Testen der Bauteilen von Beatmungsgeräten

Anforderung

Ein Beatmungsgerät (Respirator) sorgt für eine „mechanische Beatmung“, indem atmungsaktive Luft in die Lunge von Patienten und aus diesen heraus bewegt wird, die ohne fremde Hilfe nicht ausreichend gut atmen können. Eine solche grundlegende Krankenhausausrüstung ist für die gesamte Patientenversorgung unerlässlich, bei der eine assistierte Atmung erforderlich ist. Dies kann für eine beliebige Anzahl von medizinischen Standardverfahren gelten, von geplanten Operationen oder „Unfall- und Notfallverletzungen“, die eine Anästhesie erfordern, bis hin zu diagnostizierten oder chronischen Zuständen, die die Atmung direkt oder indirekt beeinflussen. Beatmungsgeräte spielen auch in Pflegeheimen und für viele häusliche Pflegedienste eine entscheidende Rolle - selbst unter „normalen“ Umständen.

Die Nachfrage nach Lüftungssystemen steigt unter den außergewöhnlichen Umständen einer Pandemiebedrohung. Dies geschieht zuletzt mit COVID-19 (Coronavirus), bei dem das Virus häufig die menschlichen Atemwege direkt angreift oder als sekundäre Erkrankung auftritt, z. B. das akute Atemnotsyndrom (ARDS). Zu den traditionsreichen Herstellern mechanischer Beatmungsgeräte gesellen sich unterschiedliche Fertigungsunternehmen aus anderen Branchen, die alle Open-Source-Beatmungsgeräte (Atemgeräte mit Rückentwicklung) herstellen, um potenzielle Versorgungsengpässe zu decken.

Das moderne CPAP-Beatmungsgerät hat sich gegenüber der historischen „Eisenlunge“ etwas weiterentwickelt und bietet neben einer ausgeklügelten elektronischen Steuerung seiner Betriebs- und Überwachungsfunktionen auch Portabilität. Die Hauptsysteme umfassen:

• Stromquellen: Strom, Gasversorgung und Druckgenerator.
• Kontrolle der Gaszufuhr:
  • Akku, Mixer und Inspirationsflussregler
  • Befeuchtungsgeräte
  • Eine Subsystemschaltung, um ihre mechanische Kraft auf den Patienten zu übertragen
  • PEEP Ventile zur Aufrechterhaltung eines positiven endexspiratorischen Drucks
• Überwachung: Gaskonzentrations-, Durchfluss-, Druck- und Volumensensoren
• Sicherheitsmerkmale: Ansaugpartikel, Bakterien vor dem Kreislauf und abgelaufene Gasfilter; Feuchtigkeits- / Wärmeaustauschsysteme und Alarme.

Da das Beatmungsgerät als „lebenskritisches“ System eingestuft ist, müssen umfangreiche Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass es bei der Ausführung seiner Funktionen mit mehreren Bestandteilen äußerst zuverlässig ist. Darüber hinaus muss das Beatmungsgerät für das klinische Personal einfach zu bedienen sein, häufig in Hochdrucksituationen mit komplexer Schutzkleidung, damit seine ergonomische Funktionalität getestet wird.

Lösung

Ein Beatmungsgerät und seine Teile, einschließlich des gesamten zutreffenden Zubehörs, müssen eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, wenn sie mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, die durch normalen Gebrauch wie Drücken, Aufprall, Fallenlassen und grobe Handhabung verursacht werden.

Die Prüfung der Materialien, Komponenten und des Endprodukts ist daher von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass ein Beatmungsgerät ordnungsgemäß hergestellt wird und seinen Spezifikationen entspricht.

Mecmesin verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von Kraft- und Drehmomentprüflösungen, nicht nur für Hersteller medizinischer Geräte, sondern für alle Maschinenbauindustrien, sodass selbst Hersteller von schnell hergestellten Beatmungssystemen während einer Krise die entsprechenden Qualitäts- und Haltbarkeitsprüfungen durchführen können.

Typische Kraft- und Drehmomentprüfungen umfassen:

• Pumpen, Lager, Turbinen: Druck- und Biegefestigkeit
• Druckregelventile: Einstell- und Öffnungseigenschaften
• Federbaugruppen: Druckfederrate
• Touchscreen-Bildschirme: Betätigungskraft
• Drehknöpfe: Gefühls- und Eingriffsfeedback
• PCB-Lötstellen: Bruchfestigkeit
• Crimpdrahtklemmen und Steckverbinder: Zugfestigkeit
• Schlauch des Patientenkreislaufs: Quetschfestigkeit, Dehnung
• 3D-gedruckte und andere Komponenten aus Verbundwerkstoffen: mechanische Stärke

Verwandte Fallstudie zum Testen der NIV- Gesichtsmaskenfestigkeit .

Test Ausrüstung

• Zug- und Druckprüfmaschinen
• Drehmomentprüfgeräte
• Standardzubehör für die meisten Tests mit Einstellbarkeit, pneumatischer Betrieb und Schnellwechselfunktionen
• Mecmesin kann präzise Vorrichtungen in 3D drucken, um sie genau an die Komponentengeometrie anzupassen