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Diese Woche haben wir einen Gast-Blog von Dr. Roland Snijder, Medizinphysiker im Haaglanden Medisch Centrum (NL). Im Rahmen seiner Promotion arbeitete Roland als Forscher im Multi-Infusionsprojekt an der Abteilung für Medizintechnik und klinische Physik des University Medical Center Utrecht (UMC Utrecht). Der Forschungsschwerpunkt lag auf der Untersuchung der physikalischen Ursachen von Dosierfehlern in Multi-Infusionssystemen. In dieser Studie wurden die Strömungseigenschaften von Multi-Infusionsanlagen mit Bronkhorst Coriolis Durchflussmessgeräten untersucht. Heute erzählt uns Roland mehr über seine Forschung.

Was ist eine Infusion?

Die meisten Patienten, die im Krankenhaus behandelt werden, bekommen in irgendeiner Form Medikamente (Pharmazeutika) verabreicht. Vor allem in der Intensivmedizin benötigt eine große Anzahl von Patienten eine intravenöse Therapie. Intravenöse Therapie bedeutet, dass eine Lösung von Medikamenten direkt in die Venen verabreicht wird. Der Prozess der Verabreichung von Medikamenten direkt in die Venen wird Infusion genannt und erfolgt über einen Gefäßzugang (z.B. einen Katheter), der direkt in eine Vene eingeführt wird.

Der richtige Durchfluss ist lebenswichtig

Patienten in der Intensivmedizin, insbesondere Kinder und Säuglinge, leiden oftmals an Erkrankungen, die die intravenöse Verabreichung von sehr potenten und kurz wirksamen Medikamenten erfordert. Diese Arzneimittel benötigen in der Regel eine sehr genaue Verabreichung, bei der Abweichungen in der Durchfluss- und damit Dosiermenge leicht zu Dosierfehlern führen können. Deswegen kommen hier häufig Infusions- oder Spritzenpumpen zum Einsatz.

Darüber hinaus ist der vaskuläre Zugang zum Patienten typischerweise eingeschränkt, so dass viele Infusionspumpen über einen Katheter mitverwaltet werden müssen (Multi-Infusion), was den gesamten pharmazeutischen Verabreichungsprozess komplex und schwer vorhersehbar macht. Da Dosierungsfehler in der klinischen Praxis weit verbreitet sind, war klar, dass mehr Forschung erforderlich war. Viele der Ergebnisse dieser Forschung finden sich in der Dissertation: “Physical Causes of Dosing Errors in Patients Receiving Multi-Infusion Therapy”.

Multi-Infusionspumpen

Abb. 1: Multi-Infusionspumpen in der klinischen Anwendung

Durchfluss-Messung mit Coriolis-Instrumenten

Wir haben eine große Anzahl von Messungen durchgeführt, um mehr über die Strömungseigenschaften von Multi-Infusionsanlagen zu erfahren. Diese Messungen wurden mit Bronkhorst Coriolis Durchflussmessern (Serie mini CORI-FLOW) durchgeführt. Mit diesen Durchflussmessgeräten konnten wir die Durchflussmenge von Infusionspumpen sehr genau, präzise und unabhängig von der Dichte der zu messenden Lösung bestimmen (obwohl die meisten Lösungen ähnlich wie Wasser waren).

Die Durchflussmesser wurden auch wegen der Eignung für sehr niedrige Durchflussraten gewählt, die kleinsten Durchflussmengen dieser Infusionspumpen können 0,1 ml/h betragen. Letztendlich ist es natürlich die Dosisleistung oder der Massenstrom des dem Patienten verabreichten Arzneimittels, die wichtig ist.

Um dies zu messen, verwendeten wir einen absorptionsspektrophotometrischen Aufbau, der es uns ermöglichte, die Konzentration einer Substanz in einer Lösung, d.h. einer pharmazeutischen Substanz oder pharmazeutischen Analogon, zu messen. Um die Dichte (z.B. µg/l) in einen Massenstrom (z.B. µg/h) umzuwandeln, muss auch der kumulative Durchfluss (z.B. ml/h) des Infusionsaufbaus gemessen werden.

Coriolis-Durchflussmesser

Massendurchflussmesser mini CORI-FLOW

Zuerst haben wir dafür eine Präzisionswaage verwendet, aber später im Forschungsprojekt haben wir den mini CORI-FLOW Durchflussmesser eingesetzt. Die Daten der Präzisionswaage waren deutlich verrauscht, während der Durchflussmesser sehr saubere Daten lieferte, was unsere Messungen erheblich verbesserte.

Ein Punkt, der jedoch zu beachten ist, ist, dass Durchflussmesser einen Druckabfall erzeugen, der zu einem intrinsischen Strömungswiderstand führt. Die Auswirkungen und der Bezug des Messaufbaus auf eine klinische Situation werden in der Dissertation ausführlich erläutert.

Die Forschung kam zu dem Schluss, dass eine Vielzahl von Infusionskomponenten einen bestimmten, meist signifikanten Einfluss hatten. Was besonders wichtig ist: das medizinische Personal ist sich des Vorhandenseins und damit der Auswirkungen auf die Infusionstherapie meist nicht bewusst. Als Fazit der Studie wird dringend empfohlen, sich das medizinische Personal entsprechend über die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Effekte geschult wird. Die Coriolis-Durchflussmesser von Bronkhorst erwiesen sich als sehr geeignet, um Einblicke in die verschiedenen Mechanismen des Versagens des Infusionspumpensystems zu gewinnen.

Lesen Sie hier weiter: R.A. Snijder - Physical causes of dosing errors in patients receiving multi-infusion therapy (ISBN: 978-94-028-0382-2)

Der Autor:

Dr. Roland A. Snijder (1985) ist Medizinphysiker im Haaglanden Medisch Centrum (NL). Er hat seinen Master-Abschluss in Biomedizinischer Technik an der Universität Groningen mit einem Spezialisierungslehrplan im Bereich der Medizinphysik (medizinische Instrumentierung und Bildgebung) erworben. In seiner Masterarbeit am Universitätsklinikum Groningen untersuchte er die Auswirkungen des Einsatzes der Computertomographie (CT) zur Lungenkrebsvorsorge. Nach Abschluss seiner Masterarbeit im Jahr 2012 hat Roland an der Abteilung für Medizintechnik und klinische Physik des University Medical Center Utrecht (UMC Utrecht) gemacht.

Dr. Roland A. Snijder

Möchten Sie mehr über die Kalibrierung von Infusionspumpen erfahren? Lesen Sie den Blog von Marcel Katerberg, der die Kalibrierungstechniken zur Verbesserung der Leistung der Infusionspumpe erklärt.

(Bei diesem Blog handelt es sich um eine Übersetzung aus dem Englischen Original-Blog von R.A. Snijder)