pO2 Sensor für echtzeitfähige Hauptstromanwendungen in der Lungenfunktion – aktueller Stand der SentrOxy Entwicklung

Einleitung: In der Lungenfunktionstechnik ist die hauptstromfähige, atemzugsaufgelöste Sauerstoffmessung ohne flankenversteilernde mathematische Algorithmen immer noch ein ungelöstes Problem. Dies zeigt sich beispielsweise eindeutig bei hyperventilierenden Patienten.

Höher differenzierte Alveolargaswechselanalysen oder pulmonale Distributionsanalysen zur Bestimmung der funktionellen Ventilations-Volumen-Verteilungen brauchen methodenbedingt schnelle Gassensoren mit Ansprechzeiten unter 50ms. Für diese Untersuchungen sind, anders als bei der Leistungsdiagnostik, fehlerhafte Aussagen durch mathematische Versteilerungsalgorithmen oder auch Bypasssysteme nicht tolerierbar.

Nach langjähriger Entwicklungsarbeit, die erste Vorstellung erfolgte 1996 auf der 86. Tagung der Sektion „Pathophysiologie der Atmung“, kann die Firma Sentronic auf einen hauptstromfähigen Sauerstoffsensor verweisen, der die gestellte Anforderung erfüllt und klinisch getestet ist.

Methoden: Dem optischen pO2-Sensor liegt das Prinzip der Fluoreszenzlöschung organischer Farbstoffe zugrunde.

Das miniaturisierte Design erlaubt die direkte Platzierung des Sensors im Atemstrom, wodurch das Absaugen von Gasproben unnötig ist. Die Sensorschicht wird in einer einfach, auswechselbaren Kappe bereitgestellt, welche auf einem leichten, flexiblen und zur Vermeidung von Kondensation temperierten Messkopf mit integriertem Referenzkanal gesteckt wird. Aus hygienischen Gründen erfolgt ein Wechsel der Kappen bei jedem Patienten.

Optional kann eine automatische Kalibrierung des Systems mittels Druckänderung unter Nutzung der Raumluft erfolgen. Diese Methode wird auch zur Validierung der Linearisierungsfunktion eingesetzt.

Ergebnisse: Die Sensorschichten weisen eine t90-Zeit unter 50ms auf. Die Genauigkeit beträgt±0,2 Vol% und die Wiederholbarkeit liegt bei±0,5% FS.

Diskussion: Neben exakten Formanalysen lassen sich absolute Werte, z.B. mittels Integration über einen einzelnen Kurvenverlauf, bestimmen. Überbestimmungen und Formveränderungen durch Versteilerungsalgorithmen bzw. Absaugungen entfallen beim SentrOxy pO2-Sensor. Schnelle Druck- und Temperaturmessungen im Atemstrom verbessern die Ausgabe der Konzentrationswerte zusätzlich.