Lineare Ladegeräte

mHealth ist nichts für Stromsparer

22. Januar 2019, 12:00 Uhr   |  Manuel Diaz Corrada (TI)

mHealth ist nichts für Stromsparer
© Texas Instruments

Mit Monitor-Lösungen in Wearable-Ausführung lassen sich Patienteninformationen besser verfolgen und übertragen.

Medizingeräte werden kleiner, leichter und vernetzter. Für Patient und medizinisches Personal bedeutet das vor allem mehr Komfort und Flexibilität; die Stromversorgung kommt hingegen an ihre Grenzen. Lineare Ladegeräte könnten helfen.

Während immer neue Technologien den Healthcare-Markt erobern, werden die Batterien immer kleiner und die Vernetzung intensiver. Die Medizin steht also vor einem wahren Paradigmenwechsel, was die Behandlungsmöglichkeiten betrifft. Schon im kommenden Jahrzehnt kann es für Ärzte Routine sein, Hunderte von Patienten mit Online-Tools zu überwachen und so den Aufwand für die persönliche Untersuchung minimieren – außer sie ist zwingend notwendig. Nur so schaffen es Gesundheitssystem, die zunehmende Patientenflut zu bewältigen.

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Vorteile eines niedrigen Ladeschluss-Stroms

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Getreu diesem Trend setzen immer mehr Hersteller von medizinischen und persönlichen Elektronikgeräten auf Wearables, um die Ergebnisse für die Patienten zu verbessern und ihnen eine qualitativ hochwertigere Versorgung bieten zu können – ob bei stationärer oder ambulanter Behandlung. Zu den Schwerpunkten gehört es das Design zu modifizieren, damit alle zur Versorgung erforderlichen Geräte dem Patienten während seines gesamten Klinikaufenthalts folgen können. Zurzeit müssen dafür noch erhebliche Ressourcen aufgewendet werden, zum Beispiel bei der Verlegung eines Patienten. Krankenpfleger müssen umfangreiches Equipment vorbereiten, wenn ein Patient von einer anderen Station eintrifft, und es muss einiger logistischer Aufwand getrieben werden, damit die Anlagen nach dem Transfer eines Patienten wieder an seinen ursprünglichen Standort zurückgebracht werden. All das kostet Zeit und Mühe. Eine mobile Ausrüstung erleichtert den Wechsel von der Intensivstation an die allgemeine Station bis hin zur Entlassung des Patienten. Sobald die Notwendigkeit zur Koordination zwischen verschiedenen Abteilungen oder sogar mit externen Organisationen wegfällt, gestaltet sich das Verlegen von Patienten unkomplizierter, da das gesamte Equipment beim Patienten verbleiben kann.

Portabilität ist keineswegs neu, zumal die meisten traditionellen Medizingeräte bereits mit Batterien – wenn auch mit äußerst großen – betrieben werden. Aufgrund der Ausmaße dieser Batterien war für die meisten Patienten keine einfache Mobilität möglich. In dem Bemühen, dieses Problem zu lösen, haben Unternehmen jedoch einen neuen Ansatz gewählt und nutzen nun Sensoren als primäre Überwachungs-Hilfsmittel und delegieren die zusätzlichen Funktionen, indem sie die Sensoren an medizinische Netzwerke anbinden. Das Auslagern aller Verarbeitungs- und Speicherfunktionen sowie aller nicht der Überwachung dienenden Prozesse reduziert sowohl die Kosten als auch den Platzbedarf medizinischer Ausrüstungen und macht Medizingeräte kostengünstiger, leichter und vielseitiger. Durch die Überwachung von Patienteninformationen wie können die verschiedenen medizinischen Geräte, vom neuesten Wearable über bettseitige Monitore und Infusionspumpen bis hin zu sensorbestückten Betten, den Patienten helfen und dafür sorgen, dass die jeweiligen Leistungserbringer vernetzt bleiben.

Kommunikation als Stromfresser

Die Vernetzung bringt Verbesserungen für eine Vielzahl routinemäßiger medizinischer Abläufe, zu denen die Dokumentation, das Asset-Tracking und die Patientenversorgung gehören. Die automatisierte Dokumentation verhindert Fehler beim Aufzeichnen von Vitalzeichen. Ständig vernetztes Equipment bietet zudem einen maximalen Nutzen und befähigt Maschinen, routinemäßige medizinische Prozeduren zu erleichtern oder sogar ganz zu übernehmen. Durch kleine Verbesserungen dieser Art bahnt sich eine Revolution an. Ärzte können jetzt mit weniger Aufwand mehr erreichen – allerdings nur, wenn diese Geräte stets eingeschaltet sind. Und aus genau diesem Grund ist die Batterielebensdauer im Rund-um-die-Uhr-Betrieb entscheidend für den Komfort und die Ergebnisse des Patienten.

Auf einen Blick

Lineare Ladegeräte weisen einen extrem niedrigen Ruhestrom und eine hohe Terminierungsstromgenauigkeit auf. Diese Eigenschaften sind erforderlich, um die für kleine akkubetriebene Anwendungen wie Wearables, IoT-Geräte und Notrufsysteme (E-Call) in Fahrzeugen wichtigen Parameter Akkulaufzeit und effektive Akkukapazität zu maximieren. Neben den einfachen linearen Ladegeräten gibt es auch Nanopower-Batteriemanagement-Einheiten, die sich in Stromschienen integrieren lassen um mehr Funktionen bieten. 

Diese kompakten und integrierten Lösungen eignen sich sehr gut für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot und verringern die Größe des Gesamtsystems.

Ein Beispiel dafür ist die Vermeidung des Wundliegens bei bettlägerigen Patienten. Bisher musste das Pflegepersonal die Position des Patienten in Intervallen von ein paar Stunden verändern und dokumentieren, um Druckstellen zu vermeiden. Ein vernetztes Krankenbett oder ein vom Patienten getragener Sensor kann diesen Prozess dagegen straffen, indem Bewegungen automatisch verfolgt werden und das Pflegepersonal informiert wird, sobald Handlungsbedarf besteht. Derartige Geräte könnten außerdem die verschiedenen Lagen eines Patienten präzise aufzeichnen, sodass den Ärzten eine wertvolle Ressource geboten wird, sollte der Patient über Schmerzen klagen oder sich sein Zustand verändern.

Fortlaufende Kommunikation und weitere Features zum Beispiel Touchscreens benötigen jedoch so viel Energie, dass die Verwendung von Einweg-Batterien in dieser neuen Überwachungstechnik ausscheidet. Solche Batterien wären schnell leer, was die Betriebskosten dieser Geräte erheblich erhöhen würde. Inzwischen sind wieder aufladbare Lithium-Ionen-Batterien außerdem so leistungsfähig, dass sie das Stromversorgungsproblem lösen können. Sie erfordern allerdings eine konstantere Temperatur und entsprechende Schutzfunktionen und auch das korrekte Aufladen ist ein wichtiges Thema. In medizinischen Anwendungen, die klein und gegen elektrische Störbeeinflussungen empfindlich sind, kommen deshalb lineare Ladegeräte in Frage, die sich einfach in jeden Stromversorgungs-Block integrieren lassen und Ladeströme bis zu 1,5 A liefern können – und dies bei kleineren Abmessungen, als es mit geschalteten Ladegeräten möglich wäre.

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