Bedeutende Entwicklungen im Bereich der persönlichen Gesundheitsfürsorge und der diagnostischen Analyse sowie die Möglichkeit, Gesundheitsprobleme frühzeitig zu erkennen und wirksame und personalisierte Behandlungsoptionen anzubieten, verändern die medizinische Versorgung.

Die medizinische Versorgung stützt sich zunehmend auf technologiegestützte Systeme und intelligente medizinische Geräte. Biomedizinische Sensoren erkennen zum Beispiel bestimmte biologische, chemische und physikalische Prozesse, verarbeiten diese Daten und sind Bestandteile von Systemen, die klinische Proben verarbeiten, wie "Lab-on-a-Chip"-Geräte. Biomedizinische Sensoren werden auch häufig zur Überwachung der Sicherheit von Medikamenten, Lebensmitteln, Umweltbedingungen und anderen Substanzen eingesetzt.

Insbesondere in der Biomedizin ermöglichen Umwelt- und biologische Sensoren diese hohe Funktionalität.

Der richtige Sensor für die richtige medizinische Anwendung

Sensors for medical applications

Wir kombinieren Dünnschicht- oder Dickschichttechnologie zur Herstellung einer Vielzahl von Sensorelementen für die Überwachung von Temperatur, Strömung, Leitfähigkeit, Feuchtigkeit und biologischen Stoffen. Unsere Sensoren vervollständigen mit den neuen peristaltischen Mikropumpen und den Extraktionskits für virale RNA das medizinisch konforme Produktportfolio der IST AG. Sie werden für Spezialanwendungen in einem komplexen Umfeld ständig weiterentwickelnder Normen, Herstellungsprozesse und verkürzter Entwicklungszyklen verwendet.

Echtzeit-Überwachungssysteme für die Fernüberwachung der Gesundheit (RHMS)

Remote patient monitoring

Überwachung der Patienten

Die Überwachung oder Bereitstellung von Patientenbehandlungen in Echtzeit ist ein schnell wachsender Markt. Durch grosse Fortschritte in der biomedizinischen Technologie, insbesondere bei Sensoren, drahtlosen Netzwerken, Cloud Computing und Datenspeicherung, wird RHMS zu einem Merkmal der modernen Medizin. RHMS für die Priorisierung von Patienten mit multiplen chronischen Krankheiten spielt eine wichtige Rolle bei der nachhaltigen Bereitstellung qualitativ hochwertiger Gesundheitsdienste.

Implanted sensors

Inkorporale Überwachung

Da Temperaturänderungen in der Pathophysiologie relativ langsam sind, bestimmen Grösse, thermische Kapazität und Leitfähigkeit des Temperatursensor-Kapselungsmaterials die Wahl der Sensortechnologie für implantierbare Einweg-Temperatursensoren und mikrofluidische Geräte. Beispielsweise werden Fortschritte bei motorischen Neuroprothesen mit Sensoren und Algorithmen erzielt. Der Markt bewegt sich von extern tragbaren Sensoren und hin zu implantierbaren Sensornetzwerken.

Miniaturized temperature sensors SMD

Miniaturisierte Temperatursensoren

Platin-Dünnschicht-Temperatursensoren mit geringer Grösse, hoher Langzeitstabilität und einfacher algorithmischer Signalverarbeitung sind die beste Wahl für die medizinische Temperaturüberwachung in Echtzeit. Diese Sensoren können auch in Halbleitergeräte integriert werden, die speziell für diese medizinischen Anwendungen entwickelt wurden.

Die IST AG bietet mit BondSens, die weltweit kleinsten SMD-Sensorelement (Pt 1000) mit einer Grösse von 0.75 x 0.75 mm an. Der Sensor arbeitet in einem Temperaturbereich von  -50 °C to 150 °C (nach IEC 60751) und ist für die automatische Bestückung in Grossserienanwendungen auf Leiterplatten konzipiert, bei denen Langzeitstabilität und Austauschbarkeit wichtig sind.
 

Wir bieten auch kundenspezifische RTD-Platinsensoren an, die an spezifische Anforderungen medizinischer Anwendungen angepasst sind, u.a. in Bezug auf bestimmte TCR-Werte, Nennwiderstand, Abmessungen, Gehäuse und Anschlüsse.

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Überwachung der Atemluftaufnahme - Atemfrequenz

Flow Sensors for Respiratory devices

Überwachung der Atmung

Die Atemfrequenz ist ein klinisches Zeichen für die Ventilation (Luft, die in die und aus der Lunge strömt). Eine Veränderung der Atemfrequenz ist in der Regel das erste Anzeichen einer Verschlechterung des Patientenzustands, da der Körper versucht, die Sauerstoffversorgung des Gewebes aufrechtzuerhalten. Ein Überwachungsgerät erkennt die frühen Anzeichen für eine Verschlechterung und löst einen Alarm aus. Die hohe Prävalenz von Asthma und chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen sind einige der wichtigsten Faktoren, die die Nachfrage nach Geräten zur Überwachung der Atemwege antreiben.

Peak flow meter

Atemanalysegeräte

Herkömmliche Techniken zur Messung von Atmungsparametern erfordern Sensoren in Kontakt mit der Testperson. Weit verbreitet sind Messverfahren, die auf der Überwachung mehrerer Parameter basieren, die aus inspiratorischer und/oder exspiratorischer Strömung abgenommen werden (z. B. Temperatur, rH, CO2 und Strömung). Spirometer, Peak-Flow-Meter und Gasanalysatoren werden zur Überwachung oder Regulierung von Atemzyklen eingesetzt. Zur Auswertung eines Atemzyklus benötigen diese Geräte Strömungssensoren mit einer extrem schnellen Reaktionszeit und einer Erkennung der Luftstromrichtung.

Flow sensor MFS02

Kalorimetrische Strömungssensoren

Die kalorimetrischen Sensorelemente MFS02 und SFS01 der IST AG wurden speziell für die Messung des Strömungsvolumens bei der Einatmung entwickelt. Der thermische Strömungssensor MFS02 kann in einem breiten Strömungsbereich von 0 bis 150 m/s (CTA-Modus) und in einem Temperaturbereich von -40 °C bis +80 °C eingesetzt werden. Der SFS01 ist besonders für niedrige Strömungsgeschwindigkeiten bis zu 3,5 m/s (in Gasen) geeignet. Dieser Sensor zeigt schnelle Messergebnisse der Strömungsgeschwindigkeit sowie der Strömungsrichtung an.

Der Silizium-Strömungssensor SFS01 bietet eine sehr schnelle Ansprechzeit <5 ms, einen sehr geringen Energieverbrauch und eine einfache Systemintegration einschliesslich Temperaturkompensation.

Sensoren für die Beatmung - Anästhesiegasmischer

FS7 4W

Atemwegsversorgung

Die steigende Zahl ambulanter Operationen, die zunehmende Vorliebe für Inhalationsanästhesie und die wachsende Zahl gut ausgestatteter multidisziplinärer Krankenhäuser und chirurgischer Zentren treiben die Nachfrage nach Anästhesiegeräten zur Verabreichung der berechneten und exakten Anästhesiemenge an.

 

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Flow_Sensor_FS7

Anästhesiegasmischer

Ein Anästhesiegasmischer ist das wichtige Bauelement eines medizinischen Gerätes, das zwei oder mehrere Gase mischt und während einer Operation eine konstante und kontrollierte Anästhesie gewährleistet. Es enthält Gase, z.B. Luft/Sauerstoff, die mit Lachgas und anderen Anästhesiegasen in einer bestimmten Menge für den Patienten gemischt werden. Der Anästhesiegasmischer ist mit Elektronik für die automatische Handhabung ausgestattet, um den Gasfluss zu steuern. Ein Schalter oder ein Regler, der auf einem FS7-Strömungssensor von der IST AG basiert, kann mit relativ einfacher Elektronik implementiert werden und die Strömung im Gasmischer genau messen.

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Flow_Sensor_FS7 with housing

FS7 mit Gehäuse

Mit einfacher Signalverarbeitung und Kalibrierung ist der FS7-Sensor auch mit einem Gehäuse erhältlich, das sich leicht in verschiedene Anwendungen integrieren lässt.

Kundenspezifische Anpassungen sind auf Anfrage erhältlich.

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Überwachung von Membranprozessen zur Trennung ionischer Verbindungen

 

Die Blutreinigung funktioniert wie eine künstliche Niere oder Leber bei der Behandlung von Patienten mit multiplem Organversagen und wird in der Regel in Intervallen durchgeführt. Mit den jüngsten Fortschritten in der medizinischen Wissenschaft ist es nun möglich, solche Blutreinigungen bei schwerkranken Patienten kontinuierlich (rund um die Uhr) durchzuführen. Blutreinigungsverfahren können auch bei der Behandlung von Patienten mit COVID-19 wirksam sein, indem sie verschiedene Krankheitserreger, Zytokine und andere Entzündungsstoffe reduzieren.

Bei der Überwachung von Membranprozessen zur Abtrennung von in Flüssigkeiten gelösten ionischen Verbindungen ist die elektrische Leitfähigkeit eine schnelle und einfache Methode zur Messung indikativer Parameter. Die Dialyse ist beispielsweise ein Ultrafiltrationsverfahren, das bei der extrakorporalen Blutreinigung eingesetzt wird und bei dem die elektrische Leitfähigkeit ein wichtiger Kontrollparameter ist.

Ein planares 4-Elektroden-Design mit biokompatiblen Materialien macht die Leitfähigkeitssensoren von IST AG, wie den LFS1305, ideal für eine Vielzahl von Anwendungen in biomedizinischen Geräten, bei denen Biofilm und Verstopfungsprobleme ein Risiko darstellen. Der Leitfähigkeitssensor LFS1305 besteht aus vier Stromelektroden und vier Messelektroden. Dieser grundlegende Sensoraufbau kann an spezifische Anwendungen und Anforderungen angepasst werden. Er zeichnet sich durch einen grossen Leitfähigkeits- und Temperaturbereich aus, der eine schnelle Ansprechzeit, optimale Genauigkeit, hohe chemische Beständigkeit und ausgezeichnete Langzeitstabilität gewährleistet.

Kundenspezifische Anpassungen sind auf Anfrage erhältlich.

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Intensivpflege - Point-of-Care-Tests (POCT)

Point-of-Care-Tests (POCT) können schnelle Testergebnisse für die Intensivpflege in unmittelbarer Nähe des Patienten liefern. Bei richtiger Einbindung in den Patientenversorgungsprozess kann POCT zu einem schnelleren therapeutischen Eingreifen, einer Verringerung der präanalytischen Fehler und einer verbesserten Patientenversorgung führen. Die Analyse von Stoffwechselmarkern wie Glukose, Laktat und Pyruvat gewinnt in der POCT zunehmend an Bedeutung.

Biosensoren als Stoffwechselmonitore ermöglichen einen Frühwarnalarm, bevor Diabetes, Sepsis und eine Verschlechterung der Leberfunktion bei Intensivpatienten auftreten. Ausserdem werden neue Blutgasanalysatoren zunehmend durch miniaturisierte, multiparametrische Sensorsysteme ermöglicht.

Die elektrochemischen enzymatischen Biosensoren der IST AG - Sensoren, die die Robustheit elektrochemischer Techniken mit der Spezifität biologischer Erkennungsprozesse kombinieren - bieten grosse Vorteile in Bezug auf Grösse, Kosten, Empfindlichkeit, Selektivität und schnelle Reaktion. Sie sind ideal für alle diese Probenahme- und Integrationsstrategien. Biosensoren mit einer mikrofluidischen Strömungszelle, wie z.B. der LV5-Sensor für Glukose und Laktat, können mit werkseitiger Kalibrierung geliefert werden, während Streifensensoren wie der IV4 miniaturisiert und mit einem Anschluss für eine einfache elektronische Integration versehen werden können.

Bei Blutgasanalysatoren ermöglicht die mikrofluidische Integration der Biosensoren und der peristaltischen Mikropumpe der Serie CPP1 die kontinuierliche Überwachung von Metaboliten. Dies ermöglicht komplexe Analysen ausserhalb der klinischen Umgebung, zum Beispiel in Fahrzeugen, in Pflegeeinrichtungen oder als tragbare Produkte für Hochrisikopatienten.

Nukleinsäureisolierung und molekulare Diagnostik

Nucleic Acid Extraction Kits
DNA/RNA-Extraktionskits für den präanalytischen Schritt vor dem PCR-Test

Die PCR-Technik für den Nachweis viraler RNA ist die derzeit weltweit angewandte Strategie für die Früherkennung des Covid-19-Virus. Die RNA-Extraktion ist ein wichtiger präanalytischer Schritt bei der PCR.

Um den PCR-Test für Covid-19 durchführen zu können, muss zunächst eine RNA-Extraktion durchgeführt werden. Unter RNA-Extraktion versteht man die Reinigung von RNA aus biologischen Proben. Es handelt sich um einen heiklen Prozess, da Zellen und die Umwelt hohe Konzentrationen von Enzymen absondern, die Nukleinsäuren zerstören. Daher muss der Prozess sorgfältig und schnell durchgeführt werden.

Die IST AG bietet jetzt RNA-Extraktionskits für die Isolierung viraler RNA aus Luftröhrenabstrichen an. Die Extraktionskits isolieren virale Nukleinsäuren aus dem Ausgangsmaterial entweder für die manuelle oder automatisierte Extraktion auf der KingFisher FLEX Plattform.

Kontinuierliche Behandlung auf der Intensivstation

Webinar- Thermal flow sensors for medical devices
Strömungssensoren

 



Die Antworten der IST AG auf die Trends im Sensordesign und der Integration für medizinische Anwendungen.

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