Ein Beatmungsgerät ist lebenserhaltendes Gerät: Beim Ausfall des Netzes bewahrt die Batterie nicht nur die Einstellungen — sie muss weiterhin Gas in die Lungen des Patienten befördern. Moderne Beatmungsgeräte für Intensivmedizin und Transport werden zunehmend turbinenangetrieben und ersetzen die pneumatische Wandgasversorgung durch ein Hochgeschwindigkeitsgebläse, dessen Bedarf den Energiehaushalt dominiert. Paper A dieser dreiteiligen Serie erläutert diese Last, verankert sie in den Anforderungen der ISO 80601-2-12 und zeigt, warum die Batterieauslegung eines Beatmungsgeräts ein Problem der wesentlichen Leistungsmerkmale und kein Komfortmerkmal ist.
Ältere Beatmungsgeräte der Intensivstation stützten sich auf medizinisches Druckgas; moderne Turbinenbeatmungsgeräte — Plattformen wie das Getinge Servo-air und viele Intensiv-/Transportmodelle — erzeugen Fluss und Druck mit einem bürstenlosen Gebläse, das mit mehreren zehntausend Umdrehungen pro Minute rotiert. Der Gebläsestrom folgt dem Atemzyklus: Er steigt während der Inspiration an, um den eingestellten Druck oder das eingestellte Volumen zu erreichen, und fällt während der Exspiration ab. Auf diese dynamische Last kommen die Steuerelektronik, Sensoren (Fluss, Druck, Sauerstoff, CO2), Leistungen des beheizten Atemgasbefeuchters, sofern vorhanden, Display, Alarme und Exspirationsventile.
Anders als das relativ stabile Grundniveau eines Monitors ist der Strom eines Beatmungsgeräts von Natur aus periodisch mit der Atemfrequenz und stark von den Beatmungseinstellungen abhängig: Atemzüge mit hoher Druckunterstützung, hoher PEEP, lungenprotektive Modi bei steifen Erwachsenenlungen sowie Vernebler- oder Sauerstoffanreicherungsfunktionen erhöhen die Gebläseenergie pro Atemzug. Eine Veränderung der Lungencompliance — ein Patient, der gegen das Beatmungsgerät „kämpft”, oder ein verstopfter Filter — erhöht die Momentanleistung. Die Auslegung muss daher die ungünstigste klinische Einstellung abdecken, nicht ein nominelles Atemzugvolumen in einem nachgiebigen Testlungenmodell.
Beatmungsgeräte der Intensivmedizin unterliegen der ISO 80601-2-12 (der Nachfolgenorm der IEC 60601-2-12:2001, wobei die Ausgaben 2020 und 2023 an die dritte Ausgabe der IEC 60601-1 angeglichen sind), ergänzt durch Begleit- und Sondernormen wie die ISO 80601-2-55 für Atemgasmonitore und die IEC 60601-2-49 für multifunktionale Überwachung. Als lebenserhaltendes Gerät muss ein Beatmungsgerät seine wesentlichen Leistungsmerkmale — die Abgabe des eingestellten Atemzugs innerhalb der Genauigkeitsgrenzen — beim Ausfall der externen Versorgung aufrechterhalten, mit gestuften Alarmen nach IEC 60601-1-8. Die Hersteller geben die Batterieausdauer bei definierten Einstellungen an, gerade weil es sich um eine Sicherheitsaussage und nicht um Marketing handelt.
Der innerklinische Transport (CT, OP, Intensivstation auf Station) und Notfall-/Rettungsdienst-Beatmungsgeräte laufen über längere Zeit vollständig über die interne Stromversorgung, und militärische Feldtransportbeatmungsgeräte bringen zusätzlich Stöße, Vibrationen und extreme Temperaturen mit. Die Batteriemission muss die erwartete Transportdauer zuzüglich einer Sicherheitsmarge für Verzögerungen in Aufzügen und Bildgebungsräumen abdecken, und der Pack muss die Gebläseleistung bei niedrigem Ladezustand ohne Druckabgabefehler liefern.
Der hohe, atemzuggebundene Bedarf des Gebläses begünstigt Zellen mit niedrigem Innenwiderstand und robuster Impulsabgabe. NiMH bietet Hochstromfähigkeit, eine wässrige und inhärent sichere Chemie, Toleranz gegenüber dem ständigen Erhaltungs-/Erhaltungsentladungsmuster eines Intensivgeräts, das wochenlang am Bett angedockt ist, sowie einfaches Laden — Gründe, warum es in Transport- und robusten Beatmungsgeräten fortbesteht, wo der Gewichtsvorteil von Lithium nicht entscheidend ist. Paper B legt den Pack aus und vergleicht die Chemien quantitativ; Paper C durchläuft die ISO 80601-2-12-Validierung und den Testpfad.
Weijiang Power fertigt Hochstrom-NiMH-Zellen und kundenspezifische Packs für Beatmungs- und Atemwegs-OEMs: niederohmige gematchte Zellen für die Gebläseimpulsabgabe, geschweißte Konstruktion, NTC und Schutz sowie IEC 62133-1/UN 38.3-Dokumentation. Senden Sie uns Ihre ungünstigsten Atemeinstellungen, die angestrebte interne Ausdauer und das Gehäuse, und wir legen einen Pack aus, der die wesentlichen Leistungsmerkmale bis zur angegebenen Grenze aufrechterhält.
