Side 14

n Sporbarhed Infusionspumper og Kalibreringssetup til dynamisk flow ved lave flowrater. Af konsulent Anders Koustrup Niemann, Installation og Kalibrering, Energi og Klima, Teknologisk Institut Intravenøs medicindosering sker ofte med forskelligt infusionsudstyr fx sprøjtepumper, peristaltiske pumper og dråbetællere. Klassisk medicindosering sker typisk i flowområdet 1-15 ml/min (ml per minut) og i nogle tilfælde helt ned til 0,002 ml/min og kræver, ud over en infusionspumpe godkendt til medicinering, også en periodisk kalibrering for at kunne overholde acceptkravene på typisk fem procent. Kalibrering af flow sker typisk med en ikke-sporbar referencemåler. Disse har dog et begrænset flowområde, og en kalibrering ved fx 0,01 ml/min vil med nuværende teknologi tage op imod 100 timer [1]. Typisk for medicinering er det den samlede afgivne mængde, der er den vigtigste parameter. Der er imidlertid en betydelig procentdel af lægemidler, hvor det er dokumenteret, at den faktiske strømningshastighed (flowrate) er meget vigtigt for behandlingen [2], [3], [4]. Dette er tilfældet for de lægemidler, der har en kort halveringstid eller har en smal terapeutisk båndbredde. Den terapeutiske båndbredde er et medikaments egenskab og bestemmes som forholdet mellem en toksisk dosis og en effektiv dosis. Det er kritisk, at tilførslen af medicin er konstant og nøjagtig, hvilket stiller krav til infusionspumpens flowstabilitet. Især i forbindelse med for tidligt fødte er korrekt dosering essentiel, og desuden er det vigtigt, at der ikke indgives for meget væske, da dette kan forstyrre saltvæskebalancen med alvorlige konsekvenser til følge. sporbarhed Sporbarhed og usikkerhed – essentielle parametre Det er velkendt, at fx en sprøjtepumpe leverer en flowrate, der varierer med tiden, se figur 1. Det er ikke trivielt at måle så lave flowrater og slet ikke via dynamisk måling, hvor man kan se flowvariationerne som vist på figur 1 og sidst, men ikke mindst, med en kendt usikkerhed, hvilket vil sige, at målingen er sporbar. Inden for metrologi, der er videnskaben om målinger og måleteknik, er begreber som sporbarhed og usikkerhed essentielle parametre. Ganske kort betyder sporbarhed, at den måling, man udfører, kan relateres via en sporbarhedskæde, se Anders Koustrup Niemann. figur 2, til en vedtaget SI-standard (den øverste reference i sporbarhedskæden) 15,0 14,8 14,6 Tilsigtet flowrate på 14,017 ml/time FLOWRATE [ml/h] 14,4 14,2 14,0 13,8 13,6 13,4 13,2 13,0 0 200 400 600 800 1.000 1.200 Flow Middelflow Tilsigtet TID [s] Figur 1. Den blå kurve viser, hvorledes flowraten for en sprøjtepumpe varierer med tiden. Den røde linje viser middelflowet udregnet over hele det viste flowforløb. Den sorte stiplede linje viser den tilsigtede flowrate, som pumpen er indstillet til at give. 14 Medicoteknik | nr. 2 | April 2015

Side 15

Sporbarhed n Sporbarhed via sammenligningsmåling (kalibrering) SI-enhed BIPM (Bureau International des Poids et Measure) – det international kontor for mål og vægt. Ubrudt sporbarhedskæde Stigende usikkerhed National-/primærreference MI (Metrologi Institut) Fx DFM (Dansk Fundamental Metrologi) og Teknologisk Institut (temperatur, vandflow mm.) Sekundær-referencer Akkrediteret Kalibreringslaboratorium Fx Teknologisk Institut Arbejdsnormaler/tertiær reference Kalibreringslaboratorium Fx produktionsvirksomhed som fx kilogramloddet i Paris. Relationen til den øverste reference skabes ved at sammenligne referencer nedad i sporbarhedskæden, hvorved der fås sekundære og tertiære referencer. Hver sammenligning mellem en reference kan kun udføres med en given sikkerhed, og et måleinstruments målte værdi (fx temperatur eller vægt) er derfor altid behæftet med en usikkerhed i forhold til den reference, der sammenlignes med. De ekstremt lave flowrater er i sig selv ikke lette at måle og kræver specielle faciliteter og udstyr for at kunne opnå sporbarhed, som beskrevet ovenfor. Figur 2. Pyramiden illustrerer et eksempel på en sporbarhedskæde, hvor toppen af pyramiden er den øverste referencestandard fx kilogramloddet hos BIPM. Det voksende areal mod bunden af pyramiden symboliserer både en stigende usikkerhed på den givne reference, efterhånden som man kommer længere ned i sporbarhedskæden og antallet af referencer, som almindeligvis også stiger, efterhånden som man kommer længere ned i sporbarhedskæden. Der findes kun en reference, der definerer SI-enheden, mens der findes adskillige tertiære referencer. Sporbarhedskæde opstår, når alle referencer i systemet kan relateres tilbage til den øverste reference ved sammenlignende målinger mellem reference hele vejen igennem referencehierarkiet. Mange parametre påvirker flowraten For infusionspumpers vedkommende kan forskellige parametre påvirke flowraten og dermed medicindoseringen. Disse parametre kan fx være medicintypen (viskositet), hydrostatisk tryk, temperatur og pumpens anvendelsesmønster. De tilsigtede flowrates (og koncentrationen af det pågældende medikaments) nøjagtighed forringes yderligere ved multiinfusion, hvor flere forskellige infusionspumper med forskellige medikamenter leverer medicin til patienten via den samme indgangsport eller kanyle. En anden problemstilling med medicindosering er, at medicindoserings-karakteristikken ikke er kendt eller særlig godt forstået. Eksempler på doseringskarakteristikker er fx den tid, det tager at nå en stabil flowrate eller den pulserende natur, en sprøjtepumpes (en type af infusionspumper) flowrate har. Teknologisk Institut (TI) har i nogle år April 2015 | nr. 2 | Medicoteknik arbejdet med at opbygge en sporbar kalibreringsfacilitet til at kalibrere flowmålere og pumper (fx infusionspumper) ved meget lave flowrater og dynamiske flows, hvor flowraten, som vist på figur 1, varierer. Denne kalibreringsfacilitet er baseret på et gravimetrisk måleprincip. Ved gravimetrisk måling afvejes væsken, der leveres af pumpen over en given tid. Ud fra massen af væsken, densiteten og tidsmålingen kan flowet beregnes. Modsat volumetrisk måling, der kan udføres ved at fylde et elastisk volumen med væske til et givent tryk nås, og tiden det tager at fylde volumenet måles, herefter frigives væsken via en ventil. Ud fra det kendte volumen og tiden kan flowet så beregnes. Mastermålere til infusionspumper baserer sig typisk på en volumetrisk måling. Volumenet kalibreres i øvrigt typisk op imod en gravimetrisk måling. Akkrediteret af DANAK til flowmåling ned til 1 ml/time Ved gravimetrisk måling indgår dog også en helt række af andre parametre, som fx vægtstabilitet, fordampning, opdrift osv., som man er nødt til at tage i betragtning for at få usikkerheden på målingen ned i et acceptabelt niveau, se faktaboksen. Teknologisk Institut er akkrediteret af DANAK (Den Danske Akkrediteringsfond) til flowmåling ned til 1 ml/time med en usikkerhed på fire procent. Der er dog endnu ingen akkreditering af dynamiske målinger, selv om disse på nuværende tidspunkt også kan udføres sporbart. Der findes i dag kun ganske få nationale metrologilaboratorier i verden, der er i stand til at dække disse lave flowrater med sporbare kalibreringsfaciliteter. Og på nuværende tidspunkt er den metrologiske infrastruktur ikke fuldt udviklet for medicindoseringsapparater. Mere specifikt er det apparater til medicindosering, der involverer meget lave flowrater (lavere end 100 ml/min) og ultralave flowrater (lavere end 10 ul/min), der ikke kan beskrives med tilstrækkelige nøjagtighed. TI deltager derfor i et igangværende fælleseuropæisk forsknings- og udviklingsprojekt, der har til formål at gøre medicindosering mere pålidelig og robust, specielt for multiinfusionssystemer og for udstyr, der involverer meget lave flowrater. Denne målsætning forventes opnået ved at realisere den nødvendige og krævede metrologiske infrastruktur og ved at teste og vurdere 15 t

    ...