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Cubic OEM/ODM PFT-Systemlösung für eine umfassende Beurteilung der Atemwege

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Cubic OEM/ODM PFT-System integriert Ultraschall- und NDIR-Technologien zur Unterstützung präziser, effizienter Lungentests

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Die Präzisionsanforderungen der modernen Atemwegsdiagnostik
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation ist die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) eine der häufigsten Todesursachen weltweit und für mehr als 3 Millionen Todesfälle pro Jahr verantwortlich. Angesichts dieser beträchtlichen Krankheitslast ist eine frühzeitige und genaue Diagnose für eine wirksame Vorbeugung und langfristige Behandlung unerlässlich. In den Berichten GOLD 2024/2025 wird betont, dass für die Diagnose einer COPD eine Spirometrie erforderlich ist, wobei ein FEV1/FVC < 0,7 nach Bronchodilatation als Definitionskriterium für eine anhaltende Einschränkung des Luftstroms im entsprechenden klinischen Kontext dient.
Gesundheitskampagnen haben auch den Wert von Lungenfunktionstests hervorgehoben. Der Welt-COPD-Tag 2024 stand beispielsweise unter dem Motto "Kenne deine Lungenfunktion" und betonte die Bedeutung eines breiten Zugangs zu zuverlässigen Lungenfunktionstests.
Darüber hinaus werden die fachlichen Standards weiter verschärft. In der ATS/ERS-Aktualisierung 2022 wurde die Anforderung an die Wiederholbarkeit innerhalb einer Sitzung für FEV1 und FVC von 200 mL auf 150 mL gesenkt, was die Erwartungen an die Präzision und Konsistenz der pulmonalen Diagnostik erhöht.
Die Konvergenz von strengeren klinischen Standards, wachsenden diagnostischen Anforderungen und erhöhtem öffentlichen Bewusstsein unterstreicht den Bedarf an Lösungen für die Atemwegsdiagnostik, die außergewöhnliche Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Betriebseffizienz bieten, um sowohl den aktuellen als auch den zukünftigen Anforderungen im Gesundheitswesen gerecht zu werden.
Cubic ermöglicht Präzision durch fortschrittliche Gassensortechnologien
Um den Anforderungen der modernen pulmonalen Diagnostik gerecht zu werden, bedarf es integrierter Systeme, die auf bewährten Sensortechnologien aufbauen und durch umfassende Entwicklungsunterstützung unterstützt werden.
Cubic, ein erfahrener OEM/ODM-Hersteller, hat seine ausgereiften Technologieplattformen, einschließlich NDIR, TDLAS und Ultraschall, genutzt, um fortschrittliche Sensorlösungen für medizinische und gesundheitliche Anwendungen zu liefern, wie z.B. Lungenfunktionstests (PFT), kardiopulmonale Belastungstests (CPET), Stoffwechselmessungen, Sauerstofftherapie sowie Beatmungs- und Anästhesieüberwachung.
Um die Möglichkeiten der pulmonalen Diagnostik zu demonstrieren, hat Cubic das OEM/ODM PFT System für die Spirometrie und die Bewertung der Diffusionskapazität entwickelt.
Cubic OEM/ODM PFT System: Ein Schaufenster fortschrittlicher Gassensorik-Technologien
Die Cubic OEM/ODM PFT Systemlösung integriert zwei komplementäre Gassensortechnologien, um umfassende Möglichkeiten zur Beurteilung der Atmung zu bieten. Die Ultraschall-Durchflussmessung erfasst die Dynamik des Luftstroms mit außergewöhnlicher Präzision, während die NDIR-Multigasanalyse eine Echtzeitmessung der Atemgaszusammensetzung ermöglicht. Zusammen bilden sie die Grundlage für OEM-Partner zur Entwicklung von Lungenfunktionstestlösungen, die den höchsten klinischen Standards entsprechen.
Präzise Flussmessung durch Ultraschalltechnologie:
Eine genaue Spirometrie hängt von der präzisen Messung des ausgeatmeten Luftstroms und Volumens über einen weiten Bereich von Atemmanövern ab. Der von Cubic selbst entwickelte Ultraschall-Flow-Sensor erreicht eine hohe Präzision durch den Einsatz von Ultraschalltechnologie und dem Time-of-Flight-Prinzip. Zwei Wandler senden und empfangen abwechselnd Ultraschallsignale in entgegengesetzter Richtung durch den ausgeatmeten Luftstrom und berechnen die Strömungsgeschwindigkeit auf der Grundlage der mit außergewöhnlicher Genauigkeit gemessenen Laufzeitunterschiede.
Durch die berührungslose Bauweise des Sensors gibt es keine beweglichen Teile, wodurch Verschleiß und Drift, wie sie bei mechanischen Durchflussmessern üblich sind, vermieden und die Notwendigkeit einer Neukalibrierung minimiert werden. Schnelle Ansprechzeiten und ein großer dynamischer Bereich ermöglichen es dem Sensor, sowohl die gleichmäßige Atmung als auch schnelle forcierte Exspirationsmanöver mit gleicher Präzision zu erfassen und unterstützen umfassende Spirometrie-Indizes wie FVC, FEV1, FEV6, PEF und MVV.
Klinische Umgebungen erfordern eine robuste, langfristig zuverlässige Leistung. Das Festkörperdesign des Cubic-Ultraschallsensors sorgt für Messstabilität unter hochfrequenten Testbedingungen, während der breite Flussbereich die unterschiedlichsten Patienten, von Kindern bis hin zu Sportlern, abdeckt.
Hochpräzise Gasanalyse durch NDIR-Technologie:
Für die Bewertung der Diffusionskapazität integriert Cubic einen proprietären nicht-dispersiven Infrarotsensor (NDIR), der während des Lungenfunktionstests eine gleichzeitige Analyse mehrerer Gase ermöglicht. Der NDIR-Gassensor von Cubic misst die CO-, CH4- und CO2-Konzentrationen in der ausgeatmeten Luft in Echtzeit und liefert so wichtige Daten für die DLCO-Messung in einem Atemzug und die Bewertung der alveolar-kapillaren Funktion.
Durch den Nachweis der Gasabsorption bei charakteristischen Infrarot-Wellenlängen ermöglicht der Cubic NDIR-Sensor hochpräzise Messungen auch bei sehr niedrigen Konzentrationen. Ein integrierter Mikroprozessor sorgt für die Signalaufbereitung, die automatische Kalibrierung und die BTPS-Korrektur, um die Konsistenz der Messungen unter verschiedenen Bedingungen zu gewährleisten. Das optische Design minimiert Kreuzinterferenzen, während die schnelle Modulation und die Detektionsschaltungen mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis eine schnelle Reaktion und eine robuste Anti-Interferenz-Leistung gewährleisten.
Durch die Integration der Ultraschall-Durchflussmessung mit der NDIR-Gasanalyse bietet die Cubic OEM/ODM PFT-Systemlösung eine komplette Gassensorik-Grundlage für fortschrittliche Lungenfunktionstests. Der Ansatz bietet die Präzision, Stabilität und klinische Vielseitigkeit, die sowohl für die Spirometrie als auch für die Bewertung der Diffusionskapazität in einer einzigen, skalierbaren Plattform erforderlich sind.
Unterstützende Ausrüstung für die Systemvalidierung und -kalibrierung:
Die Messgenauigkeit beginnt bei der Sensorleistung und erstreckt sich über das gesamte Diagnosesystem. Um eine vollständige Systemvalidierung zu gewährleisten, bietet Cubic auch Kalibrier- und Testgeräte an, die die Leistung der gesamten Messkette verifizieren. Die unterstützenden Werkzeuge sind als OEM-Module oder schlüsselfertige Produkte erhältlich, um Partner bei der Validierung, Fertigungskalibrierung und Qualitätssicherung zu unterstützen.
Der Atmungssimulator reproduziert physiologische Atemmuster zur Überprüfung von Spirometrie- und Diffusionsmesssystemen. Ausgestattet mit einem servogesteuerten Kolben, der von einem Präzisionsmotor angetrieben wird, kann er quadratische, sinusförmige oder trapezförmige Flusswellenformen sowie benutzerdefinierte Muster simulieren. Der Atemsimulator unterstützt sowohl positive als auch negative Druckzyklen zur Nachahmung der Ein- und Ausatmung und erzeugt kontrollierte Luftströme von bis zu 20 l/s und Volumina von bis zu 10 l.
Automatische Testsequenzen ermöglichen einen kontinuierlichen Betrieb und eine programmierbare Wellenformerzeugung gemäß den ATS/ISO-Normen, einschließlich der in ATS-24 und ATS-26 spezifizierten Volumen-Zeit- und Fluss-Zeit-Testprotokolle. Das Gerät hält eine Gastemperatur von 37 °C ± 2 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 92 % ± 5 % aufrecht, wodurch die Bedingungen der menschlichen Atmung für die BTPS-Korrektur nachgebildet werden. Dies gewährleistet eine wiederholbare Leistungsvalidierung und unterstützt die Werkskalibrierung oder F&E-Testumgebungen.
Für die routinemäßige Kalibrierung und Verifizierung liefert Cubic eine 3-L-Präzisionsspritze, die den ATS/ERS-Anforderungen entspricht. Die Spritze ermöglicht eine schnelle Verifizierung der Fluss- und Volumengenauigkeit des Spirometers und bietet einen stabilen, reproduzierbaren Standard für die tägliche Systemkontrolle.
Diese Validierungstools ergänzen die Gassensoren von Cubic und tragen dazu bei, eine durchgängige Qualität von der Sensorleistung bis zur Systemintegration während des gesamten Entwicklungs- und Produktionsprozesses sicherzustellen.
Warum Cubic wählen: Umfassende OEM/ODM-Partnerschaftslösungen
Da sich die Standards für die Atemwegsdiagnostik ständig weiterentwickeln und die klinischen Anforderungen steigen, benötigen Medizinproduktehersteller Partner, die sowohl fortschrittliche Sensortechnologien als auch umfassende Entwicklungsunterstützung liefern können. Mit mehr als zwei Jahrzehnten Erfahrung in der Innovation von Gassensorik und Präzisionsmesslösungen hat sich Cubic als zuverlässiger Partner für Gesundheitsdienstleister etabliert, die fortschrittliche Fähigkeiten zur Beurteilung der Atmung durch OEM- und ODM-Dienstleistungen suchen, die von der Entwicklung von Kernsensoren bis zur vollständigen Systemintegration reichen.
Das OEM/ODM-System von Cubic basiert auf einem vertikal integrierten Modell, das jede Entwicklungsphase abdeckt, von der Sensorinnovation bis zur Produktrealisierung. Die Grundlage bilden selbst entwickelte Gassensortechnologien, darunter NDIR-, TDLAS- und Ultraschallplattformen, die Präzision, Stabilität und langfristige Zuverlässigkeit für Hochleistungsanwendungen in der Medizin und im Gesundheitswesen gewährleisten.
Ergänzend zu dieser Expertise unterhält Cubic eine eigene Fertigung von Kerngassensoren und Schlüsselkomponenten, in der kritische Prozesse wie die optische Montage, Kalibrierung und elektronische Integration unter strenger Qualitätskontrolle durchgeführt werden, um Konsistenz und Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten.
Neben den grundlegenden Gassensortechnologien und der Fertigung bietet Cubic eine Integration der Lieferkette, die die Beschaffung von Komponenten und die Logistik koordiniert, um eine skalierbare, kosteneffiziente Produktion zu unterstützen. Hardware- und Strukturdesignteams unterstützen Partner bei der Entwicklung optimierter mechanischer Layouts und kompakter Modularchitekturen, während Softwareentwicklungskapazitäten Datenerfassung, -analyse und -visualisierung ermöglichen, die sich reibungslos in Krankenhausinformationssysteme integrieren lassen.
Durch Prototypentests und Validierung hilft Cubic den Partnern, die Messgenauigkeit und Systemzuverlässigkeit unter simulierten Betriebsbedingungen zu überprüfen. Zusätzliche Dienstleistungen zur Entwicklung von Formen unterstützen die Anpassung von Gehäusen und die Produktdifferenzierung für verschiedene klinische und Marktanwendungen.
Durch die Kombination von selbst entwickelten Sensortechnologien, eigener Fertigung und einem umfassenden Entwicklungssupport bietet Cubic flexible, kollaborative OEM/ODM-Lösungen, die es den Partnern ermöglichen, die Produktentwicklung zu beschleunigen und fortschrittliche pulmonale Diagnosesysteme mit Vertrauen auf den Markt zu bringen. Gleichzeitig bietet ein globales Vertriebs- und Servicenetzwerk reaktionsschnellen technischen Support und lokalisierte Expertise während der Implementierungs- und Betriebsphasen.
Cubics integrierte Fähigkeiten, die weltweite Präsenz und das kontinuierliche Engagement für Innovationen positionieren das Unternehmen als langfristigen Partner, der flexible End-to-End-Lösungen anbietet, die den Anforderungen von Herstellern von Medizin- und Gesundheitsgeräten weltweit entsprechen.

Referenzen:
1.https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2024/02/GOLD-2024_v1.2-11Jan24_WMV.pdf
2.https://goldcopd.org/world-copd-day-2024/
3.https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/chronic-obstructive-pulmonary-disease-(copd)
4.https://www.lung.org/getmedia/d53c0e59-f3ab-435a-bcaa-a6a195b6b565/Spirometry-quick-glance-guide.pdf