Pidä biolääketieteelliset anturit tukevasti paikoillaan ja vähennä virheitä lääkinnällisten kiinnitysteippien avulla

Kirjoittaja Bill Giovino

Julkaisija Digi-Keyn kirjoittajat Pohjois-Amerikassa

Esineiden internet (IoT) on laajentunut lääkinnällisiin laitteisiin ja ihmisten ihoon kiinnitettävien biometristen antureiden määrä ja valikoima on kasvanut. Kerättyjä tietoja käytetään sairauksien seurantaan ja diagnosointiin sekä ammattiurheilijoiden suorituskyvyn ja kaupallisten kotiharjoitteluohjelmien tehokkuuden tutkimiseen ja parantamiseen.

Antureiden kiinnittämiseen käytetään yleisesti erikoisvalmisteisia lääkinnällisiä kiinnitysteippejä, mutta kaikki teipit eivät sovi kaikkiin tilanteisiin. Sen sijaan täytyy ottaa huomioon sellaisia tekijöitä kuten mukavuus, ilman- ja kosteudenläpäisevyys sekä nesteiden kestävyys, jotka kaikki lisäävät teipin valinnan kompleksisuutta. Lisäksi joissakin sovelluksissa teippi on pystyttävä irrottamaan ja kiinnittämään takaisin ihoon nopeasti ja helposti antureiden sijoittamiseksi uudelleen. Tämä voi olla tärkeää hätätilanteissa. Tarvitaan siis erilaisia lääkinnällisiä teippejä, jotka on helppo erottaa toisistaan, jotta niitä voidaan käyttää sopivassa tilanteessa.

Tässä artikkelissa esitellään yrityksen 3M lääkinnällisten teippien tuoteperhe, joka on kehitetty ihmisiholle kiinnitystä varten erilaisissa tilanteissa. Artikkelissa selitetään neljän 3M:n lääkinnällisen teipin käyttötarkoitus ja se, miten ne soveltuvat tiettyihin lääkinnällisiin kiinnityssovelluksiin. Siinä tarkastellaan myös yhteen lääkinnälliseen teippiperheen keskittymisen etuja, joihin kuuluvat muun muassa hankintojen yksinkertaistuminen, dokumentoinnin yhdenmukaisuus ja helppokäyttöisyys.

Lääkinnällisen kiinnitysteipin käyttökohteet

Aivan kuten ympäristöantureiden saatavuus ja laaja valikoima on vauhdittanut kaupallisen IoT:n ja teollisen IoT:n (IIoT) kasvua, biometristen antureiden saatavuus ja valikoima kannustaa uusien lääketieteellisten anturilaitteiden, myös lääketieteellisten IoT-laitteiden, käyttöönottoon. Kuluttajille tarkoitetut biometriset anturituotteet, kuten sykemittarin sisältävät älykellot, voidaan kiinnittää helposti ranteeseen, kun taas kuluttajille tarkoitetut sydänmonitorit voidaan kiinnittää henkilön rinnan ympärille, jolloin ne tarjoavat vielä paremman tarkkuuden. Parempi tarkkuus johtuu tarkemman anturin lisäksi sydänmonitorin varmemmasta sijoittamisesta sydämen päälle. Biometristen anturien tietojen tarkkuus on suoraan yhteydessä sekä anturin tyyppiin että siihen, että anturi sijoitetaan iholle oikealla tavalla.

Lääketieteellisissä biometrisissä anturisovelluksissa monet anturit täytyy kuitenkin kiinnittää sellaisiin paikkoihin, joissa ei voida käyttää yksinkertaista kiinnityshihnaa. Biometrisen lukeman luotettavuuden vuoksi ne lisäksi joudutaan mahdollisesti kiinnittämään tiukemmin ja luotettavammin ihon pintaan. Tämä edellyttää lääkinnällisen kiinnitysteipin käyttöä anturin pitämiseksi paikallaan. Kuten kuvasta 1 nähdään, useimmat lääkinnälliset kiinnitysteipit koostuvat tulostettavasta ja kirjoitettavasta muovikalvosta (itse teippi), liimasta teipin kiinnittämiseksi ihoon sekä irrotettavasta suojakalvosta, joka vedetään pois liimapinnan päältä.

Kaavio: Lääkinnällinen kiinnitysteippi koostuu yleensä muovikalvosta (ylhäällä) ja liimasta (keskellä)Kuva 1: Lääkinnällinen kiinnitysteippi koostuu yleensä muovikalvosta (ylhäällä) ja liimasta (keskellä). Suojakalvo (alhaalla) suojaa liimaa, ja se vedetään irti, kun teippi on valmis käytettäväksi. (Kuvan lähde: 3M Medical Materials)

Muovikalvon ja liiman valinta lääkinnällisen teipin valmistuksessa määräävät sen käyttöominaisuudet. Lääkinnällisen kiinnitysteipin käyttötilanteet eivät ole kaikki samanlaisia, ja teipin asianmukainen valinta ja käyttö edellyttää useiden ergonomiatekijöiden huomioon ottamista. Nämä tekijät määräävät yhdessä muovikalvon rakenteen ja käytettävän liiman valinnan.

Lääkinnällisen kiinnitysteipin ergonomia

Yksi tärkeä näkökohta on nesteenkestävyys. Pitkäaikaisessa käytössä lääkinnällinen kiinnitysteippi voi kastua suihkun aikana tai jos kiinnitysaluetta pestään usein. Tällöin sen tarttuvuus heikkenee ja anturin lukemat käyvät epäluotettaviksi. Jos teipiltä vaaditaan nesteenkestävyyttä, se edellyttää usein polyeteenistä valmistettua muovikalvoa ja akryylipohjaista lääkinnällistä liimaa. Tämä rakenne ei ainoastaan kestä nesteitä, vaan se myös estää vesihöyryn tunkeutumisen teipin läpi, esimerkiksi kuumassa suihkussa tai kosteassa tilassa.

Nesteenkestävyyttä täydentävä vaatimus on teipin tyypillinen kosteushöyryn siirtonopeus (MVTR). MVTR ilmoitetaan tyypillisesti grammoina neliömetriä kohti (gm/m²) kosteutta, joka pääsee materiaalin läpi 24 tunnin aikana. Joissakin tilanteissa teipin läpi ei saa päästä nesteitä tai vesihöyryä lainkaan (MVTR noin 0), kun taas toisissa tilanteissa kosteuden, kuten hien, pääsy teipin läpi voi olla tarpeellista. Jälkimmäisessä tapauksessa kuitukangasteippi mahdollistaa ihon hengittämisen ja hien haihtumisen.

Joissakin käyttötapauksissa teipin uudelleensijoittamisen täytyy olla helppoa jotta anturin paikkaa voidaan vaihtaa nopeasti tai jotta sitä voidaan käyttää useita kertoja samalla potilaalla. Kertakäyttöisiä teippejä varten on saatavilla useita erilaisia liimoja, kun taas silikonipohjaiset lääkinnälliset liimat mahdollistavat anturin helpon irrotuksen ja turvallisen uudelleenkiinnityksen.

Teipin käyttömukavuus on aina tärkeää, erityisesti pitkään käytettävien teippien kohdalla. Kuitukangasteippi, jonka MVTR-arvo on vähintäänkin kohtalainen, on yleensä mukavin, vaikka polyeteeniteippikin voi olla melko mukava sen rakenteesta ja sijoituspaikasta riippuen. Teipin käyttömukavuus riippuu myös muovikalvon paksuudesta ja siitä kauanko teippiä käytetään. Pitkään käytettävän teipin on oltava mukava jopa viikon ajan aiheuttamatta potilaalle epämukavuutta. Tällöin ohuempi muovikalvomateriaali voi tarjota enemmän joustavuutta ja mukavuutta.

3M:n lääkinnälliset kiinnitysteipit

3M Medical Materials valmistaa monia erilaisia lääkinnällisiä kiinnitysteippejä erilaisiin käyttötarkoituksiin. Näissä kiinnitysteipeissä otetaan huomioon edellä käsitellyt erilaiset ergonomiset tekijät. Koska näiden teippien hankinta voidaan keskittää yhdelle toimittajalle, 3M yksinkertaistaa varastonhallintaa ja tarjoaa yhdenmukaisen dokumentaation kaikille tuotteille, mikä voi yksinkertaistaa ostamista ja vähentää virheitä.

Pitkään käytettäviä sovelluksia varten 3M valmistaa pitkään käytettävää kuitukangasteippiä 3M-4077 (kuva 2). 3M 4077 4" X 10YD (kuva 1) -malli on suosittu koossa 10,16 cm x 9,14 m. Se käyttää valkoista kuitukangas-polyuretaanikalvoa, jonka paksuus on 0,16 millimetriä (mm). Tässä mallissa käytetään pitkäkestoista akryyliliimaa, mikä tekee siitä erittäin mukavan pitkäaikaiseen käyttöön. Tuotteen MVTR-arvo on noin 185 g/m², ja se kestää jonkin verran nesteitä sekä sallii ihon hengittää. Sen suositeltu enimmäiskäyttöaika on 14 päivää.

Kuva: Lääkinnällinen kiinnitysteippi 3M 4077Kuva 2: Lääkinnällistä kiinnitysteippiä 3M 4077 suositellaan pitkäaikaiseen käyttöön, jopa 14 päivää. Se toimitetaan kätevänä rullana, jonka halkaisija on alle 8 tuumaa. (Kuvan lähde: 3M Medical Materials)

Lääketieteellinen kiinnitysteippi 3M 4077 ei ole uudelleensijoitettava ja sitä suositellaan vain kertakäyttöön. Tämä teippi soveltuu siten biometrisille antureille, joita käytetään pitkään ja jotka hävitetään yhden käyttökerran jälkeen.

Kuten kaikki tässä käsitellyt teipit, 3M 4077 toimitetaan helppokäyttöisellä rullalla. Rullan halkaisija on alle 8 tuumaa, ja sitä on helppo säilyttää lääkintätilassa tai ensiapupisteessä.

Lääkinnällisissä kiinnitysteippisovelluksissa, joissa ihon on saatava hengittää, teipin MVTR-arvon on oltava korkea. 3M tarjoaa tällaisiin sovelluksiin 3M 1530 4" X 10YD -teipin. Tämän teipin mitat ovat 10,16 cm x 9,14 m. Sen kalvomateriaali on 0,14 mm paksua valkoista kuitukangasviskoosia ja sen lääkinnällinen akrylaattiliima on kirurgialaatuista. Tämän rakenteen ansiosta sen MVTR-arvo on erittäin korkea, 4200 g/m². Teippi ei ole uudelleensijoitettava eikä se kestä nesteitä, joten se ei sovellu useimpiin kuluttajille tarkoitettuihin biometrisiin sovelluksiin. Se on tarkoitettu korkean MVTR-arvonsa ja hyvän käyttömukavuutensa ansiosta kirurgisiin sovelluksiin ja pitkäaikaiseen potilasseurantaan. Sitä on helppo repiä käsin, mikä on etu lääkinnällisissä hätätilanteissa, joissa tapahtumat etenevät nopeasti.

3M tarjoaa suurta mukavuutta ja joustavuutta vaativiin sovelluksiin polyuretaanikalvosta valmistetun kirurgisen teipin 3M 9836 4" X 10YD, joka sisältää lääkinnällisen akryyliliimakerroksen. Teippi on vakiokokoinen 10,16 cm x 9,14 m. Vain 0,03 mm paksu muovikalvo on polyuretaania ja se on ohuin näistä teipeistä, mikä takaa joustavuuden ja mukavuuden. Teippi on vedenkestävä ja kohtuullisen hengittävä (noin 450 g/m²), mikä on hyvä kompromissi hengittävyyden ja vedenkestävyyden välillä. Se soveltuu ohuen ja miellyttävän muovikalvon, joustavuuden, kohtuullisen hengittävyyden ja vedenkestävyyden ansiosta antureiden kiinnittämiseen lapsiin, jolloin anturin ja kiinnitysteipin on kestettävä jonkin verran kiertymistä. Tämä on erityisen tärkeää sellaisten potilaiden kanssa, jotka eivät välttämättä pysty kertomaan sanallisesti onko anturi kiinnitetty mukavasti.

Joissakin anturivalvontasovelluksissa anturin täytyy olla uudelleensijoitettavissa useita kertoja, ja sen on myös kiinnitettävä lääketieteellinen instrumentti potilaan ihoon. Kaksipuolinen teippi, kuten 3M 2477P 4" X 10YD, on erittäin hyödyllinen tällaisissa sovelluksissa (kuva 3) Teipin mitat ovat 10,16 cm x 9,14 m, ja sen muovikalvo on hyvin ohutta (0,04 mm) kestomuovielastomeeria (TPE), jonka molemmilla puolilla on liimakerros (kerros C). TPE on läpikuultavaa, joten anturi ja iho voidaan nähdä, mikä auttaa sijoittamaan ne oikealla tavalla. Toinen puoli on lääkinnällistä silikoniakrylaattiliimaa (kerros B), ja se on kehitetty niin, että sen voi irrottaa varovasti ja sijoittaa uudelleen iholle biometrisen anturin kiinnittämistä varten. TPE-kalvon kääntöpuolella on akryylipohjainen liimakerros (kerros D). Tämä toinen liimakerros voidaan kiinnittää luotettavasti pienikokoiseen lääketieteelliseen biometriseen anturiin.

Kaavio: Kaksipuolisen lääkinnällisen kiinnitysteipin 3M 2477P 4 x 10 YD kerroksetKuva 3: Kaksipuolisen lääkinnällisen kiinnitysteipin 3M 2477P 4 x 10 YD kerroksiin kuuluvat silikoniakrylaattiliima yhdellä puolella (kerros B) ja akryylipohjainen liima (kerros D) toisella puolella. (Kuvan lähde: 3M Medical Materials)

Tätä ainutlaatuista lääkinnällistä kiinnitysteippiä voidaan käyttää kahdella tavalla. Ensinnäkin sitä voidaan käyttää sekä anturin että lääketieteellisen biometrisen rekisteröintilaitteen kiinnitykseen. Näin saadaan kompakti biometrinen rekisteröintijärjestelmä ilman pitkiä johtoja. Biometrinen anturilaite voi olla hyvin kevyt sulautettu tietokone, joka saa virtansa CR2032-paristosta. Se voi tallentaa anturin lukemat flash-muistiin tai lähettää ne Bluetoothin tai Wi-Fi:n kautta tietokoneeseen tai mobiililaitteeseen. Tästä on hyötyä myös kaupallisten biometristen antureiden prototyyppien suunnittelussa, jotka perustuvat postimerkin kokoisiin yhden piirilevyn tietokoneisiin (SBC).

Toiseksi tätä teippiä voidaan käyttää sellaisenaan lääkinnällisenä teippinä. Silikoniliimapuolta voidaan käyttää biometristen anturien paikan vaihtamiseen tai uudelleenkäyttöön. Näin urheilijoiden biometrisiä antureita voidaan käyttää ja uudelleenkäyttää päivittäin. Teippi kestää kohtalaisesti nesteitä, ja sen MVTR on 400 g/m², mikä on hyvä arvo lyhytaikaiseen käyttöön.

3M-2477P:n spesifikaatioissa ei suositella akryylipohjaisen liiman käyttöä ihoa vasten.

Yhteenveto

Biometristen antureiden kiinnityssovellukset eivät ole kaikki samanlaisia, joten saatavana on laaja valikoima lääkinnällisiä kiinnitysteippejä. Lääkinnällisen teipin käyttöolosuhteet, mukaan lukien käyttöergonomia, määräävät muovikalvo- ja liimakerrokseen käytettävät materiaalit. Lääkinnällisten teippien hankinnan keskittäminen yhteen toimittajaan yksinkertaistaa ostoja ja varastointia, vähentää virheitä ja mahdollistaa yhdenmukaisen dokumentaation.

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of Digi-Key Electronics or official policies of Digi-Key Electronics.

Tietoja kirjoittajasta

Bill Giovino

Bill Giovino is an Electronics Engineer with a BSEE from Syracuse University, and is one of the few people to successfully jump from design engineer, to field applications engineer, to technology marketing.

For over 25 years Bill has enjoyed promoting new technologies in front of technical and non-technical audiences alike for many companies including STMicroelectronics, Intel, and Maxim Integrated. While at STMicroelectronics, Bill helped spearhead the company’s early successes in the microcontroller industry. At Infineon Bill orchestrated the company’s first microcontroller design wins in U.S. automotive. As a marketing consultant for his company CPU Technologies, Bill has helped many companies turn underperforming products into success stories.

Bill was an early adopter of the Internet of Things, including putting the first full TCP/IP stack on a microcontroller. Bill is devoted to the message of “Sales Through Education” and the increasing importance of clear, well written communications in promoting products online. He is moderator of the popular LinkedIn Semiconductor Sales & Marketing Group and speaks B2E fluently.

Tietoja tästä julkaisijasta

Digi-Keyn kirjoittajat Pohjois-Amerikassa