simulation und auslegung von systemen für die ...€¦ · simulation und auslegung von systemen...

29
Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

Upload: vongoc

Post on 17-Aug-2019

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion

Dipl.Ing. Jens WaldmannOlympus Winter & Ibe GmbH

Page 2: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 2 | 17.06.2009

1 COMPANY PROFILE OLYMPUS

2 ENDO THERMAL DISINFECTORS

3 SYSTEM DESIGN

4 ANALYSIS & SIMULATION

5 SUMMARY

Page 3: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 3 | 17.06.2009

Company Profile

OLYMPUS CORP.

Imaging

Medical Systems

Life Science

Industrial

Olympus Winter & Ibe

GmbH

33.000 employees (2007)

6,75 Billion Euro net Sales (2007)

Page 4: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 4 | 17.06.2009

Company Profile

Business Center

Olympus Corporation Global Headquarter, Tokyo

Number of employees at Olympus Winter & Ibe

Page 5: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 5 | 17.06.2009

Instruments and Optics for minimal invasive surgery

Video Endoscopes Urological / GynecologicalInstruments

Flexible Endoscopes Rigid Endoscopes Hand Instruments

Surgical Accessories

Page 6: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 6 | 17.06.2009

Medical Device Technology

OR Integration

OR Electronic Devices

Endoscope Reprocessing Technology

Page 7: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 7 | 17.06.2009

Medical Device Technology

OR Integration

OR Electronic Devices

Endoscope Reprocessing Technology

Page 8: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 8 | 17.06.2009

1 COMPANY PROFILE OLYMPUS

2 ENDO THERMAL DISINFECTORS

3 SYSTEM DESIGN

4 ANALYSIS & SIMULATION

5 SUMMARY

Page 9: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 9 | 17.06.2009

Washer Disinfector

Washer Disinfector ETD-3

Page 10: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 10 | 17.06.2009

Washer Disinfector Basket

Washer Disinfector Basket

Page 11: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 11 | 17.06.2009

Flexible Endoscopes

Connector for Light Source

Control Unit

Shaft

Page 12: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 12 | 17.06.2009

Disinfection Process

Page 13: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 13 | 17.06.2009

1 COMPANY PROFILE OLYMPUS

2 ENDO THERMAL DISINFECTORS

3 SYSTEM DESIGN

4 ANALYSIS & SIMULATION

5 SUMMARY

Page 14: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 14 | 17.06.2009

Fluid System Diagram

Endoscopes

Page 15: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 15 | 17.06.2009

Endoscope channel systems

S-Port

AbsaugungBiopsie

B-Port

LW-Port

Luftkanal

Wasserkanal

Luftkanal

Wasserkanal

LW

Spülkanal

S-Port

AbsaugungBiopsie

B-Port

Sample Channel System 1

Sample Channel System 2

Page 16: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 16 | 17.06.2009

Endoscope channel systems

• Insgesamt mehr als 30 unterschiedliche Kanalsysteme

• Mehr als 300 Endoskoptypen

• Kanaldurchmesser zwischen 0.65 mm und 6 mm

• Kanallängen zwischen 400 mm und 3500 mm

Page 17: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 17 | 17.06.2009

Simulation Targets

• Auslegung von Pumpen und Spüldrücken in den Systemen

• Verifizierung ausreichender Spülleistung aufgrund ausreichender Strömungsgeschwindigkeit (v > v_krit) für neue Endoskope

• Entwicklung neuartiger Überwachungssysteme (Kanalverstopfung, nicht verbundene Adapter, einwandfreie Verbindung und Flow)

• Nachstellen von Fehlerfällen (Kanalblockage, Schlauchleckagen, Pumpenabweichungen etc.)

Page 18: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 18 | 17.06.2009

Sample Investigation: Volumetric flow rate through scope channels ?

Q1

Q2

Q2

Q3

Q1

Q3

Page 19: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 19 | 17.06.2009

Simplified endoscope model (sample endoscope)

Q1p1

Q2p2

Q3p3 THIN CHANNEL

WATER / AIR CHANNEL

SUCTION CHANNELLG Connector Control

d=3.7 mm d=3.2 mmd=3.2 mm

100 mm 1500 mm 1400 mm

d=0.65 mm

2500 mm

d=3.2 mmd=2 mm d=2 mm

d=2.4 mm d=2.4 mm d=2.4 mm1500 mm100 mm 1300 mm 100 mm

Cable cord(d=0.4 mm)

Page 20: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 20 | 17.06.2009

1 COMPANY PROFILE OLYMPUS

2 ENDO THERMAL DISINFECTORS

3 SYSTEM DESIGN

4 ANALYSIS & SIMULATION

5 SUMMARY

Page 21: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 21 | 17.06.2009

Simulation Model

Internal Tubing Endoscope

Pressure Supply

Ca. 30 verschiedene

Kanalsysteme mit 300 Varianten

ETD Machine

Page 22: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 22 | 17.06.2009

System Pressure

Time [sec]

Pre

ssur

e[m

bar]

Page 23: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 23 | 17.06.2009

Flow Rate through Biopsy Channel

Time [sec]

Vol

umet

ricFl

owR

ate

[ml/m

in]

Page 24: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 24 | 17.06.2009

Flow Rate through Air/Water Channel

Time [sec]

Vol

umet

ricFl

owR

ate

[ml/m

in]

Page 25: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 25 | 17.06.2009

Flow Rate through Thin Channel

Time [sec]

Vol

umet

ricFl

owR

ate

[ml/m

in]

Page 26: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 26 | 17.06.2009

Results

7.5 ml/min 0.65 mmThin Channel

480 ml/min2.4 mmAir/Water Channel

800 ml/min3.2 mmBiopsyChannel

Flow RateChannelDiameter

Page 27: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 27 | 17.06.2009

1 COMPANY PROFILE OLYMPUS

2 ENDO THERMAL DISINFECTORS

3 SYSTEM DESIGN

4 ANALYSIS & SIMULATION

5 SUMMARY

Page 28: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

© Olympus Winter & Ibe GmbH | R&D-CE | Jens Waldmann Vortrag “Kleine Volumenströme in der Medizintechnik” | Page 28 | 17.06.2009

Summary

• Die Nutzung von Simulationstools kann den Aufwand an laborbasierten Verifikationstests reduzieren

• Das Desinfektionsergebnis ist stark abhängig von der Benetzungsdauer der chemischen Substanzen und dem Kanalvolumenstrom („Flottengeschwindigkeit“), dies kann gut über Systemsimulation nachgestellt werden

• Während der Produktlebensdauer werden künftig Simulationsumgebungen bei der Optimierung der Systeme genutzt

Page 29: Simulation und Auslegung von Systemen für die ...€¦ · Simulation und Auslegung von Systemen für die Endoskopdesinfektion Dipl.Ing. Jens Waldmann Olympus Winter & Ibe GmbH

Thank you for your attention !