1-2022
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
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November Februar/März/April November-Dezember 1/<strong>2022</strong> Jg. 1/2008 13<br />
Fachzeitschrift für<br />
Medizin-Technik<br />
„Best of 2021“<br />
meditronicjournal<br />
Besser hören<br />
dank Lasertechnik<br />
LPKF, Seite 6
ALLES AUS EINER HAND<br />
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info@plug-in.de – Am Sonnenlicht 5 – 82239 Alling<br />
Irrtum und Änderungen vorbehalten. Erwähnte Firmen- und Produktnamen sind evtl. eingetragene<br />
Warenzeichen der jeweiligen Hersteller. © PLUG-IN Electronic GmbH <strong>2022</strong>
Editorial<br />
Medizintechnik <strong>2022</strong>: Herausforderungen zwischen<br />
Pandemie und Digitalisierung<br />
Hans-Peter Bursig<br />
ZVEI e. V.<br />
Verband der Elektro- und<br />
Digitalindustrie<br />
www.zvei.org<br />
Zu Beginn des Jahres <strong>2022</strong> steht die<br />
Medizintechnik vor zahlreichen parallelen<br />
Herausforderungen: Zum einen wird die<br />
Corona-Pandemie noch für einen großen<br />
Teil des Jahres Einfluss auf Lieferketten<br />
und Warenverkehr und damit auch die<br />
Produktion der Medizintechnikhersteller<br />
haben. Allerdings kann sich die Branche<br />
nicht allein auf die Bewältigung der<br />
Pandemieauswirkungen beschränken.<br />
Denn zum anderen muss in den nächsten<br />
zwei Jahren in den Unternehmen die<br />
Anwendung der MDR weiter intensiv<br />
vorangetrieben werden. Die internen<br />
Prozesse und Abläufe des eigenen<br />
Unternehmens müssen angepasst<br />
und zur Routine werden. Das schließt<br />
auch ein, zu überprüfen, ob das eigene<br />
Herangehen an Entwicklungsarbeit<br />
und Qualitätsmanagement noch den<br />
Anforderungen der MDR entspricht.<br />
Allein die harmonisierte Norm für ein<br />
Medizinprodukt einzuhalten, ist nach<br />
der MDR nicht mehr ausreichend. Die<br />
eigenen Produkte müssen regelmäßig<br />
kritisch geprüft und während der<br />
gesamten Produktlebensdauer<br />
beobachtet werden. So wird es als<br />
positiven Effekt neue Impulse für die<br />
weitere Produktentwicklung geben.<br />
Gleichzeitig sind neben den Herstellern<br />
auch die Benannten Stellen noch<br />
dabei, die neuen Anforderungen in<br />
ihre Prüfungsprozesse einzufügen –<br />
auch das wird daher noch einige Zeit<br />
mit Unsicherheiten für alle Beteiligten<br />
verbunden sein.<br />
Die technische Entwicklung wird<br />
dennoch nicht einfach stillstehen,<br />
sondern unverändert weitergehen.<br />
Durch die fortschreitende Digitalisierung<br />
kommen weitere Herausforderungen<br />
auf die Unternehmen zu: Die –<br />
notwendige – Digitalisierung in der<br />
Gesundheitsversorgung und der<br />
Medizintechnik erfordert intensive<br />
Entwicklungsarbeiten, damit die<br />
Medizinprodukte die Erwartungen der<br />
Kunden erfüllen. Die Produkte sollen<br />
herstellerübergreifend interoperabel<br />
sein, was in der Entwicklung speziell<br />
bei Schnittstellen und Datenstrukturen<br />
berücksichtigt werden muss.<br />
Mit zunehmender Vernetzung steigen<br />
natürlich auch die Anforderungen an<br />
die Cybersicherheit. Hier stehen die<br />
Hersteller vor einer besonders komplexen<br />
Aufgabe. Medizinprodukte können<br />
zwar einen Beitrag zur Cybersicherheit<br />
einer Gesundheitseinrichtung leisten<br />
– aber sie können diese nicht allein<br />
sicherstellen. Cybersicherheit ist<br />
immer Teamwork. Das bedeutet:<br />
Einerseits müssen die Medizinprodukte<br />
technisch so weit wie möglich gegen<br />
Cyberangriffe gesichert werden. Dazu<br />
gehören neben Maßnahmen auf Seiten<br />
des Medizinprodukts auch Vorgaben<br />
an die Betriebsumgebung, die auf<br />
den bestimmungsgemäßen Gebrauch<br />
des Medizinprodukts abgestimmt<br />
sind. Andererseits müssen Anwender<br />
diese erstens einhalten und zweitens<br />
als Ergänzung ein umfassendes<br />
Sicherheitskonzept entwickeln und<br />
umsetzen. Ein zuverlässiger Schutz ist<br />
nur in Zusammenarbeit von Anwendern<br />
und Herstellern zu erreichen.<br />
Im Programm der neuen Bundesregierung<br />
ist das Ziel enthalten, die<br />
innovative Medizintechnik zu fördern.<br />
Bei der Bewältigung dieser parallelen<br />
Herausforderungen werden die Hersteller<br />
deshalb hoffentlich auf Unterstützung<br />
durch die neue Bundesregierung zählen<br />
können.<br />
Hans-Peter Bursig<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
3
Inhalt/Impressum<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 Titelstory<br />
8 Lasertechnik<br />
11 Produktion<br />
17 Dosiertechnik<br />
20 Qualitätssicherung<br />
27 Messtechnik<br />
28 Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
36 Bedienen und Visualisieren<br />
43 Software<br />
44 Stromversorgung<br />
51 Komponenten<br />
58 Sensoren<br />
62 Bildverarbeitung<br />
64 Robotik<br />
66 Materialien<br />
68 Kommunikation<br />
72 Aktuelles<br />
74 Fachartikel im Rückblick<br />
Jetzt Neu:<br />
78 Fachartikel exclusiv<br />
im ePaper<br />
Fachzeitschrift für<br />
Medizin-Technik<br />
meditronicjournal<br />
November Februar/März/April November-Dezember 1/<strong>2022</strong> Jg. 1/2008 13<br />
Fachzeitschrift für<br />
Medizin-Technik<br />
„Best of 2021“<br />
meditronicjournal<br />
Besser hören<br />
dank Lasertechnik<br />
LPKF, Seite 6<br />
Besser hören dank<br />
Lasertechnik<br />
Der Einsatz von Lasertechnik<br />
erhöht die Funktionalität<br />
von immer kleineren<br />
Bauteilen und Strukturen.<br />
Durch Präzisionsarbeit<br />
und die Möglichkeit, auch<br />
ganz neue Materialien per<br />
Laser zu bearbeiten und<br />
einzusetzen, ergeben sich neue<br />
Designoptionen. 6<br />
■ Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14, 35039 Marburg<br />
www.beam-verlag.de<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
■ Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Christiane Erdmann<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
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■ Erscheinungsweise:<br />
5 Hefte jährlich<br />
■ Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
■ Druck & Auslieferung:<br />
Bonifatius GmbH, Paderborn<br />
www.bonifatius.de<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer<br />
Prüfung der Texte durch die Redaktion<br />
keine Haftung für deren inhaltliche<br />
Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführer<br />
beruhen auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchsnamen, sowie<br />
Waren bezeichnungen und dergleichen<br />
werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />
verwendet. Dies berechtigt nicht zu<br />
der Annahme, dass diese Namen im Sinne<br />
der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu betrachten sind und<br />
von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
Flexibel in der Anwendung, leicht in der<br />
Handhabung<br />
Das ODU MEDI-SNAP Port folio hat sich als zuverlässige, berührungssichere Lösung<br />
für Anwendungen in der Medizintechnik, Mess- und Prüftechnik und Industrieelektronik<br />
bewährt. Jetzt bietet der Klassiker aus dem Kunststoff-Rundsteckverbinder-Portfolio in der<br />
neuen Größe 3,5 Hybridtechnologien sowie hoch polige Lösungen 52<br />
Innovativer 3D-<br />
Granulat-Drucker<br />
AIM3D entwickelte einen neuen,<br />
leistungsgesteigerten 3D-Drucker<br />
für das CEM-Verfahren (Composite<br />
Extrusion Modeling). Die neue<br />
ExAM 510 steht für größere<br />
Bauräume, höhere Präzision<br />
und Baugeschwindigkeiten.<br />
Der ExAM 510-Drucker ist ein<br />
Multimaterialdrucker für die<br />
additive Fertigung, der bis zu<br />
drei Werkstoffe parallel aufbauen<br />
kann. 16<br />
4 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Februar/März/April 1/<strong>2022</strong><br />
Fachartikel in diesem Heft<br />
OEM-Netzteile -<br />
Neue<br />
Möglichkeiten<br />
entdecken<br />
Für die Auswahl von Netzteilen<br />
ist das Internet reich an digitalen<br />
Katalogen, Elektronik-Shops mit<br />
mehr oder weniger funktionellen<br />
Filtern, technischen Kurz-<br />
Datenblättern und vielen Profi-<br />
Tipps. Was selten zu finden ist,<br />
sind unabhängige Bewertungen<br />
zu Produkten, Herstellern und<br />
Lieferanten. 44<br />
Vergleich zweier Schichtdickenmesssysteme<br />
in der praktischen<br />
Anwendung<br />
In diesem Artikel werden zwei typische Vertreter der<br />
Schichtdickenmesstechnik unter realen Einsatzbedingungen in einer<br />
bestehenden Beschichtungsanlage verglichen. 20<br />
Hygienisch, smart und intuitiv:<br />
HMIs der Zukunft<br />
Wie profitiert die Medizintechnik von smarten optischen<br />
Bedieneinheiten? Wie werden sichere, intuitive Bedienung und<br />
optimale Ablesbarkeit von HMIs realisiert? Welche Vorteile bieten<br />
der Einsatz von Zukunftstechnologien wie 3D Displays und Optical<br />
Bonding für HMIs der Medizintechnik? 36<br />
Neue<br />
Anforderungen<br />
an Telemedizin-<br />
Plattformen<br />
Dank der neuen Telemedizin-<br />
Technik können Patienten - und<br />
dies gilt vor allem für ältere<br />
Menschen - bequem von zu Hause<br />
aus Fragen stellen, ohne sich<br />
dabei in Umgebungen mit hoher<br />
Viruslast zu begeben. 28<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
5
Titelstory<br />
Besser hören dank Lasertechnik<br />
Hörgeräte und Implantate profitieren vom Laser in der Produktion<br />
tätsanforderungen schreiben inzwischen<br />
viele OEMs die Lasertechnologie<br />
beispielsweise für das Nutzentrennen<br />
vor. Denn wo mechanische<br />
Systeme an ihre Grenzen kommen<br />
- also bei hohen Packungsdichten,<br />
feinsten Leiterbahnen auch in den<br />
Randbereichen der Leiterplatten<br />
sowie flexiblen Materialien - spielt<br />
der Laser seine technologieinhärenten<br />
Vorzüge voll aus und sorgt<br />
so für höchste Qualität, effizienten<br />
Materialeinsatz und minimale Handhabungszeit.<br />
LPKF Laser & Electronics AG<br />
www.lpkf.com<br />
Der Einsatz von Lasertechnik<br />
erhöht die Funktionalität von immer<br />
kleineren Bauteilen und Strukturen.<br />
Durch Präzisionsarbeit und<br />
die Möglichkeit, auch ganz neue<br />
Materialien per Laser zu bearbeiten<br />
und einzusetzen, ergeben sich<br />
neue Designoptionen. Damit können<br />
immer leistungsstärkere, kleinere<br />
und energieeffizientere Produkte<br />
an der Spitze des technologisch<br />
Machbaren entstehen. Beispiele<br />
sind moderne, kleine Hörgeräte,<br />
aber auch Cochlea-Implantate.<br />
Neue Materialien<br />
Immer neue, innovative Materialien<br />
unterstützen die dynamische<br />
Entwicklung der Medizintechnik.<br />
Die Lasertechnik bietet hier Möglichkeiten,<br />
Prototypen und Kleinserien<br />
in kleinsten Dimensionen einfach<br />
und schnell herzustellen. Ob es<br />
um elektronische Schaltungen auf<br />
festen oder flexiblen Trägern geht<br />
oder um Sensoren auf Folienmaterialien:<br />
Lasersysteme bearbeiten die<br />
Materialien schnell, chemiefrei und<br />
ohne Verschmutzungen. Auch biokompatible<br />
Materialien bleiben frei<br />
von ungewollten Einflüssen.<br />
Mikromaterialbearbeitung<br />
Grundsätzlich hat sich die Lasertechnik<br />
besonders in der Mikromaterialbearbeitung<br />
zur Standardtechnologie<br />
entwickelt. Der Laser<br />
agiert berührungslos und verschleißfrei<br />
und bringt außer an der<br />
gewünschten Stelle keine Wärme<br />
oder mechanischen Stress ein. Da<br />
in der Lasertechnologie die einwirkenden<br />
Kräfte somit auf ein Minimum<br />
reduziert sind, steigt die Gutteilrate<br />
auf nahezu 100 %. Bei hochwertigen<br />
Leiterplatten mit hohen Quali-<br />
Kosteneffiziente<br />
Cochlea-Implantate<br />
Dank der Eigenschaften des<br />
Werkzeugs Laser konnte beispielsweise<br />
ein Ultrakurzpuls-Lasersystem<br />
dazu beitragen, maschinell<br />
herstellbare Cochlea-Elektroden-<br />
Arrays zu entwickeln, die den bisherigen<br />
Stand der Technik hinter<br />
sich lassen.<br />
Ein herkömmliches Cochlea-<br />
Elektroden-Array besteht aus 16 bis<br />
22 Elektrodenkontakten aus einer<br />
Platinlegierung und Leitungen, die<br />
in medizinischem Silikon eingebettet<br />
sind. Die maximalen Abmessungen<br />
liegen bei 0,4 mm bis 0,8 mm im<br />
Durchmesser und 20 mm in der<br />
Länge. Mit der genannten Anzahl<br />
von Elektroden und Leitungen<br />
wurde vor 20 Jahren ein bahnbrechender,<br />
neuer Standard gesetzt.<br />
Seitdem gab es vielfältige Versuche,<br />
das Cochlea-Elektroden-Array mithilfe<br />
eines Halbleiter-Herstellungsprozesses<br />
zu fertigen. Jedoch sind<br />
das Grundmaterial und der für die<br />
Halbleiter geeignete Prozess nicht<br />
biologisch verträglich.<br />
Bild 1: Mit LPKF ProtoLaser R gefertigte Cochlea-Elektroden-Arrays mit 32 Kanälen<br />
6 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Titelstory<br />
Bild 2: Die ProtoLaser-Systeme von LPKF setzen Maßstäbe in der Bearbeitung von Leiterplatten. Sie arbeiten präzise<br />
und schnell und sind dank der ausgefeilten Software leicht zu bedienen. Die Lasersysteme sind kompakt und passen<br />
durch jede Labortür.<br />
32 Kanäle statt 22<br />
Eine Lösung hat das Unternehmen<br />
TODOC aus Südkorea entwickelt.<br />
Es setzt seit 2016 LPKF<br />
Proto Laser-Systeme ein, um Mikrostrukturen<br />
auf einer Folie aus einer<br />
Platinlegierung herzustellen. Dank<br />
dieser Lasersysteme ist es TODOC<br />
gelungen, sogar 32 Kanäle auf der<br />
biokompatiblen Legierung unterzubringen.<br />
Die Herstellung wurde so<br />
weit wie möglich automatisiert. So<br />
lassen sich nun alle 32 Kanäle in<br />
einem Durchgang herstellen (Bild 1).<br />
Auf der Platinfolie wurden Linien<br />
mit einer Breite von 16 µm in einem<br />
Abstand von 32 µm strukturiert und<br />
Kontakte sowie Anschlussleitungen<br />
für 32 Kanäle in nur einem Prozessschritt<br />
integriert – anstatt Elektroden<br />
für 22 Kanäle manuell herzustellen.<br />
Für das fertige Elektroden-<br />
Array sind nur noch einzelne Prozessschritte<br />
zum Verkapseln der<br />
Kontakte und Leitungen notwendig.<br />
Mit diesem Fertigungsprozess hat<br />
TODOC das erste kommerziell verfügbare<br />
Cochlea-Elektroden-Array<br />
mit 32 Kanälen entwickelt und auf<br />
den Markt gebracht. Bild 2 zeigt<br />
die ProtoLaser-Systeme von LPKF.<br />
Kleinere und komfortable<br />
Hörgeräte<br />
Aber auch bei externen Hörhilfen<br />
ist Lasertechnik unverzichtbar.<br />
Um kleinste, unauffällige Hörgeräte<br />
wie die der Firma Demant zu entwickeln,<br />
die dennoch eine außerordentlich<br />
differenzierte Soundgestaltung<br />
ermöglichten, bedarf<br />
es besonders kleiner Bauteile und<br />
hoher Funktionsintegration. Der<br />
Verstärker gilt als Kernstück eines<br />
Hörgerätes. Als Schaltungsträger<br />
verwendet die Firma Demant flexible<br />
Leiterplatten. Diese werden<br />
bestückt und mit einem Lasersystem<br />
geschnitten. Anschließend<br />
werden sie gerollt platzsparend in<br />
das Gerät eingefügt.<br />
Die Form einer Leiterplatte ist für<br />
den digital geführten Laser unerheblich.<br />
Auch komplexe Geometrien<br />
stellen für das Laserschneiden<br />
der Leiterplatte keine Hürde<br />
dar. Anders wäre dies bei mechanischen<br />
Trennsystemen wie etwa<br />
dem Fräsen, die in der Regel nur<br />
gerade Linien problemlos schneiden<br />
– und dabei zusätzlich noch unerwünschten<br />
Frässtaub produzieren.<br />
Ändern sich die Strukturen eines<br />
Produkts oder wird ein anderes Produkt<br />
gefertigt, wird bei dem Lasersystem<br />
die neue Form einfach mit<br />
den Gerberfiles in die Steuerung<br />
eingespeist, und die Produktion<br />
kann starten (Bild 3).<br />
Höchste Qualität erhalten<br />
Die eigentliche Herausforderung<br />
beim Schneiden der Leiterplatten<br />
ist es, die höchste Qualität<br />
zu erhalten. Denn zum einen soll es<br />
natürlich in einem der letzten Produktionsschritte<br />
keine Materialausfälle<br />
geben, zum anderen ist es von<br />
größter Bedeutung, auch anschließend<br />
die langfristige Verlässlichkeit<br />
der Leiterplatte und damit des<br />
finalen Hörgerätes sicherzustellen.<br />
Bei der Bearbeitung darf es nicht<br />
zu einer mechanischen Bauteilbelastung<br />
oder zur Delamination des<br />
Substratmaterials kommen. Durch<br />
den Einsatz von Lasertechnik treten<br />
solche Schwierigkeiten jedoch kaum<br />
auf. Außerdem sind die Schnitte<br />
exakt, die Schnittkanten glatt und<br />
ohne Frässtaub und die Produktion<br />
kann teil- oder sogar vollautomatisiert<br />
erfolgen. Die Anbindung an<br />
ein MES-System ist bei Lasersystemen<br />
wie denen von LPKF ebenso<br />
realisierbar wie Track- and Tracingfunktionen.<br />
Kaum verzichtbar ist der Einsatz<br />
von Lasertechnik gerade im Hinblick<br />
auf die High-End-Hörgeräte, die<br />
modernste Techniken nutzen und<br />
etwa über Bluetooth angebunden<br />
sein können. Eine optimal funktionierende<br />
und möglichst miniaturisierte<br />
Elektronik im Bauteil ist hier<br />
die Voraussetzung (Bild 4).<br />
Laserverschweißte Gehäuse<br />
Der Laser kann auch zum Fügen<br />
medizintechnischer Geräte eingesetzt<br />
werden, bei großen Bauteilen<br />
ebenso wie etwa bei den kleinen<br />
Gehäusen von Hörhilfen (Bild 5).<br />
Beim klassischen Laser-Durchstrahlschweißen<br />
wird ein für die<br />
Wellenlänge des Lasers transparenter<br />
oberer Werkstoff mit einem<br />
laserabsorbierenden unteren Bauteil<br />
kombiniert. Der Laserstrahl wird<br />
durch den oberen Fügepartner auf<br />
den absorbierenden unteren Fügepartner<br />
fokussiert. Der untere Fügepartner<br />
schmilzt oberflächennah auf.<br />
Durch Wärmeleitung schmilzt auch<br />
der obere Fügepartner im Bereich<br />
der Schweißnaht lokal. Dabei werden<br />
die Materialien ausschließlich<br />
direkt an der Schweißnaht erhitzt,<br />
der Rest der Bauteile bleibt vom<br />
Fügeprozess unbeeinflusst. Nach<br />
Abkühlung des schmalen bestrahlten<br />
Bereichs entsteht eine stoffschlüssige,<br />
porenfreie und gasdichte<br />
Verbindung - so fest wie das<br />
Material selbst.<br />
Hohe Festigkeit<br />
Die Festigkeit der Schweißnähte<br />
entspricht der des Grundmaterials.<br />
Auf den Eintrag zusätzlicher<br />
Chemikalien wie Klebstoffe kann<br />
dank der Lasertechnik verzichtet<br />
werden. Darüber hinaus gibt<br />
es keine Span- oder Staub-Entwicklung.<br />
Dieses alles sind wichtige<br />
Punkte hinsichtlich der Verwendung<br />
in der Medizintechnik, wo<br />
Bild 3: Lasertechnologie ermöglicht den stressfreien und platzsparenden<br />
Schnitt verschiedenster Leiterplattenmaterialien<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
7
Lasertechnik<br />
Bild 4: Leiterplatten, die wie diese für den Einsatz in Hörgeräten verwendet<br />
werden, bearbeiten LPKF Depaneling-Systeme exakt. Die Kennmarken<br />
stellen sicher, dass nur Gutteile in das Endgerät eingebaut werden<br />
es von entscheidender Bedeutung<br />
ist, dass keine Kontaminationen<br />
stattfinden und die Produkte eine<br />
möglichst lange Haltbarkeit aufweisen.<br />
Es lassen sich Schweißnahtbreiten<br />
im Bereich von wenigen<br />
hundert Mikrometern bis zu<br />
mehreren Millimetern umsetzen.<br />
Dass darüber hinaus die Nahtstelle<br />
auch optisch ansprechende Ergebnisse<br />
zeigt, ist eher ein Detail am<br />
Rande, auch wenn es natürlich<br />
auch Rückschlüsse auf die hohe<br />
Qualität eines Bauteils zulässt.<br />
Bild 5: Lasergeschweißtes Gehäuse für eine Hörhilfe<br />
Fazit<br />
Der Markt für Hörhilfen wächst.<br />
Das liegt zum einen an der demografischen<br />
Entwicklung, zum anderen<br />
an einer auch weltweit immer besseren<br />
medizinischen Versorgung. In<br />
Europa und den USA, aber gerade<br />
auch in Asien ist eine zunehmende<br />
Nachfrage zu verzeichnen. Da ist es<br />
wichtig, in der Produktion eine hohe<br />
Qualität zu halten und dennoch Prozesse<br />
so schnell und automatisiert<br />
wie möglich zu machen. Lasersysteme<br />
leisten dazu ihren Beitrag. ◄<br />
Best of 2021<br />
Mikromaterialbearbeitung in der medizinischen Forschung<br />
Die Forschung an flexiblen biomedizinischen<br />
Sensoren, an Prototypen<br />
von Implantaten aus biokompatiblem<br />
Material oder an Kombinationen<br />
von Mikrofluidik und Elektronik<br />
für Lab-On-Chip-Anwendungen<br />
ist äußerst anspruchsvoll. Durch<br />
die direkte Laserbearbeitung im<br />
eigenen Unternehmen kann sie<br />
jedoch deutlich vereinfacht und<br />
beschleunigt werden. Die Lasertechnologie<br />
für die Materialbearbeitung<br />
im eigenen Labor beinhaltet<br />
eine Reihe von Vorteilen: Verschiedene<br />
Materialien oder Layouts<br />
lassen sich innerhalb kürzester<br />
Zeit testen. Für die Lasersysteme<br />
sind keine Rüstzeiten<br />
zu berücksichtigen; nach Dateneingabe<br />
kann der Prozess direkt<br />
gestartet werden. Es kommen<br />
keine Chemikalien zum Einsatz;<br />
folglich entstehen keine nachteiligen<br />
Wirkungen auf biokompatible<br />
Materialien oder Sensoren. Diese<br />
Faktoren beschleunigen die Forschungsergebnisse<br />
und entsprechen<br />
am Ende auch höchsten Qualitätsstandards.<br />
LPKF hält für Forschungsvorhaben<br />
aus dem medizintechnischen<br />
Bereich ein Portfolio an kompakten<br />
Laser-Systemen und ergänzendem<br />
Equipment bereit, das direkt in Laboren<br />
eingesetzt werden kann. Mit<br />
dem integrierten UV-Laser prozessiert<br />
beispielsweise der LPKF Proto-<br />
Laser U4 eine Vielzahl von Materialien<br />
schnell und zuverlässig. Der<br />
Proto Laser R4 ist speziell für die<br />
Forschung mit sensiblen Materialien<br />
entwickelt worden. Er arbeitet<br />
mit kurzen Pikosekunden-Laserpulsen<br />
und somit ermöglicht eine hochpräzise<br />
Strukturierung von empfindlichen<br />
Materialien sowie das Schneiden<br />
von gehärteten oder gebrannten<br />
Substraten. Die Grundlagenforschung<br />
an neuen innovativen Materialien,<br />
die Überführung bestehender<br />
Produkte in kleinere Dimensionen mit<br />
zusätzlicher Funktionalität oder einfach<br />
die Zeit- und Kostenersparnis<br />
bei der Entwicklung sind die Hauptgründe<br />
für den Einsatz eines ProtoLaser-Systems<br />
im eigenen Labor.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal, Ausgabe<br />
5-2021, Seite 175<br />
LPKF Laser & Electronics<br />
AG<br />
www.lpkf.com<br />
8 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Lasertechnik<br />
Markterprobte Sapphire-Laser zur DNA Sequenzierung u.v.m.<br />
Der Bedarf an personalisierter<br />
Medizin ist wichtiger denn je, und<br />
qualitativ hochwertige Daten und<br />
Messungen sind für die Vorhersage<br />
eines Krankheitsverlaufs und die<br />
optimale Behandlung ausschlaggebend.<br />
Coherent ist für große<br />
internationale Kunden, wie auch<br />
für die Forschung und Entwicklung<br />
zu einem immer beliebteren Partner<br />
geworden. Die bewährten und<br />
etablierten Sapphire-Laser - über<br />
50.000 Stück im Markt - sind wegen<br />
ihrer Zuverlässigkeit und niedrigen<br />
Betriebskosten die ideale Lösung<br />
für anspruchsvolle Anwendungen.<br />
In Zeiten von Covid-19 sind<br />
besonders folgende Laser-Anwendungen<br />
in den Fokus geraten:<br />
DNA Sequenzierung:<br />
Die in Wellenlänge und Leistung<br />
skalierbare Technologie bietet die<br />
ideale Laserwellenlänge für jedes<br />
fluoreszierende Nukleotid sowie<br />
den Leistungsbereich, der zur<br />
Unterstützung von Anwendungen<br />
mit hohem Durchsatz<br />
erforderlich ist.<br />
Durchfluss-<br />
Zytometrie:<br />
Coherent unterstützt<br />
die neuesten Trends<br />
bei Multiparameter-<br />
Analysemethoden für<br />
Forschung und klinische<br />
Anwendungen<br />
in Covid-19 sowie Sortieranwendungen<br />
wie<br />
die Geschlechtsselektion,<br />
die in der Tierhaltung<br />
weit verbreitet sind.<br />
Dazu gehören Plug & Play-Laser<br />
bei neuen ultravioletten Wellenlängen<br />
und Multi-Wellenlängen-<br />
Lichtquellen, die die Kosten und<br />
die Zeit bis zur Markteinführung<br />
senken. Die exzellenten Parameter<br />
dieser Laser liefern Daten mit<br />
dem niedrigsten Variationskoeffizienten.<br />
Aber auch die medizinische<br />
Diagnose, Mikroskopie und vieles<br />
mehr sind nach wie vor gefragter<br />
denn je.<br />
Gelungene Alternative<br />
Der Sapphire war der erste Festkörperlaser,<br />
der eine sehr gute<br />
Alternative zu den großen und<br />
Energie-ineffizienten Gaslasern<br />
bei der Wellenlänge 488 nm bot.<br />
Die kompakte, energieeffiziente<br />
Produkt-Familie hat daher schnell<br />
große Erfolge in der Medizin und<br />
den zugehörigen Instrumentenherstellern<br />
erzielt.<br />
COHERENT<br />
www.coherent.com<br />
Best of 2021<br />
Innovative Allzweckwaffe für die Lasermikrobearbeitung<br />
Die neu entwickelte Laserbearbeitungsanlage<br />
GL.smart der GFH<br />
GmbH stellt mit bis zu 16 simultanen<br />
Achsen eine innovative Allzweckwaffe<br />
für die Lasermikrobearbeitung<br />
dar. Insbesondere rotationssymmetrische<br />
Bauteile, die vor<br />
allem in der Medizintechnik häufig<br />
Verwendung finden, können mit<br />
Hilfe dieser Methode problemlos<br />
bearbeitet werden. Das neuartige<br />
Maschinenkonzept der GL.smart<br />
bietet für den Kunden neben der<br />
Möglichkeit der Kombinationsbearbeitung<br />
aus Laserbohren,- Drehen,-<br />
und Schneiden eine Output-Steigerung<br />
durch die Parallelbearbeitung<br />
auf zwei Stationen. Die Einbindung<br />
eines Stangenladers als Beladeeinheit<br />
und die Entnahme der Fertigteile<br />
durch einen Sechs-Achs-Roboter<br />
gewährleistet vollständige Autonomie<br />
der Laseranlage. Die Einsatzbereiche<br />
der GL.smart erstrecken<br />
sich von der Bearbeitung flächiger<br />
Bauteile bis zu einer Maximalgröße<br />
von 40 x 40 x 10 mm über die Bearbeitung<br />
rotationssymmetrischer Bauteile<br />
bis zu einem Durchmesser von<br />
bis zu 12 mm und einer Länge von<br />
maximal 200 mm bis hin zur 3+2<br />
Achs-Bearbeitung von Bauteilen<br />
der Dimension 30 x 30 x 30 mm.<br />
Dank hochpräziser Anlagetechnik<br />
schafft die GFH GmbH mit ihren<br />
Maschinen neben Eisen- und Nichteisen-Metallen<br />
auch nicht-metallische<br />
Stoffe, wie beispielsweise<br />
Keramik bis zu einer Stärke von<br />
wenigen Millimetern zu schneiden.<br />
Die Vorteile der hochleistungsfähigen<br />
GFH-Maschinen liegen in<br />
ihrer erstklassigen Qualität, Präzision<br />
und Stabilität. Genau auf diese<br />
Parameter kommt es bei der Herstellung<br />
medizinischer Präzisionsinstrumente-<br />
und Komponenten an.<br />
Mittels moderner Lasertechnik<br />
können eben diese sehr feinen und<br />
filigranen Geometrien, wie sie in<br />
der Medizintechnik für beispielsweise<br />
der Herstellung minimalinvasiver<br />
Instrumente benötigt werden,<br />
ohne Einwirkung mechanischer<br />
Kräfte auf das Bauteil bearbeitet<br />
werden. Somit wird Werkzeugverschleiß<br />
verhindert und eine gleichbleibende<br />
Qualität sichergestellt.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 3-2021 ab<br />
Seite 66.<br />
GFH GmbH<br />
www.gfh-gmbh.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
9
Lasertechnik<br />
Best of 2021<br />
Einfache Integration in Produktionslinien<br />
Die Modula-Produktlinie von Lasereinheiten,<br />
Optiken und Spannmodul zur Integration von<br />
Kunststoffschweißen im Sondermaschinenbau<br />
ist durch eine Prozesseinheit ergänzt worden,<br />
die einfach an ein Transferband oder an einen<br />
großen Rundtakttisch integriert werden kann.<br />
Das neue Modula Assembly Inline ist eine Prozesszelle,<br />
die eine Optik, eine Spanneinheit<br />
und Sensoren zur Prozesssteuerung umfasst.<br />
Als Optik kommt primär eine Scanner-Optik mit<br />
einem Arbeitsfeld von 100 x 100 mm zum Einsatz<br />
aber auch Ring-, Linien- oder DOE-Optik<br />
(Diffraktives Optisches Element) zum Simultanschweißen<br />
sind möglich.<br />
System Laserklasse 1<br />
Die pneumatische Spanneinheit drückt von<br />
oben nach unten auf den Werkstückträger<br />
mit dem zu schweißenden Bauteil. Durch ein<br />
geeignetes Design des Spannwerkzeugs wird<br />
die Öffnung zum Werkstückträger und Bauteil<br />
laserdicht geschlossen, so dass das System<br />
als Laserklasse 1 betrieben werden kann. Der<br />
Sondermaschinenbau muss sich um keine weiteren<br />
Sicherheitsvorkehrungen bezüglich des<br />
Schweißlasers kümmern und nur die Zu- und<br />
Wegführung der Bauteile und Werkstückträger<br />
sicherstellen. Zur Prozesssteuerung kann die<br />
Spanneinheit mit Weg- und Kraftsensoren ausgerüstet<br />
werden um den Setzweg bei quasisimultanem<br />
oder simultanen Prozess zu erfassen<br />
und auszuwerten.<br />
Das Modula Assembly Inline wird mit einer<br />
Modula Lasereinheit betrieben, die bis rund<br />
5 m von der Prozesszelle entfernt platziert<br />
werden kann. Sie sind verbunden durch eine<br />
optische Faser, ein elektrisches Datenkabel<br />
und falls Scanner-Optik in der Prozesszelle<br />
ist, mit einem zusätzlichen Steuerungskabel.<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 2-2021 auf Seite 65.<br />
ProByLas AG<br />
www.probylas.com<br />
10 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Produktion<br />
5-achsiges Mikrobearbeitungszentrum - stabile Temperaturen, hohe Qualität<br />
zungen für die hohe Prozessgenauigkeit. Präzision<br />
braucht Stabilität. Das gilt besonders für<br />
die Mikrobearbeitung, denn je kleiner das Werkstück,<br />
desto größer ist der Anspruch an die Fertigungsgenauigkeit.<br />
Bei seinem Mikrobearbeitungszentrum<br />
microone hat Zorn Maschinenbau<br />
deshalb eine halbe Tonne Granit verbaut. Ein<br />
massiver Block, der Garant ist für die Eigenschaften,<br />
die Voraussetzungen für bestmögliche<br />
Prozessgenauigkeit sind: höchste Eigensteifigkeit<br />
sowie besonders hohe mechanische<br />
und thermische Stabilität in Kombination mit<br />
einem präzise geschliffenen Fundament. All<br />
diese physikalischen Eigenschaften sichern<br />
die maximale Wiederholgenauigkeit der einzelnen<br />
Bearbeitungsschritte.<br />
Und: Weil die Längenausdehnung der<br />
Maschinenkomponenten direkt die Präzision<br />
des Bearbeitungszentrums beeinflusst, arbeitet<br />
es wassergekühlt. Dabei hält eine ausgeklügelte<br />
Physik den Temperaturwert aller Achsen<br />
und Spindeln mit einer Toleranz von ± 0,1 °C.<br />
Denn erst die konstante Temperatur der Bauteile<br />
sichert die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse<br />
beim Einmessen und Bearbeiten der zu<br />
fertigenden Werkstücke.<br />
Best of 2021<br />
Ein massives Fundament und eine Wasserkühlung<br />
sichern enge Toleranzen in der Längenausdehnung<br />
von Achsen und Spindeln des<br />
Bearbeitungszentrums. Dies sind Vorausset-<br />
ZORN Maschinenbau GmbH<br />
www.zorn-maschinenbau.com<br />
Flexibler Silberleitklebstoff<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Mit Elecolit 3647 hat Panacol einen neuen,<br />
elektrisch leitfähigen Silberleitklebstoff auf Epoxidharzbasis<br />
im Portfolio. Der flexible Leitklebstoff<br />
ist besonders für Kontaktierungen auf temperatursensiblen<br />
Folien oder Flex PCBs geeignet.<br />
Elecolit 3647 ist ein einkomponentiger, mit<br />
Silberpartikeln gefüllter Leitklebstoff, der sehr<br />
gut auf Kunststoffen wie PC, PVC, PI, ABS oder<br />
FR4 haftet. Seine hohe Flexibilität und Schälfestigkeit<br />
im ausgehärteten Zustand ermöglichen<br />
den Einsatz bei Anwendungen, die Vibrationen,<br />
Schwingungen oder schnellen Temperaturänderungen<br />
unterliegen. Elecolit 3647 eignet sich<br />
daher besonders für Die-Attach-Anwendungen<br />
kleiner Halbleiterchips oder für Kontaktierungen<br />
auf flexiblen Folien und Leiterplatten. Zum Einsatz<br />
kommen diese Anwendungen beispielsweise<br />
im Bereich Printed und In-Molded Electronics,<br />
in Wearables, oder bei der Kontaktierung<br />
von Halbleitern im Allgemeinen.<br />
Ein großer Vorteil von Elecolit 3647 ist die sehr<br />
einfache Handhabung: Der Klebstoff muss nur<br />
gekühlt - aber nicht tiefgekühlt - gelagert werden.<br />
Die Dosierung des einkomponentigen Klebstoffs<br />
erfolgt durch einfaches Dispensen, und<br />
der Klebstoff härtet schon ab 100 °C innerhalb<br />
von Minuten aus. So gelingt die Kontaktierung<br />
und Fixierung von Halbleitern in einem Schritt<br />
bei kurzem und geringem Energieeintrag.<br />
Panacol-Elosol GmbH<br />
www.panacol.de<br />
11
Produktion<br />
Der neue torische Hartmetallfräser<br />
hat es in sich<br />
Der Schweizer Präzisionswerkzeughersteller Mikron Tool setzt wichtige Trends für die Zerspanung in der Medizintechnik<br />
Das zerspante Griffstück einer Biopsiezange aus martensitischem Chrom-Stahl (1.4021 / X20Cr13): Der neue torische<br />
Fräser von Mikron Tool erzielt unglaubliche Schnittdaten beim Schruppen und Schlichten und ist ein wahrer<br />
Problemlöser © Mikron Tool<br />
weltweit. Im eigenen Technology<br />
Center mit einem Maschinenpark,<br />
der konsequent auf die Hochleistungszerspanung<br />
im Mikrobereich<br />
für diffizile Werkstoffe ausgelegt ist,<br />
entstehen die neuen Werkzeugentwicklungen,<br />
die immer wieder neue<br />
Benchmarks setzen.<br />
So auch die erfolgreiche Fräserfamilie<br />
CrazyMill Cool Plunge &<br />
Slot für Schrupp- und Schlichtbearbeitung,<br />
die jetzt um eine torische<br />
Variante erweitert wird. Das neue<br />
Werkzeug vereint die Stärken von<br />
Fräsen und Bohren und entstand<br />
für die Bearbeitung von rostfreiem<br />
Stahl, Titan, CoCr-Legierungen und<br />
Superlegierungen. Wie seine zylindrischen<br />
Vorgänger hat auch dieser<br />
Bohrfräser die Fähigkeit, direkt bis<br />
1 x d senkrecht ins Material einzutauchen<br />
und seitlich weiter zu fahren.<br />
Auf engstem Raum fräst er<br />
Nuten und Taschen mit hoher Präzision<br />
und Gleichmässigkeit bei hervorragenden<br />
Schnittdaten, auch ins<br />
Volle – scheinbar mühelos. Wenn<br />
Mikron Switzerland AG,<br />
Division Tool<br />
www.mikrontool.com<br />
Die Medizintechnik hat in den<br />
vergangenen Jahren stark von<br />
neuen Trends und Technologien<br />
der Fertigungsindustrie profitiert.<br />
Neu gewonnenes Know-how und<br />
Kompetenz sind entscheidend für<br />
die Zukunft von Entwicklung und<br />
Produktion so auch bei der industriellen<br />
Verarbeitung von Metallen.<br />
Besonders im Bereich der Medizinprodukte<br />
stellen die verschiedenen<br />
Werkstückformen und -abmessungen<br />
und unterschiedlichste Produktionsmengen<br />
sowie der hohe Anteil<br />
an schwer zerspanbaren Werkstoffen<br />
höchste Anforderungen an die<br />
zerspanenden Werkzeuge.<br />
Neuentwicklung eines<br />
sensationellen Bohrfräsers<br />
Der 250 Mitarbeiter starke Präzisionswerkzeughersteller<br />
Mikron<br />
Tool ist ein Vorreiter in Sachen<br />
Neuentwicklung für innovatives und<br />
gleichzeitig wirtschaftliches Zerspanen.<br />
Dies verdankt er einem der<br />
modernsten Entwicklungszentren<br />
Der neue CrazyMill Plunge & Slot Torisch. Ein einzigartiges Werkzeug für<br />
zahlreiche Anwendungen: Fräsen von Bohrungen, Rampen, Taschen, Nuten<br />
und Konturen, jetzt mit Eckenradius © Mikron Tool<br />
12 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Produktion<br />
Die integrierte Kühlung der Werkzeuge von Mikron Tool garantiert beeindruckende Abtragsraten, hohe Standzeiten und eine sehr gute Oberflächengüte<br />
© Mikron Tool<br />
Eckenradien gefordert sind, ist er<br />
in seinem Element. Für jede Form<br />
das richtige Werkzeug. Hinter dieser<br />
Perfektion steckt eine raffinierte<br />
Technologie, und eine Vielzahl von<br />
Faktoren tragen dazu bei:<br />
Eine bis ins Detail<br />
durchdachte Geometrie<br />
Eine neue Schneidengeometrie<br />
ermöglicht ein prozesssicheres,<br />
vibrationsarmes Eintauchen (Bohren).<br />
Mikron Tool fand eine geniale<br />
Lösung, die das Ausbrechen der<br />
Schneide verhindert und die Eindringkraft<br />
reduziert.<br />
Der extraweite Spanraum in der<br />
Kopfpartie erlaubt es, die Späne<br />
während des Bohrprozesses aufzunehmen<br />
und seitlich in die ebenfalls<br />
erweiterten Spannuten abzuführen.<br />
Angepasste Span- und Freiwinkel<br />
sowie stabile Schneidecken<br />
verhindern das seitliche Einhaken<br />
und das Ausbrechen der Schneiden<br />
durch Vibration, was eine der zentralen<br />
Schwierigkeiten beim „Bohren“<br />
mit einem Fräser ist.<br />
Immer einen kühlen Kopf<br />
bewahren<br />
Damit nicht genug. Die im Schaft<br />
integrierten Kühlkanäle führen das<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Kühlmittel direkt an die Schneiden<br />
und sorgen in jeder Position für eine<br />
konstante und gezielte Kühlung. Die<br />
gekühlten Schneiden erlauben hohe<br />
Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten.<br />
Zudem werden dank des<br />
massiven Kühlstrahls die Späne<br />
kontinuierlich aus der Fräszone<br />
gespült. Somit vermeidet man, dass<br />
sie in der Vertiefung liegen bleiben<br />
und mehrfach zer stückelt werden,<br />
was den Fräser und die gefräste<br />
Oberfläche beschädigen würde.<br />
Das Resultat sind hohe Standzeiten<br />
und eine hervorragende Oberflächengüte.<br />
Auf Kundenwunsch entwickelt Miron Tool komplexeste CAM-Prozesse, ob<br />
für medizinische Instrumente, Knochenplatten oder Implantate wie z.B.<br />
Kniegelenke für alle gängigen Werkzeugmaschinenmodelle<br />
© Thomas Entzeroth<br />
Aufgepasst bei der<br />
Materialwahl!<br />
Bei diesem Fräser verwenden<br />
die Profis aus der Produktion ein<br />
speziell für ihn entwickeltes Ultrafeinkorn-Hartmetall,<br />
das sich durch<br />
hohe Zähigkeit auszeichnet und<br />
alle Anforderungen in Bezug auf<br />
die mechanischen Eigenschaften<br />
erfüllt. So unterstützt der robuste<br />
Hartmetallschaft ein stabiles und<br />
schwingungsfreies Fräsen. Höchste<br />
Präzision und Oberflächenqualität<br />
sind garantiert.<br />
Die Hochleistungsbeschichtung<br />
SNP steigert nicht nur die Oberflächenhärte,<br />
sondern erhöht die<br />
Verschleissfestigkeit und Wärmeresistenz.<br />
Auch der Gleitwiderstand<br />
bei der Spanabfuhr wird verringert,<br />
um ein Verkleben der Schneiden zu<br />
verhindern. Resultat ist ein optimaler<br />
Spänetransport und eine hohe<br />
Standzeit.<br />
Highperformance wird zur<br />
Selbstverständlichkeit<br />
Die Kombination dieser Faktoren<br />
ermöglicht eindrückliche Abtragsraten,<br />
die dank der hohen Schnittund<br />
Vorschubgeschwindigkeiten<br />
und einer Zustellung (a P ) von jeweils<br />
1 x d möglich sind. Der Bohrfräser<br />
beeindruckt durch hohe Standzeiten<br />
und eine hervorragende Oberflächenqualität<br />
und das bereits ab<br />
einem Durchmesser von 1 mm. Ein<br />
paar Fakten im Vergleich zu marktüblichen<br />
Werkzeugen:<br />
• Bis zu 5 x höheres Zeitspanvolumen<br />
• Bis zu 5 x höhere Standzeiten<br />
• Bis zu 5 x schnellere Bearbeitungszeit<br />
• Perfekt kontrollierte Spanabfuhr<br />
• Exzellente Oberflächengüte Ra<br />
≤ 0.5 µm<br />
Überzeugend auch in der<br />
Praxis<br />
Bei einer Anwendung in der Medizintechnik<br />
hat der torische Hochleistungsfräser<br />
in Vergleichstests<br />
bereits überzeugt. Aufgabe war<br />
es, eine flache Bohrung im oberen<br />
Bereich eines Hüftschaftimplantats<br />
möglichst zeitsparend zu realisieren<br />
(Material TiAI6V4-ELI/3.7165/ASTM<br />
F136). Die Abmessungen der Bohrung<br />
betragen:<br />
Tiefe = 5 mm; Ø = 5,2 mm.<br />
Zum Einsatz kam ein Crazy-<br />
Mill Cool P&S Torisch (Durchmesser<br />
4 mm, L = 2,5 x d, r = 0,5 mm,<br />
Z3 Typ A). Mittels Spiralinterpolation<br />
fräst das Werkzeug mit einer<br />
axialen Zustellung a P von 1,0 mm<br />
sowie einer radialen Zustellung a e<br />
2,52 mm und mit einem Vorschub fz<br />
von 0,013 mm/U. Er trägt das Material<br />
mit einer Schnittgeschwindigkeit<br />
von 120 m/min ab. Im anschließenden<br />
Schlichtvorgang wird die definitive<br />
Lochabmessung bei einer exzellenten<br />
Oberflächenqualität erreicht.<br />
Der Fräser erzielt ein hervorragendes<br />
Zeitspanvolumen von<br />
0,94 cm 3 /min gegenüber 0,17 cm 3 /<br />
min eines herkömmlichen Fräsers.<br />
Das macht den Unterschied: Die<br />
Bearbeitungszeit inklusive Schlichten<br />
für die Bohrung beträgt gerade<br />
mal 14,5 s gegenüber 1 min 11 s<br />
eines markt üblichen Fräsers. Mikron<br />
Tool ist 4,7-mal schneller und<br />
hat ein 5,5-fach höheres Zeitspanvolumen.<br />
Nicht zuletzt wegen solcher Kennwerte<br />
haben die Mikron Tool-Werkzeuge<br />
einen dermaßen guten Ruf im<br />
Markt, weshalb stetig neue Anfragen<br />
von Kunden eingehen, die ihre Fertigungsprozesse<br />
optimieren wollen.<br />
Marco Cirfeta, Verkaufsleiter Europa,<br />
meint dazu: „Unsere Bohr- und Fräswerkzeuge<br />
sind echte Problemlöser<br />
für schwer zu zerspanende Werkstoffe<br />
wie sie in der Medizintechnik<br />
zur Anwendung kommen. Darüber<br />
hinaus bietet Mikron Tool dank des<br />
hervorragend aufgestellten Technology<br />
Centers die komplette Entwicklung<br />
von CAM-Bearbeitungsprozessen<br />
komplexester Bauteile<br />
an: von medizinischen Instrumenten,<br />
über Knochenplatten bis hin zu<br />
Implantaten wie künstlichen Kniegelenken.“<br />
Das macht Mikron Tool<br />
zu einem ganzheitlichen Partner:<br />
vom Hochleistungswerkzeug bis<br />
zur kompletten Bearbeitungsstrategie.<br />
Eine wirklich runde Sache.<br />
Weitere Informationen zum WKZ<br />
gibt das Performance-Video:<br />
13
Produktion<br />
Produktionsanlage für komplizierte<br />
medizinische Stränge<br />
COLLIN Medical Line Stranganlagen – Gesamtlinien für medizinische Stränge: Produktion wirkstoffbeladener<br />
Stränge mit exakter Rundheit und einem genauen Durchmesser durch ein vertikales Wasserbad.<br />
COLLIN Lab & Pilot Solutions<br />
GmbH<br />
www.collin-solutions.com<br />
„Einzigartig an den COLLIN<br />
Strang anlagen ist, dass alle Produktionsschritte<br />
aus einer Hand<br />
kommen – Compounding, Coextrudierung,<br />
Abzug und Schnitt. Highlight<br />
ist dabei das vertikale Wasserbad<br />
– eine COLLIN-Innovation,<br />
die zuverlässige Rundheit der wirkstoffbeladenen<br />
Stränge oder medizinischen<br />
Garne garantiert“, erklärt<br />
Thomas Nick, Sales Director Medical<br />
& Pharma der COLLIN Lab &<br />
Pilot Solutions.<br />
Wirkstoffbeladene Stränge wurden<br />
erstmals in der Geburtenkontrolle<br />
angewendet. Heute befinden<br />
sich IVR, also intravaginale Ringe,<br />
in der Entwicklung, die nicht nur der<br />
Verhütung dienen, sondern gleichzeitig<br />
Wirkstoffe gegen Geschlechtskrankheiten<br />
oder gegen HIV beinhalten.<br />
Außerdem wird seit langem<br />
für die Behandlung bestimmter<br />
Augenerkrankungen an Mini-Implantaten<br />
geforscht, die aus einem API<br />
Active Pharmaceutical Ingredient<br />
-beladenen Kern und einer Membran<br />
bestehen. „Unsere Stranglinien<br />
sind ausgelegt für Außendurchmesser<br />
bis 6 mm und Coextrusion von<br />
bis zu 5 Schichten. Wichtige Anforderungen<br />
bei der Entwicklung und<br />
Konstruktion sind für uns: kompaktes<br />
Design für minimalen Platzbedarf,<br />
schnelle Demontage und Montage<br />
der Komponenten für schnelles<br />
sowie sicheres Reinigen, minimale<br />
Verweilzeiten für schnelle Produktwechsel<br />
und eine leichte und sichere<br />
Handhabung durch das Bedienpersonal<br />
zu sichern“, so Nick.<br />
Bei einer COLLIN Stranganlage<br />
fördern die Extruder die Materialien<br />
in eine speziell für diese Anwendungen<br />
berechnete Mehrschichtdüse,<br />
deren Wendelverteiler konstante<br />
Austrittsgeschwindigkeiten<br />
der Schichten über dem Querschnitt<br />
garantieren. Wegen der Fördergenauigkeit<br />
folgen auf die Extruder<br />
Zahnradpumpen. Für die API<br />
Active Pharmaceutical Ingredientbeladenen<br />
Schichten ist es zweckmäßig,<br />
Compounder als Direktextruder<br />
einzusetzen. Aus wirtschaftlicher<br />
und technischer Sicht ist das<br />
wesentlich, weil besonders bei thermisch<br />
empfindlichen Materialien ein<br />
zusätzlicher Aufheizschritt eingespart<br />
wird.<br />
Schonendes Kühlen<br />
Der Strang wird senkrecht in das<br />
Kühlbad geführt, am tiefsten Punkt<br />
umgelenkt und oben wieder herausgefördert.<br />
Vor dem Abzug werden<br />
Ovalität und Durchmesser per<br />
Laser in zwei 90° versetzten Achsen<br />
gemessen. Die Durchmesser-Messung<br />
dient der Abzugsgeschwindigkeitsregelung.<br />
Am Ende<br />
wird der Strang auf die gewünschte<br />
Länge geschnitten und abgelegt.<br />
Das Kühlbad ist im unteren Drittel<br />
drehbar gelagert, sodass es<br />
für Reinigungszwecke mit wenigen<br />
Handgriffen seitlich aus der<br />
Linie herausgeschwenkt werden<br />
kann. Die komplette Verrohrung<br />
ist in Edelstahl ausgeführt. Liniengeschwindigkeiten<br />
bis 8 m/min<br />
sind erreichbar.<br />
Pharmazie- und Medizintechnikunternehmen,<br />
Universitäten als auch<br />
Forschungsinstitute setzen COLLIN<br />
Stranganlagen in der Produktion,<br />
für die Produktentwicklung sowie<br />
Pilotproduktionen für vor klinische<br />
Studien und Produktzulassungsverfahren<br />
ein. ◄<br />
14 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Produktion<br />
Optimal für das Verkleben von Nadeln und Spritzen<br />
Medizinische Nadelbaugruppen werden in<br />
der Regel in großen Stückzahlen und mit hoher<br />
Geschwindigkeit maschinell produziert. Einer<br />
der anspruchsvollsten Aspekte bei der Herstellung<br />
von medizinischen Einwegspritzen, Venenverweilkanülen,<br />
Insulinpens etc. ist die dauerhafte<br />
und sichere Verbindung zwischen Edelstahlkanülen<br />
und Kunststoffkörper. Die immer<br />
kleiner werdenden Klebeflächen und die innovativen,<br />
oft schwer verklebbaren Kunststoffe<br />
erhöhen das Anforderungsprofil der verwendeten<br />
Klebstoffe kontinuierlich.Dymax hat mit<br />
dem Nadelklebstoff Dymax MD 1406-M einen<br />
medizinischen, lichthärtenden Klebstoff auf den<br />
Markt gebracht, der speziell für diese Art von<br />
Anwendungen konzipiert wurde. Der UV-Klebstoff<br />
hat eine sehr niedrige Viskosität für eine<br />
ausgezeichnete Benetzung der Bauteile und<br />
härtet sekundenschnell unter Einwirkung von<br />
LED-Licht klebfrei aus, um eine rasche Verklebung<br />
von Substraten zu gewährleisten, die<br />
typischerweise bei der Nadel- und Spritzenmontage<br />
sowie der Montage anderer medizinischer<br />
Produkte verwendet werden.<br />
Dymax MD 1406-M ist für die Aushärtung<br />
mit LED-Systemen bei 385 nm und 405 nm<br />
optimiert, doch unabhängig, ob man sich für<br />
UV/Breitband- oder LED-Technologie entscheidet:<br />
Hersteller profitieren immer von<br />
den Vorteilen der lichthärtenden Klebstofftechnologie<br />
mit hohen Durchsatzraten und<br />
geringen Verarbeitungskosten bei gleichzeitig<br />
reduzierter Fehleranfälligkeit trotz der geringen<br />
Größe der Nadelbaugruppen.<br />
Ein weiterer Vorteil liegt in den fluoreszierenden<br />
Eigenschaften des Nadelklebstoffs.<br />
Dymax MD 1406-M fluoresziert unter Einfluss<br />
von Schwarzlicht blau. Damit wird die<br />
Qualitätskontrolle stark vereinfacht und Hersteller<br />
können sicher sein, dass der Klebstoffauftrag<br />
korrekt erfolgt ist.<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 4-2021 auf Seite 11.<br />
Dymax Europe GmbH<br />
www.dymax.de<br />
Best of 2021<br />
Die schlüsselfertige Lösung für Torx-Prägungen<br />
Jedes Jahr werden 900 Millionen<br />
medizinische Schrauben produziert,<br />
Tendenz stark steigend. Eine wichtige<br />
Rolle spielt deshalb mehr und<br />
mehr die Effizienz in der Produktion:<br />
jede eingesparte Sekunde ist<br />
ein Vorteil in Bezug auf Geld und<br />
Zeit. Die Herausforderung besteht<br />
darin die Produktivität zu steigern<br />
und gleichzeitig höchste Qualität<br />
zu gewährleisten.<br />
Ein Bohrer, ein Fräser, eine perfekte<br />
Bearbeitungsstrategie und<br />
maximal abgestimmte Para meter;<br />
das genügt für eine deutliche Effizienzsteigerung<br />
beim Bearbeiten<br />
von medizinischen Schrauben<br />
aus Titan oder rostfreiem Stahl.<br />
Mikron Tool hat eine schlüsselfertige<br />
Lösung entwickelt, welche<br />
die Bearbeitung von Innensechsrund-Prägungen<br />
(besser bekannt<br />
unter dem Namen Torx) gleichzeitig<br />
um 50 % schneller macht,<br />
eine hohe Maßhaltigkeit des Profils<br />
garantiert und ein nahezu gratfreies<br />
Resultat liefert.<br />
Bohren, Anfasen, Fräsen,<br />
Entgraten<br />
Die vier Operationen (Bohren<br />
– Anfasen – Fräsen – Entgraten)<br />
sind in drei Schritten mit<br />
zwei Werkzeugen zu bewältigen.<br />
Der Kombibohrer bringt in einem<br />
ersten Schritt die zentrale Bohrung<br />
mit einer Fase von 120° an,<br />
wobei die Oberfläche sofort eine<br />
hohe Qualität erreicht (Ra 0,2 µm,<br />
Rz 0,8 µm). Am Schluss wird er<br />
nochmals zum Entgraten eingesetzt<br />
für eine nahezu gratfreie<br />
Ober fläche und eine ausgezeichnete<br />
Oberflächenqualität. Der Fräser<br />
mit 3 - 4 Zähnen ist in zwei<br />
Standardlängen verfügbar, um<br />
so unterschiedliche Tiefen der<br />
Torx-Form bearbeiten zu können.<br />
Seine hohe Steifigkeit erlaubt massive<br />
Vorschübe und Zustellungen,<br />
und garantiert doch die notwendige<br />
Profilmaßhaltigkeit.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 5-2021<br />
auf Seite 160.<br />
Mikron Switzerland AG<br />
www.mikrontool.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
15
Produktion<br />
Innovativer 3D-Granulat-Drucker<br />
Additive Fertigung: Maschinen und Anlagen für 3D-Bauteile aus Metall, Kunststoff und Keramik<br />
AIM3D GmbH<br />
www.aim3d.de/<br />
• Deutlich höhere Präzision und<br />
Aufbauraten gegenüber konventionellen<br />
3D-Extrusionsdruckern<br />
• Universell: Großes Baufeld mit<br />
510 x 510 x 400 mm<br />
• Hohe Wirtschaftlichkeit: Verarbeitung<br />
von Hochleistungskunststoffen<br />
wie PEEK und PPS, mit<br />
und ohne Faserfüllung, auf Granulatbasis<br />
AIM3D entwickelte einen neuen,<br />
leistungsgesteigerten 3D-Drucker<br />
für das CEM-Verfahren (Composite<br />
Extrusion Modeling). Die neue<br />
ExAM 510 steht für größere Bauräume,<br />
höhere Präzision und Baugeschwindigkeiten.<br />
Der ExAM 510-Drucker<br />
ist ein Multimaterialdrucker für<br />
die additive Fertigung, der bis zu<br />
drei Werkstoffe parallel aufbauen<br />
kann. Er bildet eine leistungsgesteigerte<br />
Version des bisherigen<br />
ExAM 255 ab, die zukünftig beide<br />
im Programm der Rostocker sind.<br />
Neue Maßstäbe durch<br />
ExAM 510<br />
Der innovative Multimaterialdrucker<br />
kann bis zu drei Materialien<br />
verarbeiten. Dies ermöglicht<br />
zwei Baumaterialien und ein Stützmaterial.<br />
Das erweiterte Baufeld von<br />
510 x 510 x 400 mm erschließt nun<br />
eine Vielzahl von Anwendungen. Der<br />
Bauraum ist mit bis zu 200 ºC temperierbar,<br />
um die Spannungen im<br />
Bauteil zu reduzieren und Hochleistungswerkstoffe<br />
zu verarbeiten. Die<br />
deutlich gesteigerte Baurate bzw.<br />
Aufbaugeschwindigkeit liegt, natürlich<br />
in Abhängigkeit vom Werkstoff,<br />
bei bis zu 250 cm³/h (bei Verwendung<br />
einer 0,4 mm Düse).<br />
Hohe Präzision und<br />
Bauteilgüte<br />
Die Konzeption der ExAM 510<br />
ermöglicht eine deutlich gesteigerte<br />
Präzision der Bauteile. Ziel<br />
der Anlage war es, noch mehr aus<br />
der patentierten AIM3D-Extrudertechnologie<br />
herauszuholen. Diese<br />
Extruder-Klasse ermöglicht eine<br />
bis zu Faktor 10 höhere Austragsrate<br />
als marktgängige Filament-<br />
Extruder. Durch den Einsatz von<br />
Linearmotoren und einem stabilen<br />
Mineralgussbett wird es möglich,<br />
auch bei hohen Geschwindigkeiten<br />
höchst präzise zu fahren und damit<br />
das Potential der Technologie zu<br />
erschließen.<br />
Pluspunkte Werkstoff und<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
Der besondere Charme des<br />
ExAM 510 erschließt sich auf der<br />
Werkstoffseite. Die Anlage stattete<br />
AIM3D mit einer auf Hochtemperaturkunststoffe<br />
spezialisierten<br />
beheizbaren Prozesskammer aus.<br />
Dies ermöglicht es auch, Hochtemperaturkunststoffe<br />
wie PEEK, PEI,<br />
PSU, PPS, mit und ohne Faserfüllung,<br />
zu verarbeiten. Entsprechende<br />
Erfahrungen mit den Extrudern gibt<br />
es bereits auf der ExAM 255. Somit<br />
kann ein Verarbeiter den Werkstoff<br />
PEEK beispielsweise, gefüllt oder<br />
ungefüllt mit Fasermaterial, nun auch<br />
direkt als Granulat in der additiven<br />
Fertigung verarbeiten. Dies bedeutet<br />
einen enormen Kostenvorteil auf<br />
der Rohstoffseite. Aber auch das<br />
Recycling dieses Materials wird<br />
deutlich einfacher und günstiger.<br />
Die Erprobung eines Werkstoffes<br />
ist nach Aussage des Herstellers in<br />
1 bis 2 Arbeitstagen möglich. Eine<br />
Etablierung binnen 5 bis 10 Arbeitstagen.<br />
Am Beispiel von PEEK zeigt<br />
sich die hohe Wirtschaftlichkeit am<br />
deutlichsten: Liegt der PEEK-Filament-Preis<br />
bei ca. 700 EUR/kg auf<br />
konventionellen AM-Anlagen, kann<br />
die ExAM 510 auf PEEK-Granulat<br />
zurückgreifen, wie es auch im<br />
klassischen Spritzgießen zum Einsatz<br />
kommt. Der Marktpreis von<br />
rund 50 EUR/kg für PEEK-Granulat<br />
bedeutet nur 7 % der vergleichbaren<br />
Werkstoffkosten oder eine<br />
Kostenreduzierung um Faktor 14.<br />
Dies eröffnet völlig neue Dimensionen<br />
in puncto Wirtschaftlichkeit.<br />
Anwendungsgebiete und<br />
Potentiale<br />
Die klassischen Anwendungsgebiete<br />
von polymeren Hochleistungswerkstoffen<br />
finden sich in<br />
Automotive, Medizintechnik oder<br />
Luft- und Raumfahrt. Die Pilotkunden<br />
von AIM3D sind dort angesiedelt.<br />
Clemens Lieberwirth, CTO<br />
bei AIM3D: „Die Weiterentwicklung<br />
unseres patentierten ExAM 255 zum<br />
ExAM 510 ist für uns ein Technologiesprung.<br />
Man könnte also sagen,<br />
wir bieten nun eine schnellere, größere,<br />
heißere und genauere CEM-<br />
Prozesstechnik für das Additive<br />
Manufacturing an.“ ◄<br />
16 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Dosiertechnik<br />
Perfektes Dosieren dünnflüssiger Medien<br />
Die peristaltische Schlauchpumpe<br />
PPD-2005 von Globaco<br />
eignet sich ideal zum Dosieren<br />
dünnflüssiger Medien. Dank des<br />
im Gerät verbauten, hochpräzisen<br />
Schrittmotors ist zudem eine<br />
exakte Dosierung von kleinsten<br />
Mengen niedrigviskoser Montageflüssigkeiten<br />
möglich.<br />
Die Schlauchpumpe arbeitet<br />
vollkommen ohne Druckluft. Speziell<br />
für die Verarbeitung von Cyanacrylaten<br />
ergibt sich der Vorteil,<br />
dass diese direkt aus dem Kaufgebinde<br />
dosiert werden können. Das<br />
Umfüllen des Klebstoffs ist nicht<br />
nötig. Eine integrierte Rücklauffunktion<br />
verhindert ein Nachtropfen.<br />
Die Reinigung von materialführenden<br />
Teilen ist nicht erforderlich,<br />
da das Medium ausschließlich<br />
mit dem Teflon-Schlauch in<br />
Berührung kommt. Das Sortiment<br />
umfasst PTFE-Schläuche<br />
(für UV-reaktive Materialien optional<br />
in schwarz erhältlich) in verschiedenen<br />
Durchmessern. Dieses<br />
Dosiersystem ist einfach in<br />
der Anwendung bei gleichzeitig<br />
umfangreicher Funktionsvielfalt.<br />
Standardmäßig wird das PPD-2005<br />
mit einem Fingerschalter ausgeliefert.<br />
Ein Fußschalter ist optional<br />
erhältlich.<br />
Das von Globaco entwickelte<br />
PPD-2005 ist „Made in Germany“.<br />
Es lässt sich digital einstellen und<br />
gewährleistet dadurch reproduzierbare<br />
Dosierungen. Der Schnellspannkopf<br />
erlaubt zudem einen<br />
raschen Schlauchwechsel. Die<br />
RS-232-Schnittstelle ermöglicht<br />
eine externe Ansteuerung.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 5-2021<br />
auf Seite 177<br />
Globaco GmbH<br />
www.globaco.de<br />
Best of 2021<br />
Führende, neue Hochfrequenzlösung maximiert Dosiergeschwindigkeit<br />
Vermes Microdispensing hat<br />
mit der Einführung seiner neuen<br />
Hochfrequenz-X2-Serie, der beiden<br />
Produktfamilien MDS 3282<br />
und MDS 3252 erneut neue Maßstäbe<br />
gesetzt. Sie liefern kleinste<br />
Tropfengrößen bei höchsten Frequenzen<br />
mit maximaler Zuverlässigkeit<br />
in unterschiedlichsten<br />
Dosieranwendungen. Diese Produktreihe<br />
der X2-Serie bietet die<br />
beste Lösung, um die aktuelle<br />
Marktlücke in Bezug auf höchsten<br />
Durchsatz und höchster Präzision<br />
zu schließen.<br />
Die Anforderungen steigen:<br />
verkürzte time-to-market, steigende<br />
Produktkomplexität etc.. Die<br />
größte Herausforderung besteht<br />
darin, qualitativ hochwertige Teile<br />
im industriellen Maßstab<br />
schnell herzustellen.<br />
Anwendungen wie<br />
2D- und 3D-Druck erfordern<br />
eine hohe Auflösung<br />
bei höchstem Durchsatz.<br />
Bestehende Technologien,<br />
einschließlich der<br />
bekannten Tintenstrahldrucker,<br />
können nur niedrigviskose<br />
Medien wie<br />
Tinte meistern. Die neuen<br />
Ventile von Vermes Microdispensing<br />
sind in der<br />
Lage Medien höchster<br />
Viskosität, beispielsweise<br />
Lacke und Farben, die<br />
Feststoffpartikel, wie Pigmente<br />
enthalten, erfolgreich<br />
zu dosieren.<br />
Der Einsatzbereich ist äußerst<br />
vielfältig: 3D-Druckpasten mit Füllstoffen<br />
aus Metall oder Keramik,<br />
Silikondruck in den Bereichen Automobil,<br />
Gesundheitswesen, Elektronik<br />
und Lifestyle, overspray-freie<br />
2D-Lackierung, niedrigviskose<br />
Metallpasten für Solarzellen und<br />
Leiterplattendruck etc.<br />
Die erweiterten Funktionen der<br />
neuen Serie erreichen eine konstante<br />
Dosierleistung bei höchster<br />
Frequenz und gewährleisten nicht<br />
nur eine perfekte Kalibrierung und<br />
Steuerung bei einer Viskosität von<br />
bis zu 2.000.000 mPas, sondern<br />
auch einen Durchsatz, der weitaus<br />
höher ist als bei allen derzeit auf<br />
dem Markt erhältlichen Systemen.<br />
Die auf der Piezotechnologie<br />
basierenden Jetter arbeiten<br />
berührungslos und können<br />
jede Herausforderung bewältigen;<br />
so z. B. Schicht-für-Schicht-<br />
Druckprozesse bei Dosierung in<br />
kleinste Hohlräume, bei denen<br />
sich das Ventil in feinst gesteuerten<br />
Schritten seitlich und vertikal<br />
bewegen muss.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 3-2021<br />
auf Seite 63.<br />
VERMES Microdispensing<br />
GmbH<br />
www.vermes.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
17
Dosiertechnik<br />
3D Bioprinting mit Alginat<br />
Perfekte Konturen, feine Linien, saubere Start-/Endpunkte mit Puredyne<br />
Screenshot aus dem Video: Druckversuch Alginat mit Puredyne<br />
ViscoTec Pumpen- und.<br />
Dosiertechnik GmbH<br />
mail@viscotec.de<br />
www.viscotec.de<br />
Alginat ist eines der am häufigsten<br />
verwendeten Materialien<br />
im Bioprinting. Neben relativ günstigen<br />
Materialkosten sind auch<br />
die mechanischen Eigenschaften<br />
und die Druckbarkeit ein Pluspunkt<br />
für das Material. Mit bestehenden<br />
Extrusionssystemen wie pneumatischer<br />
Auspressung oder Spritzenextrusion<br />
können jedoch Unregelmäßigkeiten<br />
beim Bioprinting der<br />
Modelle durch Prozess-Schwankungen<br />
entstehen. Mit dem Puredyne<br />
kit b gehören diese Probleme<br />
der Vergangenheit an.<br />
Alginat als universelles<br />
Hydrogel<br />
In einer Vielzahl von Studien wird<br />
Alginat als Basis für Bioinks verwendet.<br />
Sowohl reines (Natrium-)Alginat<br />
in Lösung als auch chemisch modifizierte<br />
Varianten bilden den größten<br />
Anteil an wissenschaftlich erforschten<br />
Hydrogelen. Oxidiertes Alginat<br />
soll beispielsweise dazu beitragen,<br />
dass beigemischte Zellen schneller<br />
Bewegungsfreiheit durch degradierendes<br />
Alginat erhalten. Hingegen<br />
ermöglicht methacryliertes Alginat<br />
die Photopolymerisation und<br />
damit andere Druckverfahren, die<br />
auf der Aushärtung durch Photonen<br />
beruhen. Die große Beliebtheit<br />
von Alginat rührt nicht nur von<br />
den günstigen mechanischen und<br />
chemischen Eigenschaften her.<br />
Auch auf biologischer Ebene bietet<br />
das Hydrogel den Vorteil sehr guter<br />
Biokompatibilität und ist damit universell<br />
einsetzbar.<br />
Welche mechanischen<br />
Probleme treten bei der<br />
additiven Fertigung von<br />
Alginat auf?<br />
Um Alginat zu verdrucken, stehen<br />
mehrere Möglichkeiten zur Verfügung.<br />
Neben lichtbasierten Verfahren,<br />
die mit modifiziertem Alginat<br />
möglich sind, bilden extrusionsbasierte<br />
Verfahren den größten<br />
Anteil des biologischen 3D-Drucks.<br />
Die Extrusion der Biotinten erfolgt<br />
derzeit im Wesentlichen auf zwei<br />
unterschiedliche Arten.<br />
Pneumatische Extrusion<br />
Mithilfe von Luftdruck wird ein<br />
Stopfen in einer Kartusche vorwärtsgetrieben.<br />
Der Druck sorgt für die<br />
Ausbildung eines Materialstrangs<br />
an der angeschlossenen Dosiernadel.<br />
Der Vorteil von pneumatischer<br />
Extrusion ist die Einfachheit des<br />
Systems. Ein kontrollierter Fadenabriss<br />
wird jedoch durch fehlenden<br />
Rückzug des Materials erschwert.<br />
Die Druckluft kann lediglich selektiv<br />
an- und ausgeschaltet werden.<br />
Vor allem bei nicht entgastem Material<br />
tritt ein Nachtropfen auf, das<br />
nicht kompensiert werden kann.<br />
Ein weiterer nicht zu unterschätzender<br />
Nachteil ist die Abhängigkeit<br />
von externen Einflussfaktoren.<br />
Dazu zählen beispielsweise der<br />
umgebende Luftdruck, die Umgebungstemperatur<br />
und der Füllstand<br />
der eingespannten Kartusche, der<br />
den Extrusionsdruck beeinflusst.<br />
Speziell Alginat neigt außerdem zum<br />
schnellen Trocknen. Dies kann zum<br />
Verstopfen der Dosiernadel, dem<br />
„Nozzle Clogging“ führen. Bei konstant<br />
eingestelltem Druck besteht<br />
keine Möglichkeit mehr, dass sich<br />
die Nadel von selbst freispült. Der<br />
Anwender muss die Nadel entfernen<br />
und reinigen. Dies kann dazu<br />
führen, dass das gesamte Druckergebnis<br />
unbrauchbar wird.<br />
Spritzenextrusion<br />
Ein weiteres, beliebtes Extrusionssystem<br />
ist die spindelgetriebene<br />
Extrusion mit einer Spritze.<br />
Dabei wird eine Spritze mit Material<br />
(beispielsweise Alginat) in eine<br />
Vorrichtung eingespannt, die Druck<br />
auf den ausgefahrenen Kolben der<br />
Spritze ausübt. Der Antrieb erfolgt<br />
durch eine motorgekoppelte Spindel.<br />
Dieses System bietet den Vorteil,<br />
dass es als volumetrisch angesehen<br />
werden kann. Das heißt, dass<br />
eine definierte Drehung der Spindel<br />
weitgehend proportional zu der<br />
extrudierten Menge an Material ist.<br />
Auch ein Rückzug kann durch Rückwärtsdrehung<br />
der Spindel erreicht<br />
werden. Gemindert wird die Präzision<br />
durch das jeweils verwendete<br />
Material. Ist das Biomaterial kompressibel,<br />
so tritt schnell ein Nachtropfen<br />
auf. Dieses Nachtropfen ist<br />
abhängig von der Menge an Material,<br />
die sich noch in der Spritze<br />
befindet, da bei Start-Stopp-Bewegungen<br />
unterschiedlich viel Gas<br />
komprimiert und entspannt wird.<br />
Bei häufiger Verwendung dieses<br />
Vorganges kann eine Art Schwingungsverhalten<br />
erzeugt werden,<br />
wodurch die Präzision vermindert<br />
wird. Als weiterer Negativpunkt ist<br />
18 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Dosiertechnik<br />
Dosierlösungen von A bis XYZ<br />
entwickeln, wird Techcon weiterhin<br />
intelligentere, sauberere und<br />
langlebigere Lösungen für Ihre<br />
Anwendungen anbieten.<br />
von Flüssigkeiten und Pasten, ob<br />
in Linien, Bögen oder Kreisen bis<br />
hin zu wiederholten, zeitgesteuerten<br />
Punkten.<br />
Seit vielen Jahren vertreiben<br />
wir bei GLOBACO Dosiertechnik<br />
von Techcon wegen ihrer hohen<br />
Präzision und Haltbarkeit.<br />
Dosiersysteme von Techcon<br />
bieten verbesserte Arbeits hygiene<br />
und verbesserte Produktivität,<br />
machen Prozesse effizienter und<br />
schaffen damit einen Mehrwert für<br />
Sie. Mit diesen hochwertigen Produkten,<br />
unserer Entschlossenheit<br />
und langjährigem Know-how helfen<br />
wir Ihnen Fertigungsprobleme<br />
zu lösen, sei es in der Luftfahrt,<br />
beim Militär, in der Verpackungsindustrie,<br />
bei der Herstellung medizinischer<br />
Geräte, in der industriellen<br />
Montage oder in der Elektronik.<br />
Während sich Ihre Prozesse<br />
und Herausforderungen weiter-<br />
Genauigkeit, Wiederholbarkeit<br />
und Flexibilität<br />
für eine Vielzahl an Service-<br />
Industrien:<br />
• Luft-und Raumfahrt<br />
• Militär<br />
• Verpackungsindustrie<br />
• Industrielle Montage<br />
• Medizinische Geräte<br />
• Elektronik<br />
• Mobile Geräte<br />
• Automobil<br />
• Sondermaschinenbau<br />
Leistungsmerkmale<br />
Höhere Genauigkeit:<br />
Techcon Dosiersysteme und<br />
-komponenten sind so konzipiert<br />
und hergestellt, dass sie eine<br />
strenge Kontrolle und Genauigkeit<br />
für eine Vielzahl von Dosiersystemanwendungen<br />
bieten. Die<br />
Dosierroboter wurden speziell für<br />
Dosieranwendungen entwickelt<br />
und konfiguriert. Sie bieten absolute<br />
Kontrolle über die Dosierung<br />
Hervorragende Haltbarkeit:<br />
Techcon Dosierventile werden<br />
in sensiblen Fertigungsprozessen<br />
eingesetzt. Sie benötigen weniger<br />
Wartung als vergleichbare Produkte,<br />
wodurch sie in der Branche<br />
als „Arbeitspferd“ geschätzt<br />
werden.<br />
Verbesserte Arbeitshygiene:<br />
Das Ergebnis höherer Genauigkeit<br />
und hervorragender Haltbarkeit<br />
ist eine verbesserte industrielle<br />
Hygiene – ein sauberer, effizienter<br />
Prozess.<br />
Gesteigerte Produktivität:<br />
Mit Dosiertechnik von Techcon<br />
wird Ihre Produktivität gesteigert.<br />
Prozesse werden schneller ausgeführt,<br />
es entsteht weniger Abfall,<br />
die Ausrüstung hält länger – und<br />
Sie sparen Geld!<br />
Alle diese Punkte – Genauigkeit,<br />
Haltbarkeit, Arbeitshygiene<br />
und Produktivität – ergeben einen<br />
überzeugenden Mehrwert!<br />
Globaco GmbH<br />
Paul-Ehrlich-Straße 16-20 • 63322 Rödermark • Tel.: 06074/86915<br />
Fax: 06074/93576 • info@globaco.de • www.globaco.de<br />
der erhöhte Platzbedarf zu sehen,<br />
da die gefüllte Spritze inklusive Auspresssystem<br />
aufrecht in einem Drucker<br />
untergebracht werden muss.<br />
Puredyne kit b zum Drucken<br />
von Alginat<br />
Neben den bekannten Extrusionssystemen<br />
steht seit kurzem<br />
auch das, auf der Exzenterschnecken-Technologie<br />
beruhende, Puredyne<br />
kit b zum Drucken von Alginat<br />
zur Verfügung. Das volumetrische<br />
Verfahren ermöglicht konstantes<br />
und prozesssicheres 3D-Drucken<br />
unter Eliminierung nahezu aller<br />
Nachteile, die bisherige Extruder<br />
aufweisen. Damit unterscheidet<br />
sich der Druckkopf von allen bisherigen<br />
Systemen. Zum Test der<br />
Performance wurde ein Druckversuch<br />
mit Alginat 5 % durchgeführt.<br />
Versuchsaufbau<br />
Eine Puredyne cap b5 wird mit<br />
CELLINK Alginat 5 % über den<br />
integrierten Luer-Lock-Anschluss<br />
befüllt. Mit einer Drehung wird die<br />
Cap über den Bajonett-Anschluss<br />
mit dem Druckkopf verbunden und<br />
die Dosiernadel montiert. Angelegte<br />
Druckluft stellt die Materialversorgung<br />
des Extruders sicher<br />
(Druckluft hat selbst keine Extrusionsfunktion).<br />
Die zur Geschwindigkeit proportionale<br />
Materialmenge und das zu<br />
druckende Modell werden am Computer<br />
eingestellt. In einem Linienmuster<br />
werden mehrere Stränge Alginat<br />
abgelegt. Besonderes Augenmerk<br />
liegt auf den Start-Stopp-Punkten.<br />
Druckergebnis<br />
Mit eingestelltem Rückzug kann<br />
das Muster perfekt und ohne überschüssiges<br />
Material an den Startoder<br />
Endpunkten gedruckt werden.<br />
Das Ergebnis des Druckversuchs<br />
mit Alginat ist im Video zu sehen.<br />
Es zeigt perfekte Konturen, feine<br />
Linien, sowie saubere Start- und<br />
Endpunkte.<br />
Alginat prozesssicher<br />
drucken<br />
Die Vielseitigkeit von Alginat ist<br />
dessen größte Stärke. Bisher fehlte<br />
jedoch ein Extrusionssystem, das<br />
diese Vielseitigkeit zuverlässig und<br />
mit hoher Präzision unterstützt. Mit<br />
dem Puredyne kit b kann genau<br />
diese Lücke geschlossen werden.<br />
Nicht nur das Alginat mit einer Konzentration<br />
von 5 % lässt sich optimal<br />
drucken, sondern auch andere<br />
Konzentrationen mit verschiedensten<br />
Materialien. Viskositäten spielen<br />
beim Drucken mit dem Puredyne<br />
kit b nahezu keine Rolle mehr! Perfekte<br />
Prozesskontrolle ist der nächste<br />
große Schritt im Bioprinting! ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
19
Qualitätssicherung<br />
Vergleich zweier Schichtdickenmesssysteme<br />
in der praktischen Anwendung<br />
Schichtdickenmessung als relevanter Güteparameter<br />
Bei chirurgischen Instrumenten ist eine präzise Schichtdicke überaus wichtig<br />
Viele Bauteile mit komplexen<br />
Geometrien werden mit hochwertigen<br />
Materialien beschichtet. Neben<br />
den dekorativen und optischen<br />
Ansprüchen spielt aber auch die<br />
funktionale Veredelung von Oberflächen<br />
eine zunehmende Rolle,<br />
weil sie technisch messbare Verbesserungen<br />
und zusätzliche Produkteigenschaften<br />
erzeugt. Diese<br />
gewünschten Oberflächeneigenschaften<br />
erfordern das präzise Einhalten<br />
einer definierten Schichtdicke,<br />
die deshalb im Fertigungsprozess<br />
permanent überprüft werden<br />
muss. Dazu stehen heute verschiedene<br />
Messverfahren zur Verfügung,<br />
die sowohl in automatisierten<br />
als auch in manuellen Beschichtungslinien<br />
einsetzbar sind.<br />
Im Folgenden werden zwei<br />
typische Vertreter der Schichtdickenmesstechnik<br />
unter realen Einsatzbedingungen<br />
in einer bestehenden<br />
Beschichtungsanlage verglichen. Die<br />
dabei gewonnenen Erkenntnisse<br />
können anschließend genutzt werden,<br />
um den eigentlichen Beschichtungsprozesses<br />
zu optimieren.<br />
(Aufmacherbild). Neben strengen<br />
Hygienestandards muss die Oberfläche<br />
auch haptischen, ergonomischen<br />
und technischen Anforderungen<br />
wie Durchschlagsfestigkeit<br />
genügen. Deshalb ist eine präzise<br />
Schichtdicke überaus wichtig.<br />
Berührende und kontaktfreie<br />
Schichtdickenmessverfahren<br />
Die verschiedenen Schichtdickenmesstechniken<br />
lassen sich<br />
grob in berührende (Bild 1) und<br />
berührungslose Verfahren (Bild 2)<br />
unterteilen. Berührende Messverfahren<br />
sind relativ preiswert, erfordern<br />
aber einen intensiven Kontakt<br />
zwischen Messkopf und Messobjekt.<br />
Das Messsystem unterliegt<br />
dadurch einem hohen Verschleiß<br />
und das Verfahren eignet sich nur<br />
für robuste, harte Oberflächen.<br />
Berührungslose, also kontaktfrei<br />
Verfahren, arbeiten „auf Distanz“,<br />
sind dadurch verschleiß frei und<br />
können auch an empfindlichen,<br />
noch nicht ausgehärteten Lackoder<br />
Pulverschich ten eingesetzt<br />
werden. Die Investitionskosten liegen<br />
über denen berührender Verfahren,<br />
die Systeme sind jedoch<br />
deutlich langlebiger und nahezu<br />
wartungsfrei.<br />
Praxisnähe liefert<br />
realistische<br />
Vergleichsergebnisse<br />
Vergleichstests unter den künstlichen<br />
Bedingungen eines Labors<br />
lassen sich oft nur schwer in die Praxis<br />
übertragen. Um möglichst realistische<br />
Vergleichsergebnisse zu<br />
erhalten, wird deshalb als Testparcours<br />
eine bestehende Beschichtungslinie<br />
im laufenden Produktionsbetrieb<br />
ausgewählt. Als besondere<br />
Herausforderung handelt es sich bei<br />
der Beschichtung nicht nur um eine<br />
rein dekorative Oberflächenbehandlung,<br />
sondern um eine funktionale<br />
Veredelung, die neben einer ansprechenden<br />
Optik auch anspruchsvolle<br />
technologische Anforderungen<br />
erfüllen muss.<br />
Anwendung: Funktionale<br />
Beschichtungen von<br />
Operationsbestecken<br />
Unser Testparcours ist eine<br />
Beschichtungsanlage, auf der<br />
Operationsbestecke (Bild 3) für die<br />
Hochfrequenzchirurgie beschichtet<br />
OptiSense GmbH & Co. KG<br />
www.optisense.com<br />
Schichtdicke bei<br />
chirurgischen Instrumenten<br />
Bei chirurgischen Instrumenten<br />
werden höchste Ansprüche an das<br />
Material, die Beschichtung, die Konstruktion<br />
und die Fertigung gestellt<br />
Bild 1: Berührungsbehaftete Messverfahren wie die Wirbelstromtechnik<br />
setzen direkt auf dem Werkstoff auf © shutterstock 1693123939<br />
20 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Bild 2: Das kontaktlose und zerstörungsfreie Photothermieverfahren<br />
arbeitet aus der Distanz<br />
Bild 3: Die Beschichtung muss zahlreiche Anforderungen erfüllen.<br />
Die geforderte Schichtdicke muss genau eingehalten werden. Die<br />
unterschiedlichen Farben kennzeichnen die jeweiligen Pinzettentypen<br />
werden. Das betreibende Unternehmen<br />
ist Experte für funktionale<br />
Beschichtungen in verschiedensten<br />
Branchen; dazu zählen<br />
Medizintechnik, Automobilbau und<br />
der Luftfahrtsektor.<br />
Hochfrequenzchirurgie<br />
als state-of-the-art<br />
Operationstechnik<br />
Die Operationsbestecke werden<br />
in der Hochfrequenzchirurgie<br />
(Bild 4) verwendet. Bei dieser<br />
speziellen Operationstechnik wird<br />
hochfrequenter Wechselstrom zum<br />
Schneiden von Gewebe und Verschließen<br />
von Blutgefäßen angewendet.<br />
Ein wesentlicher Vorteil<br />
ge genüber herkömmlicher<br />
Schneide technik mit dem Skalpell<br />
ist, dass gleichzeitig mit dem<br />
Schnitt eine Blutungsstillung erfolgt<br />
und das Operationsfeld gut einsehbar<br />
bleibt. Die Hochfrequenzchirurgie<br />
ist heute weit verbreitet<br />
und wird bei praktisch allen Routineoperationen<br />
eingesetzt. Bei der<br />
Blutstillung verwendet man Pinzetten<br />
als Elektroden. Die Blutgefäße<br />
werden mit den Spitzen des Werkzeugs<br />
gefasst und durch die Stromeinwirkung<br />
verschweißt (koaguliert).<br />
Um mit den Pinzetten zu agieren,<br />
nutzt der Chirurg oftmals nur<br />
einfache OP-Gummihandschuhe.<br />
Das Gummimaterial hat zwar gute<br />
Isolationseigenschaften, ist aber<br />
primär auf den Infektionsschutz<br />
ausgelegt. Durch Abnutzung oder<br />
Gewebeflüssigkeiten können die<br />
OP-Handschuhe leicht ihre isolierende<br />
Wirkung verlieren, was einen<br />
elektrischen Durchschlag mit Verbrennungen<br />
der Hand des Operateurs<br />
zur Folge hätte oder eine<br />
Verletzungsgeffahr des Patienten<br />
bedeuten könnte. Das Bundesinstitut<br />
für Arzneimittel und Medizinprodukte<br />
fordert deshalb den Einsatz<br />
von isolierten Pinzetten in der<br />
Hochfrequenzchirurgie.<br />
Hohe Qualitätsansprüche an<br />
elektrisch isolierte Pinzetten<br />
Diese Pinzetten bestehen aus Aluminium,<br />
das mit einer mehrschichtigen<br />
Fluorpolymer-Oberflächenbeschichtung<br />
versehen wird. Vor<br />
der Beschichtung werden die Pinzetten<br />
gereinigt und sandgestrahlt.<br />
Anschließend wird das Beschichtungsmaterial<br />
durch elektrostatische<br />
Zerstäubung aufgetragen<br />
und in einem Ofen vernetzt. Die auffällige<br />
Farbe vermeidet Verwechslungen<br />
mit unbeschichtetem Operationsbesteck<br />
und hilft, Beschädigungen<br />
an der Beschichtung frühzeitig<br />
erkennen.<br />
An die Beschichtung werden zahlreiche<br />
Anforderungen gestellt. Sie<br />
muss einerseits sehr dicht, hohlraumfrei<br />
und schmutzabweisend<br />
sein, um Verkeimungen zuverlässig<br />
zu verhindern. Andererseits ist<br />
aber auch Elastizität und exzellente<br />
Substrathaftung gefor dert, damit<br />
keine Lacksplitter in die Operationswunde<br />
gelangen. Und nicht zuletzt<br />
muss die elektrische Isolationsfunktion<br />
über die gesamte Lebensdauer<br />
der Pinzette (Bild 5) sicher gewährleistet<br />
bleiben.<br />
Diese Anforderungen lassen sich<br />
nur mit einer genau bemessenen<br />
Schichtdicke erfüllen. Ist sie beispielsweise<br />
zu dünn, sind Haltbarkeit<br />
und elektrische Isolation nicht<br />
mehr gewährleistet. Ist die Schicht<br />
zu dick, können Risse, Bläschen<br />
oder Wellen entstehen. Kleinste<br />
Fehler im Produktionsprozess können<br />
schwerwiegende Folgen für<br />
Patient und Operateur haben. Die<br />
Schichtdicke ist also funktionsrelevant<br />
und muss entsprechend überwacht<br />
werden.<br />
Berührende und kontaktfreie<br />
Schichtdickenmessverfahren<br />
Von den zahlreichen am Markt<br />
verfügbaren Schichtdickenprüfmethoden<br />
werden zwei repräsentative<br />
Verfahren verglichen: das<br />
Bild 4: Bei der Hochfrequenz-Chirurgie werden die Blutgefäße<br />
durch die Einwirkung von elektrischem Strom verschlossen. Dabei<br />
kommen Spannungen von über 1.000 Volt zu Einsatz, die die<br />
Instrumentenbeschichtung zuverlässig isolieren muss<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Bild 5: An die Beschichtung dieser OP-Pinzetten werden zahlreiche<br />
Anforderungen gestellt: Sie sollen elastisch, gut haftend, hohlraumfrei<br />
und schmutzabweisend sein. Diese Anforderungen lassen sich nur mit einer<br />
genau bemessenen Schichtdicke erfüllen<br />
21
Qualitätssicherung<br />
Bild 6: Funktionsweise des Wirbelstromsensors<br />
Wirbelstromprinzip als berührende<br />
Messung und die Photothermie als<br />
kontaktloses Messprinzip. Ziel der<br />
Untersuchung ist, herauszufinden,<br />
welches Verfahren sich wie gut für<br />
die Überwachung eines anspruchsvollen<br />
Beschichtungsprozesses in<br />
der Praxis eignet.<br />
Das Wirbelstromverfahren<br />
Das Wirbelstromverfahren (Bild 6)<br />
eignet sich für die Messung elektrisch<br />
isolierender Beschichtungen<br />
auf metallischem Grundwerkstoff.<br />
Der Wirbelstromsensor enthält<br />
eine Spule, in der ein elektrischer<br />
Wechselstrom ein magnetisches<br />
Wechselfeld erzeugt. Wird dieser<br />
Sensor auf einen beschichteten<br />
metallischen Grundwerkstoff aufgesetzt,<br />
so induziert das Magnetfeld<br />
im Metall einen Wirbelstrom,<br />
der auf das vom Sensor erzeugte<br />
Magnetfeld zurückwirkt. Diese Rückwirkung<br />
ist umso stärker, je kleiner<br />
der Abstand zwischen Sensor<br />
und Metall ist. Bei plan aufgesetztem<br />
Sensor entspricht der Abstand<br />
genau der gesuchten Schichtdicke,<br />
so dass die Rückwirkung ein Maß<br />
für die Dicke der Beschichtung ist.<br />
Sie wird vom Messgerät ausgewertet<br />
und als Schichtdicke angezeigt.<br />
Das photothermische<br />
Prinzip<br />
Die photothermische Schichtdickenmessung<br />
(Bild 7) ist ein kontaktfreies<br />
Verfahren für Lacke, Pulverbeschichtungen<br />
und Glasuren<br />
auf metallischen und nichtmetallischen<br />
Untergrün den. Dabei werden<br />
die unterschiedlichen thermischen<br />
Eigenschaften von Beschichtung<br />
und Grundwerkstoff ausgewertet,<br />
um die Schichtdicke zu bestimmen.<br />
Die Oberfläche der Beschichtung<br />
wird mit einem kurzen, intensiven<br />
Lichtimpuls um einige Grad<br />
erwärmt und kühlt anschließend<br />
durch Ableitung der Wärme in den<br />
Grundwerkstoff wieder ab. Dabei<br />
sinkt die Temperatur umso schneller,<br />
je dünner die Beschichtung ist. Der<br />
zeitliche Temperaturverlauf wird mit<br />
einem hochempfindlichen Infrarotsensor<br />
erfasst und in die Schichtdicke<br />
umgerechnet. Die Messung<br />
erfolgt berüh rungslos aus mehreren<br />
Zentimetern Abstand. Damit lassen<br />
sich nasse und klebrige Schichten<br />
ebenso einfach messen wie weiche<br />
und empfindliche Oberflächen.<br />
Die Vergleichsmessung:<br />
Wirbelstrom versus<br />
Photothermie<br />
Für den Vergleichstest werden<br />
Pinzetten aus einer laufenden Produktion<br />
an mehreren Punkten vermessen.<br />
Dabei finden die Wirbelstrom-<br />
und die photothermische<br />
Messung direkt hintereinander statt.<br />
Der Messaufbau und die<br />
Datenaufnahme<br />
Die Messpositionen orientieren<br />
sich an der Geometrie der Pinzette.<br />
Um vergleichbare Ergebnisse<br />
zu erhalten, müssen beide Verfahren<br />
exakt dieselben Positionen der<br />
Beschichtung prüfen. Dazu wird der<br />
rechte und linke Pinzettenschenkel<br />
während der Messung in eine speziell<br />
angefertigte Schablone (Bild 8)<br />
eingelegt. Diese Schablonen enthalten<br />
jeweils drei Bohrungen auf jeder<br />
Seite, mit denen die Messköpfe der<br />
beiden Mess systeme auf dieselbe<br />
Stelle ausgerichtet werden (Bild 9).<br />
Zunächst werden die Pinzetten per<br />
Wirbelstrom vermessen. Der Wirbelstrommesskopf<br />
wird durch die<br />
Bohrung direkt auf die Beschichtung<br />
aufgesetzt, während der photothermische<br />
Sensor durch eine dem<br />
Messabstand entsprechende Distanzhülse<br />
geführt wird.<br />
Es werden 50 Pinzetten an jeweils<br />
12 Punkten vermessen. Dabei<br />
wird die Messung an jedem Messpunkt<br />
fünf Mal wiederholt, sodass<br />
abschließend mit jedem Messver-<br />
Bild 7: Das photothermische<br />
Messprinzip<br />
fahren 3.000 Messwerte ausgewertet<br />
werden können.<br />
Kalibrierung der<br />
Schichtdickenmesssysteme<br />
Sowohl das Wirbelstromverfahren<br />
als auch die photothermische Messung<br />
sind indirekte Verfahren, bei<br />
denen die Schichtdicke nicht unmittelbar<br />
gemessen, sondern anhand<br />
von Messsignalen errechnet wird.<br />
Vor der Auswertung und Analyse<br />
der Mess werte erfolgt daher eine<br />
Angleichung der photothermischen<br />
Daten an die Werte aus der Wirbelstrommessung.<br />
Dazu werden die Wirbelstromdaten<br />
in einem XY-Dia-<br />
Bild 8: Beide Verfahren sollen exakt dieselben Positionen der Beschichtung<br />
prüfen. Dazu dient die speziell angefertigte Schablone mit Messpunkten<br />
Bild 9: Jeder Pinzettenschenkel muss an den durch die Bohrungen<br />
gekennzeichneten sechs Stellen gemessen werden, jeweils drei auf jeder<br />
Seite<br />
22 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Bild 10: Diese vergrößerte Darstellung zeigt die ausgezeichnete<br />
Korrelation der photothermisch gemessenen Daten (X-Achse) mit den<br />
Wirbelstrommessungen (Y-Achse)<br />
Bild 11: Durch eine gezielte Anhebung der Beschichtungs stärke könnte<br />
das Risiko von unnötigem Ausschuss aufgrund zu geringer Schichtdicke<br />
reduziert werden<br />
gramm über den photo thermischen<br />
Daten abgetragen und daraus eine<br />
Aus gleichgerade berechnet, die<br />
als Kalibrierung für die photothermische<br />
Messung dient. Die Korrelation<br />
belegt mit einem Wert von<br />
0,8476 die gute lineare Abhängigkeit<br />
der beiden Messreihen, sodass<br />
diese Kalibrierung im Anschluss als<br />
Basis für den Messmittel-Vergleich<br />
des photothermischen Verfahrens<br />
verwendet werden kann.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Vergleich der Prüfverfahren<br />
via Messsystemanalyse<br />
Wirbelstromverfahren und photothermische<br />
Messung können nun<br />
über eine Messsystemanalyse miteinander<br />
verglichen werden. Die<br />
Messsystemanalyse (MSA) ist ein<br />
statistisches Verfahren aus der Prozessoptimierung,<br />
mit dem sich beurteilen<br />
lässt, wie gut ein bestimmtes<br />
Messystem für die vorgesehene<br />
Messaufgabe geeignet ist.<br />
Die MSA liefert für jedes Messsystem<br />
zwei Kenngrößen: die Messmittelfähigkeit<br />
Cg, die die Streuung<br />
der Messwerte beschreibt und den<br />
Messmittelfähigkeitsindex Cgk,<br />
der den systematischen Messfehler<br />
angibt. Als Minimum für beide<br />
Kenngrößen gilt ein Wert von 1,33.<br />
Je höher die Kenngrößen über diesem<br />
Minimalwert liegen, umso besser<br />
ist das Messsystem für die jeweilige<br />
Aufgabe geeignet (Bild 10).<br />
Für die Berechnung der beiden<br />
Kenngrößen ist es erforderlich, die<br />
tatsächliche Schichtdicke an den<br />
Messpositionen zu kennen. Da diese<br />
jedoch bei den gemessenen Pinzetten<br />
nicht erfasst ist, wird stattdessen<br />
die mit dem Wirbelstromverfahren<br />
ermittelte Schichtdicke als<br />
Referenz verwendet.<br />
Ergebnisse der<br />
Messsystemanalyse<br />
Alle Werte in Tabelle 1 liegen<br />
deutlich über dem Minimum von<br />
1,33 und belegen die gute Eignung<br />
beider Verfahren für die Schichtdickenmessung<br />
in der Pinzettenfertigung.<br />
Dabei ist die Messmittelfähigkeit<br />
Cg des photothermischen<br />
Verfahrens mehr als doppelt so<br />
groß wie die der Wirbelstrommessung<br />
und beweist eindrucksvoll die<br />
Überlegenheit dieses Messprinzips.<br />
Photothermische<br />
Messungen<br />
optimieren Pinzetten-<br />
Produktionsprozess<br />
Nachdem die ausgezeichnete Eignung<br />
des photothermischen Verfahrens<br />
für die Schichtdickenmessung<br />
Messmittelfähigkeit Cg<br />
der Oberflächenveredelung in der<br />
Pinzettenproduktion belegt ist, können<br />
in einem nächsten Schritt aus<br />
den Messwerten mit Hilfe einer Prozessfähigkeitsanalyse<br />
weitere Ansatzpunkte<br />
gewonnen werden, um den<br />
Beschichtungsprozess zu optimieren.<br />
Prozessfähigkeitsanalyse<br />
ermittelt die Qualität des<br />
Beschichtungsprozesses<br />
Mit einer Prozessfähigkeitsanalyse<br />
lässt sich ermitteln, wie gut der<br />
Beschichtungspro zess die geforderten<br />
Toleranzwerte erreicht; oder<br />
anders gesagt, mit wie viel Ausschuss<br />
zu rechnen ist. Dazu werden,<br />
ähnlich der Messystemanalyse, zwei<br />
Kennzahlen berech net: Der Prozessfähigkeitsindex<br />
Cp, der die tatsächliche<br />
Prozessstreuung ins Verhältnis<br />
zum geforderten Toleranzband setzt<br />
und der kleinste Prozessfähigkeitsindex<br />
Cpk, der die Lage des Mittelwerts<br />
im geforderten Toleranzband<br />
beschreibt. Auch hier gilt ein Minimalwert<br />
von 1,33 für einen gerade<br />
noch geeigneten Prozess.<br />
Messmittelfähigkeitsindex Cgk<br />
Wirbelstromverfahren 5,16 –*<br />
Photothermie 11,24 7,36<br />
*) Berechnung nicht möglich, da die tatsächliche Schichtdicke nicht bekannt ist<br />
Tabelle 1<br />
Photothermisches<br />
Messverfahren liefert Werte<br />
für reduzierten Ausschuss<br />
Mit den Daten aus der photothermischen<br />
Messung liegt der Prozessfähigkeitsindex<br />
Cp bei allen<br />
12 Messpositionen wesentlich oberhalb<br />
von 1,33. Der Beschichtungsprozess<br />
variiert also erheblich geringer<br />
als es das Toleranzband zulässt.<br />
Jedoch liefern die Cpk-Werte eindeutige<br />
Ansätze für eine Prozessoptimierung:<br />
An einigen Positionen<br />
gerät die Prozessstreuung sogar<br />
sehr nahe an die untere Toleranzgrenze<br />
bzw. liegt schon darunter.<br />
Dies könnte im Beschichtungsprozess<br />
durch eine gezielte Anhebung<br />
der Beschichtungsstärke einfach<br />
korrigiert werden (Bild 11).<br />
Fazit<br />
Im Vergleich der verschiedenen<br />
Schichtdickenmessverfahren in einer<br />
realen Anwen dung hat die Photothermie<br />
eindeutig die Nase vorn.<br />
Die Messmittelfähigkeit liegt deutlich<br />
über dem Grenzwert, d. h. das<br />
Messverfahren wäre auch noch bei<br />
erheblich enge ren Toleranzgrenzen<br />
einsetzbar. Neben dem wesentlich<br />
breiteren Anwendungsspektrum auf<br />
empfindlichen Oberflächen sowie<br />
auf nicht ausgehärteten Schichten<br />
und der einfachen Automatisierbarkeit<br />
ist das photothermische Prinzip<br />
zudem in Punkto Messmittelfähigkeit<br />
traditionellen Verfahren weit<br />
überlegen.<br />
Auch der Beschichtungsprozess<br />
selbst profitiert. Mit guten, praxistauglichen<br />
Messmit teln und ein<br />
wenig Statistik lassen sich selbst<br />
anspruchsvolle Beschichtungsprozesse<br />
gezielt optimieren, indem<br />
Toleranzfenster optimal genutzt und<br />
Ausschuss so minimiert wird. ◄<br />
23
Qualitätssicherung<br />
Best of 2021<br />
Charakterisierung und Validierung von UVC-Desinfektionslampen und -systemen<br />
Der Einsatz von UV-C-Lampen<br />
zur Oberflächenentkeimung ist ein<br />
wirksames Werkzeug im Kampf<br />
gegen die Ansteckungsverbreitung<br />
mit SARS-CoV-2 und anderer<br />
Tröpfcheninfektionen, welche auf<br />
Oberflächen über einen längeren<br />
Zeitraum bestehen bleiben. Um die<br />
Infektionsketten zu brechen, gibt<br />
es dringenden Bedarf an Geräten,<br />
die zur Inaktivierung der Viren auf<br />
den kontaminierten Oberflächen<br />
mit einer Expositionsdauer von<br />
nur wenigen Sekunden zum Einsatz<br />
kommen können. GL Optic<br />
bietet das Know-How und die entsprechenden<br />
UV-Radiometer um<br />
eine solche Desinfizierung wirksam<br />
und unschädlich für<br />
den Menschen vorzunehmen.<br />
Die Anwendung<br />
von UV-Lampen und<br />
-Systemen erfordert<br />
jedoch die Durchführung<br />
von Präzisionsmessungen,<br />
um<br />
deren Wirkungsgrad<br />
zu quantifizieren<br />
und zu validieren.<br />
Dadurch wird<br />
es möglich, Produkte<br />
und Lösungen<br />
gezielt zu entwickeln,<br />
wo sich viele Menschen<br />
versammeln und aufhalten.<br />
GL Optic kann darstellen, wie<br />
die Eigenschaften der UV-Desinfektionslampen<br />
verifiziert werden<br />
müssen, und was man bei<br />
der UV-Systemauswahl beachten<br />
sollte, um entsprechende Bedingungen<br />
zur wirksamen Desinfektion<br />
sicherzustellen.<br />
Eine der Validierungsmethoden<br />
von UVC-Strahlern ist die Messung<br />
der Bestrahlungsstärke. Das<br />
einfachste Gerät für solche Messungen<br />
kann ein UV-Radiometer<br />
mit einem an den Wellenbereich<br />
von 200 bis 280 nm angepassten<br />
Messkopf sein. Besondere Aufmerksamkeit<br />
bedarf der Empfindlichkeitsbereich<br />
des Messgerätes.<br />
Um die Anwendung von Desinfektionslampen<br />
in komplexen Installationen<br />
zu ermöglichen, wird die<br />
goniometrische Vermessung des<br />
energetischen Stroms aus der<br />
Leuchte, die in verschiedene Richtungen<br />
ausstrahlt, unabdinglich.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 4-2021<br />
auf Seite 27.<br />
GL Optic<br />
Just Normlicht GmbH<br />
www.gloptic.com<br />
Identifkation und Qualitätskontrolle von UDI Codes<br />
Die lückenlose Rückverfolgbarkeit von Medizinprodukten<br />
sowie die Verbesserung der Patientensicherheit<br />
spielt in der Medizinbranche eine bedeutende Rolle.<br />
Voraussetzung hierfür ist die eindeutige Identifikation<br />
der Produkte. Dies ist nach der MDR-Verordnung<br />
zukünftig durch das Kennzeichnen der medizinischen<br />
Produkte mit einer eindeutigen UDI konformen Data<br />
Matrix Codierung für die Medizinunternehmen verpflichtend.<br />
Eine anschließende normgerechte Überprüfung<br />
bzw. Verifikation der aufgebrachten Codierung,<br />
garantiert die spätere Lesbarkeit im praktischen Einsatz.<br />
Mit den Systemen der IOSS GmbH ist die Identifikation<br />
und Qualitätskontrolle von Data Matrix Codes<br />
auf chirurgischen Instrumenten und Medizinprodukten<br />
einfach und zuverlässig möglich.<br />
DMT100 - Data Matrix Lesesystem für den<br />
medizinischen Bereich<br />
Das DMT100 Lesesystem garantiert eine schnelle<br />
und prozesssichere Dekodierung des Codes. Es wurde<br />
speziell für Data Matrix Codierungen auf chirurgischen<br />
Instrumenten und Medizinprodukten entwickelt.<br />
DMR210 - Qualitätskontrolle für die Data<br />
Matrix Codierung<br />
IOSS intelligente optische<br />
Sensoren & Systeme GmbH<br />
info@ioss.de<br />
www.ioss.de<br />
Das DMR210 System inklusive der normgerechten<br />
Beleuchtung ermöglicht eine zuverlässige Qualitätsbewertung<br />
der Codierung. Die Verifizierung von lasermarkierten<br />
Data Matrix Codierungen erfolgt nach der<br />
aktuellen Norm ISO/IEC 29158. Zusätzlich haben Kunden<br />
die Möglichkeit mit der Dokumentationssoftware<br />
„Q-Report“ einen Nachweis (PDF Dokument) gegenüber<br />
ihrem Endkunden über die gelieferte Qualität<br />
und Lesbarkeit der aufgebrachten Data Matrix Codierungen<br />
zu erstellen. ◄<br />
24 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Qualitätssicherung<br />
Automatische Inspektion von pharmazeutischen Glasröhren<br />
In der aktuellen Pandemie sind<br />
Glasröhren als Bestandteil pharmazeutischer<br />
Verpackungen mehr<br />
denn je lebenswichtig für unsere<br />
Gesundheit. Aus einfachen<br />
Glasröhren werden Fläschchen,<br />
Ampullen und Spritzen,<br />
um Impfstoffe unter bestmöglichen<br />
Bedingungen zu transportieren<br />
und zu injizieren. Deshalb<br />
muss das Rohmaterial Glas<br />
sehr sorgfältig auf Qualitätsprobleme<br />
wie Luftlinien, Einschlüsse,<br />
Risse, Verunreinigungen, Kratzer,<br />
Partikel, Walzenspuren usw.<br />
geprüft werden.<br />
In den verschiedenen Stufen<br />
einer Produktionslinie, die<br />
Rohre zu Behältern verarbeitet,<br />
müssen neben der Wanddicke<br />
auch andere vorgegebene<br />
Maße geprüft werden,<br />
wie z. B. der Durchmesser des<br />
Rohrabschnitts. Berührungslose<br />
3D-Sensoren von Precitec<br />
bieten bei der Hauptmessanwendung<br />
der Wanddickenprüfung<br />
viele Vorteile gegenüber<br />
anderen Messmethoden.<br />
Die runde Form der Probe erfordert<br />
ein Messsystem, das absolut<br />
senkrecht zur Oberseite des<br />
Rohres steht. Die in den Precitec<br />
CHRocodile 2 IT-Sensoren eingebettete<br />
Infrarot-Interferometrie-Technologie<br />
macht dies möglich<br />
- es gibt laut Hersteller keine<br />
andere gleichwertige Lösung für<br />
diese Anwendung. Das Precitec-<br />
Inspektionssystem kann mit 70 kHz<br />
in einem Dickenbereich von 4 µm<br />
bis 12,6 mm und mit nanometrischer<br />
Auflösung messen.<br />
Zur optimalen Integration in eine<br />
Produktionslinie stehen einige innovative<br />
Optionen zur Verfügung, z. B.<br />
mehrere Messstellen (Multikanal) in<br />
der gleichen elektronischen Steuerung.<br />
Aufgrund dieser zahlreichen<br />
Vorteile haben sich wichtige Unternehmen<br />
in diesem Bereich für Precitec<br />
CHR 2 IT-Sensoren entschieden<br />
- als einzigartige Lösung für die<br />
Inline-Inspektion von Glasrohren.<br />
Precitec Optronik GmbH<br />
www.precitec.com<br />
Best of 2021<br />
Neun-Achs-Mikroskopiestation für komplexe Prüfaufgaben<br />
Mit dem neuen 9-Achs-Manipulator von<br />
Steinmeyer Mechatronik lassen sich hochauflösende<br />
Aufnahmen auch von sehr komplex<br />
geformten Teilen automatisiert ausführen.<br />
Eine ideale Lösung für den Aus- und Aufbau<br />
von hochpräzisen 3D-Prozessen in der Medizin,<br />
Biotechnologie und<br />
Halbleitertechnik.<br />
Das XYZ-Phi-Theta-<br />
Omega-Positioniersystem<br />
wurde speziell für<br />
herausfordernde Anwendungen<br />
in den Bereichen<br />
Mikroskopie, Qualitätssicherung,<br />
Teileinspektion<br />
sowie zur Härteprüfung<br />
entwickelt und<br />
zeichnet sich durch ein<br />
Höchstmaß an Präzision,<br />
Stabilität, Dynamik<br />
und Zuverlässigkeit<br />
aus. Der Manipulator<br />
ist modular aufgebaut<br />
und besteht aus langjährig<br />
bewährten Standardkomponenten,<br />
was<br />
Wartungsfreiheit für viele<br />
Mess zyklen und eine außergewöhnlich lange<br />
Lebensdauer garantiert. Zum Einsatz kommen<br />
für die Positionierung in XYZ eine Kombination<br />
aus Kreuztisch KLT310 und Lineartisch<br />
PMT160, an der verschiedene Mikroskopmodelle<br />
be festigt werden können, sowie für<br />
Schwenk bewegungen der leichte, kompakte<br />
und stabile XY-Offsettisch KT180, auf dem<br />
sich eine weitere Schwenkachse mit Drehachse<br />
und Aufnahmefutter befindet.<br />
Insgesamt neun Achsen ermöglichen es,<br />
Proben aus allen möglichen Winkeln unter<br />
Mikroskopen oder hochauflösenden Kameras<br />
zu betrachten, beispielsweise Einspritzdüsen,<br />
Stents, kleine Zerspanungswerkzeuge,<br />
Kanülen und sonstige rotationssymmetrische<br />
Teile. Die XY-Ausrichtung und Vertikalverstellung<br />
des Messkopfes kann auf Verfahrwegen<br />
bis zu 100 x 100 x 100 mm erfolgen. Darüber<br />
hinaus lässt sich der Prüfling in zwei Achsen<br />
um ±45° schwenken und die Offset-Einstellung<br />
um bis zu 50 mm justieren. Auch Drehungen<br />
um die Offset-Achse und/oder die Prüflingsachse<br />
bis 360° sind möglich.<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 3-2021 auf Seite 69.<br />
Steinmeyer Mechatronik GmbH<br />
info@steinmeyer-mechatronik.de<br />
www.steinmeyer-mechatronik.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
25
Qualitätssicherung<br />
Best of 2021<br />
Null Fehlertoleranz – Prüfstand und Testkonzept für OP-Leuchten<br />
Für die Beleuchtung in OP-Sälen gelten<br />
strenge Normen, um während medizinischer<br />
Eingriffe größtmögliche Sicherheit zu bieten. Die<br />
Qualitätsmessungen sind wesentlicher Bestandteil<br />
des End-of-Line-Tests. Für seine OP-Leuchtenfamilie<br />
Polaris 600<br />
hat Dräger gemeinsam<br />
mit Lichtmesstechnik-<br />
Spezialist opsira einen<br />
komplett neuen Prüfstand<br />
entwickelt. Die<br />
Polaris 600 bietet unter<br />
anderem die Möglichkeit,<br />
die Farbtemperatur<br />
passend zum Gewebe<br />
einzustellen. Um diese<br />
Funktionen vollumfänglich<br />
zu prüfen, hat Dräger<br />
zusammen mit opsira ein<br />
Testkonzept entwickelt,<br />
das seit Einführung der<br />
Polaris 600 erfolgreich<br />
genutzt wird.<br />
Als die Leuchtenfamilie<br />
Polaris 600 bei Dräger<br />
aus der Produktentwicklung<br />
kam, standen<br />
die Prüfingenieure für den End-of-Line-Test<br />
vor einer speziellen Herausforderung. Die<br />
neuen Funktionen der Leuchte waren mit herkömmlicher<br />
Messtechnik nicht zu verifizieren.<br />
Gesucht wurde ein Prüfstand, der die Einhaltung<br />
sämtlicher benötigter Normen sicherstellt<br />
und leicht zu bedienen ist.<br />
Opsira lieferte die Lösung: Der Medizinleuchtenprüfstand<br />
mlts ermöglicht auf Basis einer<br />
photometrisch korrigierten Messkamera die<br />
schnelle und hochaufgelöste Messung und<br />
Überprüfung von Beleuchtungsstärkeverteilungen.<br />
Innerhalb von Sekunden wird das Lichtfeld<br />
photo- und geometrisch vermessen und<br />
gegen die einschlägigen Normen (z. B. DIN EN<br />
60601-2-41) geprüft. Besteht neben der Prüfung<br />
Bedarf an einer Einstellung oder Kalibrierung<br />
der Leuchten, bietet das Medizinleuchtenkalibriersystem<br />
mlcs eine ganze Reihe von Möglichkeiten,<br />
verschiedene Arbeitspunkte bzw.<br />
verschiedene Lichtfelder einzustellen. Beide<br />
Systeme können durch eine Spektrometerkomponente<br />
ergänzt werden. Damit lassen<br />
sich alle relevanten farbmetrischen Parameter<br />
wie Farbtemperatur, Farbort oder Farbwiedergabeindex<br />
prüfen und justieren.<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 1-2021 auf Seite 28.<br />
opsira GmbH<br />
www.opsira.de<br />
Umstieg in die 3D-Mikroskopie<br />
Das sinaSCOPE der solectrix GmbH bietet<br />
erstmals die Möglichkeit, die Vorteile digitaler<br />
3D-Mikroskopie zu nutzen - ohne den<br />
vorhandenen Mikroskop-Analogbestand<br />
ausmustern zu müssen. Die von Solectrix<br />
entwickelten 4K-Farb-Kameraköpfe werden<br />
dafür gegen die Okulare des Mikroskops<br />
ausgetauscht. Die mit den beiden<br />
Kameras aufgenommenen Bilddaten werden<br />
in der Solectrix-eigenen Bildverarbeitungskette,<br />
latenzfrei und mit höchster Bildqualität<br />
verarbeitet und auf einem 3D-Monitor<br />
(je nach Modell mit oder ohne 3D-Brille<br />
nutzbar) dargestellt.<br />
Anwender von sinaSCOPE profitieren von<br />
einem uneingeschränkten Bearbeitungs- und<br />
Betrachtungsbereich und ergonomischem Arbeiten;<br />
der Kopf bleibt frei beweglich. So ist ermüdungsfreies<br />
Arbeiten über einen längeren Zeitraum<br />
möglich, Konzentrationsschwäche wird vorgebeugt.<br />
Durch die Digitalisierung des 3D-Bildes<br />
sind ideale Speichermöglichkeiten vorhanden.<br />
Zudem sind vielfältige Autokorrektur- und automatisierte<br />
Auswertungsmodi in das dieser Art<br />
aufgerüstete 3D-Mikroskopiesystem über entsprechende<br />
Schnittstellen implementierbar. Mit<br />
den neuen Kameraköpfen mit 4K-UHD-Auflösung,<br />
hochempfindlichen Sony 11-mm Sensoren<br />
und einer Bildrate von bis zu 30 Bildern<br />
pro Sekunde, gehen die Experten für Hochleistungs-Bildverarbeitung<br />
der solectrix GmbH konsequent<br />
den nächsten Schritt, um den Anwendern<br />
den Ein- und Umstieg in die 3D-Digitalmikroskopie<br />
so einfach wie möglich zu machen.<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 1-2021 auf Seite 34.<br />
Solectrix GmbH<br />
www.solectrix.de<br />
26 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Messtechnik<br />
Laser-Gasdetektion: Kompakt, genau, flexibel<br />
Der neue LGD-Compact von<br />
Axetris kombiniert die in der Gasmesstechnik<br />
bewährte TDLS-<br />
Technologie (Tunable Diode Laser<br />
Spectroscopy) mit einer miniaturisierten<br />
Multi-Reflektionszelle.<br />
Das darauf abgestimmte optische<br />
Laser Package-Design ermöglicht<br />
eine modulationsbasierte, aktive<br />
Rauschunterdrückung. Mit einer<br />
Länge von 163 mm, einem Durchmesser<br />
von 50 mm und einem<br />
Gewicht von 600 g ist der LGD-<br />
Compact vergleichbar mit einer<br />
kleinen Getränkedose.<br />
Dank seiner äußerst kompakten<br />
Form sind die kommerziellen<br />
Anwendungsmöglichkeiten<br />
sehr vielseitig. Das leichte<br />
Gewicht ermöglicht beispielsweise<br />
portable Emissionsmessungen<br />
per Drohne.<br />
So ist die Überwachung der<br />
Luftqualität auch in unzugänglichen<br />
Gebieten problemlos<br />
möglich. Wegen<br />
des geringen Stromverbrauchs<br />
ist der LGD-Compact<br />
auch für einen batteriebetriebenen<br />
Einsatz geeignet.<br />
Dank dieser Eigenschaften<br />
eignet sich der LGD-<br />
Compact für alle Anwendungen,<br />
bei denen eine verlässliche<br />
Messperformance,<br />
hohe Langzeitstabilität, oder<br />
eine kompakte Größe entscheidend<br />
sind, mitunter<br />
auch für die Atemgasanalyse<br />
in der Medizintechnik.<br />
Axetris<br />
www.axetris.com<br />
Best of 2021<br />
Neues Datenlogger-Programm für Datenerfassung und Prozessüberwachung<br />
In der Industrie bilden Datenlogger wichtige<br />
Instrumente, beispielsweise zur Erfüllung<br />
gesetzlicher Vorschriften, Qualitätssicherung<br />
oder Umweltschutz. Sie können praktisch alle<br />
Sensorsignale wie Spannungen, Ströme, Temperaturen,<br />
Drücke oder Füllstände genauso<br />
wie digitale Signale von Zählern oder Schaltern<br />
erfassen und auswerten. Für nahezu alle<br />
physikalischen Messgrößen, die mit industriellen<br />
Messgeräten von Müller Industrie-Elektronik<br />
oder Sensortypen anderer Hersteller<br />
gemessen werden, steht jetzt ein breites Produktprogramm<br />
an Datenloggern mit verschiedenen<br />
Datenerfassungslösungen bei Müller<br />
Industrie-Elektronik zur Verfügung. Die Datenlogger<br />
bieten die volle Kontrolle aller relevanten<br />
Messwerte und sind je nach Anwendungsgebiet<br />
im kompakten, portablen Miniformat, als<br />
USB-Datenlogger oder multifunktionalen Feldversion<br />
im robusten Alugehäuse erhältlich.<br />
Typische Anwendungsgebiete für Datenlogger<br />
sind Lagerung, Transport, Zubereitung und<br />
Präsentation von Lebensmitteln in der Lebensmittelindustrie,<br />
Logistik und Lagerhaltung, oder<br />
die Überwachung und Einhaltung von Temperaturvorschriften<br />
und Kühlketten bei Transport<br />
und Lagerung von Impfstoffen, Blut- und medizinischen<br />
Produkten im Labor- und Gesundheitswesen.<br />
Für den Maschinen- und Anlagenbereich<br />
sind Datenlogger effektive Instrumente<br />
für die Vorausschauende Wartung, Prozessüberwachung<br />
und -optimierung.<br />
Egal, ob für Digitalisierung der Instandhaltung,<br />
Fernwartung von Maschinen und Anlagen<br />
oder Optimierung des digitalen Lebens-<br />
Zyklus-Managements – das neue Datenlogger-Programm<br />
von Müller Industrie-Elektronik<br />
mit drahtloser NFC- oder WiFi-Kommunikation<br />
bis hin zur Cloud-Lösung bietet für jede<br />
industrielle Anwendung die passende Lösung.<br />
Müller Industrie-Elektronik GmbH<br />
www.mueller-ie.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
27
Medical-PC/SBC/Zubehör<br />
Wie sich die Anforderungen an Telemedizin-<br />
Plattformen durch die Pandemie veränderten<br />
Vecows EMBC-5000 3,5-Zoll ist eine leistungsorientierte mobile Telemedizin-Workstation-Lösung für medizinische Bildgebungsanwendungen<br />
PLUG-IN Electronic<br />
www.plug-in.de<br />
Nicht zuletzt die COVID-19-Pandemie<br />
zeigte, welche positiven Auswirkungen<br />
der verstärkte Einsatz der<br />
digitalen Telemedizin auf unsere<br />
Gesellschaft ausüben kann. Zahlreiche<br />
Patienten können ihre Ärzte<br />
durch virtuelle Meetings „sehen“, und<br />
umgekehrt können Ärzte dank der<br />
zur Verfügung stehenden Technologie<br />
leichter und effizienter Patientendiagnosen<br />
stellen. Dies gilt sowohl<br />
für Industrienationen als auch für<br />
entlegenere Länder, in denen die<br />
Arztdichte gering ist.<br />
Sicher von zu Hause<br />
Überfüllte Arztpraxen führten in<br />
der Vergangenheit häufig zu weiteren<br />
Infektionen, insbesondere mit<br />
dem superinfektiösen COVID-19- -<br />
Die bewährte Telemedizin-Plattform von Vecow kann medizinische<br />
Bildgebung, Echtzeit-Diagnostik, Fernkommunikation und andere<br />
Fernanwendungen im Gesundheitswesen erleichtern<br />
Virus. Dank der neuen Telemedizin-Technik<br />
können Patienten -<br />
und dies gilt vor allem ältere Menschen<br />
- bequem von zu Hause aus<br />
Fragen stellen, ohne sich dabei in<br />
Umgebungen mit hoher Viruslast<br />
zu begeben.<br />
Gleichzeitig nutzen Ärzte die<br />
Technologie zur Unterstützung bei<br />
ihrer Diagnose. In einigen Fällen<br />
geben sie Daten ein und erlauben<br />
dem Computer, bei der Diagnose<br />
und Behandlung zu helfen. Es ist<br />
heutzutage auch nicht ungewöhnlich,<br />
dass das Medizinprodukt direkt mit<br />
dem Patienten interagiert und mithilfe<br />
von Techniken der künstlichen<br />
Intelligenz eine sofortige Behandlung<br />
durchführt. Die Geschwindigkeit<br />
und Genauigkeit, mit der diese<br />
Behandlung durchgeführt wird, kann<br />
potenziell Leben retten und medizinische<br />
Kosten erheblich reduzieren.<br />
Förderung durch die<br />
Regierung<br />
Zu diesem Zweck setzen sich<br />
einige Regierungen der Welt dafür<br />
ein, die Entwicklung der Telemedizintechnologie<br />
zu beschleunigen.<br />
So hat beispielsweise die<br />
28 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Medical-PC/SBC/Zubehör<br />
Das lüfterlose KI-Computersystem ECX-2000 von Vecow dient als multifunktionale Workstation für Experten in Telemedizinzentren<br />
US-Regierung im vergangenen<br />
Jahr ein 200-Millionen-Dollar-Programm<br />
zur Förderung der Telemedizin<br />
ins Leben gerufen, während<br />
das taiwanesische Ministerium für<br />
Gesundheit und Soziales kürzlich<br />
seine Vorschriften für die Telemedizin<br />
gelockert hat und die Unterstützung<br />
von mehr als 8000 Krankenhäusern<br />
und Kliniken erhielt.<br />
Telemedizin-Plattformen<br />
stellen hohe Ansprüche an<br />
neue Technologien<br />
Wer tiefer in die Welt dieser Technologien<br />
eintaucht, versteht den<br />
Ernst der Lage schnell. Denn die<br />
Entwicklung von Hardwareplattformen<br />
für telemedizinische Anwendungen<br />
ist anspruchsvoll. Ihr Ziel ist<br />
es, Menschenleben zu retten, eine<br />
Krankheit zu heilen oder die richtige<br />
Diagnose zu stellen - hier gibt<br />
es wenig bis gar keinen Raum für<br />
Fehler. Doch gibt es immer wieder<br />
Situationen, in denen die Zeit<br />
knapp wird, wenn Rettungskräfte<br />
beteiligt sind oder das Medizinprodukt<br />
in einem Notfall- oder Operationssaal<br />
eingesetzt werden muss.<br />
Zertifizierung ist wichtig<br />
Die meisten Medizinprodukte<br />
müssen, zumindest in den USA,<br />
von der FDA-Behörde zugelassen<br />
werden. Das bedeutet, dass<br />
jedes Gerät, das Kontakt mit einem<br />
mensch lichen Körper hat, eine<br />
spezielle FDA-Zulassung erfordert.<br />
Dazu gehören beispielsweise<br />
Endoskope, Blutzuckermessgeräte,<br />
Ultraschallgeräte oder jede Art von<br />
medizinischen Laserinstrumenten.<br />
Geräte, die nicht in direktem Kontakt<br />
mit einem menschlichen Körper<br />
stehen, unterliegen möglicherweise<br />
nicht der FDA-Zulassung. Bei der<br />
Auswahl des richtigen Telemedizinprodukts<br />
sollte auf einen CE- und<br />
FCC-zertifizierten Anbieter zurückgegriffen<br />
werden, insbesondere für<br />
EMI und EMS. So lässt sich ganz<br />
einfach sicherstellen, dass das Computer-System<br />
die notwendigen Vorschriften<br />
zum Schutz der Gesamtplattform<br />
und ihrer Nutzer erfüllt<br />
und zuverlässig arbeitet.<br />
Mobile Anwendungen<br />
Auch das Entwerfen von Produkten<br />
für mobile Anwendungen<br />
bringt noch einen weiteren Schwierigkeitsgrad<br />
mit sich. „Mobil“ kann<br />
bei medizinischen Anwendungen<br />
mehrere Bedeutungen haben. Es<br />
könnte zum einen heißen, dass das<br />
Gerät mit Wechselstrom betrieben<br />
wird und trotzdem mit einem Wagen<br />
leicht von Raum zu Raum transportiert<br />
werden soll. Schwierig kann<br />
es beim Design werden, wenn das<br />
Gerät tatsächlich mit einem Akku<br />
betrieben werden muss. Das bedeutet<br />
in der Regel ein kompakteres,<br />
leichteres Design. Zum anderen<br />
kann „mobil“ auch bedeuten, dass<br />
die Integration einer drahtlosen Kommunikation<br />
erforderlich ist.<br />
Eine einfache Methode, um Funktionen<br />
der drahtlosen Kommunikation<br />
hinzuzufügen, besteht darin,<br />
über eine SIM-Buchse zu arbeiten,<br />
Vecows EMBC-5000 3,5-Zoll SBC bietet eine vertrauenswürdige Lösung für Echtzeit-Bildgebung, Ferndiagnose und<br />
andere klinikbasierte Gesundheitsanwendungen<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
29
Medical-PC/SBC/Zubehör<br />
EMBC-5000: Embedded-Single-Board-Computer mit 4-Kern Prozessor der<br />
11. Generation<br />
in die eine 3G/4G/5G- oder WiFi-<br />
Karte eingesteckt werden kann.<br />
5G ist zwar noch nicht vollständig<br />
realisiert, kann jedoch HD-Videodatenstreaming<br />
in Echtzeit für private<br />
medizinische Clouds mit sehr<br />
hohen Geschwindigkeiten und<br />
geringen Latenzen ermöglichen.<br />
Ein zweitrangiges, aber wichtiges<br />
Anliegen der Systementwickler ist<br />
die Zündsteuerung, die eine notwendige<br />
Funktion für den Betrieb<br />
im Fahrzeug ist.<br />
Sicherheit<br />
In der Telemedizin steht Sicherheit<br />
an erster Stelle. Dieses allgegenwärtige<br />
Thema scheint schneller<br />
zu wachsen, als es die Entwickler-Community<br />
verfolgen kann. Dieser<br />
Bereich darf nicht auf die leichte<br />
Schulter genommen werden. Medizinische<br />
Anwendungen müssen<br />
eine private medizinische Cloud,<br />
interne Intranets für Krankenhäuser<br />
und medizinische CRM-Software<br />
sicher umfassen. Die Einhaltung<br />
der Sicherheitsstandards<br />
muss die Unterstützung für Smartund<br />
Remote-Verwaltungsfeatures<br />
und -funktionen, TPM 2.0 für Windows<br />
11 und abschließbaren Speicher<br />
beinhalten.<br />
Benutzerfreundliche<br />
Schnittstellen<br />
Eine weitere Herausforderung<br />
sowohl in Bezug auf Sicherheit<br />
als auch auf Benutzerfreundlichkeit,<br />
ist das Potenzial für unerfahrene<br />
Benutzer, einschließlich Ärzte<br />
und Rettungspersonal. Daher sind<br />
benutzerfreundliche Schnittstellen<br />
ein Muss. Und es sollte eine Möglichkeit<br />
geben, sicherzustellen, dass<br />
nur autorisierte Benutzer Zugang<br />
zum System erhalten.<br />
Die Langlebigkeit eines Telemedizinprodukts<br />
sollte der von IPC-Produkten<br />
entsprechen, die auch die<br />
Versionskontrolle berücksichtigen<br />
müssen. Updates müssen genau<br />
überwacht und reguliert werden, um<br />
Kompatibilität, Interoperabilität und<br />
Sicherheit zu 100 % zu gewährleisten.<br />
Auch diese unterscheidet sich<br />
stark von Verbraucherprodukten,<br />
bei denen einfache Neustarts viele<br />
Probleme lösen. In einer konkreten<br />
Anwendung bietet der Hersteller<br />
eine umfassende Produktpalette,<br />
um Visualisierungsdaten und Diagnosebefunde<br />
effizient zu übertragen<br />
und medizinische Audio-,<br />
Video- und Bilddaten beim Verlassen<br />
des Krankenhauses über ein<br />
Intranet zu speichern.<br />
Produkte für eine<br />
fortschrittliche Telemedizin<br />
Eine Lösung, die die meisten dieser<br />
Kriterien für den Einsatz in Telemedizinanwendungen<br />
erfüllt, stellt<br />
der Vecow EMBC-5000 mit 3,5 Zoll<br />
dar. Der Embedded-Single-Board-<br />
Computer (SBC) basiert auf einem<br />
Intel Core i7/i5/i3-Prozessor der<br />
11. Generation und kann einen lüfterlosen<br />
Betrieb bei Betriebstemperaturen<br />
von -40 °C bis +75 °C<br />
garantieren.<br />
Echtzeit-Anwendungen sind dank<br />
der Aufnahme einer SIM-Buchse<br />
möglich, die, wie bereits erwähnt,<br />
den Zugriff auf die neuesten drahtlosen<br />
Medien und auf zusätzliche<br />
Funktionen ermöglicht. Eine Vielzahl<br />
weiterer I/O-Hilfen runden den<br />
EMBC-5000 ab.<br />
Viele Vorteile<br />
Anwender profitieren von den Vorteilen<br />
des EMBC-5000: Das System<br />
ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen<br />
dem medizinischen Personal<br />
im Krankenhaus und dem Personal<br />
in anderen Bereichen, wie Fachzentren<br />
oder sogar bei Mitarbeitern im<br />
Home-Office. Die integrierte drahtlose<br />
Kommunikationsplattform ermöglicht<br />
einen Echtzeitbetrieb, einschließlich<br />
radiologischer Bildgebung<br />
und vollständigem Datenaustausch.<br />
Ein integriertes 3D-Audiosystem<br />
maximiert die Audioqualität<br />
unabhängig von der Raum akustik,<br />
sodass sogar ein Headset nicht weiter<br />
erforderlich ist.<br />
Steht ein effizientes Lernen oder<br />
ein Training der KI-Modelle im<br />
Fokus, so können Entwickler zum<br />
lüfterlosen Embedded-System der<br />
Vecow ECX-2000-Serie wechseln,<br />
welches die Leistung eines Intel<br />
Xeon Core i9/i7/i5/i3-Prozessors<br />
der 10. Generation (Comet Lake)<br />
nutzt. Die Workstation integriert<br />
mehrere 2.5GigE/10GigE RJ45/<br />
SFP+ Glasfaser-LAN und bis zu<br />
sechs USB-3.0-Anschlüsse sowie<br />
einen Überspannungsschutz für<br />
einen einwandfreien Einsatz - selbst<br />
in rauen Umgebungen.<br />
Der richtige Partner<br />
für telemedizinische<br />
Anwendungen<br />
Bei der Arbeit an telemedizinischen<br />
Systemen stellen sich<br />
Ingenieure auf die neuesten wettbewerbsfähigen<br />
Technologien ein.<br />
Sie werden mit den innovativen Intel<br />
Core SoC-Plattformen vertraut<br />
gemacht: höhere System- und Grafikleistung<br />
bei geringerer TDP sind<br />
von großer Bedeutung, optionale<br />
OpenVINO-Toolkits zur Beschleunigung<br />
der KI-Leistung sowie 2.5G<br />
LAN (mindestens) für schnellere Datenübertragung,<br />
Mini-PCIe-Adapter<br />
für Videoaufnahmen sowie robuste<br />
SUMIT-Erweiterungen für zusätzliche<br />
Kommunikationsanschlüsse<br />
sind inzwischen unverzichtbar. ◄<br />
Weitere Informationen unter: https://www.plug-in.de/ecx-2000-embc-5000-innovative-systeme-vecow<br />
ECX-2000: Robuste Embedded-Systeme mit 10. Generation Intel Xeon/Core i9/<br />
i7/i5/i3 Prozessoren<br />
ECX-2000-xR-Serie: Robuste Embedded-Systeme mit 10. Generation Intel<br />
Xeon/Core i9/i7/i5/i3 Prozessoren & SSD<br />
30 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Lüfterloser Mini-PC für<br />
das medizinische Umfeld<br />
Isolierte Schnittstellen inklusive<br />
Jedem Radius seinen Fräser<br />
cool milling<br />
CRAZYMILL P&S TORISCH - Z3<br />
HIGHPERFORMANCE<br />
• Bohren und Fräsen<br />
in schwierigen Materialien<br />
• 5 x schneller<br />
• 5 x höhere Standzeiten<br />
• Exzellente Oberflächengüte<br />
Ra ≤ 0,5 μm<br />
ZAHLREICHE ANWENDUNGEN<br />
• Vertikales Eintauchen (Bohren)<br />
• Fräsen von Nuten und Taschen<br />
• Umfangfräsen<br />
e-medic Mini PC Silence ST-M(i) in der Patientenumgebung<br />
Mit dem neuen Midi-PC e-medic Silence<br />
ST-M(i) hat das Lübbecker Unternehmen Baaske<br />
Medical einen weiteren robusten und leisen Klein-<br />
Computer (218 x 222 x 77 mm) für den wartungsarmen<br />
Langzeiteinsatz in medizinisch genutzten<br />
Bereichen entwickelt. Dank des EPDM-(Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk)-gedichteten<br />
Vollmetallgehäuses<br />
ist der Silence ST-M(i) von fünf<br />
Seiten IP65 geschützt. Rückseite: IP50. Gemäß<br />
der Normen DIN EN 60529 und ISO 20653 für<br />
Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code) hat das<br />
Gerät mit Ausnahme der Rückseite den vollständigen<br />
Berührungsschutz, den Schutz vor<br />
Staubeintritt (staubdicht) und den Schutz vor<br />
Strahlwasser (Düse) aus einem beliebigen Winkel.<br />
Es gibt zudem ein Druckausgleichselement,<br />
um die Dichtigkeit unter allen Arbeitsbedingungen<br />
zu gewährleisten. Das Aluminium-Vollmetallgehäuse<br />
ist gegen elektromagnetische Störungen<br />
(EMI) geschützt, die EPDM-Dichtung<br />
Baaske Medical GmbH & Co. KG<br />
vertrieb@e-medic.de<br />
https://e-medic.de<br />
besteht aus elektrisch leitendem Material. Ein<br />
nennenswerter Alterungseffekt ist nicht vorhanden.<br />
Viele gängige Chemikalien (auch Desinfektionsmittel)<br />
schaden weder dem Gehäuse noch<br />
den Dichtungen.<br />
Ein Highlight<br />
des e-medic Silence ST-M(i) sind die bereits<br />
galvanisch getrennten und bis 4 kV isolierten<br />
RS232 und RJ45 Schnittstellen, die somit zusätzliche<br />
externe Isolatoren überflüssig machen. Last<br />
but not least ist der Mini-PC unempfindlich gegen<br />
mechanische Vibrationen und Stöße: Der Prozessor,<br />
eine CPU der 10. Generation, ist bis auf die<br />
Platine verlötet und der RAM-Sockelsowie die<br />
Kabeleinführungen sind mechanisch geschützt.<br />
Zudem glänzt der ST-M(i) durch hochwertige<br />
Ausstattung: 3 HDMI Monitorausgänge, WLAN<br />
Modul 802.11 b/g/n/ac mit 2x Kombi-Antenne für<br />
2,4 und 5 GHz, Heatpipe Kühlsystem mit Vollaluminium<br />
Kühlkörper-Profilgehäuse sowie VESA-<br />
Halterung und DIN- / Wandmontagehalterung.<br />
Der e-medic Silence ST-M(i) erfüllt die Anforderungen<br />
der elektromagnetischen Kompatibilität<br />
nach EN / IEC 60601-1-2. Zusätzlich ist das<br />
Netzteil dieses Produkts TÜV-geprüft auf die<br />
Übereinstimmung mit den Sicherheitsnormen<br />
EN / IEC 60601-1 für medizinische elektrische<br />
Geräte. Der e-medic Computer darf innerhalb<br />
der Patientenumgebung eingesetzt werden.<br />
Angeschlossene Peripherigeräte innerhalb der<br />
Patientenumgebung, wie zum Beispiel Drucker<br />
oder Kameras, müssen jedoch entweder<br />
ebenfalls den Anforderungen der IEC 60601-1<br />
und IEC 60601-1-2 entsprechen oder zusätzlich<br />
mit einem zweistufigen Schutz für den Patienten<br />
ausgestattet werden. Dieser zusätzliche<br />
Schutz kann zum Beispiel über Trenntransformatoren<br />
oder Isolatoren in der Verbindungsleitung<br />
gewährleistet werden. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong> 31<br />
• Ø von 1 mm bis 8 mm bis 5 x d<br />
• Integrierte Kühlkanäle<br />
NEW<br />
ECKENRADIUS<br />
MIKRON SWITZERLAND AG<br />
Division Tool<br />
6982 Agno | Schweiz<br />
mto@mikron.com<br />
www.mikrontool.com<br />
31
Medical PC/SBC/Zubehör<br />
Best of 2021<br />
Neues Computersystem löst Problematik von KI-Anwendungen<br />
PLUG-IN Electronic GmbH<br />
launchte im Sommer 2021 ein<br />
neues KI-Computersystem: Das<br />
ECX-2600 PEG des Herstellers<br />
Vecow. Weil es sich mit NVIDIA-<br />
Grafikkarten kombinieren lässt<br />
und dabei schlanke 260 x 240<br />
x 123 mm misst, zählt das neue<br />
Computersystem zu den Innovationen<br />
2021 im Bereich der künstlichen<br />
Intelligenz. Zu wenig Steckplätze,<br />
der Raum zu eng für große<br />
Rechner, die Grafikkarte nicht ausreichend<br />
– das richtige Embedded-System<br />
zu finden, stellt viele<br />
Unternehmen vor eine Herausforderung.<br />
Dieser Problematik ist<br />
sich PLUG-IN Electronic bewusst<br />
und entschied sich deshalb 2021<br />
ein neues System zu launchen.<br />
Drei Gründe, warum es das neue<br />
ECX-2600 PEG in das Sortiment<br />
von PLUG-IN Electronic geschafft<br />
hat: Erstens unterstützt es Intel<br />
Xeon und Core i9/i7/i5/i3-Prozessoren<br />
der 10. Generation (Comet<br />
Lake) mit bis zu 10 Kernen. Zweitens<br />
können NVIDIA-Grafikkarten<br />
mit bis zu 250 Watt Leistungsaufnahme<br />
integriert werden. Und drittens<br />
runden zwei PCIe x8-Erweiterungsslots<br />
sowie ein PCIe<br />
x4-Erweiterungsslot das System<br />
ab. Mehr Rechenleistung, mehr<br />
Flexibilität – und das Ganze in<br />
kleinster Bauform.<br />
Damit kann das System übliche<br />
Schwierigkeiten bei KI-Anwendungen<br />
überwinden und schafft<br />
neue Möglichkeiten für Anwendungen<br />
in engen Platzverhältnissen<br />
– ohne dabei auf eine starke<br />
Grafikkarte verzichten zu müssen.<br />
Dies bedeutet ein Fortschritt für<br />
den Einsatz in vielen Bereichen<br />
der künstlichen Intelligenz, wie<br />
etwa Verkehrssicherheit, fahrzeuginterne<br />
Datenverarbeitung, öffentliche<br />
Überwachung, Medizintechnik,<br />
Robotersteuerung sowie in vielen<br />
industriellen Bereichen.<br />
Weitere Produkteigenschaften:<br />
• 4x 2,5“ SSD-Wechselrahmen,<br />
1 Micro-SD-Karte, 1 M.2 Key M,<br />
4 SATA III<br />
• VGA-, DVI-D- und 2 Display-<br />
Port-Schnittstellen, Auflösung<br />
bis zu 4K<br />
• 6 unabhängige GigE LAN davon<br />
4x PoE+<br />
• 2 DDR4 2933 MHz Speicher<br />
unterstützen bis zu 64 GB<br />
PLUG-IN Electronic GmbH<br />
www.plug-in.de<br />
Robuster 3,5-Zoll Single-Board-Computer als Echtzeit-Talent<br />
Die Distec GmbH bietet ab sofort<br />
den robusten 3,5-Zoll Single-Board-<br />
Computer IB836 von iBASE an. Er<br />
erfüllt alle Anforderungen an kritische<br />
Echtzeit-Anwendungen für<br />
Einsatzbereiche in der Medizintechnik.<br />
Ausgestattet ist der langzeitverfügbare<br />
Single-Board-Computer<br />
mit industriellen Intel Atom<br />
Prozessoren der x6000-Serie (ehemals<br />
Elkhart Lake). Das Board hat<br />
zwei DDR4-Speichersteckplätze mit<br />
einer Kapazität von bis zu 32 GB.<br />
Besonders hervorzuheben sind die<br />
drei Intel Gigabit LAN-Schnittstellen<br />
und das robuste Design. Für mobile<br />
Anwendungen ist auch der erweiterte<br />
Temperaturbereich von bis zu<br />
-40 bis +85 °C ein wichtiger Faktor.<br />
Anschlussvielfalt auf kleiner<br />
Fläche<br />
Über zwei DisplayPort-Anschlüsse<br />
(DP & USB-Type C) und einen internen<br />
eDP- oder 24-Bit-Dual-Channel-LVDS-Ausgang<br />
können drei<br />
unabhängige Displays mit bis<br />
zu 4Kp60-Auflösungen angesteuert<br />
werden. Trotzdem ist das<br />
IB836 gerade einmal<br />
102 mm auf 147 mm<br />
groß und arbeitet mit<br />
einem industriellen<br />
Weitbereichsspannungseingang<br />
von<br />
9 bis 36 Volt. Um<br />
die anspruchsvolle<br />
nächste Generation<br />
von IoT-Lösungen zu<br />
unterstützen, verfügt<br />
das Board über<br />
drei Prozessorvarianten<br />
und eine bis<br />
zu zweifach gesteigerte<br />
Grafikleistung<br />
gegenüber der vorherigen<br />
Generation.<br />
Peripheriegeräte<br />
lassen sich einfach<br />
über die vielfältigen<br />
Schnittstellen anschließen.<br />
Außerdem stehen drei Gigabit-<br />
Ethernet-Ports für Hochgeschwindigkeitsverbindungen<br />
zu kabelgebundenen<br />
Geräten zur Verfügung.<br />
Der integrierte TPM-Chip sorgt für<br />
den sicheren Betrieb und ErP-Energiesparen<br />
sowie ein intelligenter<br />
Scheduler für die Verbesserung der<br />
Umweltleistung. Der SBC ist nicht<br />
nur als Einzelkomponente, sondern<br />
auch als individuell zusammengestelltes<br />
und getestetes Kit inklusive<br />
Display, Touch, Kabel und Zubehör<br />
wie Arbeitsspeicher, SSD und vorinstalliertem<br />
Windows Betriebs system<br />
erhältlich. Auf Wunsch liefert Distec<br />
das Board auch mit dazugehöriger<br />
Mechanik.<br />
Distec GmbH<br />
www.distec.de<br />
32 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Medical PC/SBC/Zubehör<br />
Medical Panel-PC Generation mit patentierter Gehäusehygiene<br />
Das Healthcare Business Center von Adlink<br />
Technology präsentiert eine neue Generation<br />
seiner besonders hygienischen Medical<br />
Panel-PCs. Die mit OP-Handschuhen bedienbaren<br />
Touchscreen-Systeme der MLC 8-Serie<br />
bestechen durch ihr hygienisch nochmals<br />
optimiertes Gehäuse: Das patentierte Design<br />
hat jetzt erstmals keine einzige äußere Verschraubung<br />
mehr<br />
– abgesehen von<br />
den vier unverzichtbaren<br />
Vesa-<br />
Montagelöchern<br />
auf der Rückseite.<br />
So bietet<br />
das Gehäuse<br />
keine schwierig<br />
zu reinigenden<br />
Montagelöcher<br />
und<br />
Schraubenköpfe<br />
mehr, die sich<br />
auf Dauer gerne<br />
mit Schmutz und<br />
Keimen zusetzen.<br />
Auch können<br />
sich dort bei<br />
nasser Reinigung keine Reinigungsflüssigkeiten<br />
mehr ansammeln, was die Hygieneeigenschaften<br />
der Systeme – die vor allem im OP und in<br />
der Notaufnahme sowie auf Intensivpflegeabteilungen<br />
und Quarantänestationen zum<br />
Einsatz kommen – nochmals deutlich erhöht.<br />
Weitere Hygienemerkmale der Medical<br />
Panel-PCs der MLC 8-Serie sind das weitestgehend<br />
fugenlose, antibakteriell beschichtete<br />
Gehäuse ohne Lüftungsschlitze und ohne Kühlrippen,<br />
eine Systemkühlung ohne aktive Lüfter,<br />
ein gehärtetes, frontseitig vollflächiges Display-<br />
Schutzglas, welches wasser- und staubdicht<br />
verklebt ist, sowie rundum IP54-Schutz – inklusive<br />
einer entsprechenden Schutzabdeckung<br />
für die Verkabelung. Das Gehäuse ist zudem<br />
so robust ausgelegt, dass selbst die aktuell<br />
deutlich erhöhte Desinfektions intensität den<br />
Systemen nichts anhaben kann.<br />
Die mindestens 5 Jahre langzeitverfügbaren,<br />
EN60601-1 und EN60601-1-2 konformen MDR<br />
Class 1 Panel-PC Systeme der MLC-8-Serie<br />
von Adlink Technology sind ab Lager Deggendorf<br />
erhältlich und können von jeder Klinik ab<br />
Losgröße 1 bestellt werden. Für Multi-Display-<br />
Installationen sind auch passende chirurgische<br />
Monitore in identischem Design verfügbar.<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 3-2021 auf Seite 74.<br />
ADLINK Technology GmbH<br />
www.adlinktech.com<br />
Best of 2021<br />
Höhere CPU- und Grafikleistung sowie flexible Möglichkeiten zur I/O-Erweiterung<br />
Portwell präsentiert ihr neues<br />
ROBO-8115VG2AR, ein Embedded-Desktop-System<br />
mit hoher<br />
Rechenleistung und flexiblen<br />
Erweiterungsmöglichkeiten. Der<br />
neue SBC ist die ideale Wahl für<br />
Anwendungen mit Lastverteilung<br />
oder hohem Leistungsbedarf in<br />
industriellen Automatisierungs-<br />
und intelligenten Steuersystemen,<br />
Bildgebungssystemen in Medizin<br />
und Gesundheitssektor, automatisierten<br />
Testeinrichtungen, Halbleiterfertigung,<br />
Monitorwänden/<br />
Digital Signage, digitaler Sicherheitsüberwachung,<br />
Broadcast-<br />
Systemen sowie Transport und<br />
Lagerung.<br />
Der ROBO-8115VG2AR ist Portwells<br />
PICMG 1.3 Full-Size Single-Host-Board<br />
(SHB) Computer<br />
mit den neusten Prozessoren der<br />
Intel Xeon-W-Familie oder Core<br />
i3/i5/i7/i9 /Pentium/Celeron mit<br />
bis zu 10 Kernen/ 20 Threads und<br />
4,8 GHz (35 - 95 W) (Comet Lake<br />
Plattform) im LGA 1200 Sockel<br />
mit Intel W480E oder Q470E<br />
Chipsatz. Der neue SBC unterstützt<br />
Intel Turbo Boost, Hyper-<br />
Threading, Virtualisierung, Thermal<br />
Monitoring, Trusted Execution<br />
(TXT) und SpeedStep Technologie<br />
(je nach Prozessor). Er bietet<br />
bis zu 128 GB Dual-Channel-ECC/<br />
non-ECC DDR4 2666 SDRAM in<br />
vier Long-DIMM-Sockeln sowie<br />
flexibles PCI Express Gen 3 (bis<br />
8,0 GT/s).<br />
Kurz gesagt, bietet der neue<br />
ROBO-8115VG2AR hohe Energieeffizienz<br />
und eine optimierte<br />
Verteilung der Rechenleistung,<br />
beschleunigte Grafikverarbeitung<br />
und niedrigen Energieverbrauch für<br />
neue Anwendungen oder Upgrades<br />
von Legacy-Anwendungen auf<br />
einem alten SBC“, erklärte Brain<br />
Lai, Produktmanager bei Portwell.<br />
„Darüber hinaus ermöglicht er eine<br />
hohe Flexibilität für I/O-Erweiterungen<br />
mit einer großen Auswahl<br />
an Backplanes, unterstützt<br />
die Steuerung einer Anzahl von<br />
Peripheriegeräten sowie drahtlose<br />
Konnektivität für abgesetzte<br />
Anwendungen. Und nicht nur das,<br />
unsere Kunden erhalten die beruhigende<br />
Gewissheit des über 10jährigen<br />
Supports zu diesem Produkt.“<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 3-2021<br />
auf Seite 79.<br />
Portwell<br />
KIOSK Embedded<br />
Systems GmbH<br />
info@portwell.eu<br />
www.portwell.eu<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
33
Medical PC/SBC/Zubehör<br />
Leistungsstarke, vielseitige und<br />
mobile Medizinische Panel-PCs<br />
Die Anforderungen an medizinische Geräte sind hoch. Sie müssen nicht nur technisch auf dem neuesten Stand<br />
sein, sondern vor allem zuverlässig arbeiten, einfach zu bedienen oder zu reinigen und flexibel einsatzbar sein.<br />
Leistungsmerkmale von medizinisch<br />
technischen Produkten definiert<br />
sind.<br />
Enorme Mobilität<br />
Highlight des Medico 22J und<br />
Medico 24J ist die enorme Mobilität.<br />
Ausgestattet mit drei Hotswapfähigen<br />
Akkus (separat erhältlich)<br />
und einem zusätzlichen Medizinwagen<br />
werden die Medical-Geräte<br />
zu einer mobilen, versorgungsunab-<br />
weitere Metadaten über den Patienten.<br />
Der DICOM-Standard bietet<br />
dabei nicht nur ein Dateiformat,<br />
sondern auch ein Übertragungsprotokoll,<br />
so dass kompatible Geräte<br />
untereinander kommunizieren und<br />
Daten austauschen können. Der<br />
Nutzer erhält so Zugriff auf standardisierte<br />
Daten und Bilder zur weiteren<br />
Verarbeitung. Mit der DICOM-<br />
Zusatzoption sind der Medico 22J<br />
und der Medico 24J bestens für<br />
Anwendungsgebiete geeignet, in<br />
denen Zugriff auf entsprechende<br />
Befunde benötigt wird.<br />
4kV-Isolierung der<br />
Anschlüsse<br />
ICO Innovative Computer<br />
GmbH<br />
www.ico.de<br />
Mit dem Medico 22J und dem<br />
Medico 24J bietet ICO zwei Geräte<br />
an, die so individuell konfigurierbar<br />
sind wie die jeweiligen Einsatzgebiete<br />
es verlangen. Beide Panel-<br />
PCs basieren auf einem Intel Core<br />
i5-8365UE 1,60 GHz Prozessor und<br />
sind in der Basisversion mit 8 GB<br />
(max. 32 GB) RAM ausgestattet. Die<br />
verbaute 256 GB SSD sorgt dabei<br />
für ausreichend Speicherplatz. Je<br />
nach Modell steht wahlweise ein<br />
21,5“ oder 24“ Full HD Display mit<br />
kapazitivem Touchscreen zur Verfügung.<br />
Zahlreiche Standardports<br />
wie zwei Gigabit LAN-Anschlüsse,<br />
zwei serielle Schnittstellen oder vier<br />
USB-Ports sind bereits in der Grundausstattung<br />
vorhanden.<br />
Selbstverständlich erfüllen beide<br />
Geräte die Norm EN 60601-1, in<br />
der allgemeine Anforderung an<br />
die Sicherheit und wesentliche<br />
hängigen Einheit, die überall eingesetzt<br />
werden kann. Darüber hinaus<br />
können zahlreiche Optionen gewählt<br />
werden, wodurch die beiden Panel-<br />
PCs für eine Vielzahl von speziellen<br />
Anwendungen geeignet sind:<br />
DICOM<br />
Vorbei sind die Zeiten, in denen<br />
Röntgenbilder aufwendig entwickelt<br />
und gegen einen hellen Hintergrund<br />
gehalten werden müssen. Die Digitalisierung<br />
ist auch in der Medizintechnik<br />
immer stärker vertreten.<br />
So können dank des DICOM-Standards<br />
(Digital Imaging and Communications<br />
in Medicine) Röntgenbilder,<br />
MRT Bilder oder andere Bilddateien<br />
digital übertragen werden.<br />
Eine Datei, die im DICOM-Format<br />
vorliegt enthält allerdings nicht nur<br />
eine reine Bilddatei, sondern auch<br />
Der Personenschutz steht in der<br />
Medizintechnik an oberster Stelle.<br />
Bei allen Geräten wird empfindlich<br />
darauf geachtet, dass zu keiner Zeit<br />
ein Risiko für den Patienten oder<br />
das behandelnde Personal besteht.<br />
Daher ist gerade in den Bereichen<br />
der Röntgen-, Ultraschall- oder<br />
Lasertechnik eine 4kV-Isolierung<br />
der Anschlüsse unabdingbar. Die<br />
typische Isolationsspannung von<br />
Industriegeräten ist in der Medizin<br />
nicht ausreichend. Die Medico<br />
Panel-PCs sind mit entsprechender<br />
Isolierung erhältlich und sorgen so<br />
für sicheres Arbeiten im empfindlichen<br />
Umfeld.<br />
Video Capture Card<br />
Dank der optionalen Video Capture<br />
Card kann Videomaterial von<br />
externen Kameras direkt am Panel-<br />
PC übertragen, aufgenommen und<br />
verarbeitet werden. Gerade zur Diagnostik<br />
und im Operationssaal ist<br />
die schnelle und hochwertige Verarbeitung<br />
von Videomaterial unerlässlich.<br />
Mit dem Medico 22J und<br />
dem Medico 24J sind die Kunden<br />
hier auf der sicheren Seite.<br />
Neben all den genannten Features<br />
gibt es noch weitere Zusatzoptionen<br />
wie ein RFID-Modul oder<br />
eine Webcam. ◄<br />
34 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Medical PC/SBC/Zubehör<br />
All-in-one Panel-PC für hohe Anforderungen<br />
an Hygiene und Konnektivität<br />
MediClient: Neuer Medical All-in-one Panel-PC von Kontron<br />
Der MediClient mit speziellem Anti-Glare- und Anti-Fingerprint-Display für beste Lesbarkeit erfüllt die hohen<br />
hygienischen Anforderungen im Medizin-Bereich<br />
Kontron Europe GmbH<br />
www.kontron.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Kontron bringt einen neuen Allin-one<br />
Panel-PC auf den Markt, der<br />
die hohen Anforderungen an Hygiene<br />
und Konnektivität im Bereich<br />
Medizin und Gesundheitswesen<br />
erfüllt. Das System ist konform zu<br />
DIN EN 60601-1 und eignet sich<br />
insbesondere für die Anwendung<br />
in Stationszimmern, Operationssälen,<br />
Intensivstationen, Laboren<br />
sowie Apotheken und Reinräumen.<br />
Mit seiner robusten, fugenfreien<br />
Front aus durchgängigem gehärteten<br />
Glas ist der MediClient einfach<br />
zu reinigen. Die Geräterückseite<br />
aus pulverbeschichtetem Edelstahl<br />
ist ebenso einfach reinig- und<br />
desinfizierbar und stellt dauerhaft<br />
die mechanische Stabilität sicher.<br />
Das PCAP-Touch-Display mit Anti-<br />
Glare- und Anti-Fingerprint-Oberflächenveredelung<br />
lässt sich auch<br />
mit übereinander getragenen medizinischen<br />
Handschuhen bedienen<br />
und ist selbst bei schwierigen Lichtverhältnissen<br />
bestens ablesbar.<br />
Tropfen- und<br />
Handballenerkennung<br />
Der Touchscreen im 16:9 Format<br />
erkennt Tropfen (Drop Rejection)<br />
und aufgelegte Handballen<br />
(Palm Rejection). Die einfache Einbindung<br />
in die Infrastruktur wird<br />
durch die integrierte und nach EN<br />
60601-1 isolierte Stromversorgung<br />
ermöglicht, die Datenübertragung<br />
zwischen unterschiedlichen Medizingeräten<br />
und Krankenhaus-Informationssystemen<br />
wird durch Drahtlosschnittstellen<br />
(WiFi, BT) und<br />
die EN 60601-1 zertifizierten und<br />
isolierten Schnittstellen gewährleistet.<br />
Außerdem unterstützt der<br />
Medi Client den SDC-Standard<br />
(Service-oriented Device Connectivity)<br />
und somit eine standardisierte<br />
Kommunikation über Herstellergrenzen<br />
hinweg.<br />
Trennbare Funktionseinheiten<br />
Der neue MediClient weist bzgl.<br />
seiner Konstruktion eine Besonderheit<br />
auf: So besteht das Gerät<br />
aus zwei voneinander trennbaren<br />
Funktionseinheiten – die Anzeigeeinheit<br />
mit Display und PCAP-Touch<br />
sowie die Recheneinheit mit CPU<br />
und Speicher, so dass im Servicefall<br />
beide Einheiten leicht austauschbar<br />
sind. Der Kontron MediClient<br />
All-in-one Panel-PC ist schockund<br />
vibrationsresistent und bietet<br />
bei kompakten Abmessungen<br />
zahlreiche Standardschnittstellen,<br />
darunter 4x USB 3.2 Gen 2, 2x GbE<br />
(2x MOOP), 3x RS232 (2x MOOP)<br />
und 2x DP++.<br />
Das lüfterlose Design sorgt für<br />
einen lautlosen Betrieb und eine<br />
hohe Zuverlässigkeit mit einer MTBF<br />
von mehr als 50.000 Stunden. Dank<br />
VESA 100-Befestigung lässt sich<br />
der Panel-PC mit wenigen Handgriffen<br />
an Schwenkarmen oder Wandhalterungen<br />
montieren. Der Medi-<br />
Client unterstützt Windows 10 IOT<br />
und Linux und ist standardmäßig<br />
mit Intel Core i5-8365UE Prozessoren<br />
oder Intel Celeron 4305UE-<br />
Prozessoren ausgestattet.<br />
Kundenspezifische<br />
Lösungen<br />
können schnell und kostengünstig<br />
umgesetzt werden, von der<br />
Flexibilität bei Rechenperformance<br />
und Speicherausbau, über anwendungsspezifische<br />
Toucheinstellungen,<br />
I/O-Anpassungen, sicherheitstechnische<br />
Härtung von BIOS<br />
und Betriebssystem, Softwareinstallation,<br />
individuelles Branding, angepasste<br />
Service- und Repairkits bis<br />
zur speziellen Verpackung.<br />
Der MediClient mit 21,5“-Touchscreen<br />
ist ab sofort verfügbar.<br />
Anfang <strong>2022</strong> werden Varianten mit<br />
23,8“-Display und eine Monitor-Variante<br />
hinzukommen. ◄<br />
35
Bedienen und Visualisieren<br />
Hygienisch, smart und intuitiv:<br />
HMIs der Zukunft<br />
© iStock i180762528, Kauf SemsoTec GmbH<br />
Wie profitiert die Medizintechnik<br />
von smarten optischen Bedieneinheiten?<br />
Wie werden sichere, intuitive<br />
Bedienung und optimale Ablesbarkeit<br />
von HMIs realisiert? Welche<br />
Vorteile bieten der Einsatz von<br />
Zukunftstechnologien wie 3D Displays<br />
und Optical Bonding für HMIs<br />
der Medizintechnik? All diese Fragen<br />
beantwortet der folgende Beitrag.<br />
Hygiene ist eine Frage der<br />
Technik<br />
Höchste Sicherheit, Qualität und<br />
Langlebigkeit stehen bei Technologien<br />
der Medizintechnik an erster<br />
Stelle. Smarte optische Bedieneinheiten<br />
mit Touchdisplays haben<br />
den Vorteil, dass sie keine mechanischen<br />
Tasten haben. Bakterien<br />
oder Viren können sich nicht an<br />
Fugen und Oberflächen festsetzen,<br />
die schlecht gereinigt werden<br />
können. Eine Glasoberfläche<br />
lässt sich schnell und einfach säubern<br />
und desinfizieren. Touchdisplays<br />
nutzen sich auch nicht nach<br />
Autoren:<br />
Michael Stützel,<br />
Head of Development,<br />
Displays & Illumination<br />
Oliver Gropp, Marketing Manager<br />
SemsoTec GmbH<br />
www.semsotec.de<br />
einer bestimmten Anzahl von Betätigungen<br />
ab.<br />
Die Human Machine Interface<br />
(HMI) kann auf jeden expliziten<br />
Anwendungsfall optimal angepasst<br />
werden: Beispielsweise können<br />
für verschiedene Monitoring- und<br />
Behandlungsfunktionen andere<br />
Bedienfelder im Display angezeigt<br />
werden. Das erleichtert es, Doppeloder<br />
Fehleingaben auszuschließen.<br />
Die besonders für die Mitarbeiter im<br />
Medizinbereich wichtige Benutzerfreundlichkeit<br />
kann dadurch optimiert<br />
werden (Bild 1).<br />
Erlebnisse für den<br />
Anwender schaffen<br />
Bei der Nutzung von smarten<br />
Produkten und Features geht es<br />
neben der Gewährleistung von<br />
Sicherheit auch für Anwender in der<br />
Medizintechnik um die Schaffung<br />
von Erlebnissen für den Anwender.<br />
Für die Anpassung an jeden expliziten<br />
Anwendungsfall des Kunden<br />
werden entlang der Product Journey<br />
die einzelnen Schritte der Entwicklung<br />
des Gerätes definiert.<br />
In Bezug auf smarte Bedienkonzepte<br />
kristallisiert sich mehr und<br />
mehr heraus, dass die zur Interaktion<br />
gedachten Displays gerne<br />
als schwebende Elemente montiert<br />
werden. Dies ermöglicht ein leichtes<br />
Schwenken und eine verbesserte<br />
Ablesbarkeit. Die Displays im<br />
„Portrait Mode“ verhelfen beispielsweise<br />
Überwachungs- oder Anästhesiegeräten<br />
eine vertikale und<br />
beeindruckende Präsenz.<br />
Bild 1: Hygiene ist eine Frage der Technik<br />
© iStock 1225240961, Kauf SemsoTec GmbH<br />
Optimale Usability durch<br />
angepasste Software<br />
Mit der Verbreitung von Smartphones<br />
hat sich die Bedienung<br />
von Bildschirmgeräten grundlegend<br />
gewandelt. Touchscreens, die Steuerung<br />
mit Wischen und Gesten und<br />
die intuitive Bedienung über grafische<br />
Elemente sind auch aus der<br />
Medizintechnik nicht mehr wegzudenken.<br />
Selbsterklärende Piktogramme,<br />
eine personalisierte Benutzerführung<br />
oder prozessorientierte<br />
Hilfestellungen sind nur einige der<br />
Merkmale, die sich über grafische<br />
Displays und moderne Software-<br />
Entwicklungsplattformen umsetzen<br />
lassen. Bestimmte Firmen bieten<br />
dafür entsprechende Embedded<br />
Firmware Entwicklung, inkl. Low-<br />
Level-Treiber-Entwicklung (AUTO-<br />
SAR / OSEK), App-Entwicklung<br />
für mobile Endgeräte, Tool-Ketten<br />
sowie automatische Build-, Testund<br />
Integrationsprozesse.<br />
Neben den rein technischen<br />
Bedien aspekten und optimaler Reinigbarkeit<br />
gewinnen dabei Ergonomie<br />
und ein übersichtliches Design -<br />
Stichwort „Flat-Design“ zum besseren<br />
Hervorheben von wichtigen Informationen<br />
zunehmend an Bedeutung.<br />
Die Bedienbarkeit mit OP-Handschuhen<br />
sind durch den Einsatz neuester<br />
Touchcontroller-Technologien<br />
problemlos. Entsprechende Softwareanpassungen<br />
schließen Fehleingaben<br />
durch beispielsweise Blut<br />
oder Wassertropfen aus.<br />
Gewährleistung der<br />
Bildqualität<br />
Viele medizinische Anwendungen<br />
stellen hohe Anforderungen an die<br />
Bildqualität. Bei der Nutzung von<br />
bildgebenden Verfahren für die Diagnostik,<br />
kommt es auf eine hohe<br />
Auflösung, exzellenten Kontrast<br />
und optimale Farbwiedergabe an.<br />
Beispielsweise erfolgt in der Ultraschalldiagnostik<br />
die Bildausgabe<br />
meist nicht in Farbe, sondern über<br />
fein aufgelöste Graustufenwerte.<br />
Die darin enthaltenen medizinisch<br />
relevanten Informationen erfordern<br />
eine sehr hohe Wiedergabequalität.<br />
Gesteigerte Ablesbarkeit mit<br />
Optical Bonding<br />
Durch Optical Bonding, das Verkleben<br />
von Display und Deckglas,<br />
wird die Ablesbarkeit deutlich verbessert,<br />
vor allem bei hellem Umgebungslicht.<br />
Die Frontscheiben werden<br />
durch einen speziellen Klebstoff<br />
mit dem Display verbunden. Dadurch<br />
werden unerwünschte Reflexionen<br />
beispielsweise in hell ausgeleuchteten<br />
OP-Sälen vermieden. Wichtig<br />
für die medizinische Diagnose ist<br />
36 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Bedienen und Visualisieren<br />
Bild 2: Autostereoskopische 3D-Displays ermöglichen gestochen scharfe,<br />
lebensechte 3D-Bilder auf Monitoren ganz ohne Brille<br />
© 3D Global Solutions: Bildrechte wurden SemsoTec zur Verfügung gestellt<br />
eine differenzierte Darstellung von<br />
Graustufen, die durch den hohen<br />
Kontrast, der durch das Optical<br />
Bonding unterstützt wird, erreicht<br />
wird. Zusätzlich steigert das Optical<br />
Bonding die mechanische Stabilität<br />
des HMI und es ist vor Feuchtigkeit<br />
und Staub geschützt.<br />
SemsoTec verfügt über langjährige<br />
Erfahrungen in der Entwicklung<br />
von Optical Bondingprozessen,<br />
insbesondere für das 2-Komponenten-OCR-Silicon-Bonding.<br />
Auf der hauseigenen Fertigungslinie<br />
können Displays bis zu 32“ –<br />
abhängig vom Bildseitenverhältnis<br />
– gebondet werden. Andere Konfigurationen,<br />
wie Multi-Displays auf<br />
einem Glas, sind ebenfalls möglich.<br />
Kurze Fertigungszyklen werden<br />
durch integrierte Prozesse wie<br />
UV- und Temperaturhärtung erreicht.<br />
Intuitive Bedienung durch<br />
3D Displays<br />
Professionelle 3D-Bildschirme<br />
stehen im medizinischen Bereich<br />
für chirurgische Genauigkeit und<br />
präzises Arbeiten mit ultrahochauflösenden<br />
Monitoren. Autostereoskopische<br />
3D-Displays ermöglichen<br />
gestochen scharfe, lebensechte<br />
3D-Bilder auf Monitoren ganz<br />
ohne Brille.<br />
3D-Displays erleichtern die Befundung<br />
und Diagnose enorm und verbessern<br />
die intuitive Bedienung.<br />
Komplexe Informationen können<br />
leichter erfasst werden. Überfrachtete<br />
Bildschirme mit vielen Informationen<br />
können „aufgeräumt“ werden,<br />
indem wichtige oder relevante Informationen<br />
vorne angezeigt werden,<br />
weniger wichtige oder gerade nicht<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
relevante eine Ebene nach hinten<br />
rutschen.<br />
Sofern zwei Ansichten (Stereo)<br />
aus einem Röntgensystem erzeugt<br />
werden können, so können jene<br />
Inhalte auch in Auto-Stereo-3D dargestellt<br />
werden.<br />
3D-Displays ermöglichen die Wiedergabe<br />
stereoskopischer Bilder im<br />
Original, dadurch lassen sich minimal-invasive<br />
Eingriffe deutlich einfacher<br />
ausführen. Die Aufnahme und<br />
Wiedergabe von 3D bietet eine sehr<br />
realistische Tiefenschärfe und ermöglicht<br />
enorm plastische Bilder von<br />
Strukturen bei mikroskopischen oder<br />
endoskopischen Arbeiten, die den<br />
Chirurgen durch den Eingriff leitet.<br />
Realisierung des<br />
3D-Effektes<br />
Zur Realisierung des 3D-Effektes<br />
werden in das TFT-Display oder<br />
davor optische Filterelemente integriert.<br />
Die Filter sorgen dafür, dass<br />
die auf dem Display dargestellten<br />
Bildinhalte von den Betrachtern<br />
räumlich wahrgenommen werden.<br />
Die Filter bestehen aus einem<br />
dünnen Trägermaterial (0,1 mm<br />
Film oder 0,1 – 3 mm dickes Glas),<br />
auf welches eine oder mehrere<br />
optisch wirksame Schichten aufgebracht<br />
werden. Die Parameter der<br />
optisch wirksamen Schicht(en) und<br />
der Schichtaufbau hängen dabei<br />
u. a. vom zugrundeliegenden TFT<br />
und den gewünschten Eigenschaften<br />
des 3D-Displays wie bspw. der<br />
Anzahl der Ansichten, des Betrachtungsabstandes<br />
und des Bildtrennungsgrades<br />
ab (Bild 2).<br />
Bei der brillenlosen 3D-Technologie<br />
werden optische Lentikularlinsen<br />
in Verbindung gebracht mit<br />
(ultra)hochauflösenden LCD- oder<br />
auch LED-Bildschirmen. Dabei<br />
werden die sogenannten „Lenticular<br />
Lenses“ unter Reinraumbedingungen<br />
subpixel-passgenau mit dem<br />
LCD-/LED-Element vereint. Dass<br />
dann in einer hohen Auflösung ohne<br />
Brillen 3D gesehen werden kann,<br />
funktioniert im Zusammenspiel der<br />
besonderen 3D-Hardware (ausgestattet<br />
mit Linsenraster), den entsprechenden<br />
3D-Inhalten und dazu<br />
gehöriger 3D-Software.<br />
Multi-View 3D-Displays<br />
Bei den sogenannten Multi-View<br />
3D-Displays können viele Personen<br />
vor dem 3D-Screen freies<br />
3D erleben, insofern dass gleich<br />
mehrere Perspektiven (meist 5<br />
oder 8 leicht versetzte Ansichten<br />
der gleichen Szene) über die Lentikularlinsen<br />
vor dem Monitor in<br />
horizontal angeordnete Ansichten-<br />
Zonen getrennt voneinander dargestellt<br />
werden. Das jeweils linke<br />
und das rechte Auge eines jeden<br />
Zusehers bekommt so eine leicht<br />
versetzte Ansicht zu sehen –<br />
dadurch kann das Gehirn ein räumliches<br />
Bild wahrnehmen. Bei den<br />
autostereoskopischen 3D-Displays<br />
basierend auf lediglich zwei<br />
Ansichten, wird der Single-User<br />
über ein Infrarot User-Trackingsystem<br />
stets komfortabel in der<br />
korrekten 3D-Zone gehalten. Jene<br />
Variante erlaubt es mit jeglichem<br />
Stereo-Content zusammenzuspielen<br />
und dies bei im Vergleich zu<br />
„Multi-View“ bei erhöhter Pixelauflösung<br />
für das jeweilige Auge. Mit<br />
dieser Erfindung ist die 3D-Brille<br />
so wie die bekannte Shutterbrille<br />
oder auch Polarisationsbrillen nunmehr<br />
obsolet.<br />
Eindeutige Darstellungen und<br />
reduzierte, aber kontrastreiche Farbigkeit<br />
sind für die Anwender von<br />
smarten optischen Bedieneinheiten<br />
in der Medizintechnik essenziell. Ein<br />
3D-Bildschirm erfüllt die strengsten<br />
medizinischen Standards (Bild 2).<br />
Display-Trends<br />
Moderne Displays zeichnen sich<br />
immer mehr durch hohe Kontraste,<br />
bessere Ablesbarkeit, hohe Auflösungen<br />
- bis 4K und anspruchsvolles<br />
Design aus. Neue Technologien<br />
wie OLEDs und MicroLEDs<br />
sind auf dem Vormarsch. Die Stärken<br />
der OLEDs kommen bei Augmented-Reality<br />
(AR-) und Virtual-Reality-(VR-)Anwendungen<br />
auch in der Medizintechnik voll<br />
zum Tragen. Micro-LEDs sind mit<br />
ihrer sehr hohen Leuchtdichte (bis<br />
10.000 cd/m²) und ihren kleinen<br />
Abmessungen (ca. 10 µm x 10 µm)<br />
ideal für die in der Medizintechnik<br />
weiter wachsende Beliebtheit von<br />
Wearables: vom Fitness-Armband<br />
zum Blutdruckmesser bis zum Herzschrittmacher<br />
(Bild 3).<br />
4K-Displays bringen für das klinische<br />
Personal erhebliche Erleichterungen<br />
mit. Die hochaufgelösten<br />
Bilder verbessern die Tiefenwahrnehmung<br />
der Chirurgen und sind<br />
bestens geeignet für den Einsatz<br />
bei minimal-invasiven, mikrochirurgischen<br />
Eingriffen wie beispielweise<br />
der Augenheilkunde oder der<br />
Neurologie. ◄<br />
Bild 3: Engergieeffizienter als OLED, höhere maximale Helligkeit, farbtreure<br />
Darstellung: Micro LED-Displays sind die Zukunft<br />
© iStock 1129901495, Kauf SemsoTec GmbH<br />
37
Bedienen und Visualisieren<br />
Programmierbare Einbauinstrumente<br />
möglicht die Erstellung von benutzerdefinierten<br />
Benutzeroberflächen-<br />
und Touchscreen-Displays<br />
mit der PanelPilotACE-<br />
Design-Studio-Software, einem<br />
kostenlosen Softwarepaket<br />
im Drag-and-Drop-Stil für die<br />
schnelle Entwicklung fortschrittlicher<br />
visueller Anzeigen für Einbaumessgeräte.<br />
Die Anzeigen<br />
akzeptieren diverse Eingangsoptionen,<br />
einschließlich Spannungen<br />
bis 40 V, 4 bis 20 mA Stromeingänge,<br />
digitale Ein- und Ausgänge,<br />
RS485, RS232, CAN-Bus und<br />
Modbus. Zusätzlich stehen weitere<br />
digitale Alarmausgänge und<br />
4 PWM-Ausgänge zur Verfügung.<br />
© Lascar Electronics Ltd<br />
BMC Solutions GmbH<br />
info@bmc.de<br />
www.bmc.de<br />
Einbauinstrumente mit frei gestaltbaren<br />
Anzeigen erlauben auf einfache<br />
Weise eine individuelle Gestaltung<br />
bei der Anzeige von Messwerten.<br />
Lascar bietet hierfür eine<br />
ganze Palette an Anzeigen in den<br />
Größen von 2,1“ bis 7“ mit 1 - 4 analogen<br />
Eingangskanälen, bei den großen<br />
Ausführungen optional auch mit<br />
CAN-Bus. Die kostenlose Panel-<br />
Pilot-Software bietet alle notwendigen<br />
Tools für eigene Layouts für<br />
Anwendungen z. B. in der Automatisierungs-<br />
und Prozess- steuerung,<br />
SPS, HMI, Datenerfassung, HLK<br />
und Energien.<br />
Das 2,1-Zoll-Display der Panel-<br />
Pilot-B-Serie ist ein kostengünstiges,<br />
stromsparendes, sonnenlichtlesbares<br />
Einkanal-Voltmeter mit<br />
einem eleganten, monochromen<br />
E-Paper-Display. Das Panel wird<br />
mit der kostenlosen PanelPilot-B-<br />
Software konfiguriert. Die Software<br />
bietet sechs Vorlagen zur Auswahl,<br />
und Benutzer können Beschriftungen,<br />
Skalierungen und Alarme<br />
anpassen. Aufgrund des geringen<br />
Stromverbrauchs eignet sich dieses<br />
Display ideal für batteriebetriebene<br />
tragbare Geräte. Die Panel-<br />
Pilot-M-Serie der 2,4-Zoll-, 2,8-Zollund<br />
3,5-Zoll-Komponenten umfasst<br />
anpassbare Einbaumessgeräte mit<br />
zwei analogen Eingängen, Alarmausgängen<br />
und farbigen Touchscreen-<br />
Displays.<br />
Mehr als 50<br />
Anwendungsvorlagen<br />
Konfiguriert mit der kostenlosen<br />
PanelPilot-M-Software, stehen über<br />
50 Anwendungsvorlagen zur Verfügung,<br />
darunter Balkendiagramme,<br />
Tankfüllstands-, Analog- und Trenddiagramme.<br />
Benutzer können Farben,<br />
Textbeschriftungen, Einheiten<br />
und Eingabeskalierungen anpassen,<br />
bevor sie auf das Display hochgeladen<br />
werden.<br />
Kundenspezifische<br />
Benutzeroberflächen- und<br />
Touchscreen-Displays<br />
Die PanelPilotACE-Serie der<br />
4,3-Zoll- und 7-Zoll-Displays er-<br />
Entwicklungszeit einsparen<br />
Die PanelPilot-Produktpalette und<br />
die Konfigurationssoftware ermöglichen<br />
es den Anwendern, die Entwicklungszeit<br />
für Mess-, Anzeigeund<br />
Steuerungsanwendungen<br />
drastisch zu verkürzen, da der komplexe<br />
Code-Entwicklungsprozess<br />
entfällt. So konnte das PanelPilot-<br />
ACE bei der Entwicklung wichtiger<br />
medizinischer Geräte für die Behandlung<br />
von COVID-19- Patienten unterstützen,<br />
und der Hersteller von Sauerstoffmonitoren,<br />
Oxford Optronix,<br />
dank der Effizienz und Effektivität<br />
von PanelPilotACE das Äquivalent<br />
von zwei Jahren Arbeit in nur fünf<br />
Tagen bewältigen.<br />
Wichtige Eigenschaften im<br />
Überblick<br />
• Displays in verschiedenen<br />
Größen zwischen 2,1“ und 7“,<br />
monochrom oder farbig<br />
• einfach zu navigierende Benutzeroberflächen<br />
• auch mit kapazitiven Touchscreens<br />
für intuitive Benutzersteuerung<br />
• einfach anpassbar, verkürzt Entwicklungszeiten<br />
für Anwendungen<br />
rapide<br />
• kostenlose Software, frei programmierbar<br />
• analoge Eingänge für Spannung<br />
und Strom<br />
• CAN-Bus Interface (optional);<br />
Temperaturfühler-Eingänge<br />
(optional)<br />
• serielle Schnittstelle<br />
RS232/485 ◄<br />
38 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Bedienen und Visualisieren<br />
3-Megapixel-Farbmonitor für die radiologische Befundung<br />
Die Auflösung von 3 Megapixeln und<br />
die hohe Helligkeit des RadiForce RX370<br />
sind ideal für eine präzise Anzeige von<br />
radiologischen Aufnahmen. Graustufenbilder,<br />
insbesondere von Thorax und<br />
Feinstrukturen sowie Farbbilder aus<br />
3D-Rekonstruktionen und die Kombinierung<br />
verschiedener bildgebender<br />
Verfahren, profitieren von der hohen<br />
Bildqualität.<br />
Auf Wunsch wählt die Hybrid Gamma-<br />
Funktion des RX370 automatisch die<br />
zum Bild passende Leuchtdichtekennlinie.<br />
So werden monochrome Röntgenbilder<br />
beispielsweise mit DICOM-<br />
Graustufen-Charakteristik angezeigt,<br />
während die Leuchtdichte anderer Bilder<br />
einer Gamma-Funktion folgt. Deshalb<br />
ist der RX370 ideal für die genaue<br />
Wiedergabe von PACS-Bildern aus der<br />
Projektionsradiografie sowie von Farbbildern<br />
oder kombinierten Farb- und<br />
Graustufenaufnahmen.<br />
Zu den neuen Work-and-Flow-Funktionen<br />
des RX370 gehört der Instant-<br />
Backlight-Booster. Er regelt die Helligkeit<br />
des Monitors vorübergehend auf<br />
ca. 1100 cd/m 2 hoch, um Graustufendifferenzierung<br />
noch besser erkennen zu können. Die<br />
Helligkeit kehrt nach kurzer Zeit automatisch auf<br />
die ursprüngliche Einstellung zurück, so dass<br />
der Schirm unter den typischen Befundungsbedingungen<br />
weiterverwendet werden kann.<br />
Design und Technologie des RX370 bieten<br />
sowohl ergonomischen Komfort als auch<br />
einzigartige Bildpräzision für den Einsatz in<br />
der modernen Radiologie. Sogar beim Verpackungsmaterial<br />
zeigt sich der RX370 vorbildlich.<br />
Anstelle von Polystyrol wird eine Polsterung<br />
aus geformtem Zellstoff verwendet.<br />
Dieser wird aus recyceltem Karton und Papier<br />
hergestellt.<br />
Wie für alle RadiForce-Modelle bietet EIZO<br />
auch für den RX370 fünf Jahre Garantie inklusive<br />
Austauschservice. Das bedeutet höchste<br />
Investitionssicherheit und geringe TCO (Total<br />
Cost of Ownership).<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 5-2021 auf Seite 156.<br />
EIZO Europe GmbH<br />
www.eizo.de<br />
Best of 2021<br />
Folientastaturen für medizinische Anwendungen<br />
die zugleich eine gute Sichtbarkeit und intuitive<br />
Bedienoberfläche erfordern ist sie die bevorzugte<br />
Wahl. Im medizinischen Bereich sind dies zum Beispiel<br />
Schwesternnotrufsysteme, Steuerungen von<br />
Krankenbetten, Eingabetastaturen für Diagnosegeräte<br />
und Defibrillatoren, sowie weitere Schnittstellen<br />
zur Patientenversorgung. Durch den Einsatz<br />
von Werkzeugen kann sie nahezu jede beliebige<br />
Form annehmen. Eine taktile Rückmeldung ist<br />
durch die Folienprägung einzelner Tasten und den<br />
Einsatz von Schnappscheiben gewährleistet. Weitere<br />
Pluspunkte sind neben ihrem flachen Aufbau,<br />
eine geschlossene Oberfläche, Resistenz gegen<br />
Chemikalien und ihre Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten<br />
und Staub. Die Integration von LEDs für<br />
beleuchtete Tastenfelder ist ebenfalls problemlos<br />
möglich, was für die oft abgedunkelten Arbeitsumgebungen<br />
im Medizinbereich empfehlenswert ist.<br />
Durch die Integration einer EMV-Abschirmung in<br />
der Folientastatur werden Fehlfunktion des Gerätes<br />
durch das Eindringen unerwünschter Signale, sowie<br />
aber auch eine Störung in der eigenen elektromagnetischen<br />
Umgebung eliminiert. Eine zuverlässige und<br />
störungsfreie Funktion der Eingabegeräte ist somit<br />
garantiert. N&H berät ausführlich bei der Auswahl<br />
der passenden Eingabetastatur, bietet Unterstützung<br />
bei der Konstruktion und begleitet seine Kunden<br />
von der ersten Idee bis zur Serienproduktion.<br />
N&H Technology liefert kundenspezifische Folientastaturen<br />
für alle Anwendungsbereiche. Gerade im<br />
Medizinbereich kommt die Folientastatur aufgrund<br />
ihrer vielfältigen Gestaltungs- und Ausstattungsmöglichkeiten<br />
bevorzugt zum Einsatz. Vor allem in<br />
Geräten mit einer geringen Anzahl an Funktionen,<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 1-2021 auf Seite 63.<br />
N&H Technology GmbH<br />
www.nh-technology.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
39
Bedienen und Visualisieren<br />
Display-Fab schließt - Ersatz für LG LB070WV8<br />
entwickelt<br />
Lieferprobleme beherrschen seit dem Ausbruch der<br />
Pandemie die Elektronik. Dies betrifft auch Displays.<br />
Etliche werden aktuell nicht gefertigt, weil die Chips,<br />
die sie ansteuern, knapp sind und von den Displayherstellern<br />
zurzeit nur in hochpreisige Produkte verbaut<br />
werden. Damit die Produktion zeitnah weiterlaufen<br />
kann, wird eine kurzfristige Alternative benötigt. Noch<br />
unangenehmer ist es jedoch, wenn Displays komplett<br />
und dauerhaft abgekündigt werden.<br />
Das 7-Zoll-Display<br />
LB070WV8-SL02 von LG ist sehr gefragt und wird<br />
in großen Stückzahlen in Maschinen und Geräten aller<br />
Art, ob Industrie, Automatisierung, Medizin, Automotive<br />
oder auch professionellen Küchen geräten verbaut.<br />
Es wird mit der Schließung einer Display-Fabrik<br />
des Herstellers spätestens ab Mitte <strong>2022</strong> nicht mehr<br />
lieferbar sein.<br />
Eine Alternative ist hier also nicht nur kurzfristig, sondern<br />
dauer haft gefragt. Diese hat HY-LINE erfolgreich<br />
entwickelt und vertreibt sie nun exklusiv. Datenblätter<br />
sind verfügbar, Muster können bereits bestellt werden.<br />
Über Hy-line<br />
HY-LINE Computer<br />
Components GmbH<br />
www.hy-line-group.com<br />
HY-LINE ist der Ansprechpartner für industrielle<br />
Display- und Touch-Lösungen. Vom passenden Display<br />
über Controller und Backlight-Treiber bis hin zu<br />
kompletten TFT-Kits bieten HY-LINE Komplettlösung<br />
aus einer Hand.<br />
Touchscreens sind heutzutage aus dem Alltag und<br />
der Industrie nicht mehr wegzudenken. Ob in Smartphones,<br />
der Medizintechnik, dem Transportwesen, der<br />
Automatisierung, in Industrie-PCs oder Digital Signage<br />
– Touch-Anwendungen finden sich überall. HY-LINE<br />
hilft bei der Realisierung der richtigen Touch-Lösung<br />
für Kundenapplikation. ◄<br />
Kompatibel zu Mitsubishi TFT-Displays<br />
Der Hersteller Mitsubishi hat die<br />
Produktion von TFT-Displays eingestellt<br />
und alle Produkte zum Jahresbeginn<br />
2021 abgekündigt. Als<br />
Alternative dafür bietet Distributor<br />
GLYN die Displays der Serie 30<br />
von EDT (Emerging Display Technologies)<br />
an. Die Modelle dieser<br />
TFT-Familie verfügen über die<br />
gleichen mechanischen Außenabmessungen<br />
wie die bekannten<br />
Mitsubishi Display-Typen.<br />
Die Positionierung der Montagelöcher<br />
und Schraubbefestigungen<br />
sowie die Pin-Belegung sind ebenfalls<br />
identisch. Entwickler, die auf<br />
der Suche nach einer Mitsubishi<br />
Alternative sind, können mit der<br />
EDT 30 Serie schnell und einfach<br />
mit dem Design fortfahren.<br />
Die Display-Serie umfasst aktuell<br />
TFT-Versionen in den Größen<br />
8,4 Zoll, 10,4 Zoll und 12,1 Zoll. Die<br />
TFTs sind in XGA-Auflösung und<br />
mit LVDS Schnittstelle erhältlich.<br />
Die Displays arbeiten im erweiterten<br />
Temperaturbereich von -30 bis<br />
80 °C und bieten eine Helligkeit<br />
bis zu 1.300 cd/m². Typische Einsatzbereiche<br />
sind unter anderem<br />
Landwirtschaft, Baumaschinen<br />
und Medizintechnik. Auf Anfrage<br />
sind zusätzlich integrierte PCAP-<br />
Touch-Lösungen zu den Displays<br />
erhältlich.<br />
Glyn Jones<br />
GmbH und Co. KG<br />
www.glyn.de<br />
40 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
3D-Stereo Monitore in der Medizintechnik<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
Wer bislang in seinem beruflichen<br />
Umfeld in der Medizintechnik professionelle<br />
hochauflösende 3D-Stereo-<br />
Visualisierungen benötigte, kennt die<br />
Monitor-Serie mit der Beamsplitter-<br />
Technologie von PLANAR. Schneider<br />
Digital, der Spezialist für 3D-Stereo-,<br />
Virtual-Reality- (VR/AR), 4Kund<br />
High-End-Hardware, bringt nun<br />
mit dem weiterentwickelten, revolutionären<br />
3D PluraView ein passives<br />
3D-Stereo-Display als Nachfolger<br />
der eingestellten PLANAR-Serie<br />
auf den Markt.<br />
Die passive Beamsplitter-Technologie<br />
des 3D PluraView ist im<br />
Gegensatz zu aktiven 3D-Monitoren<br />
völlig flimmerfrei und damit<br />
geeignet für den professionellen,<br />
augenschonenden Dauereinsatz<br />
über einen ganzen Arbeitstag hinweg.<br />
Die höchster Display-Helligkeit<br />
ermöglicht Arbeiten in Tageslicht-Umgebung,<br />
selbst bei unmittelbarer<br />
Sonneneinstrahlung – abgedunkelte<br />
Räume für 3D-Stereo<br />
Arbeiten gehören somit der Vergangenheit<br />
an!<br />
So unterschiedlich die Anwendungen<br />
in der Medizintechnik, so<br />
passend die 3D-Monitor-Lösung:<br />
Die innovative, passive Stereo-<br />
Monitor-Produktfamilie von Schneider<br />
Digital bietet für jede Anforderung,<br />
wie z. B. in der OP-Planung,<br />
der 3D-Computertomographie,<br />
in der anatomischen Bildgebung,<br />
dem 3D-Druck oder der Auswertung<br />
visueller Medizindaten das<br />
richtige Maß. Der 3D PluraView ist<br />
geeignet für alle 3D-Stereo fähigen<br />
Software-Anwendungen im Medizinbereich,<br />
wie z. B. VSP, Stereostaxie,<br />
MOE, Forsina CT-VR, Versalius<br />
3D, Sybyl, VMD syngo.four-<br />
Sight oder syngo.Via.<br />
Für die unterschiedlichen Anforderungen<br />
an Auflösung und v. a.<br />
Platzbedarf stehen in der 3D Plura-<br />
View Produktfamilie vier verschiedene<br />
Modelle mit zwei unterschiedlichen<br />
Gehäusen zur Verfügung.<br />
Schneider Digital<br />
info@schneider-digital.com<br />
www.schneider-digital.com<br />
User Interfaces für Medizingeräte mit Dokumentation gemäß MDR und FDA<br />
Der steute-Geschäftsbereich<br />
Meditec macht den Herstellern<br />
von Medizingeräten ein erweitertes<br />
Angebot. Die Kunden erhalten<br />
nicht nur hochwertige und von<br />
Grund auf für die Medizintechnik<br />
entwickelte User Interfaces –<br />
wahlweise aus dem Standardprogramm<br />
oder kundenspezifisch projektiert,<br />
leitungsgebunden oder mit<br />
Funktechnik. Auf Wunsch übernimmt<br />
steute auch die Zertifizierung,<br />
Validierung und Dokumentation<br />
des Bediensystems gemäß<br />
den einschlägigen medizinischen<br />
Normen.<br />
Guido Becker, Division<br />
Manager Meditec: „Wir stellen<br />
unseren Kunden auf<br />
Wunsch die MDR-konforme<br />
Dokumentation bereit, die<br />
sie einfach in ihre Gerätehauptakte<br />
übernehmen können.<br />
Damit erbringt der Hersteller<br />
des Medizingerätes<br />
den Nachweis, dass die<br />
Produktion und Prüfung<br />
der User Interfaces den<br />
Anforderungen der medizinischen<br />
Richtlinien entsprechen.“<br />
Aus Sicht des Herstellers<br />
vereinfacht das den Aufwand<br />
für die Zulassung des Gesamtsystems<br />
– inklusive der User Interfaces<br />
– ganz erheblich. Und das<br />
neue Service-Angebot gilt nicht<br />
nur für Europa, sondern auch für<br />
den amerikanischen Markt. Denn<br />
steute Meditec ist bei der FDA<br />
im Rahmen der „FDA Establishment<br />
Registration“ (21 CFR 807)<br />
als „Contract Manufacturer“ registriert.<br />
Das heißt: Eine FDA-konforme<br />
Dokumentation der User<br />
Interfaces kann optional zur Verfügung<br />
gestellt werden. Guido<br />
Becker: „Das Erstellen der Dokumentationen<br />
– für die MDR und<br />
die FDA – erfordert erheblichen<br />
Aufwand. Wir haben die nötige<br />
Erfahrung, unterstützen unsere<br />
Kunden gern bei den notwendigen<br />
Nachweisen und nehmen<br />
ihnen damit Arbeit ab, die auch<br />
zu einer schnelleren Zulassung<br />
der Medizingeräte in den jeweiligen<br />
Märkten führen kann.“<br />
steute Technologies<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.steute-meditec.com<br />
www.steute.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
41
Bedienen und Visualisieren<br />
Best of 2021<br />
Gestochen scharfe, lebensechte 3D-Bilder<br />
SemsoTec Group bietet mit den hochmodernen<br />
autostereoskopischen 3D-Displays<br />
des Herstellers 3D Global Solutions ein einzigartiges,<br />
unmittelbares 3D- oder hybrides<br />
2D/3D-Erlebnis ohne Brille oder andere<br />
Geräte. Die 3D-Monitore ermöglichen gestochen<br />
scharfe, lebensechte 3D-Bilder.<br />
Die 3D-Displays sind bestens geeignet für<br />
Anwendungen, bei denen es um herausragende<br />
visuelle Erlebnisse, schnellere Informationserfassung,<br />
optimale Benutzerfreundlichkeit sowie<br />
komfortable und intuitive Interaktion geht: Sie<br />
sind ideal für Automotive-Applikationen, in der<br />
Medizintechnik oder am Point of Sale.<br />
Zur Realisierung des 3D-Effektes werden in<br />
das TFT-Display oder davor optische Filterelemente<br />
integriert. Die Filter sorgen dafür, dass<br />
die auf dem Display dargestellten Bildinhalte<br />
von den Betrachtern räumlich wahrgenommen<br />
werden. Die Filter bestehen aus einem dünnen<br />
Trägermaterial (0,1 mm Film oder 0,1 - 3 mm<br />
dickes Glas), auf welches eine oder mehrere<br />
optisch wirksame Schichten aufgebracht werden.<br />
Die Parameter der optisch wirksamen<br />
Schicht(en) und der Schichtaufbau hängen<br />
dabei u. a. vom zugrundeliegenden TFT und<br />
den gewünschten Eigenschaften des 3D-Displays<br />
wie bspw. der Anzahl der Ansichten, des<br />
Betrachtungsabstandes und des Bildtrennungsgrades<br />
ab.<br />
In der Zusammenarbeit zwischen Semso-<br />
Tec und 3D Global Solutions konzentriert sich<br />
3D Global Solutions auf die Konzeption und<br />
Entwicklung der 3D-Funktionalität der Monitore,<br />
SemsoTec bringt das etablierte Knowhow<br />
zur Serienfertigung und Qualitätssicherung<br />
ein. In Summe entstehen so hoch innovative,<br />
zuverlässige und präzise auf 3D-Anforderungen<br />
des Kunden abgestimmte Systeme.<br />
SemsoTec GmbH<br />
www.semsotec.de<br />
Tastaturschublade (1HE) mit widerstandsfähiger Edelstahlblende<br />
tastaturen.com stellt mit der KSS-19 eine<br />
schlanke Edelstahl-Tastaturschublade vor, die<br />
mit einer hochwertigen Edelstahlfrontblende ausgestattet<br />
ist und die bisherige Aluminiumvariante<br />
ersetzt. Der Vorteil: Aluminium ist zwar leichter,<br />
Edelstahl jedoch weitaus langlebiger und widerstandsfähiger.<br />
Mit nur einer Höheneinheit (1HE<br />
entspricht 4,4 cm) gehört sie zu den ultraflachen<br />
Einschüben bei einer Einbautiefe von 150 mm<br />
für Standard-19-Zoll-Racks.<br />
Mit Metall-Tastatur ausgestattet<br />
Optional kann die passende PC-Edelstahltastatur<br />
KVS-91 dazu bestellt werden. Die Einbautastatur<br />
verfügt über ein Standard MF2<br />
Layout mit allen Funktions- und Steuerungstasten.<br />
Die Schutzart beträgt in geöffnetem<br />
und in geschlossenem Zustand DIN IP65. Einfaches<br />
Plug & Play ist durch die USB-Schnittstelle<br />
gewährleistet. Ein PS/2-Anschluss steht<br />
auf Anfrage zur Verfügung.<br />
Verschiedene Maus-Optionen<br />
Die KVS-91 bietet verschiedene Maus-Varianten<br />
an. Der optische 13-mm-Trackball überzeugt<br />
durch seine industriekonforme Robustheit.<br />
Anstelle des Trackballs ist die Tastatur auch mit<br />
einer Fingermaus in Form von 4 Tasten oder<br />
einem Touchpad erhältlich. Das Paar eignet<br />
sich ideal für Bereiche mit hohem Verschmutzungsgrad<br />
wie z.B. im produzierenden Gewerbe<br />
oder im Maschinen- und Anlagenbau. Gleichwohl<br />
ist die Schublade auch in medizinischen<br />
Bereichen, wie etwa in Reinraum oder Laborräumen<br />
sehr gut einsetzbar.<br />
GeBE Computer & Peripherie GmbH<br />
www.tastaturen.com<br />
42 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Software<br />
Testsoftware zur Einschätzung der IoT-Sicherheit<br />
Keysight Technologies hat eine<br />
neue IoT Security Assessment Software<br />
vorgestellt, mit der Hersteller<br />
von Internet of Things (IoT) Chips<br />
und -Geräten sowie Organisationen,<br />
die IoT-Geräte einsetzen, umfassende,<br />
automatisierte Cybersecurity-Analysen<br />
durchführen können.<br />
Die zunehmende Zahl vernetzter<br />
IoT-Geräte ermöglicht es Hackern,<br />
Cybersecurity-Schwachstellen<br />
für eine Reihe von Angriffen wie<br />
Malware, Ransomware und Datendiebstahl<br />
auszunutzen. Laut Statista<br />
wird die Gesamtzahl der weltweit<br />
installierten IoT-Geräte bis 2025<br />
voraussichtlich auf 30,9 Milliarden<br />
ansteigen gegenüber 13,8 Milliarden<br />
Geräten im Jahr 2021.<br />
BrakTooth<br />
Kürzlich entdeckten Forscher der<br />
Singapore University of Technology<br />
and Design (SUTD) in kommerziellen<br />
Bluetooth-Chipsätzen eine Gruppe<br />
von Schwachstellen, die sie Brak-<br />
Tooth nannten und die sich auf Milliarden<br />
von Endgeräten auswirken.<br />
Die SUTD-Forschung wurde mit<br />
Unterstützung von Keysight finanziert.<br />
Die von SUTD veröffentlichten<br />
Ergebnisse wurden in Verbesserungen<br />
der IoT Security Assessment<br />
Software von Keysight eingebracht.<br />
BrakTooth erfasst grundlegende<br />
Angriffsvektoren gegen<br />
Geräte, die Bluetooth Classic Basic<br />
Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR)<br />
verwenden, und dürfte auch Bluetooth-Chipsätze<br />
betreffen, die nicht<br />
vom SUTD-Team getestet wurden.<br />
Die Schwachstellen, zu denen 20<br />
CVEs (Common Vulnerabilities and<br />
Exposures) sowie vier noch nicht zu<br />
den CVEs zählende Schwachstellen<br />
gehören, werden in Bluetooth-<br />
Kommunikations-Chipsätzen gefunden,<br />
die in System-on-Chip (SoC)<br />
Boards verwendet werden. Diese<br />
Schwachstellen bergen Risiken wie<br />
Remotecode-Ausführung, Abstürze<br />
und Deadlocks. Das SUTD-Team hat<br />
die betroffenen Hersteller über die<br />
Ergebnisse informiert und ihnen die<br />
Möglichkeit gegeben, die Ergebnisse<br />
zu reproduzieren und die Schwachstellen<br />
zu beheben.<br />
IoT Security Assessment<br />
Software<br />
Die IoT Security Assessment Software<br />
von Keysight nutzt mehr als<br />
20 Jahre Erfahrung bei Netzwerksicherheitstests,<br />
um Sicherheitsschwachstellen<br />
in jeder Netzwerktechnologie<br />
aufzudecken. Die Software<br />
bietet umfassende, automatisierte<br />
Tests, um schnell eine große<br />
Matrix bekannter und unbekannter<br />
Schwachstellen abzudecken. IoT-<br />
Sicherheitsbewertungen umfassen<br />
neuartige Cybersecurity-Angriffstools<br />
und -techniken für drahtlose<br />
Schnittstellen wie WiFi, Bluetooth<br />
und Bluetooth Low Energy (BLE),<br />
um bekannte Schwachstellen zu<br />
erkennen und neue Schwachstellen<br />
zu entdecken.<br />
Keysight Technologies<br />
www.keysight.com<br />
UDI-Funktionalitäten in neuer Version deutlich erweitert<br />
Die neue oxaion-Version, die kurz vor der<br />
Freigabe steht, wartet mit einer Reihe neuer<br />
Funktionen für UDI auf. So wurde der Leistungsumfang<br />
bei der Erstellung und dem<br />
Druck der UDI überarbeitet. Parallel dazu ist<br />
jetzt auch der Druck von Typenschildern und<br />
Daten für den Implantatausweis ergänzt worden.<br />
Ein weiterer Schwerpunkt lag in der Abbildung<br />
von UDIs bei Handelsprodukten oder der<br />
Organisation von UDI-Druck bei Fremdfertigung.<br />
Weiter wurde eine Möglichkeit geschaffen,<br />
den Aufbau der UDI zu konfigurieren und<br />
die UDI auf zahlreichen Belegen anzuzeigen.<br />
Ein wichtiger Punkt im Rahmen der UDI-Prozesse<br />
ist die Verifizierung, dass erstellte oder<br />
gekaufte Medizinprodukte mit einem gültigen<br />
und richtigen UDI-Code gekennzeichnet sind.<br />
Hier bietet unser Partner Elmicron mit Elmi-<br />
ScanLink ein Diagnostik-Tool an, welches die<br />
Datenstruktur und den Barcode-Inhalt prüft.<br />
Damit können die auch von der MDR geforderten<br />
Qualitätskontrollen für die UDI-Markierung<br />
und die UDI-Daten umgesetzt werden.<br />
Elmi-ScanLink kennt die UDI-akkreditierten<br />
Standards, prüft diese, protokolliert das Analyseergebnis<br />
und stellt so die Dokumentation<br />
zur Verfügung. Beim Scan erhält man sofort<br />
eine Rückmeldung, ob der Barcode ok oder<br />
fehlerhaft ist und welche Daten Elmi-Scan-<br />
Link gelesen hat.<br />
oxaion<br />
www.oxaion.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
43
Stromversorgung<br />
OEM-Netzteile -<br />
Neue Möglichkeiten entdecken<br />
Für die Auswahl von Netzteilen ist<br />
das Internet reich an digitalen Katalogen,<br />
Elektronik-Shops mit mehr<br />
oder weniger funktionellen Filtern,<br />
technischen Kurz-Datenblättern und<br />
vielen Profi-Tipps. Was dagegen selten<br />
zu finden ist, sind unabhängige<br />
Bewertungen zu Produkten, Herstellern<br />
und Lieferanten. Gerade das<br />
kann aber entscheidenden Einfluss<br />
auf den reibungslosen Fortgang und<br />
Abschluss eines Projektes haben.<br />
Insbesondere, da das technische<br />
Zusammenspiel der Komponenten<br />
immer komplexer wird…<br />
Klassifiziert man die medizinischen<br />
Stromversorgungen und<br />
DC/DC-Wandler, kann man drei<br />
Hauptgruppen erkennen. Dies sind<br />
neben den meistbekannten Standardgeräten<br />
die voll kundenspezifischen<br />
OEM-Geräte und die modifizierten<br />
Netzteile.<br />
Modifizieren und neu<br />
Designen<br />
Aber warum werden Netzteile<br />
überhaupt modifiziert oder komplett<br />
neu als OEM-Netzteil konstruiert,<br />
obwohl das Angebot an Standardnetzteilen<br />
sehr groß ist? Hierzu gibt<br />
es gute Gründe:<br />
• Besondere elektrische Anforderungen,<br />
z. B. Spannungen, Ableitströme<br />
etc.<br />
• Besondere mechanische Anforderungen,<br />
z. B. Baugröße, Bauform,<br />
Befestigung, Steckersysteme etc.<br />
• Besondere Umgebungsbedingungen<br />
am Einsatzort, z. B. Temperatur,<br />
Feuchtigkeit, Schock und<br />
Vibrationen<br />
• Besondere Zulassungen z. B.<br />
Marine, Medizin, Hausgeräte,<br />
Bahn etc.<br />
• Besondere Features wie z. B.<br />
Schnittstellen, Software, DC-<br />
USV etc.<br />
• Reduktion der Gesamtkosten durch<br />
niedrigere direkte Netzteilkosten<br />
• Reduktion der Montagekosten im<br />
Produktionsablauf des Kunden<br />
Dabei ist die Grenze zwischen<br />
Modifikation und voll kundenspezifisch<br />
fließend. Typischerweise ist<br />
ein modifiziertes Netzteil ein Standardgerät,<br />
welches in einem bzw.<br />
wenigen Features geringfügig geändert<br />
(modifiziert) wird. Beispielhaft<br />
kann dies eine andere Ausgangsspannung<br />
sein oder spezielle Kontaktleisten,<br />
die passend zur Schnittstelle<br />
der Kundenapplikation konfiguriert<br />
sind. Bei voll kundenspezifischen<br />
Stromversorgungen werden<br />
i.d.R. mehrere Dinge geändert,<br />
oder die Entwicklung fußt erst<br />
gar nicht auf einem Standardgerät.<br />
So würde man z. B. die Anpassung<br />
eines Standard 12-V-Netzteils auf<br />
13,8 V als Modifikation bezeichnen,<br />
während ein Gerät mit AC-<br />
und DC-Eingang, fünf Ausgangsspannungen,<br />
besonderer Größenvorgabe<br />
und einem Temperaturbereich<br />
von -40 - +80 °C als voll kundenspezifisch<br />
gilt.<br />
Wie läuft ein typisches<br />
OEM-Netzteilprojekt ab?<br />
Es teilt sich vereinfacht in folgende<br />
Phasen auf, wobei Dauer und<br />
Reihenfolge der einzelnen Schritte<br />
stark variieren können:<br />
• Bewertung und Festlegung von<br />
technischen Anforderungen und<br />
Zulassungen (Lastenheft)<br />
• Abstimmung des Zeitplans<br />
• Abgleich von Qualitätsmanagementvorgaben<br />
• Start der Entwicklung, interne<br />
Tests und Lieferung von Prototypen<br />
durch den Netzteilhersteller<br />
• Test der Prototypen in der Applikation<br />
mit ggfs. darauf beruhenden<br />
Änderungswünschen des Kunden<br />
• Fertigstellung der finalen Muster<br />
und Lieferung dieser als Freigabemuster<br />
durch den Netzteilpartner<br />
• Tests der Freigabemuster in den<br />
Prototypen der neuen Kundenapplikation<br />
• Endgültige Freigabe der Muster<br />
durch den Kunden<br />
Autoren:<br />
Heidrun Seelen, Vertriebsleitung<br />
und Frank Cubasch,<br />
Geschäftsführer<br />
Magic Power Technology GmbH<br />
www.mgpower.de<br />
Bild 1: Standard-Netzteil in einem 19-Zoll-Einschub<br />
44 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Stromversorgung<br />
Bild 2: Klassifiziert man Stromversorgungen und DC/DC-Wandler, kann man drei Hauptgruppen erkennen:<br />
Standardgeräte, kundenspezifischen OEM-Geräte und modifizierte Netzteile<br />
• Parallel ggfs. Bau von Werkzeugen<br />
für das Netzteil, z. B. Gehäusewerkzeug<br />
• Zulassung des Netzteils z. B. nach<br />
EN/UL 60601-1 (kann ggfs. auch<br />
zusammen mit der Kundenapplikation<br />
erfolgen)<br />
• Nullserie der Kundenanwendung<br />
mit den ersten unter Serienbedingungen<br />
gefertigten OEM-<br />
Netzteilen<br />
• Eventuelle kleinere Anpassungen<br />
können am Netzteil noch vorgenommen<br />
werden.<br />
• Zulassung der Kundenapplikation,<br />
ggfs. zeitlich parallel<br />
• Start der Serienproduktion, erste<br />
Serienlieferung des OEM-Netzteils<br />
• Regelmäßige Serienlieferungen<br />
und Logistik<br />
• After sales service<br />
Kostenblöcke<br />
Im Vergleich zu einem Standardnetzteil<br />
sind folgende Kostenblöcke<br />
zu berücksichtigen:<br />
a) Entwicklungskosten inkl. Prototypen<br />
und finalem Muster<br />
b) Zur Vorbereitung für die Serie<br />
(nach Freigabe des Musters):<br />
• Werkzeugkosten (sofern notwendig),<br />
z. B. für Kühlkörper und<br />
Gehäuse<br />
• Zulassungskosten nach der<br />
60601-1, i.d.R. Safety und EMV<br />
Günstiger als Standard<br />
Wie bereits oben erwähnt, ist kundenspezifisch/OEM<br />
nicht zwangsläufig<br />
mit höheren Kosten gleichzusetzen.<br />
Im Gegenteil - bei einem professionell<br />
durchgeführten Design-In<br />
mit entsprechender Punktlandung<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
der Features werden, verglichen<br />
mit einem Standardnetzteil, oftmals<br />
günstigere Gesamtkosten erreicht.<br />
Dies trifft besonders dann zu, wenn<br />
Zusatzfeatures in das Netzteil implementiert<br />
werden, welche ansonsten<br />
in den Kostenbereich der Kundenapplikation<br />
fallen. Das können im<br />
einfachsten Fall angelötete Kabelsätze,<br />
vormontierte Abstandshalter<br />
oder Befestigungsbleche sein.<br />
Ebenso können spezielle Gehäuse<br />
Teil der OEM-Lösung sein. Hierdurch<br />
kann der Kunde Arbeitsgänge und<br />
Montagekosten einsparen.<br />
Spitzenlasten<br />
Ein weiteres typisches Beispiel<br />
der Kostenreduktion durch den<br />
Einsatz von modifizierten Netzteilen<br />
sind Spitzenlasten. Treten<br />
in einer Applikation hohe Spitzenleistungen<br />
auf, deren Wiederholfrequenz<br />
und Dauer jedoch gering<br />
sind, gibt es grundsätzlich zwei<br />
Lösungswege. Einerseits kann man<br />
natürlich die Auswahl des Netzteils<br />
auf diese Spitzenleistung hin treffen,<br />
indem man die Dauerleistung<br />
des Netzteils entsprechend hoch<br />
wählt. Dies führt neben erhöhter<br />
Baugröße aber auch zu höheren<br />
Kosten. Andererseits kann der<br />
Kunde durch ein kundenspezifisches<br />
Netzteil Kenngrößen wie<br />
Spitzenleistung, Dauer, Wiederholfrequenz<br />
und andere Variablen<br />
punktgenau an die Anforderungen<br />
anpassen. Ein typisches Anwendungsbeispiel<br />
hierzu sind Drucker.<br />
Das richtige Maß bei der Wahl<br />
der Mittel ist entscheidend. Oder<br />
würden Sie sich einen 9-Sitzer Bus<br />
kaufen, wenn sie nur alleine in der<br />
Stadt unterwegs sind?<br />
Von der Hand zu weisen ist natürlich<br />
nicht, dass sich bei einem OEM-<br />
Netzteil zu Beginn eines Projektes<br />
höhere Zeit- und Kostenaufwendungen<br />
ergeben. Diese amortisieren<br />
sich jedoch insbesondere bei<br />
längerem Life cycle des Endprodukts<br />
gegenüber der Lösung mit<br />
einem Standardnetzteil.<br />
Worauf sollte der Kunde<br />
bei der Auswahl des<br />
Netzteilpartners achten?<br />
Natürlich ist ein wettbewerbsfähiges<br />
Angebot DIE grundlegende<br />
Voraussetzung. Darüber hinaus sind<br />
jedoch folgende Punkte sehr wichtig<br />
für einen reibungslosen und erfolgreichen<br />
Projektverlauf:<br />
a) Vertrauen<br />
b) Erfahrung<br />
c) Passende Unternehmensgröße/<br />
Organisation<br />
a) Warum Vertrauen?<br />
Überspitzt beschrieben erhält der<br />
Kunde - anders als beim Kauf eines<br />
Bild 3: Netzteil mit Lötpins<br />
Standardnetzteils – zu Beginn des<br />
Prozesses neben dem Vertragswerk<br />
nur das Pflichtenheft. Er hat<br />
die Entwicklung beauftragt, wird<br />
aber in den ersten Wochen danach<br />
nur wenige Informationen bekommen.<br />
Erst nach Fertigstellung des<br />
Prototyps kann der Netzteilentwickler<br />
Testmessungen durchführen<br />
und dem Kunden die Resultate<br />
übermitteln. Dann erhält der Kunde<br />
das, durch das Pflichtenheft zuvor<br />
beschriebene, Netzteil als Prototyp<br />
für seine ersten Tests in der<br />
Applikation.<br />
Sollte sich dabei herausstellen,<br />
dass das Pflichtenheft lückenhaft<br />
war oder der Lieferant mit seiner<br />
Entwicklung Probleme hatte,<br />
führt dies zu einem neuen Loop.<br />
Betrachtet man ein Extremszenario<br />
und wäre die Entwicklung sogar<br />
schlussendlich gescheitert, hieße<br />
es für den Kunden ähnlich wie bei<br />
Monopoly „Zurück auf Start“, und<br />
das mit all den daraus folgenden<br />
zeitlichen und finanziellen Konsequenzen.<br />
Deshalb ist die Berücksichtigung<br />
der oben genannten drei<br />
Punkte sehr wichtig.<br />
Grundsätzlich sollte man sich<br />
bei der Auswahl des Netzteils vor<br />
Augen führen, dass dieses ein<br />
sicherheits- und EMV-kritisches<br />
sowie auch lebensdauerbestimmendes<br />
Bauteil der Kundenapplikation<br />
darstellt. Teilweise besitzt<br />
jedoch der Kunde nur begrenzte<br />
Detailkenntnisse über Netzteile<br />
und kann dementsprechend nur<br />
grob beurteilen, ob die Entwicklung<br />
gelungen ist. Sollten evtl. einige der<br />
OEM-Netzteile im Feld ausfallen<br />
oder Probleme verur sachen, wird<br />
sich der Endkunde und Anwender<br />
immer zuerst an den Hersteller<br />
der Applikation wenden. Um<br />
hieraus resultierende Probleme<br />
zu vermeiden, sind ein enger Kontakt<br />
zwischen den Partnern und die<br />
45
Stromversorgung<br />
Bild 4: Verlauf der Gesamtkosten eines OEM-Netzteils und eines Standardnetzteils über die Laufzeit<br />
Kompetenz des Netzteilherstellers<br />
sehr wichtig.<br />
In der Regel bedeutet eine kundenspezifische<br />
Entwicklung und<br />
die Belieferung mit einem individuellen<br />
Netzteil auch die Entscheidung<br />
des Kunden für eine Single-<br />
Source. Die Zulassung der Applikation<br />
erfolgt oftmals mit nur einem<br />
Netzteil. In den seltensten Fällen<br />
kann bei technischen oder lieferseitigen<br />
Problemen kurzfristig ein<br />
Ersatznetzteil gefunden werden.<br />
Im Gegenzug muss sich der Netzteilpartner<br />
dieser Situation und<br />
Verantwortung bewusst sein und<br />
dem Kunden im Zuge von Vereinbarungen<br />
und vorausschauender<br />
Lagerhaltung Sicherheiten bieten.<br />
Zusätzlich können<br />
?<br />
auf Wunsch des<br />
Kunden die technischen Konstruktionsunterlagen<br />
an einer neutralen<br />
dritten Stelle hinterlegt werden. So<br />
besteht die Option, im Ausnahmefall<br />
das Netzteil durch einen Dritten<br />
fertigen zu lassen.<br />
b) Pluspunkt Erfahrung<br />
Jedes durchgeführte OEM-Projekt<br />
durchläuft Situationen, in denen<br />
Zueinander<br />
passende<br />
Organisationen!<br />
Bild 5: Die Organisationen sollten zueinander passen und die Zusammenarbeit auf Augenhöhe verlaufen<br />
neue Lösungen gefragt sind. Je<br />
mehr Projekterfahrung der Netzteilpartner<br />
hat, desto besser kann<br />
er Abläufe und Risiken schon zu<br />
Beginn abschätzen und berücksichtigen.<br />
Hierbei Flexibilität und Ideen<br />
einzubringen, sind wichtige Kompetenzen<br />
des Lieferanten. Besonders<br />
vorteilhaft sind Projekterfahrungen<br />
mit ähnlichen Projekten, Leistungen<br />
und Features. Z. B. wird sich<br />
ein Hersteller von galvanisch nicht<br />
getrennten 2 Watt DC/DC-Wandlern<br />
schwertun, ein 500-W-Medizinnetzteil<br />
zu konstruieren. Ebenso<br />
auch umgekehrt…. Oder würden<br />
Sie einen Transporter bei einem<br />
Hersteller von Elektrorollern kaufen<br />
oder einen Roller bei einem<br />
LKW-Hersteller?<br />
Darum lassen Sie sich schon in<br />
den Vorgesprächen Beispiele von<br />
bereits durchgeführten Projekten<br />
zeigen und erklären.<br />
c) Passende<br />
Unternehmensgröße/<br />
Organisation<br />
Auch wenn man im ersten Augenblick<br />
daran weniger denken würde,<br />
ist es für einen reibungslosen Ablauf<br />
nicht unwichtig, dass die Organisationen<br />
und die Produktionskapazitäten<br />
zueinander und zum Projektumfang<br />
passen. So ist es nicht zielführend,<br />
für ein Projekt mit mehreren<br />
hunderttausend Stück pro Jahr<br />
einen Hersteller zu wählen, welcher<br />
typischerweise auf Projekte mit tausend…<br />
max. zehntausend Stück/a<br />
konzentriert ist. Im Gegenzug ist es<br />
ebenso unglücklich, wenn sich ein<br />
Hersteller von Großstückzahlen aufgrund<br />
langjähriger Geschäftsbeziehungen<br />
(und kundenseitigem Druck)<br />
durchringt, ein Projekt in deutlich<br />
kleinerem Bereich anzubieten. Die<br />
Entwicklungs- und Fertigungsprozesse<br />
sollten deshalb möglichst auf<br />
die geforderten Stückzahlen ausgerichtet<br />
sein.<br />
Doch nicht nur das Know-How<br />
des Herstellers ist wichtig. Auch<br />
der Vertriebskanal, also der vor<br />
Ort betreuende Partner oder Distributor,<br />
spielt eine wichtige Rolle.<br />
Er sollte neben den technischen<br />
Kenntnissen des Netzteils auch<br />
entsprechende Messmöglichkeiten<br />
besitzen, um ein solches Projekt zu<br />
koordinieren und zu über wachen.<br />
Denn hier zeigt sich ein Vorteil<br />
einer guten OEM-Lösung: Diese<br />
kann z. B. in der EMV an die EMV<br />
46 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Stromversorgung<br />
der Kundenapplikation angepasst<br />
werden. Dabei ist es wichtig, dass<br />
der Vertriebspartner dies schnell<br />
erkennt und Messungen unbürokratisch<br />
vor Ort durchführen kann,<br />
ohne das Endgerät eventuell in ein<br />
weiter entferntes Werk zu schicken.<br />
Dies erfordert aber natürlich ebenso<br />
einen engen Kontakt zwischen Auftraggeber<br />
und OEM-Lösungspartner.<br />
So kann ein wirklicher Mehrwert<br />
entstehen. Beiden Seiten sollte<br />
dabei bewusst sein, dass sich ein<br />
OEM-Projekt durch eine höhere<br />
Komplexität als ein Standardprojekt<br />
auszeichnet und dementsprechend<br />
auch mit einem höheren Aufwand<br />
betreut werden muss.<br />
Projekterfolg sichern<br />
Wie kann der Netzteilpartner in<br />
den verschiedenen Phasen den<br />
Projekterfolg sichern?<br />
Es ist vorteilhaft, den Netzteilpartner<br />
bereits früh in die Erstellung<br />
des Pflichtenhefts einzubinden.<br />
Er weiß durch seine Erfahrung,<br />
welche Punkte zwingend<br />
genau zu definieren sind. Er kann<br />
Hinweise geben, welche gewünschten<br />
Features mit höheren Kosten<br />
verbunden sind und welche möglichen<br />
Alternativen es gibt. Außerdem<br />
kann er bei der Entscheidung<br />
über die Art der Zulassungen seine<br />
Erfahrungen einbringen und entsprechende<br />
Tipps geben.<br />
Es ist wie beim Hausbau. Das<br />
Wichtigste sind Plan und Fundament…<br />
Dabei spielen die technische<br />
Expertise und die Erfahrung<br />
eine wichtige Rolle. Es macht z. B.<br />
einen großen Unterschied, ob ein<br />
Katalog-Netzteil oder ein kundenspezifischer<br />
medizinischer, 60601<br />
zugelassener AC/DC-Diodenlasertreiber<br />
mit Integration in die Regelschleife<br />
des Kundenlasers eindesignt<br />
werden soll.<br />
Netzteilzulassungen<br />
Bei Netzteilzulassungen ist die<br />
Bandbreite sehr groß. Neben regulatorischen<br />
technischen Unterschieden,<br />
wie z. B. 62368 (IT), 60601<br />
(Medizin) oder Hausgeräte (60335),<br />
müssen länderspezifische Prüforganisationen<br />
(z. B. UL, IEC etc),<br />
aber auch länderspezifische technische<br />
Abweichungen berücksichtigt<br />
werden. Bei optimaler Auslegung<br />
können hier die Initialkosten<br />
teils deutlich reduziert werden, ohne<br />
ein Risiko in Sachen Haftung etc.<br />
einzugehen. So kann es je nach<br />
Applikation und Zielmarkt (z. B. ausschließlich<br />
EU) vollkommen ausreichend<br />
sein, ein qualifiziertes CE-<br />
Zeichen (LVD-Report + EMV-Prüfbericht)<br />
zu vergeben. Ebenso groß<br />
wie die Bandbreite ist die Spanne<br />
der Kosten. Ein verantwortungsvoller<br />
Netzteilpartner wird Ihnen<br />
auch hier die Alternativen begründen<br />
und ggf. auf Wunsch mit Ihrem<br />
zulassenden Prüfhaus sprechen.<br />
Prototyp und<br />
Erstmusterprüfbericht<br />
Nach einvernehmlicher Abstimmung<br />
des Pflichtenheftes (ab diesem<br />
Zeitpunkt auch Spezifikation<br />
genannt) erfolgt die Entwicklung<br />
des/der Prototypen durch die R&D<br />
des Netzteilpartners. Mit der Auslieferung<br />
des Prototypen sollte der<br />
Kunde einen EMPB (Erstmusterprüfberichtes)<br />
erhalten. Darin prüft der<br />
Hersteller die Stromversorgung im<br />
Vergleich zur Spezifikation für alle<br />
elektrischen Werte, EMV, Temperatur,<br />
MTBF und Sicherheitsanforderungen.<br />
Erfolgt der Vertrieb über<br />
einen Distributor bzw. eine Niederlassung,<br />
sollte auch diese einen<br />
EMPB erstellen und die Ergebnisse<br />
damit verifizieren.<br />
Nach Einbau in die Kundenapplikation<br />
und Tests bespricht der Netzteilpartner<br />
die Ergebnisse und die<br />
ggfs. aufgetretenen Änderungswünsche<br />
des Kunden.<br />
Elektromagnetische<br />
Verträglichkeit<br />
Erstmals im Projektverlauf kann<br />
nun auch das Thema EMV konkret<br />
bewertet werden. Hier ist die<br />
Expertise des Netzteilherstellers<br />
von großer Bedeutung. Warum? Es<br />
macht einen Unterschied, ob das<br />
Netzteil an einem Widerstand vermessen<br />
wird (wie im Entwicklungslabor)<br />
oder in der Kundenapplikation.<br />
Hier gibt es Wechselwirkungen<br />
zwischen Netzteil und Störquellen,<br />
Kabellängen, Gehäusen und anderen<br />
Umgebungsbedingungen. Idealerweise<br />
bietet der Netzteilpartner<br />
entsprechende Messmöglichkeiten<br />
inhouse an. So kann die Applikation<br />
mit dem Netzteil gemeinsam<br />
bereits vor einer Messung<br />
bei einer benannten Stelle (externes<br />
EMV-Labor) bewertet werden.<br />
Sollten sich aus dem Zusammenspiel<br />
Probleme andeuten, können<br />
diese schon verifiziert und vorab<br />
Bild 6: Diodenlasertreiber<br />
behoben werden. Oftmals sind es<br />
nur Kleinigkeiten wie Platzierung<br />
des Netzteils, Schirmung, Kabelführung,<br />
Gehäuseschlitze etc. Es<br />
ist für den Kunden wenig hilfreich,<br />
wenn der Lieferant sich dann einfach<br />
auf seinen (bestandenen) Netzteil-<br />
EMV-Bericht fokussiert und keine<br />
konkrete Hilfestellung bietet.<br />
Natürlich wird der Kunde erst während<br />
des Projektes feststellen, ob<br />
der Netzteilpartner seinen Zeitplan<br />
in Sachen Entwicklung und Serienlieferung<br />
einhält. Idealerweise sollte<br />
der Netzteillieferant dem Kunden vor<br />
und mit seinem Angebot einen Projektplan<br />
vorlegen. Dazu zählt auch<br />
das Rückgrat offenzulegen, wenn<br />
man in der Angebotsphase feststellt,<br />
dass der gewünschte Sollzeitplan<br />
nicht einzuhalten ist. Ein<br />
Bestätigen eines nicht einzuhaltenden<br />
Zeitplans, nur um des Auftrags<br />
willen, zahlt sich am Ende<br />
nicht aus…<br />
Nachträgliche Änderungen<br />
Aber auch bei einem gut<br />
geplanten Projekt kann es zu Änderungen<br />
der Kundenanforderungen<br />
kommen. Hier sollte bereits im Vorfeld<br />
abgeklärt werden, inwieweit der<br />
Netzteilhersteller willens ist, eventuelle<br />
nachträgliche Änderungen<br />
umzusetzen.<br />
Im Vorfeld zur Beauftragung<br />
sollten die beiden Parteien eine<br />
entsprechende Qualitätsmanagementvereinbarung<br />
(QMV) nebst<br />
Geheimhaltungsvereinbarung (NDA)<br />
abschließen. Auf Basis der QMV<br />
werden dann parallel zur Entwicklung<br />
bereits erste Qualitätsunterlagen<br />
ausgetauscht. Idealerweise<br />
betreibt der Netzteilhersteller ein<br />
identisches Qualitätsmanagementsystem<br />
(z. B. ISO9001) wie<br />
der Kunde, so dass grundlegende<br />
Abgleiche unter Bezug darauf entfallen<br />
können.<br />
Ebenso empfiehlt es sich, bereits<br />
zu Beginn mit der Einkaufsabteilung<br />
des Kunden die Anforderungen<br />
bezüglich Logistik und Abwicklung<br />
abzugleichen wie z. B. Konsignationslager,<br />
Rahmen- oder Einzellieferungen,<br />
Laufzeit, Sicherheitslager<br />
usw.<br />
Der Wandel<br />
Nichts ist so beständig wie der<br />
Wandel, denn oftmals laufen OEM-<br />
Projekte über viele Jahre. Und folgerichtig<br />
ändern sich während dieser<br />
Zeit Rahmenbedingungen… Neben<br />
Abkündigungen (oder aktuell auch<br />
Lieferproblemen) von (sicherheitskritischen)<br />
Bauteilen wie z. B. Y-Kondensatoren,<br />
Sicherungen etc., können<br />
auch Änderungen in der Zulassung<br />
(wie z. B. neue Amendments)<br />
entstehen. Dann muss der Netzteilpartner<br />
gemeinsam mit dem Kunden<br />
Lösungen hierfür finden. Üblich sind<br />
Änderungsanträge zu alternativen<br />
Komponenten bzw. ein Update der<br />
Zulassungen. Ebenso ist zu berücksichtigen,<br />
dass für das Ende des<br />
Produktlebenszyklus mit sinkenden<br />
Stückzahlen sowie für nachgelagerte<br />
Ersatzteilbedarfe entsprechende<br />
Regelungen getroffen<br />
werden.<br />
Fazit<br />
Eine gute individuelle Netzteillösung<br />
ist immer eine Win-win-Situation.<br />
Der Kunde nutzt die Expertise<br />
des Netzteilpartners, um in einer<br />
engen Zusammenarbeit ein Projekt<br />
erfolgreich umzusetzen. Da dieses<br />
im Regelfall viele Jahre läuft, ist es<br />
auch ein Zugewinn für den Netzteilhersteller.<br />
◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
47
Stromversorgung<br />
Best of 2021<br />
Wartungsfreie DC-USV mit Supercaps<br />
Die DC-Notstromversorgung<br />
UPSI-2406DP2 von Bicker Elektronik<br />
überbrückt zuverlässig Stromausfälle,<br />
Spannungseinbrüche und<br />
Flicker in der 24V-Stromversorgung<br />
für Embedded-IPCs, Antriebe,<br />
Aktoren, Sensoren, Kameras sowie<br />
Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik<br />
in sicherheitsrelevanten<br />
Systemen (Pufferzeit für 96 W ca.<br />
30 s und für 25 W ca. 120 s). Das<br />
Risiko von Systemausfällen oder<br />
Datenverlust kann durch den Einsatz<br />
der intelligenten DC-USV-<br />
Lösung signifikant minimiert werden.<br />
Absolut wartungsfreie Supercaps<br />
kommen als besonders langlebige<br />
und schnellladefähige Energiespeicher<br />
zum Einsatz (Ladezeit<br />
UPSI-2406DP2 nur 2 Minuten).<br />
Unter vergleichbaren Einsatzbedingungen<br />
weisen die integrierten<br />
Supercaps eine bis zu 10x längere<br />
Lebensdauer als Blei-Säure-Batterien<br />
auf und arbeiten im Temperaturbereich<br />
von -20 bis +65 °C. Zudem<br />
sorgt das Supercap-Cell-Balancing<br />
für eine optimale Ladungsverteilung<br />
und hohe Kapazitätsstabilität. Die<br />
intelligente Verteilung der Ladeströme<br />
sorgt dafür, dass die vorgeschaltete<br />
AC/DC-Stromversorgung<br />
nicht überdimensioniert werden<br />
muss, sondern die Eingangsleistung<br />
konstant gehalten und entsprechend<br />
angepasst auf Last und<br />
Supercap-Lader verteilt wird. Somit<br />
lassen sich Energieverbrauch, Platzbedarf<br />
und Kosten der Applikation<br />
senken. Das DC-USV-Modul verfügt<br />
über eine integrierte USB-Schnittstelle<br />
zur Anbindung an ein IPC-System.<br />
Die UPSI-2406DP2 wird hierbei<br />
vom Betriebssystem direkt als<br />
USV erkannt – ohne zusätzliche<br />
Treiber- oder Softwareinstallation.<br />
Bei einem „PowerFail“ signalisiert<br />
die UPSI-2406DP2 über das integrierte<br />
Interface den Ausfall der<br />
Versorgungsspannung, so dass<br />
ein kontrollierter Shutdown des<br />
Computersystems eingeleitet und<br />
wertvolle Daten gesichert werden<br />
können.<br />
Direktlink: https://www.bicker.de/UPSI-2406DP2<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 2-2021<br />
auf Seite 74.<br />
Bicker Elektronik GmbH<br />
www.bicker.de<br />
60-Watt-DC/DC-Wandler bietet hohe Leistungen für medizinische Anwendungen<br />
Die THM-60WI-Serie umfasst eine<br />
Reihe von 60-Watt-DC/DC-Wandlern<br />
für medizinische Anwendungen<br />
mit breitem 4:1-Eingangsspannungsbereich<br />
in einem kompakten<br />
58,42 x 36,83 mm großen<br />
Kunststoffgehäuse. Die Wandler<br />
bieten ein verstärktes Isolationssystem<br />
(5000 VAC) und einen sehr<br />
geringen Ableitstrom von weniger<br />
als 4,5 μA. Aufgrund des hohen<br />
Wirkungsgrads von bis zu 92 %<br />
und hochwertigster Komponenten<br />
können die Wandler bei Umgebungstemperaturen<br />
von -40 °C bis<br />
+75 °C mit Lastreduktion zuverlässig<br />
betrieben werden. Zudem bietet<br />
Traco für anspruchsvollere Anwendungen<br />
in Bezug auf die Temperatur<br />
einen speziellen Kühlkörper, der<br />
bei natürlicher Konvektion die thermischen<br />
Eigenschaften deutlich verbessert.<br />
Die Geräte sind nach der<br />
3. Ausgabe der IEC/EN/ES 60601-1<br />
für 2x MOPP sowie nach IEC/EN/<br />
UL 62368-1 zertifiziert und umfassen<br />
eine Risikomanagement-Akte gemäß<br />
ISO 14971. Sowohl das Design als<br />
auch die Produktion entsprechen<br />
dem Qualitätsmanagementsystem<br />
nach ISO 13485. THM 60WI stellt<br />
nicht nur für medizinische Geräte,<br />
sondern auch für anspruchsvolle<br />
Anwendungsbereiche wie Regelungs-<br />
und Messtechnik sowie Transport<br />
eine zuverlässige Lösung dar.<br />
Merkmale im Überblick<br />
• 60-Watt-DC/DC-Wandler mit<br />
breitem 4:1-Eingangsspannungsbereich<br />
in einem kompakten<br />
58,42 x 36,83 mm großen Kunststoffgehäuse<br />
• E/A-Isolation 5.000 VAC ausgelegt<br />
für 250 VAC Arbeitsspannung<br />
• Zertifiziert nach der 3. Ausgabe<br />
der IEC/EN/ES 60601-1<br />
für 2x MOPP<br />
• Risikomanagement-Prozess nach<br />
ISO 14971<br />
• Abnahmekriterien für elektronische<br />
Baugruppen nach IPC-<br />
A-610 Klasse 3<br />
• Geringer Ableitstrom
Stromversorgung<br />
Wenn es um Gesundheit und Leben geht<br />
Stromversorgungen für den Einsatz in<br />
der Medizintechnik<br />
inpotron Schaltnetzteile GmbH<br />
www.inpotron.com<br />
Auf Intensivstationen, im OP-Saal<br />
und in der Notfallmedizin – überall<br />
hält moderne Elektronik Einzug.<br />
All die elektronischen Geräte, von<br />
denen im Ernstfall auch das Leben<br />
der Patienten abhängen kann, benötigen<br />
eine Stromversorgung. Doch<br />
mit einer Lösung aus dem Regal<br />
kommt man hier nicht weit – im<br />
medizinischen Bereich sind strenge<br />
Standards und Konstruktionsvorschriften<br />
einzuhalten.<br />
Die Überwachung und Analyse<br />
von Körperfunktionen durch elektronische<br />
Geräte sind aus der Intensivmedizin<br />
nicht wegzudenken. Herzschlag,<br />
Atemfrequenz und -tiefe,<br />
Blutsauerstoffgehalt und zahlreiche<br />
weitere Parameter müssen 24/7<br />
überwacht werden. Ein Ausfall ist<br />
somit keine Option – auch nicht für<br />
die Stromversorgung.<br />
Besondere Normen<br />
Bei der Entwicklung von Geräten<br />
mit direktem Patientenkontakt<br />
sind zudem besondere Normen<br />
zu beachten – als Beispiel sei hier<br />
die wohl wichtigste genannt, die<br />
IEC 60601. Sie schreibt beispielsweise<br />
spezifische Sicherungsmaßnahmen<br />
zum Schutz von Patienten<br />
und Bedienpersonal vor, damit auch<br />
im Falle eines Defekts niemand zu<br />
Schaden kommt. Darüber hinaus<br />
enthält sie in ihrer neuesten Fassung<br />
Regelungen, damit die elektromagnetischen<br />
Ausstrahlungen<br />
der heute allgegenwärtigen elektronischen<br />
Consumergeräte das Medizingerät<br />
nicht aus dem Takt bringen.<br />
Dabei können je nach Zielgerät<br />
neben der Energieversorgung auch<br />
weitere Anforderungen im Fokus<br />
stehen – etwa die Erfassung von<br />
Betriebsdaten zur Terminierung<br />
von Wartungsarbeiten.<br />
Auch an andere Anwendungsbereiche<br />
in der Medizin, etwa in der<br />
Beleuchtung für OP-Säle, in der Notfallmedizin<br />
oder in der Rehabilitation<br />
werden an die Stromversorgung<br />
erhöhte Anforderungen gestellt, die<br />
je nach Anwendungsbereich auch<br />
noch deutliche individuelle Ausprägungen<br />
aufweisen: Wenn es einen<br />
Bereich gibt, in dem das berühmtberüchtigte<br />
Motto „One Size fits all“<br />
keine Geltung hat, dann hier.<br />
Unternehmen, die Geräte für<br />
den Einsatz in der Medizintechnik<br />
und darüber hinaus für den Einsatz<br />
rund um den Patienten entwickeln<br />
und herstellen, werden also bei der<br />
Auswahl eines Lieferanten für ihre<br />
Stromversorgungen sehr genau hinsehen<br />
müssen. Kein Gerät aus dem<br />
Katalog oder dem Webshop kommt<br />
hier in Frage; besser bedient ist der<br />
Konstrukteur und der Einkäufer auf<br />
jeden Fall bei einem Stromversorgungs-Spezialisten,<br />
der Erfahrung<br />
mit der individuellen Gestaltung seiner<br />
Produkte mitbringt. In diesem<br />
Markt ist die inpotron Schaltnetzteile<br />
GmbH der führende Anbieter.<br />
In den mehr als 20 Jahren ihrer<br />
Tätigkeit hat inpotron mit ihren kundenspezifischen<br />
Designs das Vertrauen<br />
zahlreicher Kunden gewonnen.<br />
Das Spektrum der Anwendungen<br />
reicht von Patientenüberwachung<br />
und Notfallmedizin über<br />
die Schönheitsmedizin bis hin zu<br />
LED-Stromversorgungen für Operationsräume.<br />
Je nach Anwendung<br />
stehen beim Design unterschiedliche<br />
Kriterien im Mittelpunkt<br />
– hohe Energieeffizienz, niedriger<br />
Standby-Energieverbrauch, intelligente<br />
Steuerungen oder auch die<br />
schnelle Bereitstellung einer hohen<br />
Spitzenleistung. Mit seiner breiten<br />
technologischen Kompetenz und<br />
seinem kundenzentrierten Ansatz<br />
erstellt inpotron für jedes Gerät eine<br />
passgenaue Lösung. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
49
Stromversorgung<br />
Neue normenkonforme Netzteillösungen<br />
Medizinische und industrielle Netzteile mit 300 W Konvektions- und 500 W Spitzenleistung<br />
TDK-Lambda Germany GmbH<br />
www.emea.lambda.tdk.com/de<br />
TDK Corporation gibt die Einführung<br />
der 500 W AC-DC-Netzteilserie<br />
CUS500M1 von TDK-Lambda<br />
bekannt. Die Serie ist nach den Normen<br />
IEC 60601-1 für Medizintechnik<br />
und IEC 62368-1 für Audio-/<br />
Video-/ITE-Geräte (Informationstechnologie)<br />
für Installationen der<br />
Schutzklassen I und II (doppelt<br />
isoliert) zertifiziert. Zu den Zielanwendungen<br />
gehören medizinische<br />
Geräte, Geräte für die häusliche<br />
Pflege, zahnmedizinische Geräte,<br />
Prüf- und Messgeräte, Rundfunkgeräte,<br />
professionelle Audiogeräte<br />
und industrielle Geräte.<br />
Das CUS500M1 ist konvektionsgekühlt<br />
und kann bei Umgebungstemperaturen<br />
von -20 °C bis<br />
+40 °C eine Leistung von 300 W<br />
(500 W Spitzenleistung) erbringen,<br />
die bei +70 °C linear auf 150 W<br />
abfällt. Mit forcierter Luftkühlung, die<br />
den Systemluftstrom oder einen optionalen<br />
integrierten Lüfter nutzt, liefert<br />
die Serie bis zu 500 W bei einer<br />
Umgebungstemperatur von +60 °C,<br />
wobei die Leistung bei +70 °C auf<br />
400 W reduziert wird.<br />
Sieben Standardausgangsspannungen<br />
Es stehen sieben Standardausgangsspannungen<br />
zur Auswahl:<br />
12 V, 19 V, 24 V, 28 V, 32 V, 36 V<br />
und 48 V. Alle Modelle akzeptieren<br />
eine Eingangsspannung von<br />
85 bis 265 Vac. Die Modelle mit<br />
offenem Rahmen haben die Maße<br />
76,2 x 127 x 37 mm (BxLxH), die<br />
geschlossenen Versionen mit integriertem<br />
Endlüfter messen 85 x 157<br />
x 42,5 mm. Mit einem Wirkungsgrad<br />
von bis zu 96 % wird die interne<br />
Erwärmung auf ein Minimum reduziert,<br />
so dass ein zuverlässiger<br />
Betrieb bei den branchenüblichen<br />
Abmessungen möglich ist.<br />
Isolierungen<br />
Das CUS500M1 verfügt über eine<br />
Isolierung zwischen Eingang und<br />
Ausgang von 4.000 Vac (2x MoPP),<br />
eine Isolierung zwischen Eingang<br />
und Erde von 2.000 Vac (1x MoPP)<br />
und eine Isolierung zwischen Ausgang<br />
und Erde von 1.500 Vac (1x<br />
MoPP) und eignet sich damit für<br />
medizinische Geräte der Klassen B<br />
und BF. Der Ableitstrom beträgt<br />
Steckverbinder für die moderne<br />
Medizintechnik<br />
Maximale Zuverlässigkeit durch Highspeed, EMV und Robustheit<br />
Komponenten<br />
Bild 1: Highspeed-Datenübertragung und miniaturisiertes Design verleihen<br />
dem Colibri seinen Namen<br />
Wenn Technik Leben rettet, muss<br />
sie vor allem eines sein: zuverlässig.<br />
Doch Trends wie Big Data, Künstliche<br />
Intelligenz, Virtual Reality und<br />
Robotik fordern gleichzeitig eine<br />
zunehmend leistungsstarke Medizintechnik.<br />
Diese umfasst heute<br />
nicht nur eine hochauflösende Bildgebung,<br />
sondern sammelt, analysiert<br />
und vernetzt auch immer größere<br />
Datenmengen. Hochleistungsrechner<br />
verarbeiten die anfallenden<br />
Daten, wobei die verbauten Leiterplatten<br />
mechanisch und elektrisch<br />
miteinander verbunden sind.<br />
Für eine solche Highspeed-Datenübertragung<br />
sind extrem leistungsfähige<br />
Steckverbinder notwendig,<br />
die zum Ausschluss elektromagnetischer<br />
Störungen und wegen ihres<br />
Einsatzes in Magnetfeldnähe außerdem<br />
eine hervorragende elektromagnetische<br />
Verträglichkeit und aufgrund<br />
mechanischer Belastungen<br />
darüber hinaus eine ausgezeichnete<br />
Robustheit aufweisen müssen.<br />
Optimiertes Kontaktdesign<br />
Der SMT-Steckverbinder Colibri<br />
eignet sich wegen seines optimierten<br />
Kontaktdesigns ausgezeichnet<br />
für solche Highspeed-Anwendungen<br />
in der Medizintechnik. So<br />
kommt er beispielsweise bei bildgebenden<br />
Verfahren zum Einsatz, wo<br />
enorme Datenmengen in kürzester<br />
Zeit zuverlässig übertragen werden<br />
müssen. Mit seinem miniaturisierten<br />
Design, einem Raster von<br />
0,5 mm, variablen Polzahlen sowie<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Leiterplattenabständen und Datenübertragungsraten<br />
bis 16 Gbit/s bietet<br />
er nicht nur maximale Flexibilität<br />
beim Hardware-Design, sondern ist<br />
darüber hinaus kompatibel mit der<br />
PCI Express Gen4.<br />
Robust mit hoher elektromagnetischer<br />
Verträglichkeit<br />
Es gibt jedoch auch medizinische<br />
Anwendungsbereiche, die besondere<br />
Anforderungen an die elektromagnetische<br />
Verträglichkeit und<br />
Robustheit eines Steckverbinders<br />
stellen, beispielsweise beim Einsatz<br />
in einem Umfeld unmittelbarer<br />
elektromagnetischer Belastung.<br />
Hier eignet sich die Produktfamilie<br />
Zero8 hervorragend. Sie zeigt,<br />
wie alle Anforderungen – Highspeed,<br />
EMV und Robustheit – mit<br />
einem Steckverbinder erfüllt werden<br />
können. Die SMT-Steckverbinder<br />
sind zudem durch ihre kompakte<br />
Bauweise mit einem Raster<br />
von 0,8 mm besonders leicht und<br />
platzsparend. Eine optionale Schirmung<br />
schützt den Steckverbinder<br />
sowie seine umliegenden Baukomponenten<br />
dabei vor elektromagnetischen<br />
Einflüssen.<br />
Bild 2: EMV-Simulation eine ungeschirmten Steckverbinders (links) vs. eines<br />
geschirmten Steckverbinders (rechts); oben ist jeweils das elektrische, unten<br />
das magnetische Feld zu sehen.<br />
Zero8 gilt als<br />
nichtmagnetisch<br />
Durch eine Kombination aus dem<br />
Kontaktwerkstoff Kupfer-Nickel-Silizium<br />
(CuNiSi) sowie der Kontaktoberfläche<br />
Nickel-Phosphor (NiP),<br />
gilt der Steckverbinder sogar als<br />
nichtmagnetisch und kann daher im<br />
MRT eingesetzt werden, um Fehler<br />
in der Bildgebung zu vermeiden.<br />
Somit garantiert der Zero8 eine ausgezeichnete<br />
Signalqualität bei einer<br />
Datenübertragungsrate von bis zu<br />
16 Gbit/s. Aufgrund seiner genderneutralen<br />
ScaleX-Anschlusstechnologie,<br />
den hohen Stecktoleranzen<br />
sowie dem auf der Leiterplatte zu<br />
verlötenden Boardlock ist der Steckverbinder<br />
außerdem besonders<br />
robust gegenüber äußeren Einwirkungen<br />
wie Vibration und Schock.<br />
Hohe Skalierbarkeit<br />
Darüber hinaus bietet der Zero8<br />
eine hohe Skalierbarkeit: Entwickler<br />
können Bauformen, Stapelhöhen<br />
und Polzahlen auf ihre individuellen<br />
Anforderungen anpassen,<br />
sowie zwischen geschirmten,<br />
ungeschirmten oder gewinkelten und<br />
geraden Steckern wählen. Alle Produkte<br />
der Zero8-Familie sind dabei<br />
untereinander kompatibel und frei<br />
kombinierbar.<br />
Highspeed, EMV und Robustheit<br />
– diese Kriterien bestimmen, was<br />
bei Gesundheitsfragen entscheidend<br />
ist: Zuverlässigkeit. Mit den<br />
Steckverbindern Zero8 und Colibri<br />
steht der modernen Medizintechnik<br />
jedoch nichts mehr im Weg.<br />
ept GmbH<br />
www.ept.de<br />
Bild 3: Die<br />
Zero8-<br />
Steckverbinder<br />
sind in vielen<br />
Varianten<br />
erhältlich<br />
51
Komponenten<br />
Flexibel in der Anwendung, leicht in<br />
der Handhabung<br />
ODU MEDI-SNAP in Größe 3,5 - das Kunststoff-Rundsteckverbinder Portfolio kann jetzt noch mehr<br />
Das ODU MEDI-SNAP Port folio<br />
hat sich als zuverlässige, berührungssichere<br />
Lösung für anspruchsvolle<br />
Anwendungen in der Medizintechnik,<br />
Mess- und Prüftechnik<br />
und Industrieelektronik bewährt.<br />
Jetzt bietet der Klassiker aus dem<br />
Kunststoff-Rundsteckverbinder-<br />
Portfolio in der neuen Größe 3,5<br />
Hybridtechnologien sowie hochpolige<br />
Lösungen und ist gleichzeitig<br />
so flexibel, dass eine schnelle<br />
Anpassung im Einsatzdesign an<br />
die individuellen Bedürfnisse des<br />
Kunden möglich ist.<br />
Hybrid, hochpolig, flexibel<br />
Spezielle Einsätze für hybride<br />
Lösungen bieten Platz für mehr<br />
Signale auch in Kombination mit<br />
der Übertragungsmöglichkeit von<br />
Strom und Fluiden. Kundenspezifische<br />
Lösungen zur Aufnahme weiterer<br />
Medien wie Koax oder Lichtwellenleiter,<br />
sind möglich. In einer<br />
reinen Signalvariante finden 41 Kontakte<br />
Platz.<br />
Die wichtigsten Merkmale:<br />
• Maximale Leistung auf kleinstem<br />
Bauraum:<br />
Platz für bis zu 41 Signalkontakte<br />
Medien wie Signale, Strom und<br />
Fluide in einer Schnittstelle<br />
kombiniert<br />
Auf Anfrage sind auch<br />
Lösungen für Koax und LWL<br />
geplant<br />
• Anwenderfreundlich, sicher und<br />
zuverlässig durch:<br />
Einfaches Verbinden mittels<br />
Push-Pull Verriegelung<br />
Optionaler Printanschluss für<br />
hohe Poldichte ermöglicht einfachste<br />
Montage<br />
Höchster Patientenschutz nach<br />
der IEC 60601-1: 2x MOPP, 2x<br />
MOOP<br />
• Hohe Flexibilität:<br />
Vielfalt an Medieneinsätzen<br />
und Pin-Layout-Designs durch<br />
modulares Aufbauprinzip<br />
Verschiedene Bauformen verfügbar:<br />
Dichte/Undichte gerade<br />
Stecker in Kombination mit<br />
dichten/undichten Geräteteilen<br />
für Vorder- oder Rückwandmontage<br />
• Minimales Gewicht möglich<br />
durch Kunststoffgehäuse<br />
ODU bietet flexible Komplettsysteme<br />
bestehend aus Push-Pull<br />
Steckverbinder, Kabel mit passender<br />
Konfektionierung und einer<br />
optionalen Beschriftung.<br />
Applikationen<br />
Die Portfolio-Erweiterung des<br />
ODU MEDI-SNAP Größe 3,5 eignet<br />
sich für Anwendungen in den<br />
Bereichen Medizin, Industrie und<br />
der digitalen Prüf- und Messtechnik.<br />
Prüfgeräte, Battery Balancer,<br />
Defibrillatoren, Roboteranschlüsse,<br />
Endoskope, LED-Geräte, Unterhaltungssysteme<br />
oder unterbrechungsfreie<br />
Stromversorgungen sind nur<br />
einige der möglichen Anwendungen.<br />
ODU GmbH & Co. KG<br />
www.odu.de<br />
5G-Antenne für M2M und IoT<br />
Die neue 5G-Antenne Antares<br />
von Synzen ist ein äußerst<br />
flexibles und leistungsfähiges<br />
Device. Sie eignet sich hervorragend<br />
für den Einsatz in 5G/4G-,<br />
LTE/3G/2G/NB-IoT/CAT-M-Applikationen<br />
respektive für integrierte<br />
Antennenlösungen.<br />
Durch ihren extrem kompakten<br />
Formfaktor (100 x 20 x 0,2 mm)<br />
und ihre Flexibilität können Anwender<br />
die Antares erstaunlich einfach<br />
in ihre Anwendungen integrieren.<br />
Die FPC-Antenne Antares von<br />
Synzen ist dank ihrer großartigen<br />
Eigenschaften für eine Vielzahl<br />
an Applikationen in Wissenschaft,<br />
Industrie oder Medizin<br />
geeignet. Dazu zählen beispielsweise<br />
Smart Grids, Smart<br />
Meters oder Remote Monitoring.<br />
Außerdem eignet sich die Antares<br />
hervorragend für die industrielle<br />
Machine-to-Machine-Kommunikation<br />
oder bei Femtoc.<br />
Technische Highlights:<br />
• 5G LTE FPC with cable and<br />
connector IPEX MHFI (U.FL)<br />
• ultra-small<br />
• for 5G and global cellular applications<br />
• simple integration, plug and operate<br />
the device without designing<br />
onboard antenna<br />
• can be tuned for various environments<br />
and plastic thickness<br />
with additional Pi network, free<br />
tuning service available<br />
• alternate cable lengths and connectors<br />
available upon request<br />
• cable: 180 mm length, 1.13 mm<br />
diameter<br />
• RoHS & Reach Compliant<br />
tekmodul GmbH<br />
info@tekmodul.de<br />
www.tekmodul.de<br />
52 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Komponenten<br />
Tastaturen mit Silikonoberfläche für<br />
den medizinischen Bereich<br />
WALLY9 - die Silikontastatur von Wöhr - kann an der Wand montiert werden und ist bestens für den Einsatz in<br />
medizinischen Bereichen geeignet<br />
spielsweise Krankenhäuser, Labore,<br />
Pharma- und Lebensmittelindustrie<br />
oder überall da, wo hygienegerecht<br />
gearbeitet werden muss.<br />
Touchpad oder Maus<br />
Deutsches und Englisches Layout<br />
sind standardmäßig lieferbar. Es<br />
kann mit dem integrierten, hochauflösenden<br />
Touchpad gearbeitet werden<br />
oder optional mit Maus (dann<br />
mit Version inkl. Mausablage). Die<br />
flachen Silikontastaturen erfüllen<br />
hohe Anforderungen an die Ergonomie<br />
und eine komfortable angenehm<br />
leise Bedienung.<br />
Richard Wöhr GmbH<br />
www.woehrgmbh.de<br />
Die Richard Wöhr GmbH führt<br />
eine neue Tastaturen-Serie ein: die<br />
WALLY9 – Silikontastatur. Das Produktportfolio<br />
beinhaltet zwei neue<br />
Ausführungen. Die „Standard“ silikonabgedeckte<br />
Tastatur für die<br />
Wandmontage sowie die Ausführung<br />
„inklusive Mausablage“.<br />
Die CleanLock-Funktion ermöglicht<br />
eine schnelle und einfache Reinigung<br />
und Desinfektion, bei welcher<br />
eine zusätzlich integrierte Taste nach<br />
Betätigung die Eingabe unterbindet<br />
und erst nach erneuter Betätigung<br />
der Taste wieder aktiviert. Mittels<br />
des hochwertig verarbeiteten Silikons<br />
wird eine wasser- und staubdichte<br />
Einhaltung der IP-Schutzart<br />
IP65 (bis IP68 möglich) ermöglicht –<br />
und dies unter Einhaltung höchster<br />
ergonomischer Ansprüche. Dadurch<br />
sind die WALLY9 Silikontastaturen<br />
bestens für den Einsatz in medizinischen<br />
Bereichen geeignet, bei-<br />
Weitere<br />
Produkteigenschaften<br />
Die Tastaturen können problemlos<br />
an der Wand angebracht werden.<br />
Eine integrierte Kabelführung<br />
im Scharnier verstaut das Kabel<br />
und ist in Winkel und Verstellkraft<br />
stufenlos einstellbar. Eine Clean-<br />
Remind-Funktion erinnert an die<br />
nächste Reinigung. Die zugehörige<br />
LED leuchtet auf, sobald die nächste<br />
Reinigung nötigt ist. ◄<br />
Keramische Heizelemente für maximale Heizleistung<br />
Die keramischen Heizelemente<br />
der Marke Ultramic, welche von<br />
Telemeter Electronic vertrieben<br />
werden, wurden für thermische<br />
Anwendungen entwickelt, bei<br />
denen eine sehr hohe Leistung<br />
erforderlich ist. Die Ultramic-Keramik<br />
Heizelemente bestehen aus<br />
Aluminiumnitrid, welches eine<br />
maximale Leistung in anspruchsvollen<br />
Anwendungen bietet. Das<br />
Aluminiumnitrid eignet sich besonders<br />
für Anwendungen, welche<br />
eine saubere, nicht verschmutzende<br />
Wärmequelle benötigen.<br />
Die geometrische Genauigkeit<br />
erlaubt einen gleichmäßigen Kontakt<br />
zwischen den zu heizenden<br />
Elementen und der Keramik während<br />
der Heizphase. Neben den<br />
ausgezeichneten thermischen<br />
Eigenschaften bieten Ultramic-<br />
Keramikheizer zusätzlich eine<br />
hohe elektrische Isolierung, sowie<br />
eine bessere chemische Beständigkeit<br />
gegenüber herkömmlichen<br />
metallischen Heizern.<br />
Bei Telemeter Electronic erhält<br />
der Kunde die Ultramic-Keramik<br />
Heizelemente mit einer Leistungsdichte<br />
von 155 W/cm², sowie mit<br />
einer Standard-Betriebstemperatur<br />
von bis zu 400 °C, oder einer<br />
erweiterten Betriebstemperatur<br />
von bis zu 600 °C. Typische<br />
Anwendungsbereiche der Ultramic-Heizer<br />
sind der Einbau in<br />
Beatmungsgeräten, Klinische<br />
Diagnose geräten oder der Einsatz<br />
beim Prüfen von integrierten<br />
Schaltkreisen (IC) und Chips. Sie<br />
sind darüber hinaus aufgrund ihrer<br />
homogenen Einheit (Aluminiumnitrid)<br />
auch geeignet für anspruchsvolle<br />
Vakuumanwendungen.<br />
Telemeter Electronic<br />
GmbH<br />
info@telemeter.de<br />
www.telemeter.info<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
53
Komponenten<br />
Best of 2021<br />
Leistungsstarke Kühllösungen für die Medizintechnik<br />
Kühllösungen für die Medizintechnik<br />
müssen höchsten Ansprüchen<br />
genügen und absolut zuverlässig<br />
sein – schließlich hängen<br />
im Zweifelsfall Menschenleben<br />
davon ab. CTX ist Spezialist für<br />
solche anwendungsspezifischen<br />
Kühl lösungen zur effizienten Kühlung<br />
der Hochleistungselektronik<br />
in medizintechnischen Geräten.<br />
Die leistungsstarken Kühlkörper<br />
von CTX – insbesondere Flüssigkeitskühlkörper,<br />
Profilkühlkörper,<br />
LED-Kühlkörper und Leiterplattenkühlkörper<br />
– werden in vielen<br />
Beatmungsgeräten, Herz-Lungen-<br />
Maschinen, Blut- und Infusionspumpen,<br />
Diagnosegeräten, Zentrifugen,<br />
MRT-Geräten, CT-Geräten,<br />
OP-Robotern, Sonographiegeräten<br />
und Nierensteinzertrümmerern<br />
namhafter<br />
Hersteller sowie in der<br />
Dentaltechnik und in<br />
der medizinischen<br />
LED-Beleuchtung eingesetzt.<br />
In medizintechnischen<br />
Geräten, die<br />
im Betrieb hohe Temperaturen<br />
entwickeln,<br />
kommen zur Kühlung<br />
der Leistungselektronik<br />
bevorzugt kompakte,<br />
leistungsstarke<br />
Flüssigkeitskühlkörper<br />
zum Einsatz. Sie<br />
bieten höchstmögliche Kühlleistung<br />
auf kleinstmöglichen Raum<br />
und gewährleisten die zuverlässige<br />
Funktionsfähigkeit und<br />
lange Lebensdauer der Elektronik.<br />
Direkt am Hotspot montiert,<br />
transportieren sie die Wärme<br />
zügig ab. Dabei sind Flüssigkeitskühlkörper<br />
bis zu 25 % effizienter<br />
als lüftergestützte Kühllösungen.<br />
Die Temperatur entscheidet<br />
Bei medizintechnischen Verfahren<br />
hängt die korrekte Funktion<br />
von einer genauen Temperierung<br />
ab. Sie bestimmt beispielsweise<br />
den Erfolg der gezielten Vervielfältigung<br />
von DNA-Abschnitten<br />
(Amplifikation) oder sichert die<br />
zuverlässige Funktionalität medizinischer<br />
Laser. Auch Reagenzien<br />
in der medizinischen Diagnostik<br />
und Verstärker von medizinischen<br />
Bildgebungsverfahren benötigen<br />
Kühlung, um die gewünschte Leistung<br />
zu erzielen. Kühlkörper von<br />
CTX sorgen hierbei verlässlich für<br />
die optimale Betriebstemperatur.<br />
CTX Thermal Solutions<br />
GmbH<br />
info@ctx.eu<br />
www.ctx.eu<br />
UV-Lösungen auch jenseits der Desinfektion<br />
Laser Components erweitert<br />
sein Portfolio an UV-LEDs um<br />
Produkte des südkoreanischen<br />
Herstellers Photon Wave. Das<br />
2016 gegründete Unternehmen<br />
hat sich auf die Herstellung<br />
von UVB- und UVC-LED-Chips<br />
mit und ohne SMD-Gehäuse<br />
spezialisiert. Ein besonderer<br />
Schwerpunkt liegt dabei auf<br />
Lösungen zur Sterilisierung<br />
von Luft, Wasser und Oberflächen<br />
sowie auf medizinischen<br />
Anwendungen.<br />
Durch die Zusammenarbeit<br />
mit Photon<br />
Wave umfasst<br />
das Angebot von<br />
Laser Components<br />
jetzt keimtötende<br />
LEDs der UVC-Wellenlängen<br />
255 nm,<br />
265 nm und 275 nm<br />
sowie die UVB-Wellenlängen<br />
295 nm<br />
und 308 nm. Dabei<br />
sind jeweils verschiedene<br />
Chipgrößen<br />
und Leistungsklassen<br />
verfügbar. Die<br />
maximal verfügbare<br />
Leistung pro Chip<br />
liegt über 100 mW.<br />
Das ist aktuell der<br />
höchste Wert auf<br />
dem Markt. Auch für<br />
den Betrieb dieser High-Power-<br />
LEDs werden lediglich Spannungen<br />
zwischen 5,7 V und 6,3 V benötigt,<br />
sodass sie sich auch für den<br />
mobilen Einsatz eignen.<br />
Die in der Natur nicht vorkommende<br />
UVC-Strahlung wirkt bei<br />
Wellenlängen zwischen 250 nm<br />
und 280 nm keimtötend. Daher<br />
wird sie hauptsächlich zur Sterilisation<br />
und Desinfektion eingesetzt.<br />
Als UVB bezeichnet man<br />
den Wellenlängenbereich zwischen<br />
280 nm und 315 nm. Anwendungen<br />
für diese Strahlen finden<br />
sich unter anderem im Gartenbau<br />
und in der Dermatologie.<br />
„Wir freuen uns, dass wir durch<br />
die Zusammenarbeit mit Photon<br />
Wave nun eine große Bandbreite<br />
an UV-Wellenlängen anbieten<br />
können und einen starken Partner<br />
für UVB-LEDs an unserer<br />
Seite haben“, sagt Dr. Olga<br />
Stroh-Vasenev von Laser Components.<br />
„Dank der großen Vielfalt an<br />
Wellenlängen und Leistungsklassen<br />
können wir Lösungen für viele<br />
verschiedene Anwendungen und<br />
Anforderungen anbieten.“<br />
Laser Components<br />
Germany GmbH<br />
www.lasercomponents.com/de<br />
54 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Das richtige Gehäuse für den<br />
klinischen Alltag<br />
Komponenten<br />
Innovative Gehäusetechnik fürs Leben - OKW legt den Schwerpunkt auf innovative und hochwertige Lösungen<br />
mit ergonomisch günstigen Formen, die Vertrauen schaffen.<br />
Medizinische Geräte kommen in<br />
sensiblen und reinen Bereichen mit<br />
anspruchsvollen Arbeitsbedingungen<br />
zum Einsatz. Sei es eine Arztpraxis,<br />
ein Labor, ein Reinraum<br />
oder eine Klinik – an die elektronischen<br />
Medizinprodukte werden<br />
hohe Anforderungen in Punkto Qualität<br />
gestellt: sie sollen eine ansprechende<br />
Optik mit einem robusten,<br />
langlebigen Design haben, sowie<br />
ergonomisch, widerstandsfähig<br />
und manipulationssicher sein. All<br />
diese elektronischen Medizinprodukte<br />
benötigen eine „Verpackung“,<br />
um die genannten Kriterien optimal<br />
zu erfüllen. OKW Gehäusesysteme<br />
bietet für genau diesen Anwendungszweck<br />
ein breites Portfolio<br />
an Gehäuselösungen.<br />
Reibungsloser Dauereinsatz<br />
Im Gesundheitswesen finden<br />
sich viele Geräte, in die etwas eingepflegt<br />
oder in denen etwas angezeigt<br />
wird. Seien es Patientendaten,<br />
wichtige Analysen von Stoffen, Notfall-<br />
und Benachrichtigungssysteme<br />
oder Bedienterminals für Zugangsbereiche.<br />
Die Medizingeräte müssen<br />
dabei vielfältiges leisten: einen reibungslosen<br />
Dauereinsatz rund um<br />
die Uhr, die Nutzung durch unterschiedlichste<br />
Anwender, sie müssen<br />
teilweise mobil und tragbar sein.<br />
Besonders wichtig ist das Material,<br />
aus dem das Gehäuse gefertigt ist.<br />
Es muss Verschleißerscheinungen<br />
standhalten, sowie eine Reinigung<br />
mit gängigen Reinigungs- oder Desinfektionsmitteln<br />
ohne Beschädigung<br />
überstehen. Die Kunststoffgehäuse<br />
und Aluminiumprofil-Gehäuse von<br />
OKW gibt es in hochwertigen Materialien,<br />
in einem modernen und zeitlosen<br />
Design. Ein weiterer wichtiger<br />
Punkt stellt ein Schutz vor elektromagnetischer<br />
Störung dar, um<br />
fatalen Ausfällen der Geräte entgegenzuwirken.<br />
Mit einer EMV-<br />
Beschichtung wird die Elektronik<br />
vor Störeinflüssen von außen<br />
sowie eigener, erhöhter Störemission<br />
geschützt. Für weitere individuelle<br />
Kundenbedürfnisse, wie<br />
einer mechanischen Bearbeitung<br />
für Schnittstellen oder Bedruckung<br />
etc., lassen sich die Standardgehäuse<br />
nach Bedarf modifizieren.<br />
Verschiedene<br />
Gehäuselösungen<br />
Für die Medizintechnik sind verschiedene<br />
Gehäuselösungen ab<br />
Lager erhältlich. Eine tragbare Variante,<br />
die von Zimmer zu Zimmer<br />
transportiert werden muss oder<br />
gar an Rundschienen von Patientenbetten<br />
angebracht wird, stellt<br />
das CARRYTEC mit funktionalem<br />
Griff dar. Für die Eingabe von Daten<br />
im ergonomisch-günstigen Neigungswinkel<br />
an der Wand, einem<br />
Pult oder auf dem Tisch gibt es<br />
die Gehäusereihen PROTEC und<br />
EVOTEC. Manchmal ist es erforderlich,<br />
medizinische Geräte direkt<br />
am Körper zu tragen. Hierfür sind<br />
spezielle Wearable Gehäuse, wie<br />
das BODY-CASE, ideal.<br />
OKW Odenwälder<br />
Kunststoffwerke<br />
Gehäusesysteme GmbH<br />
www.okw.com<br />
NEU<br />
Jetzt auch mit<br />
USB-Lademodul<br />
verfügbar<br />
Medizinische Mehrfachsteckdose<br />
mit USB-A-Lademodul<br />
EINZIGARTIG<br />
• MEDX+USB: Komfortable, TÜV<br />
geprüfte Auflademöglichkeiten für<br />
Mobilgeräte von Patienten oder<br />
Mitarbeitern am Point of Care<br />
• Für den Einsatz im patientennahen<br />
Umfeld in Kliniken und<br />
Arztpraxen entwickelt<br />
• Individuell zu konfigurieren und<br />
auf bis zu 8 Module ausbaubar<br />
Baaske Medical GmbH & Co. KG | Bacmeisterstr. 3 | 32312 Lübbecke<br />
Tel: +49 5741 236027-0 | vertrieb@e-medic.de | www.e-medic.de<br />
MEDIZINISCHE HARDWARE FÜR HÖCHSTE ANSPRÜCHE
Komponenten<br />
Best of 2021<br />
Magnetische Rundstecker: drehbar, hygienisch, platzsparend und designorientiert<br />
Die Firma N&H Technology<br />
GmbH entwickelt und fertigt kundenspezifische<br />
magnetische<br />
Stecker lösungen. Gerade für die<br />
anspruchsvollen hygienischen<br />
Anforderungen in der Medizintechnik<br />
können magnetische Stecker<br />
punkten. Durch die Implementierung<br />
eines Magneten<br />
im Stecker findet eine selbstführende<br />
Verbindung statt, so<br />
dass auch schwierige Stecksituationen,<br />
ohne großen Kraftaufwand,<br />
einfach überwunden<br />
werden können. Auch 360°<br />
drehbare Stecklösungen, wie<br />
bei Rund steckern, sind möglich.<br />
Die Kontaktflächen können<br />
äußerst flach und klein konstruiert<br />
werden, so dass keine<br />
Vertiefungen und Rillen, wie<br />
bei herkömmlichen Konturensteckern,<br />
entstehen. Lade- und<br />
Signalströme werden durch integrierte<br />
Federkontakte übertragen,<br />
die je nach Model Ladeströme<br />
von bis zu 13 A pro Pin<br />
ermöglichen. Durch die direkte<br />
Umspritzung mit Kunststoff bzw.<br />
einer Versiegelung mit Elastomer-<br />
Materialien, erreichen die konstruierten<br />
Magnetstecker eine Schutzklasse<br />
von bis zu IPx8.<br />
Die magnetische Verbindung<br />
ist schock- und vibrationsbeständig<br />
und sorgt für eine einwandfreie<br />
und sichere Funktion. Mechanischer<br />
Verschleiß durch häufiges<br />
Ein- und Ausstecken wird nahezu<br />
eliminiert. Auch eine Beschädigung<br />
des Gerätes durch einen ungewollten<br />
Zug am Kabel wird durch<br />
den magnetisch-definierten Lösemechanismus<br />
verhindert.<br />
N&H Technology bietet bei<br />
der Konstruktion von kundenspezifischen<br />
Steckadaptern eine<br />
umfangreiche Unterstützung<br />
und begleitet die Projekte bis zur<br />
Serienlieferung.<br />
N&H Technology<br />
www.nh-technology.de<br />
Hohe Leistungsfähigkeit bei geringen Abmessungen<br />
© Redler<br />
KAMAKA Electronic<br />
Bauelemente Vertriebs GmbH<br />
www.kamaka.de<br />
Der Micro Rayon von Redler (Vertrieb:<br />
KAMAKA Electronic Bauelemente<br />
Vertriebs GmbH) ist einer<br />
der kleinsten Servo Motion Controller<br />
bezogen auf die Leistungsfähigkeit<br />
und hat zudem eine sehr<br />
hohe Qualität. SMD – Kunden können<br />
ihn auf ihr eigenes Board löten.<br />
Dies ist ein großer Vorteil, da die<br />
Kunden kein spezielles Kommunikationsprotokoll<br />
oder zusätzlichen<br />
Platzbedarf auf ihren Plattformen<br />
benötigen. Die Leistung beträgt<br />
bis zu 12,5 Arms bei bis zu 48 V<br />
und Standard-Kunden benötigen<br />
hierfür keine speziellen Standards.<br />
Applikationen im Bereich<br />
der Verteidigung sind<br />
• Visiersysteme<br />
• Kleine Fernbedienungswaffensysteme<br />
• Kleiner UAV/AUS Antrieb<br />
• Kardanadapter und Aufhängungen<br />
• Mehrkanalige Betätigungsapplikationen<br />
In der Industrie<br />
• AGV (automatisiert geführte Fahrzeuge)<br />
• Robotik<br />
• Druckmaschinen<br />
• Produktionsmaschinen<br />
Im Automotive-Bereich<br />
• Kleine E-Fahrzeuge<br />
Auch in der Medizin sind zahlreiche<br />
weitere Anwendungen möglich.<br />
◄<br />
56 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Komponenten<br />
Leise Lüfter für medizinische Geräte<br />
Fast in jedem Behandlungsraum<br />
steht ein High-Tech-Gerät<br />
der Medizintechnik. In den meisten<br />
Geräten werden Lüfter zur<br />
Kühlung der aufwendigen Elektronik<br />
bzw. der Rechenkomponenten<br />
verwendet. Die Geräuschentwicklung<br />
ist dabei nicht unerheblich<br />
und wird oft als störend empfunden.<br />
Dank der neuen Lüftergeneration<br />
LF40P von Sepa Europe<br />
gehören Lüftergeräusche in medizinischen<br />
Geräten der Vergangenheit<br />
an. Durch die optimierte Flügelgeometrie<br />
arbeiten die Axiallüfter<br />
leise und doch effektiv.<br />
Ob für Röntgengeräte, Patientenmonitore,<br />
Bestrahlungsgeräte,<br />
Beatmungsgeräte, DNA Sequenzierer<br />
oder in der Blutdiagnostik,<br />
Lüfter sorgen für zuverlässige<br />
Entwärmung. In einem Fall mag<br />
es die aufwändige Leistungselektronik<br />
sein, deren Temperatur<br />
bestimmte Werte nicht überschreiten<br />
darf, im anderen Fall ist<br />
es die Kühlung der Grafikaufbereitung<br />
für die hochauflösenden Bilddarstellung,<br />
die eine bildgebende<br />
Diagnostik erheblich erleichtert.<br />
Manche der genannten Anwendungen<br />
sind geräuschsensibel. Im<br />
Diagnostikraum, z. B. beim MRT,<br />
spielt das Lüfter-Geräusch eher<br />
eine untergeordnete Rolle, im<br />
Aufwachraum neben dem Patienten<br />
schon. Da die Gehäuse<br />
immer kompakter werden, lässt<br />
sich ein großer Lüfter mit niedriger<br />
Drehzahl aus Platzgründen<br />
nicht immer realisieren. Die Konsequenz<br />
ist, dass ein kleineres<br />
Modell die gleiche Arbeit bei hoher<br />
Drehzahl schaffen muss und somit<br />
lauter wird. Abhilfe schafft hier die<br />
neue Lüftergeneration von Sepa<br />
Europe, die LF40P Serie. Durch<br />
die optimierte Flügelgeometrie<br />
kann sie geschickt Geräusch und<br />
Leistung vereinen. Beim Vergleich<br />
mit dem gleich großen Vorgängermodell<br />
lässt sich bei identischem<br />
Geräuschniveau ein Leistungsplus<br />
von 25 % verzeichnen. Darüber<br />
hinaus kann die Drehzahl über den<br />
PWM-Eingang an die notwendige<br />
Kühlungsleistung angepasst werden<br />
und erzeugt damit nur so viel<br />
Luftgeräusch wie unbedingt nötig.<br />
Das MagFix Lager sorgt zudem<br />
für eine hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 3-2021<br />
auf Seite 23.<br />
SEPA EUROPE GmbH<br />
www.sepa-europe.com<br />
Best of 2021<br />
Lösungen für elektronische Baugruppen und Systeme<br />
Was gibt es Neues in der Elektronikbranche?<br />
Finden Sie es auf der Fachmesse SMTconnect, dem europäischen Treffpunkt der Elektronikfertigung, heraus!<br />
Systementwicklung und Produktionsvorbereitung<br />
Materialien und Bauelemente<br />
Prozesse und Fertigung<br />
Zuverlässigkeit und Test<br />
Software und Produktionssteuerung<br />
Nürnberg, 10. – 12.05.<strong>2022</strong><br />
Nehmen Sie teil: smtconnect.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
# smtconnect<br />
57
Sensoren<br />
Best of 2021<br />
1 mm² großer und 1 Gramm schwerer Bildsensor<br />
Der Bildsensor ist kleiner als ein Reiskorn,<br />
leichter als eine Briefmarke aber leistungsfähiger<br />
als alle bisher dagewesenen Entwicklungen<br />
seiner Art. Mit einer Größe von 1 mm²<br />
und einem Gewicht von etwa einem Gramm<br />
ist der Bildsensor so klein, dass er nicht nur in<br />
Smartphones, VR-Kameras und anderen Wearables<br />
eingebaut, sondern auch in medizinischen<br />
Bereichen wie etwa in Endoskopen integriert<br />
werden kann. Dies entspricht dem Trend der<br />
Miniaturisierung „Der Bildsensor schafft nicht<br />
nur aufgrund seiner Auflösung von 100.000<br />
Pixel scharfe Bilder, sondern er hat durch<br />
unsere smarte Verbindungsarchitektur einen<br />
geringen Stromverbrauch“, erklärt Markus Maier,<br />
Global Account Manager bei AT&S. AT&S hat<br />
für den Sensor die Leiterplatte entwickelt, der<br />
Sensor selbst wurde vom steirischen Anbieter<br />
von Hochleistungssensor lösungen, ams<br />
OSRAM gebaut. Die erfolgreiche Kooperation<br />
der beiden Hightech-Unternehmen ist<br />
zudem ein Beweis dafür, wie mit österreichischem<br />
Know-How die Hightech-Welt mitgestaltet<br />
wird. Der Digicam-Sensor, der einen digitalen<br />
Video-Output bietet, ermöglicht jede Art<br />
von Visual Sensing für mobile Anwendungen.<br />
Eines der ersten Produkte, in dem die<br />
AT&S-Lösung integriert wird, ist die NanEye<br />
von ams OSRAM, eine der kleinsten Digitalkameras<br />
auf dem Markt. Der Anwendungsbereich<br />
von NanEye ist breit, so kann sie etwa für<br />
das Eye-Tracking in VR-Brillen aber auch im<br />
medizinischen Bereich eingesetzt werden. Die<br />
AT&S-Entwicklung wird etwa in einen Kamerakopf<br />
integriert, der für endoskopische Untersuchungen<br />
verwendet wird.<br />
Mit der innovativen „Embedded Component<br />
Packaging“-Technologie (ECP) können bei<br />
gleichbleibender Größe des Endgeräts mehr<br />
Komponenten in die Leiterplatte integriert werden.<br />
Das erhöht einerseits die Funktionalität<br />
und alternativ kann bei gleichbleibendem Funktionsumfang<br />
die Leiterplatte schrumpfen, was<br />
wiederum kompaktere Endgeräte ermöglicht.<br />
Den vollständigen Artikel finden Sie im<br />
meditronic-journal 4-2021 auf Seite 54.<br />
AT & S Austria<br />
Technologie & Systemtechnik AG<br />
www.ats.net<br />
Sauerstoffgehalt exakt<br />
regeln<br />
Sauerstoffsensoren werden häufig in medizinischen<br />
Anwendungen eingesetzt, da der<br />
Sauer stoffgehalt zur exakten Regelung überwacht<br />
werden muss. Die Sauerstoff-Sensorik ist<br />
unverzichtbar, denn sowohl zu wenig als auch<br />
zu viel Sauerstoff in der Atemluft kann für den<br />
Patienten schnell bedrohlich werden.<br />
Während die meisten Gassensoren in stationär<br />
betriebenen Messsystemen eingesetzt<br />
werden, sind Sauerstoffsensoren nicht selten<br />
auch in mobilen Prüfgeräten zu finden. Im Lieferprogramm<br />
von Unitronic Electronics sind<br />
die Sauerstoffsensoren von Figaro gelistet.<br />
Die Firma Figaro hat sich auf verschiedenste<br />
Sensortechnologien spezialisiert und verfügt<br />
über umfangreiches Entwicklungs-Knowhow<br />
in der Sauerstoff-Sensorik. Diese elektrochemischen<br />
Sensoren sind besonders<br />
unempfindlich gegenüber Kohlendioxid sowie<br />
Stickstoffoxiden und überzeugen durch ihre<br />
extreme Langlebigkeit. Die Kunden profitieren<br />
von der über 50jährigen Erfahrung von<br />
Unitronic in der Sensorik. Das Unternehmen<br />
bietet fundierte Kenntnisse im Bereich der<br />
Sauerstoffmessung.<br />
UNITRONIC GmbH<br />
www.unitronic.de<br />
58 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Sensoren<br />
Extrem kleiner in-vivo Drucksensor für Katheter<br />
Mit dem IntraSense präsentiert<br />
Amsys den nach eigenen Angaben<br />
kleinsten in-vivo Drucksensor<br />
zur Integration in Katheter mit<br />
nur 1 French Durchmesser. An den<br />
Sensor mit Abmessungen von nur<br />
750 × 220 × 75 µm ist bereits ein<br />
hochflexibles, komplett geschütztes<br />
Kabel angeschlossen, für eine<br />
einfache Benutzung. Der Sensor ist<br />
für den Betrieb an Luft und salzhaltigen<br />
Flüssigkeiten wie Blut, Hirnflüssigkeit<br />
oder Urin vorgesehen.<br />
Damit eignet er sich für die Anwendung<br />
bei Arteriosklerose und in der<br />
Urologie, aber auch für Hirn- und<br />
Augen-OPs.<br />
Vielseitig einsetzbar<br />
Der Absolutdrucksensor liefert<br />
genaue und stabile Werte im für<br />
den klinischen Betrieb interessanten<br />
Bereich von -300 mmHg<br />
bis +500 mmHg. Für spezielle<br />
Anwendungen kann der Bereich<br />
auch angepasst werden. Mit dem<br />
IntraSense SMI-1B ist auch eine<br />
besser vor Licht geschützte Version<br />
erhältlich. Durch die lichtundurchlässige<br />
Beschichtung ist der Sensor<br />
auch geeignet für Anwendungen<br />
mit eingebauter Beleuchtung wie<br />
z. B. in Endoskopen. Die Sensoren<br />
sind erhältlich mit offenem Kabelende<br />
oder mit Platine und Pin-Kontakten<br />
sowie kundenspezifisch<br />
anpassbarer Kabellänge.<br />
Einfache Inbetriebnahme<br />
Zur einfachen Inbetriebnahme<br />
des IntraSense ist ein Evaluation<br />
Kit erhältlich. Die Druck- und Temperatursignale<br />
des Sensors können<br />
nach Verbinden des Evaluation<br />
Boards mit einer USB-Schnittstelle<br />
einfach über die kostenlose opensource<br />
Arduino Software ausgelesen<br />
werden. Das Evaluation Kit mit<br />
fünf Sensoren ist mit zwei Kabellängen<br />
(60 cm und 180 cm) in der<br />
normalen als auch lichtgeschützten<br />
Ausführung erhältlich.<br />
Anwendungen<br />
• Embolisation<br />
• Vorhofablation<br />
• Atherektomie<br />
• Okklusion der Aorta<br />
• Thermodilution<br />
• Mikrovaskuläre Obstruktion<br />
• Tierversuche<br />
• Endoskopie<br />
• Fractional Flow Reserve für intrakraniellen<br />
Druck (FFR)<br />
• Aortenkontrolle<br />
• reproduktive Gesundheit<br />
• Compartment-Syndrom<br />
• Endourologie<br />
• Glaukom<br />
• Cochlea-Implantate<br />
Amsys GmbH & Co. KG<br />
www.amsys.de<br />
Best of 2021<br />
Drucksensoren mit analogem und digitalen Ausgangssignal<br />
Die All Sensors GmbH hat die<br />
ELV-Serie, auf den Markt gebracht.<br />
Diese neue Sensorfamilie bietet<br />
OEM-Kunden eine erhöhte Flexibilität<br />
im Design bei einer großen<br />
Bandbreite an Druckbereichen<br />
von ±0,5 in H 2 O bis ±150 PSI bzw.<br />
±2,5 mbar bis ±10 bar.<br />
Die digitalen und analogen Drucksensoren<br />
der ELV-Serie bestehen<br />
aus vier Plattformen: ELVH,<br />
ELVI, ELVE und ELVA. Die<br />
Serie basiert auf der All Sensors<br />
CoBeam2 Technologie.<br />
Diese innovative Technologie<br />
bietet in ihrer Klasse die beste<br />
Niederdruck-Sensorleistung,<br />
mit minimalen Querempfindlichkeiten<br />
gegenüber externen Einflüssen.<br />
Daraus resultiert auch eine verbesserte<br />
Langzeit-Stabilität.<br />
Die Produkt-Highlights beinhalten<br />
eine I 2 C- oder SPI-Schnittstelle<br />
mit 12- oder 14-Bit Auflösung sowie<br />
einen verstärkten Analog-Ausgang<br />
Eine große Auswahl an Miniatur SIPund<br />
DIP- sowie SMD-Package-Optionen<br />
ermöglicht eine flexible und<br />
platzsparende PCB-Montage.<br />
Die Drucksensoren der ELV-<br />
Serie sind für den Gebrauch<br />
mit nicht korrosiven, nicht<br />
ionischen gasförmigen Medien<br />
vorgesehen. Eine schützende<br />
Parylene-Beschichtung<br />
ist optional erhältlich<br />
für den Einsatz in feuchter<br />
Umgebung. Anwendungsmöglichkeiten<br />
sind Niederdruckanwendungen<br />
in der Medizintechnik,<br />
pneumatischen Steuerungen,<br />
Anwendungen im Bereich<br />
Heizungs-Lüftungs-Klimatechnik<br />
und industrielle Prozess-Steuerung.<br />
All Sensors GmbH<br />
www.allsensors.eu<br />
OEM-Sensoren für die Medizintechnik<br />
Messung der Stösselkraft<br />
in Insulinpumpen<br />
Senstech AG<br />
CH-8320 Fehraltorf<br />
Telefon +41 44 955 04 55<br />
ISO 9001 · ISO 13485<br />
www.senstech.ch<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Senstech_Ins_<strong>2022</strong>_91x66_meditronic-journal_A.indd 1 09.11.21 08:29<br />
59
Sensoren<br />
Best of 2021<br />
Neue niedrigauflösende und VIS-InGaAs Sensoren<br />
Andanta präsentiert den<br />
neuen niedrigauflösenden InGaAs-Matrixsensor<br />
FPA64x64-C.<br />
Der ungekühlte Sensor verfügt<br />
über eine Ortsauflösung<br />
von 64 x 64 Pixeln bei einer<br />
Pixelgröße von 40 µm, was<br />
zu einer aktiven Sensor fläche<br />
2,56 x 2,56 mm führt. Der nutzbare<br />
Spektralbereich reicht<br />
von 900 nm bis 1,7 µm. Als<br />
Gehäuse für den Sensor wurde<br />
eine 32-pin Keramik-LCC-Ausführung<br />
gewählt.<br />
Andanta hat auch einen<br />
weiteren niedrigauflösenden<br />
In GaAs 128 x 128-Sensor entwickelt.<br />
Dies ist ein QVGA FPA320x256-C-Sensor<br />
mittlerer Güteklasse mit einer freien Fläche<br />
von 128 x 128 Pixeln, bei der Fehlerpixelcluster<br />
von ≥20 nicht zulässig sind.<br />
Darüber hinaus sind die VIS-InGaAs-Sensoren<br />
mit erweitertem Spektralbereich<br />
bis in den sichtbaren Bereich ebenfalls<br />
verfügbar. Dazu gehören QVGA-Sensoren<br />
wie der FPA320x256-C-VIS ungekühlt<br />
und der FPA320x256-K-VIS 1-stufig<br />
gekühlt, sowie VGA-Sensoren wie der<br />
FPA640x512_P15-C-VIS ungekühlt und der<br />
FPA640x512_P15-TE1-VIS 1-stufig gekühlt.<br />
Durch diese neuen Entwicklungen von<br />
In GaAs-Bildsensoren hofft Andanta, seinen<br />
Kunden, spezialisierten Kameraherstellern,<br />
neue Anwendungsfelder in der Nah-Infrarot-<br />
Bildaufnahme erschließen zu können, insbesondere<br />
in der Spektroskopie, Materialsortierung,<br />
Landwirtschaft, Sicherheitstechnik, Freizeitindustrie,<br />
Medizin und Biologie.<br />
ANDANTA GmbH<br />
epost@andanta.de<br />
www.andanta.de<br />
Piezoresistive Kraftsensoren für den Einsatz in medizinischen Geräten<br />
MicroForce Sensoren der FMA-<br />
Serie von Honeywell sind piezoresistive<br />
Kraftsensoren und eignen<br />
sich hervorragend für den<br />
Einsatz in medizinischen Geräten.<br />
Die FMA-Serie wurde entwickelt,<br />
um den Kundenwunsch<br />
nach einem kompensierten, verstärkten<br />
Kraftsensor zu erfüllen,<br />
der digitale Ausgänge, eine Vielzahl<br />
von Kraftmessbereichen, ein<br />
kleines, kostengünstiges Format<br />
sowie eine verbesserte Haltbarkeit<br />
und Genauigkeit bietet. Das flexible<br />
Design bietet mehrere Standardkonfigurationen<br />
über einen<br />
weiten Betriebstemperaturbereich.<br />
Die platzsparende Form von 5 x<br />
5 mm ermöglicht den Einsatz auch<br />
in Anwendungen mit begrenztem<br />
Bauraum. Die direkte mechanische<br />
Kopplung ermöglicht eine zuverlässige<br />
Schnittstelle mit dem Sensor.<br />
Mithilfe der Diagnosefunktion wird<br />
der ordnungsgemäße Funktionszustand<br />
überwacht und gewährleistet<br />
eine hohe Sicherheit. Beispielsweise<br />
wird die FMA-Serie<br />
sehr erfolgreich zur Überwachung<br />
• von Blockaden im Pumpenrohr<br />
oder Schläuchen bei der Abgabe<br />
von Suspensionen in Infusionspumpen,<br />
• ambulanter Pumpen,<br />
• enteraler Ernährungspumpen und<br />
• von Nierendialysegeräten eingesetzt.<br />
MicroForce Sensoren werden<br />
auf nicht-invasive Weise verwendet<br />
und erfordern vor der Wiederverwendung<br />
keine Desinfektion oder<br />
Sterilisation. Alle Produkte werden<br />
gemäß den ISO 9001-Standards<br />
entwickelt und hergestellt.<br />
IBA-Sensorik GmbH ist seit über<br />
30 Jahren autorisierter Honeywell<br />
Distributor und Spezialist für kundenspezifische<br />
Sonderlösungen.<br />
IBA-Sensorik GmbH<br />
iba@iba-sensorik.de<br />
www.iba-sensorik.de<br />
60 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Sensoren<br />
Hochgenaue Technologie für Neigungsund<br />
Beschleunigungs-Sensorik<br />
Möglich wird die sehr hohe Auflösung<br />
durch ein System aus vier<br />
internen Pendeln, die zusammen<br />
mit dem Gehäuse aus einem einzelnen<br />
Siliziumblock (Wafer) geätzt<br />
und mechanisch aufgehangen werden.<br />
Ein Abgleich aller Pendel sorgt<br />
für sich selbst kompensierende Temperatureffekte,<br />
Messauflösungen im<br />
micro-g Bereich und sehr geringe<br />
Querbeschleunigungsfehler (unter<br />
1 %). Kelag bietet diesen und andere<br />
Sensoren in kleinen, wassergeschützten<br />
Gehäusen mit verschiedenen<br />
Kabel- und Steckervarianten<br />
an. Ausgänge sind als analoge<br />
(0,5 - 4 V, 4 - 20 mA) oder digitale<br />
Version verfügbar.<br />
Verschiedenste Bauformen<br />
Sensoren, die im medizinischen<br />
Bereich eingesetzt werden, müssen<br />
ein hohes Maß an Zuverlässigkeit<br />
und Genauigkeit zu einem<br />
relativ niedrigen Preis bieten können.<br />
Die robusten und langzeitstabilen<br />
KELAG-Sensoren haben sich<br />
in diesem Sektor bereits mehrfach<br />
bewährt.<br />
Neigungs- und<br />
Beschleunigungs-Sensorik<br />
Die stabil konstruierte Neigungsund<br />
Beschleunigungs-Sensorik verfügt<br />
über eine dreidimensionale<br />
Mikromechanik, die unter Einsatz<br />
von hochreinem Silizium auch bei<br />
kritischen Anwendungen eingesetzt<br />
werden kann. So erlaubt der relativ<br />
großzügige Aufbau ein optimales<br />
Verhältnis von Nutzsignal und<br />
Rauschen, welches bereits erfolgreich<br />
im Bereich der Herzschrittmacher<br />
Vorteile generierte.<br />
Die hohe Schocksicherheit von<br />
20.000 g erlaubt den Einsatz in<br />
mechanisch stark beanspruchenden<br />
Anwendungen. Insgesamt wird eine<br />
Langzeitstabilität von ±0,067 % FS<br />
(o. 0,67 mg/0,036 °) über einen Zeitraum<br />
von 10 Jahren erreicht. Dazu<br />
trägt auch die interne Gasdämpfung<br />
bei: sie verhindert unliebsame<br />
Vibrationen und Resonanzeffekte.<br />
Ein Rauschfilter wird dementsprechend<br />
nicht mehr benötigt. Ein weiteres<br />
Bauteil, welches durch Wegfall<br />
die Kosten verringert.<br />
Auftretende Fehler werden durch<br />
hinterlegte Self-Checks im ASIC<br />
(Application-specific integrated<br />
circuit) erkannt und generieren<br />
einen eindeutigen Zustand (Fehlermeldung).<br />
Hohe Auflösung<br />
Es kann jede erdenkliche Bauform<br />
bis zur print-bestückbaren Elektronik-Komponente<br />
geliefert werden.<br />
Damit ergibt sich eine erhebliche<br />
Anzahl an Anwendungsmöglichkeiten<br />
in verschiedenen Gebieten.<br />
Denkbare Optionen im medizinischen<br />
Sektor sind unter anderem:<br />
• Lage-Kontrolle des Patienten z. B.<br />
in Krankenbetten oder Operationstischen<br />
sowie in Rettungswagen<br />
oder Hubschraubern<br />
• Herzfrequenzüberwachung der<br />
Patienten mithilfe von Kelag-<br />
Beschleunigungssensoren<br />
• Monitoring der Ausrichtung medizinischer<br />
Geräte mithilfe von Kelag-<br />
Neigungs- und Winkelsensoren<br />
• Vibrationsmessungen, um z. B.<br />
Störquellen während Operationen<br />
zu vermeiden<br />
• Messen des Tremors bei Parkinson-Patienten<br />
Neben Messungen, die den Patienten<br />
bei ihrer Heilung und dem<br />
Pflegepersonal bei ihrer Arbeit<br />
unterstützen, können Kelag-Sensoren<br />
auch für das Condition Monitoring<br />
eingesetzt werden, um Ausfälle<br />
der genutzten Maschinen zu<br />
prognostizieren und somit kostengünstiger<br />
und Ausfallfrei warten zu<br />
können. ◄<br />
Hohe Schocksicherheit<br />
a.b.jödden gmbh<br />
www.abjoedden.de<br />
Niederdrucksensoren<br />
für die Medizintechnik<br />
www.amsys.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
61
Bildverarbeitung<br />
Laborgeräte am Point-of-Care<br />
Unabhängig dank Embedded Vision<br />
Weil die Verbindung zu einem PC<br />
nicht notwendig ist, entfallen regelmäßige<br />
Anpassungen des Systems<br />
und der Software an neue Betriebssysteme<br />
– das macht die Analysegeräte<br />
robust in der Anwendung,<br />
langlebig und optimal geeignet für<br />
ein professionelles Umfeld.<br />
Point-of-Care-Geräte sind unabhängig, leistungsstark und kompakt. MIPI-Kameramodule von VC ermöglichen dabei,<br />
dass Hersteller ihr bewährtes optisches Setup oder Wunschsensoren verwenden können<br />
Vision Components<br />
www.vision-components.com<br />
Wie wichtig schnelle und zuverlässige<br />
Laboranalysen sind, ist mit<br />
der Corona-Pandemie ins öffentliche<br />
Bewusstsein getreten. Eine besondere<br />
Bedeutung haben dabei Pointof-Care-Systeme,<br />
die an jedem Ort<br />
und unabhängig von einem PC funktionieren.<br />
Embedded Vision und<br />
neue Technologien für Kameramodule<br />
ermöglichen, dass Entwickler<br />
dabei ihr bewährtes optisches<br />
Setup beibehalten und eine große<br />
Auswahl an Bildsensoren einsetzen<br />
können.<br />
Die Point-of-Care-Geräte kommen<br />
überall dort zum Einsatz, wo<br />
die Einschleppung und Ausbreitung<br />
von Krankheitserregern und<br />
Keimen gestoppt oder Krankheiten<br />
zum Beispiel durch Hautveränderungen<br />
ad hoc erkannt werden sollen.<br />
Sie zeichnen sich durch schnelle<br />
und genaue Ergebnisse, einfache<br />
Bedienung und kompaktes Design<br />
aus und ermöglichen damit den flexiblen<br />
Einsatz im Gesundheitswesen,<br />
in Life Science und Bioanalyse.<br />
Im Gegensatz zu herkömmlichen<br />
Systemen, die aus einer Kameraeinheit<br />
und einem angeschlossenen<br />
Computer bestehen, arbeiten<br />
moderne Point-of-Care-Geräte völlig<br />
autark. Bilderfassung, Analyse und<br />
Ausgabe der Ergebnisse erfolgen<br />
direkt auf den kompakten und häufig<br />
auch mobil einsetzbaren Geräten.<br />
Kompakt, leistungsstark,<br />
kostengünstig<br />
Basis der Analysen am Pointof-Care<br />
sind Kamerasensoren zur<br />
Erfassung biologischer Strukturen<br />
und Merkmale – von der Untersuchung<br />
von Hautpartien und Anatomie<br />
über Gewebe bis zur Ebene von<br />
Zellen und Molekülen. Anhand markanter<br />
Hell-/Dunkelwerte, typischer<br />
Muster und Strukturen oder Fluoreszenz<br />
bestimmter Stoffe können bei<br />
diesem Bio-Imaging genannten Verfahren<br />
Veränderungen und Krankheiten<br />
frühzeitig und präzise diagnostiziert<br />
werden. Moderne ARMbasierte<br />
Mikroprozessoren verfügen<br />
über die notwendige Rechenleistung<br />
zur Durchführung der Analysen.<br />
Sie ermöglichen dabei auch<br />
die Nutzung von Künstlicher Intelligenz<br />
und die Integration komplexer<br />
Machine Learning Algorithmen.<br />
Die Embedded Systeme kombinieren<br />
eine hohe Rechenleistung mit<br />
kompaktem Design und geringer<br />
Stromaufnahme. Das macht Prozessoren<br />
wie die NVIDIA Jetson<br />
Serie oder die i.MX 8M Familie von<br />
NXP sowie viele weitere Plattformen<br />
zur ersten Wahl für Point-of-Care-<br />
Geräte und mobile oder dezentral<br />
arbeitende Labor- und Analysegeräte.<br />
Dazu kommt, dass Embedded<br />
Systeme durch die perfekte Anpassung<br />
an die jeweiligen Anwendungen<br />
und den Verzicht auf nicht benötigte<br />
Komponenten extrem preisoptimiert<br />
sind. Damit sind deutlich günstigere<br />
Serienpreise möglich; die Kosten für<br />
die individuelle Entwicklung amortisieren<br />
sich schon bei geringen<br />
Stückzahlen.<br />
Ohne PC – aber mit<br />
bewährten Sensoren<br />
Eine Herausforderung bei der<br />
Neuentwicklung von Analyse- und<br />
62 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Bildverarbeitung<br />
Medical und Life Science-Anwendungen mit besonderen Reinheitsansprüchen<br />
Basler ergänzt vier der MED ace-Kameras<br />
um das MED Feature Set Dust Protection. Die<br />
Kameras eignen sich für Medical und Life Science-Anwendungen<br />
mit besonderen Reinheitsansprüchen.<br />
Diese USB 3.0-Kameras mit 2,3<br />
und 5,1 Megapixel Auflösung sind in Serienproduktion.<br />
Basler vereint in Dust Protection<br />
vier Komponenten und erfüllt die besonderen<br />
Reinheitsansprüche wie die Verschließung des<br />
Sensorraums, Reinraumproduktion, strenge<br />
Prüfung auf Staub und andere Partikel sowie<br />
hohe Robustheit.<br />
Anwendungen in Medizin, Medizintechnik<br />
und Life Sciences wie in der Mikroskopie<br />
stellen besonders hohe Anforderungen an<br />
die Sauberkeit der bildgebenden Komponenten.<br />
Dust Protection erweitert die Feature Sets<br />
aus Easy Compliance, Brilliant Image, Perfect<br />
Color, Low Light Imaging, Industrial Excellence<br />
und High Speed. Die speziell von Basler für<br />
die anspruchsvollen Anforderungen im Bereich<br />
Medical & Life Sciences ausgelegten Funktionen<br />
kombinieren Hardware-, Firmware- und<br />
Softwarefunktionen, die den Entwicklungsaufwand<br />
reduzieren. Sie ermöglichen Bilder<br />
höchster Qualität in kürzester Zeit, bieten<br />
aber gleichzeitig volle Flexibilität für individuelle<br />
Anforderungen. Basler MED ace Kameras<br />
zeichnen sich durch neueste CMOS-Sensoren<br />
der Sony Pregius oder der ON-Semiconductor<br />
PYTHON aus. Sie erreichen bis 164 Bilder/s<br />
und Auflösungen bis 20 Megapixel. Besonders<br />
wertvoll für den Einsatz der Kameras in Medical<br />
& Life Sciences-Anwendungen ist die Zertifizierung<br />
des Qualitätsmanagementsystems<br />
nach ISO 13485:2016.<br />
RAUSCHER<br />
info@rauscher.de<br />
www.rauscher.de<br />
Best of 2021<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Diagnostikgeräten ohne PC-Anbindung<br />
war bislang das optische<br />
Setup: Hersteller profitieren hier<br />
von deutlich geringeren Kosten<br />
und schnellerer Entwicklungszeit,<br />
wenn sie ihr bewährtes System zur<br />
Bilderfassung beibehalten können.<br />
Außerdem legen viele Unternehmen<br />
Wert auf die Anbindung eines speziellen<br />
Sensors für ihre Anwendungen<br />
oder benötigen eine hohe Bildauflösung<br />
und Lichtempfindlichkeit<br />
bei geringem Rauschen und hoher<br />
Geschwindigkeit. Alle drei Anforderungen<br />
erfüllt eine neue Technologie<br />
von Vision Components: Sie<br />
ermöglicht den Anschluss zahlreicher<br />
Bildsensoren direkt an die<br />
MIPI-CSI-2-Schnittstelle der Prozessoren<br />
– auch bei High-End-Sensoren,<br />
die nativ keine MIPI-Schnittstelle<br />
unterstützten. Dazu wird ein<br />
eigens entwickelter MIPI-Konverter<br />
direkt in das Design der ultrakompakten<br />
Module integriert.<br />
Höchste Bildqualität mit<br />
MIPI-Sensoren<br />
In medizinischen Anwendungen<br />
vielfach erprobte und langzeitverfügbare<br />
High-End-Sensoren aus<br />
der Pregius- und Starvis-Serie von<br />
Sony sind bereits als MIPI-Module<br />
von Vision Components erhältlich.<br />
Dazu gehören das VC MIPI IMX178<br />
mit bis zu 14 Bit Auflösungstiefe, das<br />
damit einen enorm hohen Dynamikumfang<br />
bietet. Für höchste Anforderungen<br />
an die Bildqualität eignet<br />
sich auch das VC MIPI IMX183 Sensormodul,<br />
das über eine Auflösung<br />
von 20 Megapixel, 4K-Video-Unterstützung<br />
und Global-Reset-Shutter<br />
verfügt. Außerdem bereits erhältlich<br />
ist das VC MIPI Modul IMX226<br />
mit 12 Megapixel Auflösung. Beide<br />
Module basieren auf Sony-Starvis-<br />
Sensoren, die aufgrund der Backside-Illuminated-Technologie<br />
(BSI)<br />
eine hohe Lichtempfindlichkeit und<br />
großen Kontrastumfang verbinden.<br />
Individuelle Sensoren –<br />
auch für SWIR<br />
Unterstützung für sämtliche Sensoren – auch ohne native MIPI-Schnittstelle: Eigens dafür hat Vision Components<br />
einen MIPI-Konverter entwickelt, der fest in das Design der ultrakompakten Sensormodule integriert ist<br />
Zusätzlich bietet Vision Components<br />
weitere MIPI-Module für<br />
professionelle Anwendungen, wie<br />
z. B. die IMX 250er Serie für hohe<br />
Bildraten und die IMX 260er Sensorfamilie,<br />
die sich durch ihren<br />
niedrigen Serienpreis auszeichnet.<br />
Alle Kameramodule des Herstellers<br />
sind langzeitverfügbar und<br />
industrietauglich. Das Sortiment an<br />
Bildsensoren für Medizin- und Life-<br />
Science-Applikationen wird ständig<br />
erweitert – ganz aktuell zum Beispiel<br />
auch mit Sensoren für Aufnahmen<br />
im SWIR-Bereich. Sollten<br />
Unternehmen ihren gewünschten<br />
Bildsensor nicht finden, bietet VC<br />
die kundenspezifische Entwicklung<br />
an. Dank der umfangreichen Vorarbeiten<br />
und des modularen Designs<br />
erfolgt die Umsetzung und Serienqualifizierung<br />
schnell, einfach und<br />
kostengünstig.<br />
Schneller zur Marktreife<br />
Die Entwicklung medizinischer<br />
Labor- und Analysegeräte ist zeitund<br />
kostenaufwendig. Modulares<br />
Design und bewährte Komponenten<br />
beschleunigen die Zeit zur<br />
Marktreife von Point-of-Care-Systemen.<br />
Dank der MIPI-Technologie<br />
von Vision Components und moderner,<br />
leistungsstarker Embedded Prozessoren<br />
können Hersteller dabei<br />
ihre bewährte optische Konfiguration<br />
und Wunschsensoren beibehalten<br />
und bei der Neuentwicklung ihrer<br />
Geräte dennoch auf externe PCs<br />
für die Datenverarbeitung verzichten.<br />
Das Ergebnis sind autarke, kompakte<br />
und leistungsstarke Geräte<br />
für flexible und vielseitige Anwendungen<br />
– optimal angepasst an ihre<br />
jeweiligen Anwendungen und gerüstet<br />
für die Herausforderungen der<br />
Zukunft. ◄<br />
63
Robotik<br />
Intelligente Robotik hilft bei der<br />
Mobilisierung schwerstkranker Patienten<br />
Reactive Robotics & TQ-Group im Einsatz in der Schön Klinik Bad Aibling Harthausen<br />
den zusätzlich 187.000 Pflegevollzeitkräfte<br />
benötigt. In Krankenhäusern<br />
sind demnach 63.000 zusätzliche<br />
Vollzeit-Pflegekräfte erforderlich.<br />
Ein noch dramatischeres Bild<br />
zeichnet der Pflegereport der Bertelsmann<br />
Stiftung, der prognostiziert,<br />
dass bis 2030 die Zahl der Pflegebedürftigen<br />
um 50 Prozent steigen<br />
wird. Laut dieser Erhebung fehlen<br />
dann fast 500.000 Vollzeitkräfte in<br />
der Pflege. Was liegt also näher, als<br />
intensiv nach technischer Unterstützung<br />
zu forschen, die Ärzte, Pflegekräfte<br />
sowie Therapeuten entlastet<br />
und zudem die Genesung optimiert?<br />
TQ-Systems GmbH<br />
info@tq-group.com<br />
www.tq-group.com<br />
Robotik hält Einzug in die Intensivmedizin<br />
– und das mit beeindruckendem<br />
Erfolg. Ein topaktuelles<br />
Beispiel, wie High-Tech die<br />
Frühmobilisierung von Intensivpatienten<br />
ermöglicht und Pflegekräfte<br />
sowie Therapeuten auf<br />
völlig neuartige Weise entlastet,<br />
demonstriert das von dem Münchner<br />
Start-up Reactive Robotics<br />
entwickelte robotische Assistenzsystem<br />
VEMO in der Schön Klinik<br />
Bad Aibling Hart hausen. Mit<br />
Hilfe dieses Systems lässt sich<br />
die Aufenthaltsdauer beatmeter<br />
Patienten auf der Intensivstation<br />
im Allgemeinen um bis zu 25 Prozent<br />
verkürzen.<br />
Nicht erst seit Corona und den<br />
zahllosen schwerstkranken Long-<br />
Covid-Patienten stehen Krankenhäuser<br />
und die Intensivpflege im<br />
Fokus des allgemeinen Interesses.<br />
Mehr und mehr werden die<br />
immensen Herausforderungen an<br />
das Gesundheitswesen gegenwärtig:<br />
zu wenige Intensivbetten, viel<br />
zu wenig Personal – diese Fakten<br />
verstärken sich stetig. In Zeiten der<br />
Pandemie drohten sie zeitweilig gar<br />
zu explodieren. Dazu kommt der<br />
demografische Wandel mit einer<br />
alternden Bevölkerung und hoher<br />
Lebenserwartung. Im Jahre 2030<br />
– so eine Studie des Deutschen<br />
Krankenhausinstituts (DKI) – wer-<br />
Die Lösung: ein robotisches<br />
Assistenzsystem für<br />
Schwerstkranke<br />
Das Ergebnis langjähriger Forschungsarbeiten<br />
ist das neu entwickelte<br />
VEMO, für die Frühmobilisierung<br />
von Schwerstkranken.<br />
Es wird von der TQ-Group in<br />
Bayern gefertigt und mit TQ-eigenen<br />
Motoren betrieben wird. VEMO<br />
(Very Early Mobilization beziehungsweise<br />
Frühmobilisierung) besteht<br />
aus einem bis zu 70 Grad vertikalisierbaren<br />
Intensivkrankenbett und<br />
Robotik, die mit KI-gestützter Software<br />
ausgestattet ist. Die Idee dazu<br />
ist, die Mobilisierung der Patienten<br />
direkt in deren Intensivbett durchzuführen<br />
und einen gefährlichen<br />
Transfer des Patienten aus dessen<br />
Bett zu vermeiden<br />
Die Patienten verbleiben während<br />
der Mobilisierung in den mit<br />
Bewegungs- und Sicherungselementen<br />
ausgestatteten Spezialbetten<br />
– der gefährliche Patiententransfer<br />
oder die Umlagerung auf<br />
ein separates Therapiegerät sind<br />
somit nicht erforderlich. Das entbindet<br />
Pflegekräfte auch davon, die<br />
Patienten hochzuheben sowie zu<br />
verlagern und beugt zudem Komplikationen<br />
durch eventuell beim<br />
Um lagern beeinträchtige Versorgungs-<br />
oder Beatmungsschläuche<br />
vor. Die Mobilisierung der Schwerstkranken<br />
erfolgt direkt in deren Betten<br />
durch die bislang einzigartige Kombination<br />
von Gangtherapie und Auf-<br />
64 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Robotik<br />
richtung. Zudem erlaubt das System<br />
eine frühzeitige Bewegungstherapie<br />
– selbst von beatmeten Patienten.<br />
VEMO-Systeme im Einsatz<br />
Bereits seit einigen Monaten sind<br />
in der Schön Klinik Bad Aibling Harthausen<br />
zwei VEMO-Systeme im<br />
praktischen Einsatz. Die Klinik verfügt<br />
über knapp 40 Intensivbetten<br />
und über 100 Intensivpflegekräfte.<br />
Dr. Friedemann Müller, Chefarzt an<br />
der Klinik, kennt das neuartige Therapieprojekt<br />
seit Anbeginn, ist selbst<br />
maßgeblich beteiligt an der Entwicklung<br />
von VEMO und fungiert quasi<br />
als Ankerpunkt zwischen Entwicklung<br />
und Klinikeinsatz. Er steht im<br />
direkten Austausch mit Dr. Alexander<br />
König, dem Gründer und Geschäftsführer<br />
von Reactive Robotics und<br />
Entwickler und unterstützt aktiv<br />
die Weiterentwicklung des Intensivkrankenbettes.<br />
Im praktischen<br />
Einsatz zeigte sich, dass die Pflegekräfte<br />
das spezielle Bett – das aufgrund<br />
der Bewegungsapparaturen<br />
und Sicherungselemente mit rund<br />
200 kg recht schwer ist – nur mit<br />
größerem Kraftaufwand bewegen<br />
konnten. Auf Dr. Müllers´ Anregung<br />
hin wurde das Bett mit einem fünften<br />
Rad sowie einem Servomotor<br />
ausgestattet. Eine einfache Lösung,<br />
die im Arbeitsalltag spürbar hilft.<br />
Mit Frühmobilisierung dem<br />
gefährlichen Muskelabbau<br />
entgegenwirken<br />
Eingesetzt wird das System in<br />
seiner Klinik für die Mobilisierung<br />
von Schwerstkranken und Beatmeten,<br />
die durch längeres Liegen sehr<br />
schnell und deutliche Anteile ihrer<br />
lebenswichtigen Muskelmasse verlieren.<br />
Dr. Müller betreut zahlreiche<br />
solcher CIP-Patienten – CIP steht<br />
für Critical Illness Polyneuropathie<br />
und beschreibt den Abbau der Skelett-<br />
und Atemmuskel, was zu einer<br />
Verschlechterung des Gesundheitszustands<br />
beziehungsweise höheren<br />
Sterblichkeit führt. Das heißt, es ist<br />
äußerst wichtig, solche Patienten<br />
möglichst früh wieder aufzurichten<br />
und mit Gehbewegungen Muskeln<br />
sowie Kreislauf zu trainieren. Das<br />
funktioniert mit Intensivpatienten<br />
aber nur im Bett.<br />
„Wir hatten und haben seit rund<br />
15 Jahren Vorgänger des aktuellen<br />
Mobilisierungsbettes im Einsatz –<br />
ein Art Kippbett, allerdings ohne Elemente<br />
zu Patientenmobilisierung“,<br />
erläutert Dr. Müller. Und hier liegt<br />
das Risiko: Bei Schwerstkranken<br />
sind Körper beziehungsweise der<br />
Kreislauf nicht mehr an das Aufstellen<br />
gewohnt, und dies birgt die<br />
Gefahr eines Kollapses, sobald der<br />
Patient in eine aufrechtere Position<br />
verlagert wird. Anders beim neuen<br />
Intensivbett: Hier führt der Patient<br />
– ohne eigenes Zutun – im Bett mit<br />
Roboterunterstützung die typischen<br />
Laufbewegungen durch. Die Beinbewegungen<br />
aktivieren dabei die<br />
natürliche Muskel- beziehungsweise<br />
Venenpumpe, der Rückfluss des<br />
Blutes funktioniert ungestört, und die<br />
Gefahr eines Kollapses beim Aufstellen<br />
des Patienten ist minimiert.<br />
Tatkräftige Unterstützung erfährt<br />
Dr. Müller – sowohl beim Mobilisierungseinsatz<br />
mit VEMO als auch<br />
beim Einweisen der Pflegekräfte<br />
ins neue System – durch Christina<br />
Nakel. Sie ist stellvertretende Stationsleiterin<br />
auf der Intensivstation<br />
und inzwischen schon Expertin in<br />
Sachen VEMO. „Für eine Therapie<br />
setzen wir circa eine Stunde pro<br />
Patient an, wobei der größte Zeitanteil<br />
auf das Vorbereiten des Patienten<br />
für die Aufrichtung besteht,<br />
wie Gurte und Sicherungsvorrichtungen<br />
einsetzen, Überwachungselemente<br />
für die medizinischen<br />
Werte kontrollieren und ähnliches.<br />
Das Display an der Robotereinheit,<br />
über die alle Aktivitäten gesteuert<br />
werden, stellt eine große Hilfe dar“,<br />
erläutert Nakel.<br />
Bedienelement mit<br />
Check-Liste<br />
Das Bedienelement enthält quasi<br />
eine illustrierte Check-Liste, damit<br />
keiner der teils lebenswichtigen<br />
Griffe, Sicherungsgurte, Polsterungen,<br />
Schläuche etc. für die Vorbereitung<br />
und Aufstellung des Patienten<br />
vergessen wird. Dank der<br />
ausführlichen Check-Liste benötigen<br />
Pflegekräfte neben der generellen<br />
Einweisung durch Christina<br />
Nakel lediglich rund fünf begleitete<br />
Anwendungen, bis die Abläufe passen.<br />
Die eigentliche Mobilisierung<br />
dauert – je nach Gesundheits- und<br />
Therapiezustand des Patienten – ca.<br />
20 Minuten. Dabei erlaubt das System<br />
zahlreiche Feineinstellungen<br />
wie genaue Ausrichtung sowie Beund<br />
Entlastung der Beine, Hüftstellung,<br />
Aufstellungswinkel etc. Sämtliche<br />
Parameter der Mobilisierung<br />
speichert das System und hält sie<br />
für weitere Behandlungen abrufbereit<br />
zur Verfügung.<br />
Herzstück des VEMO-Systems<br />
stellt der von der TQ-Group entwickelte<br />
und produzierte Innen-<br />
Läufer-Motor dar: ein hochpräziser<br />
Motor, der auf kleinstem Bauraum<br />
große Mengen an Kraft bewegt und<br />
exakte Hin- und Herbewegungen<br />
ohne Spielraum ermöglicht. Dies<br />
ist besonders wichtig bei der Beinbewegungstherapie.<br />
Robotische Assistenz<br />
wird zunehmend als<br />
Bereicherung der Therapie<br />
akzeptiert<br />
Und wie reagieren die Pflegekräfte<br />
und Therapeuten auf den<br />
neuen Roboter-Kollegen? „Zunächst<br />
herrschte große Skepsis, etwa weil<br />
die Neuerungen mit Personaleinsparungen<br />
verbunden sein könnten<br />
– was de facto nicht zutrifft. Inzwischen<br />
überwiegen die positiven<br />
Erfahrungen und die sofort spürbaren<br />
Erleichterungen, etwa wenn<br />
das Hochheben und Umlagern<br />
von Schwerstkranken entfällt“, so<br />
Dr. Müller. „Und umso ausführlicher<br />
können sich unsere Mitarbeiter der<br />
eigentlichen und sehr zeitaufwändigen<br />
Therapie widmen.“ Was die<br />
Zweifler ebenfalls überzeugt, ist die<br />
schnellere Genesung der Patienten.<br />
Die bisherigen Erfahrungen zeigen,<br />
dass sich durch Frühmobilisierung<br />
die Aufenthaltsdauer schwerstbetroffener,<br />
beatmeter Patienten auf<br />
der Intensivstation um bis zu 25 Prozent<br />
reduzieren lässt.<br />
Blick in die Zukunft<br />
Was wünscht sich Dr. Müller für<br />
die Zukunft von Hersteller Reactive<br />
Robotics? „Auf jeden Fall eine<br />
größere Anzahl an mit VEMO zu<br />
betreibenden Intensivbetten.“ Derzeit<br />
gehört zu einer Robotereinheit<br />
– inklusive Elementen wie Steuerungs-,<br />
Bedien- und Überwachungs-<br />
Panel – immer jeweils nur zwei Betten.<br />
Aber die Robotereinheit, über<br />
die die Pfleger das Bett und die<br />
Mobilisierung steuern, kann bis zu<br />
vier Betten / Intensivpatienten versorgen.<br />
Und mehr Betten bedeuten,<br />
viele Schwerstkranke schneller<br />
wieder zurück ins normale Leben zu<br />
bringen. Und da sowohl Entwicklung<br />
als auch Fertigung „Made in Germany“<br />
erfolgen, sind die Produktionswege<br />
äußerst kurz. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
65
Materialien<br />
Best of 2021<br />
Innovative LDS-Technologie ersetzt Siliziumwafer<br />
Der Markt für Sensoranwendungen<br />
ist groß: Mikrosysteme<br />
kommen in großen Stückzahlen<br />
zum Einsatz. Die Basis dieser elektronischen<br />
Bauteile bilden Wafer<br />
aus Silizium, auf denen Dünnfilme<br />
aufgebracht werden. Die Produktion<br />
und Weiterverarbeitung von<br />
Siliziumwafern ist sehr aufwendig<br />
und teuer. Das Institut für Mikroproduktionstechnik<br />
der Leibnitz<br />
Universität Hannover (IMPT) hat<br />
alternative Fertigungsmethoden<br />
für Sensoranwendungen untersucht.<br />
In einer Studie zeigte sich,<br />
dass modifiziertes Polyetheretherketon<br />
(PEEK) hochpreisige Substrate<br />
wie Silizium ersetzen kann.<br />
Für die Herstellung eines Funktionsdemonstrators<br />
(Temperatur-<br />
und Magnetfeldsensor) im<br />
Spritzguss mit Laserdirektstrukturierung<br />
(LDS) kam der Werkstoff<br />
TECACOMP PEEK LDS<br />
black 1047045 zum Einsatz,<br />
ein Hochleistungscompound<br />
von Ensinger.<br />
Die Verwendung von laseraktivierbaren<br />
Hochleistungspolymeren<br />
anstelle von Silizium kann<br />
neben einer Reduzierung der<br />
Prozessstufen auch deutliche<br />
Kostenvorteile in der Produktion<br />
bringen. Die Studie des IMPT<br />
hat gezeigt, dass das im Markt<br />
einzigartiges Compound TECA-<br />
COMP PEEK LDS von Ensinger<br />
als Wafer-Material verwendet werden<br />
kann. In ersten Anwendungen<br />
wies der Sensor rund 75 Prozent<br />
der Leistungsfähigkeit eines konventionell<br />
auf Silizium aufgebauten<br />
Sensors auf. Bei den Herstellungskosten<br />
zeigten sich Einsparpotentiale<br />
von 90 Prozent. Ensinger<br />
ist zuversichtlich, dass zukünftig<br />
auch mittelständische Unternehmen<br />
in der Lage sein werden, mit<br />
Hilfe des LDS-Verfahrens kostengünstige<br />
Wafer für die Mikrosystemtechnik<br />
zu produzieren.<br />
TECACOMP PEEK LDS Compounds<br />
können für Sensoren in der<br />
Elektrotechnik, im Maschinenbau<br />
und der Medizintechnik interessant<br />
sein. Mögliche Anwendungsfelder<br />
sind Positionssensoren (AMR- und<br />
GMR-Sensoren), Wirbelstromsensoren,<br />
Temperatursensoren für<br />
Messungen im Labor oder industriellen<br />
Prozessen (Thin-Film-<br />
PT-Sensoren) oder Gleichspannungswandler.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 2-2021<br />
ab Seite 66.<br />
Ensinger GmbH<br />
www.ensingerplastics.com<br />
Neue Materialien für kleinere, schnellere und leistungsfähigere Komponenten<br />
Unterhaltungselektronik, medizinische<br />
Geräte, Industrieanlagen<br />
und andere Technologien entwickeln<br />
sich mit unglaublichem<br />
Tempo weiter. Jährlich kommen<br />
neue Leistungsmerkmale und<br />
Funktionen hinzu. Neue Materialien,<br />
die kleinere, schnellere<br />
und leistungsfähigere Komponenten<br />
ermöglichen, können hier<br />
einen Quantensprung der technologischen<br />
Entwicklung ermöglichen.<br />
Denn Hersteller benötigen<br />
für die Umsetzung neuer Anwendungen<br />
in der Halbleiter-,<br />
Bildgebungs- und<br />
Sensortechnik präzise<br />
strukturierte Glaswafer<br />
und -substrate<br />
für das Packaging<br />
und die Platzierung<br />
optischer und nichtoptischer<br />
Funktionalitäten.<br />
Neue Anforderungen<br />
treiben die<br />
Material- und Komponentenanbieter<br />
kontinuierlich<br />
an ihre Grenzen.<br />
So werden z. B.<br />
Drucksensoren, die<br />
zur Überwachung von<br />
Druck in ganz unterschiedlichen<br />
Innenund<br />
Außenbereichen<br />
eingesetzt werden,<br />
kontinuierlich weiterentwickelt,<br />
um einen Beitrag zur<br />
Kostensenkung zu leisten - bei<br />
unverändert höchster Zuverlässigkeit<br />
der Packaging-Komponenten<br />
von funktionalen Si-MEMS-Chips.<br />
Standardtechniken zur Strukturierung<br />
von Glaswafern haben<br />
heute aufgrund der erreichbaren<br />
Toleranzen und Fertigungstechnologien<br />
ihre Grenzen erreicht.<br />
Dabei war die Strukturierung von<br />
Glas schon immer mit Kompromissen<br />
verbunden: entweder niedrige<br />
Kosten, ein hohes Maß an Flexibilität<br />
oder enge Toleranzen entscheiden.<br />
Als Lösung entwickelte<br />
Schott FLEXINITY - Schotts Portfolio<br />
an strukturierten Substraten<br />
und Wafern ist präziser als je zuvor:<br />
es bietet ein herausragendes Maß<br />
an geometrischer Flexibilität und<br />
engsten Strukturtoleranzen bei<br />
einem adäquaten Kostenniveau.<br />
Damit sind Flexibilität, Genauigkeit,<br />
Präzision und kundenspezifische<br />
Lösungen Standard und<br />
bieten Herstellern die Möglichkeit,<br />
Innovationen zu entwickeln, die die<br />
Funktion verbessern, Kosten senken<br />
und die Effektivität erhöhen.<br />
SCHOTT AG<br />
https://schott.com<br />
66 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Frühgeborene ohne Schmerzen<br />
überwachen<br />
Materialien<br />
Freudenberg Medical produziert innovativen Überwachungsgürtel: Bambi Belt aus Silikon für Frühgeborene.<br />
Erste Studien in Krankenhäusern sind erfolgreich verlaufen.<br />
Ein langer Weg von der Idee<br />
bis zum Produkt<br />
Am 17. November war Welt-Frühgeborenen-Tag.<br />
Rund 15 Millionen<br />
Frühchen kommen jedes Jahr weltweit<br />
vor dem errechneten Geburtstermin<br />
auf die Welt, so die Weltgesundheitsorganisation.<br />
Die Folge:<br />
Rund 42 Tage auf einer neonatologischen<br />
Intensivstation, wo die<br />
Frühgeborenen unter medizinischer<br />
Beobachtung der Vitalparameter liegen.<br />
Eines von zwei Frühgeborenen<br />
entwickelt Konzentrationsprobleme<br />
und kognitive Beeinträchtigungen.<br />
Denn die verkabelte Über wachung<br />
verursacht Schmerzen und Stress<br />
durch die Überwachungs elektroden<br />
sowie die Trennung von der Mutter.<br />
Die Idee für einen hautschonenden<br />
Überwachungsgürtel hatte im Jahr<br />
2008 der Kinderarzt und Neonatologe<br />
Sidarto Bambang Oetomo.<br />
Heute leitet er gemeinsam mit seinem<br />
Sohn Fabio Bambang Oetomo<br />
und 13 Mitarbeitenden das Unternehmen<br />
Bambi Belt in Eind hoven<br />
in den Niederlanden. „Es war ein<br />
langer Weg. Aber ein Produkt, dass<br />
das Leben so vieler Frühgeborener<br />
verbessern kann, ist jede Mühe<br />
wert“, so Fabio Bambang Oetomo.<br />
Das Team von Freudenberg Medical<br />
unterstützte die Herstellung des<br />
Gurtes mit Material expertise sowie<br />
Prozess- und Produktionswissen<br />
aus der Medizintechnologie. So<br />
entstanden die ersten Prototypen.<br />
Auch Kleinserien und große Stückzahlen<br />
sind geplant.<br />
Der innovative Bambi-Gürtel<br />
ist kabellos, so dass das Frühgeborene<br />
von den Eltern einfach aus<br />
dem Inkubator genommen werden<br />
kann. Außerdem verletzt er die Haut<br />
nicht. Der Gürtel ist ein schmales<br />
Band, das um die Brust des Kindes<br />
gelegt wird. Sensoren senden die<br />
Signale an einen tragbaren Monitor.<br />
Das Band ermöglicht zusätzlich<br />
die Überwachung der elektrischen<br />
Aktivität des Herzmuskels und die<br />
Atmungsaktivität von Frühgeborenen<br />
mit nur 500 oder 600 Gramm,<br />
deren Haut noch zu empfindlich für<br />
Klebeelektroden ist. Bei ihnen werden<br />
bisher in den Kliniken über eine<br />
Art Pflaster am Fuß nur die Herzfrequenz<br />
und der Sauerstoffgehalt<br />
im Blut gemessen. Denn auf dem<br />
Markt gibt es weder klebefreie Elektroden<br />
noch solche, die speziell für<br />
die empfindliche Haut von Frühgeborenen<br />
entwickelt wurden. Das<br />
bedeutet Verletzungen beim Umsetzen<br />
der Elektroden auf der Haut, oft<br />
auch Infektionen.<br />
Freudenberg unterstützt mit<br />
Prozess- und Materialwissen<br />
„Der Gürtel ist aus hautfreundlichem<br />
Silikon gefertigt und enthält<br />
Trockenelektroden. Es war nicht<br />
einfach, dieses Produkt zu entwickeln<br />
über Materialien, die Prozesstechnologie<br />
bis hin zur Herstellung<br />
des Gürtels. Die Anforderungen<br />
für medizintechnologische<br />
Produkte sind hoch. Dabei hat uns<br />
das Team von Freudenberg Medical<br />
mit Ideen, Materialkenntnissen<br />
und moderner Produktionstechnologie<br />
unterstützt“, sagt Bambang<br />
Oetomo. „Es war klar, dass wir das<br />
zusammen schaffen.“ Die Entwicklung<br />
dauerte mehrere Monate. „Für<br />
Prototypen und Erstmuster haben<br />
wir spezielle Werkzeuge für die<br />
Gürtel angefertigt und verschiedene<br />
Silikone getestet, die wir in<br />
vier Größen herstellen können. Die<br />
Herstellung erfolgt in einem speziellen<br />
manuellen Produktionsprozess“,<br />
sagt Rudolf Dering, Project<br />
Engineer Molding bei Freudenberg<br />
Medical in Kaiserslautern, über die<br />
Zusammenarbeit.<br />
Von der ersten Idee für einen<br />
hautschonenden Überwachungsgürtel<br />
im Jahr 2008 bis heute vergingen<br />
13 Jahre. Dazwischen lagen die<br />
Firmengründung 2016, der Einstieg<br />
von Fabio Bambang Oetomo, der<br />
dafür als junger Familienvater bei<br />
einem großen Unternehmen kündigte,<br />
mehrjährige Entwicklungsarbeit,<br />
das Einstellen von Mitarbeitenden,<br />
erste klinische Studien<br />
und die Suche nach Partnern für<br />
die Herstellung. Dabei gab es auch<br />
einige Rückschläge: Mögliche Partnerunternehmen<br />
sagten ab, den<br />
Mitarbeitenden konnten zeitweise<br />
keine Gehälter gezahlt werden,<br />
die Entwicklung verzögerte sich.<br />
Doch Vater und Sohn glaubten an<br />
die Idee und auch finanzstarke Privatinvestoren<br />
und die Europäische<br />
Union, die dieses Projekt über das<br />
Horizon 2020 SME Programm mitfinanzierte.<br />
Eltern, Krankenhauspersonal<br />
und Kliniken waren begeistert,<br />
wenn der Prototyp dort vorgestellt<br />
wurde. Nach zwei erfolgreichen Studien<br />
soll das Produkt im nächsten<br />
Jahr auf den Markt kommen, die<br />
Zertifizierung wird erwartet.<br />
Zwei Studien durchgeführt<br />
Der Bambi-Gürtel wurde in zwei<br />
Studien in niederländischen Krankenhäusern<br />
getestet, eine davon<br />
am Amsterdamer Universitätsklinikum.<br />
In dieser Studie wurden Frühgeborene<br />
gleichzeitig mit dem aktuellen<br />
Überwachungsgerät mit herkömmlichen<br />
Klebeelektroden und<br />
dem kabellosen Bambi-Gürtel überwacht.<br />
Dort zeigten sich sehr gute<br />
Ergebnisse: Weniger Stress für die<br />
Frühgeborenen und eine zuverlässige<br />
Überwachung.<br />
Freudenberg Medical<br />
www.freudenbergmedical.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
67
Kommunikation<br />
Router sichern Kommunikation in Telenotarzt-<br />
Lösung<br />
FTI Engineering Network setzt bei AVA Assistenz-System für Rettungskräfte auf NetModule<br />
Für Notfalleinsätze entwickelte die<br />
FTI Engineering Network GmbH die<br />
AVA (Ambulance Video Assistant)-<br />
Lösung. Dieses hochverfügbare,<br />
cloudbasierte System verbindet<br />
die Leitstelle, Notärzte und das<br />
Rettungsteam am Einsatzort und<br />
überträgt Audio-, Video- und Vitaldaten<br />
des Patienten. Damit kann<br />
sich der Notarzt per Live-Videoübertragung<br />
stationär oder auch auf<br />
der Anfahrt zum Einsatzort remote<br />
zuschalten, die Situation des Patienten<br />
vorab bewerten und Anweisungen<br />
an die Sanitäter vor Ort<br />
erteilen. Dazu ist im Rettungswagen<br />
ein Kamerasystem installiert.<br />
Der mobile Patientenmonitor sowie<br />
die Smartphones der Sanitäter sind<br />
ebenso mit dem AVA-System verbunden.<br />
Die zuverlässige Datenübertragung<br />
über das Internet an<br />
den Notarzt übernehmen Router<br />
von NetModule.<br />
Effizienz der Einsätze<br />
steigern<br />
AVA (Ambulance Video Assistant)<br />
trägt deutlich zur Effizienz<br />
bei Notarzteinsätzen bei, indem<br />
die Lösung eine schnellere präklinische<br />
Behandlung des Patienten<br />
ermöglicht. Notwendig dafür ist die<br />
zuverlässige Kommunikation über<br />
das Mobilfunknetz, die in jedem<br />
AVA-System zwei NetModule Router<br />
sicherstellen: Ein im Rettungswagen<br />
installierter E1-zertifizierter<br />
NB2800 Router, der mit zwei LTE-<br />
Modems über mehrere Außenantennen<br />
die Verbindung zum Mobilfunknetz<br />
und damit auch zur AVA-Cloud<br />
herstellt, und ein platz- und stromsparender<br />
NB800 Router, der zum<br />
Notfallkoffer der Sanitäter gehört.<br />
Dieser kann über sein LTE-Modem<br />
direkt eine Internetverbindung aufbauen<br />
oder mittels seines WLAN-<br />
Moduls auf das WLAN des größeren<br />
Routers im Rettungswagen verbinden.<br />
Der Patientenmonitor sendet<br />
die ausgelesenen Vitaldaten des<br />
Patienten drahtlos mithilfe des portablen<br />
Routers oder des im Fahrzeug<br />
installierten Geräts an die Leitzentrale<br />
und über eine Schnittstelle an<br />
den Notarzt. Auch hohes Datenaufkommen<br />
durch HD-Bilder und Video-<br />
Lifestreams übertragen die Router<br />
problemlos. Über das WLAN können<br />
die Sanitäter zudem schnell mit<br />
dem Notarzt in Verbindung treten,<br />
Fragen stellen und Anweisungen<br />
umsetzen. Damit der Datenschutz<br />
gewährleistet ist, werden u. a. alle<br />
Verbindungen zur Cloud mit VPN-<br />
Technologie geschützt.<br />
Einfache Integration<br />
Zusätzlich zum Einsatz bei Notfallsanitätern<br />
und Notarzt kann das<br />
AVA-System in die digitale Infrastruktur<br />
von Einsatzleitstellen, Krankenhäusern,<br />
medizinischen Versorgungszentren<br />
und Pflegediensten<br />
eingebunden werden. Vorteilhaft ist<br />
bei dieser Lösung zudem die Möglichkeit,<br />
dass ein Notarzt mehrere<br />
Fälle gleichzeitig betreut. Insbesondere<br />
in ländlichen Umgebungen,<br />
wo es oft zu wenig Notärzte gibt,<br />
wird somit ein wichtiger Beitrag zur<br />
Telemedizin und zur Beratung im<br />
Gesundheitswesen geleistet. ◄<br />
NetModule AG<br />
sales@netmodule.com<br />
www.netmodule.com<br />
68 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Kommunikation<br />
„Hidden Needs“<br />
Design von Übertragungskabeln für digitale Operationsmikroskope und Kameras<br />
• die vorgesehenen Steckverbinder<br />
und Anschlussgeometrien<br />
• erwartete elektrische Störeinflüsse<br />
im integrierten Operationssaal<br />
Die Sachkenntnis zu den einzelnen<br />
Einsatzmöglichkeiten erfordert<br />
vom Kabelhersteller eine ausreichende<br />
Wissenstiefe, die sich<br />
idealerweise aus Erfahrungen von<br />
Erfolgen und durchaus auch Rückschlägen<br />
zusammengetragen hat.<br />
Die Königsdisziplin ist allerdings<br />
weiterhin das vereinen aller offenen<br />
und versteckten Anforderungen<br />
unter einem Kabelmantel bis<br />
hin zur fertigen Kabelkonfektion.<br />
SAB Bröckskes<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.sab-kabel.de<br />
Warum es bei der Entwicklung<br />
von elektrischen Leitungen häufig<br />
auf die „versteckten“ Anforderungen<br />
von Kunden ankommt? Marc<br />
Gerlatzek, Produktverantwortlicher<br />
für die Medizintechnik bei SAB<br />
Bröckskes, erläutert was unter „hidden<br />
needs“ zu verstehen ist.<br />
Der Einsatz digitaler Mikroskope<br />
und Kameras, sowohl im konventionellen,<br />
als auch im Hybrid-OP,<br />
stellt die Übertragung von hochauflösenden<br />
Bildern sicher. Ob<br />
etablierte 3D- und 4K-Visualisierung<br />
oder „Augmented Realtity“,<br />
der Fokus für den unterbrechungsfreien<br />
Einsatz liegt beim Kabel auf<br />
der Fähigkeit, brillante und rauschfreie<br />
Signale zu übertragen.<br />
Verschiedene<br />
Anforderungen<br />
Dazu können für diese bildgebenden<br />
Geräte Anforderungen an<br />
zum Beispiel hohe Manövrier fähigkeit,<br />
integrierte Aufzeichnungskomponenten,<br />
eingebaute Licht managementund<br />
Mitbetrachtungs systeme kommen.<br />
Damit bewegt sich das Kabel<br />
in der Regel auf einem Kombinationsniveau,<br />
das verschiedene Signalübertragungen<br />
wie zum Beispiel USB<br />
und Ethernet auf möglichst kleinem<br />
Raum flexibel vereinen soll.<br />
„Eine solche Umsetzung erfordert<br />
ein hohes Maß an Know-how und<br />
stellt unsere Ingenieure manchmal<br />
vor Herausforderungen“, so Marc<br />
Gerlatzek, Produktverantwortlich<br />
für den Bereich Medizintechnik<br />
bei SAB Bröckskes. „Aber alleine<br />
mit den beherrschten und präzisen<br />
Prozessen einer Kabelkonzeption<br />
ist die Arbeit für uns nicht getan.<br />
Erfolgreich wird ein solches Kabel<br />
erst dann, wenn der Einsatz ganzheitlich<br />
betrachtet wird. Und dies<br />
funktioniert nur im unmittelbaren<br />
Kundendialog“<br />
Berücksichtigung von<br />
„hidden needs“<br />
Denn nicht weniger hohe Einflüsse<br />
auf das Ergebnis verstecken sich als<br />
„hidden needs“ in der kompletten<br />
Peripherie des bildgebenden Systems,<br />
die häufig berücksichtigt werden<br />
müssen:<br />
• der Geräteanschluss über eine<br />
Deckenversorgung oder einen<br />
Knickarm, der sich in allen Axen<br />
bewegen soll<br />
• der Einsatz computerassistierter<br />
Robotik<br />
Kabelfertigung ab 100 m<br />
möglich<br />
Um solche kundenspezifische<br />
Modifikation dennoch zu ermöglichen,<br />
setzt der Kabelspezialist auf<br />
engen Kundenkontakt. Da alle Leitungsfertigungen<br />
ausschließlich auf<br />
Serienanlagen erfolgen, ist jeder<br />
Prototyp zugleich ein Serienprodukt,<br />
das sich zur Vorstellung bei<br />
der benannten Stelle eignet. An diesen<br />
Leitungsfertigungen, die bereits<br />
ab 100 m möglich sind, lassen sich<br />
unter realen Bedingungen Messungen<br />
sowohl an der Meterware<br />
als auch an der Konfektion durchführen.<br />
Der anschließende Erkenntnisaustausch<br />
und - bei Bedarf - die<br />
anschließende praktische Umsetzung<br />
in Konstruktionsmerkmale<br />
sind elementar wichtig für einen<br />
kontinuierlich erfolgreichen Einsatz.<br />
Kundenspezifische<br />
Kabelkonfektion<br />
Das Angebot von SAB umfasst<br />
in den letzten Jahren zunehmend<br />
die vollständige Kabelkonfektionierung.<br />
„Viele unserer Kunden wünschen<br />
sich eine Komplettlösung aus<br />
Kabeln und Steckern. Den Bereich<br />
der Kabelkonfektion haben wir in<br />
den letzten Jahren kontinuierlich<br />
weiter ausgebaut, was letztendlich<br />
der generellen Marktentwicklung<br />
und Anforderung der Endanwender<br />
entspricht. So können wir<br />
heute jedem Kunden exakt die Verbindungslösung<br />
anbieten, die er<br />
braucht.“ ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
69
Kommunikation<br />
Aktuelle und zukünftige<br />
Sicherheitsbedrohungen für medizinische<br />
Geräte und Systeme<br />
Bekanntwerden eines Sicherheitsmangels<br />
und vor Bereitstellung eines<br />
Patches eingeschmuggelt. Die Malware<br />
blieb monatelang unbemerkt<br />
und verbreitete sich im gesamten<br />
IT-Netzwerk.<br />
Bereits heute muss jedes Medizinprodukt<br />
mindestens 5-10 Sicherheitsstandards<br />
erfüllen, darunter beispielsweise<br />
mehrere ANSI/AAMI<br />
MEE-Standards, IEC-Standards<br />
oder AIM-Standards. Zudem entwickeln<br />
sich auch diese Standards<br />
ständig weiter, um die Cybersicherheit<br />
zu berücksichtigen.<br />
Persönlich identifizierbare<br />
Informationen (PII) in Gefahr<br />
Autor:<br />
Hannu Juopperi<br />
Sicherheitsarchitekt<br />
Bittium Corporation<br />
www.bittium.com<br />
Das Internet der Dinge (IoT) ist<br />
in zahlreichen Branchen vertreten,<br />
die Gesundheitsbranche bildet dabei<br />
keine Ausnahme. Vernetzte medizinische<br />
Geräte und Systeme, die<br />
wichtige Gesundheitsdaten sammeln,<br />
übertragen und speichern<br />
können, eröffnen neue Möglichkeiten<br />
der Patientenüberwachung und<br />
medizinischen Ferndiagnose. So<br />
helfen diese Lösungen dabei, Herausforderungen,<br />
wie Personalmangel<br />
und steigende Gesundheitskosten,<br />
durch schnellere Diagnose und<br />
Behandlung zu bewältigen und bieten<br />
gleichzeitig mehr Komfort für die<br />
Patienten. Angesichts dieser Perspektiven<br />
wird erwartet, dass der<br />
weltweite Markt für Medizinprodukte<br />
von 455,34 Mrd. USD im Jahr 2021<br />
auf 657,98 Mrd. USD im Jahr 2028<br />
wächst [1]. Das stellt ein enormes<br />
Potenzial für Entwickler und Hersteller<br />
dar, bringt jedoch auch große<br />
Herausforderungen mit sich. Die<br />
offensichtlichste und am häufigsten<br />
diskutierte, ist die Sicherheit –<br />
zumal Sicherheitslücken in einem<br />
an ein Netzwerk angeschlossenen<br />
Gerät Cyberkriminellen ein Tor zu<br />
einem viel umfangreicheren Netzwerk<br />
öffnen können. R&D-Spezialist<br />
Bittium beleuchtet aktuelle<br />
und zukünftige Hauptbedrohungen,<br />
die Systemdesigner berücksichtigen<br />
sollten.<br />
Das Bundesamt für Sicherheit<br />
in der Informationstechnik (BSI)<br />
hat kürzlich untersucht, inwieweit<br />
Medizinprodukte von Cyberangriffen<br />
gefährdet sind [2]. Die Experten<br />
überprüften verschiedene Medizinprodukte<br />
zur Behandlung und Versorgung<br />
von Patienten hinsichtlich<br />
ihrer IT-Sicherheit – darunter zufällig<br />
ausgewählte Herzschrittmacher,<br />
Defibrillatoren, Insulinpumpen, Beatmungsgeräte,<br />
Infusionspumpen,<br />
Patientenmonitore und Heimnotrufsysteme<br />
für Senioren, die häufig<br />
in der Pflege und Betreuung eingesetzt<br />
werden. Sie fanden rund<br />
150 Schwachstellen. Damit steigt<br />
das Risiko für Krankenhäuser und<br />
andere Gesundheits- oder Pflegeeinrichtungen:<br />
Eine nicht gepatchte<br />
Sicherheitslücke in einem einzigen<br />
Gerät reicht aus, um das gesamte<br />
Netzwerk zu kompromittieren, da<br />
sich Cyberkriminelle Schritt für<br />
Schritt in ein Netzwerk einarbeiten<br />
können. Bei einem Ransomware-Angriff<br />
auf das Universitätsklinikum<br />
Düsseldorf im vergangenen<br />
September wurde die Schadsoftware<br />
höchstwahrscheinlich nach<br />
Eines der wichtigsten Sicherheitsrisiken<br />
ist der Umgang mit personenbezogenen<br />
Daten (PII). Derzeit<br />
werden Medizinprodukte oft nicht als<br />
Produkte angesehen, die PII enthalten<br />
und übertragen könnten. Daher<br />
werden die gesammelten und in<br />
die Cloud oder ein Netzwerk übertragenen<br />
Daten nicht gemäß den<br />
Regeln der EU-Datenschutzgrundverordnung<br />
(DSGVO), des California<br />
Consumer Privacy Act (CCPA)<br />
oder des Health Insurance Portability<br />
and Accountability Act (HIPAA)<br />
behandelt. Diese Vorgaben spezifizieren,<br />
wie PII-Daten aufgrund spezifischer<br />
Vorschriften in Bezug auf<br />
die Datennutzung gesichert, gespeichert<br />
und sogar professionell vernichtet<br />
werden müssen.<br />
Selbst wenn Daten, die PII enthalten<br />
können, nach der Verwendung<br />
vom medizinischen Gerät selbst<br />
gelöscht werden, können die Informationen<br />
oft in einem Netzwerk oder<br />
in einer Cloud-Umgebung verbleiben.<br />
Dies kann einerseits zu zukünftigen<br />
Compliance-Problemen führen,<br />
wenn die DSGVO- und/oder CCPA-<br />
Vorschriften auf Medizinprodukte<br />
in dem sich schnell ent wickelnden<br />
Markt für das medizinische Internet<br />
der Dinge (MIoT) angewendet<br />
werden. Andererseits öffnen die<br />
ungesicherten Daten die Türen für<br />
zusätzliche zukünftige Sicherheitsbedrohungen.<br />
70 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Kommunikation<br />
Medizinische Daten fälschen<br />
und für Cyberangriffe<br />
nutzen<br />
Da immer mehr medizinische<br />
Daten über IoT-Geräte gesammelt<br />
werden, muss auf jeden Fall<br />
gewährleistet werden, dass die<br />
Informationen korrekt sind. Das<br />
bedeutet, dass die Daten während<br />
der Übertragung und im Ruhezustand<br />
ge sichert werden müssen,<br />
um dafür zu sorgen, dass das Gerät<br />
nicht kompromittiert wird. Das gilt<br />
nicht nur für PII-Daten, sondern für<br />
alle Daten, die von Medizinprodukten<br />
erfasst werden.<br />
Wenn diese Daten nicht korrekt<br />
gesichert sind, könnten die gesammelten<br />
medizinischen Informationen<br />
selbst für Angriffe verwendet<br />
werden. Bei einem Replay-Angriff<br />
könnten beispielsweise medizinische<br />
Daten an die medizinische Behörde<br />
zurückgespielt und dadurch die aktuelle<br />
medizinische Datensammlung<br />
verfälscht werden.<br />
Das bedeutet ein zweifaches<br />
Risiko: Einerseits könnte dies für<br />
eine Denial-of-Service-Attacke<br />
(DoS) genutzt werden, um einen<br />
medizinischen Leistungserbringer<br />
oder eine medizinische Behörde<br />
handlungsunfähig zu machen.<br />
Andererseits stellt dies eine ernsthafte<br />
Gefahr für die Gesundheit von<br />
Patienten dar, da der behandelnde<br />
Arzt keine Kenntnis über die aktuelle<br />
Situation/den aktuellen medizinischen<br />
Status seiner Patienten hat.<br />
Biometrische<br />
Authentifizierung<br />
Authentifizierungen durch Fingerabdrücke,<br />
Gesichtserkennung<br />
oder Iris-Scans gelten als besonders<br />
sicher und werden auch in der<br />
Multi-Faktor-Authentifizierung verwendet.<br />
Zum Einsatz kommen sie<br />
u.a., um den Zugang zu Gebäuden,<br />
Autos, mobilen Geräten oder Daten<br />
abzusichern. Wenn es um die Erfassung<br />
hochsensibler Gesundheitsinformationen<br />
durch medizinische<br />
Geräte und Wearables geht, schlagen<br />
Experten von Ingenieur- und<br />
Technologieverbänden wie dem<br />
IEEE vor, biometrische Authentifizierung<br />
zu verwenden, um die Nutzung<br />
und den Zugriff zu sichern<br />
[3]. Weitere Vorteile wären, dass<br />
ein intelligentes Endgerät („Smart<br />
Device“) den Benutzer erkennt und<br />
das Serviceprofil anpassen kann<br />
– genau wie Autos der neuesten<br />
Generation den Fahrer durch biometrische<br />
Erkennung identifizieren<br />
und Sitz- sowie Airbag-Positionen<br />
für die Sicherheit anpassen oder<br />
den Zugriff auf persönliche Informationen<br />
über das Infotainmentsystem<br />
ermöglichen, usw..<br />
Auf der anderen Seite könnten<br />
in Zukunft auch Biosignale selbst<br />
missbraucht werden. Durch die<br />
Erhebung medizinischer Daten über<br />
einen längeren Zeitraum können<br />
Informationsprofile erstellt werden,<br />
mit denen eine Person identifiziert<br />
werden kann. Das mag nach Science-Fiction<br />
klingen, aber es gibt<br />
mehrere Studien zur Verwendung<br />
von EKG-Profilen als Grundlage<br />
zur Identifikation von Einzelpersonen<br />
[4].. Laut einem Bericht des MIT<br />
Technology Review testet das Pentagon<br />
bereits einen Laser, der Menschen<br />
anhand ihres Herzschlags<br />
identifizieren kann [5]. Andere biometrische<br />
Techniken wie die Ganganalyse<br />
(„Gait Analysis“), die Personen<br />
anhand ihres Gangs identifiziert,<br />
wurden verwendet, um berüchtigte<br />
Terroristen vor einem Drohnenangriff<br />
zu identifizieren. Aber die Art,<br />
wie wir uns bewegen, ist, ebenso<br />
wie die Gesichtserkennung, nicht<br />
immer unverwechselbar genug<br />
für eine sichere Identifizierung.<br />
Die Herzsignatur einer Person ist<br />
jedoch einzigartig, wie eine Iris oder<br />
ein Fingerabdruck. Und obwohl es<br />
zweifellos legitime Szenarien gibt,<br />
eine Herzsignatur als Identifikator<br />
zu verwenden, gibt es leider auch<br />
Möglichkeiten, diese Informationen<br />
zu missbrauchen. Dies bringt uns<br />
zurück zu der Überlegung, warum<br />
medizinische Daten mit den höchsten<br />
Sicherheitsstandards behandelt<br />
werden müssen.<br />
Individueller Ansatz<br />
erforderlich<br />
Mit der weltweiten Zunahme von<br />
IoT- und MIoT-Geräten (tragbare und<br />
miteinander verbundene medizinische<br />
Objekte, die eine Fernüberwachung<br />
des Gesundheitszustands<br />
ermöglichen) sind sich alle Experten<br />
einig, dass die Sicherheitsmaßnahmen<br />
verbessert werden müssen.<br />
Gesundheitsdaten sind hochsen sibel<br />
und ziehen die Aufmerksamkeit von<br />
Angreifern auf sich [6].. Medizinprodukte<br />
sind ein lohnendes Ziel für<br />
Hacker, da sie in der Regel leicht zu<br />
kapern sind [7]. Ein Grund für ihre<br />
Anfälligkeit ist die vergleichsweise<br />
lange Lebensdauer der Geräte. Da<br />
Medizinprodukte lange Zertifizierungsprozesse<br />
durchlaufen müssen,<br />
werden zu Beginn des Zertifizierungsprozesses<br />
häufig Konfigurationseinstellungen<br />
auf der verwendeten<br />
Firmware- und Betriebssystemversion<br />
eingefroren. Entwickler<br />
müssen einen Weg finden, die<br />
Sicherheitsmaßnahmen während<br />
der Lebensdauer des Geräts zu<br />
aktualisieren, ohne die Zertifizierungen<br />
zu beeinträchtigen.<br />
„Ein offensichtlicher Schritt in die<br />
richtige Richtung ist, dass Gesundheitsdaten<br />
daher in den Geltungsbereich<br />
von DSGVO, CCPA oder HIPAA<br />
fallen müssen. Hersteller und Geräteentwickler<br />
müssen verstehen, dass die<br />
Daten PII sind und als solche behandelt<br />
werden müssen“, erklärt Lösungsarchitekt<br />
Hannu Juopperi von Bittium.<br />
„Andere nützliche Ansätze umfassen<br />
die Implementierung des Sicherheitsbedrohungsmodells<br />
„STRIDE“ – Spoofing,<br />
Tampering, Repudiation, Information<br />
Disclosure, Denial of Service<br />
und Elevation of Privilege. Aufgrund<br />
unterschiedlicher Konstruktionen<br />
und Anwendungsarten von Medizinprodukten<br />
gibt es jedoch keinen einheitlichen<br />
Weg, um alle notwendigen<br />
Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren.<br />
Jedes Gerät muss individuell<br />
hinsichtlich der medizinischen Datensicherheit<br />
bewertet werden. Wenn<br />
ein Hersteller von Medizinprodukten<br />
oder ein Entwickler-Team nicht<br />
über die erforderliche Expertise im<br />
Bereich Forschung und Entwicklung<br />
(F&E) oder die Testeinrichtungen im<br />
eigenen Haus verfügt, kann sich die<br />
Zusammenarbeit mit einem F&E-<br />
Spezialisten mit dem erforderlichen<br />
Know-how rentieren.“ ◄<br />
Quellen:<br />
[1] https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/medical-devices-market-100085<br />
[2] https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/DigitaleGesellschaft/ManiMed_Abschlussbericht.pdf?__blob=publicationFile&v=1<br />
[3] Bio-signals for secure authentification (IEEE) https://par.nsf.gov/servlets/purl/10108265<br />
[4] ECG profiles as identifier https://biomedical-engineering-online.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12938-015-0072-y<br />
[5] MIT Technology Review: https://www.technologyreview.com/2019/06/27/238884/the-pentagon-has-a-laser-that-can-identify-people-froma-distanceby-their-heartbeat/<br />
[6] https://owasp.org/ - https://www.hindawi.com/journals/jhe/2021/6632599/<br />
[7] https://www.researchgate.net/publication/314089398_Broken_Hearted_How_To_Attack_ECG_Biometrics<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
71
Aktuelles<br />
25 Jahre mdc medical device<br />
certification GmbH<br />
Die Gründung der Zertifizierungsgesellschaft<br />
mdc medical device certification<br />
GmbH wurde vor 25 Jahren,<br />
am 10. Dezember 1996 zur<br />
Eintragung beim Handelsregister<br />
Memmingen angemeldet. Bereits<br />
1994 war „mdc medical device certification“<br />
die Bezeichnung eines<br />
Geschäftsbereichs der Dr. Müller-<br />
Lierheim GmbH, welcher mit der<br />
1996 vorgenommenen Unternehmensgründung<br />
in die rechtliche<br />
Eigenständigkeit überführt wurde.<br />
Seit der Fusion mit der Zertifizierungsstelle<br />
Medizinprodukte von<br />
ZDH-ZERT e.V. im Jahre 2000 ist<br />
der Sitz der mdc in Stuttgart. Weitere<br />
Bürostandorte befinden sich in<br />
Berlin, Tuttlingen, Wien und Haifa<br />
(Israel). Damit wird die erste außereuropäische<br />
Niederlassung bezogen.<br />
In den vergangenen 25 Jahren<br />
ist die Anzahl der Angestellten<br />
von drei auf über 100 gestiegen.<br />
Zusätzlich sind ungefähr 70 freiberuflich<br />
tätige Auditoren, Fachexperten<br />
und Begeher tätig. Das Tochterunternehmen<br />
des ZDH-ZERT Verein<br />
für Qualität im Handwerk und in der<br />
gewerblichen Wirtschaft e.V. gehört<br />
Benannte Stelle<br />
nicht nur zu den führenden<br />
Benannten Stellen<br />
und Präqualifizierungsstellen<br />
sondern ist auch<br />
Marktführer bei der Zertifizierung<br />
von QM-Systemen<br />
in Betrieben der<br />
Gesundheitshandwerke<br />
und Hilfsmittelversorger.<br />
Die mdc hat ihre Aktivitäten stets<br />
auf das Gebiet der Medizinprodukte<br />
und verwandte Bereiche fokussiert.<br />
Derzeit deckt das Spektrum die<br />
Tätigkeit als Benannte Stelle unter<br />
der Verordnung (EU) 2017/745 für<br />
Medizinprodukte (MDR) und unter<br />
der Richtlinie 98/79/EG für In-vitro<br />
Diagnostika (IVDD), als akkreditierte<br />
Zertifizierungsstelle für QM-Systeme<br />
gemäß ISO 13485 und ISO 9001<br />
sowie als akkreditierte Präqualifizierungsstelle<br />
im Gebiet der Hilfsmittelversorgung<br />
ab. Abgerundet wird<br />
das Angebot durch Anerkennungen<br />
in der Ukraine und in Taiwan, durch<br />
Audits unter dem Medical Device<br />
Single Audit Program (MDSAP) im<br />
Rahmen eines Kooperationsverfahrens<br />
sowie die Veranstaltung öffentlicher<br />
Präsenz- und Onlineseminare<br />
zu Themen aus dem Bereich<br />
Qualitäts management und Regulatory<br />
Affairs. Unter der Verordnung<br />
(EU) 2017/746 (IVDR) befindet sich<br />
mdc in einem fortgeschrittenen Stadium<br />
des Benennungsverfahrens.<br />
Ehrenurkunde der IHK<br />
Anlässlich des 25-jährigen Firmenjubiläums<br />
durfte der Geschäftsführer<br />
Harald Rentschler, der diese<br />
Position bei der Gründung antrat,<br />
von der Geschäftsführerin der IHK<br />
Stuttgart, Frau Dr. Susanne Herre<br />
eine Ehrenurkunde der IHK entgegen<br />
nehmen. Er dankt allen, die das<br />
Unternehmen auf seinem bisherigen<br />
erfolgreichen Weg begleitet haben.<br />
mdc medical device<br />
certification GmbH<br />
www.mdc-ce.de/<br />
Anforderungen an<br />
Medizinprodukte<br />
Praxisleitfaden für Hersteller<br />
und Zulieferer<br />
Johann Harer,<br />
Christian Baumgartner<br />
4., vollständig überarbeitete und<br />
erweiterte Auflage<br />
594 Seiten, fester Einband<br />
€ 69,99| Buch (Print)<br />
ISBN 978-3-446-46881-8<br />
€ 54,99| E-Book (PDF)<br />
ISBN 978-3-446-46882-5<br />
Der Leitfaden für die Medizinproduktindustrie<br />
und Zulieferer:<br />
Alle relevanten Informationen und<br />
Anforderungen rund um Medizinprodukte<br />
und in-vitro-Diagnostika<br />
Hersteller von Medizinprodukten<br />
und in-vitro-Diagnostika<br />
oder deren Zulieferer müssen eine<br />
immer größere Zahl an gesetzlichen<br />
Vorgaben und Qualitätsanforderungen<br />
erfüllen: ISO-Normen,<br />
EU-Richtlinien sowie länderspezifische<br />
Gesetze und Ausführungsbestimmungen.<br />
Besonders<br />
für market newcomer erweist sich<br />
dies oft als hohe Eintrittsbarriere.<br />
Das vorliegende Buch gibt Orientierung,<br />
wie das QM-System und<br />
die dazugehörigen Prozesse in<br />
einem Unternehmen gestaltet<br />
werden müssen, damit Medizinprodukte<br />
und Dienstleistungen<br />
dem vorgegebenen gesetzlichen<br />
Rahmen innerhalb des gesamten<br />
Lebenszyklus entsprechen, d. h.<br />
während der Entwicklung, Zulassung,<br />
Herstellung, Installation und<br />
Betreuung, wobei insbesondere<br />
relevante Neuerungen der MPV<br />
und IVDV behandelt werden.<br />
Highlights:<br />
• Konkreter Leitfaden zur Umsetzung<br />
der regulatorischen Anforderungen<br />
• Berücksichtigt u. a. ISO 13485,<br />
MP- und IVD-VO, cGMP<br />
• Zum Download: Praktische<br />
Arbeitshilfen und weiterführende<br />
Informationen<br />
Carl Hanser Verlag<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.hanser-fachbuch.de<br />
72 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Aktuelles<br />
Continuous Engineering in der Schlauchextrusion<br />
Röchling produziert maßgeschneiderte<br />
Lösungen für medizinische<br />
Anwendungen. Das Unternehmen<br />
unterstützt dabei viele Kunden<br />
in der gesamten Wertschöpfungskette<br />
von der Ideengenerierung<br />
über die Produktenwicklung,<br />
bis hin zur fertig montierten und<br />
steril verpackten Baugruppe. Der<br />
komplexe Prozessaufbau inklusive<br />
Werkzeugbau und Automatisierung<br />
kann dabei hausintern<br />
genauso bei Röchling durchgeführt<br />
werden, wie die notwendigen<br />
Produktvalidierungen und der<br />
dazugehörige Regulatory Support.<br />
Insbesondere bei der Herstellung<br />
von hochspezialisierten<br />
Schlauchsystemen müssen die<br />
benötigten Produkteigenschaften<br />
genau gekannt und entsprechend<br />
der jeweiligen Anwendung eingestellt<br />
werden, um die hohen technischen,<br />
medizinischen und regulatorischen<br />
Anforderungen erfüllen<br />
zu können. Hierzu hat Röchling<br />
seinen Entwicklungsprozess mit<br />
tiefem Verständnis für die Anwendungen<br />
und Märkte im Medizinbereich<br />
optimiert.<br />
Um bei den sehr individuellen<br />
Kundenanforderungen dennoch<br />
kurze Entwicklungszyklen realisieren<br />
zu können, wurde ein modulares<br />
Prototypenwerkzeugkonzept<br />
implementiert. Zusätzlich benötigte<br />
Komponenten können im hauseigenen<br />
Werkzeugbau zügig hergestellt<br />
werden. Dadurch ist es möglich,<br />
auch entwicklungsintensivere<br />
Produkte in kürzester Zeit umzusetzen.<br />
Durch den beispielsweise<br />
mehrschichtigen Aufbau von gewebeverstärkten<br />
Schläuchen lassen<br />
sich die vorteilhaften Eigenschaften<br />
der einzelnen Schichten, zum<br />
Beispiel in Bezug auf Flexibilität,<br />
Gleitreibung, Torsionssteifigkeit<br />
und Druckfestigkeit aufeinander<br />
abstimmen und im mehrstufigen<br />
Produktionsprozess intelligent<br />
kombinieren. So kann das<br />
Gesamtsystem optimal an die<br />
anwendungsspezifischen Anforderungen<br />
angepasst werden. Dabei<br />
kommt es insbesondere auf die<br />
richtige Auswahl der Materialien<br />
und der Kombination der einzelnen<br />
Einflussgrößen an. So kann<br />
eine Änderung eines einzelnen<br />
Parameters zahlreiche Wechselwirkungen<br />
nach sich ziehen.<br />
Den vollständigen Artikel finden<br />
Sie im meditronic-journal 4-2021<br />
auf Seite 33.<br />
Röchling Medical<br />
Waldachtal AG<br />
www.roechling.com/medical<br />
Best of 2021<br />
Prüfstrategien für neue Medizinprodukte<br />
VDI 5703 Blatt 1 Systematische Entwicklung modellbasierter Prüfungen für<br />
Medizinprodukte – Grundlagen (Bild: B Braun Melsungen AG)<br />
Richtlinie VDI 5703 Blatt 1 systematisiert<br />
Herangehensweisen für<br />
Auswahl, Festlegung und Entwicklung<br />
von Prüfstrategien in der Medizintechnik.<br />
Eine sachgerechte und schnelle<br />
Prüfung neuer Medizinprodukte ist<br />
ein entscheidender Schritt für eine<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
schnelle gesetzliche Zulassung und<br />
die anschließende Markteinführung.<br />
Einzelne Prüfverfahren für Medizinprodukte<br />
sind als internationaler<br />
Standard bereits festgelegt. Für<br />
viele medizinische Produkte ist die<br />
Auswahl und die Festlegung notwendiger<br />
und geeigneter Prüfverfahren<br />
allerdings schwierig. Dies ist<br />
beispielsweise der Fall, wenn neuartige<br />
Produkte entwickelt werden,<br />
für die noch keine Prüfstandards existieren.<br />
An dieser Stelle unterstützt<br />
die Richtlinie VDI 5703 Blatt 1 Entwickler<br />
und Produktverantwortliche<br />
in Medizintechnikunternehmen.<br />
Die Richtlinie systematisiert<br />
zunächst relevante Begriffe und<br />
beschreibt eine methodische Herangehensweise<br />
für die Auswahl, Festlegung<br />
und die gegebenenfalls notwendige<br />
Entwicklung von Prüfstrategien<br />
für Medizinprodukte. Dabei<br />
werden, ausgehend vom Zweck<br />
der Prüfung und unter Einbindung<br />
bereits existierender Prüfstandards,<br />
Maßnahmen zur Risikoreduktion<br />
aus einem grundlegenden Risikomanagementprozess<br />
abgeleitet. Ist<br />
die Notwendigkeit einer Prüfung im<br />
Zusammenhang mit dem Risikomanagement<br />
oder einem anderen<br />
Prüfzweck festgestellt, kann<br />
ein Prüfverfahren nach der in dieser<br />
Richtlinie beschriebenen Vorgehensweise<br />
entwickelt werden.<br />
Herausgeber der Richtlinie VDI<br />
5703 Blatt 1 Systematische Entwicklung<br />
modellbasierter Prüfungen<br />
für Medizinprodukte – Grundlagen<br />
ist die VDI-Gesellschaft Technologies<br />
of Life Sciences. Die Richtlinie<br />
ist im Dezember 2021 erschienen<br />
und ersetzt den Entwurf von September<br />
2015. Sie kann zum Preis<br />
ab EUR 105,40 beim Beuth Verlag<br />
(Tel.: +49 30 2601-2260) bestellt<br />
werden. VDI-Mitglieder erhalten<br />
10 Prozent Preisvorteil auf alle VDI-<br />
Richtlinien. Onlinebestellungen sind<br />
unter https://www.beuth.de oder<br />
http://www.vdi.de/5703-1 möglich.<br />
VDI-Richtlinien können in vielen<br />
öffentlichen Auslegestellen kostenfrei<br />
eingesehen werden.<br />
VDI-Gesellschaft<br />
Technologies of Life<br />
Sciences<br />
medizintechnik@vdi.de<br />
www.vdi.de<br />
73
Fachartikel im Rückblick<br />
Best of 2021<br />
Diese Fachartikel aus 2021 sollten Sie<br />
gelesen haben!<br />
Hier folgt eine Aufstellung ausgesuchter Fachartikel zur besonderen Beachtung<br />
Der OP Saal zwischen Effizienz und Chaos<br />
In deutschen Krankenhäusern werden pro Jahr über 17 Millionen<br />
Operationen durchgeführt. In den Kliniken stellen der OP-Bereich und<br />
alle angrenzenden Abteilungen einen erheblichen Profitcenter dar.<br />
Smarte, hersteller-übergreifende Vernetzung (ISO IEEE 11073 SDC)<br />
in der Medizintechnik unterstützt interdisziplinäre Kommunikation,<br />
Aktuelles<br />
Dokumentation und sichere Prozesse in OP und Klinik zum Wohle der<br />
Patienten. Software, die von allen eingesehen werden kann, erleichtert<br />
die Arbeit im OP.<br />
RWTH Aachen, meditronic-journal 5-2021 ab Seite 12.<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
Hygiene, Funktionssicherheit und Usability<br />
Der Anspruch an die Geräte in der Medizintechnik ist seit jeher<br />
enorm hoch. Leitgebend sind hier die drei Parameter Hygiene, Funktionssicherheit<br />
und Usability. Das Gerät muss einfach und schnell<br />
ausreichend zu reinigen sein. Fast schon obligatorisch sind deshalb<br />
hygienisch geschlossene Benutzeroberflächen mit einer hohen Reinigungsmittel-<br />
und Desinfektionsmittelbeständigkeit. Außerdem muss<br />
das Gerät absolut zuverlässig arbeiten. Dazu gehört auch eine einfache<br />
Bedienung, die auch unter Zeitdruck und Stress fehlerfrei erfolgen<br />
kann. Hierfür ist die Oberfläche entsprechend zu gestalten, um<br />
Fehleingaben zu verhindern.<br />
N&H Technology, meditronic-journal 3-2021 ab Seite 84.<br />
Kontaktlose Bedienung<br />
Die berührungslose Bedienung von Geräten und Maschinen wird<br />
getrieben durch aktuelle Vorsichtsmaßnahmen. Je nach Anwendung,<br />
Einbauort und Benutzergruppe kann eine passende Variante gewählt<br />
werden. Ein paar Beispiele: Der abgesetzte Infrarot-Touchscreen neuer<br />
Technologie, wie das holografische Touch-Display, ermöglicht eine<br />
exakte Positionierung der Eingabe, während der 3D-Touchscreen mit<br />
Gestensteuerung für qualitativere Eingaben „mehr/weniger“ geeignet<br />
ist. Stehen die Hände nicht zur Verfügung, eröffnet die Offline-Sprachsteuerung<br />
eine Alternative zum herkömmlichen GUI.<br />
HY-LINE Computer Components Vertriebs GmbH,<br />
meditronic-journal 4-2021 ab Seite 64.<br />
Dienstleister<br />
Der Herstellung von Medizinprodukten auf den Puls<br />
fühlen<br />
Das Zeitfenster für Innovationen wird in der Medizintechnik immer<br />
kürzer. Moderne Fertigungsmethoden wie der 3D-Druck und der Spritzguss<br />
nehmen eine immer wichtigere Stellung ein und können Entwicklungskosten<br />
und -zeit einsparen, weil mit dem 3D-Druck Prototypen<br />
schnell hergestellt werden können und der Spritzguss eine schnelle<br />
und effiziente Serienproduktion ermöglicht. Beide Verfahren bieten<br />
die Chance für ein modernes Design der Produkte. Essentiell für den<br />
raschen Einsatz entscheidender Innovationen sind aber auch zunehmend<br />
unterstützende Softwarelösungen. Darüber hinaus sollte man<br />
auch immer aktuelle technologische Entwicklungen beachten.<br />
Protolabs, meditronic-journal 2-2021 ab Seite 18.<br />
„Gesunde Elektronik“ – Systemlösungen für die<br />
Medizintechnik<br />
Der Trend geht auch in der Medizintechnik bzw. in der Medizingerätefertigung<br />
zur Assemblierung beim Gerätehersteller. Die Fertigungstiefe<br />
nimmt weiter ab und bedingt die Auslagerung einzelner<br />
Prozesse oder ganzer Produktionsprozesse. Gerade in Hinsicht auf<br />
das Thema Rückverfolgbarkeit bedingt dies eine überwachte Logistik<br />
beim Zulieferer. Zu überprüfen sind alle Prozesse, beginnend bei der<br />
Übernahme der Fertigungsunterlagen, dem Wareneingang, der Zwischenlagerung<br />
der Bauteile, dem Fertigungs- und Montageprozess,<br />
der Prüfung bis zur Lagerung und Verpackung.<br />
straschu Industrie Elektronik, meditronic-journal 2-2021<br />
ab Seite 22.<br />
Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2021/<br />
74 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Schwarzer Diffusor für Hintergrundbeleuchtungen<br />
Bei der Qualitätskontrolle übernehmen heute optische Gesamtsysteme<br />
Messung und Auswertung. Um die Prüfung der Objekte noch<br />
schneller durchführen zu können, wurde ein System entwickelt, das<br />
zwei Prüfvorgänge an einer Prüfstation durchführen kann. Dies spart<br />
Zeit, Platz und Kosten. Die Produktneuheit ist der schwarze Diffusor.<br />
Die Kosten minimieren sich, da nun nur noch eine Kamera, eine<br />
Bildverarbeitung<br />
Software und ein Arbeitsplatz benötigt werden. Da die zwei Prüfvorgänge<br />
direkt nacheinander vollzogen werden können, ohne das Prüfobjekt<br />
an einen anderen Prüfplatz transportieren zu müssen, verringert<br />
sich auch die Taktzeit.<br />
FALCON Illumination MV, meditronic-journal 5-2021<br />
ab Seite 146.<br />
Best of 2021<br />
Komponenten<br />
Obsoleszenz-Management bei Steckverbindern fängt bei<br />
der Entwicklung an<br />
Die Gründe für eine Obsoleszenz sind vielfältig. Tritt sie ein, wird<br />
es teuer und die Lösungsfindung kostet viel Zeit. Es gilt demnach,<br />
die Gefahr einer Obsoleszenz zu minimieren oder gar auszuschließen.<br />
Das Obsoleszenz-Management (OM) liefert hierfür geeignete<br />
Methoden. Die Zielstellung ist, nicht mehr produzierte Bauteile frühzeitig<br />
durch Vergleichstypen zu ersetzen oder bewusst für Reparaturen<br />
bzw. Servicearbeiten zu bevorraten. Um den Aufwand und das<br />
Risiko nach dem Eintreffen der EOL-Meldung zu verringern, lohnt es<br />
sich bereits in der Entwicklungsphase mindestens zwei Hersteller zu<br />
qualifizieren und freizugegeben.<br />
ept, meditronic-journal 3-2021 ab Seite 20.<br />
Zuverlässigkeit vom Rettungsdienst<br />
bis hin zur Reha<br />
Medizintechnik spielt in zahlreichen medizinischen Disziplinen eine<br />
wichtige Rolle. So vielfältig die Einsatzgebiete sind, so vielfältig sind<br />
auch die Herausforderungen und Ansprüche an die Technik. Aber eines<br />
haben alle diese Bereiche gemeinsam: Ohne zuverlässige und robuste<br />
Konnektivität geht es nicht. Die dafür benötigten Lösungen müssen<br />
spezielle Anforderungen erfüllen und sind oft genau für bestimmte<br />
Anwendungen entwickelt worden. Hierzu zählen beispielsweise Kompaktheit,<br />
Robustheit, Desinfizierbarkeit, Dichtigkeit oder eine einfache<br />
Verbindungstechnik.<br />
Fischer Connectors, meditronic-journal 3-2021 ab Seite 16.<br />
Produktion<br />
Nadelfrei und dicht<br />
Das Jet-Injektionsgerät für eine nadelfreie Injektion ist sehr aufwändig<br />
herzustellen. Die Technologie des 2-µm-Laserschweißens<br />
von Kunststoffen eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten und stellt<br />
in vorliegender Applikation ein alternativloses Fügeverfahren dar. Die<br />
Erfahrungen in der Serienproduktion, sowohl mit dieser Technologie,<br />
als auch mit der eingesetzten Schweißanlage, sind durchweg positiv.<br />
Bei gleichzeitig hoher Schweißnahtqualität, garantiert der saubere und<br />
robuste Prozess eine hohe Ausbringung bei den gegebenen Schwankungen<br />
des Werkstoffs und der Bauteilgeometrie.<br />
Evosys Laser, meditronic-journal 2-2021 ab Seite 48.<br />
Prototyping von vollflexiblen Sensoren<br />
Flexible Leiterplatten, komplexe Flachkabel und Sensoren sind in<br />
der Computer- und Automobilelektronik, bei Smartphone-Baugruppen,<br />
in der Medizintechnik und anderen High-Tech-Anwendungen<br />
weit verbreitet. LPKF stellt einen vollintegrierten Laserbearbeitungsprozess<br />
vor mit einem System zur Laser-Mikrobearbeitung, Schneiden<br />
und Bohren von vollflexiblen, doppelseitig kupferkaschierten Laminaten<br />
für eine umfassende Prototyping-Lösung. Die fertigen Muster<br />
zeigen unveränderte Flexibilität, Haftung der Kupferstruktur und ein<br />
nur geringfügig verdünntes Substratmaterial ohne erkennbare hitzebedingte<br />
Degradation.<br />
LPKF Laser & Electronics, meditronic-journal 4-2021 ab Seite 20.<br />
Hightech-Klebstoffe für moderne Medizintechnik<br />
Wenn in der Medizintechnikproduktion Einzelteile und Komponenten<br />
zusammengesetzt werden müssen, stellt sich die Frage nach einer<br />
geeigneten Verbindungstechnik. Die Anforderungen sind hoch: einerseits<br />
soll schnell und kostengünstig produziert werden, insbesondere<br />
bei Einwegartikeln, andererseits sind Material- oder Verbindungsfehler<br />
nicht tolerierbar. Die moderne Klebstofftechnologie bietet hier meistens<br />
die beste und kostengünstigste Lösung.<br />
Panacol-Elosol, meditronic-journal 1-2021 ab Seite 14.<br />
Automatisierung und kollaborierende Roboter für die<br />
Lasermarkierung<br />
Halb- und vollautomatische Systeme erleichtern die UDI-Kennzeichnung.<br />
Eine Automatisierung der Lasermarkierung kann helfen, steigende<br />
Kennzeichnungserfordernisse zu bewältigen und dabei Kosten<br />
zu sparen. Vor allem im Zusammenhang mit den strengeren Regularien<br />
zur UDI-Kennzeichnung nimmt die direkte Beschriftung medizinischer<br />
Produkte zu. Daher bieten viele Anbieter von Lasersystemen<br />
in Zusammenarbeit mit Automatisierungsexperten technische<br />
Lösungen, die den Markierprozess effizienter machen.<br />
FOBA, meditronic-journal 4-2021 ab Seite 16.<br />
Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2021/<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
75
Fachartikel im Rückblick<br />
Best of 2021<br />
Bewährtes Material – innovative Anwendungen: Dünnglas<br />
Eine neue Technologie zur Mikrobearbeitung von Glassubstraten<br />
schafft neue Möglichkeiten für den weiteren Einsatz von Dünnglas in<br />
der Medizintechnik und anderen Branchen. Durch die Nutzung einzelner<br />
gezielter Laserpulse realisiert das Laser Induced Deep Etching-<br />
Verfahren (LIDE) die Erstellung hochpräziser Mikrobohrungen und<br />
Lasertechnik<br />
Schnitte in Dünnglas – über die gesamte Glasdicke oder exakt bis zu<br />
einer bestimmten Tiefe. So kann das bearbeite Material für viele neue<br />
Anwendungen zuverlässig eingesetzt werden.<br />
LPKF Laser & Electronics, meditronic-journal 1-2021 ab<br />
Seite 24.<br />
Produktdesign<br />
Für den Benutzer ist die Schnittstelle das Produkt<br />
Die Betrachtung der Gebrauchstauglichkeit stellt bei Medizinprodukten<br />
eine effektive, effiziente und zufriedenstellende Benutzung<br />
für die Anwender sicher. Dieser Aspekt wird in der Entwicklung häufig<br />
„stiefmütterlich“ behandelt, doch die Praxiserfahrung zeigt, dass<br />
die Gebrauchstauglichkeit nicht nur für sichere Produkte sorgt, sondern<br />
auch begeisternde und innovative Lösungen zutage fördert und<br />
damit einen wesentlichen Beitrag zum Produkterfolg leisten kann.<br />
ITK Engineering, meditronic-journal 2-2021 ab Seite 50.<br />
Qualitätssicherung<br />
Klassische 2/3D-Machine-Vision, Deep Learning und<br />
intelligente Robotertechnologie<br />
Machine Vision und Robotik gibt es in der Industrie schon seit<br />
geraumer Zeit. Dennoch werden viele Erzeugnisse noch immer<br />
manuellen bzw. visuellen Qualitätsprüfungen unterzogen – mit allen<br />
Nachteilen, weil die verfügbaren Prüftechnologien bisher zu unflexibel<br />
waren. Smarte Inspektionssysteme lösen dieses Problem. Automatisierte<br />
optische Inspektionssysteme liefern Daten, mit denen die<br />
Ursachen von Produktionsfehlern identifiziert werden können. Diese<br />
Informationen fließen in umfangreiche Datenbanken ein und können<br />
zu Korrekturen und zur Effizienzsteigerung genutzt werden. Die Prüfung<br />
wird dadurch zuverlässiger und reproduzierbar.<br />
ATEcare Service, meditronic-journal 4-2021 ab Seite 28.<br />
Mittels Ultraschall Fehlern in Elektronikkomponenten auf<br />
der Spur<br />
Einige Fehler in elektronischen Bauteilen und Baugruppen können<br />
mit gängigen Inspektionsmethoden wie der Mikroskopie oder auch<br />
einer Röntgenanalyse nicht erfasst werden. So sind besonders Vergussmassen,<br />
sowohl von Bauteilen als auch Baugruppen oder Laminate<br />
wie in Leiterplatten, mit gängigen Analysemethoden nur schwer<br />
auf Fehlstellen wie Delamination zu analysieren. Für solche Problemstellungen<br />
ist die Ultraschallmikroskopie die geeignete Analysemethode,<br />
bei der mittels Ultraschall alle Schichten des Prüflings durchstrahlt<br />
und kleinste Hohlräume, Risse oder Auffälligkeiten an Grenzflächen<br />
erfasst werden können.<br />
HTV, meditronic-journal 5-2021 ab Seite 178.<br />
Sensoren<br />
Genauigkeit bei der berührungslosen<br />
Temperaturmessung gewährleisten<br />
Temperatursensoren finden sich in immer mehr Elektronikprodukten<br />
– von Consumer-Geräten, tragbaren Produkten und Wearables<br />
bis hin zu medizintechnischen Geräten und Ausrüstung in<br />
der Industrie. Besonders beliebt ist der Einsatz der Ferninfrarot-<br />
Technik (FIR), die eine berührungslose Temperaturmessung ermöglicht.<br />
Diese ist gerade im industriellen Bereich von Vorteil, da<br />
keine Gefahr besteht, dass die Sensorelemente durch das Berühren<br />
sehr heißer Oberflächen beschädigt werden. Auch im medizinischen<br />
Bereich hat dies Vorteile – da keine Gefahr einer Kreuzkontamination<br />
besteht.<br />
Melexis, meditronic-journal 5-2021 ab Seite 120.<br />
Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2021/<br />
76 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Fachartikel im Rückblick<br />
Neue Chancen in der Medizintechnik<br />
Digitalisierung, verschärfte regulatorische Vorschriften und Trends<br />
wie individuelle und intelligente Produkte führen zu komplexen Herausforderungen.<br />
Moderne Technologien wie die Cloud Services helfen<br />
die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und zu steigern. Hier gewinnt<br />
insbesondere cloud-basierte ERP-Software immer mehr an Bedeutung.<br />
Darüber können Unternehmen direkt vom Hersteller genau die<br />
Software<br />
IT-Funktionen als Service nutzen, die sie brauchen, um ihre Geschäftsprozesse<br />
schneller und einfacher an neue Vorschriften oder Marktgegebenheiten<br />
anzupassen. Und dies, ohne die interne IT-Infrastruktur<br />
teuer aufrüsten oder in zusätzliche IT-Fachkräfte investieren zu müssen.<br />
oxaion, meditronic-journal 4-2021 ab Seite 38.<br />
Best of 2021<br />
Stromversorgung<br />
Wissen, worauf es ankommt: Wie wirken sich<br />
Netzteil-Features in der Praxis aus?<br />
Ein Medizinnetzteil muss besondere Eigenschaften aufweisen. Je<br />
nach Einsatzgebiet sind spezielle Vorgaben zu erfüllen. Dazu zählen<br />
beispielsweise EMV, die Schutzklasse und die elektrische Sicherheit.<br />
In Bezug auf die Zulassungen ist zu entscheiden, ob das Netzteil als<br />
Last eine MOOP- oder MOPP-Anwendung treibt. Es ist also längst<br />
nicht damit getan nur anhand der Leistung eine Auswahl der Stromversorgung<br />
zu treffen. Temperatur, Derating, Zulassungen, EMV, Peak-<br />
Power, Signale usw. sind Features, die bei der Auswahl berücksichtigt<br />
werden müssen, um eine zuverlässige Lösung zu finden.<br />
Magic Power Technology, meditronic-journal 3-2021 ab<br />
Seite 44.<br />
Elektronische Stromversorgungen digitalisieren<br />
Die globale Vernetzung erfordert in vielen Bereichen intelligente<br />
Systeme. Letztlich lässt sich der Entwicklungsprozess der Digitalisierung<br />
nicht aufhalten. Außerdem stellen digitale Netzteile nicht nur<br />
entscheidende Systemdaten bereit, sie sorgen auch für mehr Effizienz.<br />
Die Stromversorgungen sind entscheidende Baugruppen, wenn<br />
es um die Erfassung von Systemdaten geht. Es ist daher eine unternehmerische<br />
Pflicht, digitale Kompetenzen aufzubauen und zukünftige<br />
Entwicklungen im Blick zu behalten. Dabei ist ein enger Austausch<br />
zwischen Kunden und Anwendern für eine optimale Umsetzung<br />
unentbehrlich.<br />
inpotron Schaltnetzteile, meditronic-journal 3-2021<br />
ab Seite 50.<br />
Von ISS bis Deep Space - Faszination Weltraumfunk<br />
Aus dem Inhalt:<br />
• Das Dezibel in der Kommunikationstechnik<br />
• Das Dezibel und die-<br />
Antennen<br />
• Antennengewinn, Öffnungswinkel,<br />
Wirkfläche<br />
• EIRP – effektive Strahlungsleistung<br />
• Leistungsflussdichte,<br />
Empfänger- Eingangsleistung<br />
und Streckendämpfung<br />
• Dezibel-Anwendung beim<br />
Rauschen<br />
• Rauschbandbreite,<br />
Rauschmaß und Rauschtemperatur<br />
• Thermisches, elektronisches<br />
und kosmisches<br />
Rauschen<br />
• Streckenberechnung für<br />
geostationäre Satelliten<br />
• Weltraumfunk über kleine<br />
bis mittlere Entfernungen<br />
• Erde-Mond-Erde-Amateurfunk<br />
• Geostationäre und umlaufende<br />
Wettersatelliten<br />
• Antennen für den Wettersatelliten<br />
• Das „Satellitentelefon“<br />
INMARSAT<br />
• Das Notrufsystem<br />
COSPAS-SARSAT<br />
• So kommuniziert die ISS<br />
Frank Sichla, 17,5 x 25,3 cm, 92 S., 72 Abb.<br />
ISBN 978-3-88976-169-9, 2018, 14,80 €<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
77
Komponenten<br />
UVC-LEDs: Effektives Vorgehen gegen Keime<br />
mit künstlichen UV-Quellen<br />
Der Kampf gegen Viren war wohl<br />
lange nicht so aktuell wie in diesen<br />
Corona-Zeiten. Chemische Verfahren<br />
sind gegen Mikroorganismen<br />
wie Viren und Bakterien allerdings<br />
nur bedingt wirkungsvoll, da<br />
diese Resistenzen entwickeln können<br />
– nicht jedoch gegen UV-Licht.<br />
Das macht UV-Strahlen zur effektiven<br />
Methode zur Desinfektion und<br />
Entkeimung von Wasser, Luft und<br />
Oberflächen. Besonders effektiv<br />
und effizient sind dabei UV-LEDs.<br />
Ultraviolettes Licht wurde über<br />
längere Zeit mit quecksilberbasierten<br />
Strahlungsquellen erzeugt,<br />
etwa mit Nieder- und Mitteldruck-<br />
Quecksilber- (Hg) Dampflampen.<br />
Diese erzeugen durch Gasentladung<br />
UV-Licht im Spektrum von<br />
185 - 405 nm. Alternativ bringt auch<br />
die sogenannte Glimmentladung bei<br />
UV-Kalt kathodenröhren (UV-CCL<br />
oder UV-Lampe) UV-Licht in einem<br />
Spektrum von 185 - 405 nm hervor.<br />
UV-Strahlen von UV-LEDs<br />
UV-LEDs geben UV-Strahlen in<br />
einem Spektrum von 227 - 405 nm<br />
mittels Elektrolumineszenz ab. Vor<br />
allem bei UVC-LEDs sind genau die<br />
Wellenlängen am intensivsten, die<br />
die stärkste keimtötende Wirkung<br />
haben, nämlich zwischen 260 und<br />
270 nm. Bild 1 zeigt das für Kryptosporidien,<br />
Parasiten, die sich vor<br />
allem durch verunreinigtes Trinkwasser<br />
verbreiten. Andere Erreger,<br />
Bakterien und Viren wiesen<br />
ganz ähnliche Charakteristika auf.<br />
Zudem überzeugen LEDs durch<br />
eine stabile spektrale Ausgangsleistung<br />
bei gegebener Temperatur<br />
und eine fast unbegrenzte Zahl<br />
an Schaltzyklen, was sie für mobile<br />
Lösungen prädestiniert, die sofort<br />
die volle Lichtleistung liefern sollen.<br />
A, B oder C? UV ist nicht<br />
gleich UV<br />
Für das menschliche Auge sind<br />
die UV-Strahlen in ihrem gesamten<br />
Wellenbereich von 100 - 400 nm<br />
unsichtbar. Sie werden je nach Frequenzbereich<br />
in UVA-, UVB- und<br />
UVC-Strahlen eingeteilt. Diese wirken<br />
sich unterschiedlich auf Lebewesen<br />
aus.<br />
Autor:<br />
Alain Bruno Kamwa, Product<br />
Sales Manager Opto<br />
Rutronik Elektronische<br />
Bauelemente GmbH<br />
www.rutronik.com/de<br />
Bild 1: Die Wellenlängen von UVC-LEDs sind dort am intensivsten, wo Kryptosporidien – wie auch andere Bakterien<br />
und Viren – am empfindlichsten darauf reagieren © Stanley<br />
78 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Komponenten<br />
Bild 2: Für die Installation auf kleinem Raum hat Bolb die Mid-Power UVC-LED S3535-DR100-W272-P40 mit 3,5 x 3,5 x<br />
0,9 mm auf den Markt gebracht. Mit einer Gleichstromleistung von 40m W bei nur 100 mA zeichnet sie sich durch den<br />
derzeit geringstmöglichen Energieverbrauch bei niedrigster Wärmeentwicklung aus. Im High-Power-Segment ist<br />
die UVC-LED S6060-DR250-W272-P100 das leistungsstärkste Bauteil mit einer Gleichstromleistung von 100 mW bei<br />
250 mA im Bolb-Programm © Bildquelle: Bolb<br />
Bei LEDs lässt sich die Wellenlänge<br />
relativ frei wählen. UVA-LEDs<br />
haben mit 315 - 400 nm eine größere<br />
Eindringtiefe in streuendes<br />
biologisches Gewebe, wie etwa<br />
menschliche Haut, als UVB- und<br />
UVC-Strahlen. Genutzt werden<br />
UVA-LEDs in der Zahnheilkunde und<br />
zu kosmetischen Zwecken. Im industriellen<br />
Sektor kommen UVA-LEDs<br />
zum Einsatz, um Harze, Kleber und<br />
Lacke auszuhärten.<br />
UVB-Strahlen<br />
Mit einer Wellenlänge von<br />
280 - 315 nm weisen die Strahlen<br />
der UVB-LEDs eine vergleichsweise<br />
geringe Eindringtiefe in streuendes<br />
biologisches Gewebe auf. Allerdings<br />
werden sie stärker gestreut. UVB-<br />
Strahlen fördern die Bildung von<br />
Vitamin D im menschlichen Körper.<br />
Die UVB-LEDs sind daher überwiegend<br />
im medizinischen Bereich zur<br />
Fototherapie und hautärztlichen<br />
Behandlung zu finden.<br />
UVC-Strahlen<br />
Das energiereiche Licht der<br />
UVC-LEDs wird in biologischem<br />
Gewebe noch stärker gestreut. Mit<br />
einer Wellenlänge von 100 - 280 nm<br />
dringen die Strahlen nicht sehr tief<br />
in das Gewebe ein, dennoch können<br />
sie ungeschützte Haut verbrennen.<br />
Schließlich hat kein irdischer<br />
Organismus Abwehrmechanismen<br />
gegen UVC-Strahlen entwickelt, weil<br />
die Ozonschicht in der Atmosphäre<br />
der Erde die natürliche UVC-Strahlung<br />
des Sonnenlichts absorbiert.<br />
Das gilt auch für Viren und Bakterien.<br />
Diese Verwundbarkeit macht<br />
die Bestrahlung mit künstlichem<br />
UVC-Licht zur besonders effektiven<br />
Methode für die Sterilisation<br />
und Desinfektion.<br />
Anwendungsmöglichkeiten<br />
für UVC-LEDs<br />
Weil jeder Keim unterschiedlich<br />
auf UVC-Strahlung reagiert, ist die<br />
Intensität der Bestrahlung auf die<br />
gewünschte Reduktionsrate, also<br />
die Anzahl der abgetöteten Mikroorganismen,<br />
auszulegen. Dabei<br />
verhält sich die Intensität der UV-<br />
Strahlung umgekehrt proportional<br />
zum Quadrat des Abstands.<br />
Das heißt: Nimmt die Entfernung<br />
zur Strahlungsquelle zu, verliert<br />
die UV-Strahlung sehr schnell an<br />
Wirkung. Das zu desinfizierende<br />
Objekt sollte deshalb so nahe wie<br />
möglich am Emitter sein.<br />
Häufig werden Viren, wie auch<br />
das SARS-CoV-2-Virus, durch die<br />
Luft verbreitet. Damit bietet sich der<br />
Einsatz von UVC-LEDs in Luftaufbereitungssystemen<br />
bzw. Klimaanlagen<br />
an. Neben der erforderlichen<br />
Reduktionsrate sind hier auch der<br />
Luftdurchsatz und die Geometrie der<br />
Luftströmung zu berücksichtigen.<br />
Fernes UVC-Licht<br />
Besonders effektiv für das Abtöten<br />
von Keimen hat sich UV-Licht<br />
mit einer Wellenlänge von 254 nm<br />
erwiesen. Bei direkter Anwendung<br />
kann dieses aber ein Gesundheitsrisiko<br />
für Haut und Augen darstellen.<br />
Im Gegensatz dazu macht<br />
sogenanntes Fernes UVC-Licht<br />
(207 - 222 nm) Erreger in der Luft<br />
ebenfalls ziemlich zuverlässig<br />
unschädlich, jedoch ohne exponiertes<br />
menschliches Gewebe zu<br />
schädigen.<br />
Übertragungswege<br />
unterbrechen<br />
Viren und Bakterien werden auch<br />
über Oberflächen weitergereicht,<br />
etwa Grippe-, Noro- oder Rota-<br />
Viren sowie Streptokokken und<br />
Salmonellen. Für die Sterilisation<br />
größerer Oberflächen eignen sich<br />
deshalb UVC-LEDs ebenfalls. Weitere<br />
Anwendungsbereiche sind z. B.<br />
die Pasteurisierung von Getränken,<br />
Verpackung von antimikrobiellen<br />
Lebensmitteln und die Entkeimung<br />
von Zahnbürsten, die Trinkwasseraufbereitung<br />
bzw. Wasserdesinfektion<br />
etwa in Pools oder Wohnmobilen.<br />
Aber auch für Anwendungen<br />
mit höheren Anforderungen an die<br />
Bestrahlungsstärke (W/m 2 ), wie z. B.<br />
bei industriellen Filtersystemen und<br />
Luftentkeimern, Desinfektionsboxen<br />
in der Medizin oder Staubsaugern,<br />
sind sie geeignet.<br />
Auswahlkriterien für<br />
UV-LEDs<br />
Ein bedeutendes Selektionskriterium<br />
für UV-LEDs ist ihr Öffnungswinkel,<br />
je nach Anwendung sind<br />
bestimmte Abstrahlwinkel erforderlich.<br />
Wird ein Öffnungswinkel von<br />
150°, nach Bedarf fokussiert, reduziert<br />
sich dadurch die bestrahlte Fläche.<br />
Dadurch erhöht sich die Strahlungsleistung<br />
pro Quadratmeter und<br />
die für die Exposition benötigte Zeit<br />
sinkt bei gleicher Leistung. Durch<br />
verschiedene UV-Linsen mit kompatiblen<br />
Objektiven ist die Leuchtleistung<br />
so für unterschiedliche Zwecke<br />
leicht skalierbar.<br />
Andere Selektionskriterien für<br />
UV-LEDs sind die landesspezifischen<br />
UV-Normen, ihre Reflektion<br />
auf verschiedenen Materialien,<br />
Wärmemanagement, Treiber, Stromverbrauch<br />
und das Abstands- bzw.<br />
Entfernungsgesetz, das beschreibt,<br />
wie stark die Strahlstärke mit wachsender<br />
Entfernung zur Lichtquelle<br />
abnimmt.<br />
Noch in der Entwicklung befinden<br />
sich Multi-UV-LEDs. Mit einem Dual-<br />
Wellenlängen-Chip decken sie z. B.<br />
UVA- und UVC-Strahlen ab. Damit<br />
sind sie fast eine Allzweckwaffe im<br />
Kampf gegen Viren, Bakterien und<br />
andere Erreger. ◄<br />
Krankheitserreger gezielt bekämpfen<br />
Ursprünglich wurden UVC-<br />
LEDs konstruiert, um gegen<br />
multiresistente Keime wie etwa<br />
Methicillin resistente Staphylokokkus<br />
(MRSA) vorzugehen.<br />
Umfangreiche Test zeigen<br />
zudem, dass UVC-LEDs auch zur<br />
Bekämpfung von Viren höchst<br />
effizient genutzt werden können.<br />
Viren können sich nur mit<br />
Hilfe eines Wirts reproduzieren.<br />
Sie befallen eine Zelle, um diese<br />
anhand der zelleigenen Ribonukleinsäure<br />
(RNA) „umzuprogrammieren“.<br />
Während die neu<br />
produzierten Viren weitere Zellen<br />
infizieren, wird die Wirtzelle<br />
durch diesen Reproduktionsprozess<br />
zerstört. Hochenergetisches,<br />
kurzwelliges UVC-Licht wird von<br />
der RNA des Virus absorbiert.<br />
Die genetischen Informationen<br />
werden dabei zerstört. Das Virus<br />
ist dadurch nicht mehr in der Lage<br />
zu streuen und kann keine weiteren<br />
Zellen infizieren.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
79
Kommunikation<br />
5G – der Digitalisierungs-Booster<br />
Wenn medizinische Einrichtungen zum Netzbetreiber werden<br />
© m2m Germany<br />
Autorin:<br />
Karin Reinke-Denker M.A<br />
m2m Germany GmbH<br />
info@m2mgermany.de<br />
www.m2mgermany.de<br />
Es klingt fast ein bisschen nach<br />
Star Trek, doch 5G ist ein Wendepunkt<br />
- es wird alles voranbringen,<br />
von selbstfahrenden Fahrzeugen<br />
über intelligente Netze für erneuerbare<br />
Energien bis hin zu KI-gestützten<br />
Robotern in Fabrikhallen und<br />
neuen Möglichkeiten in der Medizintechnik.<br />
Eine Welt, in der Autounfälle<br />
irreal anmuten – sofern es denn<br />
überhaupt noch welche geben wird,<br />
in der chronische Krankheiten wie<br />
Diabetes 24/7 ohne Blutzuckerhochs<br />
und -tiefs behandelt werden,<br />
in der Notfallmedizin auch<br />
aus der Ferne Leben retten kann<br />
und der Video Arztbesuch zur Normalität<br />
wird, all das erscheint zum<br />
Greifen nah.<br />
Was ist 5G und was<br />
kann man speziell in der<br />
Medizintechnik davon<br />
erwarten?<br />
5G ist die fünfte Generation von<br />
Mobilfunknetzen und der Mobilfunkstandard<br />
der Zukunft. Er bietet<br />
zahlreiche Vorteile gegenüber den<br />
bisherigen Standards (2G, 3G, 4G):<br />
eine deutlich höhere Bandbreite mit<br />
erhöhter gleichzeitig stattfindender<br />
Zugriffe auf Internet- und Netzwerkdienste;<br />
einen nahezu verzögerungsfreien<br />
Verbindungsaufbau mit sehr<br />
kurzen Latenzzeiten für einen Echtzeit-Informationsaustausch,<br />
sowie<br />
neue Sicherheitsvorkehrungen,<br />
die die Datenübertragung deutlich<br />
sicherer, belastbarer und zuverlässiger<br />
machen.<br />
Grundlegender Wandel in<br />
der Mobilfunk-Welt<br />
Doch die 5G- und IoT-Technologie<br />
ist mehr als nur eine neue<br />
Generation der Mobilfunktechnologie.<br />
Sie stellt einen grundlegenden<br />
Wandel in der Mobilfunk-Welt<br />
dar und offeriert eine leistungsstarke<br />
Kombination aus außergewöhnlicher<br />
Geschwindigkeit, erweiterter<br />
Bandbreite, geringer Latenz<br />
und erhöhter Energieeffizienz, die<br />
in den nächsten fünf Jahren Milliarden<br />
von Verbindungen ermög lichen<br />
und die Welt verändern wird. Nach<br />
Angaben der GSMA – eine globale<br />
Organisation, die die Interessen<br />
der Mobilfunkbranche vertritt, wird<br />
erwartet, dass die Zahl der 5G-Verbindungen<br />
im Jahr 2025 auf bis zu<br />
1,8 Milliarden ansteigen wird.<br />
Schon im vergangenen Jahr wurden<br />
in 42 Ländern kommerzielle 5G<br />
Dienste eingeführt und viele weitere<br />
Mobilfunkbetreiber stehen in den<br />
Startlöchern, um weitere 125 Länder<br />
weltweit an das 5G-Netz anzuschließen.<br />
Die Voraussetzungen für<br />
5G sind geschaffen und werden sukzessive<br />
ausgebaut. Steht erst einmal<br />
eine flächendeckende Infrastruktur<br />
wird es kein Halten mehr<br />
geben. 5G setzt ein riesiges IoT-<br />
Ökosystem frei, in dem Netze zig<br />
tausend angeschlossene Geräte<br />
bedienen können, wobei die richtigen<br />
Kompromisse zwischen Geschwindigkeit,<br />
Latenz und Kosten gefunden<br />
werden müssen.<br />
Eigene Netze aufbauen<br />
Der neue Standard ermöglicht<br />
es, dass erstmalig produzierende<br />
Unternehmen wie beispielsweise<br />
Medizintechnikhersteller oder Krankenhäuser<br />
eigene Netze aufbauen<br />
können und damit die Fabrikautomatisierung<br />
sowie die Digitalisierung<br />
vorantreiben.<br />
Das gilt für fast alle produzierenden<br />
Gewerbe, doch speziell im<br />
Sektor der Medizin und Medizintechnik<br />
offeriert 5G noch weitaus mehr.<br />
Die kurzen Latenzzeiten und die<br />
hohe Zuverlässigkeit von 5G eröffnet<br />
die Möglichkeit für ein „medizinisches“<br />
Internet of Things. Laut<br />
einer PwC Studie von 2021, trägt<br />
5G im Gesundheits- und Sozialbereich<br />
bereits jetzt 530 Milliarden<br />
US-Dollar zum globalen BIP bei.<br />
Netzbetreiber Krankenhaus<br />
- Medizintechnik auf der<br />
Überholspur dank 5G<br />
Mit 5G ist der Einsatz von Künstlicher<br />
Intelligenz für eine präzisere<br />
Diagnostik sowie für Virtual/Augmented<br />
Reality möglich und eröffnet<br />
neue Behandlungsmöglichkeiten.<br />
Erste Live-OPs über ein<br />
5G-Netz haben bereits stattgefunden.<br />
Natürlich hat es bereits vor 5G<br />
schon Videoübertragung bei komplizierten<br />
Operationen gegeben,<br />
aber nicht in Echtzeit, mit durchgängigem<br />
Bewegtbild. Der Einsatz der<br />
neuen Technologie erleichtert das<br />
Gespräch zwischen Arzt und Patient<br />
– standortunabhängig – das gilt auch<br />
für einen schnelleren Expertenaustausch.<br />
Auch für die Notfallmedizin<br />
bieten sich neue Möglichkeiten, können<br />
doch kritische Vitaldaten direkt<br />
aus dem RTW heraus an die Klinik<br />
übertragen werden. Grundsätzlich<br />
werden Prozesse im Medizinwesen<br />
optimierter laufen mit 5G. Allein das<br />
Potenzial von Track & Trace Szenarien<br />
im Krankenhaus ist enorm. Der<br />
Aufenthaltsort von teurem Equipment<br />
kann ebenso verfolgt werden,<br />
wie der von Patienten – somit<br />
werden Prozesse optimiert, Wartezeiten<br />
vermieden und die Ressour-<br />
5G Router UF51-501EU 5G<br />
CPE - kosteneffizienten Lösung<br />
für 5G-Wireless-Networking-<br />
Anwendungen & Campus Netze<br />
© Milesight<br />
80 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Kommunikation<br />
Industrieller 5G Router UR75 – geeignet für Campus-Netze, Smart Grid,<br />
digitale Medieninstallationen, Industrieautomation und digitale Fabriken<br />
© Milesight<br />
cen optimal genutzt. Grundlegende<br />
Ideen für eigene Klinik-Apps befinden<br />
sich bereits in der Testphase<br />
und bieten dem Patienten für seinen<br />
Klinikaufenthalt Features wie<br />
Terminplaner oder diagnostische<br />
Informationen aus bildgebenden<br />
Verfahren in Echtzeit an.<br />
Um die Effizienz der Abläufe in<br />
Kliniken zu steigern, geht kein Weg<br />
an eigenen 5G-Netzen vorbei. Auch<br />
das ein Novum gegenüber der aktuellen<br />
Mobilfunkgeneration: 5G ermöglicht<br />
erstmals den Aufbau von<br />
lokalen Campus-Netzen. Seit der<br />
zweiten Jahreshälfte 2019 vergibt<br />
die Regulierungsbehörde auf Antrag<br />
Frequenzen von 3,7 bis 3,8 GHz an<br />
Unternehmen, regionale Netzbetreiber<br />
oder Gemeinden.<br />
Das Campus-Netzwerk<br />
Campus-Netze sind exklusive,<br />
eigene Mobilfunknetze für ein definiertes<br />
lokales Areal, ein Krankenhaus,<br />
eine Universität oder eine<br />
Fabrik. Die Campus-Netze sind auf<br />
die individuellen Bedürfnisse der<br />
Nutzer zugeschnitten. Der Zugriff<br />
vom öffentlichen Netz auf das Campus-Netz<br />
ist nicht möglich. Umgekehrt<br />
ist das private Funknetz jedoch<br />
an das normale Mobilfunknetz angebunden,<br />
damit Firmen mit Partnern,<br />
externen Dienstleistern oder Zulieferern<br />
kommunizieren können. Diese<br />
Kombination aus einem privaten und<br />
einem öffentlichen Netz bezeichnen<br />
Experten als „Dual Slice Lösung“.<br />
Mit Krankenhaus-eigenen Netzlösungen<br />
kann 5G bereits auch<br />
ohne flächendeckenden Netzausbau<br />
umgesetzt werden – jedenfalls<br />
für das eigene Campus-Netz.<br />
Denn innerhalb dieses Netzes können<br />
die neuen Latenzzeiten tatsächlich<br />
erreicht und neue Anwendungen<br />
realisiert werden. Betrug die<br />
Latenzzeit mit den bisherigen Telekommunikationstechnologien<br />
noch<br />
40 bis 100 Millisekunden, reduziert<br />
sich diese durch 5G auf unter eine<br />
Millisekunde. Damit ergibt sich die<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Grundlage für Übertragung von Live-<br />
Videos mit mindestens 1080p und<br />
30 FPS und die Übertragung von<br />
Fern-Ultraschall ohne Paket- oder<br />
Frame-Verlust.<br />
5G gilt als eine der kommenden<br />
Schlüsseltechnologien und<br />
Deutschland ist eins der wenigen<br />
Länder weltweit, dass überhaupt<br />
eigene Campus-Lizenzen für 5G<br />
anbietet. Wenn das Gesundheitssystem<br />
in Deutschland auf 5G setzt,<br />
dann kann es zum Leitmarkt für<br />
5G-Anwednungen werden. Unternehmen<br />
im Gesundheits- und Medizinwesen,<br />
die von der 5G-Technologie<br />
profitieren möchten, sollten<br />
jetzt die richtigen Weichen stellen<br />
und in den Ausbau ihrer digitalen<br />
Infrastruktur investieren.<br />
Was braucht es, um den<br />
Einstieg ins 5G-Zeitalter<br />
umzusetzen?<br />
Abgesehen davon, dass die digitale<br />
Transformation sehr langsam<br />
stattfindet, fehlt es oft an grundlegendem<br />
Know-how in Sachen 5G<br />
Infrastruktur. Es gibt teilweise noch<br />
keine digitalen Patientenakten und<br />
die Schnittstelle zwischen Arzt und<br />
Pflegepersonal ist meist noch handschriftlich<br />
geprägt. Bevor 5G zum<br />
Einsatz kommen kann, ist erstmal<br />
eine grundlegende Digitalisierung<br />
notwendig. Der Ausbau einer<br />
5G-Infrastruktur im eigenen Unternehmen<br />
eröffnet zwar neue telemedizinische<br />
Lösungen, birgt zugleich<br />
aber auch Risiken. Generell haben<br />
zahlreiche Angriffe aus dem Netz<br />
bereits gezeigt, was für eine große<br />
Herausforderung die Gewährleistung<br />
einer IT-Sicherheit in einem<br />
Krankenhaus ist. Mit der 5G-Technologie<br />
erhöht sich der Grad der<br />
Vernetzung und damit zugleich<br />
die Anforderungen an die Cyber-<br />
Sicherheit. Daher bedarf es eines<br />
verlässlichen Sicherheitskonzeptes,<br />
mit dem sich niemand ohne Authentifizierung<br />
Zugriff zu Informationen<br />
verschaffen kann. Umfassende Konzepte<br />
zum Datenschutz, sowie Fragen<br />
in Bezug auf Arzthaftungsrecht<br />
und Abrechenbarkeit bei telemedizinischen<br />
Leistungen, sind weitere<br />
Punkte, die es zu beachten gilt.<br />
Passende Hardware-Komponenten<br />
hält der Markt bereit, doch das<br />
allein wird nicht reichen.<br />
Die Vision darf die<br />
Transformation nicht<br />
überfordern<br />
Vieles worüber aktuell in der Medizin-Branche<br />
in Kombination mit 5G<br />
besprochen wird, ist eindeutig noch<br />
Science-Fiction und wird noch mehrere<br />
Jahre benötigen, bis es tatsächlich<br />
Einzug in den Alltag von Krankenhäusern<br />
halten wird. 5G sollte<br />
nicht unterschätz werden, denn allein<br />
das Visionäre Potenzial der neuen<br />
Technologie, trägt dazu bei, Innovationen<br />
voranzutreiben. Leider neigen<br />
viele Ideen und Anwendungsszenarien<br />
dazu, den übernächsten Schritt<br />
vorwegzunehmen und das eigentlich<br />
Umsetzbare aus den Augen zu verlieren.<br />
Es entstehen zwar zahlreiche<br />
spannende Konzepte, aber letztendlich<br />
bleiben sie genau das: Konzepte.<br />
Natürlich wäre es eine wahre<br />
Revolution, wenn Augmented-Reality-Brillen<br />
für Notfall sanitäter, die<br />
live vor Ort Fachärzte hinzuschalten<br />
können, zum Standard gehören<br />
würden – und es wäre bereits möglich<br />
solche Mittel einzusetzen, denn<br />
Hardware- und Software-Lösungen<br />
existieren – allerdings nur mit einer<br />
ausreichenden 5G-Mobilfunkversorgung.<br />
Doch genau da hapert<br />
es noch – unter objektiver Betrachtung<br />
des Status quo in Bezug auf<br />
die aktuelle 5G-Mobilfunkversorgung,<br />
rücken solche Einsatzszenarien<br />
in weite Ferne.<br />
Deutschland erteilt zwar Lizenzen<br />
für Campus-Netze, aber es ist eher<br />
unwahrscheinlich das in naher<br />
Zukunft Gesichtserkennungstechnologien,<br />
medizinische Ferndiagnose-<br />
Tools und Drohnen zum Standard<br />
in der deutschen Notfallversorgung<br />
avancieren – im Besonderen, wenn<br />
man sich vergegenwärtigt, dass noch<br />
heute Laborbefunde via Fax verschickt<br />
werden. Solange gerade im<br />
ländlichen Bereich generell kein flächendeckendes<br />
Mobilfunknetz etabliert<br />
ist, mutet es sinnbefreit an, dort<br />
digitale Anwendungen – wie z. B.<br />
eine digitale Sprechstunde beim<br />
Arzt anzubieten. Anders wäre es<br />
im Rahmen eines Campus-Netzes;<br />
dort könnten bereits jetzt zuverlässige<br />
Fernbeurteilung und Diagnosen<br />
erstellt werden, da es sich um<br />
räumlich begrenzte und stationäre<br />
Einrichtungen mit sogenannten „private<br />
slices“ Netzen handelt. Gerade<br />
auf weitläufigen Geländen von Universitätsklinken<br />
könnte, dass bereits<br />
sehr sinnvoll sein. Bevor eine Implementierung<br />
von flächendeckend<br />
zum Einsatz kommenden, direkten,<br />
mobilen Lösungen, realisiert werden<br />
kann, muss noch einiges geschehen.<br />
Erst wenn eine ausreichende<br />
Anzahl 5G-Mobilfunkmasten errichtet<br />
ist, können auch Echtzeit-Videoübertragungen<br />
möglich werden –<br />
aber nur dann.<br />
Möglichkeiten testen<br />
Die Chance für das Gesundheitswesen<br />
liegt darin, jetzt quasi unter<br />
Laborbedingungen - in eigenen<br />
Campus-Lösungen zu testen, was<br />
möglich ist und somit eine Vorreiterrolle<br />
in der digitalen Gesundheitsversorgung<br />
einzunehmen. Eines<br />
ist aber bereits jetzt schon sicher:<br />
5G ist mehr als eine weitere technologische<br />
Entwicklung und kann<br />
zu einer signifikanten Verbesserung<br />
in unserer Lebensweise führen<br />
und in der Notfallversorgung<br />
Leben retten. ◄<br />
Die Medizin-Branche im Zeichen von 5G © m2m Germany - Shutterstock<br />
81
Sensoren<br />
Neue Möglichkeiten durch Drucksensoren in<br />
unserem Körper<br />
Vergleich Mikrosensoren zur in-vivo Druckmessung<br />
Bild 1: Minimalinvasive Katheteruntersuchung im Krankenhaus<br />
Autor:<br />
Stefan Falk,<br />
Produktmanager<br />
Amsys<br />
www.amsys.de<br />
Fortschritte in der Halbleiterfertigung<br />
erlauben immer kleinere<br />
MEMS-Drucksensoren (Mikro-<br />
ElektroMechanischeSysteme)<br />
aus Silizium. Gleichzeitig wächst<br />
der Bedarf aus der Medizintechnik<br />
nach in-vivo, also am lebenden<br />
Menschen einsetzbaren Druckaufnehmern.<br />
Diese neuen, extrem miniaturisierten<br />
Drucksensoren werden<br />
in Form von Kathetern minimalinvasiv<br />
im Zuge einer Operation<br />
in den Körper eingebracht und dienen<br />
der medizinischen Diagnose.<br />
Sie liefern digital verfügbare Echtzeitdaten<br />
des intrakraniellen oder<br />
intraokularen Drucks, zur Kontrolle<br />
der Aorta oder Niere, zur optimalen<br />
Positionierung des Katheters<br />
für die Atherektomie oder zur Messung<br />
der intrakoronaren fraktionellen<br />
Flussreserve bei arteriellen<br />
Ablagerungen.<br />
Die AMSYS GmbH & Co. KG bietet<br />
Beratung bei der Auswahl geeigneter<br />
Drucksensoren und versucht<br />
nachfolgend einen kurzen Überblick<br />
über die eingesetzten Techniken<br />
zu geben.<br />
In-vivo Druckmessung mit<br />
externen Sensoren<br />
Bereits seit etlichen Jahren werden<br />
Drücke über dünne, mit Flüssigkeit<br />
gefüllte Schläuche und externen<br />
Sensoren gemessen. Diese Bauform<br />
hat jedoch gravierende Nachteile<br />
gegenüber der in-vivo Messung:<br />
Durch die große Flüssigkeitssäule<br />
und die notwendige Elastizität des<br />
Schlauchs kommen alle Druckänderungen<br />
„weichgespült“ am Sensor<br />
an. Dies liegt zum einen an der<br />
Trägheit der als Druckmittler eingesetzten<br />
Flüssigkeit. Zum anderen<br />
führen geringe Druckspitzen<br />
zu einer minimalen Volumenänderung<br />
des Schlauchs, sie werden<br />
schlicht absorbiert. Alles in allem<br />
wirkt der dünne flüssigkeitsgefüllte<br />
Schlauch wie ein Tiefpass. Letzten<br />
Endes kann der außerhalb des Körpers<br />
an dem Katheter eingesetzte<br />
Drucksensor auch nur das Signal<br />
messen, was bei ihm ankommt:<br />
Seine Genauigkeit kann noch so<br />
gut sein, evtl. relevante Druckspitzen<br />
werden nicht korrekt aufgenommen,<br />
eine Diagnose ist in vielen<br />
Fällen nicht möglich. Sein Vorteil:<br />
Da er Verbindung zur Umgebung<br />
hat, kann er direkt den Relativdruck<br />
messen. Allerdings ist auf<br />
seine Lage relativ zur Höhe des<br />
Messpunkts zu achten, um Messergebnisse<br />
nicht zu verfälschen.<br />
Optische Druckmesstechnik<br />
Wesentlich genauer ist die<br />
optische in-vivo Druckmessung über<br />
ein Fabry-Pérot Interferometer. Die<br />
Miniaturisierung dieses Messprinzips<br />
wurde überhaupt erst durch<br />
die Glasfasertechnologie möglich<br />
und ist seit etwa 20 Jahren auf dem<br />
Markt. Der Aufbau dieser auch als<br />
MOMS, Mikro-Opto-Mechanische-<br />
Systeme bezeichneten Sensoren ist<br />
in Bild 2 dargestellt.<br />
Das aus der Glasfaser austretende<br />
Licht wird zum einen an der<br />
flexiblen Membran reflektiert, zum<br />
anderen an der fest am Ende der<br />
Glasfaser montierten trommelförmigen<br />
Struktur. Der Hohlraum<br />
dazwischen ist evakuiert. Beide<br />
Anteile interferieren miteinander.<br />
Ändert sich die Biegung der Membran<br />
durch eine äußere Druckände-<br />
Bild 2: Aufbau und Funktionsprinzip eines Fabry-Pérot Drucksensors<br />
82 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Sensoren<br />
rung, ändert sich auch die Phase der<br />
beiden interferierenden Lichtwellen<br />
zueinander, es kommt zu konstruktiver<br />
oder destruktiver Interferenz.<br />
Je nach eingesetzter Wellenlänge<br />
können Verbiegungen bis hinunter<br />
in den Nanometer-Bereich zuverlässig<br />
detektiert werden.<br />
Bild 3: Ultrakompakte MEMS-Drucksensoren zur Verwendung in medizinischen Kathetern im Größenvergleich<br />
(links: Metallux MEM2000, rechts: TE IntraSense)<br />
Unempfindlich gegen<br />
elektromagnetische<br />
Störungen<br />
Ein großer Vorteil von MOMS ist<br />
deren Unempfindlichkeit auf elektromagnetische<br />
Störungen, so<br />
dass diese Drucksensoren auch<br />
in Magnetresonanztomographen<br />
(MRTs), in der Elektrochirurgie oder<br />
auch während der Patientenstimulation<br />
durch elektrische Schocks eingesetzt<br />
werden können. Zudem sind<br />
diese Sensoren deutlich unempfindlicher<br />
gegenüber Überdruck. Ihr<br />
Nachteil ist die immer nach vorne<br />
ausgerichtete Membranfläche sowie<br />
die hohen Kosten des Gesamtsystems.<br />
Zudem kann, wie auch bei<br />
den folgenden in-vivo MEMS-Sensoren<br />
mangels Druckverbindung zur<br />
Umgebung nur der Absolutdruck<br />
bestimmt werden. Es bedarf eines<br />
weiteren, jedoch unkomplizierten<br />
Absolutdrucksensors in der Auswerteelektronik,<br />
um den luftdruckunabhängigen<br />
Relativdruck des<br />
Patienten zur errechnen.<br />
Miniaturisierte MEMS-<br />
Drucksensoren<br />
Als dritte Alternative hat sich<br />
in den letzten Jahren die direkte<br />
Integration eines miniaturisierten<br />
MEMS-Drucksensors in den Katheter<br />
etabliert. Aus Platzgründen handelt<br />
es sich hier meist nicht wie in<br />
ex-vivo eingesetzten Druckmesszellen<br />
um komplette Wheatstone-<br />
Messbrücken, sondern nur um Halbbrücken,<br />
die erst durch zwei weitere<br />
externe Widerstände komplettiert<br />
werden. Die hierdurch herabgesetzte<br />
Sensitivität lässt sich über die<br />
Verstärkung kompensieren, worunter<br />
jedoch das Signal-Rausch-Verhältnis<br />
leidet.<br />
Der MEM2000 von Metallux hat<br />
hier als Vollbrückensensor eine Sonderstellung,<br />
baut jedoch in seinem<br />
keramischen Gehäuse auch deutlich<br />
größer. Er ist aber auch als reines<br />
Silizium-Die mit Mikrokabeln als kundenspezifische<br />
Bauform erhältlich.<br />
Die unten dargestellte Tabelle stellt<br />
einen nicht-repräsentativen Überblick<br />
über aktuell am Markt erhältliche<br />
in-vivo messende Sensoren<br />
dar (also ohne die per Schlauch<br />
verbundenen externen Sensoren).<br />
Der IntraSense aus dem TE Konzern<br />
ist auch mit einer Beschichtung<br />
zum Schutz vor Licht für Endoskope<br />
lieferbar, zudem ist eine bereits kalibrierte<br />
Version in Arbeit. Da bei<br />
allen MEMS-Sensoren die in das<br />
Silizium eindotierten Messwiderstände<br />
empfindlich auf Licht reagieren,<br />
muss der jeweilige Hersteller<br />
hier Vorkehrungen im Fall intensiver<br />
Beleuchtung treffen. Amphenols<br />
P330 weist einen besonders hohen<br />
Berstdruck auf, was ihn robuster<br />
gegen Druckschwankungen macht,<br />
während der P41 von Millar besonders<br />
kompakt ist.<br />
Dabei unterscheiden sich zumindest<br />
die Halbbrückensensoren wortwörtlich<br />
nur um Haaresbreite: Mit<br />
einer für die Integration in Katheter<br />
ausschlaggebenden Breite des<br />
Dies von deutlich unter 0,5 mm<br />
sind diese Sensoren nur so breit<br />
Technologie<br />
TE Sensorics<br />
(SMI)<br />
Piezoresistive<br />
MEMS<br />
Halbbrücke<br />
Amphenol Millar Metallux Opsens Fiso<br />
Piezoresistive<br />
MEMS<br />
Halbbrücke<br />
Piezoresistive<br />
MEMS<br />
Halbbrücke<br />
Piezoresistive<br />
MEMS Vollbrücke<br />
Fabry Pérot<br />
Interferometer auf<br />
Glasfaser<br />
Fabry Pérot<br />
Interferometer auf<br />
Glasfaser<br />
Modell IntraSense P330 P41 MEM2000 OPP-M25 FOP-MIV-21<br />
Abmessung 800 x 260 x 170<br />
µm (1 French)<br />
Druckbereich<br />
[mmHg]<br />
900 x 330 x 180<br />
µm³(2 French)<br />
645 x 220 x 115<br />
µm (1 French)<br />
1100 x 1500 x<br />
4000 µm<br />
250 µm Ø x 500<br />
µm<br />
603 µm Ø x 2500<br />
µm<br />
-300…+500 -310…+290 -300…300 0…300 -50…300 -300…+300<br />
Temperatur 10…60 °C 15…45 °C 15…40 °C 15…40 °C - 10…70 °C<br />
Nichtlinearität ±1,0% FS ±1,0% FS ±0,25% FS ±1,0% FS ±0,7% FS ±1,0% FS<br />
Auflösung ∞ ∞ ∞ ∞ 0,5 mmHg
Sensoren<br />
Bild 4: Ätztechnologien in der MEMS-Herstellung – Querschnitt durch das Die a) vor und b) / c) nach dem Ätzen. Links a): Siliziumchip mit strukturiertem<br />
Fotolack zur Maskierung, Mitte b): Siliziumchip nach dem Nassätz-Prozess (KOH-Ätzen), rechts c): Siliziumchip nach dem Trockenätz-Prozess (DRIE-Prozess)<br />
wie ein paar menschliche Haare.<br />
Zudem wurden die Silizium-Wafer<br />
wie auch die gebondeten Glassubstrate<br />
durch Schleifen, Läppen und<br />
Polieren in ihrer Dicke deutlich minimiert.<br />
Um auf einer so minimierte<br />
lateralen Fläche noch eine auf die<br />
geringen körpereigenen Drücke<br />
empfindliche Membran zu prozessieren<br />
bedarf es des Einsatzes von<br />
modernsten Halbleiterfertigungstechnologien<br />
wie dem Tiefen Reaktiven<br />
Ionen Ätzen (engl. DRIE), das<br />
nachfolgend beschrieben ist.<br />
Technologie für<br />
ultrakompakte<br />
Druckmesszellen: Der<br />
Trockenätzprozess (DRIE)<br />
Je niedriger der wirkende Druck<br />
ist, umso empfindlicher muss der<br />
Sensor sein. Dies bedeutet für die<br />
piezoresistive Druckmesszelle entweder<br />
eine dünnere oder eine größere<br />
Membran. Je dünner die Membran<br />
jedoch ist, umso nichtlinearer<br />
ist ihre Übertragungskennlinie und<br />
umso empfindlicher ist die Messzelle<br />
gegen Überdruck.<br />
Eine größere Membranfläche zur<br />
Sensitivitätssteigerung bringt neben<br />
dem Anwachsen der Nichtlinearitäten<br />
jedoch auch eine größere Chipfläche<br />
mit sich, die größere Katheter<br />
bedingt und viele medizinische<br />
Anwendungen unmöglich macht.<br />
Abseits dieser speziellen Anwendungen<br />
verteuern jedoch auch größere<br />
Chips die Sensoren. Daher<br />
sind Messzellen mit der klassischen<br />
Membranstruktur (Cavity mit schrägen<br />
Seitenwänden, Bild 4b) unter<br />
dem Aspekt technisch akzeptabler<br />
Parameter und kommerzieller Randbedingungen<br />
derzeit nur für Drücke<br />
bis 100 mbar sinnvoll zu realisieren.<br />
Trockenätzprozess<br />
Eine technologische Lösung für<br />
niedrigere Drücke stellt der Trockenätzprozess<br />
(Bosch-Prozess)<br />
dar, der in den 1990er Jahren entwickelt<br />
wurde. Hierbei entsteht die<br />
Membran durch die Methode des<br />
Tiefen Reaktiven Ionen Ätzens<br />
(DRIE). Dieser Prozess vermeidet<br />
den Flächenverlust durch die schrägen<br />
Cavitywände im Nassätzprozess<br />
(Bild 4c).<br />
Der DRIE-Prozess kombiniert isotropes<br />
(richtungsabhängiges) Ätzen<br />
(Bild 5, Schritte 3 und 6) und anisotropes<br />
(richtungsunabhängiges)<br />
Ionenätzen (Bild 5, Schritt 5), dass<br />
es erlaubt Gräben oder zur Siliziumoberfläche<br />
senkrechte Kammern in<br />
das Silizium zu ätzen. Beide Prozesse<br />
werden am maskierten Wafer<br />
mehrfach wiederholt, wobei zwischenzeitlich<br />
immer eine Passivierung<br />
mit einem Polymer erfolgen<br />
muss (Bild 5, Schritt 4). Die<br />
Schritte 4 bis 6 werden solange<br />
durchgeführt bis die gewünschte<br />
Tiefe der Cavity erreicht ist. In einem<br />
letzten Prozess (Stripping) werden<br />
die Wände geglättet und die Passivierungsschicht<br />
und der Fotolack<br />
entfernt (Bild 5, Schritt 8).<br />
Alles in allem handelt es sich<br />
beim Trockenätzen um eine komplizierte<br />
und aufwendige Technologie,<br />
durch die jedoch kleinere Messzellen,<br />
höhere Empfindlichkeiten und<br />
bessere technische Eigenschaften<br />
wie z. B. Stabilität und Genauigkeit<br />
erreicht werden. Dabei ist das Verfahren<br />
nicht auf die MEMS-Druckmesszellen<br />
der hier vorgestellten<br />
Mikrosensoren beschränkt, sondern<br />
wird bei vielen Niederdrucksensoren<br />
angewandt.<br />
Zusammenfassung und<br />
Ausblick<br />
Es bedarf keiner Glaskugel, um<br />
vorauszusehen, dass die Nachfrage<br />
nach in-vivo Druckmesslösungen<br />
durch die alternde Gesellschaft und<br />
den dadurch steigenden Bedarf an<br />
Diagnostik für Herzerkrankungen<br />
aber auch grauen Star und Nierenprobleme<br />
in Zukunft stark steigen<br />
wird. Glücklicherweise haben<br />
die Zulieferer der großen medizintechnischen<br />
Unternehmen viele gute<br />
Angebote im Programm.<br />
Während für spezielle Anwendungen<br />
unter starken elektromagnetischen<br />
Feldern auch in Zukunft kein<br />
Weg an der teuren optischen Druckmessung<br />
vorbeiführt, wird das Gros<br />
der Untersuchungen mittels ultrakompakter<br />
MEMS-Drucksensoren<br />
der neuesten Generation durchgeführt<br />
werden. Diese liefern exakte<br />
Werte von direkt vor Ort messenden<br />
Sonden zu einem angemessenen<br />
Preis. Die vormals einzige Lösung<br />
der externen Messung körpereigener<br />
Drücke über flüssigkeitsgefüllte<br />
Schläuche wird jedoch in Zukunft<br />
den hochgenauen in-vivo Sonden<br />
weichen müssen. ◄<br />
Bild 5: Prinzip des Trockenätzens: Die-Querschnitt während des Ätzprozess<br />
84 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Hygienische Computertechnologie<br />
Worauf sollten Entwickler von Medizingeräten bei der Integration von Computertechnologie, die beispielsweise<br />
im OP oder auf Intensivpflege zum Einsatz kommt, achten?<br />
Bild 1: Um Computertechnologie für den Einsatz an oder in Medizingeräten wirklich hygienisch zu machen, sind<br />
komplexe Anforderungen zu erfüllen.<br />
Autor:<br />
Rainer Bornwasser, Teamleader<br />
Medical der EMEA Regional<br />
Business Unit<br />
Adlink Technology<br />
www.adlinktech.com<br />
Im OP wird bei der eingesetzten<br />
Technik schon immer auf höchste<br />
Hygienestandards geachtet. Bei<br />
Medical-PCs hat sich in den letzten<br />
Jahren jedoch einiges verändert.<br />
Welche Anforderungen werden<br />
heute an diese Geräte gestellt<br />
und was muss bei der Produktentwicklung<br />
zwingend berücksichtigt<br />
werden, um etwa Infektionen mit<br />
multiresistenten Krankenhauskeimen<br />
zu verhindern?<br />
Es ist noch gar nicht lange her,<br />
da wurden Monitore und Tastaturen<br />
im OP aus Hygienegründen<br />
noch in transparente Plastikhüllen<br />
eingepackt. Die Hülle wurde dann<br />
nach jeder OP gewechselt, sodass<br />
für jede neue Operation ein sauberes<br />
Arbeitsumfeld zur Verfügung<br />
stand. Das war notwendig,<br />
weil die Systeme oft nicht gut zu<br />
reinigende Oberflächen hatten.<br />
Zahlreiche Fugen verhinderten<br />
die sorgfältige Desinfektion. Die<br />
Monitore waren zudem sehr empfindlich.<br />
Sie hatten noch keinen<br />
Medical-PC/SBC/Zubehör<br />
Touchscreen aus robustem Glas.<br />
Vielmehr kamen für die Bedienung<br />
klassische Tastaturen zum<br />
Einsatz. Diese sollen ohne Reinigung<br />
sogar noch mehr Keime horten<br />
als Klobrillen. [1]<br />
Medical-PCs erleichtern die<br />
Desinfektion<br />
Solche Setups gibt es heute allenfalls<br />
nur noch in OPs mit veralteter<br />
Technik. Neuster Stand der Technik<br />
sind speziell entwickelte Medical-PCs,<br />
die sogar als Medizingeräte<br />
der Klasse 1 zugelassen sind.<br />
Sie haben komplett geschlossene,<br />
weitestgehend fugenfreie Gehäuse<br />
und man kann sie nach jeder OP<br />
mit einem beliebigen Desinfektionsmittel<br />
reinigen. Selbst die Schnittstellen<br />
werden abgedeckt, sodass<br />
kein Reinigungsmittel in die Systeme<br />
eindringen kann – Plastiktüten<br />
braucht es deshalb nicht mehr. Um<br />
eine möglichst effiziente Desinfektion<br />
zu erreichen und dadurch Zeit<br />
und Kosten zu sparen, sollte zum<br />
Einsatz kommende Computertechnologie<br />
ganz besondere Eigenschaften<br />
aufweisen, die in jedes Pflichtenheft<br />
eines Medizingeräte-OEMs<br />
gehören sollten.<br />
Keine Lüftungsöffnungen,<br />
keine Keimschleuder<br />
Heute erreichen komplett lüfterlose<br />
Systemen eine Performance,<br />
mit der sie ansprechende 3D-Bilder<br />
und Videos selbst von hochauflösenden<br />
Bildgebenden Verfahren<br />
darstellen können, ohne dass die<br />
Bilder ruckeln. Das ist wichtig, denn<br />
Bild 2: Das Displayglas der Medical Device Class 1 konformen Panel-PCs und<br />
Monitore von Adlink Technology deckt die gesamte Systemfront ab und ist<br />
dadurch besonders effizient zu desinfizieren.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
85
Medical-PC/SBC/Zubehör<br />
Bild 3: Schnittstellen sollten so wie beim Adlink MLC 8 geschützt werden,<br />
sodass kein Reinigungsmittel in die Systeme eindringen kann.<br />
nur so kann man auf die ansonsten<br />
nötigen Lüftungsschlitze komplett<br />
verzichten. Jeder kennt die Menge<br />
an Staub, die sich hier absetzt und<br />
der niemals wirklich keimfrei ist. Eine<br />
aktive Lüftung kann deshalb eine<br />
massive Bedrohung darstellen, da<br />
ein Lüfter den Staub zusammen mit<br />
den darin enthaltenen Pathogenen<br />
in den Raum abgibt.<br />
Komplett geschlossene<br />
lüfterlose Systeme<br />
Wichtigster Schritt zu einem<br />
hohen Schutz vor der Verbreitung<br />
von Krankenhauskeimen durch<br />
Medical-PCs sind also komplett<br />
geschlossene lüfterlose Systeme,<br />
selbst wenn sie eine leistungsstarke<br />
Grafik für besonders hohe<br />
Auflösungen, Farbtiefe und flüssige<br />
3D-Dartsellungen integrieren. Jedwede<br />
Systemkonfiguration mit neuster<br />
Technik kann man natürlich<br />
nicht umsetzen, denn bei spätestens<br />
bei einer Leistungsaufnahme<br />
von 100 Watt ist mit einer passiven<br />
Kühlung Schluss. Genau deshalb ist<br />
auch die Innovationskraft der Medical-PC-Entwickler<br />
entscheidend –<br />
denn wer es schafft, stets höchste<br />
Performance bei gerade noch kühlbarem<br />
Energieverbrauch zu liefern,<br />
kann Punkte beim Krankenhaus-ITler<br />
und vor allem auch dem<br />
anwendenden Personal sammeln,<br />
das tagtäglich mit den Medical-PCs<br />
arbeitet. Das System sollte idealerweise<br />
auch in der Lage sein, selbst<br />
unter erhöhten Umgebungstemperaturen,<br />
wie sie beispielsweise<br />
bei der OP von Brandopfern nötig<br />
sind, ohne Einschränkungen zu<br />
funktionieren.<br />
Das Display – fugenlos,<br />
kratzfest und reflexionsarm<br />
Konventionelle lüfterlose und komplett<br />
geschlossene Systeme können<br />
jedoch auch weiterhin einige<br />
Mängel aufweisen, die eine Reinigung<br />
und wirksame Desinfektion<br />
erschweren. Deshalb sollte der nächste<br />
Blick beim Einsatz von Panel-<br />
PCs auf das Touchdisplay fallen.<br />
Ideal ist es, wenn das Displayglas<br />
die gesamte Systemfront abdeckt.<br />
Dadurch weist ein solcher Medical-<br />
PC – und das ist anders als bei Systemen,<br />
in denen der Touchscreen<br />
einfach in das Gehäuse eingelassen<br />
ist – frontseitig keine Fugen<br />
auf. Die wesentlichen Berührungsflächen<br />
sind durch diese Konstruktionsweise<br />
simpler und gründlicher<br />
desinfizierbar. Ist das Frontglas entsprechend<br />
robust, kann man es<br />
mit aggressivsten Mitteln reinigen,<br />
ohne dass es verkratzt oder die<br />
Oberfläche durch Feinstabriebe<br />
milchig wird.<br />
Entspiegelte Fronten<br />
Zudem ist auf entspiegelte<br />
Fronten zu achten, um störende<br />
Reflexionen von OP-Lampen, Fenstern<br />
oder anderen Lichtquellen<br />
zu vermeiden. Hier liegt die Krux<br />
im Detail: Die Entspiegelung sollte<br />
nämlich nicht durch eine empfindliche<br />
Beschichtung, sondern durch<br />
Ätzverfahren erfolgen, da sie sonst<br />
abgerieben werden kann. Bei ständiger<br />
Desinfektion ist dies besonders<br />
wichtig. Ist die Entspiegelung<br />
kratzfest in einer Härte von 7H ausgeführt,<br />
kann man sicher sein, dass<br />
das Touchdisplay den OP-Alltag<br />
viele Jahre ohne Beanstandungen<br />
übersteht. Dass der Touchscreen<br />
mit OP-Handschuhe bedienbar sein<br />
muss, ist bei Medical-PCs eigentlich<br />
selbstverständlich, soll der Vollständigkeit<br />
halber aber nicht unerwähnt<br />
bleiben.<br />
Das Gehäuse –<br />
stabil, antibakteriell und<br />
schraubenlos<br />
Da es bei Notoperationen und<br />
im Schockraum auch schon mal<br />
hektisch zugehen kann, ist auch<br />
auf die Schlagfestigkeit der Systeme<br />
zu achten, denn sind sie an<br />
Deckenarmen flexibel montiert, kann<br />
eine OP-Lampe schnell gegen das<br />
System stoßen. Robuste Designs,<br />
die solche Kollisionen locker wegstecken,<br />
sollten den Aufprall einer<br />
250 Gramm schweren Masse aus<br />
einer Fallhöhe von 40 Zentimetern<br />
verkraften, was dem Stoßfestigkeitsgrad<br />
IK06 entspricht.<br />
Trotz aktiver Wischdesinfektion,<br />
die auch schon alleine wegen<br />
einer real sichtbaren Verschmutzen<br />
mit Blut erforderlich ist, haben<br />
sich zudem Gehäuse mit antibakterieller<br />
Beschichtung etabliert, die<br />
dank ihrer anorganischen antibakteriellen<br />
Silberwirkstoffen eine hohe<br />
Wirksamkeit gegen Pathogene bieten.<br />
Mehr als 5 Jahre soll diese Wirkung<br />
anhalten.<br />
Schraubenlose Gehäuse<br />
Der technische Vorteil eines<br />
schraubenlosen Gehäuses besteht<br />
darin, dass aufgrund der magnetisch<br />
betätigbaren Sicherungsmittel<br />
auf Schrauben zur Fixierung<br />
des Gehäusedeckels an den<br />
Gehäuse boden verzichtet werden<br />
kann, was die Reinigbarkeit und<br />
Desinfizierbarkeit des Gehäuses<br />
wesentlich erleichtert. Hierzu weist<br />
das Sicherungsmittel einen Riegel<br />
auf, der federbelastet ohne Einwirkung<br />
äußerer Kräfte in einer Sicherungsstellung<br />
positioniert ist. Der<br />
Riegel kann beispielsweise durch<br />
einen pin-artig ausgebildeten Bolzen<br />
gebildet sein, der verschiebbar<br />
oder in anderer Weise beweglich<br />
in einem Teil des Gehäuses, beispielsweise<br />
des Gehäusedeckels,<br />
der zur Aufnahme der berührungsempfindlichen<br />
Anzeigeeinheit ausgebildet<br />
ist, vorgesehen ist. Durch<br />
diesen Riegel und dessen federbedingte<br />
Vorspannung in die Sicherungsstellung<br />
wird erreicht, dass<br />
Gehäusedeckel und Boden gegen<br />
unerwünschtes Lösen der formschlüssigen<br />
Verbindung gesichert<br />
sind. Um die formschlüssige Verbindung<br />
lösen zu können, müssen<br />
die Sicherungsmittel aktiv deaktiviert<br />
werden, um ein ungewolltes<br />
Öffnen zu verhindern.<br />
Fazit<br />
Es sind also eine Menge Kriterien<br />
zu prüfen, um Medical-PCs<br />
wirklich hygienisch auszulegen. Es<br />
reicht also nicht aus, einen Medical-PC<br />
nur nach der MDR Class 1<br />
und EN60601-1 und EN60601-1-2<br />
konform zu entwickeln, auch wenn<br />
diese Kriterien selbstverständlich<br />
genauso wichtig sind.<br />
Referenz:<br />
[1] https://www.srf.ch/sendungen/<br />
puls/alltag-umwelt/pc-tastaturendreckiger-als-wc-brillen<br />
◄<br />
Bild 4: Adlink Technology ist auf individuelle Medical-PC Auslegungen<br />
für OEM-Equipment spezialisiert und bietet seit neustem auch komplett<br />
schraubenlose Designs an<br />
86 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Stromversorgung<br />
Mit Spannung erwartet<br />
Netzteil-Innovationen erweisen sich als<br />
Eckpfeiler der Digitalisierung<br />
Autor:<br />
Hermann Püthe,<br />
Geschäftsführender Gesellschafter<br />
inpotron Schaltnetzteile GmbH<br />
www.inpotron.com<br />
Stromversorgungen sind für Entwickler<br />
ein kniffliges Aufgabenfeld.<br />
Das Design erfordert Know-how<br />
und Aufwand – unter technischen,<br />
aber auch unter normativen Aspekten.<br />
Besonders im Kontext der Digitalisierung,<br />
von der Industrieautomation<br />
über die Gebäude- bis zur<br />
medizinischen Gerätetechnik, können<br />
anwendungsoptimierte Netzgeräte<br />
zum entscheidenden Marktvorsprung<br />
verhelfen.<br />
Diese Welt ist im Wandel – denn<br />
die Digitalisierung schreitet unaufhaltsam<br />
voran; sie erfasst nicht nur<br />
sämtliche Industrien, sondern auch<br />
viele Gesellschaftsteile. Die automatisierte<br />
Produktion ist ein digitaler<br />
Vorreiter; hier nimmt die Vernetzung<br />
cyberphysischer Systeme<br />
(CPS), wie Sensoren, Steuerungen,<br />
Maschinen(teile), Roboter und Software,<br />
im Kontext der Industrie 4.0<br />
unaufhaltsam Tempo auf. Das Industrial<br />
IoT verspricht ein beispielloses<br />
Maß an Variantenvielfalt und Produktivität,<br />
definiert aber neue Randbedingungen<br />
für die Entwicklung<br />
vernetzter Geräte und Maschinen:<br />
Wireless-Kommunikationstechnologien,<br />
wie 5G und WLAN 6, beginnen<br />
sich zu etablieren. Echtzeitfähige<br />
Protokolle, wie OPC UA, werden<br />
in den Produktionslinien zum<br />
Standard. Sensoren und andere<br />
CPS schicken damit gigantische<br />
Daten mengen zur Analyse an Cloudcomputer<br />
– mit deren Energiebedarf<br />
sich, in Summe, Großstädte<br />
mit Strom versorgen ließen.<br />
Netzgeräte speisen das<br />
Industrial IoT<br />
Aus den gewaltigen Mengen an<br />
Daten, die durch die Adern des Industrial<br />
IoT pulsieren, erwachsen den<br />
Betreibern vernetzter Fabriken im<br />
Wesentlichen zwei Probleme: Zum<br />
einen sorgen sie sich – berechtigterweise<br />
– um ihre Netzwerksicherheit.<br />
Zum anderen steigen ihre<br />
Kosten für Energie und darüber<br />
hinaus die Aufwendungen für den<br />
Umweltschutz. Ein möglicher und<br />
zurzeit viel propagierter Lösungsansatz<br />
besteht im Dezentralisieren<br />
der Fertigungs intelligenz, im Verlagern<br />
von Rechenkapazität bis hin zu<br />
den Sensoren und Aktoren an den<br />
Netzwerkrand. Sogenannte Edge-<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
87
Stromversorgung<br />
Computer, ausgeführt als separate<br />
Netzwerk knoten oder in die<br />
CPS integriert, lassen sich einfacher<br />
als zentralisierte Netze schützen.<br />
Und sie reduzieren die Datenströme<br />
auf ihrem energie intensiven<br />
Weg in die Cloud.<br />
Effiziente<br />
Energieversorgung<br />
Die Verfügbarkeit von Energie<br />
und mit ihr die effiziente Versorgung<br />
aller vernetzten Geräte oder<br />
CPS im Industrial IoT – bis an die<br />
Edge, zum Netzwerkrand – gehört<br />
zu den Kernaufgaben in der smarten<br />
Fabrik. Aus den Forderungen<br />
nach Kompaktheit, Energieeffizienz<br />
und Betriebssicherheit resultieren<br />
die Einträge im Pflichtenheft<br />
der Stromversorgungsentwickler:<br />
Die Leistungsdichte und damit die<br />
Entwärmung, ein hoher Wirkungsgrad<br />
über einen möglichst weiten<br />
Lastbereich, das Puffern von Netzausfällen<br />
und häufig auch die Redundanz<br />
gehören zu den wichtigsten<br />
Parametern. Dazu kommen Eigenschaften,<br />
die aus der Dezentralisierung<br />
sowie aus den Anforderungen<br />
der Vernetzung im Industrial<br />
IoT resultieren: Damit sich Netzteile<br />
selbst an der Edge aus der<br />
Ferne steuern und idealerweise<br />
auch warten lassen, benötigen sie<br />
Datenschnittstellen, die der Vielfalt<br />
der gängigen Kommunikationsstandards<br />
gerecht werden.<br />
Individualisierung – was dafür spricht<br />
Der Megatrend Digitalisierung<br />
prägt als wichtige Triebfeder<br />
die industrielle Entwicklung<br />
des vergangenen sowie dieses<br />
Jahrzehnts. Im Rahmen der Industrie<br />
4.0 ermöglicht er Produktionsverfahren,<br />
die in der Lage<br />
sind, auch unter dem Credo der<br />
Wirtschaftlichkeit variantenreiche<br />
Erzeugnisse in kleinen Losgrößen<br />
hervorzubringen. Gleichermaßen<br />
setzt aber die Vielfalt der<br />
Applikationsszenarien im Industrial<br />
IoT hochspezialisierte Ausrüstungen<br />
– Geräte und Baugruppen<br />
– voraus, die für ihre<br />
jeweiligen Einsatzbedingungen<br />
konsequent optimiert wurden,<br />
um deren Anforderungen<br />
an Präzision, Effizienz, Zuverlässigkeit<br />
und Sicherheit erfüllen<br />
zu können. Erfahrene Stromversorgungsanbieter<br />
wie inpotron<br />
zeichnen sich daher durch einen<br />
ganzheitlichen Ansatz aus, der<br />
bei der detaillierten Ermittlung<br />
Bild 1: Smarte Netzteile von inpotron speisen Diagnosedaten in das Industrial IoT, anhand derer sich<br />
Prozessparameter optimieren und ein möglicher Wartungsbedarf rechtzeitig vorhersagen lassen<br />
der Kundenbedürfnisse beginnt,<br />
Risiko- und technische Analysen<br />
beinhaltet und über Mechanikund<br />
Designfragen bis hin zur<br />
Kostenoptimierung reicht. Im<br />
Einzelnen ist es mit kundenspezifischen<br />
Netzteilen möglich,<br />
im Vergleich zu Standardlösungen<br />
einen merklich gesteigerten<br />
Wirkungsgrad zu erzielen,<br />
dank konstruktiver Optimierung<br />
die Abwärme zu mindern<br />
und den notwendigen Bauraum<br />
zu reduzieren. Erprobte und aufeinander<br />
abgestimmte Entwicklungs-,<br />
Beschaffungs- und Produktionsprozesse<br />
tragen dazu<br />
bei, die Stromversorgung – und<br />
damit eine jede Applikation –<br />
zuverlässiger und ausfallsicherer<br />
zu gestalten. Zudem garantiert<br />
der Hersteller inpotron eine<br />
jahrelange Verfügbarkeit seiner<br />
in Deutschland gefertigten Produkte<br />
sowie eine sachkundige<br />
technische Unterstützung.<br />
Diagnosedaten aus der<br />
Stromversorgung<br />
Diese Schnittstellen, von I 2 C und<br />
RS232 über CAN und Ethernet bis<br />
hin zu Wi-Fi, RFID oder KNX, sind<br />
keine Einbahnstraßen. Moderne<br />
Netzteile sind damit in der Lage,<br />
Diagnosedaten ins Kommunikationsnetz<br />
zu speisen, die dabei helfen,<br />
Wartungsbedarf an den jeweiligen<br />
Netzwerkknoten vorherzusagen,<br />
Überlastsituationen zu vermeiden<br />
und in der Summe Stromnetze<br />
wirtschaftlicher zu betreiben<br />
(Bild 1). Zu den Informationen, die<br />
smarte Netzteile für Analysezwecke<br />
bereitstellen, gehören Größen wie<br />
Leistungsaufnahme, Betriebszeit<br />
oder Temperatur. Aus diesen lassen<br />
sich Profile erstellen, anhand<br />
derer Systemingenieure Prozessparameter<br />
optimieren können, um<br />
beispielweise einer Leistungsüberhöhung<br />
vorzubeugen – und<br />
die Stabilität der Energieversorgung<br />
zu verbessern. Ist eine kurzfristige<br />
Überlastung der Stromversorgungen<br />
vorherzusehen, lassen<br />
sich Gegenmaßnahmen ergreifen<br />
– etwa Displays abdunkeln oder<br />
ausschalten, die zum betreffenden<br />
Zeitpunkt nicht benötigt werden.<br />
Anhand von Temperaturprofilen<br />
ist es möglich, Leistungsentnahmen<br />
und das Thermal Management<br />
intelligent zu verwalten. Ein weiterer<br />
Bild 2: Moderne LED-Treiber kommunizieren über verschiedene<br />
Busprotokolle – auch eine drahtlose WLAN-Verbindung ist möglich<br />
88 meditronic-journal 1/<strong>2022</strong>
Stromversorgung<br />
Bild 3: Kundenspezifisch entwickelte Stromversorgung für medizinische<br />
Überwachungsanwendungen in der Patientenumgebung<br />
Nutzen von Netzteil-Diagnosedaten<br />
entsteht im Zusammenhang mit<br />
der Predictive Maintenance: Steigt<br />
etwa die Leistungsaufnahme einer<br />
versorgten Maschine plötzlich an,<br />
kann diese Information als Indikator<br />
für den anstehenden Wartungsbedarf<br />
dienen.<br />
Smarte Stromversorgungen,<br />
die in Netzwerken als Datenquellen<br />
agieren, tragen dazu bei, in<br />
den jeweiligen Applikationen eine<br />
Überdimensionierung zu vermeiden.<br />
Dies ist eine essenzielle Maßnahme,<br />
um die Anschaffungs- und<br />
Betriebskosten, beispielsweise für<br />
vernetzte Anlagen der industriellen<br />
Fertigung, gering zu halten.<br />
Smartes Licht<br />
meditronic-journal 1/<strong>2022</strong><br />
Vernetzte elektronische Systeme<br />
sind in Überwachungseinrichtungen,<br />
Zugangskontrollen und Schließanlagen<br />
bis hin zur ausfallsicheren<br />
Energieversorgung. Wie in den Fertigungsstraßen<br />
der Industrie, sind<br />
auch hier cyberphysische Systeme<br />
zur Datenerfassung allgegenwärtig,<br />
darüber hinaus vernetzte Aktoren<br />
und Steuergeräte. Sie kommunizieren<br />
mit Hilfe von Feldbusprotokollen<br />
und benötigen hocheffiziente,<br />
idealerweise maßgeschneiderte<br />
Stromversorgungen.<br />
In den häufig weit verteilten<br />
Anwendungen kommt es beispielsweise<br />
auf lange Betriebszeiten und<br />
Wartungsintervalle an, womit Eigenschaften<br />
wie Energieeffizienz und<br />
der Verzicht auf verschleißbehaftete<br />
Baugruppen, wie Lüfter zur aktiven<br />
Kühlung, zu zentralen Forderungen<br />
werden. Dank umfassender<br />
Erfahrung, auch mit internationalen<br />
Zulassungen und Standards,<br />
sowie eines fundierten Applikationswissens<br />
ist inpotron auch hier<br />
in der Lage, projektspezifisch maßgeschneiderte<br />
Stromversorgungen<br />
anzubieten.<br />
Moderne LED-Treiber<br />
Heute sind verlustarme LED-Treiber<br />
für High-Power-LEDs sowie<br />
hybride analog-digitale Ansteuerfunktionen<br />
gefragt. Moderne LED-<br />
Treiber (Bild 2) haben zwar nach wie<br />
vor die Aufgabe, Energie zuverlässig<br />
bereitzustellen. Darüber hinaus<br />
fungieren sie aber als Steuereinheiten,<br />
die verschiedene Kommunikationsprotokolle<br />
beherrschen müssen.<br />
Modularer Aufbau<br />
Schon heute sind viele LED-Treiber<br />
modular aufgebaut. Die Module<br />
lassen sich miteinander vernetzen<br />
und ohne weitere Steuergeräte, je<br />
nach Einsatzzweck, zu geeigneten<br />
Leistungsstufen zusammenfassen.<br />
Software ist in den intelligenten<br />
Beleuchtungsapplikationen<br />
zum entscheidenden Element<br />
geworden: Zum einen lassen sich<br />
die Endprodukte mit ihrer Hilfe in<br />
der Fertigung nach spezifischen<br />
Kundenwünschen konfektionieren.<br />
Zum anderen ist<br />
es möglich, im<br />
laufenden Betrieb<br />
die Firmware zu<br />
aktualisieren, um<br />
etwa bei verändertem<br />
Einsatzort<br />
oder für ein<br />
abweichendes<br />
Lichtspektrum<br />
den Funktionsumfang<br />
zu variieren.<br />
Herstellerseitig<br />
ist es möglich,<br />
die Schaltungen<br />
nach einem Baukastenprinzip<br />
zu<br />
entwickeln. So<br />
können sie einen<br />
sehr hohen Individualisierungsgrad<br />
erreichen,<br />
aber dennoch die<br />
Entwicklungskosten<br />
eines kundenspezifischen<br />
Schaltnetzteils so niedrig halten,<br />
dass sie auch bei geringen Stückzahlen<br />
wirtschaftlich vernünftig<br />
bleiben. Die Anwendungsfelder<br />
kundenspezifischer inpotron-<br />
Schaltnetzteile für die LED-Technik<br />
reichen von Industrie- und Studio-<br />
über Schienenfahrzeug- und<br />
Design-Innenraumbeleuchtungen<br />
– bis hin zu medizinischen Untersuchungsleuchten.<br />
Rückgrat der medizinischen<br />
Gerätetechnik<br />
Hocheffiziente LED-Beleuchtungen<br />
im Operationssaal, aber auch Stromversorgungen<br />
für die Notfallmedizin<br />
und das Patienten-Monitoring oder<br />
robuste Ladegeräte in dediziertem<br />
Medizin equipment: Hier unterliegt<br />
die Entwicklung unter anderem den<br />
Vorgaben der IEC-Norm 60601-1 für<br />
die Sicherheit elektrischer Medizinprodukte.<br />
Deshalb ist, neben Nennund<br />
Spitzenleistung, Wirkungsgrad,<br />
Zuverlässigkeit und Lebensdauer,<br />
das Gewährleisten der Patientensicherheit<br />
gemäß der sogenannten<br />
2x MOPP-Einstufung ein Schlüsselkriterium.<br />
Es hat beispielsweise definierte<br />
Bedingungen für elektrische<br />
Parameter wie Isolation, Luft- und<br />
Kriechstrecken oder Ableitströme<br />
zur Folge.<br />
Diese kombinierten Anforderungen<br />
der Medizintechnik hinsichtlich der Leistungsparameter,<br />
des Funktionsumfangs,<br />
der Effizienz und der Sicherheit<br />
lassen sich in der Regel nicht mit<br />
Standardprodukten erfüllen. Vielmehr<br />
sind Individuallösungen (Bild 3) in den<br />
meisten Fällen unausweichlich. Nach<br />
Einschätzung von inpotron-Experten<br />
sind sie ab einer Bedarfsmenge von<br />
1000 Stück jährlich der technologisch<br />
und wirtschaftlich sinnvollste Ansatz,<br />
um in der medizinischen Gerätetechnik<br />
eine optimierte Stromversorgung<br />
umzusetzen.<br />
Fazit: technisch vorteilhaft<br />
und wirtschaftlich sinnvoll<br />
Netzteile sind anspruchsvoll<br />
und unverzichtbar – trotzdem liegen<br />
sie meist nicht im Fokus der<br />
Applikationsentwickler. Tragen sie<br />
doch auf den ersten Blick nichts<br />
zur eigentlichen Kernfunktion der<br />
Geräte oder Anlagen bei, die sie<br />
speisen. Dennoch ist der Entwicklungsaufwand<br />
in der Regel hoch,<br />
weil neben Leistung und Wirkungsgrad<br />
auch Merkmale wie<br />
Bauraum, Konnektivität, Ausfallsicherheit<br />
und EMV sowie marktspezifische<br />
Standards und Zulassungen<br />
zu berücksichtigen sind.<br />
Angesichts der Komplexität eines<br />
Stromversorgungs designs sind<br />
Applikationsentwickler gut beraten,<br />
diese Aufgabe einem Netzteilexperten<br />
zu übertragen.<br />
In manchen Fällen eignen sich<br />
Standardprodukte, deren große<br />
Auswahl eine schnelle und ausreichende<br />
Lösung verspricht. Sind<br />
allerdings Bauraum und Wärmemanagement<br />
kritische Punkte der<br />
Entwicklung, kommen spezifische<br />
normative Vorgaben ins Spiel oder<br />
kann eine optimierte Stromversorgung<br />
die Produkteigenschaften verbessern<br />
und einen Wettbewerbsvorsprung<br />
ergeben, dann ist das Zukaufen<br />
keine Option. Ein vermeintlicher<br />
Preisvorteil gegenüber der kundenspezifischen<br />
Entwicklung geht oft<br />
verloren, weil die meist nicht perfekt<br />
abgestimmten Spezifikationen<br />
eines Standardnetzgeräts eine vorsorglich<br />
überdimensionierte Auslegung<br />
erforderlich machen.<br />
All dies hat zur Folge, dass<br />
passgenaue, auf eine Applikation<br />
präzise zugeschnittene Stromversorgungen<br />
von einem spezialisierten<br />
Anbieter wie inpotron nicht nur<br />
unter technischen Gesichtspunkten<br />
die bessere Wahl sind. In sehr<br />
vielen Fällen sind sie auch unter<br />
wirtschaft lichen Aspekten eine sehr<br />
sinnvolle Alternative. ◄<br />
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