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2-2022

Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

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Mai/Juni 2/<strong>2022</strong> Jg. 13<br />

Fachzeitschrift für<br />

Medizin-Technik<br />

meditronicjournal<br />

User Interfaces:<br />

Vom Hersteller<br />

zum Dienstleister<br />

Steute, Seite 12


In ➄ Schritten zum verlässlichen<br />

Markteintritt in der Medizintechnik.<br />

Für Ihre innovative Lösung begleitet TQ Sie als Systemlieferant von der Embedded-<br />

Prozessortechnologie über die Entwicklung und Zulassung bis hin zur Fertigung des<br />

Komplettgeräts.<br />

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tq-group.com/medizintechnik-meditronic


Editorial<br />

Die Zukunft der Medizin liegt in der Software<br />

Dr. Alexander Huber,<br />

Geschäftsbereichsleiter<br />

Medizintechnik der ITK<br />

Engineering GmbH<br />

ITK Engineering GmbH<br />

www.itk-engineering.de<br />

Gesundheit ist unser höchstes Gut.<br />

Das hat uns die Corona-Pandemie in den<br />

vergangenen zwei Jahren sehr deutlich<br />

vor Augen geführt. Die Gesundheit eines<br />

jeden Einzelnen hat eine zentrale soziale<br />

Bedeutung für unsere Gesellschaft – heute<br />

mehr denn je. Die Weiterentwicklung<br />

der Gesundheitsversorgung ist<br />

daher ein elementarer Treiber für die<br />

Gesunderhaltung des Menschen.<br />

Ohne die Vorteile der Digitalisierung ist<br />

Gesundheit heute nicht mehr denkbar.<br />

Therapien und Gesundheitsangebote<br />

werden immer mehr an die spezifischen<br />

Bedürfnisse von Patienten angepasst.<br />

Ob digitale Gesundheitsanwendungen<br />

(DiGA), Roboter in der Pflege oder der<br />

Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der<br />

Diagnostik und Therapie – Digitalisierung<br />

ist der Schlüssel zu innovativen,<br />

prädiktiven und patientenzentrierten<br />

Gesundheitslösungen.<br />

Dabei liegt eines klar auf der<br />

Hand: Ohne Software keine digitale<br />

Transformation. Dementsprechend<br />

formiert sich die Softwareentwicklung<br />

domänenübergreifend zur dominierenden<br />

Engineering-Disziplin. Die Verschiebung<br />

der Wertschöpfung von Mechanik<br />

und Elektronik hin zur Software<br />

sowie der Wandel von Produkten zu<br />

Services ist nicht mehr aufzuhalten.<br />

Das zeigt die heutige Entwicklung von<br />

Medizinprodukten, die stark geprägt<br />

ist von vernetzten Anwendungen wie<br />

Fernwartung, Predictive Maintenance,<br />

Cloud-Anbindung, Datenaustausch<br />

und -auswertung bis hin zu neuen<br />

datenzentrierten Gesundheitslösungen<br />

und Geschäftsmodellen wie<br />

„Software-as-a-Service“. Selbst die<br />

Entwicklungsprozesse werden zunehmend<br />

digitalisiert. Digital Engineering erhöht<br />

mithilfe von digitalen Werkzeugen und<br />

Methoden, wie beispielsweise dem<br />

digitalen Zwilling, die Prozesseffizienz<br />

über den gesamten Entwicklungszyklus.<br />

Vernetzte Medizingeräte mit<br />

steigendem Software- und Service-<br />

Anteil stellen Hersteller jedoch auch<br />

vor neue Herausforderungen. Die<br />

Entwicklungsprozesse werden zunehmend<br />

komplexer, die Entwicklungszyklen<br />

dagegen immer kürzer. Im Fokus<br />

der Entwicklung stehen Stabilität,<br />

Fehlerfreiheit, maximale Verfügbarkeit,<br />

Wartbarkeit, aber auch die<br />

Wirtschaftlichkeit komplexer Systeme.<br />

Daneben spielen die intuitive Bedienbarkeit<br />

trotz hoher Funktionalität sowie die<br />

bestmögliche Benutzerakzeptanz eine<br />

wichtige Rolle. Auch die normativen<br />

Anforderungen bezüglich Safety, Cyber<br />

Security und Datenschutz sind zwingend<br />

zu berücksichtigen.<br />

Um diese hohen Hürden adäquat<br />

zu bewältigen und die Sicherheit des<br />

Patienten als oberstes Ziel gewährleisten<br />

zu können, sind ganzheitliche Systems<br />

Engineering-Ansätze sowie moderne<br />

Tools und agile Prozesse in der<br />

Entwicklung unabdingbar. Insbesondere<br />

zeitgemäße Methoden wie agile<br />

Entwicklung, DevOps mit Continuous<br />

Integration sowie Testautomatisierung<br />

sind essenziell, um Komplexität aber auch<br />

Kosten zu beherrschen. Die kontinuierliche<br />

Weiterentwicklung und Modernisierung der<br />

Softwareentwicklung in der Medizintechnik<br />

leistet somit einen wesentlichen Beitrag zur<br />

Wertschöpfung mit dem Ziel, Innovationen<br />

in der Medizintechnik voranzutreiben<br />

und die Gesundheitsversorgung für<br />

uns alle nachhaltig zu verbessern.<br />

Die Digitalisierung ist dabei ein<br />

kontinuierlicher Prozess und wird in den<br />

kommenden Jahren bahnbrechende neue<br />

Möglichkeiten eröffnen, die Patienten und<br />

Ärzten zugutekommen werden.<br />

Dr. Alexander Huber<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

3


Inhalt/Impressum<br />

3 Editorial<br />

4 Inhalt<br />

6 Aktuelles<br />

12 Dienstleistung<br />

30 Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />

36 Komponenten<br />

44 Produktion<br />

48 Lasertechnik<br />

52 Messtechnik<br />

56 Bildverarbeitung<br />

58 Software<br />

64 Stromversorgung<br />

68 Bedienen und Visualisieren<br />

73 Sensoren<br />

76 Antriebe<br />

77 Aus Forschung und Technik<br />

Jetzt Neu:<br />

78 Fachartikel exclusiv<br />

im ePaper<br />

Fachzeitschrift für<br />

Medizin-Technik<br />

journal<br />

meditronicjournal<br />

Mai/Juni 2/<strong>2022</strong> Jg. 13<br />

Fachzeitschrift für<br />

Medizin-Technik<br />

meditronic-<br />

User Interfaces:<br />

Vom Hersteller<br />

zum Dienstleister<br />

Steute, Seite 12<br />

User Interfaces: Vom<br />

Hersteller zum Dienstleister<br />

User Interfaces, die per Funk bedient werden,<br />

bieten diverse Vorteile und haben sich deshalb in<br />

vielen Bereichen der Medizin durchgesetzt. Der<br />

Gerätehersteller muss allerdings mit höheren<br />

Prüfungs- und Dokumentationsaufwand rechnen<br />

als bei kabelgebundenen Bediensystemen - es<br />

sei denn, sein Lieferant ist MDR-ready und<br />

bietet ihm sein User Interface direkt mit der<br />

entsprechenden Dokumentation an 12<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 />

■ Anzeigen:<br />

Myrjam Weide, Tel.: 06421/9614-16<br />

m.weide@beam-verlag.de<br />

Sabine Tzschentke, Tel.: 06421/9614-11<br />

sabine.tzschentke@beam-verlag.de<br />

Tanja Meß, Tel.: 06421/9614-18<br />

tanja.mess@beam-verlag.de<br />

■ 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 />

Neue Regulierung für Künstliche Intelligenz?<br />

Innovationen in der Medizintechnik bringen die Branche voran und verbessern die<br />

Gesundheitsvorsorge täglich. Künstliche Intelligenz (KI) ist dabei eine Methode, die<br />

besonders häufig eingesetzt wird und die medizinischen Fachkräfte tatkräftig unterstützt.<br />

Genutzt wird sie bereits bei Prozessen und Vorgängen in der Bildgebung, Diagnostik und<br />

Behandlungen. 6<br />

Automatisierung bringt<br />

mehr Sicherheit in die<br />

Medizintechnik<br />

Der steigende Kostendruck in der<br />

Medizintechnik sorgt für einen Wandel von der<br />

manuellen Kleinserienfertigung hin zu einem<br />

vollautomatisierten Prozess. Mit den Dispensund<br />

Coatingsystemen der Protecto-Serie von<br />

Rehm Thermal Systems profitiert die Branche<br />

von reduzierten Taktzeiten in Kombination mit<br />

einer für den Medizinelektronik-Sektor besonders<br />

wichtigen gesteigerten Prozesssicherheit, da<br />

der potenziell fehler behaftete manuelle Prozess<br />

entfällt. 46<br />

4 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Mai/Juni 2/<strong>2022</strong><br />

Fachartikel in diesem Heft<br />

Regionale Produktion<br />

On-Demand<br />

Globale Probleme mit Lieferketten und eine insgesamt<br />

schwierige Gemengelage in der Produktion machen<br />

auch vor der Medizintechnik nicht halt. Das Gebot der<br />

Stunde heißt daher leider oftmals abwarten – und die<br />

eigene Resilienz durch umfassende Planung wieder<br />

aufbauen! 25<br />

Moderne Softwareentwicklung in<br />

der Medizintechnik<br />

In der Softwareentwicklung verläuft der Weg zum erfolgreichen<br />

Software-Release in der Regel alles andere als linear. Laufzeitfehler<br />

und zu spät erkannte Sicherheitslücken, aber auch veraltete Tools<br />

und Methoden können zu Showstoppern werden. Zumindest<br />

vergrößern sie den Entwicklungsaufwand, führen zu Ver zögerungen<br />

und können somit den Marktlaunch von Medizinprodukten<br />

gefährden. Um die Angreifbarkeit der Geräte im Internet of Medical<br />

Things zu minimieren, fordert der Markt zudem immer kürzere<br />

Zykluszeiten.. 60<br />

Lebensdauer von Batterien in<br />

implantierten medizinischen<br />

Geräten<br />

Viele betroffene Menschen erhalten einen Herzschrittmacher, um den<br />

Herzrhythmus stabil aufrechtzuerhalten. Patienten mit Vorhofflimmern<br />

und Vorhofflattern können von einem implantierten Kardioverter-<br />

Defibrillator (ICD) profitieren. Sowohl Herzschrittmacher als auch<br />

ICDs werden mit Batterien betrieben, und eine leere Batterie kann für<br />

den Patienten gefährlich sein. 54<br />

Touch-Displays für<br />

HF-Chirurgie<br />

In der Elektrochirurgie, auch Diathermie<br />

genannt, wird hochfrequenter<br />

elektrischer Strom genutzt, um durch<br />

gezieltes Aufheizen Modifikationen am<br />

Gewebe zu bewirken. Besonders bei<br />

minimal-invasiven Eingriffen, bei denen<br />

das operierte Gewebe nicht direkt<br />

zugänglich ist, hat die HF-Chirurgie<br />

große Vorteile. Sie ermöglicht sauberes<br />

und zügiges Arbeiten, da sich Blutungen<br />

frisch getrennten Gewebes durch<br />

Koagulation schnell stillen lassen. 68<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

5


Aktuelles<br />

Neue Regulierung für Künstliche<br />

Intelligenz?<br />

MedtecLIVE with T4M<br />

www.medteclive.com<br />

Innovationen in der Medizintechnik<br />

bringen die Branche voran und<br />

verbessern die Gesundheitsvorsorge<br />

täglich. Künstliche Intelligenz (KI)<br />

ist dabei eine Methode, die besonders<br />

häufig eingesetzt wird und die<br />

medizinischen Fachkräfte tatkräftig<br />

unterstützt. Genutzt wird sie bereits<br />

bei Prozessen und Vorgängen in<br />

der Bildgebung, Diagnostik und<br />

Behandlungen. Die Auswirkungen<br />

sind groß: Arbeiten, die normalerweise<br />

Stunden an Aufwand kosten<br />

und häufig fehleranfällig sind, können<br />

von der künstlichen Intelligenz<br />

übernommen werden. Viele Vorteile<br />

also, die der Innovationstreiber mit<br />

sich bringt. Christopher Boss, Leiter<br />

der MedtecLIVE with T4M und Executive<br />

Director Exhibitions der NürnbergMesse<br />

GmbH erklärt: „Auch im<br />

Messeforum der MedtecLIVE with<br />

T4M wird das Thema im kommenden<br />

Mai in Stuttgart fokussiert und<br />

vertieft“. Doch KI kann nicht nur optimieren.<br />

Falsch eingesetzt kann sie<br />

auch Schaden verursachen, weshalb<br />

der Einsatz von KI künftig EUweit<br />

einheitlich reguliert und harmonisiert<br />

werden soll.<br />

Mit dem „Artificial Intelligence<br />

Act“ (AIA) der EU-Kommission, von<br />

dem es bisher einen ersten Entwurf<br />

gibt. Dieser soll den Einsatz<br />

von Künstlicher Intelligenz regulieren,<br />

um Missbrauch zu verhindern,<br />

Orientierung und Einordnung<br />

bei etwaigem Fehlverhalten ermöglichen.<br />

Regulierungen erschweren<br />

jedoch auch den Markteintritt von<br />

neuen Entwicklungen, da ein zeitaufwändiger<br />

Zulassungsprozess<br />

auf die Produkte warten. Zusätzlich<br />

gibt es in für die Medizintechnik<br />

ja bereits eine Regulierung zur<br />

Zulassung: Die EU-Medizinprodukte-Verordnung<br />

(Medical Device<br />

Regulation, MDR). Wie wird es damit<br />

weitergehen? Zwei Regulierungen<br />

also? „Der AIA ist eine horizontale<br />

Regulierung, also branchenunabhängig<br />

und gilt für Computerspiele<br />

genauso wie für Medizintechnik.<br />

Gemeinsam mit der MDR würde<br />

also eine doppelte Regulierung<br />

bestehen“, erklärt Natalie Gladkov,<br />

Referentin für Digitale Medizinprodukte<br />

beim Bundesverband Medizintechnologie<br />

(BVMed). Zumindest<br />

nach dem ersten Entwurf. Wie<br />

es bei einer konkreten Einführung<br />

weiter gehen würde, ist noch nicht<br />

bekannt. Folgen für Entwicklungen<br />

mit Künstlicher Intelligenz sind bisher<br />

nur abschätzbar. Zunächst stellt<br />

sich aber die Frage, wie KI genau<br />

funktioniert.<br />

Ist Künstliche Intelligenz<br />

wirklich intelligent?<br />

Eine vom Menschen künstlich hergestellte<br />

Intelligenz, die die Weltherrschaft<br />

erobert und in Eigenregie denkt<br />

und arbeitet – das ist die Vorstellung,<br />

die viele Menschen aus der Filmbranche<br />

adaptiert haben. Doch ganz so funktioniert<br />

das nicht: Zwar ist KI vom Menschen<br />

erschaffen, doch eigenständige<br />

Weiterentwicklung bis in die Unerklärbarkeit<br />

sind nicht möglich. Die Realität<br />

weicht eindeutig von der Fiktion<br />

ab, erklärt Abtin Rad, Global Director<br />

für Funktionale Sicherheit, Software<br />

und Digitalisierung bei TÜV SÜD: „KI<br />

ist die Fähigkeit von Algorithmen, welche<br />

menschliche Fähigkeiten imitieren.<br />

Dabei gibt es verschiedene Modelle wie<br />

Maschinen lernen – zum Beispiel, bei<br />

denen ein Algorithmus aus Trainingsdaten<br />

lernt und diese nach Beendigung<br />

der Lernphase verallgemeinert.“<br />

In der Umsetzung sei das noch komplizierter<br />

und komplexer, aber prinzipiell<br />

können künstliche neuronale Netze<br />

geschaffen werden, die ähnlich wie ein<br />

menschliches Gehirn funktionierten und<br />

6 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Aktuelles<br />

mit Daten trainiert werden können, um<br />

basierend auf erkannten Mustern und<br />

Gesetzmäßigkeiten Entscheidungen zu<br />

treffen, beschreibt Rad. Klingt komplex,<br />

ist es auch. Aber das ist die Methode,<br />

die in der Medizintechnik am häufigsten<br />

eingesetzt wird.<br />

Einsatzbeispiele<br />

Auch bei Mindpeak, ein Hamburger<br />

Unternehmen, das mit KI und<br />

mit Deep Learning arbeitet und in<br />

der Bildverarbeitung die Pathologie<br />

in der Krebsdiagnostik unterstützt.<br />

„Der Pathologe sucht bislang wie<br />

vor 100 Jahren unter dem Mikroskop<br />

auf Gewebe zwischen mehreren<br />

Millionen Zellen nach Tumorzellen<br />

und sucht dabei pro Fall meist nur<br />

einige hundert Zellen. Das ist wie<br />

die Suche nach der Nadel im Heuhaufen<br />

und kostet viel Zeit. Unsere<br />

Diagnosetools, die auf künstlicher<br />

Intelligenz basieren, analysieren<br />

auf sehr großen digitalisierten Bildern<br />

des Gewebes in einem Bruchteil<br />

der Zeit mehrere tausend Zellen<br />

und helfen so dem Pathologen bei<br />

seiner komplexen Aufgabe. Unsere<br />

KI arbeitet rund 10-mal schneller<br />

und ermöglicht so dem Pathologen,<br />

in der gleichen Zeit viel mehr<br />

Fälle zu bearbeiten und sich auf<br />

sehr schwierige Fälle konzentrieren<br />

zu können”, erzählt Felix Faber,<br />

Gründer und Geschäfts führer von<br />

Mindpeak.<br />

Bayes’sche Netze<br />

Einen anderen Ansatz verwendet<br />

Ada Health. Das Unternehmen<br />

nutzt zum Beispiel Bayes’sche<br />

Netze - eine probabilistische<br />

Methode - die auf einer medizinischen<br />

Wissens basis aufsetzen.<br />

„Die Technologie funktioniert im<br />

Prinzip wie ein Gespräch mit dem<br />

Arzt. Basierend auf dem eingegebenen<br />

Leitsymptom stellt Ada adaptive<br />

Fragen, die sich an die Eingaben<br />

anpassen und persönliche<br />

Risikofaktoren berücksichtigen.<br />

Der abschließende Report zeigt<br />

die wahrscheinlichsten Ur sachen<br />

für die Symptome auf und gibt Hinweise<br />

zu den weiteren Schritten“,<br />

erläutert Jonathan Muck, Senior<br />

Communications & Public Affairs<br />

Manager bei Ada Health. Wenn<br />

Nutzer ihren Report mit Ärzten<br />

teilen, kann die KI auch Hinweise<br />

für die ärztliche Diagnosefindung<br />

geben. Besonders wertvoll kann<br />

das im Bereich seltene Erkrankungen<br />

sein, von denen es ca.<br />

6.000 verschiedene gibt.<br />

Der Entwicklungsprozess<br />

geht weiter<br />

Die Einsatzgebiete von KI gehen<br />

mittlerweile auch über Radiologie,<br />

Pathologie und Bilderkennung<br />

hinaus. Dabei arbeitet sie nicht,<br />

um den Menschen zu ersetzen,<br />

sondern um ihn zu unterstützen.<br />

Intelligenz heißt aber auch, dass<br />

ein Entwicklungsprozess stattfindet.<br />

Der Grundsatz, dem KI folgt,<br />

sagt, „dass Systeme und Algorithmen<br />

immer weiter lernen. Je mehr<br />

Daten sie erfasst haben, desto besser<br />

funktioniert der Algorithmus“,<br />

so Dr. Jörg Traub, Projektmanager<br />

Technologie und Leiter Gesundheit<br />

bei der Bayern Innovativ GmbH in<br />

Nürnberg und Geschäftsführer des<br />

Forum MedTech Pharma e.V., ideeller<br />

Träger der MedtecLIVE with<br />

T4M. Dabei entwickelt sich die KI<br />

in einem gewissen Grad selbst weiter,<br />

indem sie von Spezialistinnen<br />

und Spezialisten mit ausgewählten<br />

Daten “angelernt” wird. “Füttert”<br />

man den Algorithmus mit genügend<br />

guten und aussagekräftigen Daten,<br />

ist er am Ende in der Lage, Bilder<br />

zu erkennen und zu analysieren,<br />

die er vorher noch nicht ge sehen<br />

hat. Die Herausforderung für die<br />

Etablierung beispielsweise von KI-<br />

Diagnoselösungen im gesamten<br />

Gesundheitsbereich sieht Faber<br />

in den bestehenden Regulierungsvorschriften.<br />

„Grundsätzlich muss<br />

man festhalten, dass die MDR in<br />

erster Linie Devices, Geräte - also<br />

feste Gegenstände umfasst - und<br />

daher für SaMD überarbeitet werden<br />

muss.“ Deshalb muss bei der Zulassung<br />

laut MDR ein System ausgelernt<br />

haben und bei Veränderung<br />

des Algorithmus durch Datengewinn<br />

und Verbesserung der Anwendung<br />

neu zugelassen werden.<br />

Welche Auswirkungen hätte<br />

eine weitere Regulierung mit<br />

dem AIA?<br />

Mit dem Artificial Intelligence Act<br />

würde eine Regulierung in Krafttreten,<br />

die EU-weit und branchenübergreifend<br />

einheitlich ist. Der bisherige<br />

Entwurf wurde von einigen<br />

Verbänden der Medizintechnik mit<br />

Annotationen und Verbesserungsvorschlägen<br />

versehen, dennoch<br />

würde zusammen mit der MDR eine<br />

doppelte Regulierung vor liegen. Die<br />

Frage ist also: wie soll das funktionieren?<br />

„Ein ausgiebiger Austausch<br />

aller Beteiligten ist essenziell. Die<br />

MedtecLIVE with T4M bietet dafür<br />

den geeigneten Rahmen“, erläutert<br />

Boss. Denn der AIA sei die Antwort<br />

auf das, was gerade in der<br />

Welt passiere, beschreibt Natalie<br />

Gladkov die angedachte Verordnung:<br />

„Einige Länder sind in<br />

Sachen KI schon weiter, teilweise<br />

ethisch fragwürdig.“ Dort, wo die<br />

MDR ihre Grenzen hat, kann die<br />

neue Regulierung auch hier eingreifen.<br />

Eine Abstimmung der geltenden<br />

Regulierungen wäre hierbei<br />

sinnvoll. Ansonsten könne der AIA<br />

dazu führen, dass die Verordnung<br />

in großer Bürokratie ende und Innovationen<br />

dadurch überhaupt nicht<br />

oder nur sehr langsamen auf den<br />

Markt kämen.<br />

Zwei Sichtweisen<br />

sind bezüglich des AIA vertreten:<br />

„Auf der einen Seite ist es eine<br />

Chance, sich als Unternehmen<br />

einen Vorsprung aufzubauen, auf<br />

der anderen Seite ist auch Vorsicht<br />

bezüglich einer Überregulierung<br />

gefragt, vor allem im Bereich der<br />

Medizin und Medizintechnik“, zeigt<br />

Traub auf. Gerade, weil KI wie keine<br />

andere Innovation zuvor, die Möglichkeiten<br />

habe, die Medizinbranche<br />

von Grund auf zu revolutionieren,<br />

bringt Rad an. Dass so ein dynamischer<br />

und machtvoller Bereich<br />

wie KI reguliert werden muss, wird<br />

immer deutlicher. Regeln seien insbesondere<br />

im Gesundheitsbereich<br />

sehr wichtig, stellt Faber fest: „Ich<br />

helfe daher auch sehr gerne als Din-<br />

Botschafter in diesem Bereich bei<br />

der Entwicklung von Din-Specs -<br />

der Vorstufe von Normen - mit, um<br />

pragmatische Lösungen für Unternehmen<br />

zu entwickeln.” Vernünftige<br />

und pragmatische Regelungen<br />

verschaffen außerdem Vertrauen.<br />

„Regulierung und Innovation muss<br />

kein Gegensatz sein. Regulierung<br />

kann Menschen Berührungsängste<br />

nehmen und so den Einsatz neuer<br />

Technologien fördern“, zeigt Muck<br />

auf. Dem stimmt auch Rad zu, denn<br />

die Regulierung schaffe ein Framework<br />

und verkleinere dadurch Ängste,<br />

stärke Vertrauen.<br />

Game Changer oder<br />

Showstopper<br />

Letztendlich dürfen die Patienten<br />

nicht aus den Augen verloren werden,<br />

auch nicht, was es diesen Menschen<br />

kostet, wenn eine neue Technologie<br />

eben nicht eingeführt wird.<br />

„Regulierung kann immer dann gut<br />

werden, wenn es einen engen Austausch<br />

mit dem Markt gibt. Deshalb<br />

wird es auf der MedtecLIVE with T4M<br />

eine Session mit dem Thema Artificial<br />

Intelligence Act (AIA): Game<br />

Changer oder Showstopper für innovative<br />

Medizinprodukte? in Zusammenarbeit<br />

mit dem Bundesverband<br />

Medizintechnologie (BVMed) geben,<br />

bei der dieses und andere Themen<br />

vertieft und diskutiert werden<br />

können“, ergänzt Boss. Denn wo<br />

liegen konkret die Knackpunkte?<br />

Wie gehen die Unternehmen mit<br />

der aktuellen Situation um? Was<br />

braucht es über den AIA an Förderung<br />

für KI-Medizinprodukte hinaus?<br />

Diesen und weiteren Fragen stellen<br />

sich verschiedene Expert:innen der<br />

Session. Klar ist: Sicherlich wird es<br />

noch einige Änderungen im Entwurf<br />

des AIA geben, aber die Verordnung<br />

kann nur durch Austausch verbessert<br />

werden und wird daher auf der<br />

MedtecLIVE with T4M im Mai <strong>2022</strong><br />

bei Ausstellern, Besuchern und Diskussionen<br />

ein großes Thema sein.<br />

Über MedtecLIVE with T4M<br />

Die Messe MedtecLIVE with T4M<br />

ist das führende europäische Frühjahrs-Event<br />

der Medizintechnik und<br />

findet jährlich abwechselnd in Stuttgart<br />

und Nürnberg statt. Die Veranstaltung<br />

deckt die gesamte Wertschöpfungskette<br />

ab und verbindet<br />

dabei die wichtigsten Medizintechnikregionen<br />

in Deutschland. Hier treffen<br />

Entscheider der Inverkehrbringer<br />

und OEMs auf die wichtigsten<br />

Zulieferer der Medizintechnik.<br />

Zitatgeber:<br />

• Christopher Boss, Leiter der<br />

MedtecLIVE with T4M und Executive<br />

Director Exhibitions der<br />

NürnbergMesse GmbH<br />

• Natalie Gladkov, Referentin für<br />

Digitale Medizinprodukte beim<br />

Bundesverband Medizintechnologie<br />

(BVMed)<br />

• Abtin Rad, Global Director für<br />

Funktionale Sicherheit, Software<br />

und Digitalisierung bei TÜV SÜD<br />

• Felix Faber, Gründer und<br />

Geschäftsführer von Mindpeak<br />

• Jonathan Muck, Senior Communications<br />

& Public Affairs Manager<br />

bei Ada Health ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

7


Aktuelles<br />

Think Green – Act Responsible<br />

Wie grüner Strom noch nachhaltiger wird<br />

Die Erzeugung regenerativer Energie soll einen wichtigen Beitrag zur Begrenzung des Klimawandels leisten.<br />

Doch es genügt nicht, den Fokus nur auf die Produktion von „grünem Strom“ zu legen. Auch in diesem Segment<br />

gilt es, mit Ressourcen sparsam umzugehen und Nachhaltigkeit zu fördern.<br />

Weniger Wasser rein,<br />

weniger CO 2 raus<br />

Anwendungsbereich Solar<br />

Autor:<br />

Harry Jacob<br />

freier Journalist aus Augsburg<br />

WECO Contact GmbH<br />

https://wecoconnectors.com<br />

Wenn Geschäftsführer Detlef<br />

Fritsch von Hanau aus „ins Grüne“<br />

fährt, in Richtung Hoher Vogelsberg<br />

oder Hessischer Spessart, dann<br />

begegnet ihm dort nicht nur grüne<br />

Natur, sondern auch grüne Energie.<br />

Zahlreiche Windräder drehen sich<br />

hier an den Bergrücken. Und dass<br />

diese möglichst problemlos funktionieren,<br />

dazu trägt auch sein Unternehmen<br />

WECO Contact bei.<br />

Regenerative Energie ist ein wichtiger<br />

Einsatzbereich des Hanauer<br />

Herstellers von Verbindungselementen<br />

der Elektronik und Elektrotechnik<br />

geworden. Dessen Bauteile finden<br />

sich beispielsweise in den Getriebesteuerungen<br />

der Windkraftanlagen,<br />

in Gezeitenkraftwerken, Solaranlagen<br />

und Wärmepumpen. Doch dieser<br />

Beitrag zum Klima schutz bei der<br />

Gewinnung von Öko-Strom ist dem<br />

Geschäftsführer nicht genug. Seit<br />

fast einem Jahrzehnt ist Nachhaltigkeit<br />

ein entscheidender Aspekt in der<br />

Unternehmensstrategie, getreu dem<br />

Motto „think green – act responsible“.<br />

Ressourcenschonende Prozesse in<br />

der Produktion tragen ebenso dazu<br />

bei, „Green Energy“ noch etwas<br />

grüner zu machen, wie die Langlebigkeit<br />

der Produkte.<br />

Kreislaufwirtschaft beim<br />

Spritzguss<br />

Bereits in der eigenen Produktion<br />

hat das Unternehmen Vorkehrungen<br />

getroffen, mit den eingesetzten<br />

Materialien möglichst sparsam<br />

umzugehen. So werden bei der Herstellung<br />

von Kunststoff-Gehäusen<br />

anfallende Reststoffe – Abfall, Ausschuss<br />

und produktionsbedingter<br />

Überstand – zu Regranulat verarbeitet<br />

und dem Produktionsprozess<br />

kontrolliert wieder zugeführt. Damit<br />

sinkt der Bedarf an neuem Rohstoff,<br />

und es muss weniger wertvolles<br />

Material entsorgt werden.<br />

Diese Umstellung war kein einfacher<br />

Prozess. Faktisch wird der<br />

Kunststoff mit Regranulat-Beimischung<br />

als veränderter Werkstoff<br />

geführt, was neue VDE-, ULund<br />

CSA-Zertifizierungen nötig<br />

machte. Auch die Kunden wurden<br />

über die veränderte Zusammensetzung<br />

informiert, die zwar keine<br />

Veränderung der Eigenschaften<br />

nach sich zieht, aber eine nachhaltigere<br />

Produktion ermöglicht.<br />

Dementsprechend wurde diese<br />

Umstellung bei den Abnehmern<br />

ein hellig befürwortet.<br />

Ein weiterer großer Teil der<br />

Produktion ist die Metallver- und<br />

bearbeitung. Hier fallen Späne,<br />

Abschnitte und Stanzreste an. Diese<br />

werden von Ölrückständen und<br />

anderen Verschmutzungen befreit,<br />

sortenrein gesammelt und als wertvoller<br />

Rohstoff an den Lieferanten<br />

zurückgegeben, der diese wieder<br />

zu neuen Produkten verarbeitet.<br />

Darüber hinaus werden auch zur<br />

Herstellung benötigte Zusatzstoffe,<br />

wie Brauchwasser oder Kühlflüssigkeiten,<br />

aufbereitet und wiederverwendet.<br />

Auf diese Weise konnte<br />

der Ressourcenverbrauch in den<br />

vergangenen neun Jahren deutlich<br />

gesenkt werden.<br />

Bezogen auf eine gleichbleibende<br />

Menge vergleichbarer Bauteile hat<br />

sich innerhalb des Unternehmens<br />

in den vergangenen 5 Jahren der<br />

Wasserverbrauch um 25 Prozent<br />

reduziert. Bei der Energie konnten<br />

rund 20 Prozent eingespart werden.<br />

Zusammen mit dem Einsatz<br />

von Kunststoff-Regranulat trägt<br />

dies zu einem CO 2 -ärmeren Herstellungsprozess<br />

bei, was besonders<br />

für große und internationale<br />

Unternehmen von großer Bedeutung<br />

ist. Denn der Elektro-Konzern<br />

will den CO 2 -Ausstoß in seiner<br />

gesamten Wertschöpfungskette<br />

in den kommenden fünf Jahren<br />

halbieren. Gemeinsam mit diesem<br />

wichtigen Kunden stellt das Unternehmen<br />

derzeit eine CO 2 -Bilanz<br />

auf, mit der die Fortschritte hin zu<br />

einer klima freundlicheren Produktion<br />

dokumentiert werden.<br />

Langlebigkeit versus<br />

Obsoleszenz<br />

Ein weiterer Aspekt der Nachhaltigkeit<br />

betrifft die Lebensdauer von<br />

Anlagen und Komponenten. So ist<br />

ein Solarpanel, das regenerative<br />

Energie liefert, zwar ein guter Beitrag<br />

zum Klimaschutz. Doch wird der<br />

geschmälert, wenn das Panel nicht<br />

8 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Aktuelles<br />

Anwendungsbereich Wasserkraft<br />

die volle Lebensdauer der Siliziumschicht<br />

nutzen kann, sondern schon<br />

vorher entsorgt werden muss, weil<br />

ein Bauteil in der Elektronik ausfällt.<br />

Dies ist nicht nur aus Umweltsicht<br />

zu bedauern, sondern auch<br />

wirtschaftlich verheerend. Denn die<br />

Siliziumschicht ist wesentlich teurer<br />

als einzelne Elektronikkomponenten,<br />

der Reparaturaufwand dagegen oft<br />

so hoch, dass sich dies wirtschaftlich<br />

nicht lohnt. Insofern zeigt sich<br />

ein Multiplikator-Effekt: Die Lebensdauer<br />

der wertmäßig eher unbedeutenden<br />

Bauteile ist ein wesentlicher<br />

Einflussfaktor für die Nachhaltigkeit<br />

des Gesamtsystems.<br />

Das gilt nicht nur für das einzelne<br />

Solarpanel, sondern beispielsweise<br />

genauso für Windkraftanlagen oder<br />

Gezeitenkraftwerke. Hier kommen<br />

Produkte von WECO an zahlreichen<br />

Übergabepunkten zum Einsatz,<br />

in Wechselrichtern und Frequenzumformern<br />

ebenso wie in Motoren,<br />

Pumpen und Generatoren, in<br />

peripheren Steuerungselementen<br />

und in Überwachungsbausteinen.<br />

Auch bei der regenerativen<br />

Wärme-Erzeugung per Wärmepumpen<br />

ist das Hanauer Unternehmen<br />

stark engagiert. Alle namhaften<br />

Hersteller setzen schwerpunktmäßig<br />

auf dessen Bauteile.<br />

Auf raue Bedingungen<br />

ausgelegt<br />

Um eine lange Lebensdauer von<br />

Maschinen und Anlagen zu gewährleisten,<br />

führen die Elektronik-Spezialisten<br />

aufwendige Qualitätstests<br />

durch. So kommen nur geprüfte Bauteile<br />

zur Auslieferung, die ohne weitere<br />

Vorprüfung oder Selektion sofort<br />

verbaut werden können. Dabei können<br />

sich die Kunden auf eine lange<br />

Funktionsfähigkeit verlassen, da die<br />

Produkte selbst rauesten Umweltbedingungen<br />

standhalten, darunter<br />

auch chemischen Flüssigkeiten und<br />

aggressiven Gase.<br />

Dass der Qualitätsanspruch nicht<br />

etwa nur ein Marketingversprechen<br />

ist, zeigte sich kürzlich bei einem<br />

weltweit agierenden Kunden. Dieser<br />

hatte eine Platine einer Überspannung<br />

ausgesetzt, um zu sehen,<br />

welche Schäden dabei entstehen.<br />

Verschiedene Elemente waren dabei<br />

in Rauch aufgegangen – das Bauteil<br />

von WECO hingegen war nach<br />

dem Test noch voll funktionsfähig.<br />

Temperatur- und vibrationsresistent<br />

Ein gefürchtetes Problem bei der<br />

Stromerzeugung in Windkraftanlagen<br />

sind Vibrationen mit wechselndem<br />

Frequenzgang. Kontinuierliche<br />

Erschütterungen können dazu<br />

führen, dass sich Steckverbindungen<br />

unbeabsichtigt oder unkontrolliert<br />

lösen. Bei Anschlüssen auf der<br />

Leiterplatte besteht darüber hinaus<br />

die Gefahr, dass Vibrationen<br />

durch Zug- und Stoßbewegungen<br />

zu mechanischen Belastungen führen,<br />

die zum Ausreißen der Lötstellen<br />

oder Kontaktproblemen durch<br />

sogenannte „kalte Lötstellen“ führen.<br />

Dies kann nicht nur zum Ausfall<br />

der Anlage führen – bei größeren<br />

Strömen droht sogar ein Leiterplattenbrand.<br />

Um solche Probleme zu vermeiden,<br />

hat das Unternehmen eine<br />

eigene Anker- und Einrast-Technik<br />

für Steckverbinder entwickelt. Diese<br />

verhindert nicht nur eine unkontrollierte<br />

Trennung der Verbindung. Sie<br />

schützt darüber hinaus die Löt stellen<br />

vor mechanischem Ausreißen. Temperaturschwankungen<br />

können ebenfalls<br />

zu mechanischen Belastungen<br />

der Bauteile führen und dadurch<br />

eine verlässliche Verbindung gefährden.<br />

Ein intelligentes Design sorgt<br />

für hohe Toleranz gegenüber temperaturbedingten<br />

Veränderungen<br />

der Bauteile, sodass der sichere<br />

Betrieb auch bei großen Temperaturschwankungen<br />

gewährleistet ist.<br />

Unterstützung für grüne<br />

Geschäftsmodelle<br />

Anwendungsbereich Windkraft<br />

Für Hersteller und Betreiber der<br />

Strom- und Wärme-Erzeugung ist<br />

das Ausfallrisiko von erheblicher<br />

wirtschaftlicher Bedeutung. Ungeplante<br />

Stillstände bedeuten Umsatzverluste,<br />

hinzu kommen vergleichsweise<br />

hohe Beschaffungskosten,<br />

wenn beispielsweise ein Solarpanel<br />

oder eine komplette Steuerung<br />

ausgetauscht werden müssen,<br />

und natürlich die Kosten für<br />

den Reparaturaufwand.<br />

Teilweise sind ganze Geschäftsmodelle<br />

von der Ausfallsicherheit der<br />

Produkte abhängig. Ein Beispiel findet<br />

sich im Bereich von Photovoltaik-<br />

Anlagen. Stadtwerke, überregionale<br />

Energieerzeuger und spezialisierte<br />

Unternehmen bieten inzwischen<br />

Leasing-Modelle an, teils inklusive<br />

Service-Bausteinen wie Wartung<br />

und Reparatur. Dementsprechend<br />

hoch ist das Interesse des Leasing-Anbieters,<br />

dass der Service-<br />

Fall möglichst selten bzw. gar nicht<br />

eintritt. Für dieses Geschäftsmodell<br />

haben sich Wechselrichter eines<br />

sehr bekannten deutschen Herstellers<br />

bewährt. Dieser setzt konsequent<br />

auf Bauteile des Hanauer<br />

Spezialisten, um in diesem sensiblen<br />

Kundensegment mit hoher<br />

Lebensdauer zu punkten.<br />

Auch andere Kunden vertrauen<br />

darauf, dass die Elektronik mit der<br />

Lebensdauer der Anlagen und<br />

Geräte mithält. So liefert das Unternehmen<br />

an international tätige Hersteller<br />

die Herzstücke der Technik<br />

für Alarmanlagen und Rauchmelder,<br />

die Teil der Meldezentrale<br />

sind. Fehlalarme dürfen hier ebenso<br />

wenig auftreten wie ein Versagen<br />

der Technik im Ernstfall.<br />

Nachhaltigkeit zahlt sich aus<br />

Der Zusammenhang zwischen<br />

Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit<br />

deckt die unternehmerische Kalkulation<br />

über den gesamten Lebenszyklus<br />

auf, die Total Cost of Ownership<br />

(TCO). Neben den Anschaffungsinvestitionen<br />

werden hier auch die<br />

Betriebskosten, Aufwendungen für<br />

Wartung, Instandhaltung und Reparaturen<br />

und nicht zuletzt die Kosten<br />

der Entsorgung berücksichtigt. Klassisches<br />

Beispiel für eine schlechte<br />

TCO ist eine günstige Maschine, die<br />

über einen hohen Energiebedarf<br />

im laufenden Betrieb die gesparten<br />

Anschaffungskosten mehr als<br />

auffrisst.<br />

Geschäftsführer Detlef Fritsch<br />

räumt ein, dass die Aufwendungen<br />

für ein intelligentes Design der Bauteile,<br />

eine ressourcenschonende<br />

Produktion und die Sicherung der<br />

hohen Qualität bei der Auslieferung<br />

sich im Preis bemerkbar machen.<br />

Doch aufgrund der besonders langen<br />

Lebensdauer und der daraus<br />

resultierenden Einsparungen<br />

er reiche man eine deutlich bessere<br />

TCO. Und nicht zuletzt auch einen<br />

zusätzlichen Beitrag zum Umweltund<br />

Klima schutz. ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

9


Aktuelles<br />

ELECTRONIC ASSEMBLY wird zu DISPLAY VISIONS<br />

DISPLAY VISIONS GmbH<br />

www.lcd-module.de<br />

Nichts ist beständiger als der<br />

Wandel! Nach fast 45 Jahren ändert<br />

die ELECTRONIC ASSEMBLY, der<br />

Spezialist für hochwertige Industrie<br />

Displays Ihren Namen und heißt in<br />

Zukunft DISPLAY VISIONS. Mit der<br />

Namensänderung, soll die Kernkompetenz<br />

des Unternehmens noch<br />

deutlicher hervorgehoben werden.<br />

Displays und HMI-Lösungen<br />

Damit tragen die Experten für industrielle<br />

Displays dem Umstand<br />

Rechnung, dass der Schwerpunkt<br />

ihrer Tätigkeiten schon seit über<br />

zwanzig Jahren auf intelligenten<br />

Displays und HMI-Lösungen sowie<br />

kundenspezifischen Anzeigen<br />

liegt. Das Produktspektrum reicht<br />

von einfachen Sieben-Segment-<br />

Anzeigen für Messinstrumente bis<br />

zum anspruchsvollen Farbdisplay<br />

mit Touch-Panel. Damit bedient<br />

DISPLAY VISIONS eine Vielzahl<br />

von Branchen, von der Prozessautomatisierung<br />

über den Maschinenbau<br />

und die Medizingerätetechnik<br />

bis hin zur Informationstechnik<br />

(IOT). In Sachen LCD-Technologie<br />

ist die inhabergeführte DISPLAY<br />

VISIONS GmbH inzwischen Marktführer<br />

in Europa. Dank des weltweiten<br />

Vertriebsnetzes kommen die Displays<br />

in allen Teilen der Welt zum<br />

Einsatz. Unter dem Motto „making<br />

things easy“, entstehen in Gilching<br />

bei München Displays, die „out of<br />

the box” lauffähig sind. Dank integriertem<br />

Grafik-Controller, bestückt<br />

mit anspruchsvollen Grafikfunktionen<br />

und Animationen, kann der Entwickler<br />

sie über einfache Funktionsaufrufe<br />

nutzen. Der Aufwand für<br />

Assembler-Programmierung und<br />

Test dieser Funktionen entfällt. Das<br />

fertige Produkt ist damit deutlich<br />

schneller und damit zu niedrigeren<br />

Kosten im Markt. Mit eigener Entwicklungsabteilung<br />

und hausinterner<br />

Produktion gewähr leistet DISPLAY<br />

VISIONS ein hohes Qualitätsniveau<br />

und das gewisse Mehr an Flexibilität,<br />

das für den Erfolg seiner Kunden<br />

heutzutage mehr denn je entscheidend<br />

ist. ◄<br />

Der Weg von der Innovation in die Versorgung<br />

Viele zukunftsweisende, bereits auf<br />

dem Gesundheitsmarkt als Produkt<br />

etablierte Innovationen, wurden von<br />

dynamischen Start-ups entwickelt. Der<br />

Weg von der Idee bis zur trag fähigen<br />

und eingeführten Lösung im Gesundheitssystem<br />

ist allerdings sehr lang und<br />

herausfordernd. Ein gutes, interdisziplinäres<br />

Netzwerk ist hier unerlässlich.<br />

Die Auftaktveranstaltung des Medtec-<br />

SUMMIT im Fokus „Wann wird eine<br />

Idee zum Unicorn?“, eine Kooperation<br />

von Bayern Innovativ und des TUM<br />

Venture Lab Healthcare, behandelt<br />

genau diese Thematik. Start-ups und<br />

Scale-ups erhalten praxisnahe Tipps<br />

für alle Phasen der Unternehmensgründung<br />

bis hin zum internationalen<br />

Markteintritt. Die Themen Finanzierung,<br />

Marktzugang, Erstattung und<br />

Regulatorik stehen im Fokus. Nicht<br />

nur die Herausforderungen, sondern<br />

vor allem auch die Lösungen werden<br />

präsentiert. Für die Panels und Vorträge<br />

konnten renommierte Key Note<br />

Speaker wie Stefan Vielmeier, Gründer<br />

und CEO der Brainlab AG sowie<br />

Helmut Schönen berger, Geschäftsführer<br />

der UnternehmerTUM GmbH<br />

gewonnen werden. Neben spannenden<br />

Vorträgen, Diskussionsrunden<br />

und aktivem Networking werden<br />

zwei Workshops für die Teilnehmenden<br />

angeboten. Der Workshop<br />

„Investmentlandschaft in Bayern und<br />

Anregungen zur Verbesserung“ richtet<br />

sich an private und institutionelle<br />

Investoren. Der parallel stattfindende<br />

Workshop „Importance of Time-to-<br />

Market: Beschleunigung in der Skalierung<br />

von Geschäfts modellen“ ist<br />

für Start-ups sowie deren Netzwerkpartner<br />

relevant. Innovationsförderung<br />

sowie deren Einbindung in die medizinische<br />

und klinische Infrastruktur sind<br />

von hoher Relevanz für die Gesundheitsbranche.<br />

Die Teilnehmenden werden<br />

mit Vorträgen und in Workshops<br />

durch die vier Phasen Pre-Seed, Seed,<br />

Series-A und Scale-up geführt. Der<br />

Medtec SUMMIT im Fokus adressiert<br />

Start-ups aus den Bereichen Medizintechnik,<br />

Digital Health sowie Biotechnologie.<br />

Pre-Seed-Phase<br />

Das erste Veranstaltungspanel<br />

konzentriert sich auf die Vorgründungsphase.<br />

Hierbei geht es neben<br />

der Teamzusammensetzung, der IP<br />

und der Lizensierung vor allem auch<br />

um die verschiedenen frühen Finanzierungsmöglichkeiten.<br />

Seed-Phase<br />

In dieser Phase sind Funktionsmuster<br />

in Prototypen zu überführen<br />

sowie Detailpläne für Zulassung,<br />

Marktzugang und Erstattung zu erarbeiten.<br />

Ein Kernthema ist die Finanzierung<br />

durch Business Angels und Frühphasen-Investoren.<br />

Mit der Installation<br />

der ersten Systeme, dem Deployment<br />

der Software oder der Durchführung<br />

von klinischen Studien ist die nächste<br />

Phase, die Serie-A-Phase, erreicht.<br />

Als Highlight dieses Panels berichtet<br />

ein Start-up-Team über seine Erfahrungen<br />

in dieser Phase.<br />

Serie-A-Phase<br />

In dieser Phase starten die klinischen<br />

Studien und die Skalierung<br />

wird vorbereitet. Expertinnen und<br />

Experten berichten über die Relevanz<br />

des Aufbaus von Referenzzentren.<br />

Scale-up-Phase<br />

Nach erfolgreichem Markteintritt<br />

geht es um die Skalierung in weitere<br />

internationale Märkte oder auch weitere<br />

Indikationen sowie die damit verbunden<br />

Herausforderungen.<br />

Forum MedTech Pharma e.V.<br />

www.medtech-pharma.de<br />

10 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


DAS BESTE AUS<br />

ZWEI WELTEN<br />

onsite – online<br />

two brands – one event<br />

3.–5.5.<br />

<strong>2022</strong><br />

INTERNATIONAL<br />

EXHIBITION<br />

AND CONGRESS<br />

Modern und neu gedacht. Werden Sie Teil von etwas Neuem:<br />

die MedtecLIVE with T4M ist mehr als eine Messe. Wir gestalten<br />

Erlebnisse. Vermitteln Wissen. Besetzen Trends und machen<br />

Innovationen erlebbar. Im Fokus: der gesamte Herstellungsprozess<br />

der Medizintechnik – von der Idee zur Produktion.<br />

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MIT DER MEDTECLIVE WITH T4M VERBINDEN WIR<br />

DAS BESTE AUS BISHER GETRENNTEN WELTEN:<br />

• Persönlich vor Ort und mit passgenauen digitalen Elementen<br />

• Abwechselnd in Stuttgart und in Nürnberg. Im Hub der Medizintechnik<br />

in Süddeutschland und im Herzen Europas<br />

ÜBERZEUGEN SIE SICH SELBST.<br />

Gestalten Sie die Zukunft der Medizintechnik<br />

und deren Herstellung aktiv mit.<br />

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INNOVATE<br />

DO<br />

BUSINESS<br />

VERANSTALTUNGSORT<br />

IDEELLE TRÄGER<br />

Landesmesse Stuttgart GmbH<br />

Eingang West<br />

Halle 10<br />

70629 Stuttgart


Dienstleistung<br />

User Interfaces:<br />

Vom Hersteller zum Dienstleister<br />

Umfangreiche Dokumentation wird mitgeliefert<br />

Kabellose User Interfaces sind im OP – hier eine Demo-Installation von<br />

steute Meditec auf einer Medizintechnik-Messe – inzwischen Standard<br />

User Interfaces, die per Funk<br />

bedient werden, bieten diverse Vorteile<br />

und haben sich deshalb in vielen<br />

Bereichen der Medizin durchgesetzt.<br />

Der Gerätehersteller muss<br />

allerdings mit höheren Prüfungs- und<br />

Dokumentationsaufwand rechnen<br />

als bei kabelgebundenen Bediensystemen<br />

- es sei denn, sein Lieferant<br />

ist MDR-ready und bietet ihm<br />

sein User Interface direkt mit der<br />

entsprechenden Dokumentation an<br />

Autor:<br />

Guido Becker,<br />

Division Manager Meditec,<br />

steute Technologies<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.steute-meditec.com<br />

Bei der Entwicklung von Medizingeräten<br />

steigt der Dokumentationsaufwand<br />

durch neue Richtlinien<br />

und Normen spürbar. Die<br />

Medizinprodukte-Richtlinie (MDR)<br />

ist sicherlich das markanteste,<br />

aber keineswegs das einzige Beispiel.<br />

So einleuchtend die Notwendigkeit<br />

einer sorgfältigen Dokumentation<br />

und der damit verbunden<br />

Prüfungen, Tests und Nachweise<br />

in der Medizintechnik auch<br />

ist: Der Einsatz neuer Technologien,<br />

die in der Praxis des OP-<br />

Betriebs deutliche Vorteile bringen,<br />

wird dadurch komplexer<br />

und zeitaufwändiger – und das<br />

in einer Situation, wo schon der<br />

„Status quo“ der (Medizin-)Technik<br />

aufgrund neuer Richtlinien und<br />

Anforderungen einen erheblichen<br />

Aufwand an zusätzlicher Dokumentation<br />

erfordert.<br />

Aus Sicht der Zulieferer von Subsystemen<br />

für Medizingeräte kann<br />

die aufwändige Dokumentation,<br />

die längst nicht nur die Koexistenz<br />

betrifft, ein Hemmnis für die breitere<br />

Nutzung von Innovationen sein. Das<br />

betrifft auch und insbesondere die<br />

Nutzung von Funktechnologien zur<br />

Kommunikation zwischen dem Medizingerät<br />

und seinem User Interface.<br />

Immer mehr Funksysteme<br />

im OP<br />

Die erhöhten Anforderungen<br />

haben in diesem Fall schon deshalb<br />

ihre Berechtigung, weil im OP<br />

immer mehr Funksysteme zum Einsatz<br />

kommen, was seinen Grund<br />

eben in den Vorteilen der Funkkommunikation<br />

hat. Aus diesem Grund<br />

muss z. B. die Koexistenz des einzusetzenden<br />

Funkstandards gegenüber<br />

diversen anderen Funknetzen<br />

bzw. -frequenzen (WLAN, Bluetooth,<br />

Zigbee, Mikrowellen…) nach IEEE/<br />

ANSI C63.27 geprüft, nach gewiesen<br />

und dokumentiert werden. Auch die<br />

FDA fordert von den Medizingeräte-<br />

Herstellern den Nachweis der Koexistenz<br />

von Funksystemen.<br />

Ebenfalls zu berücksichtigen sind<br />

beim Einsatz von Funksystemen<br />

im OP u. a. die „Radio Equipment<br />

Directive“ (RED), die EMV-Richtlinie<br />

für medizintechnische Applikationen<br />

(IEC 60601-1-2:2016) und<br />

ggf. auch länderspezifische Vorschriften<br />

für Funksysteme.<br />

Standard-<br />

Funkbediensysteme:<br />

Dokumentation ist schon<br />

vorhanden<br />

Hersteller von Medizingeräten, die<br />

Funk-User-Interfaces aus dem Standardprogamm<br />

von steute Meditec<br />

(Bild 1) beziehen, müssen trotz dieser<br />

zusätzlichen Anforderungen<br />

nicht mit erhöhtem Dokumentationsaufwand<br />

rechnen. Diese Standard-Funkbediensysteme<br />

wurden<br />

nach allen relevanten Vorschriften<br />

getestet, und ihr Funkmodul ist in<br />

wichtigen Märkten wie Nordamerika<br />

(FCC), Europa (RED), Kanada<br />

(IC) und Japan (ARIB) zugelassen.<br />

Die entsprechenden Belege einschließlich<br />

der Testreports werden<br />

jeweils mitgeliefert, so dass sie in<br />

die Dokumentation des Gesamtsystems<br />

integriert werden können.<br />

Dokumentation auch für<br />

kundenspezifische User<br />

Interfaces<br />

Bei den kundenspezifischen User<br />

Interfaces der „Custom“-Reihe hingegen<br />

müssen diese Prüfungen individuell<br />

durchgeführt und dokumentiert<br />

werden. Um den Anwendern<br />

die Nutzung dieser Art von Bediensystemen<br />

so einfach wie möglich zu<br />

machen, nimmt steute Meditec seinen<br />

Kunden die Prüf- und Dokumentationspflichten<br />

gemäß den eben<br />

erwähnten Richtlinien weitestgehend<br />

ab, wenn sie es wünschen. Das<br />

spart aus Sicht des Geräteherstellers<br />

(Entwicklungs-)Zeit. Da steute<br />

Vernetzung im OP<br />

Vorteile für Funk im OP<br />

Für den Trend zu User Interfaces, die per Funk kommunizieren,<br />

gibt es gute Gründe. Die Bediensysteme lassen sich freier positionieren<br />

– das erlaubt eine ergonomischere Bedienung. Außerdem<br />

stellen sie aus Hygienesicht kein Problem dar, weil sie weder Kabel<br />

noch Kabeleinführung benötigen. Mit Blick auf die (nahe) Zukunft wird<br />

ein weiterer Vorteil sichtbar: Künftig werden sich mehrere Medizingeräte<br />

mit einem einzigen Funk-User-Interface bedienen. Dafür werden<br />

– unter Mitwirkung von steute Meditec – aktuell die Grund lagen<br />

in der Entwicklung und der Normung (insbesondere in der Normenfamilie<br />

IEEE 11073) geschaffen. Diese Vernetzung wird unter der<br />

Bezeichnung SDC (Service-oriented Device Connectivity) vorangetrieben.<br />

Erste Praxis-Anwendungen gibt es bereits.<br />

12 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

Beispiel für kabellose Standard-Fußschalter für Medizingeräte,<br />

die kompakte Empfangseinheit wird am Gerät installiert<br />

Meditec umfassende Erfahrungen<br />

mit der entsprechenden Dokumentation<br />

hat, ist die Qualität der geforderten<br />

Nachweise hoch und sie<br />

erfüllen auch in vollem Umfang die<br />

jeweiligen Anforderungen.<br />

Vereinfachtes<br />

Doku-Verfahren: Die<br />

„Gap-Analyse“<br />

Allerdings ist es letztlich die Aufgabe<br />

des Medizingeräte-Herstellers,<br />

diese Nachweise als Inverkehrbringer<br />

beizustellen. Mit den Prüfungen<br />

und den entsprechenden Dokumenten<br />

einschließlich der Testberichte<br />

muss er die von steute gelieferten<br />

Ergebnisse der Tests aber<br />

nur noch dahingehend prüfen, ob<br />

die Werte nach der Integration des<br />

User Interface in das Gesamt system<br />

zutreffend sind. Dieses Vorgehen<br />

bezeichnet man als Delta- oder<br />

Gap-Analyse. Als „vereinfachte<br />

Zulassung“ für kabellose Produkte<br />

im Sinne des Leitfadens der ETSI-<br />

Norm (ETSI EG 203 367) ist es normenkonform.<br />

Zertifikat für weltweite<br />

Zulassung<br />

Als Ergebnis der Prüfungen und<br />

der dokumentierten Tests der kabellosen<br />

User Interfaces liefert steute<br />

auf Wunsch ein „Certificate of Compliance“,<br />

das von der CSA erteilt<br />

wird. Überdies kann auch ein CB-<br />

Report erstellt werden, der dem in<br />

der Elektromedizin bekannten CB-<br />

Schema folgt und von internationalen<br />

Zulassungsstellen akzeptiert<br />

wird.<br />

Umfassende<br />

Software-Prüfung<br />

Damit ist das Aufgabenfeld<br />

der Dokumentation aber noch<br />

längst nicht abgeschlossen. Da<br />

für die kundenspezifischen User<br />

Interfaces individuelle Software<br />

geschrieben wird, gelten hier weitere<br />

und umfangreiche Prüf- und<br />

Dokumentationspflichten, die alle<br />

Phasen des Lebenszyklusprozesses<br />

nach EN 62304 berücksichtigen.<br />

Das gilt übrigens auch<br />

für kabelgebundene User Interfaces,<br />

sofern sie individuelle Software<br />

(z. B. die Anbindung an ein<br />

Bussystem) nutzen. Beide Arten<br />

von Prüfungen bzw. Nachweisen<br />

kann steute Meditec ebenfalls<br />

übernehmen.<br />

Weitere Anforderungen:<br />

Risikobetrachtung und<br />

-analyse<br />

Die Test- und Dokumentationspflichten<br />

gehen sogar noch weiter,<br />

weil auch die Risiken für den<br />

Anwender und die Umwelt ermittelt<br />

werden müssen. Dabei gelten<br />

die Anforderungen der EN 14971<br />

an das (ebenfalls geforderte und<br />

zu dokumentierende) Risikomanagement.<br />

Zudem muss für alle<br />

Bediensysteme – auch die kabelgebundenen<br />

– eine Risikobetrachtung<br />

durchgeführt werden. Deren<br />

Ergebnisse stellt steute dem Medizingerätehersteller<br />

als Eingangsdaten<br />

für die Risikoanalyse des<br />

Gesamtsystems zur Verfügung.<br />

„MDR-ready“:<br />

Dokumentation gemäß MDR<br />

und FDA<br />

Nach wie vor intensiv diskutiert<br />

werden die Anforderungen der Medizingeräte-Richtlinie<br />

(MDR). User<br />

Interfaces von steute sind MDRready,<br />

das heißt steute Meditec<br />

stellt seinen Kunden auf Wunsch die<br />

Spezifikationen, Prozessinformationen,<br />

Risikoanalysen und Zertifikate<br />

ihrer Bediensysteme bereit. Diese<br />

Dokumentation können die Hersteller<br />

einfach in ihre Gerätehauptakte<br />

übernehmen. Damit erbringen sie<br />

den Nachweis, dass die User Interfaces<br />

den Anforderungen der MDR<br />

entsprechen.<br />

Dieses Service-Angebot gilt nicht<br />

nur für Europa, sondern bei Bedarf<br />

auch für den amerikanischen Markt.<br />

Denn steute Meditec ist bei der FDA<br />

im Rahmen der „FDA Establishment<br />

Registration“ (21 CFR 807) als<br />

„Contract Manufacturer“ registriert<br />

und kann sich somit als Auftragsfertiger<br />

auf das Device Listing des<br />

vom Kunden gefertigten Medizinsystems<br />

verlinken. Das vereinfacht<br />

aus Sicht des Medizingeräteherstellers<br />

den Nachweis, dass seine eingesetzten<br />

Komponenten den Anforderungen<br />

der FDA entsprechen.<br />

Bewährtes Funksystem für<br />

den OP<br />

Als Funksystem kommt in allen<br />

Fällen das von steute eigens für die<br />

Medizintechnik entwickelte Funkprotokoll<br />

SW2.4LE-MED zum Einsatz,<br />

das sich u. a. durch geringen Energieverbrauch<br />

und schnelle Reaktionszeit<br />

auszeichnet. Die Übertragungssicherheit<br />

wird durch die sehr<br />

geringe Restfehlerwahrscheinlichkeit<br />

von unter 1 x 10-9 1/h dokumentiert.<br />

Damit erfüllt das Funksystem<br />

die Anforderungen von SIL 3 (Safety<br />

Integrity Level nach IEC 61508).<br />

Vom Hersteller zum<br />

Dienstleister<br />

Die Dienstleistung der Dokumentation<br />

von kundenspezifischen Produkten<br />

und Systemen verursacht<br />

einen hohen Arbeitsaufwand und<br />

setzt viele Prüfungen voraus (die<br />

steute überwiegend im eigenen,<br />

gut ausgestatteten Entwicklungszentrum<br />

erledigen kann). Deshalb<br />

ist eine solche Dokumentation für<br />

einen Hersteller von User Interfaces<br />

nicht selbstverständlich. Aus Sicht<br />

der Hersteller von Medizingeräten<br />

erspart dieses Dokumentationspaket<br />

sehr viel Arbeit. Und er kann sichergehen,<br />

dass im Zuge der Prüfungen<br />

durch internationale oder nationale<br />

Prüfstellen keine Überraschungen<br />

auftreten. Aus der Perspektive von<br />

steute Meditec bietet dieser Service<br />

auch ein Mehrwert, weil es einen<br />

wertvollen Schritt auf dem Weg<br />

von Hersteller zum umfassenden<br />

Diestleistungs-Anbieter darstellt. ◄<br />

Joystick in Action<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

Bei kundenspezifischen User Interface-Entwicklungen von steute Meditec<br />

kommt die Funktechnik SW2.4LE-MED fast ausnahmslos zum Einsatz. Im<br />

Bild: Bediensystem für Operationsmikroskope<br />

13


Dienstleistung<br />

Maßgeschneiderte Embedded Systeme für die Medizintechnik<br />

© Ginzinger electronic systems GmbH<br />

In der Medizintechnik sind Elektronik<br />

und Embedded Systems wichtige<br />

Kernbestandteile. Sie senken die<br />

Kosten und ermöglichen ganz neue<br />

Einsatzgebiete. Der große Fortschritt<br />

in diesem Bereich erhöht die Qualität<br />

der Gesundheitsversorgung und<br />

reduziert Kosten für medizinisches<br />

Management. Für das Design, sowie<br />

die Entwicklung und Produktion von<br />

Embedded Systemen und Elektronik<br />

ist speziell im Bereich Medizintechnik<br />

viel Knowhow in unterschiedlichen<br />

Disziplinen notwendig.<br />

Medizintechnik gehört zu den<br />

Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts.<br />

Elektronik und Embedded<br />

Systeme sind heutzutage nicht mehr<br />

aus der Medizin wegzudenken. Ob<br />

als Wearable am Körper, Herz-Lungen-Maschinen<br />

im Krankenhaus,<br />

Diagnosegeräte, Laborausstattung<br />

oder Behandlungsgeräte für den<br />

Zahnarzt. Elektronik und Software<br />

sind allgegenwärtig. Der große Fortschritt<br />

in der Medizintechnik erhöht<br />

die Qualität der Gesundheitsversorgung<br />

und reduziert die Kosten<br />

für das medizinische Management.<br />

Normen und Zertifizierung<br />

Der Einsatz von Technik in der<br />

Medizin erfordert strikte Maßnahmen<br />

zum Ausschluss von Fehlfunktionen<br />

und zur dauerhaften Sicherung<br />

der Qualität. Diese Maßnahmen<br />

sind über den gesamten Produktlebenszyklus<br />

einzuhalten und<br />

zu dokumentieren. Es beginnt mit<br />

den Spezifikationen über die Entwicklung<br />

bis zur Abkündigung des<br />

Produkts. Von den Systemen der<br />

Medizintechnik darf keine Gefahr<br />

für Leib und Leben ausgehen.<br />

Aus diesem Grund sind für die<br />

Entwicklung von medizintechnischen<br />

Geräten viele Normen und Vorschriften<br />

zu berücksichtigen. Vor dem Einsatz<br />

der Geräte werden zahlreiche<br />

Zertifizierungen durchlaufen. Über<br />

den Lebenszyklus eines Medizintechnikprodukts<br />

werden die Qualität<br />

der Produktion und des Produkts<br />

laufend von Behörden und<br />

befugten Institutionen überwacht.<br />

Wichtige Richtlinien und<br />

Normen<br />

Einige wichtige Richtlinien und Normen<br />

der Medizintechnik, die Entwickler<br />

kennen müssen sind:<br />

• Medical Device Regulation MDR<br />

der EU<br />

• IVDR – In-vitro-Diagnostic Device<br />

Regulation der EU<br />

• EN ISO 13485 – Managementsystem<br />

für Design und Herstellung<br />

von Medizinprodukten<br />

• EN 60601 - Normenkomplex über<br />

medizinische elektrische Geräte<br />

und Systeme<br />

Einfache Bedienung und<br />

optimale Nutzung<br />

Einfaches, intuitives und fehlerfreies<br />

Bedienen ist in der Medizintechnik<br />

wichtig. Nicht zuletzt ist<br />

das User-Interface auch ein wichtiges<br />

Designelement eines Geräts<br />

und Entscheidungsgrundlage für<br />

den potenziellen Käufer oder die<br />

potenzielle Käuferin. Die optimale<br />

User-Experience steigert die<br />

Akzeptanz und reduziert den Lernaufwand<br />

sowie die Fehleranfälligkeit<br />

beim Anwender. In kritischen<br />

HTV - Das Hochleistungszentrum für elektronische Komponenten<br />

Vorsicht – gefälschte Bauteile!<br />

Spürnase im Einsatz<br />

HTV-Institut für Materialanalyse empfiehlt<br />

internationalen SAE-Standard AS6081<br />

zur Ermittlung von Bauteilfälschungen<br />

Inspektion und frühzeitige Erkennung<br />

von gefälschten EEE-Bauteilen durch<br />

akustische Mikroskopie (SAM)<br />

Weitere Dienstleistungen<br />

- Test<br />

- Bauteilprogrammierung<br />

- Langzeitkonservierung & -lagerung<br />

- Institut für Materialanalyse<br />

- Bauteilbearbeitung<br />

- HTV-Akademie<br />

Viele weltweit<br />

einmalige<br />

Dienstleistungen!<br />

HTV Halbleiter-Test & Vertriebs-GmbH<br />

Robert-Bosch-Str. 28 • D-64625 Bensheim<br />

Tel.: +49 (0) 62 51 / 8 48 00-0 • Fax: +49 (0) 62 51 / 8 48 00-30<br />

E-Mail: vertrieb@HTV-GmbH.de • Internet: www.HTV-GmbH.de<br />

14 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

Umgebungen, wie Behandlungsräumen<br />

oder Laboren muss dafür<br />

gesorgt werden, dass Bedienoberflächen<br />

des HMI und Schalterelemente<br />

keimfrei gehalten werden.<br />

Heute wird die Bedienung von Medizingeräten<br />

mittels Sprachein- und<br />

Ausgabe vereinfacht. Künstliche<br />

Intelligenz unterstützt beim Einsatz,<br />

indem sie beispielsweise Vorschläge<br />

zur Interpretation von Bildern<br />

oder Messergebnissen in der<br />

Diagnostik macht und die Nutzerin<br />

bzw. den Nutzer bei wichtigen Entscheidungen<br />

entlastet.<br />

Messtechnik, Sensoren und<br />

Aktoren<br />

In der Medizintechnik kommen<br />

vielfältige Sensoren zum Einsatz,<br />

um Vitaldaten zu erfassen oder<br />

Substanzen in Laboren zu analysieren.<br />

Direkt am Körper eines Patienten<br />

oder einer Patientin können<br />

Puls, Blutdruck oder Körpertemperatur<br />

erfasst werden. Mittels komplexer,<br />

spektroskopischer Verfahren<br />

kann in einem Laborgerät die<br />

Zusammensetzung von Geweben<br />

und Flüssigkeiten bestimmt werden.<br />

Die technische Herausforderung<br />

besteht dabei sehr oft im kontinuierlichen<br />

Erfassen und Verarbeiten<br />

von Kleinstsignalen in störanfälligen<br />

Umgebungen. Umfassende<br />

Erfahrung mit Analogtechnik<br />

und digitaler Signalverarbeitung<br />

ist ein wichtiges Rüstzeug für<br />

den Entwickler. Mit der Elektronik<br />

werden oft auch optische Systeme<br />

integriert, was wiederum Spezialwissen<br />

erfordert.<br />

Für alle Messungen am Körper<br />

eines Patienten sind höchstmögliche<br />

Sicherheitsstandards einzuhalten.<br />

Das gilt selbstverständlich<br />

auch für den aktiven Eingriff durch<br />

ein Medizingerät. Die eingesetzten<br />

Aktoren, wie Pumpen zum Transport<br />

von Körperflüssigkeiten oder<br />

Antriebe zum Bohren oder Schneiden<br />

von Knochen oder Geweben<br />

müssen zuverlässig funktionieren.<br />

Der Entwickler eines Medizingeräts<br />

muss sicherstellen und<br />

nachweisen, dass der Einsatz mit<br />

minimalem Risiko durchgeführt<br />

werden kann.<br />

Mobilität,<br />

Energiemanagement und<br />

Rechenleistung<br />

Zunehmende Miniaturisierung<br />

und Rechenleistung von Elektronik<br />

Wir führen Technologien zusammen<br />

Die Helmut Hund GmbH in Wetzlar ist<br />

seit über 50 Jahren auf kundenspezifische<br />

Produktentwicklungen und Fertigung in den<br />

Bereichen Optik/Faseroptik, Elektronik und<br />

Feinwerktechnik spezialisiert.<br />

Im Schwerpunkt werden Baugruppen und<br />

Systemlösungen für die Bereiche Medizintechnik,<br />

Messtechnik/Sensorik und Umweltmesstechnik<br />

gefertigt. Darüber hinaus<br />

werden Instrumente unter dem Markennamen<br />

HUND vertrieben, beispielsweise für<br />

Anwendungen in der Medizintechnik, der<br />

Mikroskopie und der Pollen- und Umweltmesstechnik.<br />

und Embedded Systemen ermöglichen<br />

heute Medizingeräte, die klein<br />

und kompakt direkt am Patienten.<br />

Daten sammeln und Kontrollentscheidungen<br />

treffen. Dabei werden<br />

Mikrocontroller mit minimalem<br />

Energiebedarf und ein ausgeklügeltes<br />

Energiemanagement<br />

für einen lang lebigen und schonenden<br />

Batteriebetrieb kombiniert.<br />

Herzschritt macher können<br />

heute mit einer einzigen Batterie<br />

bis zu 10 Jahre betrieben werden.<br />

Die Rechenleistung der eingesetzten<br />

Prozessoren ermöglicht<br />

eine umfangreiche Signalvorverarbeitung<br />

und Auswertung bis<br />

zum Einsatz von Algorithmen aus<br />

dem Bereich Machine Learning<br />

und Künstliche Intelligenz. Entwickler<br />

von Medizingeräten müssen<br />

mit Batterietechnik und deren<br />

sicherer Anwendung ebenso vertraut<br />

sein, wie mit den möglichen<br />

Energiesparstufen unterschiedlicher<br />

Mikroprozessoren. Die Einsatzfälle<br />

des Geräts sind genau zu<br />

Helmut Hund GmbH<br />

Artur-Herzog-Straße 2 · D-35580 Wetzlar · Germany<br />

Tel. +49 (0) 6441 2004-0 · Fax +49 (0) 6441 2004-44<br />

info@hund.de · www.hund.de<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

15


Dienstleistung<br />

von Medizingeräten sollte immer die<br />

Sicherheit im Fokus haben und mit<br />

den dafür notwendigen Vorschriften<br />

und Abläufen vertraut sein.<br />

© Ginzinger electronic systems GmbH<br />

analysieren, um eine exakte Energiebilanz<br />

zu berechnen.<br />

Connectivity und Security<br />

Wir erleben auch in der Medizin<br />

eine digitale Revolution, die alle<br />

Lebens- und Wirtschaftsbereiche<br />

grundlegend erfasst. Medizingeräte<br />

werden immer intelligenter und laufen<br />

nur noch selten im Inselbetrieb.<br />

Vitaldaten der Patientin oder des<br />

Patienten und Diagnosedaten aus<br />

Labors werden nahtlos an medizinische<br />

IT-Systeme übertragen und<br />

ausgewertet.<br />

Dabei kommen unterschiedliche<br />

Netzwerk- und Funkstandards zum<br />

Einsatz, und es muss jederzeit die<br />

Integrität und Sicherheit der Daten<br />

gewährleistet sein. Patientendaten<br />

sind äußerst sensibel und es sind<br />

dafür die höchsten Datenschutzstandards<br />

zu berücksichtigen. Geräte<br />

werden mit medizinisch zertifizierten<br />

Cloud-Systemen betrieben.<br />

Die Übertragung der Daten erfolgt<br />

verschlüsselt und abge sichert.<br />

Manipulationen und unberechtigte<br />

Zugriffe sind zu verhindern. Bei der<br />

Entwicklung moderner Medizingeräte<br />

ist daher Knowhow über Netzwerktechnik,<br />

Netzwerksicherheit und<br />

Verschlüsselung gefordert.<br />

Sicherheit und<br />

Zuverlässigkeit<br />

Medizingeräte müssen dauerhaft<br />

und zuverlässig funktionieren. Das<br />

Risiko für Fehlfunktionen im Betrieb<br />

© DMU GmbH<br />

ist bereits in der Entwicklung zu minimieren.<br />

Dafür sind laufend umfangreiche<br />

Risikoanalysen durchzuführen.<br />

Auf Basis dieser Analysen werden<br />

Maßnahmen abgeleitet, um<br />

potenzielle Bedrohungen weiter zu<br />

minimieren. Zum Einsatz kommen<br />

redundante Systeme, ausgeklügelte<br />

Überwachungsfunktionen in Hardund<br />

Software und Bausteine, die<br />

den vorgeschriebenen Standards<br />

genügen. Weiterhin muss die langfristige<br />

Wartung und Pflege eines<br />

Medizinprodukts über den gesamten<br />

Lebenszyklus gewährleistet<br />

sein, um dauerhaft höchstmögliche<br />

Sicherheit zu garantieren.<br />

Beim eingesetzten Material<br />

werden im medizinischen Umfeld<br />

ebenfalls spezielle Anforderungen<br />

berücksichtigt. Oberflächen, Taster<br />

oder Touch-Displays sollten desinfizierbar<br />

sein. Einige Komponenten<br />

müssen über die Lebenszeit<br />

eine bestimmte Anzahl an Sterilisationszyklen<br />

in einem Autoklaven<br />

unbeschadet verkraften. Im Kontakt<br />

mit dem Patienten oder der<br />

Patientin müssen bioverträgliche<br />

oder atmungsaktive Materialien<br />

verwendet werden. Der Entwickler<br />

© WH Dentalwerk Bürmoos GmbH<br />

Stabilität über viele Jahre<br />

Um eine robuste Hard- und Softwareplattform<br />

für die Serienproduktion<br />

zu schaffen, müssen die Aufwände<br />

für Integration, laufende Wartung<br />

und Erweiterungen von Anfang<br />

an und über den gesamten Produktlebenszyklus<br />

betrachtet werden.<br />

Trotz der sich rasch ändernden<br />

Ansprüche verlangt die Medizintechnik<br />

nach langer Lebensdauer ihrer<br />

Geräte. Änderungen in Hardware<br />

oder Software ziehen langwierige<br />

Zulassungsprozeduren nach sich.<br />

Schon beim Gerätedesign muss<br />

darauf geachtet werden, dass langlebige<br />

Bauteile, möglichst aus mehreren<br />

Quellen, eingesetzt und validiert<br />

werden. Die Embedded-Software<br />

muss äußerst stabil, fehlertolerant<br />

und robust gestaltet sein. Updates,<br />

z. B. bei neuen Bedrohungsszenarien<br />

oder für neue Funktionen, müssen<br />

rasch und sicher eingespielt werden<br />

können. In jedem Fall ist über<br />

die Entwicklung hinaus eine langfristig<br />

stabile Partnerschaft mit dem<br />

Entwicklungspartner unabdingbar.<br />

Ginzinger electronic<br />

systems<br />

Ginzinger electronic systems ist<br />

ein Komplettanbieter für die Entwicklung<br />

maßgeschneiderter, integrierter<br />

Embedded Linux Hard- und<br />

Softwarekomponenten, Leistungselektronik,<br />

Microcontroller-Lösungen<br />

und deren langfristige Produktion.<br />

Ginzinger electronic<br />

systems GmbH<br />

www.ginzinger.com<br />

16 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

Möglichkeiten der Sensorintegration für die Katheter-Herstellung erweitert<br />

Neue Therapien im Bereich der Elektrophysiologie,<br />

der neurovaskulären Medizin, der Bildgebung<br />

und der renalen Denervierung erfordern,<br />

dass die Medizintechnik-Branche mehr Funktionen<br />

auf kleinerem Raum integriert. Die Miniaturisierung<br />

und die Integration komplizierter<br />

Sensoren ist eine zentrale Herausforderung.<br />

Als Fertigungs- und Entwicklungspartner bietet<br />

Freudenberg seinen Kunden neue Technologien<br />

für diese sich schnell verändernde Landschaft.<br />

„Wir kennen die Schwierigkeiten bei der Handhabung<br />

empfindlicher Sensoren in komplexen<br />

Montageprozessen. Wir wissen, dass die Architektur<br />

und die Stapelung von Toleranzen für<br />

diese empfindlichen Komponenten, die gleichzeitig<br />

einer hohen Belastung als auch Komprimierung<br />

unterliegen, angepasst werden müssen“,<br />

sagt Dr. Mark Ostwald, Präsident der Strategischen<br />

Geschäftseinheit Minimal-Invasive<br />

Lösungen von Freudenberg Medical. „Aufgrund<br />

unserer Erfahrung wissen wir am besten, wie<br />

man mit schwankenden Temperaturen umgeht<br />

und wie man Prozesse verfeinert, um sie reproduzierbar<br />

zu machen und besser auf die Fertigung<br />

abzustimmen.“<br />

Durch seine strategisch erweiterten Fähigkeiten<br />

kann Freudenberg mit Sensoren wie<br />

Temperatur- und Drucksensoren, ganzen Sensorengruppen<br />

und faseroptischen Sensoren<br />

arbeiten. Mit seiner vertikal integrierten Katheter-Entwicklung<br />

und -Herstellung ist das Unternehmen<br />

der ideale Partner für intelligente Katheter<br />

und Transkatheter-Systeme. Weitere Informationen<br />

gibt die Fallstudie.<br />

Vom Konzept bis zur<br />

Kommerzialisierung<br />

Freudenberg Medical verfügt über ein umfassendes<br />

Know-how in der Katheter-Entwicklung.<br />

Dieses umfasst Teilbereiche wie hochentwickelte<br />

Extrusion, Griff- und Schaftentwicklung,<br />

Ballonentwicklung und -herstellung, Feinrohre<br />

und Mikrokomponenten aus Metall, Bauteilund<br />

Sensorintegration sowie Beschichtungen.<br />

Vom Konzept bis zur Kommerzialisierung hat<br />

Freudenberg Medical alle Lösungen parat, um<br />

qualitativ hochwertige Produkte schnell auf den<br />

Markt zu bringen.<br />

Freudenberg Medical<br />

www.freudenbergmedical.de<br />

cms electronics ist ein Komplettanbieter<br />

für Electronic-Manufacturing-Services<br />

(EMS): von der Entwicklung über das Design,<br />

die Musterfertigung, den Materialeinkauf, das<br />

Bestücken der Baugruppen inklusive dem<br />

Testen bis zur Endgerätemontage bekommen<br />

Kunden alles aus einer Hand. Hauptmärkte<br />

sind Automotive, Industrie, erneuerbare Energien<br />

und Medizintechnik.<br />

cms electronics bietet integrierte Lösungen<br />

über die gesamte Versorgungskette und jahrzehntelange<br />

Erfahrung in der EMS-Fertigung.<br />

Ihr Partner für die Elektronikfertigung<br />

Unser Service – Ihr Gewinn:<br />

■ Entwicklung von Hard- und Software<br />

für elektronische und mechatronische<br />

Baugruppen, Geräte und Systeme<br />

■ Kundenspezifisches Design<br />

■ Entwicklung von Testkonzepten<br />

■ Materialmanagement<br />

■ Manuelles und automatisiertes Bestücken,<br />

Testen und Montage von Baugruppen,<br />

Systemen und Geräten mittels modernstem<br />

Fertigungsequipment und State-of-the-art-<br />

Technologien<br />

■ Eigenentwicklungen von<br />

Multifunktionstestgeräten<br />

■ Roboterbasierte Testanlagen<br />

■ Auftragsbezogene und kundenspezifische<br />

Kalkulationen zu optimierten Preisen<br />

■ NPI – Produkteinführung mit etablierten<br />

Prozessen<br />

■ Null-Fehler-Philosophie<br />

Über cms electronics:<br />

Fertigungen in Klagenfurt am Wörthersee/<br />

Österreich (Zentrale), in Fonyod/Ungarn und in<br />

March-Freiburg (Deutschland); Vertriebsbüros<br />

in Kassel und March-Freiburg/Deutschland;<br />

zwei Trading-Offices in China (Hong Kong und<br />

Shenzhen). Gegründet 2003, 480 Mitarbeiter.<br />

Zertifiziert nach:<br />

ISO 9001<br />

IATF 16949<br />

ISO 14001 und<br />

ISO 13485.<br />

Mehrfache Auszeichnungen für Flexibilität,<br />

Liefertreue und Qualität.<br />

electronics all inklusive<br />

Electronic-Manufacturing-Services<br />

cms electronics gmbh<br />

Industriering 7<br />

A-9020 Klagenfurt am Wörthersee<br />

Tel: +43 0463 330 340 101<br />

www.cms-electronics.com<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong> 2/<strong>2022</strong><br />

171


Dienstleistung<br />

Präzision in Serie ist eine Frage des<br />

richtigen Designs<br />

Das enge Zusammenspiel von Optikdesign und Fertigung gibt WILD-Kunden Planungs- sowie Kostensicherheit<br />

und garantiert, dass von Beginn an fertigungsgerecht designt wird.<br />

von Design und Fertigung ist, um<br />

hochqualitative Optiken zeit- und<br />

kosteneffizient in kleinen und großen<br />

Stückzahlen herzustellen. Unsere<br />

Produktion und das damit einhergehende<br />

Verständnis für Fertigungstoleranzen<br />

und potenzielle Kostentreiber<br />

bringen eine Reihe von Vorteilen<br />

mit sich. Ebenso wie die Tatsache,<br />

dass die Unternehmensgruppe<br />

unterschiedlichste Kompetenzen<br />

bündelt - von der Machbarkeitsstudie<br />

über moderne Simulationsmethoden<br />

und den Prototypenbau bis<br />

hin zur Serienfertigung“, betont Photonic<br />

Standortleiter Stefan Zotter.<br />

ren. Es beschränkt sich also nicht<br />

nur auf die Auslegung einer Optik,<br />

sondern umfasst auch detaillierte<br />

Sensitivitäts- und Toleranzanalysen.<br />

„Wir untersuchen sämtliche<br />

potenziell vorhandenen Fertigungstoleranzen<br />

wie z. B. fertigungsbedingte<br />

Abweichungen vom Sollradius<br />

der Linse, Brechungsindexschwankungen<br />

des Glases<br />

oder das Passungsspiel zwischen<br />

Linse und Linsenfassung. Sie alle<br />

können sich auf die Leistungsparameter<br />

des optischen Systems auswirken.<br />

Erst wenn man alle unerwünschten<br />

Einflüsse analysiert und<br />

schon in der Designphase reduziert,<br />

entsteht ein System, das die geforderte<br />

optische Performance liefert –<br />

und zwar ab dem ersten Prototyp“,<br />

weiß Photonic Entwicklungsleiter<br />

Gerold Aschinger. Bei WILD und<br />

Photonic werden aus diesem Grund<br />

schon vor dem eigentlichen Optikdesign<br />

die Rahmenbedingungen<br />

kritisch hinterfragt und mit dem<br />

Kunden diskutiert. „Dadurch ist es<br />

mehrfach gelungen, günstigere und<br />

bessere Lösungen umzusetzen.“<br />

WILD Gruppe<br />

www.wild.at<br />

Immer komplexere Geometrien,<br />

fortschreitende Miniaturisierung und<br />

höhere Anforderungen an die Genauigkeit,<br />

Qualität und Sauberkeit<br />

auf der Produktseite. Neue Materialien<br />

sowie innovative Verfahrensund<br />

Messtechniken seitens der Fertigung:<br />

Um optische Hochleistungsprodukte<br />

z. B. für die Medizintechnik<br />

konkurrenzfähig zu realisieren,<br />

muss der Workflow vom Optikdesign<br />

über die exakte Fertigung bis<br />

zur Qualitätskontrolle perfekt aufeinander<br />

abgestimmt sein. Zusätzlich<br />

ist ein genauer Blick auf wirtschaftliche<br />

Faktoren notwendig.<br />

Denn wenn Entwicklung und Produktion<br />

in getrennten Welten verlaufen,<br />

ist die Versuchung oft groß,<br />

dass Designer dort optimieren, wo<br />

die Fertigung später an ihre Grenzen<br />

stößt. Bei der WILD Gruppe ist<br />

das anders. „Wir wissen, wie entscheidend<br />

das Zusammenspiel<br />

Über die vorgegebene<br />

Problemstellung<br />

hinausdenken<br />

Grundsätzlich hat Optikdesign<br />

die Aufgabe, eine anwendungsspezifische<br />

Abbildungsqualität und<br />

Lichtverteilung effizient zu realisie-<br />

Flexibel zum besten Design<br />

Diese Offenheit im Denken ist<br />

unter anderem auf die Breite an<br />

Fertigungsmöglichkeiten der WILD<br />

Gruppe zurückzuführen. Die Entwickler<br />

sind bei der Auslegung ihres<br />

Designs flexibel. „Ein System wird<br />

18 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

nicht auf ein bestimmtes – möglicherweise<br />

ineffizientes Fertigungsverfahren<br />

– hin getrimmt. Vielmehr<br />

optimieren wir es für die Fertigungsmethode,<br />

die die Problemstellung am<br />

besten löst und den höchsten Wert<br />

für den Kunden generiert“, erläutert<br />

Stefan Werkl, Head of Business Unit<br />

Optical Technologies WILD GmbH.<br />

Schnellere Time-to-Market<br />

Ein weiterer Vorteil dieses fertigungsgerechten<br />

Designs: „Das<br />

enge Zusammenspiel von Optikund<br />

Mechanikdesign verkürzt die<br />

Time-to-Market maßgeblich“, betont<br />

Optik Designer Rembert Fertner. Da<br />

bereits bei der Simulation die spätere<br />

Realisierbarkeit berücksichtigt<br />

wird, reduziert sich die Zahl<br />

der Korrekturloops an den Prototypyen<br />

deutlich.<br />

„Die Optikdesigner bei WILD<br />

und Photonic wenden für abbildende<br />

Optiken die Simulationssoftware<br />

Zemax OpticStudio an sowie<br />

LightTools für den Bereich Beleuchtungsoptik.<br />

Dort, wo der Standardfunktionsumfang<br />

dieser Tools nicht<br />

ausreicht, erweitern unsere Entwickler<br />

diesen über das Schreiben<br />

von Scripten, unter anderem in<br />

Python“, erklärt Stefan Zotter. Doch<br />

ihr Be tätigungsfeld beschränkt sich<br />

nicht nur auf die Simulation: Die<br />

Ergebnisse werden immer wieder<br />

mit Experimenten am optischen<br />

Tisch bzw. im Prototyping verifiziert<br />

und Messergebnisse aus der Produktion<br />

in die Toleranzmodelle der<br />

Designs eingepflegt. „Diese wertvollen<br />

Feedbackloops zwischen Fertigung<br />

und Optikdesign heben die<br />

WILD Gruppe von herkömmlichen<br />

Opikdesign büros und reinen Optikfertigern<br />

ab“, ist sich Zotter sicher.<br />

Erfahrung aus<br />

verschiedenen Bereichen<br />

Was Kunden der WILD Gruppe<br />

ebenfalls zugutekommt, ist die<br />

langjährige Erfahrung des Technologiepartners<br />

in verschiedenen<br />

Bereichen. Die Experten in Völkermarkt<br />

beschäftigen sich hauptsächlich<br />

mit abbildenden optischen Systemen<br />

und Freiformoptiken. Photonic<br />

hat sehr viel Know-how in der<br />

Beleuchtungsoptik, die in fast allen<br />

optischen Anwendungen benötigt<br />

wird. Als Beispiel nennt Joachim<br />

Enengl, Photonic Business Developer,<br />

den Bereich Fluoreszenzgestützte<br />

Tumorresektion: „Hier wird<br />

deutlich, dass neben moderner<br />

Display- und Kameratechnik die<br />

Beleuchtung maßgeblich dazu beiträgt,<br />

Augmented-Reality Lösungen<br />

in der Medizintechnik umzusetzen.<br />

Nur wer das notwendige Fach wissen<br />

rund um die Abläufe im Operationssaal,<br />

die physiologischen Hintergründe<br />

und das technische Knowhow<br />

mitbringt, kann ein Gerät entwickeln,<br />

das dem Anwender im OP<br />

einen Mehrwert verschafft“, weiß<br />

Joachim Enengl. Ähnliches gilt für<br />

die In-Vitro-Diagnostik, wo unter<br />

anderem für die multispektrale Auswertung<br />

von molekularbiologischen<br />

Proben entsprechende Lichttechnik<br />

benötigt wird.<br />

High End-Equipment<br />

Die WILD Gruppe ist mit<br />

optischem High End-Messequipment<br />

ausgestattet. Photonic beispielsweise<br />

hat zuletzt in ihr Optikund<br />

Elektroniklabor investiert, indem<br />

neue Montageplätze für Prototypen<br />

und Demonstratoren installiert wurden.<br />

Diese sind mit Kameras und<br />

entsprechender IT ausgestattet,<br />

sodass die Montageplätze für die<br />

Serienfertigung vor Ort vorbereitet<br />

und Schulungen virtuell durchgeführt<br />

werden können.<br />

Zu den technischen Highlights des<br />

neuen Optiklabors, das die Laserschutzklasse<br />

4 erfüllt, zählt u. a. das<br />

Instruments Systems CAS 140D<br />

Spektrometer mit Ulbrichtkugel für<br />

hochpräzise spektrale Lichtmessung.<br />

„Das neue Spektrometer hat<br />

eine höhere Sensitivität und Messdynamik,<br />

was uns bei der Erfassung<br />

von Fluoreszenzsignalen zugutekommt.<br />

Die integrierte Leuchtfeldkamera<br />

ermöglicht wesentlich<br />

schnellere Messungen der Lichtverteilung<br />

von Flächenstrahlern“,<br />

führt Stefan Preißer vom Photonic<br />

Business Development aus. Der<br />

Erkenntnisgewinn aus den Funktionsmustern<br />

ist dadurch gestiegen<br />

und hat eine noch effizientere Entwicklung<br />

zur Folge.<br />

Hinzugekommen sind des Weiteren<br />

eine LMK Color Leuchtdichtemesskamera<br />

für Leuchtdichte- und<br />

Farbmessung sowie ein Kamerasystem,<br />

das zum Einsatz kommt, um<br />

VIS- und NIR-Anteile in der Energieverteilung<br />

von Beleuchtungsfeldern<br />

zu charakterisieren. Neu ist<br />

auch ein Powermeter zur Vermessung<br />

von Lasern im NIR-Bereich<br />

sowie noch schnellere Photodioden<br />

zur Messung von Fluktuationen<br />

bei Lasern. Außerdem hat Photonic<br />

eine Datenbank an Leuchtmitteln<br />

erstellt, welche mit einer Software<br />

zur spektralen Kombination verknüpft<br />

wurde. Dieses Wissen auf<br />

Knopfdruck verkürzt die Konzeptphase,<br />

da Lichtquellenrecherchen<br />

nun deutlich schneller ablaufen.<br />

In Summe kommt die Qualität<br />

des Equipments der WILD Gruppe<br />

an jene von Prüflaboren heran. Die<br />

Optikdesigner erhalten damit eine<br />

direkte Vergleichbarkeit ihrer Messwerte<br />

mit jenen der Zertifizierungsstelle,<br />

was Wartezeiten minimiert,<br />

die Entwicklung beschleunigt und<br />

eine kürzere Durchlaufzeit zur Produktion<br />

zur Folge hat.<br />

Regulatory Affairs:<br />

Unterstützung in jeder<br />

Phase des Produktlebenszyklus<br />

Ein ebenso wichtiger Punkt, speziell<br />

für Kunden aus der Medizintechnik,<br />

ist die Tatsache, dass die<br />

WILD Gruppe ein ganzes Paket an<br />

Dienstleistungen im Bereich Regulatory<br />

Affairs zur Verfügung stellt.<br />

Denn viele Unternehmen kennen<br />

das Problem: Sie bauen einerseits<br />

auf Beratungsunternehmen, die in<br />

regulatorischen Belangen unterstützen.<br />

Andererseits holen sie sich für<br />

technische Fragen Know-how von<br />

Auftragsfertigern und -entwicklern.<br />

Beides in Kombination bieten<br />

die wenigsten. Hier hebt sich die<br />

WILD Gruppe ab, die durch die Entwicklung<br />

und Fertigung von Medizintechnikprodukten<br />

früh auf die<br />

gehobenen Anforderungen reagieren<br />

musste. Eigene Systemarchitekten<br />

und Quality Engineers stehen<br />

Kunden aus unterschiedlichsten<br />

Branchen zur Seite, um deren<br />

erhöhten Dokumentationsaufwand<br />

zu bewältigen. Denn Regulatory<br />

Affairs beginnen bei der Produktidee.<br />

Wer von Beginn an Erfahrung<br />

und Wissen in diesem Bereich mitbringt,<br />

verschafft sich in eine günstigere<br />

Startposition. WILD selbst<br />

ist FDA Contract Manufacturer und<br />

nach ISO EN 13485 zertifiziert und<br />

unterstützt Kunden bereits am<br />

Anfang des Produktlebenszyklus<br />

unter anderem bei der Erfassung<br />

und Bewertung der relevanten Normen<br />

und Richtlinien, beim Risikomanagement<br />

nach 14971 oder der<br />

technischen Dokumentation inklusive<br />

Design History. Von den General<br />

Safety Requirements über die<br />

Risikoanalysen bzw. Risikoanforderungen<br />

bis hin zum validierten und<br />

zertifizierten Produkt wird in Zukunft<br />

alles in einem neuen Product-Lifecycle-Management-Tool<br />

abgebildet.<br />

Damit sind Änderungen wesentlich<br />

einfacher und sicherer. ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

19


Dienstleistung<br />

Step by Step zur Smart Factory<br />

Industrie 4.0 bei cms electronics<br />

cms electronics gmbh<br />

www.cms-electronics.com<br />

Die Umsetzungsmaßnahmen für<br />

eine digitale und vernetzte Kontrolle<br />

der Produktion werden bei cms electronics<br />

mit dem Projekt iTEP - Integrated<br />

Traceability Excellence Programm<br />

gesteuert. Dabei folgt das<br />

Unternehmen einem 5-Stufen-Plan,<br />

der im Folgenden erläutert wird.<br />

Seit gut einem Jahrzehnt<br />

beschäftigt sich cms electronics<br />

mit Industrie 4.0, der Digitalisierung<br />

der eigenen Produktion zur Fertigung<br />

von elektronischen Bauteilen<br />

und Modulen. Die Treiber der Digitalisierungsmaßnahmen<br />

sind Vorgaben<br />

aus Branchennormen und die<br />

Notwendigkeit von kontinuierlicher<br />

Verbesserung, um am Markt wettbewerbsfähig<br />

zu sein. Auch kundenseitig<br />

steigt die Forderung zu<br />

mehr digitaler und vernetzter Kontrolle<br />

der Produktion stetig an und ist<br />

von einem „nice to have“ zu einem<br />

„must“ bei der Vergabe von Neuaufträgen<br />

geworden.<br />

Die Herausforderungen<br />

waren und sind die fehlende ganzheitliche<br />

Rückverfolgbarkeit von eingesetzten<br />

Materialien und Prozessen,<br />

Inseln aus alten und neuen<br />

Maschinen mit zum Teil proprietären<br />

Maschinen-Schnittstellen und<br />

herstellerabhängigen Datenanalyse-<br />

Tools, die unterschiedliche Datenqualität,<br />

keine Echtzeit-Prozess-<br />

Daten, ein Schlechtteilhandling über<br />

Markierungen und die Entkoppelung<br />

der Produktion von ERP-Systemen.<br />

Zusätzliche Erschwernisse ergeben<br />

sich für EMS Dienstleister aus der<br />

hohen Produkt- und Materialvielfalt<br />

in den verschiedenen Geschäftssegmenten,<br />

wie Industrie, Automotive,<br />

Medizin…, und den damit verbundenen<br />

unterschiedlichen Anforderungen.<br />

Steigende Komplexität<br />

Die steigende Komplexität einzelner<br />

Prozessschritte kann nicht<br />

mehr durch einfache Checklisten<br />

und handgeschriebene Dokumente<br />

kontrolliert und überwacht werden.<br />

Wo vor Urzeiten ein Vorarbeiter mit<br />

Stoppuhr und Lupe stand, protokollieren<br />

nun Sensoren millisekundengenau<br />

die einzelnen Arbeitsschritte.<br />

cms electronics lenkt mit dem Projekt<br />

iTEP, dem hauseigenen „Integrated<br />

Traceability Excellence Programm“,<br />

die Umsetzung der Digitalisierungsmaßnahmen.<br />

iTEP gibt die<br />

Regeln der Kommunikation zwischen<br />

dem ERP, dem MES und dem Shopfloor<br />

vor und vereinigt die verschiedenen<br />

Komponenten, wie eben ERP<br />

und MES, aber auch Maschinen,<br />

Testsysteme und Prüfplätze, stationäre<br />

und mobile Terminals zur<br />

Daten-Ein- und Ausgabe und ein<br />

automatisiertes Wareneingangssystem.<br />

Dabei verfolgt cms electronics<br />

einen 5-Stufen-Plan:<br />

Die Stufen des iTEP -<br />

Integrated Traceability<br />

Excellence Programm<br />

Stufe 1, die Material-Traceability,<br />

umfasst alle Daten der Materialwirtschaft.<br />

cms electronics hat dafür ein<br />

automatisiertes Wareneingangssystem<br />

implementiert. Lesen und<br />

Übertragen von Materialdaten im<br />

MES-System, der Abgleich Bestelldaten<br />

- ERP-System, eine Materialverriegelung<br />

bei Abweichungen und<br />

eine integrierte Wareneingangsprüfung<br />

mit automatischer Dynamisierung<br />

der Prüfschärfe oder Stichprobengröße<br />

in Abhängigkeit von<br />

Hersteller, Lieferant, Lot und letzten<br />

Prüfungsergebnissen sind automatisiert.<br />

Die Erstellung einer internen<br />

UID-Nummer für die jeweils<br />

kleinste Verpackungseinheit und<br />

das Labeling mit internem cms-Etikett<br />

sind Voraussetzungen für die<br />

Lagerung und Kommissionierung<br />

in einem automatischen AutoStore-<br />

Lagerrobotersystem. Leiterplatten<br />

werden mittels Laser mit Master-<br />

20 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

und Single-DMCs versehen und<br />

deren Daten mit dem MES-System<br />

verknüpft. Zuletzt erfolgt die Koppelung<br />

der Materialdaten in der Fertigung:<br />

Material-UIDs werden mit<br />

dem Master-DMC der Leiterplatte<br />

verknüpft. Automatisches Erkennen<br />

von Chargenwechsel bei Endlos-<br />

Fertigung, die Prüfung der korrekten<br />

Materialverwendung und Verriegelung<br />

bei Abweichung sowie die Prüfung<br />

von Haltbarkeit bzw. Q-Sperre<br />

und Verriegelung bei Abweichung<br />

werden dadurch ermöglicht.<br />

Stufe 2<br />

Die Prüf-Traceability, Stufe 2 des<br />

iTEP, umfasst alle Prüf- und Testaufgaben<br />

in der Produktion, wie die<br />

Wareneingangsprüfung, die Solderpasten-Inspektion<br />

(SPI), die Automated<br />

Optical Inspection (AOI), die<br />

Kraftüberwachung Pin-Einpressen<br />

(PFC) und In-Circuit-Tests (ICT).<br />

Funktionstests und automatische<br />

optische Endkontrollen (EOL-AOT),<br />

jeweils nach Kundenspezifikation,<br />

vervollständigen das Prüf- und Testportfolio.<br />

Stufe 3<br />

In Stufe 3, der Prozess-Traceability,<br />

werden die Prozessdaten<br />

erfasst. Neben dem Protokollieren<br />

von Prozessparametern erfolgt das<br />

Monitoring für Performance und<br />

Rüstzeiten, eine Down-Time-Auswertung<br />

mit der Protokollierung von<br />

Maschinen und Fertigungsproblemen<br />

und die automatisierte Meldung<br />

an Maintenance oder das Process<br />

Engineering.<br />

Zur Verknüpfung von Material-,<br />

Prüf-, Prozess- und Verpackungs-<br />

Traceability wurde die übergeordnete<br />

c-Trace-Datenbank eingeführt.<br />

Mit dem von cms electronics entwickelten<br />

Programm ist die Statusabfrage<br />

eines jeden Bauteils zu<br />

jeder Zeit und von jedem Mi tarbeiter<br />

dezentral möglich.<br />

Stufe 4<br />

c-Trace spielt auch eine wichtige<br />

Rolle in Stufe 4, der Prozess-Verriegelung.<br />

Das Schlechtteilhandling<br />

kann mittels LAN/WAN-Netzwerken<br />

nicht nur firmenintern, sondern – bei<br />

entsprechender Einrichtung - auch<br />

zum Kunden kommuniziert werden.<br />

Das MSL-Handling, die LED-Binning<br />

Verriegelung, Überwachung<br />

der Bauteil- und Hilfsstoffe-Haltbarkeit<br />

und die korrekte Verwendung<br />

von Hilfsstoffen und Fertigungshilfsmitteln<br />

sind Beispiele für die<br />

präventive Prozess-Verriegelung.<br />

Stufe 5<br />

Abgeschlossen wird das iTEP<br />

Programm bei cms electronics<br />

durch Stufe 5, der Prozess-Verbesserung.<br />

Die Nutzung der gesammelten<br />

Daten über KPIs, eine detaillierte<br />

Prozessanalyse und Ableitung von<br />

Maßnahmen, wie zum Beispiel eine<br />

optimierte präventive Instandhaltung<br />

oder die optimierte Verschleißteil-Lebensdauer,<br />

tragen zur ständigen<br />

Prozess-Verbesserung bei<br />

und bringen so langfristig Unternehmens-,<br />

Kunden- und Wettbewerbsvorteile<br />

hervor.<br />

Was wurde schon erreicht?<br />

Die durchgängige Material- und<br />

Prozess-Traceability sowie eine<br />

automatisierte Prozessverriegelung<br />

sind bereits umgesetzt, dabei<br />

wurden auch im Bereich der manuellen<br />

THT-Bestückung bereits<br />

erste Kundenprojekte voll in die<br />

c-Trace-Datenbank integriert. Einheitliche<br />

Datenanalysetools, zusammengefasst<br />

in der c-Trace-Datenbank,<br />

liefern die Daten für die weitere<br />

Verarbeitung - und das nicht<br />

nur vernetzt über die Produktionsstandorte<br />

der cms electronics, sondern<br />

auch bis hin zur Weiterverarbeitung<br />

beim Kunden.<br />

Gerade in Arbeit<br />

sind die Umsetzung der automatisierten<br />

Istverbrauchs-Materialbuchungen,<br />

die Übernahme und<br />

Vereinheitlichung älterer Projekte<br />

und die Verpackungstraceability<br />

mit Verriegelung. Auf die Umsetzung<br />

noch etwas warten müssen<br />

die flexible Instandhaltung über<br />

Prozessdaten und eine automatisierte<br />

Produktionsplanung über<br />

Echtzeit-Ist-Daten. Das Integrated<br />

Traceability Excellence Programm<br />

der cms electronics beruht größtenteils<br />

auf dem Erfassen, Verarbeiten<br />

und dem Speichern von Informationen<br />

und Daten. Aus diesem Grund<br />

hat das Informationssicherheitsmanagement<br />

hohe Priorität. Mit<br />

dem Ausbau der IT-Sicherheit<br />

wird cms electronics weitere wichtige<br />

Meilensteine erreichen. Eine<br />

ISMS-Zertifizierung auf Grundlage<br />

der ISO 27001 wurde in Angriff<br />

genommen. Nächster Schritt ist<br />

dabei die richtige Einschätzung der<br />

bestehenden Sicherheitsrisiken für<br />

die Organisation nach ISO 27005<br />

bzw. TISAX, was eine wesentliche<br />

Voraussetzung für ein erfolgreiches<br />

IT Sicherheitsmanagement darstellt.<br />

Zusammenfassend kann man<br />

sagen, dass die 4. industrielle Revolution,<br />

also die Umsetzung einer<br />

echten Industrie 4.0, bei cms electronics<br />

gerade stattfindet.<br />

Was bringt iTEP für Kunden<br />

der cms electronics?<br />

Neben den ohnehin bekannten<br />

Vorteilen der verbesserten Produktqualität<br />

und Risikominimierung<br />

von Ausfällen im Feld zeigen<br />

sich gerade in der heutigen Zeit der<br />

Materialknappheit die Vorteile einer<br />

integrierten Traceability. Bei abgerissenen<br />

oder stockenden Lieferketten<br />

ist jedes Bauteil kostbar und wird<br />

zur Erfüllung von Lieferkontrakten<br />

benötigt. Es ist einfach nicht mehr<br />

leistbar, Bauteile aufgrund von mangelhafter<br />

oder verspäteter Prozesskontrolle<br />

zu verlieren. Es bedeutet<br />

Verschwendung von Zeit, Geld, Nerven<br />

und nicht zuletzt Ressourcen.<br />

In der Elektronikindustrie kann<br />

cms electronics die gesamte Dienstleistungskette<br />

im Entstehungsprozess<br />

einer elektronischen Baugruppe<br />

abdecken. Durch das iTEP-<br />

Programm ist man in der Lage,<br />

jeden Kunden individuell zu unterstützen.<br />

Das fängt im Produktentstehungsprozess<br />

an, wo angefangen<br />

von optimierten Angeboten<br />

bis hin zur Serienreife die ausgewerteten<br />

Daten Grundlage eines<br />

jeden Kundenprojektes sind. In<br />

der Produktrealisierung, im Kerngeschäft<br />

der Leiterplatten-Bestückung<br />

- manuell und/oder hochautomatisiert<br />

mit neuesten Technologien<br />

und nach den aktuellsten Standards<br />

– sichert iTEP Qualität, Liefertreue<br />

und Flexibilität. ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

21


Dienstleistung<br />

Halbleiter-/Bauteilkrise<br />

Kurzfristige Lösungen, Umgang mit unsicheren Quellen und langfristige Konzepte für die Medizintechnik<br />

Entnahme von Bauteilen an einer Baugruppe. Hier wird in einem zweistufigen Verfahren zuerst das Metall-Cover<br />

entfernt und anschließend der Flash-Baustein entnommen<br />

Autor:<br />

M. Sc. Gunter Mößinger,<br />

Analytik/Forschung und<br />

Entwicklung<br />

HTV Halbleiter-Test &<br />

Vertriebs-GmbH<br />

info@htv-GmbH.de<br />

www.htv-gmbh.de<br />

Das Corona-Virus und Produktionsausfälle<br />

in der Halbleiterindustrie<br />

haben zu einer beispiellosen<br />

Verknappung der Halbleiter geführt.<br />

Nahezu alle europäischen Elektronik-,<br />

aber auch Automobilhersteller<br />

und Hersteller von medizintechnischen<br />

Produkten sind direkt<br />

oder indirekt von Produktionsausfällen<br />

oder zumindest immensen<br />

Preissteigerungen betroffen. Das<br />

Problem ist dabei noch lange nicht<br />

ausgestanden und wird uns auch<br />

noch mindestens für ein weiteres<br />

Jahr begleiten.<br />

Die Just-in-time-Lieferung ist<br />

heute gängige Praxis. Wenn alles<br />

glatt läuft und die fein synchronisierten<br />

Abläufe Zahn in Zahn fassen,<br />

ist diese Form der „Lagerhaltung“<br />

extrem kostengünstig, da kein ausgeprägtes<br />

Lager benötigt wird. Im<br />

Idealfall wird mit dem LKW immer<br />

exakt so viel Ware angeliefert wie<br />

direkt verarbeitet wird. Problematisch<br />

wird es, wenn diese Synchronisierung<br />

durch externe Einflüsse<br />

gestört wird. Wie die jüngere<br />

Geschichte lehrt, gibt es, von Pandemien,<br />

über Schiffe, die wichtige<br />

Schifffahrtsrouten blockieren, bis<br />

hin zu brennenden Halbleiterwerken,<br />

viele Möglichkeiten, wodurch<br />

Lieferketten zusammenbrechen<br />

können. Die entscheidende Frage<br />

ist, wie kurzfristig damit umgegangen<br />

wird und was langfristig an Prozessen<br />

geändert werden muss, um<br />

solche Effekte abzumildern – immerhin<br />

lehrt die Geschichte auch, dass<br />

sich viele Ereignisse wiederholen!<br />

Denn gerade im Bereich der Medizintechnik<br />

werden Bauteile dringend<br />

benötigt, um die Versorgung in den<br />

Kliniken, Laboren und Krankenhäusern<br />

aufrecht zu halten.<br />

Optionen der kurzfristigen<br />

Bauteilbeschaffung –<br />

Bauteil-Harvesting<br />

Auch wenn die Methode unüblich<br />

wirkt und gedanklich eher dem<br />

Recycling am Ende des Lebenszyklus<br />

einer Baugruppe zuzurechnen<br />

ist, bietet Harvesting von Bauteilen<br />

auf aktuell nicht benötigten<br />

Baugruppen eine gute Möglichkeit,<br />

kurzfristig geringe Stückzahlen von<br />

Bauteilen zu erhalten. Letztendlich<br />

stellt sich die Frage, welche<br />

Kosten einem Unternehmen entstehen,<br />

bzw. welcher Gewinn entgeht,<br />

wenn keine Produkte ausgeliefert<br />

werden können. Um beim<br />

konkreten Tagesgeschäft zu bleiben:<br />

Ist es gesamtwirtschaftlich<br />

sinnvoller, einen 4-€-Microcontroller<br />

von einem Evaluation-Kit für 20 €<br />

zu harvesten und diesen aufbereitet<br />

dem Bestückungsprozess für<br />

Dreidimensionale Vermessung der Pins von entnommenen Bauteilen<br />

22 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

Bauteil mit visuell auf den ersten<br />

Blick unscheinbarer Markierung<br />

eine Baugruppe zuzuführen, wenn<br />

diese Baugruppe in Kombination mit<br />

dem Endprodukt (z. B. einem medizinischen<br />

Röntgengerät oder gar<br />

MRT) hohen Gewinn abwirft oder<br />

nicht? Die Frage kann letztendlich<br />

nur beantwortet werden, indem der<br />

Verlust durch nicht verkaufte Produkte<br />

oder Geräte errechnet wird.<br />

Wer schon vorher ein gefülltes<br />

Lager und mehrere Baugruppen<br />

mit relevanten Bauteilen hat, ist<br />

hier klar im Vorteil. In diesem Fall<br />

ist es möglich, die Bauteile von<br />

weniger profitablen Baugruppen<br />

zu harvesten und auf die teureren<br />

Baugruppen zu bestücken. Dabei<br />

gibt es jedoch vieles zu beachten<br />

und diverse Parameter sind für den<br />

Erfolg des Prozesses zu wählen.<br />

Hierfür ist viel Erfahrung nötig, um<br />

die Bauteile am Ende wieder fit für<br />

den regulären Bestückungsprozess<br />

zu machen.<br />

Prozessschritte<br />

Folgende Prozessschritte sind für<br />

das Harvesting und die anschließende<br />

Zuführung in die Produktion<br />

relevant: Beginnend mit der automatischen<br />

Bauteilextraktion, bei<br />

der beispielsweise FPGAs, Microcontroller,<br />

Flash-Bausteine oder<br />

andere relevante Bauteile einer Baugruppe<br />

entnommen werden, erfolgt<br />

anschließend die optische Kontrolle<br />

und gegebenenfalls eine Aufbereitung<br />

der Anschlusspins oder auch<br />

ein Reballing von BGA-Bausteinen.<br />

In weiteren Prozessschritten kann<br />

die Software für die Zielbaugruppe<br />

einprogrammiert werden. Durch das<br />

OTP-Alive-Verfahren lassen sich<br />

sogar einige eigentlich nur ein malig<br />

beschreibbare Bauteile erneut programmieren<br />

und so dennoch auf<br />

Analyse des Bauteils mit dem<br />

Ultraschallmikroskop. Es kommt<br />

eine weitere Laser-Markierung<br />

zum Vorschein – das Bauteil wurde<br />

manipuliert!<br />

einer anderen Baugruppe verwenden.<br />

Neben der Programmierung ist<br />

natürlich auch die zusätzliche Selektion<br />

von Bauteilen nach bestimmten<br />

Parametern (z. B. bei Operationsverstärkern,<br />

DC-DC-Convertern<br />

oder auch diskreten Bauelementen)<br />

möglich, wenn spezielle Anforderungen<br />

an die Bauteile bestehen.<br />

Bauteile aus unsicheren<br />

Quellen<br />

Bekomme ich was ich wirklich<br />

will? Die Vermutung liegt nahe,<br />

dass derzeit nahezu alle Einkäufer<br />

zusätzlich in Quellen nach Bauteilen<br />

suchen, die sie vor einigen<br />

Jahren noch nicht einmal namentlich<br />

kannten. So schießen Portale<br />

aus dem Erdboden hervor, die die<br />

letzten kleinen Restbestände aus<br />

dubiosen Quellen erhalten haben.<br />

Getestete Ware? – Fehlanzeige!<br />

Wird von der Endkontrolle Ihrer<br />

Produktion bemerkt, dass ein Operationsverstärker<br />

mit speziellen Qualifikationen<br />

für 15 € pro Stück durch<br />

einen 10 ct Bauteil mit „optisch identischem<br />

Gehäuse“ ersetzt wurde?<br />

Wie verhält sich der Controller, wenn<br />

der Speed-Grade ein anderer ist?<br />

Ist der Baustein wirklich zuverlässig<br />

und gewährleistet eine verlässliche<br />

Funktionalität? Würden Sie<br />

sich z. B. von Ihrem Beatmungsgerät<br />

beatmen lassen, wenn Ihr Einkäufer<br />

aus unzuverlässiger Quelle<br />

Bauteile beschafft hat?<br />

Im Tagesgeschäft werden diese<br />

Fragen häufig gestellt. Besser ein<br />

Test, der ein Vielfaches des Bauteilpreises<br />

kosten kann, als keine oder<br />

ungeprüfte Ware auf der Baugruppe<br />

oder schlimmstenfalls Feldausfälle,<br />

im medizinischen Bereich unter<br />

Umständen sogar mit Todesfolge.<br />

Immer häufiger zeigen sich auch<br />

dreiste Plagiate oder aufgearbeitete<br />

und umgelabelte Bauteile. Für den<br />

Laien (selbst mit elektrotechnischem<br />

Background) ist dies oft nur schwer<br />

zu erkennen. Klassisch konnte bisher<br />

mit einem Wischtest Blacktopping<br />

(Nachschwärzen) der Bauteile<br />

sehr gut aufgedeckt werden. Doch<br />

auch Fälscher lernen dazu, weshalb<br />

weitere, aufwändigere Analyseverfahren<br />

(wie z. B. die Bauteilöffnung<br />

oder Ultraschallmikroskopie)<br />

zum Einsatz kommen müssen.<br />

Hier bewährt sich das Counterfeit-<br />

Screening und eine Vielzahl von<br />

Analysemethoden. Die Durchführung<br />

der Analysen ist im Standard<br />

SAE AS6081 mit dem Titel „Fraudulent/Counterfeit<br />

Electronic Parts“<br />

festgelegt. Hier sind Guidelines definiert,<br />

in welchem Umfang und mit<br />

welchen Methoden Bauteile zu prüfen<br />

sind. Immer mehr Kunden aus<br />

anderen Industriebereichen verwenden<br />

die Analysevorschläge des<br />

Standards als Vorlage für entsprechende<br />

Prüfungen auf Originalität<br />

und Zuverlässigkeit.<br />

Elektrische Tests und<br />

Warenbewertung<br />

Neben den bereits erwähnten<br />

Analysemethoden können auch<br />

elektrische Tests (Datenblattprüfung)<br />

oder visuelle Warenbewertungen<br />

zur Erkennung nicht einwandfreier<br />

Ware eingesetzt werden.<br />

Doch selbst Originalware aus<br />

einer Quelle mit schlechtem Lagerprozess<br />

kann bei der Bestückung<br />

zu einer mangelhaften Benetzung<br />

mit Lötzinn und damit nicht ausreichender<br />

Verarbeitbarkeit führen.<br />

Anhand von Benetzungstests sollte<br />

die Verarbeitbarkeit daher im Idealfall<br />

vor der Bestückung überprüft<br />

werden, um nicht unnötig ohnehin<br />

seltene oder teure Bauteile zu verschwenden.<br />

Sollten Bauteile ein<br />

schlechtes Benetzungsverhalten<br />

aufweisen, bietet das Revivec-Reinigungsverfahren<br />

eine Möglichkeit,<br />

oxidierte oder verunreinigte Bauteile<br />

schonend zu reinigen und die Qualität<br />

des Lötprozesses wieder zu<br />

steigern. Das Risiko von schlecht<br />

benetzten Lötstellen auf den Baugruppen<br />

wird dadurch signifikant<br />

reduziert.<br />

Langfristige Konzepte<br />

– Obsoleszenz,<br />

Lieferzeiten-Tracking und<br />

Langzeitlagerung<br />

Im Rahmen eines strategischen<br />

Bauteilmanagements ist es gerade<br />

im Bereich der Medizintechnik mit<br />

aufwändigen Zertifizierungsketten<br />

besonders wichtig, mittels geeigneter<br />

Tools oder durch Inanspruchnahme<br />

entsprechender Recherche-<br />

Dienstleistungen eine regelmäßige<br />

Überwachung der Produktstücklisten<br />

durchzuführen. Neben dem<br />

Obsoleszenz-Status kann durch<br />

spezielle Software auch direkt<br />

die durchschnittliche Lieferzeit als<br />

Indikator übermittelt werden. Der<br />

dadurch geschaffene Handlungsspielraum<br />

ermöglicht es, proaktiv<br />

zu reagieren und frühzeitig nach<br />

anderen Quellen für die Bauteile<br />

zu suchen oder durch Re-Designs<br />

oder Replacements die Produktion<br />

frühzeitig umzustellen. Für Produkte<br />

mit konstanten, planbaren Verkaufszahlen<br />

bietet sich bereits sehr früh<br />

Spannungsregler von Texas Instruments nach chemischer Bauteilöffnung.<br />

Der Originalbaustein (links) hat einen deutlich größeren Chip. Der Fake-<br />

Baustein (rechts) überhitzt, wenn er mit dem zulässigen Maximalstrom des<br />

Originalbauteils belastet wird<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

23


Dienstleistung<br />

Einblick in ein Analyselabor im HTV-Institut für Materialanalyse<br />

ein Life-Time-Buy, d. h. die Beschaffung<br />

von Bauteilen für die Restzeit,<br />

die ein Produkt am Markt verkauft<br />

werden soll, an.<br />

Langzeitlagerung<br />

Die frühzeitige Beschaffung von<br />

Bauteilen und die Aufstockung des<br />

Lagerbestands bieten einen Schutz<br />

vor Lieferengpässen oder (im Falle<br />

des Life-Time-Buy) sogar dem längeren<br />

Zusammenbrechen der Lieferketten.<br />

Doch die Einlagerung<br />

birgt auch nicht zu unterschätzende<br />

Risiken, da nur ein qualifiziertes,<br />

speziell auf die Komponente zugeschnittenes<br />

Lagerungskonzept die<br />

Funktionalität und Verarbeitbarkeit<br />

nach einer Lagerungszeit von mehreren<br />

Jahren oder gar Jahrzehnten<br />

sicherstellt.<br />

Zur Beurteilung der Risiken für<br />

die Langzeitlagerung z. B. beim Life-<br />

Time-Buy muss zunächst im Vorfeld<br />

der aktuelle Gesamtzustand der<br />

zu lagernden Komponenten erfasst<br />

werden. Dabei ist zu ermitteln, ob<br />

die Bauteile mechanisch und elektrisch<br />

einwandfrei sind und welche<br />

Risiken während der Lagerung zu<br />

erwarten sind, bzw. ob die Komponenten<br />

überhaupt für eine Lagerung<br />

geeignet sind. Durch Stickstoff<br />

wird ausschließlich die Oxidation<br />

reduziert, die nur ein sehr kleiner<br />

Bestandteil sämtlicher zu berücksichtigender<br />

Alterungsprozesse<br />

darstellt. In den sogenannten Stickstoff-Drypacks,<br />

die oftmals für eine<br />

Langzeitlagerung verwendet werden,<br />

findet man bei einem Standardverpackungsprozess<br />

zudem immer<br />

noch einen Sauerstoffanteil im Prozentbereich.<br />

Dementsprechend ist<br />

sogar die Wirkung der verminderten<br />

Oxidation fraglich.<br />

Die relevanten Alterungsprozesse,<br />

wie z. B. die Diffusions- oder<br />

auch Korrosionsprozesse durch<br />

ausgasende Schadstoffe, werden<br />

hierbei in keiner Weise reduziert!<br />

Daher sollten mit der Lagerung<br />

der wertvollen Bauteile nur Spezialisten<br />

mit langjähriger Erfahrung<br />

und kontinuierlicher Forschung<br />

zu Alterungseffekten betraut und<br />

kein blindes Vertrauen in Anbieter<br />

ohne entsprechende Expertise<br />

gesetzt werden.<br />

Langzeitkonservierungsund<br />

lagerungsverfahren<br />

Mit dem TAB Langzeitkonservierungs-<br />

und lagerungsverfahren können<br />

Bauteile in Hochsicherheitsgebäuden<br />

bis zu 50 Jahre konserviert<br />

werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen<br />

Lagerungsverfahren (z. B.<br />

in Stickstoff-Drypacks) können die<br />

spezifischen Alterungsprozesse,<br />

wie beispielsweise die Diffusion,<br />

drastisch reduziert, z. T. sogar verhindert<br />

werden. Hierbei wird auch<br />

eine Überwachung und Vorhersage<br />

der Verfügbarkeit der eingelagerten<br />

elektronischen Komponenten mithilfe<br />

verschiedenster Analyseverfahren<br />

angeboten. Somit kann die Versorgung<br />

der Produktion mit wichtigen<br />

Bauteilen auf Jahrzehnte sichergestellt<br />

werden. HTV forscht seit vielen<br />

Jahren und mit mehreren Forschungsprojekten<br />

in Kooperation<br />

mit Fraunhofer Instituten zusammen.<br />

Alterungsmechanismen von<br />

Bauteilen und Baugruppen stehen<br />

hierbei besonders im Fokus. Beachtliche<br />

Erkenntnisse sowohl auf Bauteilebene,<br />

Modulebene bis hin zur<br />

komplexen Baugruppe (Bedieneinheiten<br />

mit Display und Eingabemodulen)<br />

oder auch bei OLEDs wurden<br />

gewonnen, welche es HTV ermöglichen<br />

seine Lagerverfahren optimal<br />

auf die Bedürfnisse der Bauteile und<br />

Komponenten anzupassen.<br />

Fazit<br />

Auch in der Bauteilkrise gibt es<br />

Möglichkeiten (zumindest bis hin<br />

zu gewissen Stückzahlen), kurzfristig<br />

Bauteile für den Bestückungsprozess<br />

zu beschaffen. Dabei können<br />

die Quellen für ein Harvesting<br />

eigene Baugruppen, Evaluation-Kits<br />

oder auch bestückte Baugruppen<br />

aus anderen Quellen sein. Durch<br />

geschultes Personal, viel Erfahrung<br />

und erstklassige Geräte können so<br />

Bauteile für den weiteren Prozess<br />

wiedergewonnen werden.<br />

Um die Qualität der Baugruppen<br />

und den Einsatz einwandfreier Originalware<br />

sicherzustellen, kann die<br />

Lösung nur ein ausgeprägtes Counterfeit<br />

Screening in Kombination mit<br />

einem elektrischen Test und der<br />

visuellen Bewertung des Warenzustands<br />

sein. Kostspielige Ausfälle in<br />

der Produktion (bei denen Nacharbeiten<br />

durchgeführt oder Baugruppen<br />

entsorgt werden müssen) oder<br />

gar Ausfälle im Feld (mit extrem<br />

hohen Kosten und negativen Einfluss<br />

auf die Reputation des Herstellers),<br />

gilt es unter allen Umständen<br />

zu vermeiden. Dennoch sollte<br />

im Idealfall immer darauf geachtet<br />

werden, dass es sich bei den Bauteilen<br />

um unauffällige Originalware<br />

handelt, was mindestens durch<br />

Stichprobenprüfungen bewertet<br />

werden sollte.<br />

Planungssicherheit<br />

Um langfristige Planungssicherheit<br />

zu erhalten, kann sich ein Lifetime-Buy<br />

lohnen, um unabhängig<br />

von Lieferengpässen agieren,<br />

eigene Bauteile verwalten und (im<br />

Falle von Gleichteilen) zwischen<br />

Baugruppen aufteilen, zu können.<br />

Gerade aber beim Life-Time-Buy<br />

kommt dem geeigneten Lagerverfahren<br />

eine wichtige Rolle zu. So<br />

muss die Verarbeitbarkeit über den<br />

kompletten Produktionszeitraum und<br />

zusätzlich die Abrufdauer für Ersatzteile<br />

sichergestellt werden. Da die<br />

Hersteller in der Regel maximal ein<br />

Jahr „shelf-life“ (also Verarbeitungszeit)<br />

für die Bauteile angeben, sind<br />

spezielle Lagerverfahren von Nöten,<br />

um die Verarbeitbarkeit und Qualität<br />

der Bauteile zu erhalten. An diesem<br />

Punkt setzt das TAB Langzeitkonservierungs-<br />

und lagerungsverfahren<br />

an und erlaubt die Lagerung<br />

von Bauteilen über mehrere Jahrzehnte<br />

mit nahezu gestoppter Alterung.<br />

Die Langzeitlagerung im Hochsicherheitsgebäude<br />

mit zusätzlich<br />

brandhemmender Atmosphäre und<br />

die jährliche Analyse des Warenzustands<br />

bieten weitere Sicherheit für<br />

die wertvolle Ware.<br />

Auch wenn nicht alle Probleme<br />

der Halbleiterkrise beseitigt werden<br />

können, gibt es dennoch Lösungen,<br />

um die Auswirkungen abzumildern<br />

und zukünftigen Krisen proaktiv zu<br />

begegnen. Das Wissen über geeignete<br />

Verfahren und Prozesse hilft<br />

dabei, die gleichen Fehler nicht wieder<br />

zu begehen, denn wie eingangs<br />

erwähnt lehrt uns die Geschichte,<br />

dass sich einige Ereignisse wiederholen!<br />

◄<br />

24 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Regionale Produktion On-Demand<br />

Dienstleistung<br />

Globale Probleme mit Lieferketten und eine insgesamt schwierige Gemengelage in der Produktion machen auch<br />

vor der Medizintechnik nicht halt. Das Gebot der Stunde heißt daher leider oftmals abwarten – und die eigene<br />

Resilienz durch umfassende Planung wieder aufbauen!<br />

Autor:<br />

Julian Lietzau, Marketing Director<br />

Protolabs<br />

www.protolabs.de<br />

Der Flügelschlag eines Schmetterlings<br />

in Brasilien – heißt es – kann<br />

in Texas einen Tornado auslösen.<br />

Was zu einem geflügelten Wort<br />

wurde, hielt im übertragenen Sinn<br />

vergangenes Jahr die ganze Welt in<br />

Atem. Gebannt verfolgten viele die<br />

Havarie der Ever Given im Frühjahr<br />

2021 und die damit einhergehende<br />

empfindliche Störung unseres globalen<br />

wirtschaftlichen Ökosystems.<br />

Aus der eingangs erwähnten Plattitüde<br />

war bittere Realität geworden.<br />

Klar ist dabei auch, dass die Havarie<br />

schmerzlich bewusst gemacht<br />

hat, wie hochgradig interdependent<br />

Produktion und Entwicklung<br />

geworden sind. Zudem zeigt auch<br />

die aktuelle Problematik rund um<br />

die globalen Lieferketten und der<br />

in vielen Branchen und Zuliefererbetrieben<br />

auftretende Rohstoffmangel,<br />

dass die lange Zeit sehr<br />

verlässlich wirkende globale Wirtschaft<br />

durchaus aus dem Gleichgewicht<br />

geraten kann. Werden<br />

Konsumgüter wie Spielekonsolen<br />

durch Verzögerungen später ausgeliefert,<br />

ist dies ärgerlich. Betreffen<br />

dies jedoch Medizinprodukte,<br />

Bauteile für Apparaturen im Krankenhausumfeld<br />

oder gar Medikamente,<br />

sind die Folgen schlimmstenfalls<br />

lebensbedrohlich.<br />

Lösungen suchen<br />

Um dem nächsten Tornado durch<br />

den Flügelschlag eines Schmetterlings<br />

zu entkommen, müssen sich<br />

Unternehmen aus der Medizinbranche<br />

Gedanken machen, welche<br />

Abhängigkeiten warum bestehen,<br />

ob eine globale Lieferkette<br />

durch adäquate Mittel subsituiert<br />

werden kann und welche Rolle die<br />

heimische (oder zumindest regional<br />

nahe) Produktion bei der Wiedererlangung<br />

der eigenen Resilienz<br />

einnehmen kann. So können die<br />

aktuellen Herausforderungen sehr<br />

ärgerlich sein und haben vielleicht<br />

sogar das Potenzial, eine effizientere,<br />

nachhaltigere und bessere<br />

Produktion zu ermöglichen.<br />

Blackbox Lieferkette<br />

Die gewachsenen Interdependenzen<br />

unserer globalisierten Welt<br />

haben eine gewisse Daseinsberechtigung,<br />

denn schließlich konnten wir<br />

lange Zeit von der weltweit verteilten<br />

Produktion profitieren. Besonders<br />

hervorheben kann man dies<br />

anhand zweier Beispiele, die auch<br />

die komplexen Strukturen der internationalen<br />

Wirtschaft und der globalen<br />

Handelsbeziehungen verdeutlichen:<br />

die Produktion von Medikamenten<br />

und Generika sowie die<br />

Herstellung komplexer medizintechnischer<br />

Produkte. Dabei stehen<br />

diese beiden Produktkategorien<br />

exemplarisch für die Entwicklung<br />

der gesamten Branche und zeigen<br />

die Hintergründe der Verschiebung<br />

und Internationalisierung globaler<br />

Lieferketten auf.<br />

Betrachten wir zunächst komplexe<br />

medizintechnische Maschinen, wie<br />

etwa ein MRT. Während die ersten<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

25


Dienstleistung<br />

bildgebenden Verfahren damit noch<br />

in Europa und den USA durchgeführt<br />

und dementsprechend auch<br />

dort in kleinteiliger Arbeit aufgebaut<br />

wurden, war die schnelle Verbreitung<br />

der Technologie sicherlich<br />

auch Teil der Ursache für die starke<br />

Ausdifferenzierung der Liefer kette.<br />

Während die Endmontage schließlich<br />

dort erfolgt, wo das Produkt<br />

verkauft werden soll, können einzelne<br />

Bestandteile – etwa spezielle<br />

Schrauben, Verkleidungen<br />

oder technische Komponenten –<br />

gut in Ländern produziert werden, in<br />

denen die Produktionskosten geringer<br />

sind. Zudem ermöglicht der Aufbau<br />

entsprechender Lieferketten die<br />

Verschlankung des gesamten Prozesses<br />

und die Reduzierung von<br />

Lagerkapazitäten.<br />

Mit Blick auf die Herstellung von<br />

Medikamenten und Generika ergibt<br />

sich ein ähnliches Bild. Während<br />

insbesondere in der Vergangenheit<br />

die Entwicklung entsprechender<br />

Präparate vorrangig in westlichen<br />

Ländern stattfand und auch heutzutage<br />

noch viele Pharmaunternehmen<br />

ihren Sitz in klassischen<br />

Industrienationen haben, wird die<br />

eigentliche Produktion gerne ins<br />

Ausland verlegt. In der Folge konnten<br />

sich in einigen Ländern starke<br />

Chemie- und Pharmaziebranchen<br />

entwickeln. Diese wiederum waren<br />

für einen Anstieg der Wirtschaftskraft<br />

in den jeweiligen Regionen<br />

verantwortlich. Als herausragendes<br />

Beispiel ist hier Indien zu nennen,<br />

das einen Großteil der Medikamente<br />

und Generika für den Bedarf vieler<br />

Länder produziert.<br />

Starke Abhängigkeiten<br />

Man sieht, dass das aktuelle<br />

System internationaler Lieferketten<br />

verbreitet ist und ein umfassendes<br />

Ökosystem gegenseitiger<br />

Abhängigkeiten darstellt. Dabei ist<br />

die globale Lieferkette ein gewachsenes<br />

System, das alle Industrien<br />

betrifft und auch bei der Produktion<br />

von medizintechnischen Produkten<br />

einen entscheidenden Beitrag am<br />

technologischen Fortschritt der vergangenen<br />

Jahrzehnte hatte. Klar<br />

ist zugleich aber auch, dass ebendieser<br />

technologische Fortschritt<br />

und die derzeitige Ausgestaltung<br />

der produzierenden Industrie einen<br />

Ausstieg aus dem fehleranfälligen<br />

und brüchigen System der weltweiten<br />

Interdependenzen darstellt und<br />

dabei helfen kann, Krisen wie die<br />

derzeitige in Zukunft zu verhindern.<br />

Think global – buy local<br />

Lieferketten wieder näher an die<br />

eigentliche Produktion und die Endmontage<br />

komplexer Produkte zu<br />

bringen, ist ein Trend, der bereits in<br />

unterschiedlichsten Industrien und<br />

Branchen zu beobachten ist. So hat<br />

etwa eine aktuelle Studie von Protolabs<br />

ergeben, dass 73 Prozent der<br />

befragten Unternehmen aus der<br />

Batterieindustrie – einer Schlüsselbranche<br />

für die Herstellung von<br />

Elektroautos – bereits innerhalb der<br />

nächsten 12 Monate Teile ihrer Lieferkette<br />

zurück in die eigene Region<br />

verlagern wollen. Dieser Trend entspricht<br />

dabei weitestgehend aktuellen<br />

Bestrebungen, die Kontrolle<br />

über Zulieferer und Produkte zurückzuerlangen<br />

und dabei die eigene<br />

Produktion auch in Krisen zeiten<br />

sicherzustellen. Darüber hinaus<br />

gibt es noch andere Argumente,<br />

die branchenübergreifend für eine<br />

lokale Produktion sprechen.<br />

Nachhaltigkeit<br />

So ist allein aufgrund des<br />

Aspektes der Nachhaltigkeit eine<br />

Produktion von Schlüsselkomponenten<br />

nahe den eigenen Standorten<br />

sinnvoll. In Zeiten von immer<br />

strenger werdenden Regularien hinsichtlich<br />

des CO 2 -Fußabdruckes<br />

von Produkten im Allgemeinen,<br />

und medizintechnischen Produkten<br />

im Speziellen, ist es sinnvoll, wenn<br />

CO 2 -intensive Transporte eingespart<br />

werden können. Zudem ist der<br />

Aspekt der Digitalisierung im fertigenden<br />

Umfeld nicht von der Hand<br />

zu weisen. Durch digitale Prozesse<br />

können Bauteile oftmals wesentlich<br />

schneller produziert und gefertigt<br />

werden – mittels additiver Fertigung<br />

können so zum Beispiel bereits in<br />

wenigen Werktagen komplexe Bauteile<br />

zur Verfügung stehen. Insbesondere<br />

Branchen und Industrien,<br />

in denen sich Stückzahlen im Kleinserienbereich<br />

abspielen – also beispielsweise<br />

bei der Prototypenherstellung<br />

oder auch bei speziellen<br />

medizintechnischen Produkten,<br />

die wie bei Implantaten eng auf<br />

den jeweiligen Einsatz zugeschnitten<br />

sein müssen – schafft die regionale<br />

Produktion echte Mehrwerte.<br />

Als Beispiel kann hier des Medizinprodukt<br />

ForgTin gelten, das zur<br />

Linderung und sogar Heilung von<br />

26 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

Tinnitus-Beschwerden eingesetzt<br />

wird. Der 3D-gedruckte Bügel wird<br />

hinter dem Ohr getragen und kann<br />

durch die Stimulation von Akupressurpunkten<br />

das Krankheitsbild nachhaltig<br />

verbessern. Der Bügel wird<br />

von Protolabs gefertigt und dabei,<br />

abgestimmt auf die eingehenden<br />

Bestellungen, On-Demand hergestellt.<br />

Trotz zusätzlicher Überspritzung<br />

der Bügel mit zusätzlichen<br />

Silikonteilen können die jeweiligen<br />

Bügel in kürzester Zeit hergestellt<br />

werden.<br />

Vor Ort produziert: Smart,<br />

effizient und On-Demand<br />

Ermöglicht wird diese regionale<br />

Produktion durch gut vernetzte<br />

Anbieter, die weltweite Produktionsstandorte<br />

mit ergänzenden<br />

digitalen Fertigungsmitteln kombinieren.<br />

Lediglich durch die Kombination<br />

aus fachlicher Expertise,<br />

Flexibilität und einer zugrundeliegenden<br />

Bandbreite an verschiedenen<br />

Herstellungsmöglichkeiten<br />

wird die smarte On-Demand-Fertigung<br />

nahe der eigenen Standorte<br />

möglich. Eine zentrale Rolle spielt<br />

heutzutage auch die additive Fertigung.<br />

Diese ermöglicht es Konstrukteuren<br />

und Entwicklern, selbst komplexeste<br />

Geometrien in ihren Bauteilen<br />

umzusetzen, die aus unterschiedlichsten<br />

Materialien bestehen<br />

können. Die weitgehende Designfreiheit,<br />

die der 3D-Druck ermöglicht,<br />

sorgte schon früh dafür, dass<br />

sich die junge Technologie bei vielen<br />

Konstrukteuren weitreichender<br />

Beliebtheit erfreute.<br />

Die additive Fertigung hat sich für<br />

die Medizintechnik zu einem Standardverfahren<br />

entwickelt, das Ingenieuren<br />

und Konstrukteuren eine<br />

regionale Produktion ermöglicht,<br />

die zugleich effizient und nachhaltig<br />

ist. Beispielhaft kann hier das europäische<br />

3D-Druckzentrum von Protolabs<br />

in Putzbrunn bei München<br />

genannt werden. Durch den zentralen<br />

Standort im Herzen Europas<br />

können alle Märkte zeitnah<br />

und unkompliziert mit gewünschten<br />

Bauteilen und be nötigten Prototypen<br />

versorgt werden. Zudem wird<br />

bei der Herstellung auf moderne<br />

digitale Bearbeitungsverfahren<br />

gesetzt, die die Umsetzung von<br />

konventionellen CAD-Dateien in<br />

3D-druckbare Konstruktionspläne<br />

erleichtern. Kurzum: Die Produktion<br />

erfolgt nicht nur lokal, sie ist<br />

auch intelligent und reizt die aktuellen<br />

Möglichkeiten der Digitalisierung<br />

vollends aus.<br />

Statt auf eine Produktion in fernen<br />

Ländern zu setzen, ermöglicht<br />

der Ansatz der lokalen Produktion<br />

zudem ein erhöhtes Maß an Flexibilität<br />

bei den jeweiligen Unternehmen.<br />

Da die benötigten Bauteile, Prototypen<br />

und Kleinserien nicht über<br />

eine komplexe Lieferkette in fernen<br />

Teilen der Welt produziert werden<br />

müssen, sondern direkt vor Ort<br />

hergestellt werden, entfallen lange<br />

Transportwege, die potenziell durch<br />

havarierte Frachter gestört werden<br />

könnten. Neben den positiven ökologischen<br />

Aspekten können also<br />

auch Ungewissheiten hinsichtlich<br />

der Beschaffung und des Transportes<br />

ausgeschlossen werden –<br />

ein Umstand, der bei essenziellen<br />

Medizinprodukten (aber auch bei<br />

der Ersatzteilbeschaffung) potenziell<br />

Menschenleben retten kann.<br />

Produktion der Zukunft:<br />

Intelligent und nah<br />

Die internationale Lieferkette<br />

komplett als Modell der Vergangenheit<br />

abzuschreiben, wird dem<br />

über Jahrzehnte gewachsenen<br />

Wirtschaftsstandard sicherlich<br />

nicht gerecht. Die genannten<br />

Beispiele zeigen aber auch,<br />

dass in vielen Branchen ein graduelles<br />

Umdenken stattfindet –<br />

und die Vorzüge der regionalen<br />

Produktion immer offenkundiger<br />

werden. Dazu braucht es auch<br />

nicht zwingend unvorhersehbare<br />

Unfälle wie die Havarie der<br />

Ever Given – in vielen Branchen<br />

reicht es auch bereits aus, dass<br />

die Vorzüge der weltweit verteilten<br />

Lieferkette durch lokale Produzenten,<br />

die entsprechende<br />

Effizienz und weitreichend digitalisierte<br />

Prozesse anbieten,<br />

schlicht und ergreifend überschattet<br />

werden.<br />

Insbesondere bei medizintechnischen<br />

Produkten ist hier ebenfalls<br />

eine Rückverlagerung der<br />

Produktion in die jeweiligen Regionen<br />

zu erwarten. Und wer weiß,<br />

welche Auswirkungen bereits<br />

diese kleinen Schmetterlingsflügelschläge<br />

auf die Fertigung<br />

der Zukunft haben werden? ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

27


Dienstleistung<br />

Alles aus einer Hand<br />

Klingel medical metal group präsentiert One-Stop-Shop-Lösungen auf der MedtecLive<br />

Ausschnitt aus dem umfassenden Produktportfolio des Full-Service-Providers für die Medizintechnik, der Klingel medical metal<br />

group mit Sitz in Pforrzheim<br />

MedtecLive, Halle 10, Stand 544<br />

KLINGEL Holding GmbH<br />

info@klingel-group.com<br />

www.klingel-group.com<br />

Zum ersten Mal ist die Klingel<br />

medical metal group mit allen fünf<br />

Partnerfirmen aus Deutschland<br />

und der Schweiz auf der Messe<br />

Medtec Live vertreten. Auf rund<br />

70 m² Standfläche zeigt der europaweit<br />

führende Zulieferer für die<br />

Medizintechnik sein komplettes Produktportfolio<br />

und die dazugehörige<br />

umfassende Wertschöpfungskette.<br />

Mit strategischen Zukäufen und<br />

organischem Wachstum hat sich<br />

die Klingel medical metal group,<br />

Auftragsfertiger für hochkomplexe<br />

Präzisionsteile aus schwer zerspanbaren<br />

Materialien mit Sitz in Pforzheim,<br />

in den letzten zehn Jahren<br />

hervorragend positioniert. Wenn<br />

es nach dem geschäftsführenden<br />

Gesellschafter und CEO der<br />

Gruppe, Ralf Petrawitz, geht, soll<br />

das Wachstum – sowohl im organischen<br />

als auch im anorganischen<br />

Bereich – auch in den kommenden<br />

Jahren weiter vorangetrieben werden.<br />

„Durch die jüngsten Firmenübernahmen,<br />

die Erweiterung von<br />

Produktionsflächen und eine gute<br />

Auftragslage werden wir in <strong>2022</strong> die<br />

Marktführerschaft als Zulieferer von<br />

Präzisionsteilen für die Medizintechnik<br />

übernehmen, was das breite Produktportfolio<br />

sowie die umfassende<br />

Wertschöpfungskette vom Engineering<br />

und der CNC-Bearbeitung bis<br />

zur Verpackung und Logistik anbelangt“,<br />

so Petrawitz.<br />

Verstärkte Ausrichtung auf<br />

den Medizintechniksektor<br />

Seit 2011 steht Petrawitz an<br />

der Spitze des Unternehmens,<br />

welches damals mit 204 Mitarbeitern<br />

einen Umsatz von 22,7 Mio.<br />

Euro erwirtschaftete. Unter seiner<br />

Führung gewann der Expansionskurs<br />

des Metallverarbeiters spürbar<br />

an Dynamik, zunächst mit der<br />

Übernahme der Josef Ganter Feinmechanik<br />

GmbH in Dauchingen im<br />

Jahr 2015. Es erfolgte eine verstärkte<br />

Ausrichtung auf den Medizintechniksektor<br />

mit den Segmenten<br />

Implantate und Instrumente für die<br />

Chirurgie, Komponenten für (kardio)vaskuläre<br />

sowie minimal-invasive<br />

und endoskopische Systeme,<br />

Teile für die robotergestützte Chirurgie,<br />

orthopädische Implantate,<br />

Instrumente und Werkzeuge sowie<br />

Bauteile für Operationstische<br />

und medizinische<br />

Geräte.<br />

Sterile<br />

Verpackungen,<br />

3D-Druck, Kunststoffspitzguss<br />

Mit der Übernahme<br />

eines Verpackungsspezialisten<br />

in Rosenheim<br />

sowie von drei Medizintechnikunternehmen<br />

in<br />

der Schweiz, zuletzt der<br />

Firma Ruetschi Technology<br />

mit Sitz in Muntelier/Kanton<br />

Freiburg,<br />

wurden die Kernkompetenzen<br />

unter anderem<br />

um sterile Verpackungen,<br />

3D-Druck,<br />

Kunststoffspitzguss in<br />

den Reinraum sowie<br />

komplette, sterile OP-<br />

Kits mit Implantaten und<br />

Einweginstrumenten<br />

erweitert.<br />

Qualitätsmanagement und<br />

-sicherung<br />

Um mit den Richtlinien des neuen<br />

Medizinproduktegesetzes konform<br />

zu gehen, wurde weiter in Qualitätsmanagement<br />

und -sicherung<br />

investiert. „Gerade diese Maßnahmen<br />

sind in einem großen Firmenverbund<br />

leichter zu stemmen als in<br />

kleinen Betrieben mit nur wenigen<br />

Mitarbeitern“, begründet Petrawitz<br />

die Unternehmensstrategie.<br />

One-Stop-Shop<br />

„Der Zusammenschluss von acht<br />

Standorten mit rund 870 Mitarbeitern<br />

unter einem gemeinsamen Dach<br />

bündelt Ressourcen, Prozesse,<br />

Technologien, Know-how, Erfahrung<br />

und modernste Maschinenausstattung.<br />

Die Wertschöpfungskette hin<br />

zu einem One-Stop-Shop konnte<br />

dadurch stetig ausgebaut werden.<br />

Wir schaffen dadurch Synergieeffekte,<br />

bieten Lösungen zum Nutzen<br />

unserer Kunden und positionieren<br />

uns als strategischer, langfristig<br />

erfolgreicher und zuverlässiger Partner“,<br />

betont Petrawitz. ◄<br />

28 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Dienstleistung<br />

Redesign elektronischer Baugruppen –<br />

Ausweg und Chance<br />

Der letzte Ausweg, wenn wichtige Bauteile nicht geliefert werden oder auch die Chance, um versteckte<br />

Potenziale zu identifizieren?<br />

entsprechen, austauschen. Die<br />

qualifizierten Mitarbeiter der Kontron<br />

ODM/EMS Alliance verfügen<br />

in den Bereichen Entwicklungs- und<br />

Konstruktions-dienstleistungen, globale<br />

Beschaffung sowie Produktions-<br />

und Montagedienstleistungen<br />

über das entsprechende technische<br />

Branchen-Know-how. „Somit bietet<br />

die Alliance Ihren Kunden die notwendige<br />

Lösungskompetenz rund<br />

um elektronische Baugruppen und<br />

Systeme. Von der Idee über die<br />

Entwicklung und Fertigung bis hin<br />

zum fertigen Produkt sind wir gerne<br />

der starke Partner an Ihrer Seite“,<br />

bekräftigt Jochen Gimple Vice President<br />

ODM/EMS. ◄<br />

Kontron<br />

www.kontron.de<br />

Kontron ODM/EMS Alliance<br />

www.kontron-electronics.de<br />

Kontron ist mit der Kontron ODM/<br />

EMS Alliance, einem leistungsstarken<br />

Verbund mittelständischer<br />

Unternehmen der qualifizierte Partner,<br />

wenn es um das Redesign elektronischer<br />

Baugruppen geht. Die<br />

eigenständigen Unternehmen sind<br />

Spezialisten in den Bereichen Hardund<br />

Softwareentwicklung. Darüber<br />

hinaus sind sie erfahrene Elektronik-Dienstleister<br />

im Bereich Produktions-<br />

und Montagedienstleistungen.<br />

Wie behält man die<br />

Lieferfähigkeit?<br />

Wer heutzutage in der Elektronikbranche,<br />

insbesondere im Bereich<br />

Einkauf und Logistik von elektronischen<br />

Baugruppen zu Hause ist,<br />

steht fast täglich vor großen Herausforderungen.<br />

Einerseits haben die<br />

elektronischen Bauteile eine sehr<br />

lange Lieferzeit und werden zum<br />

Teil überhaupt nicht ausge liefert.<br />

Andererseits werden die Bauteile<br />

ohne Vorankündigung abgekündigt,<br />

was tun, um weiterhin liefer fähig<br />

zu bleiben? Ein schnelles Redesign<br />

zur Implementierung von verfügbaren<br />

Alternativbauteilen bietet<br />

Ausweg und Chance zugleich,<br />

doch die Entwicklungsingenieure<br />

haben nur begrenzte Ressourcen<br />

und viele Aufgaben.<br />

Redesign<br />

„Wir, die Kontron ODM/EMS Alliance<br />

übernehmen gerne das Redesign<br />

Ihrer elektronischen Baugruppe<br />

in Kombination mit einer anschließenden<br />

Serienproduktion. Über<br />

50 Entwicklungsingenieure aus den<br />

Bereichen Hard- und Software verfügen<br />

über die Erfahrung aus mehr<br />

als 1.000 Entwicklungsprojekten in<br />

den Bereichen Industrie- und Medizintechnik.<br />

Des Weiteren können<br />

wir Ihnen umfangreiche Lifecycle<br />

Service-Angebote, basierend auf<br />

der Datenbank SiliconExpert unterbreiten“,<br />

erklärt Jochen Gimple, Vice<br />

President ODM/EMS.<br />

Neue Chancen durch<br />

Redesign<br />

Ein Redesign kann auch viele<br />

neue Chancen eröffnen. So bietet<br />

es zusätzlich die Möglichkeit, die<br />

Baugruppe hinsichtlich der Fertigung<br />

zu optimieren sowie eine<br />

Anpassung an neue Technologien<br />

vorzunehmen. Es lassen sich Funktionalitäten<br />

erweitern und Bauteile,<br />

die nicht mehr der aktuellen Norm<br />

Eine sichere Verbindung<br />

mit den TEleMax<br />

Matrixsystemen<br />

• Kundenspezifisch<br />

konfigurierbar<br />

• Vielfältige Schnittstellen,<br />

(z.B. USB, LAN, GPIB, RS232)<br />

• Lokale Bedienung über<br />

Touchscreen<br />

• Viele Gehäuseoptionen<br />

info@telemeter.de · www.telemeter.info<br />

Wir liefern Lösungen…<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

29


Medical-PC/SBC/Zubehör<br />

PCIe und Mini PCI Express CAN-Karten für Embedded Lösungen<br />

tion, EMV-Störfestigkeit gemäß EN<br />

61000-6-2:2005 und der industrielle<br />

Temperaturbereich von -40 °C bis<br />

+85 °C garantieren einen reibungsfreien<br />

Betrieb. Die On-Board Daten -<br />

pufferung sorgt für höchste Datensicherheit.<br />

Der Silent-Mode unterstützt<br />

Analyseaufgaben.<br />

Hohe Datenübertragungsraten,<br />

Zuverlässigkeit, optimales Preisleistungsverhältnis,<br />

schnelle Lieferfähigkeit,<br />

lange Verfügbarkeit –<br />

die Wunschliste für CAN-Karten<br />

in Embedded Lösungen z. B. in<br />

der Medizintechnik oder der Automatisierungstechnik<br />

ist lang. Die<br />

schwedische Firma KVASER hat<br />

sich längst als einer der Marktführer<br />

für CAN- und CAN-FD-Schnittstellen<br />

und CAN-Datenlogger in den<br />

unterschiedlichsten Formaten etabliert<br />

und bietet CAN-Interfaces in<br />

diversen Formaten wie USB, PCI,<br />

PCIe, Mini PCI-Express, PC104<br />

und als Hutschienenmodule an.<br />

Ergänzt wird das Produktspektrum<br />

durch CAN-Datenlogger mit bis zu<br />

fünf CAN-Kanälen.<br />

Der Markt für Embedded Lösungen<br />

für CAN-Bus und CAN-FD-Bus<br />

wächst ständig, weil die Menge der<br />

zu verarbeitenden und übertragenden<br />

Daten rasant steigt und zudem<br />

die Daten immer schneller verarbeitet<br />

werden müssen. Dementsprechend<br />

wächst der Bedarf an<br />

schnellen Feldbus-Interface-Karten<br />

mit CAN-Bus. Vor allem die<br />

Einsteckkarten im PCIe- und PCI-<br />

Express-Karten-Format in Computer<br />

jeder Art gewinnt seit einiger<br />

Zeit wieder enorm an Bedeutung.<br />

KVASER produziert hierfür einund<br />

zweiachsige CAN-FD-kompatible<br />

PC-Einsteckkarten, die<br />

sich durch sehr gute Performance<br />

in der Datenübertragung mit sehr<br />

geringen Latenzzeiten auszeichnen.<br />

Zeitstempelgenauigkeiten<br />

von 1 µs sind erreichbar. Die CAN-<br />

PCIe- und CAN-PCI-Express-<br />

Karten von KVASER sind kompatibel<br />

zum ISO 11898-2 Standard<br />

und erreichen 1 Mbit/sec im Standard-CAN-<br />

bzw. bis zu 8 Mbit/sec im<br />

CAN-FD-Modus. Galvanische Isola-<br />

Kostenfreie Software-Tools<br />

Zudem gibt es von KVASER<br />

diverse kostenfreie Software-Tools<br />

für die Inbetriebnahme und die Diagnose.<br />

Ferner werden die Treiber für<br />

Windows und auch für Linux angeboten.<br />

Auf der Webseite von KVA-<br />

SER werden zudem viele hilfreiche<br />

Schulungsunterlagen zu CAN<br />

zur Verfügung gestellt.<br />

Vertrieben werden die CAN-<br />

Interfaces und CAN-Datenlogger<br />

von KVASER in Deutschland von<br />

Actronic-Solutions GmbH mit Sitz<br />

in Adelsdorf.<br />

Actronic-Solutions GmbH<br />

info@actronic-solutions.de<br />

www.actronic-solutions.de<br />

Kleines, robustes und leistungsstarkes SMARC 2.1<br />

© Distec/congatec<br />

Distec nimmt mit dem conga-<br />

SA7 von Congatec ein kleines,<br />

robustes und leistungsstarkes<br />

SMARC 2.1 Modul ins Programm<br />

auf. Es ist mit dem neuen Intel<br />

Elkhard Lake Prozessor Atom<br />

x6000E, Pentium J6xxx und N6xxx<br />

oder mit dem Celeron J6xxx und<br />

N6xxx erhältlich. Besonders beeindruckend<br />

sind die deutlich verbesserte<br />

Prozessor- und Grafikleistung<br />

von bis zu 200 Prozent<br />

bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch.<br />

Bei der neuen Prozessorarchitektur<br />

wurde laut Intel<br />

die Einzel-Thread-Leistung um<br />

das 1,7-fache, die Multi-Thread-<br />

Leistung um das 1,5-fache und<br />

die Grafik sogar um das Doppelte<br />

gesteigert. Das conga-SA7<br />

lässt sich lüfterlos betreiben und<br />

widersteht rauen Umgebungen<br />

mit Vibrationen und Temperaturen<br />

von -40 bis +85 °C. Wer den<br />

industriellen Temperaturbereich<br />

nicht benötigt, kann auf die commercial<br />

Version von 0 bis +60 °C<br />

zurückgreifen.<br />

Das kompakte conga-SA7 ist<br />

aktuell mit einer Verfügbarkeit bis<br />

mindestens 2030 geplant. Diese<br />

Langzeitverfügbarkeit, das industrielle<br />

Design und der universellen<br />

SMARC-Formfaktor, mit Abmessungen<br />

von nur 82 auf 50 mm,<br />

sichern hohe Flexibilität und beste<br />

Zuverlässigkeit. Das Computer-on<br />

Modul eignet sich damit perfekt<br />

für qualitativ hochwertige Anwendungen<br />

im Bereich Medizintechnik.<br />

Trotz seiner geringen Größe bietet<br />

das conga-SA7 mit seinem MXM3<br />

Connector 314 Pins, um das Modul<br />

mit dem Carrier-Board zu verbinden.<br />

Es stehen DP++, zwei Gigabit-LAN-Ports<br />

mit TSN-Unterstützung,<br />

zwei USB 3.1 Gen2, sechs<br />

USB 2.0, SATA, bis zu 4 PCIe<br />

Lane, 4x UART, I 2 C und viele weitere<br />

Anschlüsse zur Verfügung.<br />

Außerdem bietet das conga-SA7<br />

zwei onboard CAN-Schnittstellen.<br />

Optional ist das Modul mit<br />

Wifi/BT, LVDS und/oder zusätzlichem<br />

DP++ erhältlich.<br />

Für schnelle Entwicklungserfolge<br />

stehen derzeit von congatec<br />

zwei Carrier-Boards mit unterschiedlichem<br />

Funktionsumfang zur<br />

Verfügung.<br />

Distec GmbH<br />

info@distec.de<br />

www.distec.de<br />

30 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Medical-PC/SBC/Zubehör<br />

Extrem günstiges Einsteigermodell unter den Medical Panel-PCs<br />

kosten die Geräte häufig mehrere tausend Euro und<br />

verlangen etwas Eingewöhnungszeit. Nur ungern<br />

möchte man routinierte Vorgänge verändern und eine<br />

Fehlinvestition riskieren. Auch wenn die Angst häufig<br />

unbegründet ist und sich die Vorteile zumeist schnell<br />

herauskristallisieren, greifen Neulinge im Bereich der<br />

Digitalisierung am besten zu Einstiegsmodellen wie<br />

dem Medico 101 Panel-PC der ICO Innovative Computer<br />

GmbH.<br />

Energieeffizient und anpassungsfähig<br />

ICO<br />

www.ico.de<br />

Wie in allen Lebensbereichen hält die Digitalisierung<br />

auch in den Arztpraxen Einzug. Möchten Humanoder<br />

Veterinärmediziner ihre Räumlichkeiten modernisieren,<br />

kommen sie nur noch schwer um die Anschaffung<br />

spezieller Medical Panel-PCs herum, da die medizinischen<br />

Computer bei zeitgemäßer Diagnostik und<br />

Behandlung eine zentrale Rolle spielen.<br />

Dies beginnt bei Maßnahmen zur Narkoseüberwachung<br />

in Tierarztpraxen und reicht über die Digitalisierung<br />

von Röntgenbildern bis hin zu komplexen KI-<br />

Anwendungen in hochmodernen Operations sälen.<br />

Nahezu sämtliche Prozesse können heute digital<br />

unterstützt werden.<br />

Einsteigermodelle erleichtern den Einstieg<br />

Viele Mediziner scheuen sich allerdings noch vor<br />

einer Anpassung ihrer Arbeitsprozesse. Schließlich<br />

Ausgestattet mit einem energieeffizienten Intel Pentium<br />

N4200 1,1 GHz Prozessor und 4 GB Arbeitsspeicher<br />

(max. 8 GB RAM) und einer 64 GB SSD, ist der<br />

Medico 101 Panel-PC perfekt dafür geeignet erste<br />

Erfahrungen zu sammeln. Passende Geräte können<br />

dank RS232/RS422/RS485-Schnittstelle und zwei<br />

USB-Ports unkompliziert mit dem Medical Panel-PC<br />

verbunden werden. Sollte das integrierte 10,1 Zoll-Display<br />

mit kapazitivem Touchscreen zur Darstellung nicht<br />

ausreichend sein, sorgen VGA und HDMI für eine einfache<br />

Bildübertragung an nahezu alle gängigen Bildschirme.<br />

Zur Netzwerkkommunikation stehen dem<br />

Anwender dabei zwei Gigabit LAN-Anschlüsse, sowie<br />

WLAN zur Verfügung.<br />

Das antibakterielle Gehäuse<br />

ist dank IP65-geschützter Front sehr einfach zu reinigen.<br />

Darüber hinaus erfüllt der Medical Panel PC<br />

selbstverständlich die nötigen Anforderungen der DIN<br />

EN60601-1 und ist somit für den Einsatz im medizinischen<br />

Umfeld zugelassen.<br />

Dank seines hervorragenden Preis- / Leistungsverhältnisses<br />

ist der Medico 101 Panel-PC allerdings<br />

nicht nur für Einsteiger im medizinischen Digitalisierungsprozess<br />

geeignet. Die kompakte Größe von nur<br />

263x171x36 mm machen ihn für viele stationäre und<br />

ambulante Einsatzzwecke interessant. So wird der<br />

Medico 101 zur echten Investition in die Zukunft. ◄<br />

Stück für Stück ...<br />

bauen Sie mit uns an einer Zukunft,<br />

in der Alzheimer geheilt werden kann.<br />

Möchten Sie weitere Informationen?<br />

Schreiben oder rufen Sie uns an unter:<br />

0800 - 200 400 1 (gebührenfrei)<br />

Bitte senden Sie mir folgende Materialien zur:<br />

◦ Alzheimer-Krankheit<br />

◦ Fördermitgliedschaft<br />

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www.alzheimer-forschung.de<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

31


Medical-PC/SBC/Zubehör<br />

Große modulare Stärke im kleinen<br />

Booksize-Format<br />

Die neue Generation des Embedded Computing mit werkzeugloser Wartung und enormer Schnittstellen-Vielfalt<br />

Viel geboten auf kleinstem Raum: Der neue kompakte Industrie-PC EL1097<br />

von TL Electronic<br />

Die enorme Schnittstellen-Auswahl des EL1097 Industrie-PCs erlaubt<br />

vielfältigste Anwendungen<br />

TL Electronic GmbH<br />

www.tl-electronic.de<br />

So viele Optionen auf kleinstem<br />

Raum gab es bei einem Embedded-PC<br />

von TL Electronic noch nie:<br />

Die Schnittstellen-Vielfalt ist enorm<br />

und kann zusätzlich individuell werden.<br />

Und der EL1097 kommt noch<br />

mit weiteren Vorteilen. Sowohl die<br />

Festplatte/SSD als auch die internen<br />

Komponenten wie Speicher<br />

oder Mainboard sind werkzeuglos<br />

zugänglich und damit perfekt und<br />

schnell zu warten. Mit einem Maximum<br />

an Vielseitigkeit eignet sich<br />

das IoT-Device für unzählige professionelle<br />

Anwendungen in industriellen<br />

Einsatzfeldern.<br />

Kompakt und<br />

langzeitverfügbar<br />

TL Electronic stellt das neueste<br />

Mitglied der Embedded-Produktfamilie<br />

vor – den kompakten Industrie-PC<br />

EmbeddedLine EL1097 im<br />

Booksize-Format. Seit vielen Jahren<br />

stehen Industrie-PCs von TL Electronic<br />

für höchste Stabilität und Langzeitverfügbarkeit.<br />

Auch dieser lüfterlose<br />

Booksize-Industrie-PC ist für<br />

optimale passive Kühlung und hohe<br />

Ausfallsicherheit designed. Neu ist<br />

das Maximum an Vielseitigkeit in der<br />

Schnittstellenauswahl. Der Embedded-PC<br />

kann individuell mit zusätzlichen<br />

Modulen um Schnittstellen<br />

wie USB, CANBus, LPT Parallel-<br />

Port, RJ45-Ethernet oder serielle<br />

COM-Schnittstellen erweitert werden.<br />

Neu ist auch die werkzeuglose<br />

Zugänglichkeit der Festplatte/SSD<br />

Die Front des EL1097 Kompakt-Industrie-PCs mit zusätzlichen USB- und LAN-<br />

Modulen sowie Digital-I/O.<br />

und der internen Komponenten für<br />

eine perfekte und schnelle Wartung.<br />

Robust und wartungsfreundlich<br />

Der robuste und wartungsfreundlich<br />

konstruierte Industrie-PC EL1097<br />

eignet sich für unzählige professionelle<br />

Anwendungen in industriellen<br />

Einsatzfeldern wie zum Beispiel<br />

Automation, Medical oder Retail.<br />

Intel Core i3 / i5 / i7 der 8. Generation<br />

stehen als CPU zur Auswahl. Der<br />

neue Embedded-PC von TL Electronic<br />

kann mit Wandmontage-Winkeln<br />

oder auf eine Hut schiene (DIN<br />

Rail) montiert werden. ◄<br />

Sowohl die Festplatte/SSD als auch interne Komponenten wie Speicher und<br />

Mainboard sind werkzeuglos und wartungsfreundlich zugänglich<br />

32 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Medical-PC/SBC/Zubehör<br />

COM Express Produktportfolio erweitert<br />

PCOM-B657VGL bietet Intel Xeon, Core und Celeron Prozessoren der 11. Generation (zuvor Tiger Lake-H) mit<br />

integrierten AI/DL-Befehlssätzen, mehr Kernen (8C/16T) und Gen 12 Grafik mit bis zu 32 EU<br />

Konsolidierung. Aber das sind noch nicht alle<br />

Vorteile“, fügte Yang hinzu. „Dank der integrierten<br />

Intel UHD Grafik mit bis zu 32 EU (Execution<br />

Units) bietet unser neues PCOM-B657VGL<br />

eine im Vergleich zu den vorherigen Modulen<br />

2-mal höhere Leistung beim Transcodieren und<br />

es unterstützt bis zu vier 4K-Displays gleichzeitig.<br />

Außerdem hat es PCIe Gen 4 x16 auf<br />

einer Embedded x86 Plattform mit doppelten<br />

Datentransferraten gegenüber PCIe Gen 3 für<br />

höhere Bandbreite, geringere Latenz und niedrigeren<br />

Energieverbrauch. Das erweitert die<br />

Bandbreite zur externen PCIe Grafikkarte für<br />

KI- und AIoT-Anwendungen.“<br />

Umfassende Lösung mit Entwicklung<br />

des Carrier Boards und Herstellungsservice<br />

Portwell stellt PCOM-B657VGL, ein neues COM<br />

Express Typ 6 Basismodul, vor. Laut Ryan Yang,<br />

Produktmanager bei Portwell, arbeitet es mit Intel<br />

Xeon W-11000E, Core i3/i5/i7 und Celeron Prozessoren<br />

der 11. Generation (zuvor Tiger Lake-<br />

H) und integrierter Intel UHD.<br />

• Hochleistungsgrafik für eine 65 % höhere<br />

Rechenleistung im Multithreading und eine bis<br />

zu 70 % höhere Grafikleistung im Vergleich<br />

zur Vorgängergeneration und unterstützt das<br />

neue PCIe x16 Gen 4.<br />

• Rechenleistung und eine 2,95-fach höhere<br />

Grafikleistung im Vergleich zur Vorgängergeneration<br />

und unterstützt das neue PCIe Gen 4.<br />

Überlegene Leistung<br />

„Mit bis zu 8 Kernen/16 Threads bei 45 bzw.<br />

35 W und 25 W TDP für den industriellen Einsatz<br />

und mit ECC-Support bietet dieses COM<br />

Express Basismodul einen langen Produkt support<br />

von über 10 Jahren. Außerdem unterstützt es<br />

vier unabhängige Displays über drei Display-<br />

Port/HDMI-, eine VGA- und eine LVDP/eDP-<br />

Schnittstelle“, sagte Yang. Das PCOM-B657VGL<br />

bietet überlegene Leistung in den verschiedensten<br />

Umgebungen. Die vollintegrierte und flexible<br />

E/A-Erweiterung macht es zur optimalen<br />

Wahl für missionskritische Anwendungen und<br />

KI-Edge-Computing in der industriellen Automatisierung,<br />

beim maschinellen Sehen, in Kommunikation,<br />

IoT, Edge Computing, medizinischen<br />

Geräten, Transportwesen und automatischen<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

Mess einrichtungen. Es eignet sich auch für grafikintensive<br />

Anwendungen wie Spiele, digitale<br />

Beschilderung, Smart Retail und vieles mehr.“<br />

Kompakt mit vielen Schnittstellen<br />

Das neue PCOM-B657VGL COM Express<br />

Typ 6 Modul bringt auf nur 125 x 95 mm eine<br />

Menge Leistung unter. Dazu gehören Dual Channel<br />

DDR4 ECC/Non-ECC SO-DIMM 3200 MHz<br />

bis 32 GB per DIMM; vier unabhängige Displays<br />

mit wählbaren Optionen – VGA, HDMI,<br />

LVDS/eDP und DisplayPort-Unterstützung mit<br />

Auflösungen bis 8K; 4x USB 3.2 Gen 2, 8x<br />

USB 2.0, 4x SATA III, 1x PCIe Gen 4x16 und<br />

8x PCIe Gen 3 x1; serielle I/O mit Unterstützung<br />

für 8-Bit GPIO, I²C, SMBus und UART; 1x<br />

2,5 Gigabit Ethernet mit integriertem Intel Time<br />

Sensitive Networking (TSN) für eine geringere<br />

Latenz; onboard TPM 2.0 für Sicherheitsfunktionen<br />

und ein industrieller Betriebstemperaturbereich<br />

von -40 bis 85 °C mit industriellen SKUs<br />

sowie ein AT/ATX-Modus.<br />

Erheblich verbesserte Rechen- und<br />

Grafikleistung<br />

„Das neue PCOM-B657VGL arbeitet mit den<br />

neusten Intel Core und Xeon W-11000E Prozessoren<br />

der 11. Generation mit Willow Cove 10nm++,<br />

bis zu 8C/16T“, so Yang. „Damit bietet es nun im<br />

Vergleich zur vorherigen Generation höhere Leistung<br />

bei rechenintensiven Single-Thread- und<br />

Multitasking-Anwendungen für die Workload-<br />

Für modulare Lösungen liefert Portwell eine<br />

weltweit führende Computer-on-Module-Produktreihe<br />

und Entwicklungen für einen größeren<br />

Anwendungsbereich und die Anforderungen der<br />

Systemintegratoren. Entscheidend sind hierbei<br />

der Wert für den Kunden und das Know-how in<br />

diesem Bereich. Portwell behandelt bei seinen<br />

Modulen den Wert für den Kunden als einen<br />

äußerst wichtigen Faktor und bieten einen Komplettservice<br />

vom Konzept bis zur Lösung (Concept<br />

in, Solution out) bei der Entwicklung des<br />

Carrier-Boards und der Produktion. Die Kunden<br />

profitieren dabei von Portwells Erfahrung und<br />

Know-how bei der Entwicklung von Computerhardware,<br />

einer flexiblen Fertigung mit hoher<br />

Qualität und einer schnellen Markteinführung.<br />

„Wir bei Portwell streben danach, überlegene<br />

Produkte zu schaffen, die unseren Kunden helfen,<br />

ihre Entwicklungen rasch auf den Markt zu bringen<br />

und ihren Mitbewerbern einen Schritt voraus<br />

zu bleiben“, erklärte Yang. „So können unsere<br />

Kunden ihr bisheriges Typ 6 COMe Modul leicht<br />

durch das neue PCOM-B657VGL ersetzen und<br />

von höherer Rechenleistung, schnellerer Grafikverarbeitung<br />

und einen niedrigem Energieverbrauch<br />

profitieren und gleichzeitig ihre Endprodukte<br />

schneller auf den Markt bringen. Die<br />

höhere PCIe Generation und mehr Lanes bedeuten<br />

für die Anwender, dass sie eine I/O-Karte<br />

mit höherer Geschwindigkeit einsetzen und mehr<br />

Anwendungen bedienen können“. ◄<br />

KIOSK Embedded Systems GmbH<br />

www.portwell.eu<br />

33


Medical-PC/SBC/Zubehör<br />

Gesteigerte Grafik- und<br />

Rechenleistung<br />

STIFTUNG<br />

Kontron<br />

www.kontron.de<br />

Kontron kündigt neue Boards und<br />

Module mit den 12. Gen Intel Core<br />

Prozessoren (Codename Alderlake-S<br />

Serie) für das Internet der<br />

Dinge an. Kontron wird die aktuellen<br />

Mini-ITX-, µATX- und ATX-<br />

Motherboards mit dieser neuen<br />

Prozessorserie aktualisieren und<br />

hat sie zudem als erste Plattform<br />

für den neuen PICMG COM-HPC/<br />

Client Formfaktor ausgewählt, da<br />

sie die neuen Technologietrends<br />

der COM-HPC Client-Spezifikation<br />

am besten bedient.<br />

Die Intel Core Desktop-Prozessoren<br />

der 12. Generation mit leistungsfähiger<br />

Hybrid-Architektur,<br />

die Performance-Cores und Efficient-Cores<br />

auf einem einzigen Chip<br />

mit dem Intel Thread Director kombinieren,<br />

ermöglichen IoT-Anwendungen<br />

mit erhöhter Single- und<br />

Multi-Thread-Leistung im Vergleich<br />

zur vorherigen Generation.<br />

Unterstützt bis zu vier<br />

unabhängige Displays<br />

Die Intel UHD Graphics 770, die<br />

von der Intel Iris Xe Architektur<br />

angetrieben wird, unterstützt Display-Virtualisierung<br />

und bis zu vier<br />

unabhängige Displays. Die Unterstützung<br />

von PCIe 5.0 ready mit<br />

16 Lanes, PCIe 4.0 und DDR5/<br />

DDR4-Speicher in Kombination<br />

mit Sicherheits- und Verwaltungsfunktionen<br />

sowie AI-Fähigkeit tragen<br />

zur Steigerung der Produktivität<br />

bei und ermöglichen künftige<br />

Innovationen bei IoT-Anwendungen.<br />

Verschiedene SKUs bieten<br />

eine heraus ragende Multi-Thread-<br />

Leistung mit bis zu 16 Cores und<br />

24 Threads bei 35 bis 65 W und<br />

Langzeitverfügbarkeit. Es ist die<br />

erste Intel Core Desktop-Prozessorserie<br />

mit Echtzeit-Fähigkeit, 1 GbE<br />

und 2x 2,5 GbE sowie Time Sensitive<br />

Networking (TSN)-Fähigkeiten.<br />

Flexibel einsetzbar<br />

Dank der gesockelten CPUs<br />

eignen sich die Produkte für verschiedene<br />

Anwendungen in den<br />

Bereichen Industrie, Medizin,<br />

Kiosk/Einzelhandel, Ticketing/Verkauf,<br />

Gambling und Entertainment.<br />

Laut Intels Roadmap werden die<br />

ersten Motherboards der Extended<br />

Life cycle Series und der Industrial<br />

Series mit H610- bzw. H610E-<br />

Chipsätzen im zweiten Quartal <strong>2022</strong><br />

verfügbar sein. Weitere Varianten<br />

werden unmittelbar folgen.<br />

Das COM-HPC Client SIZE C<br />

(160 x 120 mm) Design mit der<br />

neuen Prozessorserie ist für Ende<br />

Q2/<strong>2022</strong> geplant und wird bis zu<br />

512 GB DDR5 über 4x SODIMMs<br />

unterstützen können. ◄<br />

Unser Einsatz<br />

gegen den<br />

Klimawandel.<br />

Und für eine<br />

bessere Zukunft<br />

der Kinder.<br />

World Vision-Kollege Tony<br />

Rinaudo ist der Entdecker<br />

der Methode Farmer Managed<br />

Natural Regeneration<br />

(FMNR) zur Wiederaufforstung<br />

von Wäldern.<br />

FMNR trägt erheblich zum<br />

weltweiten Klimaschutz bei<br />

und Tony erhielt 2018 für<br />

diese Methode den Alternativen<br />

Nobelpreis.<br />

Auch Sie können wie Tony<br />

etwas unternehmen:<br />

Starten Sie Ihr individuelles<br />

Projekt oder<br />

werden Sie Stifterin<br />

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worldvision-stiftung.de<br />

34 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

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Insellösung oder<br />

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Pressverbinder werden rasch<br />

zuverlässig<br />

versiegelt.<br />

Der Lötzinndraht wird von oben auf den Crimp<br />

vorgeschoben. Die Spirflamme® beheizt den Crimp<br />

von der Unterseite. Das Lot wird durch den erhitzten<br />

Crimp selbst und n¡cht direkt von der Spirflamme®<br />

erschmolzen. ➞ Kalte Lötstellen somit ausgeschlossen.<br />

* Präzise, nadelartige, kalorisch hochstabil zuverlässige Flammen.<br />

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automatisierte Prozesse geeignet.<br />

* Kleinste Flammen ab 0,1 mm und grösser.<br />

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<strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig <strong>2022</strong> -> 53 Jahre Spirig


Komponenten<br />

Bessere Heizelemente bieten mehr<br />

Design-Flexibilität bei Analysegeräten<br />

Wie ULTRAMIC-Heizelemente innovative Analysegeräte unterstützen<br />

Die Heizgeräte von heute<br />

Moderne, fortschrittliche Keramikheizer<br />

können höhere Leistung<br />

und größere Präzision erreichen<br />

und gleichzeitig mehr Flexibilität<br />

bei der Konstruktion bieten, was<br />

eine schnellere Markteinführung<br />

ermöglicht.<br />

Um die jüngsten Innovationen<br />

in der Heiztechnologie würdigen<br />

zu können, ist es hilfreich, einige<br />

der Beschränkungen zu verstehen,<br />

die für herkömmliche Metallheizgeräte<br />

gelten. Diese Heizer müssen<br />

in einen anderen Metallblock im<br />

nicht berühren und sie erfordern oft<br />

zusätzliche elektrische Isolierung.<br />

Probleme älterer<br />

Heiztechnologien<br />

Diese Konstruktionsbeschränkungen<br />

verschlechtern oft die CO 2 -<br />

Bilanz und machen ein komplexeres<br />

Montageverfahren erforderlich.<br />

Metallummantelte Heizgeräte<br />

weisen in der Regel auch längere<br />

Aufheiz- und Abkühlungszeiten auf,<br />

da mehr Masse im Heizkörper und<br />

in der Halterung vorliegt. Dies verlangsamt<br />

den Systemstart und den<br />

Wechsel auf andere Stufen.<br />

Fortschrittliche Keramikheizer bieten<br />

zahlreiche Vorteile bei der Konstruktion<br />

von Analysegeräten. Viele<br />

Heizgeräte, die heute in industriellen<br />

Betrieben verwendet werden,<br />

sind metallummantelt – eine etablierte<br />

Technologie, die mittlerweile<br />

über 30 Jahre alt ist. Solche Geräte<br />

eignen sich zwar hervor ragend für<br />

eine Vielzahl komplexer thermischer<br />

Anwendungen, aber neuere und<br />

fortschrittliche Analyse geräte erfordern<br />

höhere Leistung und größere<br />

Präzision. Andy Selvy, Chief System<br />

Designer beim industriellen<br />

Technologieunternehmen Watlow,<br />

betrachtet hier die Vorteile moderner<br />

Keramikheizer.<br />

Analysegeräte, wie Gaschromatograph-Massenspektrometer<br />

(GC-<br />

MS), werden in einer Reihe industrieller,<br />

klinischer und Forschungsanwendungen<br />

eingesetzt, um das<br />

Vorhandenseins von Spurenchemikalien,<br />

Alkoholen und Hormonen<br />

zu ermitteln und um komplexe<br />

Gemische zu trennen. GC-MS können<br />

beispielsweise Konzentrationen<br />

von Medikamenten im Blut oder Verunreinigungen<br />

in Luft, Wasser und<br />

Boden erkennen und sie werden bei<br />

der Entwicklung neuer pharmazeutischer<br />

Produkte verwendet.<br />

Anforderung: schnell zur<br />

Zieltemperatur<br />

Die MS-Komponente zerlegt vom<br />

GC kommende, getrennte Verbindungen<br />

in ionisierte Fragmente,<br />

wobei ein hochenergetischer Elektronenstrahl<br />

durch das Probenmolekül<br />

geleitet wird, um elektrisch<br />

geladene Teilchen oder Ionen zu<br />

produzieren.<br />

Da das Gerät die Ionisierung der<br />

Probe und des Inertgases erfordert,<br />

ist ein Heizelement, das schnell eine<br />

präzise Temperatur erreichen kann,<br />

eine besonders wichtige Komponente.<br />

Viele ältere Heiztechnologien,<br />

deren Leistung und Zuverlässigkeit<br />

früher ausreichend war, müssen<br />

jetzt den Anforderungen kleinerer<br />

Analysegeräte mit höherem<br />

Durchsatz genügen, die heute den<br />

Markt dominieren. Dies bedeutet,<br />

dass Heizgeräte auch kleiner sein<br />

müssen, um eine Miniaturisierung<br />

zu ermöglichen und die Leistung<br />

zu optimieren.<br />

Inneren des Geräts eingesetzt werden,<br />

um ihre thermische Funktion<br />

ausführen zu können. Da die Heizungshülle<br />

und der Block aus Metall<br />

bestehen, dürfen sie die Ionenquelle<br />

Lösung durch moderne<br />

Heizgeräte<br />

Fortschritte in der Keramikheiztechnologie<br />

haben viele dieser Probleme<br />

überwunden, so dass Heizgeräte<br />

heute größere Designflexibilität<br />

und höhere Leistung bieten. Mit<br />

modernen Keramikheizern können<br />

Konstrukteure Platz für neue Komponenten<br />

schaffen, den Formfaktor<br />

einer Maschine zu reduzieren,<br />

ihre Genauigkeit und Leistung verbessern<br />

und gleichzeitig den Fertigungs-<br />

und Montageprozess vereinfachen.<br />

Die Vorteile von<br />

fortschrittlichen Heizgeräten<br />

Um innovative Konstruktionen<br />

zu unterstützen, hat Watlow mit<br />

36 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Komponenten<br />

ULTRAMIC einen fortschrittlichen,<br />

leistungsstarken Keramikheizer entwickelt.<br />

ULTRAMIC-Keramikheizer<br />

wurden für optimale Leistung in thermischen<br />

Anwendungen entwickelt,<br />

bei denen ein schneller Temperaturwechsel<br />

und eine präzise Steuerung<br />

erforderlich sind.<br />

ULTRAMIC-Heizgeräte sind aus<br />

Aluminiumnitrid (AIN) gefertigt und<br />

verwenden ein thermisch abgestimmtes,<br />

proprietäres Heizelement.<br />

AlN eignet sich besonders<br />

für Anwendungen, die eine saubere,<br />

nicht kontaminierende Wärmequelle<br />

benötigen. Darüber hinaus sorgt die<br />

hervorragende geometrische Stabilität<br />

des Geräts für einen einheitlichen<br />

Teil-zu-Teil-Wärmekontakt<br />

während der Heizzyklen.<br />

Wenn diese Komponenten unter<br />

den richtigen Bedingungen zusammen<br />

verwendet werden, ergeben<br />

sich eine Reihe einzigartiger Eigenschaften,<br />

darunter eine hohe elektrische<br />

Isolierung mit geringem<br />

Leckstrom, überlegene chemische<br />

Beständigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit<br />

und Temperaturgleichmäßigkeit<br />

über die gesamte Heizfläche<br />

sowie eine hohe Lebensdauer.<br />

Kleiner und schneller<br />

Die Analysegeräte von heute<br />

haben die Technologie von Heizgeräten,<br />

die vor 30 Jahren entwickelt<br />

wurden, weit hinter sich gelassen.<br />

Um der Designinnovation nicht im<br />

Wege zu stehen, müssen Anlagenentwickler<br />

fortschrittlichere Heizgeräte<br />

für ihre Konstruktionen in<br />

Betracht ziehen.<br />

Moderne Keramikheizer sind kleiner,<br />

reagieren schneller und sind im<br />

Vergleich zu herkömmlichen Heizgeräten<br />

widerstandsfähiger gegenüber<br />

Umweltverschmutzung.<br />

Die hochentwickelten ULTRAMIC-<br />

Keramikheizer von Watlow können<br />

Konstrukteuren von Analysegeräten<br />

daher helfen, die Produktleistung<br />

und das Design zu verbessern<br />

und die Markteinführung ihrer<br />

Geräte zu beschleunigen.<br />

Watlow<br />

www.watlow.com<br />

Kompaktes Reibscharnier mit hohem Reibmoment<br />

Actronic-Solutions stellt das<br />

neueste Friktionsscharnier von<br />

Reell Precision Manufacturing<br />

(Reell, USA) vor, welches die Baureihe<br />

der Drehmomenteinsätze<br />

(Torque-Inserts) um eine weitere<br />

Baugröße ergänzt und damit neue<br />

Maßstäbe im Bezug auf die Drehmomentdichte<br />

bei Reibscharnieren<br />

setzt.<br />

Das TI-130 Reibscharnier zeichnet<br />

sich durch Langlebigkeit und<br />

sein kompaktes Design aus und<br />

eignet sich durch die Ausführung<br />

als Drehmomenteinsatz mit innenliegender<br />

Montage besonders für<br />

die Innenausstattung von Fahrzeugen,<br />

Industriegehäuse, Monitorhalterungen,<br />

Docks für mobile<br />

Geräte und vieles mehr.<br />

Kompaktere Konstruktion<br />

der Anwendung<br />

Die kleinere Bauform des Drehmomentscharniers<br />

ermöglicht eine<br />

insgesamt kompaktere Konstruktion<br />

der Anwendung, ohne dabei<br />

auf die erstklassige Bewegungsqualität<br />

und die solide Positionierung<br />

von Reell verzichten zu müssen.<br />

Das TI-130 Reibscharnier ist<br />

mit Drehmomenten von 1,0 bis<br />

2,0 Nm erhältlich. Zu den Anwendungen<br />

gehören Gehäusetüren,<br />

Abdeckungen, Monitore, Luken<br />

und viele andere Komponenten,<br />

die eine zuverlässige Positionssteuerung<br />

und einfache Einstellbarkeit<br />

in den Bereichen Industrie,<br />

Medizin, Büro und Unterhaltungselektronik<br />

erfordern.<br />

Stabil und leicht<br />

Wie bei der gesamten<br />

TI-100-Serie ist auch beim TI-130<br />

der Korpus aus glasfaserverstärktem<br />

Nylon stabil und leicht und<br />

kann in eine Vielzahl von Materialien<br />

eingepresst werden. Aufgrund<br />

der einzigartigen Inline-<br />

Montage ist das TI-130 im eingebauten<br />

Zustand für den Benutzer<br />

unsichtbar, was die Gesamtgröße<br />

des Gehäuses reduzieren<br />

und die Ästhetik der Anwendung<br />

verbessern kann. Wie alle Reell-<br />

Drehmomenteinsätze verfügt<br />

auch das TI-130 über die Reell-<br />

Torq-Cliptechnologie, die ein präzises<br />

und gleichmäßiges Drehmoment<br />

mit einer qualifizierten<br />

Lebensdauer von 25.000 Zyklen<br />

liefert und gleichzeitig das beste<br />

haptische Erlebnis aller Positionierungslösungen<br />

auf dem<br />

Markt bietet.<br />

Hochwertige, innovative<br />

Lösungen<br />

Reell Precision Manufacturing<br />

bietet hochwertige, innovative<br />

Lösungen zur Übertragung von<br />

Drehmomenten, zur Kontrolle der<br />

Winkelposition und zum Schutz<br />

empfindlicher Komponenten vor<br />

übermäßiger Kraft. Die Kombination<br />

der weltweit präzisesten<br />

Drehmomenttechnologie mit dem<br />

branchenweit erfahrensten Ingenieurteam<br />

garantiert eine perfekte<br />

Anpassung des Produkts an die<br />

Kundenanwendung. Mit Niederlassungen<br />

auf drei Kontinenten bietet<br />

Reell einen reaktionsschnellen<br />

globalen Kundenservice und<br />

eine erstklassige Fertigung, die<br />

eine außergewöhnlich einfache<br />

Bestellung und pünktliche Lieferung<br />

gewährleistet. Vertrieben werden<br />

die Reibscharniere von Reell<br />

in Deutschland von Actronic-Solutions<br />

GmbH mit Sitz in Adelsdorf.<br />

Actronic – Solutions GmbH<br />

www.actronic-solutions.de<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

37


Komponenten<br />

Damit der Patient schnell wieder auf<br />

die Beine kommt<br />

Kugelgewindetriebe in motorisierten Bewegungsschienen<br />

Kugelgewindetriebe von August Steinmeyer ermöglichen es, elektrische<br />

Bewegungsschienen sicher, zuverlässig und geräuscharm zu verfahren<br />

© August Steinmeyer GmbH & Co. KG<br />

Kompetenz, Qualität<br />

und zertifizierte<br />

Produkte<br />

August Steinmeyer verfügt<br />

über langjährige Erfahrungen<br />

und ein breites<br />

Know-how auf dem Gebiet<br />

der Medizintechnik. „Da es<br />

bei therapeutischen Anwendungen<br />

um den Einsatz am<br />

Menschen geht, müssen wir<br />

durch die Verlässlichkeit und<br />

die Sicherheit unserer Produkte<br />

das notwendige Vertrauen<br />

schaffen“, erklärt<br />

Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter<br />

bei August<br />

Steinmeyer. „Wir möchten<br />

mit qualitativ hochwertigen Komponenten<br />

unseren Beitrag leisten und<br />

unseren Kunden die Sicherheit bieten,<br />

die sie für die Lösung ihrer Aufgaben<br />

benötigen. Als zertifiziertes<br />

Unternehmen nehmen wir diese Verantwortung<br />

sehr ernst, ständige Qualitätskontrollen<br />

und Audits ge hören<br />

bei uns zum Standard.“<br />

August Steinmeyer<br />

GmbH & Co. KG<br />

info@steinmeyer.com<br />

www.steinmeyer.com<br />

Um die Mobilität eines Patienten<br />

nach einer Verletzung bzw. Operation<br />

des Schulter- oder Kniegelenks<br />

wiederherzustellen, bietet DJO<br />

unter dem Markennamen ARTRO-<br />

MOT motorisierte Bewegungsschienen<br />

an. Diese werden in der Regel<br />

ergänzend zur Physiotherapie eingesetzt.<br />

Kugelgewindetriebe von<br />

August Steinmeyer ermöglichen<br />

es, die motorisierten Bewegungsschienen<br />

sicher, zuverlässig und<br />

geräuscharm einzusetzen.<br />

DJO ist ein weltweit führender<br />

Anbieter für die Versorgung mit<br />

orthopädischen Hilfsmitteln und physikalischer<br />

Therapie in der Orthopädie,<br />

Traumatologie und Sportmedizin.<br />

Die Bewegungsschienen<br />

des Herstellers werden in der<br />

Home-Care-Versorgung eingesetzt.<br />

Sie dienen der passiven Bewegung<br />

(Continuous Passive Motion),<br />

was in der Fachwelt CPM genannt<br />

wird. Der Einsatz von CPM-Bewegungsschienen<br />

dient zur konservativen<br />

Behandlung oder erfolgt nach<br />

operativen Eingriffen z. B. an Knie<br />

oder Schulter, um die Heilung von<br />

Knorpeln, Sehnen oder Bändern<br />

zu beschleunigen. Außerdem kann<br />

durch die CPM-Therapie die Gelenkbeweglichkeit<br />

erhalten, Schmerzen<br />

oder Schwellungen gelindert und<br />

das OP-Ergebnis gesichert werden.<br />

Auch die Rehabilitationsdauer<br />

des Patienten lässt sich dank dieser<br />

Behandlungsmethode verkürzen.<br />

Kugelgewindetriebe zum<br />

Bewegen der Schiene<br />

Für die Bewegung der Schiene<br />

sorgen ein Motor und ein Kugelgewindetrieb<br />

der August Steinmeyer<br />

GmbH & Co. KG, mit der DJO eine<br />

jahrzehntelange Partnerschaft verbindet.<br />

Der Steinmeyer-Kugelgewindetrieb<br />

zeichnet sich durch eine<br />

problemlose Handhabung aus und<br />

ist optimal für den Einsatz in Medizinprodukten<br />

geeignet. Der Kugelgewindetrieb<br />

in bewährter Ausführung<br />

ist sehr leise und geräuscharm,<br />

bietet einen hohen Wirkungsgrad,<br />

ist nahezu wartungsfrei und<br />

verbraucht dank seines leichtgängigen<br />

Laufs nur äußerst wenig Energie.<br />

Die Ausführung des Kugelgewindetriebs<br />

ist absolut schadstofffrei<br />

ausgelegt, was gerade im Medizintechnikbereich<br />

sehr wichtig ist.<br />

Zudem ist aufgrund der Konstruktion<br />

eine Verletzungsgefahr in der<br />

Anwendung ausgeschlossen.<br />

In der Bewegungsschiene von DJO kommen Kugelgewindetriebe von August<br />

Steinmeyer zum Einsatz © DJO<br />

38 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Komponenten<br />

M12x1 Steckverbinder Crimpanschluss<br />

Konfektionierbar sowie A-, B-, D- und X-codiert<br />

4,5 bis 8,3 mm vorgesehen und<br />

die Schirmanbindung erfolgt 360°<br />

am vollem Umfang. Alle Varianten<br />

erfüllen den Schutzgrad IP67<br />

im gesteckten und verschraubten<br />

Zustand.<br />

Vorteile:<br />

Sapsiwai - Fotolia<br />

In der Industrie und im Transportwesen<br />

werden M12 Steckverbinder für<br />

Sensor- / Aktorverkabelung sowie für<br />

BUS-Systeme eingesetzt. Der zunehmende<br />

Zeitdruck durch kurze Timeto-Market<br />

Anforderungen und steigendem<br />

Kostendruck macht es notwendig,<br />

Systeme schnell, flexibel und zuverlässig<br />

aufzubauen. Bei der Umsetzung spielen<br />

einfach zu konfektionierende Steckverbinder<br />

eine entscheidende Rolle.<br />

CONECs konfektionierbare M12<br />

Steckverbinder mit Crimpanschluss<br />

bieten die entsprechende Lösung und<br />

sind in den Codierungen A, B, D und<br />

X erhältlich. Die sehr kompakte und<br />

leichte Bauform eignet sich optimal für<br />

CONEC Elektronische<br />

Bauelemente GmbH<br />

www.conec.com<br />

Einsatzgebiete mit geringem Bauraum<br />

und Gewicht.<br />

Datenraten bis zu<br />

10 Gigabit/s<br />

Der CONEC M12 Crimp X-codiert ist<br />

für Ethernetanwendungen mit Datenraten<br />

mit bis zu 10 Gigabit/s ausgelegt,<br />

hierdurch können Anwendungen<br />

mit hohen Datenraten im industriellen<br />

Umfeld umgesetzt werden. Die gedrehten<br />

Crimpkontakte können flexible Aderquerschnitte<br />

von AWG 28 bis AWG 22<br />

(bei X-Codierung) und AWG 24 bis<br />

AWG 18 (bei A-, B- und D-Codierung)<br />

aufnehmen und sind somit für einen<br />

weiten Bereich von gängigen Industriedatenkabeln<br />

geeignet.<br />

Zuverlässige Verbindung<br />

Der Vorteil der gedrehten Crimpkontakte<br />

ist eine zuverlässige und gasdichte<br />

Verbindung zur Litze, die auch unter<br />

extremen Bedingungen einen gleichbleibenden<br />

niedrigen Durchgangswiderstand<br />

sicherstellt. Die Kupplungen<br />

sind darüber hinaus mit sogenannten<br />

Closed Entry Kontakten erhältlich, diese<br />

bieten eine zusätzliche Stecksicherheit<br />

der Buchsenkontakte. Die Crimpkontakte<br />

können mit handels üblichen<br />

Crimpzangen – und Maschinen verarbeitet<br />

werden, nur für die X-codierte<br />

Ausführung muss eine entsprechende<br />

CONEC Crimpzange / Selektor verwendet<br />

werden.<br />

Gut gesichert<br />

Die CONEC M12 Crimp Steckverbinder<br />

sind mit einer taktilen<br />

Rüttel sicherung gegen Lösen<br />

durch Schwingungen im Betrieb<br />

geschützt. Das Steckverbindergehäuse<br />

ist komplett aus Metall und<br />

somit voll geschirmt. Die Stecker<br />

sind für Kabeldurchmesser von<br />

• Schnelle und sichere Montage<br />

im Feld<br />

• Kompaktes Design<br />

• Niedriges Gewicht<br />

• Robustes Design<br />

• Gedrehte Kontakte<br />

• 360° Schirmanbindung<br />

• Große Variantenvielfalt (A-, B-,<br />

D-, X-Codierung)<br />

• Übertragungsrate bis<br />

10 Gigabit/s (X codiert)<br />

• Für einen weiten Bereich von<br />

Industriekabeln geeignet<br />

Anwendungsfelder:<br />

• Transportwesen<br />

• Automatisierungstechnik<br />

• Industrial Ethernet<br />

• Steuerungstechnik<br />

• Medizintechnik<br />

• Gebäudeautomation<br />

• Montage – und Fertigungslinien<br />

• Prozessautomation<br />

• Sicherheits – und Überwachungssysteme<br />

• Kommunikationstechnik ◄<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 />

Flach und leistungsstark - Radiallüfter für Beatmungsgerät<br />

Platz auch im kleinsten<br />

Gerät<br />

SEPA EUROPE GmbH<br />

www.sepa-europe.com<br />

Als Spezialist für Kühllösungen<br />

in der Medizintechnik bietet SEPA<br />

Europe leistungsstarke und zuverlässige<br />

Entwärmungskonzepte für<br />

Beatmungsgeräte an. Um die Funktionsfähigkeit<br />

und Lebensdauer der<br />

Elektronik zu gewährleisten, sollte<br />

die entstandene Wärme zügig<br />

abtransportiert werden. Besonders<br />

wenn wenig Platz vorhanden ist,<br />

aber viel Leistung gewünscht wird,<br />

ist der Radiallüfter HY45AB die richtige<br />

Wahl. Ein weiterer Pluspunkt ist<br />

seine schnelle Verfügbarkeit.<br />

Der Radiallüfter HY45AB von<br />

SEPA Europe ist nur 4 mm dick und<br />

findet seinen Platz auch im kleinsten<br />

Gerät. Da er bauartbedingt einen<br />

höheren Druck erreicht als ein vergleichbarer<br />

Axiallüfter, macht er effiziente<br />

Kühlung auch auf engstem<br />

Raum möglich. Der kompakte Blower<br />

ist beidseitig ansaugend und mit<br />

dem SEPA MagFix Lager ausgestattet.<br />

Bei diesem Lüfter steht Zuverlässigkeit<br />

an erster Stelle, denn<br />

durch das bewährte Lagersystem<br />

beträgt seine Lebensdauererwartung<br />

bei 40 °C stolze 210.000 h<br />

(MTBF). Ein weiterer Vorteil ist der<br />

integrierte Tachoausgang, der als<br />

Drehzahlüberwachung dient. Die<br />

Drehzahlregelung erfolgt mittels<br />

PWM-Signal. Der Radiallüfter ist<br />

ab Lager in 5 V und 12 V lieferbar<br />

und ist angenehm leise.<br />

Smarte<br />

Entwärmungskonzepte<br />

Smarte Entwärmungskonzepte<br />

von SEPA Europe sind in vielen<br />

medizinischen Geräten namhafter<br />

Hersteller zu finden. ◄<br />

Individualisierte Gehäusesysteme, Baugruppen und Einzelteile für medizinische Geräte<br />

Schweißbaugruppen aus Blech. Auf kundenspezifische<br />

Anforderungen ausgelegt sind die komplexen<br />

Systeme und Komponenten aus Kunststoff,<br />

Metall, Blech und Guss auch in Materialkombination.<br />

Zum Port folio zählen außerdem die<br />

Entwicklung und Integration von Elektronikkomponenten.<br />

Auch die optische Komponente kommt<br />

nicht zu kurz: Die Oberflächen lassen sich in ihrer<br />

Farbgebung per Pulverbeschichtung oder Nasslackierung<br />

individualisieren und durch einen Produktnamen<br />

oder technische Anschlussbeschriftungen<br />

mittels Sieb- und Tampondruckverfahren,<br />

HD-Druck oder Laserbeschriftung veredeln.<br />

Die Polyrack Tech-Group stellt auf der MedtecLIVE<br />

with T4M in Halle 10, Stand 557 aus. Hier<br />

zeigt der Gehäuse- und System spezialist sein<br />

umfangreiches Programm an Gehäusesystemen,<br />

Baugruppen und Einzelteilen, die in unterschiedlichen<br />

Bereichen in der Medizintechnik zum Einsatz<br />

kommen. Die Breite und Tiefe ihres Technologiespektrums<br />

präsentiert Polyrack anhand<br />

von Kundenprojekten aus den Segmenten Notfall,<br />

Diagnose, Labor, Operation und Intensivpflege.<br />

Dazu zählen repräsentative Bauteile und Baugruppen<br />

aus thermoplastischem Spritzguss sowie<br />

MedtecLIVE, Halle 10, Stand 557<br />

Polyrack Tech-Group<br />

www.polyrack.com<br />

40 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Neue IC Generation von Energy<br />

Harvesting IoT Produkten<br />

Komponenten<br />

e-peas (Vertrieb: Kamaka) stellt eine neue Produktfamilie von Batterie lade ICs vor, die den Bedarf an<br />

optimierten Power-Management-Lösungen für Energy-Harvesting-Hardware abdecken.<br />

© e-peas<br />

KAMAKA Electronic<br />

Bauelemente Vertriebs GmbH<br />

www.kamaka.de<br />

Während die bestehenden Power-<br />

Management-ICs (PMICs) des<br />

Unternehmens sowohl die direkte<br />

Stromabgabe an die Anwendung<br />

als auch das Laden von Energiespeicherelementen<br />

(wie Li-Ion-Batterien<br />

oder Superkondensatoren)<br />

ermöglichen, sind die AEM10900,<br />

AEM10300 und AEM30300 (Vibration<br />

und RF) vollständig auf die<br />

Ladefunktion ausgerichtet.<br />

Einfache Implementierung<br />

Dadurch können diese ICs in<br />

Situationen eingesetzt werden, die<br />

eine einfachere Implementierung<br />

erfordern und bei denen Platz- oder<br />

Kostenbeschränkungen zu berücksichtigen<br />

sind. Die PMICs sind in der<br />

Lage, einen Ruhestrom von Null<br />

aus der Batterie zu ziehen – das<br />

bedeutet, dass die in der Batterie<br />

gespeicherte Energie nicht für die<br />

Versorgung des PMICs verschwendet<br />

wird, wenn das Energy Harvesting<br />

für einen längeren Zeitraum<br />

unterbrochen wird.<br />

Extrem niedriger<br />

Stromverbrauch<br />

Die beiden PMICs AEM10300<br />

und AEM30300 verfügen über integrierte<br />

DC/DC-Wandler mit extrem<br />

niedrigem Stromverbrauch, die den<br />

Betrieb über einen Eingangsspannungsbereich<br />

von 100 mV bis 4,5 V<br />

unterstützen. Das adaptive Energiemanagement<br />

erlaubt es diese<br />

ICs, je nach Bedarf auto matisch<br />

zwischen Boost-, Buck-Boost- und<br />

Buck-Betriebskonfigurationen zu<br />

wechseln. Dadurch wird sichergestellt,<br />

dass immer ein optimaler<br />

Energietransfer zwischen den jeweiligen<br />

Eingängen und dem Speicherelement<br />

gewährleistet ist.<br />

Solarbasierte<br />

Energy Harvesting-<br />

Implementierungen<br />

Der hochintegrierte PMIC-Aufwärtswandler<br />

AEM10900 ist in<br />

Verbindung mit einem einzelligen<br />

Photo voltaik-Panel für solarbasierte<br />

Energy Harvesting-Implementierungen<br />

optimiert. Durch seine superschnelle<br />

Power-Point-Tracking<br />

(MPPT)-Funktionalität, die speziell<br />

für Objekte in Bewegung eingestellt<br />

ist, kann dieser Baustein sicherstellen,<br />

dass er die meiste Energie<br />

aus der verfügbaren Umgebungsbeleuchtung<br />

gewinnt – damit so<br />

viel wie möglich gespeichert werden<br />

kann. Darüber hinaus verfügt<br />

der IC über eine Kaltstartfähigkeit<br />

von 250 mV und 5 µW input power<br />

(typical), d. h. der IC kann auch bei<br />

sehr geringen Lichtintensitäten mit<br />

dem Laden der Batterie beginnen.<br />

Mehr Konfigurationen<br />

AEM10900 führt eine I²C-<br />

Schnittstelle ein, um die Anzahl der<br />

Pins zu minimieren und eine größere<br />

Anzahl von möglichen Konfigurationen<br />

zu bieten. Er bietet eine<br />

Reihe von Funktionen, wie z. B.<br />

einen thermischen Batterieschutz,<br />

einen Joule-Zähler, der den Benutzer<br />

über die Menge der gewonnenen<br />

Energie informiert, sowie einen<br />

Versandmodus, in dem die Batterie<br />

nicht geladen werden kann. Hauptanwendungen<br />

dieses PMICs sind<br />

tragbare Verbraucherprodukte und<br />

am Körper getragene medizinische<br />

Überwachungsgeräte.<br />

Diese neuen Batterieladegeräte<br />

PMICs benötigen extrem geringe<br />

Anzahl von externen Komponenten.<br />

Das bedeutet, dass Energy-<br />

Harvesting-Funktionalität hinzugefügt<br />

werden kann, während die<br />

Materialkosten niedrig bleiben und<br />

nur sehr wenig Platz auf der Platine<br />

benötigt wird. ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

41


Komponenten<br />

Produkte gemäß Medical Device Regulation (MDR)<br />

Mit dem in Kraft treten der Medical<br />

Device Regulation (MDR) am<br />

27.05.2021, verändern sich die<br />

Anforderungen an Hersteller, die<br />

Medizinprodukte in der EU in Verkehr<br />

bringen. Die neue Richtlinie<br />

verfolgt das Ziel, die Qualität und<br />

Rückverfolgbarkeit von Medizinprodukten<br />

zu erhöhen. Damit nimmt<br />

sie Einfluss auf die Prozesse in der<br />

Fertigung der Produkte und bringt<br />

zusätzlichen Prüf- und Dokumentationsaufwand<br />

mit sich.<br />

Das Ziel, einwandfreie Medizinprodukte<br />

um die Patienten- und<br />

Anwendersicherheit zu erhöhen,<br />

verpflichtet die Hersteller von Medizinprodukten,<br />

alle relevanten regulatorischen<br />

Anforderungen zu erfüllen,<br />

bevor sie ihr Produkt auf den<br />

Markt bringen können. Die Anforderungen<br />

beziehen sich dabei auf<br />

das Medizinprodukt selbst, um z. B.<br />

mit Hilfe von Begleitinformationen<br />

zu unterrichten. Darüber hinaus<br />

müssen die technische Dokumentation,<br />

die Klassifizierung, Zulassung<br />

sowie weitere Themen sichergestellt<br />

werden.<br />

Kunden unterstützen<br />

Hierbei ist auch ODU als Lieferant<br />

und Spezialist für Steckverbindungen<br />

für medizinische Applikationen<br />

gefragt. Steckverbinder,<br />

Kabel und Gehäuse für Diagnostik,<br />

Therapie oder Monitoring<br />

sind Teile von Medizinprodukten<br />

und müssen als Vorprodukte den<br />

Anforderungen der MDR entsprechen.<br />

„Um unsere Kunden bei der<br />

vollständigen Technischen Dokumentation<br />

zu unterstützen, liegen<br />

nach DIN EN 13485:2016 zertifizierte<br />

Qualifizierungs- und Validierungs-Angaben<br />

vor“, so Mathias<br />

Wuttke – Business Development<br />

Manager für den Bereich Medizintechnik.<br />

Das beinhaltet Produktangaben<br />

in Form von technischen<br />

Datenblättern, Testberichten und<br />

Kennzeichnung von Produkten<br />

oder Baugruppen. „Des Weiteren<br />

beachten wir als Firma ODU Themen<br />

wie Patienten- und Anwenderschutz<br />

unserer Produkte und<br />

setzen diese unter Einhaltung der<br />

IEC60601-1 ein. Auch eine Umsetzung<br />

der Unique Device Identifikation<br />

(UDI) ist bei uns durch das<br />

Laserbeschriften unserer Stecker<br />

möglich“, so Wuttke. „Auch im Falle<br />

von Änderungen an Produkten, die<br />

eine neue Risiko bewertung erforderlich<br />

machen, kommunizieren wir<br />

relevante Veränderungen an die<br />

Kunden. Dafür haben wir eigens<br />

eine Stelle im Unternehmen eingerichtete,<br />

die gezielt Auskünfte auf<br />

die Anfragen der Hersteller gibt.“<br />

Hohe Produktqualität und<br />

zufriedene Kunden<br />

Zufriedene Kunden und die hohe<br />

Qualität der Produkte stehen für<br />

ODU im Fokus. Um gesetzeskonform<br />

im Markt erfolgreich zu sein,<br />

liefert das Unternehmen für seine<br />

Kunden folgenden Beitrag:<br />

Unterstützung<br />

• für ein durchgängiges Risikound<br />

Qualitätsmanagementsystem<br />

• bei der lückenlosen Rückverfolgbarkeit<br />

• bei der Post-Market Surveillance,<br />

um spätere, notwendige Korrektur-<br />

und Verbeugemaßnahmen<br />

abzuleiten<br />

• bei der Betrachtung des gesamten<br />

Produktlebenszyklus und für<br />

die verantwortliche Person des<br />

Inverkehrbringers und unsere<br />

Kunden aus der Medizin.<br />

ODU GmbH & Co. KG<br />

https://odu-connectors.com/<br />

de/<br />

Neue, günstige und zügig lieferbare Chipinduktivitäten<br />

SMD-Induktivitäten sind aktuell<br />

sehr gefragt. Oft sogar zu<br />

gefragt: Lange Lieferzeiten führen<br />

zu Produktionsengpässen oder<br />

-aus fällen. Diese neuen von HY-<br />

LINE Power Components angebotenen<br />

Baureihen von 0201<br />

bis 1206 sind dagegen schneller<br />

als derzeit marktüblich verfügbar.<br />

Eine breite Auswahl an<br />

Chip-Induktivitäten hoher Güte<br />

ermöglicht Design-Flexibilität<br />

in vielen Power- und Wireless-<br />

Anwendungen. Sie sind in Multilayer-<br />

und drahtgewickelten Konfigurationen<br />

in den Chip-Größen<br />

0201 bis 0805 (MCL-Familie),<br />

1008 bis 1210 (WCL-Familie)<br />

und 0603 bis 1206 (MCQ-Familie)<br />

verfügbar. Die Induktivitäten<br />

eignen sich zur Filterung, Impedanzanpassung<br />

und Resonanzeinstellung<br />

in Anwendungen für<br />

Consumerprodukte, Industrie,<br />

Computertechnik, medizinische<br />

Geräte und Energieversorgung,<br />

beispielsweise in On-Board-<br />

Stromversorgungen und -Verteilungen.<br />

Die Produktfamilien bieten<br />

eine kleine Grund fläche, hohe<br />

Güte, enge Induktivitäts-Toleranz<br />

und hohe Strombelastbarkeit. Die<br />

MCQ- und MCL-Chip-Induktivitäten<br />

nutzen eine Multilayer-Low-<br />

Profile-Konstruktion, die WCL-<br />

Chip-Induktivitäten sind in Wickeltechnologie<br />

ausgeführt.<br />

HY-LINE Power<br />

Components<br />

www.hy-line-group.com<br />

42 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Komponenten<br />

Gesamte Komponentenpalette übersichtlich präsentiert<br />

Der Micro Crystal Übersichtskatalog<br />

Q2-<strong>2022</strong> ist verfügbar.<br />

Mit über 40 Jahren Erfahrung und<br />

einer nachgewiesenen Erfolgsbilanz<br />

herausragender Zuverlässigkeit<br />

erfüllen die von Micro Crystal<br />

hergestellten Komponenten<br />

die Anforderungen der anspruchsvollsten<br />

Anwendungen. Der Katalog<br />

zeigt die gesamte Komponentenpalette<br />

auf Quarzbasis;<br />

kHz-Stimmgabelquarze, MHz-<br />

AT-Schnitt-Quarze, Echtzeituhrmodule,<br />

Oszillatoren sowie die<br />

neue Linie medizinischer implantierbarer<br />

Produkte. Die zur Herstellung<br />

dieser hochwertigen Komponenten<br />

entwickelten Technologien,<br />

Materialien sowie Herstellungs-<br />

und Prüfverfahren machen<br />

sie für die verschiedensten Branchen<br />

geeignet, die von der Unterhaltungselektronik<br />

bis hin zu hochspezialisierten<br />

Anwendungen wie<br />

Automobil, Industrie, Gesundheitswesen<br />

oder medizinischen implantierbaren<br />

Geräten reichen (Neurostimulatoren,<br />

intelligente orthopädische<br />

Implantate oder Herzschrittmacher).<br />

Mit erstklassiger Genauigkeit,<br />

kleinen Gehäusen und extrem<br />

niedrigem Stromverbrauch ermöglichen<br />

Micro Crystal-Komponenten<br />

auch IoT- und Wearable-Anwendungen<br />

mit höchsten Anforderungen.<br />

Die Produktionsstätten sind<br />

nach ISO 9001, ISO 14001 und<br />

IATF 16949 zertifiziert; und halten<br />

alle Sozial- und Umweltvorschriften<br />

ein.<br />

Micro Crystal AG<br />

www.microcrystal.com<br />

Drehknöpfe mit hohem Bedienkomfort<br />

Die moderne Drehknopfreihe mit der Grifffläche<br />

aus Soft-Touch-Material ermöglicht einfaches<br />

Greifen und ergonomisches Bedienen<br />

und kann bei Bedarf beleuchtet werden. Die<br />

CONTROL-KNOBS sind anwenderfreundlich<br />

und bestehen aus harten und weichen Kunststoff-Komponenten.<br />

Aufgrund des Materials haben diese Drehknöpfe<br />

eine hohe Griffigkeit mit Anti-Rutsch-<br />

Effekt. Die Montage erfolgt über Spannzangen.<br />

Zur Endmontage wird ein Deckel auf dem<br />

Grundkörper angebracht. Erhältlich sind die<br />

CONTROL-KNOBS in den Standardfarben nero<br />

und vulkan in 36 mm und 46 mm Durchmesser.<br />

Beide Größen sind auch mit seitlicher Zeigerlinie<br />

zur Feinskalierung erhältlich. Die optionale<br />

Beleuchtung setzt einen eindrucksvollen<br />

Akzent. Bei dieser Variante ist der Grundkörper<br />

aus transluzentem Material und ermöglicht<br />

folgende Beleuchtungsoptionen: Ringoptik<br />

auf der Deckfläche mit oder ohne seitlicher<br />

Zeigerlinie. Für die Beleuchtung des<br />

Rings ist entsprechendes Zubehör notwendig.<br />

Zu den Anwendungsgebieten gehören<br />

die Mess- und Regeltechnik, die Medizin- und<br />

Labortechnik, Smart Factory und vieles mehr.<br />

Die Knöpfe können mittels Bedruckung oder<br />

Laserbeschriftung auf dem Deckel auch individuell<br />

modifiziert werden.<br />

Odenwälder Kunststoffwerke<br />

Gehäusesysteme GmbH<br />

vertrieb@okw.com<br />

www.okw.com<br />

Erweiterung des Kunststoff-Rundstecker-Portfolios<br />

Das platzsparende Produktdesign<br />

des ODU MEDI-SNAP ermöglicht<br />

dank kleiner Bauformen,<br />

hoher Poldichte und geringem<br />

Gewicht eine hohe Vielfalt auf<br />

kleinstem Bauraum. Mit der neuen<br />

Größe 3,5 sind sogar bis zu maximal<br />

41 Signalkontakte möglich.<br />

Der neue Stecker ist aber auch<br />

für eine ganze Reihe von hybriden<br />

Anforderungen bestens geeignet.<br />

Ob eine Lösung für Strom<br />

mit Signalen sowie Fluiden, LWL<br />

oder Koax gesucht wird, der ODU<br />

MEDI-SNAP in Größe 3,5 bietet<br />

durch sein modulares Design<br />

zahlreiche individuelle Gestaltungsmöglichkeiten.<br />

Die Einsatzmöglichkeiten<br />

für diesen Kunststoffsteckverbinder<br />

sind vielfältig.<br />

Sowohl im Bereich der Medizin,<br />

als auch der Industrieelektronik<br />

oder der Mess- und Prüftechnik<br />

findet der ODU MEDI-SNAP in<br />

der Größe 3,5 seine Anwendung.<br />

Im industriellen Bereich sind Einsätze<br />

bei Prüfgeräte, LED- Geräten,<br />

Automotiv-Testsystemen, Unterhaltungssysteme<br />

oder bei unterbrechungsfreier<br />

Stromversorgungen<br />

nur einige der möglichen Anwendungen.<br />

ODU GmbH & Co. KG<br />

https://odu-connectors.com/de/<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

43


Produktion<br />

Hochpräziser 3D-Drucker<br />

Nanoscribe präsentiert Quantum X align, einen hochpräzisen 3D-Drucker für den automatisch ausgerichteten<br />

Druck auf optische Fasern und photonische Chips.<br />

Quantum X align ist das erste Mikrofabrikationssystem auf Basis einer<br />

industrieerprobten Lithografie-Plattform, welches mit Alignment-<br />

Fähigkeiten in Nano-Präzision das Photonic Packaging voranbringen kann<br />

Nanoscribe<br />

www.nanoscribe.com<br />

www.bico.com<br />

Nanoscribe präsentiert auf der<br />

Photonics West Conference and<br />

Exhibition in San Francisco erstmals<br />

den neuen Hochleistungsdrucker<br />

Quantum X align. Dieser ist<br />

der erste 3D-Drucker seiner Art mit<br />

fortschrittlichem Alignmentsystem<br />

für den Direktdruck mikrooptischer<br />

Freiform-Elemente auf optische<br />

Fasern und photonische Chips.<br />

Damit setzt der Drucker neue Maßstäbe<br />

für das Design und die Herstellung<br />

mikrooptischer Elemente.<br />

Robuste und zuverlässige<br />

Alignment-Lösungen<br />

Quantum X align hält robuste und<br />

zuverlässige Alignment-Lösungen<br />

bereit, um eine effiziente Lichtkopplung<br />

über das Free Space Microoptical<br />

Coupling (FSMOC) zwischen<br />

Chips und optischen Fasern zu<br />

erzielen. Das neue Mikrofabrikationssystem<br />

ebnet industriellen Innovationen<br />

im Bereich bildgebender<br />

Technologien mit Fasern und Strahlformungsanwendungen<br />

den Weg<br />

und bringt das hybride Packaging für<br />

photonische Chips voran. Quantum<br />

X align ist das vierte Mikrofabrikationssystem<br />

der Quantum X-Produktlinie<br />

und ermöglicht eine einfachere<br />

Prozesskette, geringere Montagetoleranzen<br />

und den Verzicht auf ein<br />

kostspieliges und zeitaufwändiges<br />

aktives Alignment und bietet Vorteile<br />

mit Blick auf die Miniaturisierung<br />

der zu druckenden Strukturen.<br />

„Mit der Erweiterung unserer<br />

bewährten Quantum X-Plattform um<br />

den neuen Quantum X align ergänzen<br />

wir die Zwei-Photonen-Polymerisation<br />

mit leistungsstarken Alignment-Technologien,<br />

um der steigenden<br />

Nachfrage solcher Lösungen<br />

in den Bereichen Datenkommunikation,<br />

Telekommunikation und Sensorik<br />

zu begegnen”, sagt Martin Hermatschweiler,<br />

CEO und Mitgründer<br />

von Nanoscribe. „Wir nehmen<br />

die Herausforderungen einer effizienten<br />

Lichtkopplung im Photonic<br />

Packaging an, um den hochpräzisen<br />

3D-Druck zur Technologie der<br />

Wahl bei der Realisierung integrierter<br />

photonischer Anwendungen zu<br />

machen”, ergänzt Hermatschweiler.<br />

Fortschrittliche Lösungen<br />

für das Photonic Packaging<br />

Der neue hochpräzise 3D-Drucker<br />

eröffnet ganz neue Möglichkeiten<br />

für den Bereich des Photonic<br />

Packagings, was deutlich höhere<br />

Datenverarbeitungskapazitäten ermöglicht<br />

und auch die Entwicklung<br />

energieeffizienter Technologien<br />

vorantreibt. Photonisch integrierte<br />

Schaltkreise (PIC) sind wichtig,<br />

um die heute noch vorherrschenden<br />

Mikroelektronik-Ansätze abzulösen,<br />

deren Miniaturisierung und<br />

damit auch deren Rechen leistungen<br />

an Grenzen stoßen. Photonischintegrierte<br />

Ansätze sind entscheidend<br />

für moderne Anwendungen<br />

in Bereichen wie der künstlichen<br />

Intelligenz und im Quantencomputing.<br />

Zentral für deren Umsetzung<br />

ist die mikrooptische Verbindungtechnik,<br />

für die Quantum<br />

X align innovative Hardware- und<br />

Softwarelösungen bereit hält. Der<br />

hochpräzise 3D-Drucker basiert<br />

auf der Zwei-Photonen-Polymerisation<br />

(2PP) und erzielt eine Ausrichtungsgenauigkeit<br />

in allen räumlichen<br />

Dimensionen von bis zu 100<br />

Nanometern.<br />

Finalist der Prism Awards<br />

<strong>2022</strong><br />

Der Nanoscribe Quantum X<br />

align ist ein Finalist der diesjährigen<br />

Prism Awards in der Kategorie<br />

„Manufacturing & Test“, was<br />

den innovativen Ansatz des revolutionären<br />

Druckers noch einmal<br />

mehr unterstreicht. Ziel des internationalen<br />

Wettbewerbs ist es, die<br />

besten Produktneuheiten auf den<br />

Märkten Optik und Photonik auszuzeichnen.<br />

Die Preisverleihung fand<br />

Die Mikroskopie-Aufnahme zeigt deutlich, wie präzise die optischen<br />

Projektionen der Linsen des Faserarrays sind. Hier wird grünes Licht in<br />

parallele Lichtstrahlen kollimiert. Beispiel aus dem Forschungsprojekt<br />

MiLiQuant.<br />

44 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Die REM-Aufnahme liefert einen visuellen Beleg für den Druck von<br />

Modenfeld formenden Mikrooptiken, die mit Submikrometerpräzision auf<br />

die Facette eines photonischen Chips ausgerichtet und gedruckt wurden.<br />

Beispiel aus dem Forschungsprojekt HandheldOCT<br />

am 26. Januar in San Francisco im<br />

Rahmen der SPIE Photonics West<br />

Conference and Exhibition statt.<br />

Der Quantum X align ist das<br />

erste Gerät mit automatischen<br />

3D-Ausrichtungsfunktionen innerhalb<br />

der Quantum X-Plattform<br />

von Nanoscribe. Der 3D-Drucker<br />

ist mit hochpräzisen Bildgebungsmodulen<br />

ausgestattet, um die Topografie<br />

unterschiedlicher Substrate<br />

abzubilden und die zu druckenden<br />

Strukturen automatisch in allen drei<br />

Raumrichtungen auszurichten. Auf<br />

diese Weise können mikrooptische<br />

Elemente während des 3D-Druckprozesses<br />

automatisch an Faserspitzen,<br />

photonischen Chip-Kantenkopplern<br />

(EC), Gitterkopplern<br />

(GC) und Laserdiodenfacetten ausgerichtet<br />

werden. Die zentralen Vorzüge<br />

für das Photonic Packaging<br />

im Überblick:<br />

• Eine Modenfeldanpassung bereits<br />

auf der Komponentenebene statt<br />

auf der Chipebene<br />

• Eine einfache Fertigung von<br />

Lensed Fiber Arrays (LFA) durch<br />

Drucken der Kollimations- oder<br />

Fokussierungsoptiken direkt auf<br />

die Faserenden<br />

Freiform-Mikrooptiken, die auf einzelne Fasern in einem V-Groove-<br />

Faserarray ausgerichtet und gedruckt sind<br />

Alignment mit<br />

Nano-Präzision für das<br />

On-fiber und On-chip<br />

Printing<br />

Quantum X align ermöglicht<br />

eine automatische 3D-Faserkernerfassung<br />

und einen automatischen<br />

Neigungsausgleich, um<br />

präzise auf Fasern oder Faserarrays<br />

zu drucken. Wichtig für<br />

den Druck auf photonische Chips<br />

ist ein konfokales Bildgebungsmodul,<br />

das die 3D-Kartierung der<br />

Substrat-Topografie in Kombination<br />

mit einer vollautomatischen<br />

Ausrichtung auf vordefinierte Marker<br />

oder Wellenleiter ermöglicht.<br />

Auf diese Weise können mit dem<br />

neuen Quantum X align Freiform-<br />

Mikrooptiken gedruckt werden, die<br />

optimal auf den Faserkern ausgerichtet<br />

oder an Facetten sowie<br />

Wellenleitern auf Standard- sowie<br />

individuellen Chips angebracht<br />

sind. Durch den 3D-Druck mit<br />

automatischem Alignment wird<br />

die komplexe Anpassung des<br />

Modenfeldes auf Ebene der Chips<br />

erheblich verkürzt und es kann<br />

auf ein aktives Alignment verzichtet<br />

werden, während zugleich<br />

neuartige Freiform-Mikrooptiken<br />

an optischen Schnittstellen entwickelt<br />

und hergestellt werden<br />

können. ◄<br />

Mikrobearbeitungszentrum: Magazin schafft Platz für maximal 200 Werkzeuge<br />

Das Mikrobearbeitungszentrum microone<br />

hat viel Raum zur Aufnahme von Werkzeugen.<br />

Es kann – je nach Ausbaustufe – auf<br />

40 bis 200 Werkzeugplätze zugreifen. In der<br />

spanenden Fertigung sind Werkzeugspeicher<br />

eigentlich immer zu klein, so mancher Kunden<br />

möchte oft größere Magazine für die Werkzeuge<br />

nutzen, als die standardmäßig vorhandenen.<br />

Einen Aspekt den Zorn Maschinenbau<br />

von Beginn an bei der Konstruktion des 5-achsigen<br />

Bearbeitungszentrums microone angedacht<br />

hatte. Ohne großen Aufwand ist es möglich,<br />

den vorhandenen Platz an der Maschine<br />

für Werkzeugmagazine mit 40 Werkzeugaufnahmen<br />

auszulegen, und zwar ohne mehr Fläche<br />

zu benötigen. WZ40 heißt die Lösung für<br />

40 Werkzeughalter, eine Lösung, die sogar<br />

bis auf 200 Werkzeugplätze ausbaubar ist.<br />

Eine verlängerte X-Achse nutzt einen zweiten<br />

Schlitten. Standard-Werkzeugwechsler<br />

und Magazinplatte entfallen, stattdessen bietet<br />

das Werkzeugmagazin im Grundaufbau auf<br />

der X-Achse Platz für ein Alt- und Neuwerkzeug.<br />

Diese Werkzeuge werden parallel zu Zerspanung<br />

im rückwertigen Raum ausgetauscht.<br />

Schnellwechseladapter und die Werkzeugverwaltung<br />

sichern den reibungslosen Ablauf während<br />

des Bearbeitungsvorgangs.<br />

Der Zugang zu den Werkzeugen ist über<br />

die seitliche Tür an der Maschine während<br />

des Betriebs möglich. Ein Standardmagazin<br />

nimmt entweder sechs oder neun Werkzeuge<br />

ISO10 oder 12 Werkzeuge bei Direktspannung<br />

auf. Die Art der Werkzeugaufnahme hängt von<br />

unterschiedlichen Faktoren ab und kann frei<br />

gewählt werden.<br />

ZORN Maschinenbau GmbH<br />

zorn@zorn-maschinenbau.com<br />

www.zorn-maschinenbau.com<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

45


Produktion<br />

Automatisierung bringt mehr Sicherheit in die<br />

Medizintechnik<br />

Automatisiert, prozesssicher und rückverfolgbar kleben und vergießen mit der Protecto<br />

zess des Dosierens und Härtens<br />

innerhalb einer Anlage realisieren<br />

und entsprechend Standfläche einsparen.<br />

Da jeder Klebstoff einen<br />

spezifischen Photoinitiator beinhaltet,<br />

welcher mit der richtigen<br />

Wellenlänge angesprochen werden<br />

muss, um die Vernetzung und<br />

damit die Härtung des Klebstoffes<br />

zu aktivieren, gibt es die UV-Quelle<br />

mit unterschiedlichen Wellenlängen.<br />

Der steigende Kostendruck in der<br />

Medizintechnik sorgt für einen Wandel<br />

von der manuellen Kleinserienfertigung<br />

hin zu einem vollautomatisierten<br />

Prozess. Mit den Dispensund<br />

Coatingsystemen der Protecto-<br />

Serie von Rehm Thermal Systems<br />

profitiert die Branche von reduzierten<br />

Taktzeiten in Kombination mit einer<br />

für den Medizinelektronik-Sektor<br />

besonders wichtigen gesteigerten<br />

Prozesssicherheit, da der potenziell<br />

fehler behaftete manuelle Prozess<br />

entfällt. Eine gesicherte Rückverfolgbarkeit<br />

sämtlicher prozessrelevanter<br />

Parameter und umfangreiches<br />

Monitoring der gefertigten<br />

Baugruppen sorgen für zusätzliche<br />

Sicherheit.<br />

Rehm Thermal Systems GmbH<br />

www.rehm-group.com<br />

Mit dem innovativen Dosier system<br />

Protecto hat Rehm Thermal Systems<br />

ein System im Portfolio, das<br />

sehr flexibel an individuelle Kundenwünsche<br />

angepasst werden kann.<br />

Hierzu stehen je nach Anwendungsfall<br />

verschiedene Applikatoren zur<br />

Verfügung.<br />

Der richtige Applikator<br />

für zuverlässigen<br />

Materialauftrag<br />

Da in der Medizinbranche verstärkt<br />

UV- und Cyanacrylat-Klebstoffe<br />

Anwendung finden, ist es<br />

wichtig bei der Applikatorentechnik<br />

ein paar Besonderheiten zu beachten.<br />

So bietet etwa ein Membranventil<br />

den Vorteil, dass es bei entsprechender<br />

Konfiguration ohne<br />

einen schädlichen Kontakt des<br />

Klebstoffs mit metallischen Kontaktflächen<br />

auskommt. Zusätzlich<br />

bietet es den Vorteil, dass es<br />

sehr wartungsarm und kostengünstig<br />

ist.<br />

Im Bereich der Medizintechnik<br />

finden Membranventile vor allem<br />

Anwendung beim Applizieren von<br />

Cyanacrylaten. Hierbei empfiehlt<br />

sich die Verwendung von Dosiernadeln<br />

mit innenliegender PFTE-<br />

Führung. Durch die geringe Oberflächenspannung<br />

kann ein An heften<br />

von Materialrückständen sowie<br />

ein besserer Fadenabriss erreicht<br />

werden.<br />

Volumetrische Dosierventile<br />

Weitere vielfach verwendete<br />

Applikatortypen in der Medizinbrache<br />

sind volumetrische Dosierventile,<br />

wie beispielsweise Exzenderschneckenventile.<br />

Diese bieten<br />

den großen Vorteil, dass sie sehr<br />

gleichmäßig, pulsationsfrei und<br />

sehr reproduzierbar unabhängig<br />

von eventuellen Druck- oder Viskositätsschwankungen<br />

arbeiten.<br />

Dosieren und Härten in<br />

einem Arbeitsgang<br />

Die immer breitere Akzeptanz<br />

von UV-Klebstoffen am Markt hat<br />

dazu geführt, dass es inzwischen<br />

eine Vielzahl an verschiedenen<br />

Härtesystemen für UV-Klebstoffe<br />

gibt. Rehm Thermal Systems bietet<br />

hierzu unter anderem die Möglichkeit<br />

an, die UV-Quelle direkt in<br />

die Dosierzelle zu implementieren.<br />

Hierdurch lässt sich der Pro-<br />

Sicherstellung<br />

einer permanenten<br />

Prozesskontrolle<br />

Um sowohl während des Dosiervorgangs<br />

wie auch für die Rückverfolgbarkeit<br />

eines jeden Produktes<br />

gewährleisten zu können, dass<br />

innerhalb der definierten Toleranzen<br />

gefertigt wird, steht eine Vielzahl<br />

an Optionen zur Prozesskontrolle<br />

zur Verfügung. Hierzu zählt etwa<br />

die optional erhältliche Wägezelle<br />

mit deren Hilfe ein variabler Prüfungszyklus<br />

für die Überprüfung<br />

des Dosiervolumens festgelegt<br />

werden kann. Ein möglicher Versatz<br />

der Düsennadel in X, Y oder<br />

Z Ausrichtung kann über ein Nadelmesskreuz<br />

vollautomatisch detektiert<br />

und korrigiert werden. Über<br />

das Kamerasystem besteht zudem<br />

die Möglichkeit einer Lageerkennung<br />

des zu applizierenden Bauteils<br />

mit automatisierter Nachführung<br />

des entsprechenden Dosiervorgangs.<br />

Mit der Kamera können<br />

auch nicht belegte Plätze in einem<br />

Waren träger erkannt werden und ein<br />

entsprechender Dosiervorgang ausgelassen<br />

werden. Zusätzlich kann<br />

eine Datamatrix oder auch eine<br />

Serien nummer über das Kamerasystem<br />

eingelesen und hierdurch die<br />

Prozess parameter einer definierten<br />

Baugruppe zugeordnet werden. ◄<br />

46 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Produktion<br />

Lange Wellenlängen für Transparenttransparent-Schweißen<br />

ProByLas Maschinen sind jetzt mit auch mit langen Wellenlängen verfügbar<br />

Turnkey S mit langwelligem Laser um beispielsweise Beatmungsschlauch im<br />

Konturprozess zu schweissen<br />

Fürs Laserschweißen von Kunststoffen<br />

werden traditionell Wellenlängen<br />

von 800 - 1.100 nm eingesetzt<br />

bei denen alle Polymere transparent<br />

sind. Um eine Absorption des Lasers<br />

und damit Schweißen zu erzielen,<br />

müssen zusätzliche Farbstoffe dem<br />

Polymer beigemischt werden. Dies<br />

kann für medizinische Anwendungen<br />

ein Problem sein, da der Kunststoff<br />

mit zusätzlichen Additiv neu qualifiziert<br />

werden muss.<br />

Längere Wellenlängen als<br />

Lösung<br />

Eine Lösung ist anstelle der<br />

üblichen Wellenlängen zu längeren<br />

zu gehen. Bei 1.700 - 2.000 nm<br />

absorbieren die meisten Kunststoffe<br />

von sich aus leicht. Diese schwache<br />

Absorption im Infraroten beruht<br />

auf Oberschwingungen der Molekülbindungen.<br />

Die Wellenlängen und<br />

Stärke der Absorptionsbande hängen<br />

von den Atomen und Bindungen<br />

im Polymer ab. Nur komplett fluorinierte<br />

Polymere wie PTFE und PFA<br />

zeigen in diesem Wellenlängenbereich<br />

gar keine Absorption.<br />

Ein gutes Beispiel ist ein Schlauch<br />

mit Ballon zur künstlichen Beatmung<br />

aus weichem PVC. Der aufblasbare<br />

Ballon, der zur Luftröhre<br />

abdichtet, muss auf den Schlauch<br />

luftdicht geschweißt werden. In der<br />

Schlauchwand verläuft ein feiner<br />

Kanal zum Aufblasen des Ballons,<br />

der an der Schweißstelle offen bleiben<br />

muss und nicht zusammenfallen<br />

darf. Der Schlauch mit Ballon wird<br />

im Laserstrahl rotiert und absorbiert<br />

diesen teilweise im Ballonhals und<br />

Schlauchoberfläche. Mit der Laserleistung<br />

im richtigen Bereich erfolgt<br />

eine Schweißung ohne dass der<br />

feine Kanal zum Aufblasen kollabiert<br />

und zusammenschmilzt.<br />

Schweißprozess<br />

Alle Maschinen von ProByLas zum<br />

Kunststoffschweißen, vom Modula<br />

zur Integration bis zu den schlüsselfertigen<br />

Turnkey S und M, sind nun<br />

auch mit langen Wellenlängen verfügbar.<br />

Im Konturprozess wird der<br />

Laser auf einen Punkt fokussiert<br />

und mit Servoachsen entlang der<br />

programmierten Kontur geführt. Verglichen<br />

mit den traditionellen Wellenlängen<br />

ist der Prozess aber langsamer,<br />

da ein größerer Bereich aufgeschmolzen<br />

und dafür mehr Energie<br />

benötigt wird.<br />

ProByLas<br />

www.probylas.com<br />

Medizinische Produkte keimfrei fertigen und verpacken mit CleanBoy Medical<br />

Keime sind allgegenwärtig und<br />

kommen millionenfach in jedem<br />

Quadratmeter der Umgebungsund<br />

Innenraumluft vor. Keime<br />

können Produkteigenschaften<br />

nicht nur verändern oder zerstören,<br />

sie können großen gesundheitlichen<br />

Schaden anrichten,<br />

wenn sie in medizinischen Produkten<br />

unerkannt oder unbehandelt<br />

bleiben. Als Kontaminationsquellen<br />

sind die Raumluft, Oberflächen<br />

im Arbeitsbereich und<br />

das Personal selbst, das mit diesen<br />

Produkten in Kontakt kommt,<br />

zu werten. Unter diesen Kontaminationsquellen<br />

wird das Personal<br />

selbst als größte Kontaminationsquelle<br />

angesehen. Der CleanBoy<br />

Medical ist eine sterile Werkbank<br />

und basiert auf dem Konzept<br />

einer Hochleistungsfiltertechnik<br />

von Spetec. Sein Herzstück ist<br />

ein Hochleistungsfilter des Typs<br />

HEPA H14 durch dessen Einsatz<br />

die Luftqualität im Arbeitsbereich<br />

gegenüber der Umgebungsluft<br />

mindestens um das 10.000-fache<br />

verbessert werden kann.<br />

Durch Kombination von Laminar-Flow-Boxen<br />

lassen sich ganze<br />

Fertigungs-Straßen oder Reinräume<br />

aufbauen, so dass das<br />

empfindliche Produkt an keiner<br />

Stelle des Fertigungs- oder Verpackungsablaufes<br />

mehr mit Partikeln<br />

oder Keimen in Kontakt kommen<br />

kann.<br />

Dass nicht nur Partikel, sondern<br />

auch Keime reduziert werden,<br />

hat Spetec in Zusammenarbeit<br />

mit der Firma LS SE & Co. KG<br />

(Bad Bocklet) untersucht. Dabei<br />

wurden Keimzahlmessungen in<br />

einer CleanBoy Medical - Werkbank<br />

im laufenden Betrieb durchgeführt.<br />

Es konnten in der Flow<br />

Box weder Bakterien noch Schimmelpilze<br />

nachgewiesen werden.<br />

Spetec GmbH<br />

www.spetec.de<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

47


Lasertechnik<br />

Laserschneiden für sauberes und kreatives<br />

Trennen<br />

CO 2 -Flachbett-Laser für anspruchsvolle Schneidaufgaben<br />

Bild 1: Flachbett-Laser in fünf Varianten für Flächen von 1250 x 710 bis zu<br />

3250 x 3210 mm © Trotec<br />

Bild 2: Bei Filtern sind Matten, Beutel oder Schläuche bis hin zu Einsätzen<br />

mit vielfältigen Ausschnitten aller möglichen Formen gefragt © Kögel<br />

Autor:<br />

Dipl. Chem. Andreas Zeiff,<br />

Redaktionsbüro Stutensee<br />

Trotec Laser Deutschland GmbH<br />

www.troteclaser.com/de<br />

Passgenaues Zuschneiden von Platten<br />

oder Geweben erfordert je nach<br />

Material und Stärke unterschiedliches<br />

Werkzeug. Setzt man statt Messern oder<br />

Stanzen eng gebündelte Laserstrahlen<br />

ein, wird ein verschleißfreies, fast für alle<br />

Materialien einsetzbares, Schneiden<br />

möglich. Konturscharfe Linien, Bögen<br />

und Ausschnitte sind leicht umzusetzen<br />

und synthetische Gewebe werden<br />

durch den minimalen Wärmeeintrag in<br />

das Randmaterial gleich gegen Ausfasern<br />

versiegelt. Laserschneiden bietet<br />

also viele Vorteile gegenüber konventionellen<br />

Schneidverfahren und hat<br />

sich in sehr unterschiedlichen Anforderungen<br />

bewährt. Die Bandbreite reicht<br />

von der Produktion, selbst unter Reinraumbedingungen,<br />

bis hin zum künstlerischen<br />

Einsatz beim Schneiden von<br />

Acrylplatten für Messe- und Dekorationszwecke.<br />

Schneiden mit Licht ist schon<br />

lange keine Science-Fiction mehr,<br />

Laserschneiden hat sich vielmehr<br />

als zuverlässige und wirtschaftliche<br />

Alternative zu mechanischen<br />

Trennmethoden etabliert. Je nach<br />

Trennaufgabe werden dafür unterschiedliche<br />

Laserbauarten verwendet,<br />

die sich im Aufbau, der Lichtwellenlänge<br />

und der Leistung unterscheiden.<br />

Eine recht universell einsetzbare<br />

Ausführung ist die CO 2 -<br />

Flachbett-Laserserie SP von Trotec.<br />

Diese bietet die Möglichkeit, sowohl<br />

große Formate am Stück, zum Beispiel<br />

aus Tafeln oder von Rollen, zu<br />

bearbeiten als auch kleinere Reststücke<br />

sinnvoll auf zuarbeiten. Je<br />

nach Ausführung bietet diese Flachbettserie<br />

in fünf Varianten dafür eine<br />

Bild 3: Von einfachen Ronden über Schläuche bis hin zu Filtertüchern für die<br />

Gefriertrocknung mit vielfältigen Ausschnitten, alle möglichen Formen sind<br />

gefragt © Kögel<br />

Fläche von 1250 x 710 mm bis zu<br />

3250 x 3210 mm (Bild 1). Zwei Beispiele<br />

aus ganz unterschiedlichen<br />

Branchen zeigen das große Einsatz-<br />

Potential dieser Großformatlaser.<br />

Unterschiedliche Gewebe<br />

schneiden<br />

Prozessanlagen, wie z. B. Zentrifugen,<br />

Nutschen und Trockner<br />

in der Chemie-, Lebensmittel- und<br />

Pharmaproduktion sind auf hygienisch<br />

gefertigte Filterprodukte angewiesen.<br />

Die Kögel Filter GmbH -<br />

Contecma-Filtration hat sich auf die<br />

Produktion solcher Filtereinsätze<br />

spezialisiert (Bild 2). Je nach Anlage<br />

sind dabei, von einfachen Ronden<br />

über Schläuche bis hin zu Filtertüchern<br />

mit vielfältigen Ausschnitten,<br />

alle möglichen Formen gefragt<br />

(Bild 3). Die Grundlage für die Fertigung<br />

sind Gewebe und Vliese auf<br />

Rollen mit ca. 2,6 m Breite und bis<br />

zu 100 m Länge. Die Palette der<br />

Materialien umfasst dabei PP, PE,<br />

PA und PTFE. Für die Verarbeitung<br />

dieser Bandbreite an Formen und<br />

Materialien setzen die Filterexperten<br />

auf den Großformatlaser SP 3000.<br />

Er bietet mit einer Schneidfläche<br />

von 2210 x 3210 mm ausreichend<br />

Fläche für den Zuschnitt größerer<br />

Teile oder wahlweise vieler Kleinteile.<br />

Die Strahl leistung des CO 2 -<br />

Lasersystems kann zwischen 40<br />

und 400 W eingestellt werden und<br />

erlaubt feinste Schnitte, bei denen<br />

die Ränder der Gewebe oder Vliesmaterialien<br />

gleich versiegelt werden<br />

(Bild 4). Tino Fidler, technischer Leiter<br />

bei Kögel erklärt: „Als Marktführer<br />

mit Reinraumfertigung in<br />

Deutschland bei Filterprodukten<br />

für die Fest-Flüssig-Trennung und<br />

Gasfiltration verstehen wir uns als<br />

Problemlöser und Prozessoptimierer<br />

für unsere Kunden. Um die<br />

jeweiligen Filter optimal auf ihren<br />

Einsatzzweck auszulegen, sind wir<br />

auf eine sehr flexible Schneidanlage<br />

angewiesen. Der Laser erlaubt es<br />

uns, auch komplizierte Strukturen<br />

für Prototypen innerhalb von zwei<br />

bis drei Tagen auszuliefern und so<br />

schnell auch auf besondere Kundenwünsche<br />

zu reagieren.“<br />

48 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Lasertechnik<br />

Bild 4: Der Flachbett-Laser im Reinraumeinsatz; die Absaugung und Kühlung<br />

ist in der Zwischendecke außerhalb des Reinraumes installiert © Kögel<br />

Lasereinsatz unter<br />

Reinraumbedingungen<br />

Die direkt im Schneidkopf untergebrachte<br />

Absaugung fängt alle<br />

Dämpfe und Partikel direkt am Entstehungsort<br />

ein und führt sie aus<br />

dem Reinraum. Bei dieser kundenspezifischen<br />

Lösung wurde die<br />

Absaugung und Kühlung in der Zwischendecke<br />

außerhalb des Reinraumes<br />

installiert; so werden die<br />

Bedingungen nach ISO 7 / GMP C<br />

im Betrieb nicht gestört. Das durchdachte<br />

Design des eigentlichen<br />

Laserplotters erfüllt die Reinraumbedingungen<br />

sehr gut, dadurch können<br />

problemlos auch sehr anspruchsvolle<br />

Filter für die Medizin- oder<br />

Pharmatechnik geschnitten werden.<br />

Tino Fidler dazu: „Da unsere<br />

Filter nach GMP (Good Manufacturing<br />

Practice) produziert werden<br />

müssen, war die Fertigung unter<br />

Reinraumbedingungen essenziell.<br />

Der Trotec-Laser erfüllt die an ihn<br />

gestellten Bedingungen für die Reinraumproduktion<br />

problemlos und ist<br />

eine wichtige Ergänzung der bisherigen<br />

Schneidlösungen.“<br />

Gegenüber der üblichen Handarbeit<br />

mit Schneidwerkzeugen lassen<br />

sich besonders Teile mit vielen<br />

Aus- und Einschnitten schnell und<br />

konturscharf fertigen. Gerade für<br />

Proto typen und unterschiedliche<br />

Entwicklungsstufen ist eine schnelle<br />

Herstellung oft komplexer Formen<br />

gefragt, hier können die Landauer<br />

Spezialisten dank des Lasergerätes<br />

sehr schnell und flexibel reagieren.<br />

Da der Großformatlaser auch 24/7<br />

„von der Rolle“ arbeiten kann, lassen<br />

sich auch größere Fertigungslose,<br />

z.B. für Lohnfertigung von<br />

Filter tüchern, zeitnah fertigstellen.<br />

Werbetechnik und<br />

Digitaldruck<br />

Einen ganz anderen Einsatzbereich<br />

bedient die Visual Information<br />

Systems GmbH mit Display-Messesystemen<br />

und Werbetechnik. Hier<br />

werden vor allem digital bedruckte<br />

Platten aus Plexi-/Acrylglas, Pappe<br />

oder Holz mit bis zu 20 mm Dicke<br />

in Form gelasert. Da die einzelnen<br />

Teile oft spielfrei ineinandergefügt<br />

werden, z. B. bei Standfüßen<br />

für Aufsteller, ist ein exakter und<br />

konturscharfer Schnitt unabdingbar<br />

(Bild 5). Andere Produkte wie<br />

kleine 3D-Aufsteller für Tischdekoration<br />

oder Namensschilder erfordern<br />

sehr kleine Schneidradien und<br />

bedruckte Tafeln mit Figuren müssen<br />

exakt am Bild entlang geschnitten<br />

werden (Bild 6). Hier kommen herkömmliche<br />

Schneidverfahren z. B.<br />

mit Fräsköpfen durch ihre Mindeststärke<br />

von rund 3 mm an ihre Grenzen.<br />

Zudem entsteht beim zerspanenden<br />

Arbeiten mehr Abfall, der<br />

entsorgt werden muss. Für viele<br />

Aufgaben ist daher die Lasertechnik<br />

das bessere Werkzeug. Bei<br />

Visual hat man sich deshalb für<br />

einen SP 500 CO 2 -Laser entschieden,<br />

der mit 1250 x 710 mm Arbeitsfläche<br />

auch größere Aufsteller oder<br />

Schablonen aus den Rohtafeln ausschneiden<br />

kann. Durch die große<br />

Durchreichfläche des Lasers sind<br />

so selbst Flächen von Türblattgröße<br />

noch gut zu bearbeiten. Geschäftsführer<br />

David Ditcher beschreibt<br />

die Vorteile dieser Lösung: „Da wir<br />

eine breite Palette an Produkten<br />

fertigen, ist für uns ein sehr flexibles<br />

Schneidgerät entscheidend<br />

(Bild 7a,b). Mit dem Lasersystem<br />

können wir vom kleinsten Tischaufsteller<br />

mit ca. 5 cm Kantenlänge bis<br />

hin zu Tisch- oder Türblattgröße alle<br />

Konturen ausschneiden (Bild 8).<br />

Gerade bei bedruckten<br />

Aufstellern ist eine konturscharfe<br />

Schneidlinie<br />

entlang der bedruckten<br />

Fläche wichtig. Der<br />

Laserstahl erlaubt dabei<br />

Bild 5: Für viele Teile<br />

ist ein exakter und<br />

konturscharfer Schnitt<br />

unabdingbar © Visual<br />

Information Systems<br />

auch feinste Aussparungen, für die<br />

ein Fräskopf einfach zu groß wäre.“<br />

Bild 6: Kleine 3D-Aufsteller<br />

für Tischdekoration oder<br />

Namensschilder erfordern sehr<br />

kleine Schneidradien und bedruckte<br />

Tafeln mit Figuren müssen exakt am<br />

Bild entlang geschnitten werden<br />

© Visual Information Systems<br />

Die Kunst des Schneidens<br />

Um mit bedruckten Platten<br />

3D-Effekte zu erzeugen, müssen<br />

oft unterschiedliche Ausschnitte<br />

miteinander kombiniert werden.<br />

Durch den exakten Laserschnitt<br />

lassen sich die Einzelteile perfekt<br />

passend ohne Klebstoff ineinanderfügen<br />

und problemlos wieder zerlegen.<br />

Bei anderen Aufgaben wie<br />

dem Ausschneiden von Schablonen<br />

für die Kennzeichnung mit Farbe, ist<br />

eine sehr feine Linienführung möglich.<br />

„Da die Einrichtung des Lasers<br />

relativ einfach ist, lassen sich unterschiedliche<br />

Schnittmuster kombinieren<br />

bzw. Reststücke und größere<br />

Ausschnitte für kleinere Produkte<br />

aufarbeiten. Das senkt sowohl die<br />

Kosten als auch das Abfallaufkommen<br />

enorm“, so Ditcher weiter. „Wir<br />

sind nun noch flexibler bei der künstlerischen<br />

Gestaltung von Messeobjekten<br />

oder ausgefallenen Werbeobjekten<br />

und können zudem noch<br />

schneller auf Kundenwünsche reagieren.“<br />

Per Laser lassen sich auch<br />

filigrane Kunstwerke z. B. zur Außenfassadengestaltung<br />

vorbildgetreu<br />

ausschneiden oder die Ausstattung<br />

von Räumen durch Formteile oder<br />

Konturbilder verbessern. Da praktisch<br />

kein Abfall beim Schneiden<br />

anfällt und die Materialausnutzung<br />

sehr gut ist, schont die Laserfertigung<br />

nebenbei auch noch Umwelt<br />

und Geldbeutel. ◄<br />

Bild 7a,b: Ob Kunststoff, Metall oder Holz, der Laser schneidet viele Materialien exakt nach Vorgabe zu<br />

© Visual Information Systems<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

49


Lasertechnik<br />

Kompakter Multi-Wellenlängen-Laser<br />

für Durchflusszytometer<br />

üblichen Kosten, die mit kundenspezifischen<br />

Laser-Subsystemen<br />

verbunden sind.<br />

Coherent<br />

www.coherent.com<br />

OBIS CellX ist ein kompakter<br />

Multi-Wellenlängen-Laser für<br />

Durchflusszytometer mit kolinearen<br />

oder getrennten Strahlfokussen.<br />

Dieser beinhaltet bis zu<br />

vier Laser und Fokussieroptiken<br />

und senkt die Gerätekosten durch<br />

den Wegfall elektronischer Redundanzen.<br />

Darüber hinaus werden<br />

die Entwicklungskosten durch<br />

eine kürzere Markteinführungszeit<br />

gesenkt. CellX ist mit einer breiten<br />

Palette von Laserwellenlängen zwischen<br />

405 nm und 637 nm erhältlich.<br />

Alle Strahlen können unabhängig<br />

voneinander durch separate<br />

Ausrichtungssteuerungen<br />

unter der Staubschutzabdeckung<br />

gesteuert und fokussiert werden.<br />

OBIS CellX bietet somit eine kundenspezifische<br />

Leistung, ohne die<br />

Optisch gepumpte<br />

Halbleitertechnologie<br />

Die Laser in CellX basieren auf<br />

der einzigartigen optisch gepumpten<br />

Halbleitertechnologie (OPSL) von<br />

Coherent, die sich durch geringes<br />

Ausgangsrauschen, hohe Strahlqualität<br />

und geringe Wärmeabgabe<br />

auszeichnet, was die Integration<br />

von CellX in Multi-Wellenlängen-Instrumente<br />

vereinfacht.<br />

Zwei CellX-Module können<br />

kombiniert werden, um acht verschiedene<br />

Wellen längen mit einheitlicher<br />

Steuerung zu erhalten,<br />

um die neuesten Multi parameter-<br />

Zytometrie-Anwendungen zu unterstützen.<br />

CellX kann auch mit einem<br />

OBIS XT-Laser kombiniert werden,<br />

wodurch die Palette um ultraviolette<br />

Leistung erweitert wird. ◄<br />

50 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Lösungen für das Laserschweißen von<br />

Kunststoffen<br />

Lasertechnik<br />

Auf den Messen MedtecLIVE with T4M und KUTENO zeigt Evosys Laser die flexibel einsetzbaren Laserschweißmodule EVO 0550 und EVO 0750 - eine schnelle<br />

und unkomplizierte Lösung für das Laserschweißen von Kunststoffen in der Produktion<br />

Die Evosys Laser GmbH stellt auf<br />

der diesjährigen MedtecLIVE with<br />

T4M in Stuttgart und auch auf der<br />

KUTENO in Rheda- Wiedenbrück<br />

aus. Auf beiden Messen zeigt der<br />

Technologieführer Lösungen für das<br />

Laserschweißen von Kunststoffen<br />

wie die kompakten Lasermodule<br />

EVO 0550 und EVO 0750 und das<br />

Messgerät PICTOR.<br />

Die Evosys Laser GmbH stellt<br />

vom 03.-05. Mai auf der MedtecLIVE<br />

with T4M, einem Zusammenschluss<br />

zweier bedeutender Medizintechnik-<br />

Fachmessen, aus. Die Laserschweißexperten<br />

zeigen in Halle 10, Stand<br />

348 worauf es beim Schweißen von<br />

Kunststoffen in der Medizin technik<br />

ankommt. Auch auf der KUTENO,<br />

der norddeutschen Zuliefermesse<br />

vom 10.-12. Mai, präsentiert das<br />

Unternehmen seine Exponate (Halle<br />

3, Stand Z17).<br />

Flexibel einsetzbar<br />

Die Lasermodule EVO 0550 und<br />

EVO 0750 ermöglichen eine effiziente<br />

Projektierung und einen flexiblen<br />

Einsatz. Durch ihre kompakte<br />

Bauweise lassen sie sich in nahezu<br />

jede Fertigungsumgebung integrieren<br />

und bieten damit höchste Wirtschaftlichkeit<br />

– auch in der vollautomatisierten<br />

industriellen Produktion.<br />

Zudem sind sie vorkalibriert und enthalten<br />

bereits die Lasersteuerung,<br />

was die weltweite Tauschbarkeit und<br />

Prozessübertragung vereinfacht.<br />

Aufgrund ihrer einfachen Bedienbarkeit<br />

und der Reinraumfähigkeit<br />

lassen sich die EVOSYS Lasermodule<br />

gut in der Medizintechnik und<br />

Pharma industrie, aber auch in der<br />

Automotive und Consumer-Branche<br />

einsetzen.<br />

artikel wie sterile Verpackungen,<br />

Mikrofluidik-Komponenten und Labon-a-Chip<br />

Systeme. Letztere können<br />

mit diesem Verfahren besonders<br />

hygienisch hergestellt werden.<br />

Hochpräzises<br />

Transmissionsmessgerät<br />

Außerdem am Stand zu sehen<br />

ist Intego PICTOR, ein hochpräzises<br />

Transmissionsmessgerät. Damit<br />

können sowohl die optischen Eigenschaften<br />

der Kunststoffbauteile vor<br />

dem Schweißprozess als auch die<br />

fertige Schweißnaht auf eventuelle<br />

Abweichungen und Fehler überprüft<br />

werden – und zwar für jedes einzelne<br />

Bauteil. Dies ist für die Qualitätskontrolle<br />

in modernen Fertigungen<br />

teils unerlässlich.<br />

Besucher können eigene Materialund<br />

Produktmuster zur Messe mitbringen<br />

und deren Transmissionsfähigkeit<br />

am EVOSYS Stand anhand<br />

PICTOR ermitteln lassen. ◄<br />

So funktioniert Laserschweißen von<br />

Kunststoffen<br />

MedtecLIVE , Halle 10, Stand 348<br />

KUTENO, Halle 3, Stand Z17<br />

Evosys Laser GmbH<br />

www.evosys-group.com<br />

Hohe Präzision<br />

Durch die hohe Präzision, die<br />

lokal gut dosierbare Energieeinbringung<br />

und die Sauberkeit ist<br />

das Laser-Kunststoffschweißen in<br />

vielen Branchen für die Produktion<br />

geeignet. Typische Anwendungen<br />

sind beispielsweise das Verbinden<br />

von Gehäuseteilen, das Fügen von<br />

Displayfenstern aber auch medizintechnische<br />

Geräte und Verbrauchs-<br />

Das Laser-Kunststoffschweißen<br />

eignet sich für Anwendungen<br />

aus dem Automotive-, Medicaloder<br />

Consumerbereich, wie zum<br />

Beispiel für diesen in einen Helm<br />

integrierbaren Lautsprecher<br />

Das Transmissions-Messgerät<br />

PICTOR dient zur Prüfung der<br />

Vorprodukte und ermöglicht damit<br />

eine effiziente Qualitätssicherung<br />

beim Laser-Kunststoffschweißen<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

51


Messtechnik<br />

Hardware in the Loop Teststand auf<br />

dem Schreibtisch<br />

Umfangreiche Software-<br />

Tool-Chain<br />

Mit einer umfangreichen Software-<br />

Tool-Chain wird der gesamte Entwicklungsprozess<br />

unterstützt. Von<br />

der Erstellung der Simulationen, zur<br />

Erzeugung der Testfälle mit textuellem<br />

und grafischen Reporting<br />

bis zur Continuous Integration für<br />

die Testautomatisierung, steht eine<br />

langjährig bewährte Software-Suite<br />

zur Verfügung.<br />

PROTOS Software GmbH<br />

www.protos.de<br />

Systeme mit 16- und 32-Bit-Microkontrollern<br />

verbreiten sich rasant. Ob<br />

in der Medizintechnik für Laser-OPs<br />

und Steuerung von Geräten in Intensivstationen,<br />

ob in Pumpen und Aktuatoren<br />

in der Automobiltechnik oder<br />

Industrieanlagen, diese leistungsfähigen<br />

Winzlinge sind inzwischen<br />

eine tragende Säule der embedded<br />

Systemwelt. Sie können viel und wir<br />

vertrauen auf ihre sichere Funktion.<br />

Viel Engineering fließt deshalb in die<br />

Entwicklung zuverlässiger und sicherer<br />

Software für die Gerätefunktionen.<br />

Das alles will gut getestet sein und<br />

soll sich nicht durch zu spät erkannte<br />

Fehler erst spät, vielleicht zu spät am<br />

Markt Erfolg verschaffen. Traditionelle,<br />

schaltschrankgroße Hardware in the<br />

Loop-Testanlagen (HIL-Tester) kommen<br />

meist erst am Ende des Entwicklungszyklus,<br />

beim Systemtest, wenn<br />

alles zusammengebaut wird, zum Einsatz.<br />

Sie sind in der Regel eine aufwendige<br />

und teure Ressource, mit<br />

der System- oder Acceptance-Tests<br />

in Zyklen von 2 und bis zu 12 Wochen<br />

Durchlaufzeit stattfinden.<br />

miniHIL-System<br />

Mit einem kleinen, kostengünstigen<br />

HIL-System, einzusetzen früh im<br />

Projekt, auf jedem Entwicklerarbeitsplatz,<br />

mit dem schnell Fehler entdeckt<br />

und behoben werden, könnte<br />

ein wertvoller Beitrag für besser<br />

Softwarequalität sein. Hier setzt<br />

das miniHIL-System von Protos an.<br />

Der Hardwareteil des<br />

Systems<br />

ist etwas größer als ein DINA4-<br />

Blatt. Ein Teil von miniHIL enthält<br />

den Mikrocontroller des Zielsystems,<br />

meist auf einem Eval-Board des Herstellers.<br />

Ein weiterer Bereich enthält<br />

einen leistungsfähigen Mikrocontroller,<br />

auf dem die Funktionen<br />

des Endgerätes simuliert werden.<br />

In der Mitte des Boards befindet<br />

sich ein Patchfeld für die Verbindung<br />

der I/O-Umgebung und Kommunikations-Infrastuktur<br />

zwischen<br />

Ziel system (System under Test) und<br />

der Simulation (Software-Modell des<br />

Zielsystems).<br />

Auf diese Weise können Fehler<br />

einfach behandelt werden, Code-<br />

Änderungen und neue Konzepte<br />

ausprobiert werden, ohne aufwendige<br />

Hardware, wie z. B. Motoren,<br />

Pumpen, Wechselrichter, Aktuatoren,<br />

etc…..jedem Entwickler zur Verfügung<br />

stellen zu müssen.<br />

Integration Testing<br />

Innerhalb des V-Models konzentriert<br />

sich das miniHIL-System<br />

auf den Bereich des Integration<br />

Testings und ermöglicht vollständige<br />

Test zyklen alle 5 - 60 Minuten.<br />

Damit erfahren Testsequenzen<br />

eine enorme Beschleunigung,<br />

vor allem, weil sie auch von größeren<br />

Teams parallel durchgeführt<br />

werden können.<br />

Darüber hinaus leistet miniHIL<br />

auch wertvolle Hilfe für Systemund<br />

Acceptance-Test. Projekte<br />

mit Functional Saftey-Anforderungen<br />

können damit einfacher umgesetzt<br />

werden.<br />

Zurzeit unterstützte<br />

Mikrocontroller sind:<br />

• STMicroelectronics: STM32,<br />

STM8<br />

• Infineon: TLE, AURIX, XMC<br />

• NXP: S12***<br />

• Microchip: dsPIC33<br />

• ARM Cortex-M<br />

• und weitere Prozessor-Plattformen<br />

auf Anfrage<br />

Weitere Schwerpunkte:<br />

• Beherrschung von Komplexität<br />

in Embedded Software und<br />

Systemen durch Architekturen<br />

und Schaffung von Abstraktion<br />

• Entwicklung von Werkzeugketten<br />

und domänenspezifischen Sprachen<br />

• Engineering für Methoden und<br />

Werkzeugketten<br />

• Produkte zur Automatisierung von<br />

Entwicklung und Test<br />

• Schulungen und Workshops ◄<br />

52 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Messtechnik<br />

Prüfgeräte mit aktualisierten Testsequenzen<br />

Gossen Metrawatt GmbH<br />

www.gossenmetrawatt.com<br />

Die aktuelle Generation der Geräteserie<br />

Secutest ST von Gossen Metrawatt<br />

ist ab Werk auf die geänderten<br />

Normanforderungen der neu in Kraft<br />

getretenen DIN EN 50678 und DIN<br />

EN 50699 eingestellt. Beide Normen<br />

ersetzen die noch übergangsweise<br />

bis <strong>2022</strong>/23 gültige DIN VDE 0701-<br />

0702 durch gesonderte Regelungen<br />

zur Überprüfung der Schutzmaßnahmen<br />

für die elektrische Sicherheit<br />

nach Reparatur bzw. bei Wiederholungsprüfungen.<br />

Mit der Trennung dieser beiden<br />

Anwendungsbereiche sind Änderungen<br />

bei einzelnen<br />

Prüfaufgaben<br />

verbunden. So gilt<br />

für Leitungen über<br />

1,5 mm² eine neue<br />

Berechnungsgrundlage<br />

und ist die<br />

Ableitstrommessung<br />

an isolierten<br />

Eingängen nun<br />

normativ festgelegt.<br />

Gossen Metrawatt<br />

hat das Funktionsspektrum<br />

seiner<br />

Geräte serie<br />

Secutest ST entsprechend<br />

aktualisiert<br />

und den Messumfang<br />

um neue<br />

normkonforme<br />

Prüfsequenzen<br />

erweitert. Für frühere<br />

Geräteversionen<br />

bietet der Hersteller diese Funktionsupdates<br />

zum Download an. Die<br />

Secutest-Reihe ist für die Prüfung der<br />

Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen<br />

bei ortsveränderlichen elektrischen<br />

Betriebsmitteln, medizinischen Geräten<br />

und Schweißgeräten optimiert.<br />

Die kompakten Messgeräte führen<br />

neben der Prüfung des Schutzleiterwiderstands<br />

mit 200 mA und 10 A,<br />

der Messung von Isolationswiderstand<br />

und unterschiedlichen Ableitströmen<br />

auch die Überprüfung von<br />

Schutzkleinspannungen SELV und<br />

PELV durch.<br />

Zum weiteren<br />

Messumfang<br />

zählen die Bestimmung der Auslösezeit<br />

von Fehlerstrom-Schutzschaltern<br />

der Typen PRCD, SPE-<br />

PRCD, PRCD-S und PRCD-K, ein<br />

Funktionstest mit Ermittlung von U,<br />

I, P, S, LF, f sowie ein Leitungstest<br />

auf Durchgang, Kurzschluss und<br />

Polarität. Außerdem verfügt der<br />

Sicherheitstester über einen Temperatureingang<br />

für einen Pt100/<br />

Pt1000-Sensor sowie einen USB-<br />

Port zum schnellen Datenexport,<br />

zur Remote-Steuerung oder zum<br />

Anschluss eines Protokoll- oder<br />

Barcodedruckers.<br />

Zwei weitere USB-Ports<br />

dienen dem Anschluss von Dateneingabegeräten<br />

wie Barcodeleser,<br />

RFID-Leser und Tastatur, eines<br />

USB-Speichers, dem Datenexport<br />

im XML-Format oder zum Speichern<br />

von Prüfprotokollen im HTML-Format.<br />

Für die kabellose Kommunikation<br />

ist das Testgerät auch mit optionaler<br />

Bluetooth-Schnittstelle erhältlich.<br />

Zum Einsatz des Sicherheitstesters<br />

im Verbund mit der Prüfdaten-Managementsoftware<br />

IZY-<br />

TRON.IQ bietet Gossen Metrawatt<br />

bis Anfang Juni <strong>2022</strong> in regelmäßigen<br />

Abständen virtuelle Produktunterweisungen<br />

mit nützlichen Praxistipps<br />

für die täglichen Prüfaufgaben<br />

an. ◄<br />

Datenlogger und NFC-Sensor-Lösung<br />

Im Zeitalter des IoT kommt es<br />

auf einfache und standardisierte<br />

Kommunikationsschnittstellen an.<br />

Mit den NFC TELID-Sensoren, die<br />

für die Prozesssteuerung in industriellen<br />

Anwendungen, Condition<br />

Monitoring in Logistikprozessen<br />

und für den Einsatz im Labor<br />

konzipiert sind, bietet microsensys<br />

eine kontaktlose Datenerfassung<br />

an. Unter NFC versteht man eine<br />

Funktechnik, welche die Kommunikation<br />

zwischen einem Smartphone<br />

und den Produkten aus<br />

der TELID-Reihe über eine kurze<br />

Distanz zueinander ermöglicht.<br />

NFC-Technologie<br />

Vorteil der NFC-Technologie ist,<br />

dass über ein handelsübliches,<br />

NFC-fähiges Gerät Sensordaten<br />

erfasst werden können. Ansonsten,<br />

eignen sich die TELID Sensordatenlogger<br />

insbesondere für<br />

komplexe Überwachungen in der<br />

Qualitätssicherung und Instandhaltung<br />

oder während Transporten<br />

von Lebensmitteln, Pflanzen,<br />

Pharmaka oder Medizinprodukten.<br />

Temperatur-, feuchte-, druck- oder<br />

schockempfindliche Produkte können<br />

beispielsweise während eines<br />

weltweiten Transportes überwacht<br />

und rückverfolgt werden.<br />

microsensys GmbH<br />

info@microsensys.de<br />

www.microsensys.de<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

53


Messtechnik<br />

Lebensdauer von Batterien in<br />

implantierten medizinischen Geräten<br />

Keysight Leistungsanalysator N6705C<br />

Übersetzung/Überarbeitung<br />

deutsch: Ernst Bratz,<br />

Meilhaus Electronic GmbH<br />

www.meilhaus.com<br />

im Original von Brad Jolly,<br />

leitender Anwendungsingenieur,<br />

Keysight Technologies<br />

www.keysight.com<br />

Herzkrankheiten sind ein großes<br />

Gesundheitsproblem unserer Zeit.<br />

Laut den U.S. Centers for Disease<br />

Control and Prevention waren sie<br />

in den USA die häufigste Todesursache<br />

im Jahr 2019. In vielen Fällen<br />

können Herzkrankheiten durch<br />

Änderungen des Lebensstils wie<br />

Ernährung und Bewegung behandelt<br />

werden; in anderen Fällen sind<br />

pharmazeutische Ansätze sinnvoll.<br />

Darüber hinaus entwickelt sich<br />

für Patienten mit Herz-Kreislauf-<br />

Erkrankungen vermehrt der Trend<br />

zu implantierten medizinischen<br />

Geräten. Viele betroffene Menschen<br />

erhalten einen Herzschrittmacher,<br />

um den Herzrhythmus stabil aufrechtzuerhalten.<br />

Patienten mit Vorhofflimmern<br />

und Vorhofflattern können<br />

von einem implantierten Kardioverter-Defibrillator<br />

(ICD) profitieren.<br />

Sowohl Herzschrittmacher<br />

als auch ICDs werden mit Batterien<br />

betrieben, und eine leere Batterie<br />

kann für den Patienten gefährlich<br />

sein. Glücklicherweise verfügen<br />

die meisten modernen Herzschrittmacher<br />

und ICDs über eine Warnfunktion,<br />

die es dem Patienten ermöglicht,<br />

eine nötige Operation zu<br />

planen, bevor die Batterie tatsächlich<br />

ausfällt.<br />

Austausch defekter<br />

Batterien<br />

Eine leere Batterie kann im<br />

Extremfall den Unterschied zwischen<br />

Leben und Tod bedeuten,<br />

daher ist ein rechtzeitiger Austausch<br />

entscheidend. Bei einem ambulanten<br />

Eingriff sind viele Kosten zu<br />

berücksichtigen, darunter die Kosten<br />

für den Chirurgen, den Operationssaal<br />

und die Ausrüstung, das OP-<br />

Personal, die Anästhesie und den<br />

Anästhesisten, den Aufwachraum<br />

oder das Krankenzimmer sowie die<br />

Nachsorge und das Zubehör.<br />

Abgesehen von den Kosten<br />

besteht immer auch ein gewisses<br />

Risiko für die Patienten, von denen<br />

viele älter sind und häufig zusätzlich<br />

andere gesundheitliche Risikofaktoren<br />

aufweisen. Selbst bei relativ<br />

gesunden Patienten besteht<br />

immer das Risiko von Infektionen<br />

und anderen Komplikationen. Eine<br />

lange Batterielebensdauer kommt<br />

daher natürlich sowohl Patienten<br />

als auch Ärzten zugute und verringert<br />

zudem das Risiko rechtlicher<br />

und behördlicher Konsequenzen<br />

für den Gerätehersteller. Also müssen<br />

die Hersteller medizinischer<br />

Geräte vermehrt darauf achten,<br />

eine lange Lebensdauer der Batterien<br />

zu gewährleisten.<br />

Instrumente zur<br />

Strommessung<br />

Um eine lange Batterielebensdauer<br />

für medizinische Geräte<br />

sicherzustellen, stehen bei der Entwicklung<br />

und Validierung zahlreiche<br />

Hardware-Tools zur Strommessung<br />

zur Verfügung. Eines der gebräuchlichsten<br />

Instrumente ist das Digitalmultimeter<br />

(DMM), über das fast<br />

jeder Hardware-Ingenieur an seinem<br />

Arbeitsplatz verfügt. Mit dem<br />

DMM lassen sich niedrige Stromstärken<br />

sehr genau messen. Zudem<br />

ist es auch ein gutes Allzweckmessgerät<br />

für Spannung, Widerstand,<br />

Dioden und mehr. Ein Nachteil des<br />

DMM ist allerdings, dass es nicht<br />

über die nötige Bandbreite verfügt,<br />

um schnelle Transienten genau zu<br />

erfassen. Möglicherweise bietet es<br />

(je nach Ausführung) auch nicht den<br />

ausreichenden Dynamikbereich,<br />

um Übergänge zwischen Ruhezuständen<br />

mit niedrigen Strömen und<br />

aktiven Zuständen mit relativ hohen<br />

Strömen zu erfassen.<br />

Alternativen für die<br />

Messung<br />

Ein DC-Leistungsanalysator wie<br />

der Keysight N6705C als Alternative<br />

für solche Messungen ist zwar<br />

etwas teurer und weniger verbreitet<br />

als das DMM, hat aber eine deutlich<br />

bessere Bandbreite. Da es sich um<br />

ein modulares Produkt handelt, ist<br />

er flexibler als das DMM, und einige<br />

seiner Module umfassen Source-<br />

Measure-Units (SMUs) mit nahtlosem<br />

Messbereich, die den Ruhezustand<br />

und den aktiven Zustand<br />

ohne die mit Bereichsänderungen<br />

verbundenen Störimpulse messen<br />

können.<br />

Ein weiteres Instrument, das für<br />

Batteriemessungen in Frage kommt,<br />

54 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Messtechnik<br />

Bild 1: Von der Keysight „Anomalous Waveform Analytics Software“<br />

identifizierte Stromwellenform-Anomalie.<br />

ist das Oszilloskop. Es kann mit speziellen<br />

Stromtastköpfen sehr gute<br />

Strommessungen liefern. Das Oszilloskop<br />

verfügt zwar nicht über die<br />

Quellenmess- und E-Last-Fähigkeiten<br />

eines DC-Leistungsanalysators,<br />

hat aber eine viel höhere Bandbreite<br />

und mehr Triggerfunktionen.<br />

Der Gerätestrom-Wellenform-<br />

Analysator (Device Current Waveform<br />

Analyzer) schließlich gehört<br />

zum Highend-Bereich der Strommessgeräte.<br />

Er verfügt über ein<br />

Anwendungsspektrum wie ein Oszilloskop,<br />

eine hohe Strommessbandbreite<br />

und eine hervorragende Genauigkeit<br />

bei der Messung kleiner<br />

Ströme.<br />

Aus Messungen werden<br />

Erkenntnisse<br />

Zwar können alle oben genannten<br />

Geräte große Datenmengen<br />

präzise erfassen, doch reichen die<br />

Daten allein nicht aus, um die nötigen<br />

Erkenntnisse daraus zu gewinnen,<br />

die Ingenieure zur Optimierung<br />

ihrer Entwürfe benötigen. All diese<br />

Daten müssen schnell durch hochentwickelte<br />

Firmware und Software<br />

analysiert werden, die technische<br />

Statistiken und klare Diagramme<br />

erstellt, um wichtige Informationen<br />

auf einen Blick zu erkennen.<br />

Datenlogging-Software ist dabei<br />

ebenfalls ein wichtiges Hilfsmittel.<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

Implantierte und am/im Körper getragene<br />

medizinische Geräte zeigen oft<br />

ein sehr unterschiedliches Verhalten<br />

abhängig vom gesundheitlichen<br />

Zustand und der körperlichen Verfassung<br />

des Patienten. Bei Geräten,<br />

die über HF-Signale kommunizieren,<br />

können sogar die elektromagnetischen<br />

Bedingungen in der<br />

Umgebung des Patienten zu einem<br />

übermäßigen Energieverbrauch führen.<br />

Denn unter Umständen sind<br />

diese Geräte mit schwierigen „HF-<br />

Koexistenzproblemen“ konfrontiert,<br />

d. h. sie stehen in „Konkurrenz“ zu<br />

anderen drahtlosen Geräten in der<br />

Umgebung. Möglicherweise müssen<br />

sie zum Beispiel mehrere Wiederholungsversuche<br />

unternehmen,<br />

um sicherzustellen, dass die Daten<br />

erfolgreich übertragen werden und<br />

haben dadurch einen erhöhten<br />

Stromverbrauch.<br />

Datenanalyse<br />

Sobald in der Entwicklung eine<br />

große Menge an Daten über die<br />

Datenprotokollierung gesammelt<br />

wurde, können diese Informationen<br />

nicht nur für die Analyse des<br />

Batterieverbrauchs verwendet werden.<br />

Manche Software kann beispielsweise<br />

mit Hilfe von Techniken<br />

der künstlichen Intelligenz<br />

große Datenmengen analysieren<br />

und Anomalien in den Stromkurven<br />

der Geräte aufspüren. Weicht ein<br />

Segment einer Stromwellenformen<br />

zum Beispiel stark vom normalen<br />

Verhalten des Geräts ab (Bild 1,<br />

rote Markierung), könnte dies auf<br />

einen intermittierenden Defekt<br />

in der Hardware hinweisen - es<br />

könnte sich um einen Firmware-<br />

Fehler handeln, oder es könnte<br />

sogar durch Malware verursacht<br />

werden, z. B. durch einen Trojaner,<br />

der im Gerät lauert.<br />

Ereignisbasierte<br />

Energieanalyse-Software<br />

Ein weiterer Software-Typ, der<br />

Ingenieuren hilft, das Geräteverhalten<br />

zu verstehen, ist ereignisbasierte<br />

Energieanalyse-Software.<br />

Diese Software ist Teil einer Lösung<br />

zur Optimierung der Batterielebensdauer<br />

von IoT-Geräten und korreliert<br />

den Ladeverbrauch mit HF- und<br />

DC-Ereignissen. Anschließend analysiert<br />

sie diese Informationen, um<br />

die Batterielebensdauer abzuschätzen<br />

und die wichtigsten Ereignisse<br />

in einem Gerät zu identifizieren, die<br />

viel Zeit und Batterieladung verbrauchen.<br />

Bild 2 zeigt zum Beispiel Wellenformen<br />

für Gerätestrom (gelb),<br />

HF-Leistung (grün) und LED-Versorgungsspannung<br />

(blau). Außerdem<br />

werden unten drei Ergebnisgruppen<br />

angezeigt: komplementäre<br />

kumulative Verteilungsfunktionen<br />

(CCDF) auf der linken Seite, Statistiken<br />

zur geschätzten Batterielebensdauer<br />

in der Mitte und gestapelte<br />

Balkendiagramme zu Belegungszeit<br />

und Ladungsverbrauch<br />

auf der rechten Seite.<br />

Spezifische Vorteile<br />

für Ingenieure in der<br />

Medizintechnik<br />

Natürlich gelten die Vorteile der<br />

oben beschriebenen Hardware- und<br />

Software-Tools für jedes batteriebetriebene<br />

IoT-Gerät. Für Ingenieure<br />

in der Medizintechnik können diese<br />

Tools jedoch auch Daten und Grafiken<br />

liefern, die als Dokumentation<br />

in das Qualitätsmanagementsystem<br />

(QMS) eines Herstellers aufgenommen<br />

werden können. Sie können<br />

zudem wichtige Informationen liefern,<br />

die Ingenieure nutzen können,<br />

um das Risiko für den Patienten und<br />

das medizinische Fachpersonal zu<br />

verringern. Patient und Ärzte können<br />

sich so auf eine lange Batterielebensdauer<br />

verlassen und die Notwendigkeit<br />

von Austausch-Operationen<br />

verringern.<br />

Zusammenfassung<br />

Implantierte Geräte können für<br />

Menschen mit Herzproblemen<br />

lebensrettend sein. Eine längere<br />

Batterielebensdauer kommt den<br />

Patienten dabei in vielerlei Hinsicht<br />

zugute. Moderne Hardwareund<br />

Softwarelösungen zur Optimierung<br />

der Batterielebensdauer<br />

von IoT-Geräten können auch in<br />

der Medizintechnik helfen und Patienten<br />

und medizinischem Fachpersonal<br />

erhebliche Vorteile bieten.<br />

Meilhaus Electronic bietet mit den<br />

Digitalmultimetern, Leistungsanalysatoren<br />

und Oszilloskopen von Keysight<br />

viele Lösungsmöglichkeiten für<br />

die Messung und Charakterisierung<br />

von Batterien. ◄<br />

Bild 2: Die ereignisbasierte Leistungsanalysesoftware zeigt Strom-, HF-<br />

Leistungs- und LED-Versorgungsspannungswellenformen zusammen mit<br />

Diagrammen und Statistiken, die das Geräteverhalten beschreiben.<br />

55


Bildverarbeitung<br />

Aufbau von intelligenten Bildverarbeitungsplattformen<br />

der nächsten Generation<br />

Extrem stromsparende und kompakte Embedded Vision Lösung mit PolarFire FPGAs und CoaXPress<br />

Transceivern<br />

elle und industrielle Anwendungen<br />

ein Netzwerk aus sensorbasierten,<br />

digitalen und mechanischen Komponenten<br />

zur Überwachung und Steuerung<br />

von Aufgaben. Im Zentrum<br />

des IoT stehen drahtlose Embedded-Systeme,<br />

Echtzeit-Analysen<br />

und maschinelle Lernverfahren.<br />

CXP-Host- und Bausteinkarten<br />

Microchip<br />

www.microchip.com<br />

Die letzten Jahre brachten einen<br />

explosionsartig wachsenden Bedarf<br />

an hochauflösenden, bandbreitenintensiven<br />

Bildverarbeitungstechnologien,<br />

die künstliche Intelligenz<br />

(KI) mit einem verstärkten Fokus auf<br />

Echtzeit-Analysen und Edge Computing<br />

vereinen. Edge Computing<br />

ist im Gegensatz zu zentralisiertem<br />

Cloud Computing ein dezentrales<br />

Berechnungskonzept, das<br />

durch Bereitstellung von Rechenressourcen<br />

nahe bei den Datenquellen<br />

Reaktionszeiten verbessert<br />

und Bandbreiten reduziert. Angesichts<br />

des ständig wachsenden Internets<br />

der Dinge (Internet of Things -<br />

IoT) nutzen immer mehr kommerzi-<br />

Probleme und<br />

Anforderungen bei der<br />

Implementierung<br />

Prinzipiell bestehen diese Systeme<br />

aus zwei Elementen - einem<br />

Rechensystem und einem Transportmechanismus.<br />

Die Herausforderungen<br />

bei der Entwicklung solcher<br />

Systeme sind eine effiziente,<br />

beschleunigte Leistung mit deterministischen<br />

Ergebnissen sowie eine<br />

flexible, fehlerfreie serielle Verbindung,<br />

die hohe Datenraten unterstützt<br />

und skalierbar ist. Allerdings<br />

sind Stromverbrauch und Größe<br />

die wichtigsten Designvorgaben für<br />

einen Edge-Computing-Baustein -<br />

manche dieser Bausteine könnten<br />

an abgelegenen Orten eingesetzt<br />

werden oder benötigen eine unterbrechungsfreie<br />

Stromversorgung für<br />

kritische Anwendungen; zugleich<br />

müssen sie strenge Formfaktor-<br />

Anforderungen erfüllen, wie z. B.<br />

bei Kfz-Vision-Systemen, militärischer<br />

Überwachung, medizinischen<br />

Geräten, hochpräzisen Industriewerkzeugen<br />

und mehr.<br />

CXP-Signalfluss-Blockdiagramm<br />

Mikrochip bietet<br />

umfassende Lösung<br />

In Kenntnis des Bedarfs an intelligenten<br />

Bildverarbeitungssystemen<br />

und der damit verbundenen Herausforderungen<br />

hat Microchip eine<br />

kostenoptimierte Lösung mit niedrigstem<br />

Stromverbrauch und kleinstem<br />

Formfaktor für alle Anforderungen<br />

an unkomprimierte Multi-Gigabit-Videos<br />

und -Daten entwickelt. Die<br />

Lösung integriert die PolarFire Field-<br />

Programmable Gate Arrays (FPGAs)<br />

mit den CoaXPress 2.0-Transceivern<br />

und ermöglicht eine serielle Hochgeschwindigkeitsübertragung<br />

von<br />

Bilddaten von mehreren Kameras<br />

56 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Bildverarbeitung<br />

Embedded Vision für optische Diagnostik und Life Sciences – jetzt auch für SWIR<br />

Vision Components zeigt auf<br />

der MedtecLIVE neueste MIPI-<br />

Kameramodule und Embedded-<br />

Vision-Systeme für medizin- und<br />

labortechnische Anwendungen<br />

wie Point-of-Care-Diagnostik.<br />

Embedded Vision bietet in diesem<br />

Feld signifikante Vorteile,<br />

da sie ökonomische, flexible und<br />

bei Bedarf mobile Lösungen ermöglicht,<br />

die autark<br />

und ohne<br />

externe Recheneinheiten<br />

eingesetzt<br />

werden können.<br />

Die Kameramodule<br />

von Vision<br />

Components mit<br />

MIPI-CSI-2-Schnittstelle<br />

lassen sich<br />

mit verschiedensten<br />

leistungsstarken<br />

Prozessorboards<br />

verwenden<br />

und sind mit zahlreichen<br />

Bildsensoren<br />

verfügbar.<br />

Dank einem fest in<br />

die schlanken Platinen<br />

integrierten<br />

Konverter stehen<br />

sogar solche Sensoren<br />

zur Auswahl,<br />

die von Haus aus<br />

keine MIPI-Schnittstelle unterstützen,<br />

zum Beispiel aus den<br />

Serien Sony Pregius und Sony<br />

Starvis. Diese bieten hohe Aufnahmequalität,<br />

hohe Lichtempfindlichkeit<br />

sowie schnelle Bildraten<br />

und eignen sich perfekt für<br />

den Einsatz in der Medizintechnik.<br />

Vision Components erweitert das<br />

Sortiment an MIPI-Kameramodulen<br />

für Medizin- und Life- Science-<br />

Applikationen kontinuierlich – aktuell<br />

auch durch Sensoren für Aufnahmen<br />

im SWIR-Bereich. Auf Anfrage<br />

bietet der Hersteller die kundenspezifische<br />

Entwicklung an. Aufbauend<br />

auf den umfangreichen Vorarbeiten<br />

und dem modularen Design<br />

erfolgt die Umsetzung und Serienqualifizierung<br />

schnell, einfach und<br />

kostengünstig. Alle MIPI-Kameramodule<br />

und Embed ded-Vision-<br />

Systeme von Vision Components<br />

sind langzeitverfügbar und industrietauglich.<br />

MedtecLIVE, Halle 10, Stand 303<br />

Vision Components GmbH<br />

www.vision-components.com<br />

an den FPGA zur Bildsignalverarbeitung.<br />

Dazu bietet Microchip ein<br />

komplettes Referenzdesign an – das<br />

PolarFire CoaXPress 12G Design,<br />

das zur Verkürzung der Entwicklungszeit<br />

Evaluierungshardware,<br />

Intellectual Property und Benutzerdokumentation<br />

enthält.<br />

Beschreibung des<br />

Referenzdesigns<br />

Das PolarFire CoaXPress 12G<br />

Design nutzt zwei 4K-Kamerasensoren,<br />

die mit einem PolarFire<br />

MPF100T FPGA über das MIPI<br />

CSI-2 Protokoll verbunden sind. Der<br />

FPGA führt eine 8b/10b Kodierung<br />

durch und reorganisiert den eingehenden<br />

Datenstrom in Datenpakete<br />

gemäß dem CoaXPress Protokoll.<br />

Dieses Signal wird von einem<br />

integrierten EQC125X40 CoaX-<br />

Press-Transceiver über ein 50 m<br />

langes Koaxialkabel an einen weiteren<br />

EQC125X40-Transceiver übertragen,<br />

der das erhaltene Signal<br />

aus dem abgeschwächten Hochgeschwindigkeits-Empfangssignal<br />

rekonstruiert. Dieses Board ist über<br />

einen FPGA Mezzanine Card (FMC)<br />

[BTC1] Anschluss mit einem Polar-<br />

Fire Video Kit, MPF300-VIDEO-KIT-<br />

NS, verbunden; dort führt ein Polar-<br />

Fire Baustein mit 300.000 Logikelementen<br />

(LE) die 8b/10b Dekodierung<br />

durch, gefolgt von einer<br />

beliebigen gewünschten Bildverarbeitung<br />

oder einem intelligenten<br />

algorithmischen Processing. Neben<br />

zahlreichen anderen Schnittstellen<br />

bietet das Board auch einen HDMI-<br />

Ausgang zur Anzeige des empfangenen<br />

Signals auf einem Bildschirm.<br />

So erhalten Entwickler eine End-to-<br />

End-Demonstration eines Embedded-Vision-Systems.<br />

Die gesamte Leistungsaufnahme<br />

des beschriebenen Designs beträgt<br />


Software<br />

Business-Software für Medizintechnik-<br />

Unternehmen im regulierten Umfeld<br />

Kumavision präsentiert ERP-Branchensoftware für die Medizintechnik auf der MedtechLIVE with T4M<br />

Die integrierte Lösung von Kumavision<br />

bildet alle Unternehmensbereiche<br />

von Entwicklung und Einkauf<br />

über Produktion und Qualitätsmanagement<br />

bis zu Service, Logistik<br />

und Finance & Controlling in einer<br />

Software ab. CRM-Lösungen für<br />

Vertrieb, Service und Marketing,<br />

Business-Intelligence-Anwendungen,<br />

Microsoft Office 365 und Teams<br />

sind ebenso Bestandteil der TechnologiePlattform<br />

wie Services für<br />

IoT, KI, Machine Learning, Chatbots.<br />

MDR-konforme Produktion<br />

inklusive integrierter Dokumentenlenkung,<br />

automatisiertes UDIund<br />

EUDAMED-Management<br />

sowie komplette Service- und<br />

Reparaturabwicklung: Kumavision<br />

präsentiert auf der Medtec-<br />

LIVE with T4M die aktuelle Version<br />

der ERP-Branchensoftware<br />

für die Medizintechnik. Auf dem<br />

VDMA-Gemeinschaftsstand (Halle<br />

10 Stand 124a) erfahren Medizintechnik-Unternehmen,<br />

wie sie mit<br />

Kumavision Geschäftsprozesse<br />

im regulierten Umfeld digitalisieren,<br />

um Compliance, Effizienz<br />

und Transparenz nachhaltig<br />

zu steigern.<br />

„Ob MDR, UDI oder FDA – die<br />

regulatorischen Anforderungen nehmen<br />

stetig zu. Mit unserer ERP-<br />

Branchensoftware für die Medizintechnik<br />

entlasten wir die Mitarbeiter<br />

von zeitaufwändigen Routineaufgaben,<br />

steigern die Prozesssicherheit<br />

und Datentransparenz über<br />

den gesamten Product-Life-Cycle<br />

und legen die Basis für mehr Wettbewerbsfähigkeit,<br />

etwa durch kundenspezifische<br />

Service-Angebote“,<br />

erklärt Wolfgang Renner, Bereichsleiter<br />

Gesundheitsmarkt und Medizintechnik,<br />

Kumavision AG.<br />

Die bereits umfangreichen UDI-<br />

Funktionalitäten der Branchensoft-<br />

Angebot für Medizintechnik-Unternehmen erweitert<br />

oxaion hat die UDI-Funktionalitäten in der<br />

neuen Version deutlich erweitert und viele<br />

weitere Featrues ergänzt. Dies brachte einen<br />

zweistelligen Kundenzuwachs in der Medizintechnik.<br />

Die oxaion gmbh erweitert für oxaion<br />

open und oxaion easy Medizintechnik das<br />

Angebot für Medizintechnik-Unternehmen.<br />

Beide Softwarekonzepte bieten die gesamten<br />

Medizintechnik-Funktionalitäten rund um<br />

ERP, DMS, CAQ und UDI. Gerade die Erweiterungen<br />

im Bereich von UDI ermöglichen den<br />

Kunden einen hohen Abdeckungsgrad. Alle<br />

Unternehmensbereiche sind davon betroffen:<br />

der Stamm daten- und Datenaustausch, die<br />

Konfiguration der UDI, die Organisation rund<br />

um die UDI-Generierung in der Fertigung und<br />

dem Druck der Etiketten bis hin zur Abbildung<br />

von Handels produkten und Fremdfertigung im<br />

Wareneingang und Lager sowie der Durchgängigkeit<br />

zur Geräteakte und den Belegen<br />

in Vertrieb und Service. Weitere neue Funktionen<br />

stellt das Unternehmen seinen Kunden<br />

im Bereich Dokumentenlenkung, Lieferantenzertifikaten,<br />

Benutzerberechtigung und Chargenhandling<br />

zur Verfügung.<br />

Mobile Anwendungen und Mietmodel<br />

Großes Interesse sieht oxaion im Bereich<br />

mobiler Anwendungen für CRM, Service sowie<br />

der Einbindung von Geschäftspartnern und Kunden<br />

über das neue Medizintechnik-Portal. Die<br />

neue zusätzliche Browser-Oberfläche und die<br />

Möglichkeit, oxaion zu günstigen Konditionen<br />

im Miet modell zu hosten, runden die neuen Konzepte<br />

des Aptean-Tochterunternehmens ab. Im<br />

Jahr 2021 konnte Aptean zahlreiche neue Kunden<br />

im Bereich Medizintechnik für oxaion gewinnen.<br />

Dies be stätigt das Unternehmen, Investitionen<br />

in die Entwicklung und den Vertrieb dahingehend<br />

weiter zu intensivieren.<br />

oxaion, www.oxaion.de<br />

Aptean, www.aptean.de<br />

58 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Software<br />

ware hat Kumavision mit dem neuen<br />

Variantenmanagement weiter abgerundet.<br />

Artikelvarianten und Versionen<br />

lassen sich ebenso komfortabel<br />

wie zeitsparend anlegen, die Branchensoftware<br />

verweist automatisch<br />

auf die Basis UDI-DI des Artikels,<br />

erstellt und ergänzt im Hintergrund<br />

die XML-Datensätze und übernimmt<br />

den Upload in die EUDAMED-Datenbank.<br />

Davon profitieren insbesondere<br />

Unternehmen, die Artikel auftrags-<br />

und kundenspezifisch in vielen<br />

Varianten und kleinen Stückzahlen<br />

in Verkehr bringen.<br />

MDR-konforme<br />

Dokumentenverwaltung und<br />

Dokumentenlenkung<br />

Mit der neuen Version des MDR-<br />

Moduls für die Medizintechnik-Branchensoftware<br />

vereinfacht Kumavision<br />

den normkonformen Umgang<br />

mit Dokumenten. Ein in die ERP-<br />

Branchensoftware integriertes<br />

Dokumentenmanagementsystem<br />

(DMS) ermöglicht die zentrale Verwaltung<br />

von Zulassungsdokumenten,<br />

technischen Dokumentationen,<br />

aber auch bspw. AGBs, Manuals in<br />

unterschiedlichen Sprachen und<br />

weiteren Informationen. Dokumente<br />

müssen damit nur noch einmal „an<br />

einem Ort“ zertifiziert und gelenkt<br />

werden. Sie lassen sich automatisiert<br />

über die gesamte Wertschöpfungskette<br />

verwenden und digital<br />

bzw. als Druck ausgeben, etwa bei<br />

Auftragsbetätigungen, der Kommissionierung<br />

von Bestellungen, Lieferungen<br />

oder Servicearbeiten.<br />

Mehr als nur ERP<br />

Die Branchensoftware von Kumavision<br />

basiert auf der Technologie-Plattform<br />

Microsoft Dynamics<br />

365, die eine Vielzahl von Business-Anwendungen<br />

beinhaltet, u.<br />

a. CRM-Anwendungen, Business-<br />

Intelligence-Software, Workflow-<br />

Lösungen, Office 365 und Teams<br />

sowie Cloud-Dienste für IoT oder<br />

Bild-, Text- und Spracherkennung.<br />

Alle Anwendungen arbeiten mit derselben<br />

Datenbasis, Probleme mit<br />

Insellösungen und Schnittstellen<br />

entfallen. Einen schnellen und einfachen<br />

Einstieg in Business-Intelligence<br />

ermöglichen die Smart-Start-<br />

Pakete von Kumavision für Micro soft<br />

Power BI. Die Pakete beinhalten eine<br />

Vielzahl von branchenspezifischen<br />

Kennzahlen, Dash boards und Auswertungen.<br />

Unternehmen müssen<br />

damit nicht auf der grünen Wiese<br />

starten, sondern erhalten eine praxisbewährte<br />

Lösung für die Medizintechnik.<br />

Die nahtlos in die ERP-<br />

Software integrierten CRM-Lösungen<br />

binden Vertrieb, Marketing und<br />

Service optimal in die Unternehmensprozesse<br />

ein. Eine speziell<br />

auf die Anforderungen des regulierten<br />

Umfelds abgestimmte Software<br />

auf Basis von Microsoft Field Service<br />

soll im Laufe des Jahres vorgestellt<br />

werden. Die offline-fähige<br />

Lösung entlastet Service-Techniker<br />

von zeitaufwändigen Routineaufgaben,<br />

bietet direkten Zugriff<br />

auf die Kunden- und Gerätehistorie<br />

und überwacht durch Funktionen<br />

wie Skill-Matrix-Management<br />

oder elektronische Geräteakte die<br />

Einhaltung der Compliance-relevanten<br />

Normen.<br />

KUMAVISION AG<br />

info@kumavision.com<br />

www.kumavision.com<br />

Mit statischer Codeanalyse zur FDA-Zulassung<br />

Vollständig integrierte<br />

Testlösung<br />

Parasoft C/C++test ist die Software-Testlösung<br />

der Wahl bei Inovytec<br />

Medical Solutions. Das Medizintechnikunternehmen<br />

entwickelt<br />

innovative Lösungen für Atemwegs-<br />

und Herzinsuffizienz wie das<br />

Beatmungsgerät Ventway Sparrow.<br />

Diese innovative Familie von<br />

Transport- und Notfallbeatmungsgeräten<br />

hält den härtesten Bedingungen<br />

stand und gewährleistet<br />

eine zuverlässige Hochleistungsbeatmung<br />

zu jeder Zeit. Bereits in der<br />

Anfangsphase der Covid19-Pandemie<br />

war das Gerät schnell einsetzbar<br />

zur lebenserhaltenden Beatmung<br />

von Patienten in verschiedenen<br />

Zuständen, darunter auch<br />

mit Covid19 infizierten Personen.<br />

Automatisierte<br />

Testprozesse und<br />

Prüfberichte<br />

Damit das Ventway Sparrow<br />

überhaupt eingesetzt werden<br />

durfte, musste es zunächst<br />

die strenge medizinische<br />

FDA 510(k)-Zulassung erfüllen,<br />

die für den Betrieb sicherheitskritischen<br />

Code voraussetzt. Inovytec<br />

Medical Solutions setzte auf<br />

die vom TÜV zertifzierte statische<br />

Analyse Parasoft C/C++test und<br />

implementierte diese und damit<br />

einhergehende Testautomatisierungs-Praktiken<br />

in ihren Entwicklungs-Workflow.<br />

Das Entwicklungsteam<br />

profitierte von automatisierten<br />

Testprozessen und<br />

Prüfberichten dank integrierter<br />

KI (Künstlicher Intelligenz) und<br />

Maschinellem Lernen. Mithilfe der<br />

kundenspezifisch angepassten<br />

Lösung Parasoft C/C++test und<br />

Verifizierungsaktivitäten für die<br />

statische Analyse konnte Inovytec<br />

die FDA 510k-Zulassungsrichtlinien<br />

zu 100 % erfüllen. Zudem<br />

stellte das Unternehmen Verbesserungen<br />

bei der Codequalität fest.<br />

Seither werden alle neuen Software-Versionen<br />

für die Ventway<br />

Sparrow Beatmungsgeräte mit der<br />

statischen Analyse von Parasoft<br />

konfiguriert, um sicherzustellen,<br />

dass sie entsprechend den FDA-<br />

Vorschriften laufen.<br />

Die einheitliche, vollständig<br />

integrierte Testlösung für die<br />

C/C++-Software-Entwicklung -<br />

Parasoft C/C++test - kann eng in<br />

die C- und C++-Umgebung, die<br />

CI/CD-Pipeline und containerisierte<br />

Entwicklungen integriert werden.<br />

So lassen sich Fehler schon<br />

früh im SDLC (Software Development<br />

Life Cycle) erkennen, wenn<br />

deren Korrektur noch mit relativ<br />

wenig Aufwand und Kosten verbunden<br />

ist. Besonders vorteilhaft:<br />

C/C++test bündelt bewährte Vorgehensweisen<br />

bei Entwicklungstests,<br />

Security- und Safety-Compliance<br />

sowie Dokumentation und<br />

Reporting in Sachen Konformität<br />

in einem einzigen Tool. Die vom<br />

TÜV zeritifzierte Lösung beinhaltet<br />

ein aussagekräftiges Reporting-Dashboard,<br />

um die Testergebnisse<br />

automatisiert und übersichtlich<br />

aufzuzeigen, sei es für das<br />

Management oder für Entwickler.<br />

Das verringert den manuellen<br />

Aufwand erheblich.<br />

Parasoft Corp.<br />

Headquarters<br />

info@parasoft.com<br />

www.parasoft.com


Software<br />

Die wichtigsten Zutaten für moderne<br />

Softwareentwicklung in der Medizintechnik<br />

Agile Entwicklung ermutigt jeden Einzelnen im Team, sich aktiv einzubringen<br />

Autor:<br />

Dr. Andreas Kuntz<br />

ITK Engineering GmbH<br />

www.itk-engineering.de<br />

In der Softwareentwicklung verläuft<br />

der Weg zum erfolgreichen<br />

Software-Release in der Regel<br />

alles andere als linear. Laufzeitfehler<br />

und zu spät erkannte Sicherheitslücken,<br />

aber auch veraltete<br />

Tools und Methoden können zu<br />

Showstoppern werden. Zumindest<br />

vergrößern sie den Entwicklungsaufwand,<br />

führen zu Verzögerungen<br />

und können somit<br />

den Marktlaunch von Medizinprodukten<br />

gefährden. Um die Angreifbarkeit<br />

der Geräte im Internet of<br />

Medical Things zu minimieren, fordert<br />

der Markt zudem immer kürzere<br />

Zykluszeiten. Hinzu kommt<br />

die zunehmende Komplexität der<br />

medizinischen Systeme. Umso<br />

wichtiger ist es daher, moderne<br />

Sprachstandards sowie zeitgemäße<br />

Werkzeuge und Methoden<br />

in der Entwicklung zu nutzen, um<br />

robuste und stabile Releases mit<br />

vertretbarem Aufwand zu erzielen.<br />

Doch wie können zeitgemäße<br />

Werkzeuge und Methoden helfen,<br />

diese Risiken zu adressieren?<br />

Medizinische Software muss<br />

sehr hohe Anforderungen<br />

erfüllen<br />

Zunächst werden die Ziele und<br />

Randbedingungen medizinischer<br />

Softwareentwicklung betrachtet: Im<br />

Fokus stehen robuste Produkte für<br />

den medizinischen Einsatz. Hier zählen<br />

vor allem Stabilität und Fehlerfreiheit.<br />

Die Produktentwicklung ist<br />

in der Regel in einen festen Zeitrahmen<br />

eingebettet. Um Meilensteine<br />

einhalten zu können, muss die Parallelisierung<br />

der Entwicklung durch<br />

eine Vergrößerung des Teams zu<br />

einer effektiven Beschleunigung des<br />

Projektes führen. Ein beschränktes<br />

Budget macht kosteneffizientes<br />

Arbeiten essenziell. Gleichzeitig<br />

muss jedoch eine Verlagerung der<br />

Kosten von der Entwicklungs- in die<br />

Wartungsphase vermieden werden.<br />

Ein weiteres Ziel stellt die Reduktion<br />

der Komplexität dar. Die Entwickler<br />

sollten sich auf die wesentlichen<br />

Inhalte konzentrieren können,<br />

um die Geschwindigkeit im Verlauf<br />

eines langen Projektes beibehalten<br />

zu können. Wichtig ist zudem der<br />

Know-how-Transfer im Team, um<br />

Wissensinseln zu vermeiden und<br />

Mitarbeiter in zeitkritischen Phasen<br />

entlasten zu können.<br />

Nachvollziehbarkeit und<br />

Reproduzierbarkeit<br />

Im streng regulierten medizinischen<br />

Umfeld schreibt die IEC<br />

62304 (Medizingeräte Software –<br />

Software-Lebenszyklus) zusätzlich<br />

Konfigurationsmanagement vor,<br />

woraus sich die Forderungen nach<br />

Nachvollziehbarkeit und Reproduzierbarkeit<br />

ergeben. Nachvollziehbarkeit<br />

meint Kontrolle der Konfigurationen,<br />

wie z. B. der Laufzeitumgebung,<br />

Kontrolle der Abhängigkeiten<br />

und Tracing von Änderungen.<br />

Reproduzierbarkeit verfolgt<br />

das Ziel, auch noch in vielen Jahren<br />

binär identische Artefakte erstellen<br />

zu können. Auch nach der Entwicklung<br />

sind regulatorische Anforderungen<br />

zwingend zu berücksichtigen.<br />

Mit der MDR sind die Anforderungen<br />

an die Post-Market Surveillance<br />

deutlich gestiegen. Bei der Beobachtung<br />

der Geräte im Feld stehen<br />

insbesondere Safety- und Security-<br />

Aspekte im Fokus. Beim Bekanntwerden<br />

von Fehlern und Angreifbarkeiten<br />

sollten Patches für die<br />

Produkte und alle Abhängigkeiten<br />

schnell ausgeliefert werden können,<br />

um die Gefährdung von Patienten<br />

und Angriffe auf Krankenhaussysteme<br />

zu vermeiden.<br />

Zeitgemäße Methoden<br />

legen den Grundstein<br />

für kollaborative<br />

Softwareentwicklung<br />

Wer heute an zeitgemäße Methoden<br />

denkt, dem wird sofort Agile einfallen.<br />

Hier gibt es zahlreiche Varianten.<br />

Ein gemeinsames Merkmal<br />

ist, dass die Arbeit in kurze Phasen<br />

gegliedert ist und die Entwickler in<br />

Entscheidungsprozesse eingebunden<br />

werden – dies fördert Eigenverantwortung<br />

und Committment. Die<br />

Arbeit wird mit Task Boards strukturiert,<br />

die ebenso Load Balancing<br />

erleichtern und für Transparenz<br />

und Nachvollziehbarkeit sorgen.<br />

60 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Software<br />

Vor der Übernahme eines jeden Feature-Branches in den Produktiv-Zweig wird in der Continuous Integration<br />

Pipeline ein Mindestreifegrad sichergestellt<br />

Des Weiteren hat sich in der Open<br />

Source-Softwarewelt immer früheres<br />

Testen etabliert. Dies geht bis<br />

hin zu Test-First Ansätzen, wie z. B.<br />

Test-driven Development.<br />

Die Vorzüge<br />

liegen klar auf der Hand: Die Tests<br />

entstehen entwicklungsbegleitend<br />

und halten getroffene Annahmen<br />

fest. Die Einhaltung der Annahmen<br />

wird so zukünftig automatisiert<br />

geprüft. Dies hilft dabei, Fehler<br />

frühzeitig zu erkennen. Tests<br />

dokumentieren außerdem Schnittstellen<br />

und wichtige Anwendungsfälle<br />

und dienen so dem Wissensaustausch<br />

im Team. Die Verfügbarkeit<br />

von Git als Werkzeug zur Code-<br />

Versionierung hat die kollaborative<br />

Softwareentwicklung revolutioniert.<br />

Entwicklungsstränge können unabhängig<br />

voneinander vorangetrieben<br />

werden. Vor der Übernahme eines<br />

Feature-Branches in den Produktiv-Zweig<br />

kann ein Mindestreifegrad<br />

sichergestellt werden. Die Entwicklung<br />

kann in jedem Zustand vollständig<br />

an Kollegen übergeben<br />

werden, ohne dabei mit dem Produktiv-Zweig<br />

zu interferieren. Der<br />

Kontext zusammengehöriger Änderungen<br />

ist aus der Historie nachvollziehbar.<br />

So lässt sich neben dem<br />

Umfang auch der Grund der Änderungen<br />

ableiten. Auch Code Reviews<br />

sollten nicht nur „pro forma“ durchgeführt<br />

werden. Neben der offensichtlichen<br />

Qualitätssicherung sind<br />

sie ein wichtiges Mittel zum Knowhow<br />

Transfer, zum Einbinden neuer<br />

Kollegen in das Entwicklerteam und<br />

unterstützen ebenso beim Mentoring.<br />

Reviews fördern außerdem<br />

die Kommunikation, den Austausch<br />

und die Zusammenarbeit im Team.<br />

Aktuelle Werkzeuge<br />

helfen, Fehler frühzeitig zu<br />

erkennen<br />

Aktuelle Compiler ermöglichen<br />

die Verwendung aktueller Sprachstandards.<br />

Diese sollen die Sprache<br />

vereinfachen und die Lesbarkeit<br />

und Verständlichkeit verbessern.<br />

Ein anschauliches Beispiel<br />

hierfür ist die Einführung des Drei-<br />

Weg-Vergleichsoperators „“ in<br />

C++20, dem sog. Spaceship Operator.<br />

Mit dessen Hilfe leitet der Compiler<br />

automatisch einen vollständigen<br />

Satz von Vergleichsoperatoren für<br />

eigene Datentypen ab. Dies reduziert<br />

den Code und den Pflegeaufwand.<br />

Außerdem wurden die Optimierungsfähigkeiten<br />

der Compiler<br />

erheblich verbessert. Unter Umständen<br />

können heute Ergebnisse ganzer<br />

Funktionsaufrufe zur Compile-<br />

Zeit ausgerechnet werden. Die<br />

Verwendung aktueller SOUPS in<br />

der Entwicklung ist obligatorisch.<br />

Die neuste Version hat i.d.R. die<br />

wenigsten bekannten Fehler. Ihre<br />

Verwendung ist daher zum Erreichen<br />

der normativ geforderten Safetyund<br />

Security-Ziele unerlässlich.<br />

Automatische Code-Formatierung<br />

sollte heute ebenfalls eine Selbstverständlichkeit<br />

sein. Während statische<br />

und dynamische Codeanalyse<br />

bereits ein bewährtes Werkzeug<br />

ist, hat sich deren Verfügbarkeit<br />

deutlich verbessert:<br />

Umfangreiche Compiler-Warnungen<br />

helfen dabei, potenzielle Fehler<br />

aufzudecken. Die OSS Compiler<br />

GCC und Clang bieten zahlreiche<br />

Sanitizer, die durch Instrumentierung<br />

schwer auffindbare Speicher- und<br />

Concurrency-Probleme oder auch<br />

undefiniertes Verhalten zur Laufzeit<br />

aufdecken. Durch die Aktivierung<br />

eines Sanitizers in allen Testläufen<br />

wird frühzeitig auf diese Probleme<br />

aufmerksam gemacht. Dies<br />

erspart dem Entwicklerteam viele<br />

Stunden kompliziertes Debugging.<br />

Die Minimierung der eigenen<br />

Quellen spart Zeit und<br />

Aufwand in der Pflege<br />

Jede Code-Zeile, die gelöscht<br />

wird, muss nicht gepflegt werden.<br />

Dies konsequent umgesetzt hat in<br />

der Praxis enorme Auswirkungen.<br />

Eine Möglichkeit, die Code-Basis<br />

zu verkleinern, liegt in der Nutzung<br />

externer Open Source-Bibliotheken.<br />

Denn für viele Standardprobleme<br />

gibt es etablierte und wiederverwendbare<br />

Standardlösungen.<br />

Beispielsweise kann durch konsequente<br />

Verwendung von Komponenten<br />

der Bibliotheken STL,<br />

Boost, Poco, u.v.m. die Trennung<br />

der Zuständigkeiten verbessert werden.<br />

Der Entwickler erhält eine gute<br />

Abstraktion und ausgereifte Schnittstellen.<br />

Darüber hinaus sind diese<br />

Bibliotheken in der Regel sehr gut<br />

getestet. Bekannte Security Probleme<br />

(CVEs) werden in öffentlichen<br />

Datenbanken erfasst und es<br />

ist nachvollziehbar, welche Versionen<br />

betroffen sind.<br />

So viel wie möglich<br />

auslagern<br />

Des Weiteren sollte aus den eigenen<br />

Quellen ausgelagert werden,<br />

was auslagerbar ist. Der Fokus<br />

sollte ausschließlich auf projektspezifischen<br />

Ergänzungen liegen.<br />

Eigenentwicklungen sollten nur<br />

stattfinden, wenn noch keine pas-<br />

Ziele und Randbedingungen werden gemeinsam mit dem Kunden festgelegt<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

61


Software<br />

Anschauliche Darstellung zur Optimierung der Prozesse<br />

sende Lösung verfügbar ist. Dann<br />

ist jedoch ein Refactoring dringend<br />

empfohlen, sobald sich ein<br />

Standard etabliert hat. Jede eingesparte<br />

Zeile reduziert den langfristig<br />

dominanten Wartungsaufwand<br />

und erhöht die Schnelligkeit<br />

des Entwicklerteams. Gemäß dem<br />

Motto „Don‘t repeat yourself“ sollte<br />

auch nicht neu implementiert werden,<br />

was von anderen bereits verfügbar<br />

ist. Neben wiederverwendbaren<br />

Standardlösungen ist ein<br />

Dependency Management System<br />

ein weiteres Schlüsselelement.<br />

Viele Sprachen verfügen über leistungsfähige<br />

Paket-Manager, wie<br />

z. B. pip für Phyton, Cargo für Rust<br />

oder Conan für C++.<br />

Paket-Manager<br />

Conan ist seit einigen Jahren für<br />

C++ verfügbar und könnte sich zum<br />

defacto-Standard etablieren, da die<br />

Verwaltung von Abhängigkeiten<br />

wesentlich erleichtert wird. Der<br />

Paket-Manager erhält eine deklarative<br />

Liste der Abhängigkeiten und<br />

stellt die benötigte Bibliothek für das<br />

Zielsystem unter Beachtung der verwendeten<br />

Toolchain zur Verfügung,<br />

entweder vorkompiliert aus dem<br />

Archiv oder unter Beachtung der<br />

spezifischen Anforderungen lokal<br />

kompiliert und lokal gecached. Mit<br />

der Verwendung eines Paket-Managers<br />

geht ein weiterer Vorteil häufig<br />

einher: Es können alle SOUPs und<br />

Tools aus den Quellen gebaut werden.<br />

Dies ist selbst ohne die Verwendung<br />

eines Paket-Managers<br />

ratsam und verringert die Hürden,<br />

wenn die Entwickler in die Quellen<br />

schauen müssen. Die korrekte Version<br />

ist so lokal verfügbar. Der Entwickler<br />

hat außerdem die volle Kontrolle,<br />

falls gepatcht werden muss.<br />

So kann direkt die Ursache des Problems<br />

beseitigt und ein Workaround<br />

vermieden werden. Wird der Patch<br />

anschließend upstream den Bibliotheksverantwortlichen<br />

zur Verfügung<br />

gestellt, unterstützt dies einerseits<br />

die Community und reduziert langfristig<br />

den eigenen Pflegeaufwand<br />

der Patches.<br />

Automatisierung<br />

reduziert die Komplexität und<br />

erhöht sowohl die Geschwindigkeit<br />

als auch die Reproduzierbarkeit.<br />

Eine konsequente und durchgängige<br />

Automatisierung aller Build-<br />

Schritte und der Testausführung<br />

bringt anfangs möglicherweise einen<br />

geringen Mehraufwand mit sich,<br />

langfristig jedoch überwiegen die<br />

Vorteile. Die Prozesse der Entwickler<br />

werden vereinfacht und damit die<br />

Komplexität ihrer alltäglichen Aufgaben<br />

reduziert. Das Team erhält<br />

einen Geschwindigkeitsvorteil in der<br />

tagtäglichen Arbeit und während der<br />

„heißen“ Release-Phase. Skripte,<br />

die zur Automatisierung genutzt<br />

werden, sind gleichzeitig eine präzise<br />

Dokumentation der Vorgehensweise<br />

und der benötigten Schritte.<br />

Die fördert den Know-how Transfer<br />

und reduziert Wissensinseln. Die<br />

Verwendung eines aktuellen deklarativen<br />

Build-Systems oder eines<br />

entsprechenden Generators, wie<br />

z. B. CMake/Ninja für C++, sollte<br />

selbstverständlich sein. Auf diese<br />

Weise kann für jedes Artefakt ein<br />

Target definiert und mit den zugehörigen<br />

Quellen assoziiert werden.<br />

Nun müssen nur noch die Abhängigkeiten<br />

zwischen den Targets festgelegt<br />

werden. Targets der SOUPs<br />

werden üblicherweise importiert.<br />

Den Rest erledigt der Generator.<br />

So können Quellen auf ein Minimum<br />

reduziert und Redundanzen<br />

vermieden werden.<br />

Docker oder LDX<br />

Virtualisierungslösungen, wie<br />

z. B. Docker oder LDX, erlauben<br />

eine deklarative Definition der<br />

Umgebung für Entwicklung, Continuous<br />

Integration (CI) und ggf. für<br />

den Betrieb. Alle Entwickler können<br />

sich so auf eine garantiert einheitliche<br />

Betriebssystem-Umgebung<br />

und Werkzeug-Konfiguration verlassen.<br />

Das bekannte „Works on my<br />

machine“-Problem sollte damit der<br />

Vergangenheit angehören. Auch die<br />

in der CI aufgedeckten Fehler lassen<br />

sich so zuverlässig durch den<br />

Entwickler reproduzieren.<br />

Continuous Integration<br />

In größeren Projekten mit vielen<br />

Produktvarianten, mehreren unterstützten<br />

Betriebssystemen und Compilern<br />

sowie ausführlichen Tests wird<br />

nicht jeder Entwickler immer alle<br />

notwendigen Konfigurationen prüfen<br />

können. Dafür ist die Continuous<br />

Integration ein etablierter Prozess<br />

und eine große Entlastung für<br />

den Entwickler. CI erlaubt die konsequente<br />

und automatisierte Prüfung<br />

aller Branches für alle Konfigurationen,<br />

bevor diese in den Produktiv-Zweig<br />

übernommen werden.<br />

Außerdem lässt sich die automatische<br />

Testausführung auf der Ziel-<br />

Hardware realisieren. Tests können<br />

gegen spezielle Simulationen laufen.<br />

So können beispielsweise Hardwarefehler<br />

simuliert oder durch simulierte<br />

Zeit die Ausführungsdauer<br />

langwieriger Tests verkürzt werden.<br />

Jeder Software-Stand lässt sich so<br />

umfassend prüfen. Fehler und Seiteneffekte<br />

in Medizinprodukten werden<br />

frühzeitig aufgedeckt.<br />

Lohnt sich also eine<br />

Modernisierung der<br />

Softwareentwicklung?<br />

Diese Frage kann mit einem klaren<br />

„Ja“ beantwortet werden. Modernisierung<br />

leistet einen wesentlichen<br />

Beitrag zum Erreichen der anfangs<br />

genannten Ziele. Es werden dadurch<br />

die Robustheit der Software, die<br />

Geschwindigkeit, Kosteneffizienz<br />

und der Know-how Transfer gefördert<br />

und die Komplexität wird reduziert.<br />

Ebenso werden Nachvollziehbarkeit<br />

und Reproduzierbarkeit<br />

unterstützt sowie die Einhaltung<br />

von Safety- und Security-Zielen für<br />

Medizinprodukte, insbesondere in<br />

der Maintenance-Phase, erleichtert.<br />

Modernisierung und Automatisierung<br />

helfen dabei, Entwickler zu<br />

entlasten und die Softwareentwicklung<br />

zielgerichtet zu gestalten. Der<br />

Fokus wird so auf die eigentliche<br />

Problemlösung gelenkt, wodurch<br />

Fehler vermieden werden können.<br />

Modernisierung muss zudem nicht<br />

teuer sein. Die aufgeführten Bausteine<br />

sind im Open Source-Umfeld<br />

schon lange im Einsatz und in<br />

diversen Projekten reichlich erprobt.<br />

Viele der aufgeführten Werkzeuge<br />

stehen als freie Open Source-Software<br />

zur Verfügung.<br />

Doch wo fängt man mit der<br />

Modernisierung an?<br />

Die konsequente Einführung der<br />

folgenden drei essenziellen Methoden<br />

können beim Start helfen: Entwicklungsbegleitende<br />

Tests, Feature-Branch-basierte<br />

Entwicklung<br />

sowie gegenseitige Unterstützung<br />

in Code Reviews sind der Schlüssel<br />

für einen geradlinigen Weg zum<br />

nächsten Software-Release. ◄<br />

62 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Neue Softwareversion für Statistik im<br />

Qualitätsmanagement<br />

Release von Minitab V21.1: Minitab LLC. veröffentlicht neue Version seiner Statistiksoftware<br />

Software<br />

Version 21.1 der hybriden Softwareanwendung<br />

Minitab kann mit<br />

der um die Cox Regression erweiterten<br />

Lebensdauer- und Zuverlässigkeitsanalyse<br />

sowie dem Predictive<br />

Analytics Modul inklusive automatisiertem<br />

maschinellen Lernen,<br />

dem interaktiven Werkzeug Grafikerstellung<br />

und dem extra für das<br />

Gesundheitswesen entwickelten<br />

Healthcare-Modul punkten.<br />

Die Firma Minitab LLC. ist einer<br />

der führenden Anbieter von Software<br />

und Services rund um Statistik<br />

im Qualitätsmanagement. Das<br />

neueste Release des Software-<br />

Flagschiffs „Minitab Statistical Software“<br />

V21.1 bestätigt diese Führungsrolle<br />

des Unternehmens. Die<br />

hybride Anwendung, bestehend aus<br />

Minitab-Desktop zur Installation auf<br />

dem PC und der Minitab Web App<br />

mit Zugriff über die Cloud, ist sowohl<br />

ADDITIVE<br />

Soft- und Hardware für Technik<br />

und Wissenschaft GmbH<br />

info@additive-net.de<br />

www.additive-net.de<br />

für Einsteiger als auch für Fortgeschrittene<br />

geeignet und besticht<br />

durch die umfassende Palette an<br />

statistischen Methoden und grafischen<br />

Werkzeugen.<br />

Weltweit anerkannt setzt Minitab<br />

dabei branchenunabhängig Maßstäbe<br />

in der Qualitätsanalyse für<br />

Produktion, Handel, Verwaltung,<br />

Finanz- und Versicherungswesen<br />

sowie in der Medizintechnik und<br />

Pharmabranche. Speziell für Datenanalysen<br />

im Qualitätsmanagement<br />

entwickelt, wird die statistische Software<br />

Minitab immer stärker auch für<br />

Business Analytics, Business Intelligence<br />

und Datenmodellierung eingesetzt.<br />

Hierbei spielt Statistik im<br />

Qualitätswesen, Six Sigma, Visualisierung<br />

und Datamining natürlich<br />

weiterhin eine große und wichtige<br />

Rolle.<br />

Optimierte<br />

Benutzeroberfläche<br />

Die 64-Bit-Software Minitab mit<br />

optimierter Benutzeroberfläche<br />

und verbesserten Visualisierungen<br />

überzeugt mit Version 21.1 mit<br />

weiteren Neuerungen. So enthält<br />

die neueste Version das interaktive<br />

Modul „Grafikerstellung“, das<br />

besonders hilfreich bei der Visualisierung<br />

von Daten ist. In einer übersichtlichen<br />

Galerie wird eine Vorschau<br />

der verfügbaren Diagrammalternativen<br />

angezeigt, zwischen<br />

derer nahtlos gewechselt werden<br />

kann. Somit können Anwender die<br />

verschiedenen Grafiken auf Basis<br />

ein und derselben Daten ansehen<br />

und ausprobieren, ohne die Analyse<br />

erneut durchführen zu müssen. Mithilfe<br />

dieses Features kann der Nutzer<br />

sich voll und ganz darauf konzentrieren,<br />

den am besten zu den<br />

eigenen Daten und Ergebnissen<br />

passenden Diagrammtyp auszuwählen.<br />

Die gewählte Grafik kann<br />

im Anschluss nach eigenen Wünschen<br />

weiter angepasst werden.<br />

Predictive Analystics-Modul<br />

Die CART-Technologien werden<br />

mit dem Predictive Analystics-Modul<br />

um TreeNet und Random Forest<br />

erweitert. Diese beiden proprietären<br />

baumbasierten Algorithmen für<br />

maschinelles Lernen verwenden<br />

eine Reihe von Wenn-Dann-Regeln,<br />

um Prognosen aus einem oder<br />

mehreren Entscheidungs bäumen<br />

Eine 30-Tage-Testversion von Minitab steht hier zur Verfügung:<br />

https://www.additive-net.de/de/software/produkte/minitab/minitab/testversion<br />

zu erstellen. Im Vergleich zu linearen<br />

Modellen wie der Regression<br />

können baumbasierte Methoden<br />

nichtlineare Beziehungen sehr gut<br />

abbilden und mit der Unschärfe in<br />

Daten umgehen, die andere Methoden<br />

einfach nicht bewältigen können.<br />

Neben einer schnellen Antwort,<br />

die Zeit spart, bieten baumbasierte<br />

Methoden auch eine hohe Genauigkeit<br />

und sind einfach zu interpretieren.<br />

Das automatisierte maschinelle<br />

Lernen (AutoML) unterstützt Anwender<br />

auf Wunsch bei der Auswahl des<br />

am besten geeigneten Modells aus<br />

den verfügbaren Methoden CART-<br />

Klassifikkations- und Regressionsbäume,<br />

TreeNet und Random Forest.<br />

Nutzer haben die Möglichkeit, die<br />

verschiedenen Modelle miteinander<br />

zu vergleichen und gegebenenfalls<br />

ein anderes Modell auszuwählen.<br />

Lebensdauer- und<br />

Zuverlässigkeitsanalyse<br />

Zudem wurde die Lebensdauerund<br />

Zuverlässigkeitsanalyse um<br />

die statistische Methode Cox-<br />

Regression erweitert. Diese ist eine<br />

Methode zum Untersuchen der Wirkung<br />

mehrerer Variablen auf die<br />

Zeitdauer bis zum Eintreten eines<br />

bestimmten Ereignisses.<br />

Healthcare-Modul<br />

Neu ist ebenfalls das Healthcare-Modul,<br />

das extra zur Qualitätsverbesserung<br />

für das Gesundheitswesen<br />

entwickelt wurde. Mit<br />

gebräuchlichen Begriffen aus dem<br />

Gesundheitsbereich ist es speziell<br />

für medizinische Fachkräfte<br />

geeignet. Diese werden durch die<br />

geführte Datenanalyse des Healthcare-Moduls<br />

bei der Verbesserung<br />

der wichtigsten Leistungsindikatoren<br />

(KPIs) wie Patienten sicherheit<br />

und -zufriedenheit, Wartezeit, Auslastung<br />

sowie der Kosten unterstützt,<br />

wobei keine Aneignung von Statistikkenntnissen<br />

zusätzlich nötig ist. ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

63


Stromversorgung<br />

Unterbrechungsfreie Stromversorgung<br />

24 V Nonstop Power – DC-USV mit integrierter LiFePO 4 -Hochleistungsbatterie<br />

24 VDC-Notstromversorgung<br />

mit geregelter<br />

Ausgangsspannung<br />

Die UPSI-2412DP3 leitet im<br />

Normalbetrieb die Eingangsspannung<br />

direkt an den Ausgang weiter,<br />

lädt parallel den integrierten<br />

LiFePO 4 -Batteriepack und überwacht<br />

alle relevanten Parameter,<br />

Ströme und Spannungen. Bei Spannungseinbrüchen<br />

oder Stromausfall<br />

trennt ein MOSFET innerhalb<br />

weniger Mikrosekunden den Eingang<br />

ab und die angeschlossene<br />

Last wird unterbrechungsfrei aus<br />

dem Energiespeicher heraus versorgt.<br />

Im Backup-Betrieb stellt die<br />

UPSI-2412DP3 eine konstant geregelte<br />

DC-Ausgangsspannung zur<br />

Verfügung.<br />

Stromausfall? Spannungseinbruch?<br />

Flicker? Die intelligente DC-<br />

Notstromversorgung UPSI-2412DP3<br />

von Bicker Elektronik schützt sicherheitsrelevante<br />

24 VDC-Applikation<br />

zuverlässig vor Systemausfall<br />

und Datenverlust. Für die Pufferung<br />

der 24 VDC-Versorgungsspannung<br />

setzt Bicker Elektronik<br />

auf die besonders sichere und<br />

lang lebige LiFePO 4 -Batterietechnologie.<br />

Die kompakte DC-USV<br />

im robusten DIN-Rail-Gehäuse ist<br />

ideal geeignet für den langjährigen<br />

Einsatz in Schaltschrankanwendungen<br />

und dezentralen Lösungen zur<br />

Absicherung von Embedded-IPCs,<br />

Steuerungen, Motoren, Sensorik,<br />

Mess-, Regel- und Sicherheitstechnik,<br />

u.v.m.<br />

Bicker Elektronik GmbH<br />

info@bicker.de<br />

www.bicker.de<br />

Sicher, langlebig und<br />

leistungsstark<br />

Der integrierte LiFePO 4 -Batteriepack<br />

überzeugt in sicherheitsrelevanten<br />

Anwendungen mit<br />

einer besonders stabilen Batteriechemie,<br />

einer langen Lebensdauer<br />

von mindestens 10 Jahren und bis<br />

zu 5000 Vollzyklen. Der Einsatz<br />

von Lithium-Eisenphosphat- Zellen<br />

macht ein thermisches Durchgehen<br />

(Thermal Runaway) nahezu unmöglich.<br />

Das speziell entwickelte Batterie-Management-System<br />

(BMS)<br />

mit Cell-Balancing sorgt für eine<br />

ausgewogene und gleich mäßige<br />

Ladung aller Zellen, so dass die<br />

volle Kapazität des Batteriepacks<br />

dauerhaft nutzbar bleibt. So gewährleistet<br />

die UPSI-2412DP3 höchste<br />

Zuverlässigkeit und Sicherheit für<br />

anspruchsvolle Applikation u.a. in<br />

den Bereichen Industrie 4.0, Automation,<br />

Robotik, Medizin- und Labortechnik,<br />

erneuerbare Energien, Prozesstechnik,<br />

Infrastruktur, Safety,<br />

Vision und Inspektion.<br />

Gesamtbetriebskosten<br />

(TCO) im Vergleich zu<br />

Blei-Säure-Batterien<br />

Im Gegensatz zu den vermeintlich<br />

günstigeren Blei-Säure-Batterien<br />

weisen hochwertige Lithium-<br />

Eisenphosphat-Zellen eine ca.<br />

15 - 20x längere Lebensdauer und<br />

Zyklenfestigkeit auf. Zudem kann<br />

beim LiFePO 4 -Batteriepack die volle<br />

Nennkapazität zu 100 % dauerhaft<br />

entnommen werden. Blei-Säure-<br />

Batterien haben zudem hinsichtlich<br />

Entladetiefe und Zyklenzahl<br />

deutliche Einschränkungen in der<br />

Anwendung. Bei Berechnung der<br />

TCO (Total Cost of Ownership) über<br />

den gesamten Einsatzzeitraum von<br />

mindestens 10 Jahren ergibt sich ein<br />

deutlicher Kostenvorteil gegenüber<br />

Blei-Säure-Batterien, zumal auch<br />

der Aufwand für Wartung und Batterietausch<br />

bei LiFePO 4 in diesem<br />

Zeitraum entfällt.<br />

Intelligente<br />

Eingangsstromerkennung<br />

Die implementierte Power-<br />

Sharing-Funktion der UPSI-2412DP3<br />

sorgt eingangsseitig dafür, dass die<br />

vorgeschaltete AC/DC-Stromversorgung<br />

nicht überdimensioniert werden<br />

muss, sondern die Eingangsleistung<br />

konstant gehalten und entsprechend<br />

angepasst auf Last und<br />

LiFePO 4 -Batterie-Lader verteilt<br />

wird. Das heißt, bei geringer Last<br />

am Ausgang fließt mehr Energie<br />

in den Lader und umgekehrt. Der<br />

maximale Ladestrom beträgt 4,5 A.<br />

Batterie-Startfunktion<br />

Für mobile Anwendungen besteht<br />

bei der UPSI-2412DP3 die Möglichkeit,<br />

die versorgte Applikation direkt<br />

aus der integrierten und leistungsstarken<br />

LiFePO 4 -Batterie heraus zu<br />

starten, ohne dass eine netzseitige<br />

Spannungsversorgung vorhanden<br />

oder angeschlossen ist. Der maximale<br />

Laststrom für den Batteriestart<br />

beträgt 7 A.<br />

Plug&Play für schnelle und<br />

einfache Installation<br />

Die UPSI-2412DP3 verfügt über<br />

eine integrierte USB-Schnittstelle<br />

zur Anbindung an ein IPC-System<br />

und wird vom Betriebssystem direkt<br />

als USV erkannt – ohne zusätzliche<br />

Treiber- oder Softwareinstallation.<br />

Erweiterte Funktionalität<br />

und Echtzeit-Monitoring<br />

Zur Einstellung und Parametrisierung<br />

des DC-USV-Systems sowie<br />

dem Echtzeit-Monitoring steht die<br />

kostenlose Software ‚UPS Gen2<br />

Configuration‘ zum Download bereit.<br />

Die USV- und Batteriezustandsanzeigen<br />

umfassen alle relevanten<br />

Spannungen, Ströme sowie<br />

Batterietemperatur, Ladezustand<br />

(SOC), Laufzeiten und Zyklen. Zu<br />

den voreinstellbaren Parametern<br />

zählen u. a. Load-Sensor (mA),<br />

Shutdown-Verzögerung, maximale<br />

64 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Stromversorgung<br />

200 Watt konvektionsgekühltes Open-Board-Schaltnetzteil<br />

Mit dem neuen äußerst kompakt<br />

messenden 2x4“ Open Board<br />

Schaltnetzteil MEP-200A24J von<br />

Delta Electronics herausgebrachte<br />

24Vdc-Model einer neuen Serie<br />

(12V -und 48V-Typen werden folgen),<br />

ergänzt Neumüller Elektronik<br />

sein Portfolio im Bereich Open-<br />

Board-Schaltnetzteile.<br />

Durch die Zulassungen für Industrie-,<br />

Medizin- und Haushaltsanwendungen<br />

und Schutzklassen I- oder<br />

II-Verwendung erschließen sich<br />

nahezu unbegrenzte Einsatzfelder<br />

bis hin zu Home Care- Geräten.<br />

Durch echte 200 Watt ohne Lüfterbetrieb<br />

ist das Netzteil für den<br />

Einsatz in geräuschempfindlicher<br />

Umgebung prädestiniert.<br />

Der Einsatztemperaturbereich<br />

erstreckt sich von -30 °C bis 70 °C<br />

und die zulässige Betriebshöhe<br />

bemisst sich auf 5.000 m. Wirkungsgrade<br />

bis 95 % können<br />

erreicht werden.<br />

Mit seiner langjährigen Erfahrung<br />

sowie dem – als autorisierter<br />

Distributor – stets engen Austausch<br />

mit dem Hersteller unterstützt<br />

Neumüller Elektronik sowohl<br />

bei der Auswahl passender Stromversorgung<br />

als auch bei möglichen<br />

Anpassungen.<br />

Neumüller Elektronik<br />

GmbH<br />

info@neumueller.com<br />

www.neumueller.com<br />

Backup-Zeit, Mindestladekapazität<br />

vor Systemstart, Timer-Funktion und<br />

Restart-Delay. Mit den eingestellten<br />

Werten ist anschließend der autarke<br />

Betrieb möglich.<br />

Timerfunktion<br />

für kontrollierten<br />

System-Shutdown<br />

Mit dem neuen Parameter „Shut<br />

Down OS in“ kann zusätzlich die<br />

Zeit bis zum Herunterfahren und<br />

Ausschalten des Computersystems<br />

bei Stromausfall eingestellt werden.<br />

Somit lässt sich neben den eigenen<br />

Betriebssystemeinstellungen über<br />

den Ladezustand des Energiespeichers<br />

(„Shut Down OS at SOC“) nun<br />

auch eine konkrete Zeitvorgabe für<br />

das kontrollierte Abschalten im USV-<br />

Backup-Betrieb definieren.<br />

Mindestlast-Erkennung<br />

In der Software ‚UPSGen2 Configuration‘<br />

kann über den Lastsensor der<br />

minimale Ausgangsstrom zur DC-Last<br />

im USV-Batteriebetrieb eingestellt und<br />

überwacht werden. Unterschreitet die<br />

Last am Ausgang der UPSI-2412DP3<br />

diesen Grenzwert, wird die integrierte<br />

LiFePO 4 -Batterie nach 10 Sekunden<br />

automatisch von der Lade- und Steuereinheit<br />

getrennt, so dass keine unnötige<br />

und schleichende Entladung stattfinden<br />

kann. Zudem kann die UPSI-2412DP3<br />

mit Hilfe der Mindestlast-Erkennung<br />

auch definiert abgeschaltet werden.<br />

Potenzialfreier Relais-<br />

Schaltkontakt für PowerFail<br />

Die Funktionalität und das Verhalten<br />

des 2-poligen Relais-Anschlusses<br />

bei einem Netzausfall kann per<br />

Software ‚UPSGen2 Configuration‘<br />

definiert werden: ‚Normally Open‘,<br />

‚Normally Closed‘ oder ‚Shutdown<br />

Pulse‘. Bei Schließen des Relais<br />

beträgt der Widerstand zwischen<br />

den beiden Pins ~ 0 Ohm, ansonsten<br />

sind die Kontakte ‚Open Load‘.<br />

Shutdown und<br />

Reboot-Funktion<br />

Bei einem ‘PowerFail‘ signalisiert<br />

die UPSI-2412DP3 über das<br />

integrierte Interface den Ausfall der<br />

Versorgungsspannung, so dass ein<br />

kontrollierter Shutdown des Computersystems<br />

eingeleitet und wertvolle<br />

Daten gesichert werden. Die<br />

integrierte Reboot-Funktion leitet<br />

nach wiederkehrender Versorgungsspannung<br />

selbstständig den<br />

Neustart des versorgten Industrie-<br />

PCs ein, ohne dass eine aufwendige<br />

Vorort-Intervention notwendig<br />

wäre, z. B. bei vollkommen autarken<br />

Computersystemen an unzugänglichen<br />

Standorten.<br />

Qualität, Sicherheit und<br />

Zuverlässigkeit<br />

Die Firma Bicker Elektronik<br />

gewährleistet mit eigener Entwicklung<br />

und Batteriefertigung, Made<br />

in Germany, höchste Qualität und<br />

Sicherheit für alle DC-USV-Produkte<br />

und Energiespeicher. Systementwickler<br />

profitieren zudem von der<br />

persönlichen Design-In-Beratung<br />

und dem erstklassigen Service &<br />

Support durch die Stromversorgungsspezialisten<br />

von Bicker Elektronik.<br />

Auf Wunsch realisieren die<br />

Entwicklungsingenieure kundenspezifische<br />

Sonder- und Speziallösungen<br />

und bieten zudem umfangreiche<br />

Labor- und Mess-Dienstleistungen<br />

für komplette Kundensysteme an.<br />

Alle Produktvorteile auf<br />

einen Blick<br />

• Leistungsstarke 24 V DC-USV<br />

(DIN-Rail-Version)<br />

• Integrierte LiFePO4-Hochleistungsbatterie<br />

• Bis zu 5.000 Vollzyklen<br />

• Kapazität 64 Wh<br />

• Intelligente Eingangsstromerkennung<br />

• Geregelte Ausgangsspannung<br />

im Batterie-Betrieb<br />

• Mindestlasterkennung<br />

• Power-Fail Timer-Funktion<br />

• Relaiskontakt für Power-Fail<br />

• Shutdown & Reboot-Funktion für<br />

IPC-Systeme<br />

• Ladezustandsanzeige<br />

• Batterie-Startfunktion<br />

• Herunterfahren durch externes<br />

Signal<br />

• USB & RS232 Interface<br />

• Plug & Play – Wird vom Betriebssystem<br />

sofort als USV erkannt<br />

• Erweiterte Funktionalität mit<br />

‘UPSGen2 Configuration‘ Software<br />

inklusive<br />

Direktlink zur UPSI-2412DP3:<br />

www.bicker.de/upsi-2412dp3<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

65


Stromversorgung<br />

AC/DC-Netzteile mit hoher Leistungsdichte für<br />

Industrie- und Medizinanwendungen<br />

Traco Electronic AG<br />

info@tracopower.com<br />

www.tracopower.com<br />

Die Serien TPI 180 und<br />

TPP 180 bestehen aus gekapselten<br />

AC/DC-Netzteilen, die sowohl<br />

in offener Bauform als auch mit<br />

geschlossenem Gehäuse erhältlich<br />

sind. Sie verfügen über ein<br />

verstärktes Doppel-E/A-Isolationssystem<br />

(3.000 VAC) nach den neuesten<br />

Standards für die Sicherheit<br />

von medizinischen elektrischen<br />

Geräten (3. Ausgabe der IEC 60601-<br />

1, 2x MOPP). Dank<br />

des Ableitstroms von<br />

weniger als 300 μA<br />

sind die Geräte für BF-<br />

Anwendungen (Body<br />

Floating) geeignet.<br />

Der ausgezeichnete<br />

Wirkungsgrad von bis<br />

zu 94 % ermöglicht<br />

eine hohe Leistungsdichte<br />

sowie eine<br />

kompakte Bauweise<br />

(76,2 x 50,8 mm für die<br />

offene Bauform und<br />

91,44 x 61,976 mm<br />

für die Version mit<br />

geschlossenem<br />

Gehäuse).<br />

Der Arbeitstemperaturbereich<br />

beträgt -40 °C bis<br />

+85 °C mit Lastreduktion über 50 °C.<br />

Bei natürlicher Konvektion liefern<br />

diese Netzteile 150 Watt, bei forcierter<br />

Luftkühlung bis zu 180 Watt.<br />

Darüber hinaus bieten sie eine Spitzenleistung<br />

von bis zu 220 Watt für<br />

5s. Aufgrund ihrer EMV-gerechten<br />

Auslegung sind die Netzteile<br />

speziell für Anwendungen in den<br />

Bereichen Industrie und Medizintechnik<br />

geeignet.<br />

Die hohe Zuverlässigkeit<br />

wird durch die Verwendung hochwertiger<br />

Komponenten und hervorragende<br />

Wärmeabführung gewährleistet,<br />

was die Serien TPI 180 und<br />

TPP 180 zu einer idealen Lösung für<br />

medizinische Geräte und Industriegeräte<br />

sowie für anspruchsvolle<br />

sicherheits- und platzkritische<br />

Anwendungen macht.<br />

Eigenschaften im Überblick<br />

• Hohe Leistungsdichte: 180 Watt<br />

in 76,2 x 50,8 mm oder 91,44<br />

x 61,976 mm großem Gehäuse<br />

• E/A-Isolation 3.000 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 inkl. Risikomanagement-Akte<br />

• Abnahmekriterien für elektronische<br />

Baugruppen nach IPC-A-<br />

610 Klasse 3<br />

• Spitzenleistung von bis zu<br />

220 Watt für 5 s<br />

• Arbeitstemperatur von -40 °C<br />

bis 85 °C<br />

• Aktive Leistungsfaktorkorrektur<br />

> 0,9<br />

• Betrieb bis 5.000 m Höhe<br />

• 5 Jahre Produktgarantie ◄<br />

5 kW On-board DC/DC-Konverter für Elektrofahrzeuge<br />

Der CD15K0-14BL EV on-board<br />

DC/DC-Konverter von NetPower<br />

(Vertrieb: KAMAKA Electronic<br />

Bauelemente Vertriebs GmbH)<br />

konvertiert 400 - 800 V von Hochspannungsbatterien<br />

zu 14 V, um<br />

Batterien mit Niedrigspannung<br />

zu laden und Fahrzeugelektronik<br />

sowie Fahrzeugsysteme zu<br />

versorgen. Die CD15K0-14BL-<br />

Serie besteht aus kompakten<br />

flüssigkeitsgekühlten Konvertern<br />

mit geringen Abmessungen. Die<br />

Höhe beträgt lediglich etwas über<br />

60 mm. Außerdem bietet die Serie<br />

Konstant-Strom, CAN Interface,<br />

Bootloader über CAN Bus, IP67<br />

© Netpower<br />

Gehäuse und ein vollständiges<br />

Paket an Schutzfunktionen. Der<br />

Hersteller NetPower konzentriert<br />

sich vor allem auf die Unterstützung<br />

von kommerziellen E-Mobilitätsapplikationen<br />

und erweitert<br />

ständig seine Angebote bezüglich<br />

verschiedenen Leistungs- und<br />

Spannungsbereichen. NetPower<br />

entwickelt und stellt High-Performance<br />

DC/DC- und AC/DC-Leistungsumwandlungsprodukte<br />

her.<br />

Sowohl in standard als auch kundenspezifischen<br />

Formaten. Die<br />

Produkte werden weitreichend in<br />

Netzwerkarbeiten, Kommunikations-,<br />

Industrie-, Medizin-, Bahntechnik-<br />

sowie LED-Beleuchtungsapplikationen<br />

und der Automotivindustrie<br />

verwendet.<br />

KAMAKA Electronic<br />

Bauelemente Vertriebs<br />

GmbH<br />

https://kamaka.de/<br />

66 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Stromversorgung<br />

Medizinische und industrielle Netzteile mit hoher Leistung<br />

TDK Corporation gibt die Einführung<br />

der 500W 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-/Video-/<br />

ITE-Geräte (Informationstechnologie)<br />

für Installationen der Schutzklassen I<br />

und II (doppelt isoliert) zertifiziert. Zu<br />

den Zielanwendungen gehören medizinische<br />

Geräte, Geräte für die häusliche<br />

Pflege, zahnmedizinische Geräte,<br />

Prüf- und Messgeräte, Rundfunkgeräte,<br />

professionelle Audiogeräte und<br />

industrielle Geräte. Das CUS500M1<br />

ist konvektionsgekühlt und kann bei<br />

Umgebungstemperaturen von -20 °C<br />

bis +40 °C eine Leistung von 300 W<br />

(500 W Spitzenleistung) erbringen,<br />

die bei +70 °C linear auf 150 W abfällt.<br />

Mit forcierter Luftkühlung, die den<br />

Systemluftstrom oder einen optionalen<br />

integrierten Lüfter nutzt, liefert die<br />

Serie bis zu 500 W bei einer Umgebungstemperatur<br />

von +60 °C, wobei<br />

die Leistung bei +70 °C auf 400 W<br />

reduziert wird.<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 85 bis<br />

265 Vac. Die Modelle mit offenem<br />

Rahmen haben die Maße 76,2 x<br />

127 x 37 mm (BxLxH), die geschlossenen<br />

Versionen mit integriertem<br />

Endlüfter messen 85 x 157 x 42,5<br />

mm. Mit einem Wirkungsgrad von<br />

bis zu 96 % wird die interne Erwärmung<br />

auf ein Minimum reduziert, so<br />

dass ein zuverlässiger Betrieb bei<br />

den branchenüblichen Abmessungen<br />

möglich ist.<br />

Das CUS500M1 verfügt über eine<br />

Isolierung zwischen Eingang und<br />

Ausgang von 4.000 Vac (2 x MoPP),<br />

eine Isolierung zwischen Eingang<br />

und Erde von 2.000 Vac (1 x MoPP)<br />

und eine Isolierung zwischen Ausgang<br />

und Erde von 1.500 Vac (1 x<br />

MoPP) und eignet sich damit für<br />

medizinische Geräte der Klassen<br />

B und BF. Der Ableitstrom beträgt<br />


Bedienen und Visualisieren<br />

Touch-Displays für HF-Chirurgie<br />

Autor:<br />

Rudolf Sosnowsky,<br />

Leiter Technik<br />

HY-LINE Computer Components<br />

Vertriebs GmbH<br />

www.hy-line.de<br />

Wer sich schon einmal die Finger<br />

am Lötkolben verbrannt hat,<br />

weiß welche unangenehmen Auswirkungen<br />

Wärme auf menschliches<br />

Gewebe haben kann. Mit<br />

dem gezielten Einsatz von Wärme<br />

zu medizinischen Zwecken lassen<br />

sich jedoch positive Effekte für den<br />

Patienten erzielen. Doch die Elektronik<br />

muss mitspielen.<br />

Hochfrequenzchirurgie<br />

In der Elektrochirurgie, auch<br />

Diathermie genannt, wird hochfrequenter<br />

elektrischer Strom genutzt,<br />

um durch gezieltes Aufheizen Modifikationen<br />

am Gewebe zu bewirken.<br />

Besonders bei minimal-invasiven<br />

Eingriffen, bei denen das operierte<br />

Gewebe nicht direkt zugänglich ist,<br />

hat die HF-Chirurgie große Vorteile.<br />

Sie ermöglicht sauberes und zügiges<br />

Arbeiten, da sich Blutungen<br />

frisch getrennten Gewebes durch<br />

Koagulation schnell stillen lassen.<br />

Die elektrische Energie, die im<br />

Gewebe in Wärme umgesetzt wird,<br />

liefert ein HF-Generator. Je nach<br />

Anwendungsfall werden vielfältige<br />

Instrumente mit unterschiedlicher<br />

Ausbildung der Elektroden an den<br />

HF-Generator angeschlossen.<br />

Warm, wärmer, heiß…<br />

Die elektrische Energie wirkt auf<br />

das Gewebe. Je nach Intensität und<br />

Dauer kann sie damit zum Schneiden,<br />

Koagulieren (Stillen von Blutungen),<br />

Devitalisieren (Zerstören)<br />

von Gewebe oder zum Thermofusionieren<br />

(Versiegeln von Gefäßen)<br />

verwendet werden. Die lokale Erwärmung<br />

ist abhängig von der Impedanz<br />

des Gewebes, der Form der<br />

Elektrode und dem Querschnitt der<br />

Bild 1: Monopolares und bipolares Verfahren<br />

Eintrittsstelle, der Höhe der HF-Leistung<br />

(mittlerer und Spitzenstrom)<br />

und der Einwirkdauer. Unterhalb von<br />

40 °C wird das Gewebe nicht beeinflusst;<br />

die wirksamen Temperaturen<br />

beginnen bei 60 °C zur Devitalisierung<br />

von Zellen (z. B. Krebsgewebe).<br />

Schnitte werden mit 100 °C ausgeführt,<br />

und jenseits 150 °C wird das<br />

Gewebe karbonisiert und durch den<br />

Körper ausgeschieden.<br />

Man unterscheidet grundsätzlich<br />

zwischen monopolarem und<br />

bipolarem Betrieb, siehe Bild 1.<br />

Dies bezieht sich auf die Ausführung<br />

der Elektrode und das Spannungspotential,<br />

dem der Patient<br />

ausgesetzt wird.<br />

Monopolar: gegen Masse<br />

Die Einleitung der Hochfrequenz<br />

in den menschlichen Körper findet<br />

an einem Punkt über die Aktiv-Elektrode<br />

statt. Dort kann mit ihr ein<br />

punktueller Effekt wie ein Schnitt<br />

oder eine Koagulation bewirkt werden<br />

(siehe Bild 1 oben). Der Rückkanal<br />

verläuft über eine Neutral-<br />

Elektrode, die großflächig mit dem<br />

Körper, etwa am Rücken, verbunden<br />

ist. An ihr sind die auftretenden<br />

Ströme pro Flächeneinheit so gering,<br />

dass nur eine geringe und damit<br />

unschädliche Erwärmung auftritt.<br />

Bipolar: ohne Masse<br />

Bei der bipolaren Technik verfügt<br />

die zur Behandlung verwendete<br />

Elektrode über zwei Pole, die<br />

mit Ausgang und Massepotential<br />

68 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Bedienen und Visualisieren<br />

Bild 2: Typische Kurvenformen<br />

des Generators verbunden sind<br />

(siehe Bild 1 unten). Eine Neutral-<br />

Elektrode wird nicht benötigt. Der<br />

Effekt entsteht zwischen den beiden<br />

Polen, die z. B. in Form einer<br />

Pinzette ausgebildet sein können.<br />

Spray-Koagulation<br />

Bei dieser (monopolaren) Behandlungsform<br />

wird die Koagulation über<br />

einen hochfrequenten Lichtbogen<br />

(Plasma) durchgeführt, der sich zwischen<br />

Elektrode und Gewebe ausbildet.<br />

Zur Bildung des Lichtbogens<br />

muss der Generator hohe Spannungen<br />

mit hoher Modulation ausgeben.<br />

Die Intensität und damit die<br />

Impedanz des Lichtbogens moduliert<br />

in Abhängigkeit vom Abstand<br />

zwischen Elektrode und Gewebe<br />

und dem Zustand des Gewebes<br />

(von bereits koagulierten zu weniger<br />

koagulierten Stellen).<br />

Der Hochfrequenzgenerator<br />

Die Aufgabe des HF-Generators<br />

besteht darin, die für die Operation<br />

Bild 4: Beispiel für die Masseanbindung des Controllers<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

nötigen elektrischen Signale an<br />

die Elektrode abzugeben. Es handelt<br />

sich dabei um eine Wechselspannung,<br />

denn Gleichspannung<br />

würde zur Elektrolyse im Gewebe<br />

führen. Die Frequenz dieser Spannung<br />

muss hoch genug sein, dass<br />

sie den so genannten faradischen<br />

Effekt umgeht, bei dem Nerven und<br />

Muskelzellen durch elektrischen<br />

Strom gereizt werden und Muskeln<br />

wie bei einem Stromschlag am Lichtnetz<br />

ins Flimmern geraten können.<br />

Die untere Grenze hierfür liegt bei<br />

etwa 200 kHz. Der thermische Effekt<br />

entsteht durch die im Gewebe in<br />

Wärme umgesetzte Verlustleistung.<br />

Die Höhe der Spannung variiert je<br />

nach Betriebsart zwischen ein paar<br />

Hundert Volt bis zu wenigen Kilovolt<br />

(in der Spitze). Die Anforderungen an<br />

die HF-Quelle sind also vielseitig und<br />

erfordern eine schnelle Ausregelung<br />

des Ausgangssignals in Abhängigkeit<br />

von der Impedanz des Gewebes.<br />

Sie hängt vom Übergangswiderstand<br />

der Kontaktfläche, aber auch<br />

vom Zustand des Gewebes während<br />

der laufenden Behandlung ab. Als<br />

weiterer Faktor spielt die vom Operateur<br />

bestimmte Einwirkzeit eine<br />

Rolle, denn die thermische Energie<br />

bestimmt sich aus der Leistung<br />

und der Dauer. Typische Werte liegen<br />

bei monopolarem Schneiden<br />

bei über 300 kHz und bis zu 1 kV.<br />

Bei der monopolaren Spraykoagulation<br />

sind dies in der Spitze etwa<br />

1 MHz und mehr als 4 kV. Die Leistung<br />

variiert dabei zwischen wenigen<br />

10 W und 300 W.<br />

Besonders bei der Spraykoagulation<br />

entsteht ein starkes Wechselfeld,<br />

das in der Amplitude moduliert<br />

ist, da der Generator nach regelt,<br />

um den Plasma-Lichtbogen mit<br />

konstanter Leistung zu erhalten.<br />

Bild 2 zeigt die typischen Kurvenformen.<br />

Je nach Behandlung variieren<br />

Amplitude, Frequenz oder Puls/<br />

Pause-Verhältnis.<br />

Der PCAP-Touchscreen wird<br />

robuster<br />

Die PCAP-Touch-Technologie<br />

(„Projected CAPacitive Touchscreen“)<br />

trat ihren Siegeszug in der<br />

Consumer-Elektronik an. Heute ist<br />

sie auch in professionellen Geräten<br />

die am weitesten verbreitete Touch-<br />

Technologie. Sie bietet durch die<br />

Integration hinter einem Deckglas<br />

Vorteile wie eine bündige, leicht<br />

mit allen gängigen Mitteln zu reinigende<br />

Oberfläche und ein attraktives<br />

Design mit Bedruckung und<br />

Hinterleuchtung der Frontplatte.<br />

Bild 3: Touchcontroller<br />

Gerade in der Medizintechnik profitieren<br />

Geräte mit Display von der<br />

Ergonomie eines Touchscreens,<br />

da Werte dort modifiziert werden<br />

können, wo sie auf dem Bildschirm<br />

dargestellt werden. Wenige Bereiche<br />

bleiben Domäne anderer Technologien,<br />

z. B. dort, wo es auf eine taktile<br />

Rückmeldung ankommt, oder<br />

bislang in der Umgebung starker<br />

elektrischer Störsignale.<br />

Dank der immer weiter entwickelten<br />

Hard- und Software des<br />

Touchcontrollers kann der PCAP-<br />

Touchscreen jetzt auch im Op in<br />

der Umgebung eines HF-Generators<br />

eingesetzt werden. Heute können<br />

Störungen besser unterdrückt<br />

und erfasste Touchereignisse auf<br />

Plausibilität geprüft werden, so<br />

dass Betrieb und Bedienung immer<br />

sicher bleiben.<br />

Die PCAP-Komponenten<br />

Das Touchsystem besteht aus<br />

zwei Komponenten: dem Touchsensor,<br />

der ein kapazitives Feld<br />

aufspannt, das durch die Berührung<br />

mit Fingern oder anderen Gegenständen<br />

beeinflusst wird, und dem<br />

Touchcontroller, der diese Berührungen<br />

auswertet. Die Auswertung<br />

findet durch sequentielles Abtasten<br />

der Zeilen und Spalten statt. Dabei<br />

wird sowohl die Kapazität einzelner<br />

Elektrodenpaare („self capacitive“)<br />

als auch die Wechselwirkung<br />

benachbarter Elektroden („mutual<br />

capacitive“) ausgewertet.<br />

Die Grundfunktionen sind:<br />

• Erkennen eines Touch-Ereignisses<br />

(„Touch“),<br />

• Verschwinden eines Touch-Ereignisses<br />

(„Release“) und<br />

• die Erkennung von Gesten („swipe“,<br />

„zoom“, „pinch“).<br />

Dabei können je nach Einstellung<br />

auch mehrere Ereignisse gleichzei-<br />

69


Bedienen und Visualisieren<br />

Bild 5: Einfluss von Störsignalen<br />

tig ausgewertet werden („Multi finger“<br />

Touch und Gesten). Die auf<br />

dem Touchcontroller (Bild 3) laufende<br />

Software deckt alle diese<br />

Funktionen ab.<br />

Die Grundfunktionen können<br />

in weiten Grenzen parametriert<br />

werden, um die Funktion des<br />

Touchscreens an die gewünschte<br />

Bedienoberfläche und das elektrische<br />

Umfeld anzupassen. Dies<br />

wird auch als „Fine Tuning“ bezeichnet,<br />

bei dem über 50 Parameter in<br />

der Firmware eingestellt werden.<br />

Touchscreen sinnvoll<br />

verbauen<br />

Bei der Integration in ein Gerät<br />

werden Display, Touchsensor und<br />

Deckglas miteinander verklebt und<br />

in das Gehäuse eingebaut. Die elektrische<br />

Anbindung an die Versorgung<br />

und besonders an die Masse<br />

(siehe Bild 4) des Systems muss<br />

unter EMV-Aspekten besonders<br />

beachtet werden. Details beschreibt<br />

das HY-LINE-Whitepaper „Integrationshinweise<br />

für ein PCAP Design“.<br />

Der PCAP-Controller stellt im<br />

Kern die Grundfunktionen zur Auswertung<br />

von Touch-Ereignissen<br />

auf dem PCAP-Sensor zur Verfügung,<br />

deren Ergebnisse an das<br />

Hostsystem weitergegeben werden.<br />

Diese können vielseitig parametriert<br />

werden, um im finalen<br />

System eine optimale Funktion zu<br />

erzielen. Da das PCAP-Prinzip auf<br />

der Änderung kleinster Kapazitäten<br />

basiert, müssen alle Einflüsse, die<br />

das vom Sensor ausgehende elektrische<br />

Feld beeinflussen, berücksichtigt<br />

oder ausgeschaltet werden.<br />

Dies beginnt bei der Mechanik<br />

der umgebenden Frontplatte.<br />

Von elektrischer Seite aus sind<br />

dies Störfelder, die vom darunter<br />

liegenden Display ausgehen, aber<br />

auch Schaltnetzteile und vorbeiführende<br />

Leitungen zur Stromversorgung<br />

anderer Komponenten.<br />

Betriebsart einstellen<br />

Sind alle diese Einflüsse bekannt und<br />

eliminiert, kann der Touchcontroller auf<br />

die gewünschte Betriebsart eingestellt<br />

werden: Wie viele Berührungen soll<br />

er gleichzeitig erkennen (Mehrfingergesten)<br />

und wie sensitiv muss er sein,<br />

um z. B. auch Finger durch Handschuhe<br />

hindurch erkennen zu können? Wie dick<br />

ist das Deckglas? Kommen erschwerte<br />

Bedingungen durch Fremdkörper auf der<br />

Oberfläche hinzu wie z. B. eine feuchte<br />

Oberfläche, Wassertropfen, fließendes<br />

oder stehendes Wasser oder andere<br />

Flüssigkeiten?<br />

Die Controller-Firmware wertet<br />

die gemessenen Ereignisse<br />

aus und prüft sie. Sind die Koordinaten<br />

plausibel und bleiben über<br />

mehrere Scan-Durchläufe hinweg<br />

präsent? Stimmt das Signal/Noise-<br />

Verhältnis? Muss die Betriebsart<br />

geändert werden, um zuverlässigere<br />

Werte zu bekommen, z. B.<br />

weniger Finger gleichzeitig, liegt<br />

eine Benetzung mit einer Flüssigkeit<br />

vor, oder ein Handballen auf<br />

dem Touchscreen? Ein hoher Aufwand<br />

wird betrieben, um statische<br />

Störungen durch z. B. die Gene-<br />

rator-Grundfrequenz auszuschließen.<br />

Durch Ändern der Abtastrate<br />

und damit der Arbeitsfrequenz versucht<br />

der Controller, durch Überlagerung<br />

verursachte Interferenzen<br />

zu umgehen.<br />

Auch das GUI kann einen Einfluss<br />

auf die einwandfreie Funktion<br />

haben; man möchte nicht Funktionstasten<br />

am Rand des Touchscreens<br />

haben, wenn sich dort stehendes<br />

Wasser stauen kann.<br />

Bild 5 zeigt, welche Auswirkungen<br />

Störsignale auf einen nicht optimal<br />

abgestimmten Touchscreen haben<br />

können. Große Kreise geben ein<br />

Touch-Ereignis an, kleine Kreise<br />

markieren das Loslassen. Linien<br />

zeigen den Pfad der kontinuierlichen<br />

Berührung.<br />

Auf dem Touchsensor wurden<br />

zwei parallele Linien gezeichnet.<br />

Von links nach rechts sind zu sehen:<br />

• Ohne Störsignal: Berühren und<br />

Loslassen des Touchscreens funktionieren<br />

einwandfrei, die Koordinaten<br />

der Touch-Ereignisse werden<br />

korrekt erkannt.<br />

• Mit zunehmender Intensität wird<br />

die Lokalisierung der Touch-Ereignisse<br />

schwieriger: Die erkannte<br />

Bild 6: Einkopplung von Störsignalen im Labor<br />

Position weicht zum Teil deutlich<br />

von der realen ab. Berührungen<br />

und Loslassen werden einwandfrei<br />

erkannt.<br />

• Bei weiter ansteigendem Stör signal<br />

kommt es zu stärkeren Abweichungen<br />

von der korrekten Position.<br />

Die gleichzeitige Präsenz<br />

mehrerer Touch-Ereignisse wird<br />

nicht sicher erkannt. Trotz Kontakt<br />

zwischen Finger und Touchscreen<br />

wird ein Loslassen detektiert<br />

und an das System gemeldet.<br />

• Bei stärkstem Störsignal ist der<br />

Touchscreen praktisch komplett<br />

in seiner Funktion gestört: Berühren<br />

und Loslassen werden nicht<br />

mehr sicher erkannt, es treten<br />

ohne Berührung „Ghost“-Ereignisse<br />

(grün) auf, die Zuordnung<br />

der Finger zu den Koordinaten<br />

stimmt nicht mehr (rot und blau<br />

wechseln ab).<br />

EMV: Die Herausforderung<br />

der HF-Chirurgie<br />

Nicht nur der HF-Generator selbst,<br />

sondern auch alle in der unmittelbaren<br />

Umgebung befindlichen elektrischen<br />

Geräte wie z. B. Bedienmonitore,<br />

OP-Leuchten und Infusi-<br />

70 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Bedienen und Visualisieren<br />

Professionelle 3D-Stereo-Visualisierung incl. Headtracking und<br />

Gestensteuerung<br />

Schneider Digital<br />

info@schneider-digital.de<br />

www.pluraview.com<br />

Der innovative 3D PluraView Monitor mit passiver<br />

Stereodarstellung von Schneider Digital ist<br />

für den speziellen Einsatz in den unterschiedlichsten<br />

medizinischen Anwendungsbereichen<br />

konzipiert und liefert damit die perfekte VR-Visualisierungskomponente<br />

zur Software Vesalius3D<br />

– inklusive Head-Tracking und Gestensteuerung<br />

über Stick oder Balls sowie einem Fußschalter<br />

für das Zoomen von Modellen.<br />

Kombiniert mit Vesalius bietet er in der Medizin-<br />

Branche eine schlüsselfertige 3D-Arbeitsplatz-Lösung,<br />

um volumetrische medizinische Daten komfortabel<br />

und effizient zu analysieren sowie entsprechend zu<br />

präsentieren – in höchster Auflösung, flimmerfrei, bei<br />

Tageslicht. Einsatzbereiche sind z. B. in der medizinischen<br />

Diagnostik, in der OP-Planung, in der anatomischen<br />

3D-Bildgebung (Röntgen CT, MRT), dem<br />

3D-Druck oder der Auswertung visueller Medizindaten<br />

(z. B. Ultraschall).<br />

Benutzerfreundliche Anwendung<br />

Vesalius3D ist eine extrem benutzer-freundliche<br />

Anwendung zur Visualisierung patientenspezifischer<br />

anatomischer Strukturen aus medizinischen DICOM<br />

Standarddaten:<br />

• Die 3D-stereo Visualisierung: Sie ermöglicht in den<br />

virtuellen, digitalen ‚Körper‘ eines Patienten zu blicken.<br />

• Nahtlose Integration von 2D- und 3D-Daten: Mittels<br />

Bilder in 2- bzw. 3D können Mediziner das Problem<br />

ihrer Patienten sicher und schnell erkennen.<br />

• Keine speziellen Scans nötig: Verarbeitet medizinische<br />

Standardbildformate (CT, MRT, Ultraschall).<br />

• Einfache VR-Interaktion: Mit der einen Hand das 3D<br />

Modell ‚greifen‘ und positionieren, mit der anderen<br />

Hand die Werkzeuge bedienen, über Head- Tracking<br />

ein Modell von allen Seiten betrachten. ◄<br />

onspumpen sind den abgestrahlten<br />

Signalen ausgesetzt. Die Änderung<br />

des Stroms kann ungleich mäßig<br />

sein, so dass mit hohen Stromspitzen<br />

zu rechnen ist, die einen Einfluss<br />

auf das sich ergebende Feld<br />

haben. Im monopolaren Betrieb<br />

(siehe Bild 1) sind Hin- und Rückleitung<br />

voneinander getrennt. Damit<br />

wird ein Störfeld zwischen den beiden<br />

Leitungen aufgespannt. Im<br />

bipolaren Betrieb hingegen sind<br />

Hin- und Rückleiter in einem Kabel<br />

geführt, so dass auf beiden Leitern<br />

befindliche elektrische Störungen<br />

sich gegenseitig abschwächen.<br />

Besondere und breitbandige Störungen<br />

wirken bei der Spray-Koagulation<br />

auf die gesamte Elektronik<br />

und das Touchsystem ein. Unbeabsichtigte<br />

Störsignale können nicht<br />

nur auftreten, wenn die Elektrode<br />

den Touchsensor berührt, sondern<br />

auch, wenn das Kabel während der<br />

Operation in der Nähe des Touchsensors<br />

verläuft.<br />

Entwicklung und Abgleich<br />

Für die Feinabstimmung wird<br />

in einem Testaufbau im Labor die<br />

Umgebung durch Simulation nachgestellt.<br />

Die Störquelle ist ein Funktionsgenerator,<br />

der mit einem Metallstift<br />

und definiertem Abstand auf den<br />

Touchsensor einwirkt (siehe Bild 6).<br />

Signalform, Amplitude und Frequenz<br />

werden nacheinander modifiziert,<br />

um die Realität nachzubilden.<br />

Unter dem Einfluss des Störsignals<br />

wird der Touchscreen mit dem<br />

Finger bedient und die resultierenden<br />

Touch-Ereignisse ausgewertet. Die<br />

Einstellungen werden so lange optimiert,<br />

bis die Funktion der Spezifikation<br />

entspricht. Das Ergebnis muss<br />

dann am realen HF-Generator nur<br />

noch geringfügig justiert werden.<br />

Zusammenfassung<br />

Mit der Verwendung von Hochfrequenz<br />

lassen sich viele Bereiche der<br />

Chirurgie abdecken. Durch minimalinvasive<br />

Eingriffe reduziert sich die<br />

Gefahr für den Patienten, die Heilung<br />

der Operationswunden kann gezielt<br />

gesteuert werden, und die Verweildauer<br />

im Krankenhaus verkürzt sich<br />

wegen kleinerer Wunden und besseren<br />

lokalen Behandlungen. Ein<br />

Nachteil der HF-Chirurgie ist, dass<br />

das Verfahren durch die Energie des<br />

Generators die Umgebung mit vagabundierenden<br />

Strömen stört. Daher<br />

war bislang die Verwendung eines<br />

PCAP (Projected CAPacitive Touchscreen)<br />

in den vielfältigen Geräten,<br />

die im OP in der Umgebung eines<br />

HF-Generators eingesetzt werden,<br />

nicht möglich, da dieser auf feinste<br />

Änderungen eines elektrischen<br />

Feldes reagiert. Verbesserte, gegenüber<br />

Störstrahlung unempfindlichere<br />

Touchcontroller ermöglichen<br />

nunmehr mit gesteigerter Rechenleistung<br />

und angepassten Algorithmen,<br />

dass – unter Beachtung<br />

einiger konstruktiver Maßnahmen<br />

– ein PCAP-Touchscreen ohne Einbußen<br />

an Sicherheit oder Komfort<br />

verwendet werden kann.<br />

Referenzen<br />

• HY-LINE Computer Components<br />

Vertriebs GmbH: www.hy-linegroup.com<br />

• Thema PCAP und HF-Chirurgie<br />

bei HY-LINE: www.hy-line-group.<br />

com/hf-chirurgie<br />

• Whitepaper zur Touchscreen-<br />

Integration: www.hy-line-group.<br />

com/pcap<br />

• Unterlagen von Erbe Elektromedizin:<br />

www.erbe-med.com<br />

• BOWA-electronic GmbH & Co. KG:<br />

www.bowa-medical.com<br />

• Unterlagen von Gebrüder Martin<br />

GmbH & Co. KG: www.klsmartin.com<br />

• Unterlagen von eGalax_eMPIA<br />

Technology: www.eeti.com ◄<br />

CelsiStrip ®<br />

Thermoetikette registriert<br />

Maximalwerte durch<br />

Dauerschwärzung<br />

Diverse Bereiche von<br />

+40 bis +260°C<br />

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EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)<br />

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meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

71


Bedienen und Visualisieren<br />

Eine neue moderne LCD-Generation – speziell für<br />

die medizinische Anwendung<br />

4K UHD und Multi-Touch Displays für das Gesundheitswesen<br />

Tasten bieten einen schnellen und<br />

leichten Zugang zu allen benötigten<br />

Informationen. Der Hintergrundbeleuchtungs-<br />

und Umgebungslichtsensor<br />

sowie die Gammakorrektur<br />

mit 14-Bit-LUT sorgen für gleichbleibend<br />

genaue Farbe und exakte<br />

Bildgebung. Eine Mehrbild-Funktionalität<br />

erlaubt die gleichzeitige<br />

Anzeige von bis zu vier Videoquellen<br />

mit einer Auflösung von 1080p.<br />

TL Electronic GmbH<br />

info@tl-electronic.de<br />

www.tl-electronic.de<br />

Als Experte für Industrial IT bietet<br />

TL Electronic robuste PC- und<br />

Tablet-Lösungen auch für hygienisch<br />

hochsensible Bereiche in Kliniken,<br />

Arztpraxen, Notdiensten und in der<br />

Medizintechnik an. Ebenfalls speziell<br />

für das Gesundheitswesen wurde<br />

nun eine neue moderne LCD-Generation<br />

entwickelt, die sich optimal für<br />

Bilddiagnosen, klinische Konsultationen,<br />

digitale Operationsräume und<br />

medizinischen Unterricht eignet.<br />

Langlebiges antimikrobielles<br />

Gehäusedesign<br />

Die 4K UHD und Multi-Touch<br />

Displays wurden vom TL Electronic<br />

Partner Winmate exakt für die<br />

professionellen Anforderungen<br />

im Gesundheitswesen konzipiert<br />

und bieten im täglichen Umgang<br />

mit dem Patienten und in der Diagnose<br />

erhebliche Erleichterungen.<br />

Das langlebige, antimikrobielle<br />

Gehäuse design sowie eine Vielzahl<br />

klug durchdachter Features<br />

heben medizinische Routinen auf<br />

ein neues Level. Der breite Betrachtungswinkel<br />

(178°) ermöglicht Nutzern,<br />

scharfe und konsistente Bilder<br />

aus jedem Blickwinkel zu sehen.<br />

Das 32-Zoll-Display mit<br />

brillanter 4K Auflösung<br />

Formschön und hochfunktional<br />

präsentiert sich das 32‘‘ 4K UHD<br />

(Ultra High Definition) Display mit<br />

einer Auflösung von 3.840 x 2.160<br />

Pixel. Enorm wichtig im Gesundheitswesen<br />

ist zudem die antimikrobielle<br />

Oberflächenbeschichtung,<br />

die eine leichte und gründliche<br />

Reinigung möglich macht.<br />

Das Gerät arbeitet lüfter- und ventilationslos<br />

und ist IEC 60601-1-2,<br />

IEC 60601-2, UL 60601 sowie ISO<br />

13485 zertifiziert. Auch die Installation<br />

ist denkbar einfach – zum Beispiel<br />

hilft eine abnehmbare E/A-<br />

Abdeckung, Kabel zu ordnen und<br />

zu organisieren. Ein weiteres Plus:<br />

Das Display unterstützt Daisy-Chaining<br />

(serielle Verschaltung mehrerer<br />

Hardware-Komponenten) und<br />

ist damit kompatibel mit bestehenden<br />

Bildgebungssystemen.<br />

Schneller und einfacher<br />

Zugang zu Informationen<br />

Im Live-Einsatz ist das Display<br />

überzeugend: Kapazitive Touch-<br />

Multi-Touch Displays<br />

für eine intuitive<br />

Benutzersteuerung<br />

Zwei weitere ergonomische LCDs<br />

der neuesten Generation stehen für<br />

das Gesundheitswesen zur Verfügung.<br />

Zum einen ein 15,6‘‘ Display<br />

(1.920 x 1.080 Pixel) und zum<br />

anderen ein 32‘‘ 4K UHD Display<br />

(3.840 x 2.160 Pixel). PCAP Multi-<br />

Touch erlaubt die gleichzeitige Verwendung<br />

mehrerer Finger und macht<br />

damit die Benutzersteuerung absolut<br />

intuitiv. Zudem ermöglichen Funktionstasten<br />

einen schnellen und einfachen<br />

Zugang zu wichtigen Informationen.<br />

Der 15,6‘‘ LCD hat sieben<br />

seitliche Funktionstasten – der 32‘‘<br />

LCD fünf Funktionstasten an der<br />

Unterseite.<br />

Antimikrobielle<br />

Oberflächenbeschichtung<br />

Auch diese Geräte haben eine<br />

antimikrobielle Oberflächenbeschichtung,<br />

arbeiten lüfter- und<br />

ventilationslos und sind IEC 60601-<br />

1:2005, IEC 60601-1-6:2010 sowie<br />

EN 60601-1-2 zertifiziert. Display,<br />

Grafikkarte und Qualitätssicherungssoftware<br />

bilden eine Komplettlösung.<br />

DICOM GSDF in der<br />

Bildverarbeitung gewährleistet eine<br />

gleichbleibend hohe Bildqualität über<br />

den gesamten Betriebszyklus. Die<br />

Installation ist dank VESA-Mounting<br />

denkbar einfach. Die Displays können<br />

sowohl vertikal als auch horizontal<br />

angebracht werden und passen<br />

sich so jeder Umgebung an.<br />

Wie bei allen Produkten im Programm<br />

von TL Electronic können<br />

auch Medical-LCDs auf Wunsch<br />

für besondere Anforderungen individualisiert<br />

werden. ◄<br />

72 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Digitales Sensorelement für hochgenaue<br />

Feuchte- und Temperaturmessung<br />

Sensoren<br />

Das HTE501 Sensorelement eignet sich dank hoher Genauigkeit, bewährtem Sensorschutz und Konstantstromheizer<br />

für besonders anspruchsvolle Messaufgaben<br />

E+E Elektronik Ges.m.b.H.<br />

info@epluse.com<br />

www.epluse.com<br />

Das digitale Feuchte- und Temperatursensorelement<br />

HTE501 von<br />

E+E Elektronik bietet eine ausgezeichnete<br />

Messgenauigkeit von bis<br />

zu ±1,8 % rF inkl. Hysterese und<br />

±0,2 °C. Das bewährte E+E Sensor-Coating<br />

und der integrierte Konstantstromheizer<br />

sorgen für eine<br />

hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer<br />

des Sensorelements auch in<br />

rauer, verschmutzter und kondensierender<br />

Umgebung. Das lediglich 2,5<br />

x 2,5 x 0,9 mm kleine DFN-Gehäuse<br />

und die I 2 C-Schnittstelle ermöglichen<br />

ein einfaches Design-In. Die<br />

vielfältigen Einsatzmöglichkeiten<br />

des Sensorelements reichen von<br />

der Industrie- und Gebäudeautomation<br />

über die Medizintechnik bis<br />

hin zu Haushaltselektronik, Smart<br />

und Wearable Devices.<br />

Hohe Messgenauigkeit,<br />

breiter Einsatzbereich<br />

Die hohe Messgenauigkeit des<br />

HTE501 ist das Resultat aus mehr<br />

als 30 Jahren Erfahrung des österreichischen<br />

Sensorspezialisten auf<br />

dem Gebiet der Feuchtemesstechnik<br />

und dem Einsatz modernster Fertigungstechnologien.<br />

Die angegebene<br />

Genauigkeit der relativen Feuchtemessung<br />

von bis zu ±1,8 % versteht<br />

sich inklusive Hysterese.<br />

Durch eine integrierte<br />

Hysterese-Kompensation<br />

wird sichergestellt,<br />

dass das Sensor element<br />

sein Toleranzfenster<br />

stets einhält, auch bei<br />

ansteigendem oder<br />

abfallendem Feuchtegehalt.<br />

Mit einem Temperatureinsatzbereich<br />

von<br />

-40 °C bis 135 °C eignet<br />

sich das HTE501 Sensorelement<br />

für ein breites<br />

Anwendungsgebiet.<br />

Geeignet für<br />

anspruchsvolle<br />

Einsatzbedingungen<br />

Die aktive Sensorfläche<br />

des HTE501 wird durch<br />

das hauseigene und über viele<br />

Jahre bewährte E+E Sensor-Coating<br />

dauerhaft vor Verschmutzung<br />

und korrosiven Ablagerungen<br />

geschützt. Ursprünglich für den<br />

Industriebereich ent wickelt,<br />

gewährleistet diese spezielle<br />

Schutzschicht eine ausgezeichnete<br />

Messperformance und<br />

Langzeitstabilität selbst unter<br />

anspruchsvollen Bedingungen.<br />

Das Sensorelement kann daher<br />

in rauer Umgebung eingesetzt<br />

werden, ohne dass zusätzliche<br />

Schutzoptionen wie z. B. ein<br />

Flüssigkeitsdruckmessung<br />

in Ophthalmologie-Systemen<br />

Membranfilter oder Filter kappen<br />

benötigt werden.<br />

Der integrierte und bedarfsgerecht<br />

aktivierbare Konstantstromheizer<br />

hält das Sensorelement auf<br />

Übertemperatur und beugt damit<br />

einer Betauung und kondensationsbedingten<br />

Ablagerungen vor.<br />

Direkte Messwertausgabe<br />

via I 2 C-Schnittstelle<br />

Die Messwertausgabe basiert<br />

auf dem I 2 C-Datenkommunikationsprotokoll.<br />

Die Messwerte stehen im<br />

16 bit Integer Format zur Verfügung<br />

und können direkt weiter verarbeitet<br />

werden. Zusätzlich zu den Feuchteund<br />

Temperaturwerten wird auch<br />

der Taupunkt berechnet und direkt<br />

ausgegeben. Ein Umrechnen der<br />

Messwerte ist nicht erforderlich.<br />

Acht individuell einstellbare I 2 C-<br />

Adressen ermöglichen es, mehrere<br />

Sensorelemente auf einem I 2 C-Bus<br />

zu betreiben.<br />

Einfaches Design-In<br />

Das DFN-Gehäuse des HTE501<br />

misst lediglich 2,5 x 2,5 x 0,9 mm.<br />

Dadurch eignet sich das Sensorelement<br />

auch für anspruchsvolle<br />

Designs und knappe Platzverhältnisse.<br />

Die integrierten I 2 C Pull-Up<br />

Widerstände erleichtern das Design-<br />

In zusätzlich, da keine externe<br />

Beschaltung erforderlich ist. ◄<br />

OEM-Sensoren für die Medizintechnik<br />

Senstech AG<br />

CH-8320 Fehraltorf<br />

Telefon +41 44 955 04 55<br />

ISO 9001 · ISO 13485<br />

www.senstech.ch<br />

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73


Sensoren<br />

Vertrauen ist gut. Kontrolle machen wir.<br />

Patienten müssen ihrer Medikation vertrauen können. Doch nicht nur Dauer und Menge sind ausschlaggebend<br />

für eine Heilung, sondern auch die Qualität der Medikamente selbst. Füllmengen müssen exakt und Blister<br />

vorschriftsmäßig befüllt sein<br />

Eine Blisterverpackung besteht<br />

i.d.R. aus drei unterschiedlichen<br />

Komponenten: Der Blisterkarte oder<br />

Folie, dem Verpackungsinhalt und<br />

der Kunststoffhaube, dem eigentlichen<br />

Blister (eng.: Blase). Bevor<br />

die gefüllte Kunststoffhaube verschlossen<br />

wird, ist eine Kontrolle<br />

nötig, ob alle Blister wie gewünscht<br />

befüllt sind. Hier kann eine ausgeklügelte<br />

Sensorik helfen.<br />

Blister testen<br />

In diesem Anwendungsfall wird<br />

eine Batterie Sensoren mit einer<br />

dem Anwendungszweck angepassten<br />

Messspitze über dem Fließband<br />

der Befüllungsmaschine abgesenkt.<br />

Je nach Füllstand der einzelnen<br />

Blister nehmen die Wegaufnehmer<br />

andere Endstellungen ein und<br />

übermitteln andere Werte. So kann<br />

eine Nichtbefüllung sicher erkannt<br />

werden. Auch verschiedene Füllstände<br />

lassen sich dank des Wegproportionalen<br />

Ausgangssignales<br />

messen. Die hohe Taktzeit erfordert<br />

eine schnelle Reaktion der Taster.<br />

auch in bestehende Systeme eingesetzt<br />

werden. Die kontaktlose Messwertaufnahme<br />

sorgt für eine nahezu<br />

unbegrenzte Lebensdauer und eine<br />

unendlich hohe Auflösung. Sen sible<br />

Produkte erfordern besondere Kontrolle.<br />

Das machen wir. Damit Sie<br />

vertrauen können.<br />

Die Technik der<br />

SM34-Sensoren<br />

In der Weg- und Winkelmesstechnik<br />

werden bereits seit vielen<br />

Jahren induktive Weg- und auch<br />

Winkelaufnehmer eingesetzt. Die<br />

Technik dieser Sensoren basiert<br />

auf dem Prinzip der Differentialdrossel.<br />

Innerhalb eines Spulenkörpers<br />

wird ein NiFe-Kern axial<br />

bewegt. Die jeweilige Position des<br />

Kerns bewirkt eine entsprechende<br />

Induktivitätsverteilung in den beiden<br />

Spulenhälften, die durch eine<br />

externe oder integrierte Elektronik<br />

in ein wegproportionales, analoges<br />

Signal umgewandelt wird.<br />

Robust und zuverlässig<br />

Diese einfache Art der absoluten<br />

Wegerfassung ermöglicht einen<br />

robusten, zuverlässigen Aufbau des<br />

Sensorelementes. Der Einbau in<br />

ein Edelstahl- oder NiFe-Gehäuse<br />

mit anschließendem Komplettverguss<br />

ergibt einen analogen Sensor<br />

der im Temperaturbereich zwischen<br />

-40 °C und +125 °C eingesetzt<br />

werden kann, der problemlos<br />

die Schutzart IP68 (unter tauchen<br />

bis zu 50 m) erreicht und bis 250 g<br />

schock- und vibrationsfest ist.<br />

Es ist also egal, ob ein Reinraum<br />

zur Verfügung steht oder Dämpfe<br />

und Pulverrückstände in der Luft<br />

liegen. Die integrierte Elektronik in<br />

Verbindung mit der Miniaturbauweise<br />

erlaubt den Einsatz auch<br />

eng nebeneinander bei schwierigen<br />

Platzverhältnissen.<br />

Sehr gute Linearität<br />

Der streng symmetrische Aufbau<br />

der Spulenhälften sorgt für eine sehr<br />

gute Linearität, hohe Reproduzierbarkeit,<br />

Hysteresefreiheit und Temperaturstabilität.<br />

Elektronische Temperaturkompensation<br />

und Linearisierung<br />

sind bei diesen Systemen<br />

nicht erforderlich.<br />

Dem Anwender stehen mit diesen<br />

Sensoren sehr robuste, einfach zu<br />

handhabende, absolut messende<br />

Systeme zur Verfügung. Auch die<br />

vom Anwender durchzuführende<br />

Verdrahtung der Sensoren in der<br />

bewährten 2- oder 3-Leitertechnik ist<br />

Autoren:<br />

B. Jödden, geschäftsführender<br />

Gesellschafter und M. Heßhaus,<br />

Vertriebsingenieur<br />

a.b.jödden gmbh<br />

www.abjoedden.de<br />

Die induktiven Wegaufnehmer<br />

der Modellreihe SM 34 bieten die<br />

Möglichkeit, Wege bis zu 20 mm<br />

exakt und schnell zu messen. Der<br />

gerade einmal 10 mm dicke Sensor<br />

kann dank variabler Betriebsspannung<br />

(5, 12, 24 V) und -Ausgangssignal<br />

(0-10, 0-5, 0-4V bzw.<br />

4-20 mA) sowie individuellen Ausführungen<br />

(Kugelgelenke, Kabelausgang,<br />

LEMO-Stecker, Taster…)<br />

74 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Sensoren<br />

Füllstandssensorik in Beatmungsgeräten<br />

sind in der Lage kontaktlos zu messen. Dabei<br />

können diese als kontinuierlich messende Sensoren<br />

wie auch als Füllstandsschalter umgesetzt<br />

werden.<br />

© Nenov Brothers/adobestock.com<br />

Der Aufbau von Beatmungsgeräten ist hochkomplex.<br />

Zum einen müssen diese den Gasaustausch<br />

aufrechterhalten, zum anderen darf<br />

der eingesetzte Respirator die Lunge nicht<br />

schädigen. Um dies zu gewährleisten bedarf<br />

es zuverlässiger Technik und Sensorik.<br />

Bei der maschinellen Beatmung ist grundsätzlich<br />

eine Atemgaskonditionierung notwendig,<br />

bevor das Atemgas dem Patienten zugeführt<br />

wird. Diese beinhaltet die Erwärmung, Reinigung<br />

und Befeuchtung des Atemgases. Die<br />

hierbei eingesetzten Komponenten müssen<br />

exakt arbeiten und dennoch Einsatzzeiten von<br />

mehreren zehntausend Stunden stand halten.<br />

Für alle eingesetzten Behältnisse ist zudem<br />

eine ständige Überwachung und besondere<br />

Hygiene notwendig.<br />

Füllstandsüberwachung in aktiven<br />

Atemgasbefeuchtern<br />

Unabhängig davon, ob Vernebler, Verdunster<br />

oder Sprudler zur Befeuchtung des Atemgases<br />

zum Einsatz kommen, immer ist es essentiell,<br />

dass der richtige Wasserfüllstand eingehalten<br />

wird. Bei Über- oder Unterschreitung dessen<br />

kann der optimale Wassergehalt in der zugeführten<br />

Luft nicht gewährleistet werden und<br />

die Lunge des Patienten zu Schaden kommen.<br />

Daher ist eine zuverlässige Füllstandsmessung<br />

unerlässlich. In der Medizintechnik,<br />

wo Sicherheit und Sterilität höchste Priorität<br />

haben, ist Kontakt mit dem Medium unerwünscht.<br />

Hier setzen die Technologien von<br />

EBE an. Die kapazitiven Sensoren von EBE<br />

Verschiedene Ansätze zur Messung<br />

des Füllstands<br />

Zur Füllstandsmessung im Atemgasbefeuchter<br />

können kontinuierliche Füllstandssensoren<br />

eingesetzt werden, die einen Wert<br />

ausgeben, wie viel Flüssigkeit sich noch im<br />

Tank befindet. Es können aber auch Füllstandsschalter<br />

verwendet werden, die ein<br />

digitales Signal senden, wenn der Füllstand<br />

ein bestimmtes Level erreicht oder eben kein<br />

Signal mehr senden, wenn dieses Level überoder<br />

unterschritten wird.<br />

Alle Sensoren sitzen völlig kontaktlos außerhalb<br />

des Behälters direkt im Gerät hinter einer<br />

Schutzwand oder in einem dichten und dadurch<br />

einfach zu reinigenden Gehäuse. Dort kann<br />

sie nichts berühren oder beschädigen. Das<br />

Beatmungsgerät kann einfach gereinigt und<br />

de sinfiziert werden ohne störende Fugen und<br />

Kanten durch die verbaute Sensorik. Die Form<br />

und Fläche der Füllstandssensoren können an<br />

die Gegebenheiten und Anforderungen der individuellen<br />

Anwendung bzw. des Tanks angepasst<br />

werden. Dabei lassen sich auch besonders<br />

kleine Grundflächen oder außergewöhnliche<br />

Geometrien umsetzen. Ebenso sind kundenspezifische<br />

Schnittstellen und Ausgabe -<br />

parameter jederzeit individuell umsetzbar,<br />

um die Sensorik optimal an die Gerätetechnik<br />

anpassen zu können.<br />

EBE Elektro-Bau-Elemente GmbH<br />

www.ebe.de<br />

einfach und zuverlässig. Jeder Sensor<br />

wird mit einer 2- oder 3-adrigen,<br />

abgeschirmten Leitung verbunden.<br />

Der niederohmige Abschlusswiderstand<br />

in der Empfangselektronik<br />

(SPS, IPC oder Anzeigegerät)<br />

gewährleistet die sehr störsichere<br />

Übertragung der analogen Signale.<br />

Einsatzgebiete<br />

Typische Einsatzgebiete dieser<br />

Sensoren sind u. a. die Istwerterfassung<br />

in geschlossen Regelkreisen.<br />

Mit dem verschleißfreien<br />

Messverfahren sind Regelungen<br />

hoch dynamischer Vorgänge problemlos<br />

möglich<br />

Wenn die Elektronik außen<br />

liegen soll<br />

In manchen Fällen muss die Auswertelektronik<br />

außen liegen. Dann<br />

bieten sich induktive Wegaufnehmer<br />

an, die anders als die Modelle der<br />

SM34-Reihe über keine integrierte<br />

Elektronik verfügen. Die Signale<br />

werden dann über separate Elektronikmodule<br />

empfangen, ausgewertet<br />

und weitergeleitet.<br />

So enthalten die Module der Serie<br />

SM12 den hauseigenen ASIC SM17<br />

zum Betrieb von induktiven Wegund<br />

Winkelsensoren. Sie versorgen<br />

die Sensoren mit einer stabilisierten<br />

Wechselspannung und wandeln<br />

das Messsignal in eine Gleichspannung<br />

proportional, zum gemessenen<br />

Weg oder Winkel, um. Diese wird<br />

mit einem 16-Bit A/D-Wandler digitalisiert<br />

und in einem Mikrokontroller<br />

verarbeitet. Die digitale Information<br />

wird mit einem 16-Bit D/A-Wandler<br />

in ein normiertes Ausgangssignal<br />

von 0(4) - 20 mA oder 0 - 5(10) V<br />

umgeformt. Die Grundverstärkung<br />

wird über Jumper und ein Potentiometer<br />

voreingestellt. Der Anfangsund<br />

der Endpunkt des Messbereichs<br />

kann über Taster oder Klemmenanschlüsse<br />

programmiert werden.<br />

Optional kann eine Korrektur<br />

der Messwerte mit den in einem<br />

EEPROM abgelegten Genauigkeitsabweichungen<br />

des anzuschließenden<br />

Sensors erfolgen.<br />

Ausführung<br />

Die Module werden im Gehäuse<br />

für Normschienen geliefert und sind<br />

für Betriebsspannungen zwischen<br />

18 und 32 VDC ausgelegt. Optional<br />

sind Ausführungen mit Drahtbrucherkennung,<br />

Schaltausgängen,<br />

erweitertem Betriebsspannungsbereich,<br />

galvanischer Trennung<br />

oder USB-Anschluss lieferbar.<br />

Der elektrische Anschluss der<br />

induktiven Weg- oder Winkelsensoren<br />

erfolgt über Schraub klemmen<br />

am Gehäuse. ◄<br />

meditronic-journal 2/<strong>2022</strong><br />

75


Antriebe<br />

Kompakter linearer Servomotor<br />

Lineare Bewegungsprofile werden<br />

heute oft noch mit Aktoren aufgenommen,<br />

die auf Schrittmotoren<br />

oder bürstenlosen DC-Servomotoren<br />

(BLDC) basieren. Muss das<br />

Gerät aber kompakt sein, wird es<br />

schwierig, den Motor und die notwendige<br />

Peripherie (wie Getriebe,<br />

Encoder und Elektronik) komplett<br />

zu integrieren.<br />

Der Hersteller NPD (Nippon<br />

Pulse) hat eine Lösung entwickelt,<br />

die von Dynetics vertrieben wird.<br />

Diese Servomotoren führen eine<br />

direkte lineare Bewegung durch,<br />

die bis zu 427 cm erreicht. Dieser<br />

Wellenmotor mit seiner hohen<br />

Leistung wird erfolgreich in vielfältigen<br />

Anwendungen eingesetzt. Die<br />

Einsatzbereiche werden durch die<br />

Weiter entwickung und ständige Optimierung<br />

noch ausgedehnt.<br />

Dank der direkten Übersetzung<br />

in eine lineare Bewegung, werden<br />

diese linearen Wellenmotoren sehr<br />

erfolgreich als optimale Lösung bei<br />

engen Platzverhältnissen eingesetzt.<br />

Aufgrund der verbesserten<br />

Stärke der eingesetzten Magnete<br />

ist diese Generation an linearen<br />

Motoren viel leistungsstärker als<br />

ihre früheren Versionen.<br />

Wie funktionieren diese<br />

Linearmotoren von NPM?<br />

Kurz gesagt, besteht die Magnetwelle<br />

des Motors aus einem hohlen<br />

NE-Edelstahl-Rohr, das mit gestapelten<br />

zylindrischen Magneten<br />

gefüllt ist. Die Zangenspulen<br />

sind komplett 360° um die Welle<br />

gewickelt. Aufgrund dieser beiden<br />

Eigenschaften liefern diese Linearmotoren<br />

nach Angaben des Herstellers<br />

40 % mehr Leistung als die Linearmotoren<br />

des Wettbewerbs. Darüber<br />

hinaus kann eine Welle sogar<br />

mehrere Kräfte führen – für noch<br />

kompaktere und flexiblere Lösungen.<br />

Die Magnete der Linearwellenmotoren<br />

werden mit ihren Polen von<br />

Norden nach Norden und von Süd<br />

nach Süd montiert. Dies erfolgt mit<br />

einem verbesserten Montageprozess,<br />

der für noch höhere Kräfte und<br />

Effizienz sorgt. Das Ergebnis sind<br />

Linearmotoren mit außergewöhnlich<br />

hohen Kräften. Diese Konstruktionsanordnung<br />

und die Tat sache, dass<br />

die Magnete immer stärker geworden<br />

sind, bedeuten, dass einige lineare<br />

Wellenmotoren eine Kraft von<br />

mehr als 6.000 N leisten können.<br />

Ein weiterer Vorteil des Linearwellenmotors<br />

ist, dass er keine<br />

Drehmomentschwankungen (Cogging)<br />

aufweist, so dass hohe Genauigkeiten<br />

realisierbar sind. Es kann<br />

sogar die gleiche Genauigkeit wie<br />

die des ausgewählten Encoders<br />

erreicht werden. Die Auflösungen<br />

liegen im Nanometer-Bereich und<br />

eignen sich somit hervorragend für<br />

den Einsatz in der Medizintechnik.<br />

Auflösungen von weniger als 10 µm<br />

sind ohne Erhöhung des Motorpreises<br />

möglich.<br />

Mehr Infos zeigt das Video:<br />

https://youtu.be/_EkI0GuVXOc<br />

Dynetics GmbH<br />

info@dynetics.eu<br />

www.dynetics.eu<br />

Elektrischer Stellzylinder für Hygieneanwendungen<br />

Die neuen elektrischen Stellzylinder<br />

der RSH-Serie liefern saubere<br />

und genau regelbare lineare<br />

Kraft für die Automatisierungstechnik.<br />

Die Stellzylinder wurden entwickelt,<br />

um die Wiederholgenauigkeit<br />

zu verbessern, die Qualität zu<br />

steigern, das Kontaminationspotenzial<br />

zu verringern und die Flexibilität<br />

von hygienischen Maschinenkonstruktionen<br />

zu erhöhen. Die elektrischen<br />

Edelstahl-Stell zylinder wurden<br />

gemäß Hygiene-Standards entwickelt,<br />

um das Anhaften von Verschmutzungen<br />

und das Bilden von<br />

Bakteriennestern zu verhindern. Sie<br />

bilden somit die perfekte Lösung für<br />

Anwendungen in der Lebensmittel-,<br />

Getränke-, Medizin-, Gesundheits-<br />

und Pharmaindustrie sowie<br />

der Reinraumtechnik, bei denen<br />

höhere Kräfte zum Pressen, Pumpen<br />

oder Schneiden erforderlich<br />

sind. Der elektrische Stellzylinder<br />

ist CIP-kompatibel (Clean-in-Place),<br />

was Konstrukteuren ermöglicht<br />

offene Maschinenkonstruktionen<br />

zu realisieren und entspricht der<br />

Schutzart IP69K, um Hochdruckreinigungen<br />

direkt vor Ort standzuhalten.<br />

Der stirnseitig dichtende<br />

O-Ring verhindert durch seine Lage<br />

am Gehäuserand anliegend das Eindringen<br />

von Keimen in die Spalten<br />

zwischen den Gehäuseteilen. Das<br />

glatte Gehäuse aus poliertem 316er<br />

Edelstahl ist korrosions beständig<br />

und widerstands fähig gegen Hochdruckreinigung<br />

mit aggressiven Reinigungs-<br />

und Desinfektionsmitteln.<br />

Eine externe Einhausung ist demnach<br />

nicht erforderlich, was die<br />

Maschinenkonstruktion vereinfacht<br />

und gleichzeitig die Kosten reduziert.<br />

Ein Doppeldichtungs system schützt<br />

die Kolbenstange des Stellzylinders<br />

und die neue innovative Schnellwechsel-Dichtungspatrone<br />

ermöglicht<br />

den einfachen Austausch der<br />

Dichtungen vor Ort ohne Spezialwerkzeug.<br />

Die Möglichkeit, die Stangendichtungen<br />

(ein Verschleißteil)<br />

direkt an der Maschine auszutauschen,<br />

erleichtert die Wartung.<br />

MACCON<br />

www.maccon.de<br />

76 meditronic-journal 2/<strong>2022</strong>


Die Klinik der Zukunft<br />

Deutsch-französisches Gemeinschaftsprojekt erprobt 5G in OP-Sälen<br />

Aus Forschung und Technik<br />

sogar in einem anderen Land sitzen<br />

kann als der Patient. Aus der Ferne<br />

steuert er einen Roboter und erhält<br />

in Echtzeit alle erforderlichen Daten.<br />

Dank integrierter Roboter-Sensoren<br />

kann er sogar einen Widerstand fühlen,<br />

zum Beispiel bei einer Nadelpunktion.<br />

Für die Übertragung wird<br />

dabei der 5G-Modus »Ultra Reliable<br />

and Low Latency Communications«<br />

eingesetzt. Dieser bietet geringe<br />

Latenzzeiten bei gleichzeitig hoher<br />

Ausfallsicherheit, beides essenziell<br />

für die Telechirurgie.<br />

Fraunhofer-Institut für<br />

Produktionstechnik und<br />

Automatisierung IPA<br />

www.ipa.fraunhofer.de<br />

Die Digitalisierung hat die Krankenhäuser<br />

erreicht. Grundlage für<br />

den Einstieg in die vernetzte Digitalwelt<br />

in Weiß ist eine schnelle und<br />

sichere Datenkommunikation. Ein<br />

deutsch-französisches Gemeinschaftsprojekt<br />

soll nun ausloten,<br />

inwiefern Kliniken von einem eigenen<br />

Netz profitieren, das nach dem<br />

modernen Mobilfunkstandard 5G<br />

arbeitet. Es wird in Operations sälen<br />

von drei Kliniken installiert. Die Ziele<br />

sind ehrgeizig: Mithilfe der drahtlosen<br />

Technologie soll die Basis<br />

für die Klinik der Zukunft entstehen,<br />

in der viele Vorgänge digital unterstützt<br />

oder automatisiert ablaufen,<br />

die heute noch erheblichen Personaleinsatz<br />

erfordern.<br />

Mit der Digitalisierung lassen sich<br />

in einer Klinik viele Aufgaben vereinfachen.<br />

Bei dem deutsch-französischen<br />

Projekt sollen mehrere<br />

Anwendungen zur Einsatzreife<br />

gebracht werden:<br />

Kontinuierliche Analyse<br />

lebenswichtiger<br />

Vitalparameter von<br />

Patienten<br />

Die Überwachung der Vitalparameter<br />

bei Patienten steht derzeit<br />

wegen der Corona-Pandemie<br />

im Fokus. Das klinische Personal ist<br />

mit einer Flut von akustischen und<br />

optischen Informationen konfrontiert,<br />

die sie mitunter an ihre Belastungsgrenze<br />

bringen. In der Klinik der<br />

Zukunft laufen alle Vitaldaten der<br />

Patienten drahtlos in einem Zentralrechner<br />

zusammen, wo sie von<br />

Künstlicher Intelligenz in Echtzeit<br />

analysiert werden. So erfährt das<br />

Klinikpersonal im OP oder auch auf<br />

der Intensivstation etwa, wo vorrangig<br />

Handlungsbedarf besteht.<br />

Die 5G-Technologie bietet hierbei<br />

zukünftig die Möglichkeit, eine Vielzahl<br />

mobiler Geräte auf kleinstem<br />

Raum gleichzeitig und mit geringen<br />

Verzögerungen bei der Kommunikation<br />

über Mobilfunk zu vernetzen.<br />

KI-gestützte Auswertung<br />

von Bildern und Videodaten<br />

aus dem OP<br />

Auch bei Diagnostik-Bildern oder<br />

Videosequenzen aus dem OP kann<br />

KI wertvolle Hilfe leisten, zum Beispiel<br />

bei einer endoskopischen Operation.<br />

KI wertet die Bilder aus und<br />

schlägt Alarm, wenn Komplikationen<br />

drohen. 5G kann hierbei große Bandbreiten<br />

für die riesigen Datenmengen<br />

bereitstellen. Gleichzeitig können<br />

aber auch viele Anwendungen<br />

direkt durch Edge Computing berechnet<br />

werden, also nahe am Patienten<br />

anstatt erst in die weiter entfernte<br />

Cloud geladen werden zu müssen.<br />

Telechirurgie dank<br />

Echtzeitdaten<br />

Sogar Telechirurgie ist mit der<br />

neuen Technologie möglich, wobei<br />

der Arzt in einer anderen Stadt oder<br />

»Teilebereitstellung« im OP<br />

durch Roboter<br />

In einem vierten Projekt soll ein<br />

mobiler Roboter im OP alle nötigen<br />

Geräte, Materialen und Instrumente<br />

bereitstellen, um das Krankenhauspersonal<br />

zielgerichtet zu unterstützen.<br />

Solche mobilen Systeme fahren<br />

in modernen Fabriken längst zwischen<br />

den Maschinen hindurch und<br />

sorgen für den nötigen Nachschub.<br />

Jedoch stellen OP-Räume für derartige<br />

Systeme eine Umgebung mit<br />

extremen Anforderungen hinsichtlich<br />

Präzision, Sicherheit, Flexibilität<br />

und Zuverlässigkeit dar. 5G-Campusnetze<br />

liefern hierbei eine vielversprechende<br />

Lösung, diese Anforderungen<br />

zu meistern.<br />

OP-Säle in Straßburg,<br />

Mannheim und Berlin<br />

Das Projekt 5G-OR ist im Januar<br />

gestartet und läuft über drei Jahre.<br />

Es ist eines der vier Gewinnerprojekte,<br />

die gemeinsam vom Bundesministerium<br />

für Wirtschaft und<br />

Klima schutz in Deutschland und<br />

dem Ministerium für Wirtschaft,<br />

Finanzen und Wiederaufbau in<br />

Frankreich für die Ausschreibung<br />

»Technische Entwicklungen und<br />

Anwendungsöko systeme für 5G<br />

private Netze« ausgewählt wurden.<br />

Renommierte Unternehmen<br />

und Institute sind daran beteiligt. Für<br />

die deutsche Seite ist das Stuttgarter<br />

Fra