2-2022

Mai/Juni 2/2022 Jg. 13 

Fachzeitschrift für 

Medizin-Technik 

meditronicjournal 

User Interfaces: 

Vom Hersteller 

zum Dienstleister 

Steute, Seite 12

In ➄ Schritten zum verlässlichen 

Markteintritt in der Medizintechnik. 

Für Ihre innovative Lösung begleitet TQ Sie als Systemlieferant von der Embedded- 

Prozessortechnologie über die Entwicklung und Zulassung bis hin zur Fertigung des 

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Editorial 

Die Zukunft der Medizin liegt in der Software 

Dr. Alexander Huber, 

Geschäftsbereichsleiter 

Medizintechnik der ITK 

Engineering GmbH 

ITK Engineering GmbH 

www.itk-engineering.de 

Gesundheit ist unser höchstes Gut. 

Das hat uns die Corona-Pandemie in den 

vergangenen zwei Jahren sehr deutlich 

vor Augen geführt. Die Gesundheit eines 

jeden Einzelnen hat eine zentrale soziale 

Bedeutung für unsere Gesellschaft – heute 

mehr denn je. Die Weiterentwicklung 

der Gesundheitsversorgung ist 

daher ein elementarer Treiber für die 

Gesunderhaltung des Menschen. 

Ohne die Vorteile der Digitalisierung ist 

Gesundheit heute nicht mehr denkbar. 

Therapien und Gesundheitsangebote 

werden immer mehr an die spezifischen 

Bedürfnisse von Patienten angepasst. 

Ob digitale Gesundheitsanwendungen 

(DiGA), Roboter in der Pflege oder der 

Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der 

Diagnostik und Therapie – Digitalisierung 

ist der Schlüssel zu innovativen, 

prädiktiven und patientenzentrierten 

Gesundheitslösungen. 

Dabei liegt eines klar auf der 

Hand: Ohne Software keine digitale 

Transformation. Dementsprechend 

formiert sich die Softwareentwicklung 

domänenübergreifend zur dominierenden 

Engineering-Disziplin. Die Verschiebung 

der Wertschöpfung von Mechanik 

und Elektronik hin zur Software 

sowie der Wandel von Produkten zu 

Services ist nicht mehr aufzuhalten. 

Das zeigt die heutige Entwicklung von 

Medizinprodukten, die stark geprägt 

ist von vernetzten Anwendungen wie 

Fernwartung, Predictive Maintenance, 

Cloud-Anbindung, Datenaustausch 

und -auswertung bis hin zu neuen 

datenzentrierten Gesundheitslösungen 

und Geschäftsmodellen wie 

„Software-as-a-Service“. Selbst die 

Entwicklungsprozesse werden zunehmend 

digitalisiert. Digital Engineering erhöht 

mithilfe von digitalen Werkzeugen und 

Methoden, wie beispielsweise dem 

digitalen Zwilling, die Prozesseffizienz 

über den gesamten Entwicklungszyklus. 

Vernetzte Medizingeräte mit 

steigendem Software- und Service- 

Anteil stellen Hersteller jedoch auch 

vor neue Herausforderungen. Die 

Entwicklungsprozesse werden zunehmend 

komplexer, die Entwicklungszyklen 

dagegen immer kürzer. Im Fokus 

der Entwicklung stehen Stabilität, 

Fehlerfreiheit, maximale Verfügbarkeit, 

Wartbarkeit, aber auch die 

Wirtschaftlichkeit komplexer Systeme. 

Daneben spielen die intuitive Bedienbarkeit 

trotz hoher Funktionalität sowie die 

bestmögliche Benutzerakzeptanz eine 

wichtige Rolle. Auch die normativen 

Anforderungen bezüglich Safety, Cyber 

Security und Datenschutz sind zwingend 

zu berücksichtigen. 

Um diese hohen Hürden adäquat 

zu bewältigen und die Sicherheit des 

Patienten als oberstes Ziel gewährleisten 

zu können, sind ganzheitliche Systems 

Engineering-Ansätze sowie moderne 

Tools und agile Prozesse in der 

Entwicklung unabdingbar. Insbesondere 

zeitgemäße Methoden wie agile 

Entwicklung, DevOps mit Continuous 

Integration sowie Testautomatisierung 

sind essenziell, um Komplexität aber auch 

Kosten zu beherrschen. Die kontinuierliche 

Weiterentwicklung und Modernisierung der 

Softwareentwicklung in der Medizintechnik 

leistet somit einen wesentlichen Beitrag zur 

Wertschöpfung mit dem Ziel, Innovationen 

in der Medizintechnik voranzutreiben 

und die Gesundheitsversorgung für 

uns alle nachhaltig zu verbessern. 

Die Digitalisierung ist dabei ein 

kontinuierlicher Prozess und wird in den 

kommenden Jahren bahnbrechende neue 

Möglichkeiten eröffnen, die Patienten und 

Ärzten zugutekommen werden. 

Dr. Alexander Huber 

meditronic-journal 2/2022 

3

Inhalt/Impressum 

3 Editorial 

4 Inhalt 

6 Aktuelles 

12 Dienstleistung 

30 Medical-PCs/SBC/Zubehör 

36 Komponenten 

44 Produktion 

48 Lasertechnik 

52 Messtechnik 

56 Bildverarbeitung 

58 Software 

64 Stromversorgung 

68 Bedienen und Visualisieren 

73 Sensoren 

76 Antriebe 

77 Aus Forschung und Technik 

Jetzt Neu: 

78 Fachartikel exclusiv 

im ePaper 



journal 

meditronicjournal 

Mai/Juni 2/2022 Jg. 13 



meditronic- 


Vom Hersteller 

zum Dienstleister 

Steute, Seite 12 

User Interfaces: Vom 

Hersteller zum Dienstleister 

User Interfaces, die per Funk bedient werden, 

bieten diverse Vorteile und haben sich deshalb in 

vielen Bereichen der Medizin durchgesetzt. Der 

Gerätehersteller muss allerdings mit höheren 

Prüfungs- und Dokumentationsaufwand rechnen 

als bei kabelgebundenen Bediensystemen - es 

sei denn, sein Lieferant ist MDR-ready und 

bietet ihm sein User Interface direkt mit der 

entsprechenden Dokumentation an 12 

■ Herausgeber und Verlag: 

beam-Verlag 

Krummbogen 14, 35039 Marburg 

www.beam-verlag.de 

Tel.: 06421/9614-0 

Fax: 06421/9614-23 

■ Redaktion: 

Dipl.-Ing. Christiane Erdmann 

redaktion@beam-verlag.de 

■ Anzeigen: 

Myrjam Weide, Tel.: 06421/9614-16 

m.weide@beam-verlag.de 

Sabine Tzschentke, Tel.: 06421/9614-11 

sabine.tzschentke@beam-verlag.de 

Tanja Meß, Tel.: 06421/9614-18 

tanja.mess@beam-verlag.de 

■ Erscheinungsweise: 

5 Hefte jährlich 

■ Satz und Reproduktionen: 

beam-Verlag 

■ Druck & Auslieferung: 

Bonifatius GmbH, Paderborn 

www.bonifatius.de 

Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer 

Prüfung der Texte durch die Redaktion 

keine Haftung für deren inhaltliche 

Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführer 

beruhen auf Kundenangaben! 

Handels- und Gebrauchsnamen, sowie 

Waren bezeichnungen und dergleichen 

werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen 

verwendet. Dies berechtigt nicht zu 

der Annahme, dass diese Namen im Sinne 

der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung 

als frei zu betrachten sind und 

von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet 

werden dürfen. 

Neue Regulierung für Künstliche Intelligenz? 

Innovationen in der Medizintechnik bringen die Branche voran und verbessern die 

Gesundheitsvorsorge täglich. Künstliche Intelligenz (KI) ist dabei eine Methode, die 

besonders häufig eingesetzt wird und die medizinischen Fachkräfte tatkräftig unterstützt. 

Genutzt wird sie bereits bei Prozessen und Vorgängen in der Bildgebung, Diagnostik und 

Behandlungen. 6 

Automatisierung bringt 

mehr Sicherheit in die 

Medizintechnik 

Der steigende Kostendruck in der 

Medizintechnik sorgt für einen Wandel von der 

manuellen Kleinserienfertigung hin zu einem 

vollautomatisierten Prozess. Mit den Dispensund 

Coatingsystemen der Protecto-Serie von 

Rehm Thermal Systems profitiert die Branche 

von reduzierten Taktzeiten in Kombination mit 

einer für den Medizinelektronik-Sektor besonders 

wichtigen gesteigerten Prozesssicherheit, da 

der potenziell fehler behaftete manuelle Prozess 

entfällt. 46 

4 meditronic-journal 2/2022

Mai/Juni 2/2022 

Fachartikel in diesem Heft 

Regionale Produktion 

On-Demand 

Globale Probleme mit Lieferketten und eine insgesamt 

schwierige Gemengelage in der Produktion machen 

auch vor der Medizintechnik nicht halt. Das Gebot der 

Stunde heißt daher leider oftmals abwarten – und die 

eigene Resilienz durch umfassende Planung wieder 

aufbauen! 25 

Moderne Softwareentwicklung in 

der Medizintechnik 

In der Softwareentwicklung verläuft der Weg zum erfolgreichen 

Software-Release in der Regel alles andere als linear. Laufzeitfehler 

und zu spät erkannte Sicherheitslücken, aber auch veraltete Tools 

und Methoden können zu Showstoppern werden. Zumindest 

vergrößern sie den Entwicklungsaufwand, führen zu Ver zögerungen 

und können somit den Marktlaunch von Medizinprodukten 

gefährden. Um die Angreifbarkeit der Geräte im Internet of Medical 

Things zu minimieren, fordert der Markt zudem immer kürzere 

Zykluszeiten.. 60 

Lebensdauer von Batterien in 

implantierten medizinischen 

Geräten 

Viele betroffene Menschen erhalten einen Herzschrittmacher, um den 

Herzrhythmus stabil aufrechtzuerhalten. Patienten mit Vorhofflimmern 

und Vorhofflattern können von einem implantierten Kardioverter- 

Defibrillator (ICD) profitieren. Sowohl Herzschrittmacher als auch 

ICDs werden mit Batterien betrieben, und eine leere Batterie kann für 

den Patienten gefährlich sein. 54 

Touch-Displays für 

HF-Chirurgie 

In der Elektrochirurgie, auch Diathermie 

genannt, wird hochfrequenter 

elektrischer Strom genutzt, um durch 

gezieltes Aufheizen Modifikationen am 

Gewebe zu bewirken. Besonders bei 

minimal-invasiven Eingriffen, bei denen 

das operierte Gewebe nicht direkt 

zugänglich ist, hat die HF-Chirurgie 

große Vorteile. Sie ermöglicht sauberes 

und zügiges Arbeiten, da sich Blutungen 

frisch getrennten Gewebes durch 

Koagulation schnell stillen lassen. 68 


5

Aktuelles 

Neue Regulierung für Künstliche 

Intelligenz? 

MedtecLIVE with T4M 

www.medteclive.com 

Innovationen in der Medizintechnik 

bringen die Branche voran und 

verbessern die Gesundheitsvorsorge 

täglich. Künstliche Intelligenz (KI) 

ist dabei eine Methode, die besonders 

häufig eingesetzt wird und die 

medizinischen Fachkräfte tatkräftig 

unterstützt. Genutzt wird sie bereits 

bei Prozessen und Vorgängen in 

der Bildgebung, Diagnostik und 

Behandlungen. Die Auswirkungen 

sind groß: Arbeiten, die normalerweise 

Stunden an Aufwand kosten 

und häufig fehleranfällig sind, können 

von der künstlichen Intelligenz 

übernommen werden. Viele Vorteile 

also, die der Innovationstreiber mit 

sich bringt. Christopher Boss, Leiter 

der MedtecLIVE with T4M und Executive 

Director Exhibitions der NürnbergMesse 

GmbH erklärt: „Auch im 

Messeforum der MedtecLIVE with 

T4M wird das Thema im kommenden 

Mai in Stuttgart fokussiert und 

vertieft“. Doch KI kann nicht nur optimieren. 

Falsch eingesetzt kann sie 

auch Schaden verursachen, weshalb 

der Einsatz von KI künftig EUweit 

einheitlich reguliert und harmonisiert 

werden soll. 

Mit dem „Artificial Intelligence 

Act“ (AIA) der EU-Kommission, von 

dem es bisher einen ersten Entwurf 

gibt. Dieser soll den Einsatz 

von Künstlicher Intelligenz regulieren, 

um Missbrauch zu verhindern, 

Orientierung und Einordnung 

bei etwaigem Fehlverhalten ermöglichen. 

Regulierungen erschweren 

jedoch auch den Markteintritt von 

neuen Entwicklungen, da ein zeitaufwändiger 

Zulassungsprozess 

auf die Produkte warten. Zusätzlich 

gibt es in für die Medizintechnik 

ja bereits eine Regulierung zur 

Zulassung: Die EU-Medizinprodukte-Verordnung 

(Medical Device 

Regulation, MDR). Wie wird es damit 

weitergehen? Zwei Regulierungen 

also? „Der AIA ist eine horizontale 

Regulierung, also branchenunabhängig 

und gilt für Computerspiele 

genauso wie für Medizintechnik. 

Gemeinsam mit der MDR würde 

also eine doppelte Regulierung 

bestehen“, erklärt Natalie Gladkov, 

Referentin für Digitale Medizinprodukte 

beim Bundesverband Medizintechnologie 

(BVMed). Zumindest 

nach dem ersten Entwurf. Wie 

es bei einer konkreten Einführung 

weiter gehen würde, ist noch nicht 

bekannt. Folgen für Entwicklungen 

mit Künstlicher Intelligenz sind bisher 

nur abschätzbar. Zunächst stellt 

sich aber die Frage, wie KI genau 

funktioniert. 

Ist Künstliche Intelligenz 

wirklich intelligent? 

Eine vom Menschen künstlich hergestellte 

Intelligenz, die die Weltherrschaft 

erobert und in Eigenregie denkt 

und arbeitet – das ist die Vorstellung, 

die viele Menschen aus der Filmbranche 

adaptiert haben. Doch ganz so funktioniert 

das nicht: Zwar ist KI vom Menschen 

erschaffen, doch eigenständige 

Weiterentwicklung bis in die Unerklärbarkeit 

sind nicht möglich. Die Realität 

weicht eindeutig von der Fiktion 

ab, erklärt Abtin Rad, Global Director 

für Funktionale Sicherheit, Software 

und Digitalisierung bei TÜV SÜD: „KI 

ist die Fähigkeit von Algorithmen, welche 

menschliche Fähigkeiten imitieren. 

Dabei gibt es verschiedene Modelle wie 

Maschinen lernen – zum Beispiel, bei 

denen ein Algorithmus aus Trainingsdaten 

lernt und diese nach Beendigung 

der Lernphase verallgemeinert.“ 

In der Umsetzung sei das noch komplizierter 

und komplexer, aber prinzipiell 

können künstliche neuronale Netze 

geschaffen werden, die ähnlich wie ein 

menschliches Gehirn funktionierten und 


Aktuelles 

mit Daten trainiert werden können, um 

basierend auf erkannten Mustern und 

Gesetzmäßigkeiten Entscheidungen zu 

treffen, beschreibt Rad. Klingt komplex, 

ist es auch. Aber das ist die Methode, 

die in der Medizintechnik am häufigsten 

eingesetzt wird. 

Einsatzbeispiele 

Auch bei Mindpeak, ein Hamburger 

Unternehmen, das mit KI und 

mit Deep Learning arbeitet und in 

der Bildverarbeitung die Pathologie 

in der Krebsdiagnostik unterstützt. 

„Der Pathologe sucht bislang wie 

vor 100 Jahren unter dem Mikroskop 

auf Gewebe zwischen mehreren 

Millionen Zellen nach Tumorzellen 

und sucht dabei pro Fall meist nur 

einige hundert Zellen. Das ist wie 

die Suche nach der Nadel im Heuhaufen 

und kostet viel Zeit. Unsere 

Diagnosetools, die auf künstlicher 

Intelligenz basieren, analysieren 

auf sehr großen digitalisierten Bildern 

des Gewebes in einem Bruchteil 

der Zeit mehrere tausend Zellen 

und helfen so dem Pathologen bei 

seiner komplexen Aufgabe. Unsere 

KI arbeitet rund 10-mal schneller 

und ermöglicht so dem Pathologen, 

in der gleichen Zeit viel mehr 

Fälle zu bearbeiten und sich auf 

sehr schwierige Fälle konzentrieren 

zu können”, erzählt Felix Faber, 

Gründer und Geschäfts führer von 

Mindpeak. 

Bayes’sche Netze 

Einen anderen Ansatz verwendet 

Ada Health. Das Unternehmen 

nutzt zum Beispiel Bayes’sche 

Netze - eine probabilistische 

Methode - die auf einer medizinischen 

Wissens basis aufsetzen. 

„Die Technologie funktioniert im 

Prinzip wie ein Gespräch mit dem 

Arzt. Basierend auf dem eingegebenen 

Leitsymptom stellt Ada adaptive 

Fragen, die sich an die Eingaben 

anpassen und persönliche 

Risikofaktoren berücksichtigen. 

Der abschließende Report zeigt 

die wahrscheinlichsten Ur sachen 

für die Symptome auf und gibt Hinweise 

zu den weiteren Schritten“, 

erläutert Jonathan Muck, Senior 

Communications & Public Affairs 

Manager bei Ada Health. Wenn 

Nutzer ihren Report mit Ärzten 

teilen, kann die KI auch Hinweise 

für die ärztliche Diagnosefindung 

geben. Besonders wertvoll kann 

das im Bereich seltene Erkrankungen 

sein, von denen es ca. 

6.000 verschiedene gibt. 

Der Entwicklungsprozess 

geht weiter 

Die Einsatzgebiete von KI gehen 

mittlerweile auch über Radiologie, 

Pathologie und Bilderkennung 

hinaus. Dabei arbeitet sie nicht, 

um den Menschen zu ersetzen, 

sondern um ihn zu unterstützen. 

Intelligenz heißt aber auch, dass 

ein Entwicklungsprozess stattfindet. 

Der Grundsatz, dem KI folgt, 

sagt, „dass Systeme und Algorithmen 

immer weiter lernen. Je mehr 

Daten sie erfasst haben, desto besser 

funktioniert der Algorithmus“, 

so Dr. Jörg Traub, Projektmanager 

Technologie und Leiter Gesundheit 

bei der Bayern Innovativ GmbH in 

Nürnberg und Geschäftsführer des 

Forum MedTech Pharma e.V., ideeller 

Träger der MedtecLIVE with 

T4M. Dabei entwickelt sich die KI 

in einem gewissen Grad selbst weiter, 

indem sie von Spezialistinnen 

und Spezialisten mit ausgewählten 

Daten “angelernt” wird. “Füttert” 

man den Algorithmus mit genügend 

guten und aussagekräftigen Daten, 

ist er am Ende in der Lage, Bilder 

zu erkennen und zu analysieren, 

die er vorher noch nicht ge sehen 

hat. Die Herausforderung für die 

Etablierung beispielsweise von KI- 

Diagnoselösungen im gesamten 

Gesundheitsbereich sieht Faber 

in den bestehenden Regulierungsvorschriften. 

„Grundsätzlich muss 

man festhalten, dass die MDR in 

erster Linie Devices, Geräte - also 

feste Gegenstände umfasst - und 

daher für SaMD überarbeitet werden 

muss.“ Deshalb muss bei der Zulassung 

laut MDR ein System ausgelernt 

haben und bei Veränderung 

des Algorithmus durch Datengewinn 

und Verbesserung der Anwendung 

neu zugelassen werden. 

Welche Auswirkungen hätte 

eine weitere Regulierung mit 

dem AIA? 

Mit dem Artificial Intelligence Act 

würde eine Regulierung in Krafttreten, 

die EU-weit und branchenübergreifend 

einheitlich ist. Der bisherige 

Entwurf wurde von einigen 

Verbänden der Medizintechnik mit 

Annotationen und Verbesserungsvorschlägen 

versehen, dennoch 

würde zusammen mit der MDR eine 

doppelte Regulierung vor liegen. Die 

Frage ist also: wie soll das funktionieren? 

„Ein ausgiebiger Austausch 

aller Beteiligten ist essenziell. Die 

MedtecLIVE with T4M bietet dafür 

den geeigneten Rahmen“, erläutert 

Boss. Denn der AIA sei die Antwort 

auf das, was gerade in der 

Welt passiere, beschreibt Natalie 

Gladkov die angedachte Verordnung: 

„Einige Länder sind in 

Sachen KI schon weiter, teilweise 

ethisch fragwürdig.“ Dort, wo die 

MDR ihre Grenzen hat, kann die 

neue Regulierung auch hier eingreifen. 

Eine Abstimmung der geltenden 

Regulierungen wäre hierbei 

sinnvoll. Ansonsten könne der AIA 

dazu führen, dass die Verordnung 

in großer Bürokratie ende und Innovationen 

dadurch überhaupt nicht 

oder nur sehr langsamen auf den 

Markt kämen. 

Zwei Sichtweisen 

sind bezüglich des AIA vertreten: 

„Auf der einen Seite ist es eine 

Chance, sich als Unternehmen 

einen Vorsprung aufzubauen, auf 

der anderen Seite ist auch Vorsicht 

bezüglich einer Überregulierung 

gefragt, vor allem im Bereich der 

Medizin und Medizintechnik“, zeigt 

Traub auf. Gerade, weil KI wie keine 

andere Innovation zuvor, die Möglichkeiten 

habe, die Medizinbranche 

von Grund auf zu revolutionieren, 

bringt Rad an. Dass so ein dynamischer 

und machtvoller Bereich 

wie KI reguliert werden muss, wird 

immer deutlicher. Regeln seien insbesondere 

im Gesundheitsbereich 

sehr wichtig, stellt Faber fest: „Ich 

helfe daher auch sehr gerne als Din- 

Botschafter in diesem Bereich bei 

der Entwicklung von Din-Specs - 

der Vorstufe von Normen - mit, um 

pragmatische Lösungen für Unternehmen 

zu entwickeln.” Vernünftige 

und pragmatische Regelungen 

verschaffen außerdem Vertrauen. 

„Regulierung und Innovation muss 

kein Gegensatz sein. Regulierung 

kann Menschen Berührungsängste 

nehmen und so den Einsatz neuer 

Technologien fördern“, zeigt Muck 

auf. Dem stimmt auch Rad zu, denn 

die Regulierung schaffe ein Framework 

und verkleinere dadurch Ängste, 

stärke Vertrauen. 

Game Changer oder 

Showstopper 

Letztendlich dürfen die Patienten 

nicht aus den Augen verloren werden, 

auch nicht, was es diesen Menschen 

kostet, wenn eine neue Technologie 

eben nicht eingeführt wird. 

„Regulierung kann immer dann gut 

werden, wenn es einen engen Austausch 

mit dem Markt gibt. Deshalb 

wird es auf der MedtecLIVE with T4M 

eine Session mit dem Thema Artificial 

Intelligence Act (AIA): Game 

Changer oder Showstopper für innovative 

Medizinprodukte? in Zusammenarbeit 

mit dem Bundesverband 

Medizintechnologie (BVMed) geben, 

bei der dieses und andere Themen 

vertieft und diskutiert werden 

können“, ergänzt Boss. Denn wo 

liegen konkret die Knackpunkte? 

Wie gehen die Unternehmen mit 

der aktuellen Situation um? Was 

braucht es über den AIA an Förderung 

für KI-Medizinprodukte hinaus? 

Diesen und weiteren Fragen stellen 

sich verschiedene Expert:innen der 

Session. Klar ist: Sicherlich wird es 

noch einige Änderungen im Entwurf 

des AIA geben, aber die Verordnung 

kann nur durch Austausch verbessert 

werden und wird daher auf der 

MedtecLIVE with T4M im Mai 2022 

bei Ausstellern, Besuchern und Diskussionen 

ein großes Thema sein. 

Über MedtecLIVE with T4M 

Die Messe MedtecLIVE with T4M 

ist das führende europäische Frühjahrs-Event 

der Medizintechnik und 

findet jährlich abwechselnd in Stuttgart 

und Nürnberg statt. Die Veranstaltung 

deckt die gesamte Wertschöpfungskette 

ab und verbindet 

dabei die wichtigsten Medizintechnikregionen 

in Deutschland. Hier treffen 

Entscheider der Inverkehrbringer 

und OEMs auf die wichtigsten 

Zulieferer der Medizintechnik. 

Zitatgeber: 

• Christopher Boss, Leiter der 

MedtecLIVE with T4M und Executive 

Director Exhibitions der 

NürnbergMesse GmbH 

• Natalie Gladkov, Referentin für 

Digitale Medizinprodukte beim 

Bundesverband Medizintechnologie 

(BVMed) 

• Abtin Rad, Global Director für 

Funktionale Sicherheit, Software 

und Digitalisierung bei TÜV SÜD 

• Felix Faber, Gründer und 

Geschäftsführer von Mindpeak 

• Jonathan Muck, Senior Communications 

& Public Affairs Manager 

bei Ada Health ◄ 


7

Aktuelles 

Think Green – Act Responsible 

Wie grüner Strom noch nachhaltiger wird 

Die Erzeugung regenerativer Energie soll einen wichtigen Beitrag zur Begrenzung des Klimawandels leisten. 

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

gilt es, mit Ressourcen sparsam umzugehen und Nachhaltigkeit zu fördern. 

Weniger Wasser rein, 

weniger CO 2 raus 

Anwendungsbereich Solar 

Autor: 

Harry Jacob 

freier Journalist aus Augsburg 

WECO Contact GmbH 

https://wecoconnectors.com 

Wenn Geschäftsführer Detlef 

Fritsch von Hanau aus „ins Grüne“ 

fährt, in Richtung Hoher Vogelsberg 

oder Hessischer Spessart, dann 

begegnet ihm dort nicht nur grüne 

Natur, sondern auch grüne Energie. 

Zahlreiche Windräder drehen sich 

hier an den Bergrücken. Und dass 

diese möglichst problemlos funktionieren, 

dazu trägt auch sein Unternehmen 

WECO Contact bei. 

Regenerative Energie ist ein wichtiger 

Einsatzbereich des Hanauer 

Herstellers von Verbindungselementen 

der Elektronik und Elektrotechnik 

geworden. Dessen Bauteile finden 

sich beispielsweise in den Getriebesteuerungen 

der Windkraftanlagen, 

in Gezeitenkraftwerken, Solaranlagen 

und Wärmepumpen. Doch dieser 

Beitrag zum Klima schutz bei der 

Gewinnung von Öko-Strom ist dem 

Geschäftsführer nicht genug. Seit 

fast einem Jahrzehnt ist Nachhaltigkeit 

ein entscheidender Aspekt in der 

Unternehmensstrategie, getreu dem 

Motto „think green – act responsible“. 

Ressourcenschonende Prozesse in 

der Produktion tragen ebenso dazu 

bei, „Green Energy“ noch etwas 

grüner zu machen, wie die Langlebigkeit 

der Produkte. 

Kreislaufwirtschaft beim 

Spritzguss 

Bereits in der eigenen Produktion 

hat das Unternehmen Vorkehrungen 

getroffen, mit den eingesetzten 

Materialien möglichst sparsam 

umzugehen. So werden bei der Herstellung 

von Kunststoff-Gehäusen 

anfallende Reststoffe – Abfall, Ausschuss 

und produktionsbedingter 

Überstand – zu Regranulat verarbeitet 

und dem Produktionsprozess 

kontrolliert wieder zugeführt. Damit 

sinkt der Bedarf an neuem Rohstoff, 

und es muss weniger wertvolles 

Material entsorgt werden. 

Diese Umstellung war kein einfacher 

Prozess. Faktisch wird der 

Kunststoff mit Regranulat-Beimischung 

als veränderter Werkstoff 

geführt, was neue VDE-, ULund 

CSA-Zertifizierungen nötig 

machte. Auch die Kunden wurden 

über die veränderte Zusammensetzung 

informiert, die zwar keine 

Veränderung der Eigenschaften 

nach sich zieht, aber eine nachhaltigere 

Produktion ermöglicht. 

Dementsprechend wurde diese 

Umstellung bei den Abnehmern 

ein hellig befürwortet. 

Ein weiterer großer Teil der 

Produktion ist die Metallver- und 

bearbeitung. Hier fallen Späne, 

Abschnitte und Stanzreste an. Diese 

werden von Ölrückständen und 

anderen Verschmutzungen befreit, 

sortenrein gesammelt und als wertvoller 

Rohstoff an den Lieferanten 

zurückgegeben, der diese wieder 

zu neuen Produkten verarbeitet. 

Darüber hinaus werden auch zur 

Herstellung benötigte Zusatzstoffe, 

wie Brauchwasser oder Kühlflüssigkeiten, 

aufbereitet und wiederverwendet. 

Auf diese Weise konnte 

der Ressourcenverbrauch in den 

vergangenen neun Jahren deutlich 

gesenkt werden. 

Bezogen auf eine gleichbleibende 

Menge vergleichbarer Bauteile hat 

sich innerhalb des Unternehmens 

in den vergangenen 5 Jahren der 

Wasserverbrauch um 25 Prozent 

reduziert. Bei der Energie konnten 

rund 20 Prozent eingespart werden. 

Zusammen mit dem Einsatz 

von Kunststoff-Regranulat trägt 

dies zu einem CO 2 -ärmeren Herstellungsprozess 

bei, was besonders 

für große und internationale 

Unternehmen von großer Bedeutung 

ist. Denn der Elektro-Konzern 

will den CO 2 -Ausstoß in seiner 

gesamten Wertschöpfungskette 

in den kommenden fünf Jahren 

halbieren. Gemeinsam mit diesem 

wichtigen Kunden stellt das Unternehmen 

derzeit eine CO 2 -Bilanz 

auf, mit der die Fortschritte hin zu 

einer klima freundlicheren Produktion 

dokumentiert werden. 

Langlebigkeit versus 

Obsoleszenz 

Ein weiterer Aspekt der Nachhaltigkeit 

betrifft die Lebensdauer von 

Anlagen und Komponenten. So ist 

ein Solarpanel, das regenerative 

Energie liefert, zwar ein guter Beitrag 

zum Klimaschutz. Doch wird der 

geschmälert, wenn das Panel nicht 


Aktuelles 

Anwendungsbereich Wasserkraft 

die volle Lebensdauer der Siliziumschicht 

nutzen kann, sondern schon 

vorher entsorgt werden muss, weil 

ein Bauteil in der Elektronik ausfällt. 

Dies ist nicht nur aus Umweltsicht 

zu bedauern, sondern auch 

wirtschaftlich verheerend. Denn die 

Siliziumschicht ist wesentlich teurer 

als einzelne Elektronikkomponenten, 

der Reparaturaufwand dagegen oft 

so hoch, dass sich dies wirtschaftlich 

nicht lohnt. Insofern zeigt sich 

ein Multiplikator-Effekt: Die Lebensdauer 

der wertmäßig eher unbedeutenden 

Bauteile ist ein wesentlicher 

Einflussfaktor für die Nachhaltigkeit 

des Gesamtsystems. 

Das gilt nicht nur für das einzelne 

Solarpanel, sondern beispielsweise 

genauso für Windkraftanlagen oder 

Gezeitenkraftwerke. Hier kommen 

Produkte von WECO an zahlreichen 

Übergabepunkten zum Einsatz, 

in Wechselrichtern und Frequenzumformern 

ebenso wie in Motoren, 

Pumpen und Generatoren, in 

peripheren Steuerungselementen 

und in Überwachungsbausteinen. 

Auch bei der regenerativen 

Wärme-Erzeugung per Wärmepumpen 

ist das Hanauer Unternehmen 

stark engagiert. Alle namhaften 

Hersteller setzen schwerpunktmäßig 

auf dessen Bauteile. 

Auf raue Bedingungen 

ausgelegt 

Um eine lange Lebensdauer von 

Maschinen und Anlagen zu gewährleisten, 

führen die Elektronik-Spezialisten 

aufwendige Qualitätstests 

durch. So kommen nur geprüfte Bauteile 

zur Auslieferung, die ohne weitere 

Vorprüfung oder Selektion sofort 

verbaut werden können. Dabei können 

sich die Kunden auf eine lange 

Funktionsfähigkeit verlassen, da die 

Produkte selbst rauesten Umweltbedingungen 

standhalten, darunter 

auch chemischen Flüssigkeiten und 

aggressiven Gase. 

Dass der Qualitätsanspruch nicht 

etwa nur ein Marketingversprechen 

ist, zeigte sich kürzlich bei einem 

weltweit agierenden Kunden. Dieser 

hatte eine Platine einer Überspannung 

ausgesetzt, um zu sehen, 

welche Schäden dabei entstehen. 

Verschiedene Elemente waren dabei 

in Rauch aufgegangen – das Bauteil 

von WECO hingegen war nach 

dem Test noch voll funktionsfähig. 

Temperatur- und vibrationsresistent 

Ein gefürchtetes Problem bei der 

Stromerzeugung in Windkraftanlagen 

sind Vibrationen mit wechselndem 

Frequenzgang. Kontinuierliche 

Erschütterungen können dazu 

führen, dass sich Steckverbindungen 

unbeabsichtigt oder unkontrolliert 

lösen. Bei Anschlüssen auf der 

Leiterplatte besteht darüber hinaus 

die Gefahr, dass Vibrationen 

durch Zug- und Stoßbewegungen 

zu mechanischen Belastungen führen, 

die zum Ausreißen der Lötstellen 

oder Kontaktproblemen durch 

sogenannte „kalte Lötstellen“ führen. 

Dies kann nicht nur zum Ausfall 

der Anlage führen – bei größeren 

Strömen droht sogar ein Leiterplattenbrand. 

Um solche Probleme zu vermeiden, 

hat das Unternehmen eine 

eigene Anker- und Einrast-Technik 

für Steckverbinder entwickelt. Diese 

verhindert nicht nur eine unkontrollierte 

Trennung der Verbindung. Sie 

schützt darüber hinaus die Löt stellen 

vor mechanischem Ausreißen. Temperaturschwankungen 

können ebenfalls 

zu mechanischen Belastungen 

der Bauteile führen und dadurch 

eine verlässliche Verbindung gefährden. 

Ein intelligentes Design sorgt 

für hohe Toleranz gegenüber temperaturbedingten 

Veränderungen 

der Bauteile, sodass der sichere 

Betrieb auch bei großen Temperaturschwankungen 

gewährleistet ist. 

Unterstützung für grüne 

Geschäftsmodelle 

Anwendungsbereich Windkraft 

Für Hersteller und Betreiber der 

Strom- und Wärme-Erzeugung ist 

das Ausfallrisiko von erheblicher 

wirtschaftlicher Bedeutung. Ungeplante 

Stillstände bedeuten Umsatzverluste, 

hinzu kommen vergleichsweise 

hohe Beschaffungskosten, 

wenn beispielsweise ein Solarpanel 

oder eine komplette Steuerung 

ausgetauscht werden müssen, 

und natürlich die Kosten für 

den Reparaturaufwand. 

Teilweise sind ganze Geschäftsmodelle 

von der Ausfallsicherheit der 

Produkte abhängig. Ein Beispiel findet 

sich im Bereich von Photovoltaik- 

Anlagen. Stadtwerke, überregionale 

Energieerzeuger und spezialisierte 

Unternehmen bieten inzwischen 

Leasing-Modelle an, teils inklusive 

Service-Bausteinen wie Wartung 

und Reparatur. Dementsprechend 

hoch ist das Interesse des Leasing-Anbieters, 

dass der Service- 

Fall möglichst selten bzw. gar nicht 

eintritt. Für dieses Geschäftsmodell 

haben sich Wechselrichter eines 

sehr bekannten deutschen Herstellers 

bewährt. Dieser setzt konsequent 

auf Bauteile des Hanauer 

Spezialisten, um in diesem sensiblen 

Kundensegment mit hoher 

Lebensdauer zu punkten. 

Auch andere Kunden vertrauen 

darauf, dass die Elektronik mit der 

Lebensdauer der Anlagen und 

Geräte mithält. So liefert das Unternehmen 

an international tätige Hersteller 

die Herzstücke der Technik 

für Alarmanlagen und Rauchmelder, 

die Teil der Meldezentrale 

sind. Fehlalarme dürfen hier ebenso 

wenig auftreten wie ein Versagen 

der Technik im Ernstfall. 

Nachhaltigkeit zahlt sich aus 

Der Zusammenhang zwischen 

Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit 

deckt die unternehmerische Kalkulation 

über den gesamten Lebenszyklus 

auf, die Total Cost of Ownership 

(TCO). Neben den Anschaffungsinvestitionen 

werden hier auch die 

Betriebskosten, Aufwendungen für 

Wartung, Instandhaltung und Reparaturen 

und nicht zuletzt die Kosten 

der Entsorgung berücksichtigt. Klassisches 

Beispiel für eine schlechte 

TCO ist eine günstige Maschine, die 

über einen hohen Energiebedarf 

im laufenden Betrieb die gesparten 

Anschaffungskosten mehr als 

auffrisst. 

Geschäftsführer Detlef Fritsch 

räumt ein, dass die Aufwendungen 

für ein intelligentes Design der Bauteile, 

eine ressourcenschonende 

Produktion und die Sicherung der 

hohen Qualität bei der Auslieferung 

sich im Preis bemerkbar machen. 

Doch aufgrund der besonders langen 

Lebensdauer und der daraus 

resultierenden Einsparungen 

er reiche man eine deutlich bessere 

TCO. Und nicht zuletzt auch einen 

zusätzlichen Beitrag zum Umweltund 

Klima schutz. ◄ 


9

Aktuelles 

ELECTRONIC ASSEMBLY wird zu DISPLAY VISIONS 

DISPLAY VISIONS GmbH 

www.lcd-module.de 

Nichts ist beständiger als der 

Wandel! Nach fast 45 Jahren ändert 

die ELECTRONIC ASSEMBLY, der 

Spezialist für hochwertige Industrie 

Displays Ihren Namen und heißt in 

Zukunft DISPLAY VISIONS. Mit der 

Namensänderung, soll die Kernkompetenz 

des Unternehmens noch 

deutlicher hervorgehoben werden. 

Displays und HMI-Lösungen 

Damit tragen die Experten für industrielle 

Displays dem Umstand 

Rechnung, dass der Schwerpunkt 

ihrer Tätigkeiten schon seit über 

zwanzig Jahren auf intelligenten 

Displays und HMI-Lösungen sowie 

kundenspezifischen Anzeigen 

liegt. Das Produktspektrum reicht 

von einfachen Sieben-Segment- 

Anzeigen für Messinstrumente bis 

zum anspruchsvollen Farbdisplay 

mit Touch-Panel. Damit bedient 

DISPLAY VISIONS eine Vielzahl 

von Branchen, von der Prozessautomatisierung 

über den Maschinenbau 

und die Medizingerätetechnik 

bis hin zur Informationstechnik 

(IOT). In Sachen LCD-Technologie 

ist die inhabergeführte DISPLAY 

VISIONS GmbH inzwischen Marktführer 

in Europa. Dank des weltweiten 

Vertriebsnetzes kommen die Displays 

in allen Teilen der Welt zum 

Einsatz. Unter dem Motto „making 

things easy“, entstehen in Gilching 

bei München Displays, die „out of 

the box” lauffähig sind. Dank integriertem 

Grafik-Controller, bestückt 

mit anspruchsvollen Grafikfunktionen 

und Animationen, kann der Entwickler 

sie über einfache Funktionsaufrufe 

nutzen. Der Aufwand für 

Assembler-Programmierung und 

Test dieser Funktionen entfällt. Das 

fertige Produkt ist damit deutlich 

schneller und damit zu niedrigeren 

Kosten im Markt. Mit eigener Entwicklungsabteilung 

und hausinterner 

Produktion gewähr leistet DISPLAY 

VISIONS ein hohes Qualitätsniveau 

und das gewisse Mehr an Flexibilität, 

das für den Erfolg seiner Kunden 

heutzutage mehr denn je entscheidend 

ist. ◄ 

Der Weg von der Innovation in die Versorgung 

Viele zukunftsweisende, bereits auf 

dem Gesundheitsmarkt als Produkt 

etablierte Innovationen, wurden von 

dynamischen Start-ups entwickelt. Der 

Weg von der Idee bis zur trag fähigen 

und eingeführten Lösung im Gesundheitssystem 

ist allerdings sehr lang und 

herausfordernd. Ein gutes, interdisziplinäres 

Netzwerk ist hier unerlässlich. 

Die Auftaktveranstaltung des Medtec- 

SUMMIT im Fokus „Wann wird eine 

Idee zum Unicorn?“, eine Kooperation 

von Bayern Innovativ und des TUM 

Venture Lab Healthcare, behandelt 

genau diese Thematik. Start-ups und 

Scale-ups erhalten praxisnahe Tipps 

für alle Phasen der Unternehmensgründung 

bis hin zum internationalen 

Markteintritt. Die Themen Finanzierung, 

Marktzugang, Erstattung und 

Regulatorik stehen im Fokus. Nicht 

nur die Herausforderungen, sondern 

vor allem auch die Lösungen werden 

präsentiert. Für die Panels und Vorträge 

konnten renommierte Key Note 

Speaker wie Stefan Vielmeier, Gründer 

und CEO der Brainlab AG sowie 

Helmut Schönen berger, Geschäftsführer 

der UnternehmerTUM GmbH 

gewonnen werden. Neben spannenden 

Vorträgen, Diskussionsrunden 

und aktivem Networking werden 

zwei Workshops für die Teilnehmenden 

angeboten. Der Workshop 

„Investmentlandschaft in Bayern und 

Anregungen zur Verbesserung“ richtet 

sich an private und institutionelle 

Investoren. Der parallel stattfindende 

Workshop „Importance of Time-to- 

Market: Beschleunigung in der Skalierung 

von Geschäfts modellen“ ist 

für Start-ups sowie deren Netzwerkpartner 

relevant. Innovationsförderung 

sowie deren Einbindung in die medizinische 

und klinische Infrastruktur sind 

von hoher Relevanz für die Gesundheitsbranche. 

Die Teilnehmenden werden 

mit Vorträgen und in Workshops 

durch die vier Phasen Pre-Seed, Seed, 

Series-A und Scale-up geführt. Der 

Medtec SUMMIT im Fokus adressiert 

Start-ups aus den Bereichen Medizintechnik, 

Digital Health sowie Biotechnologie. 

Pre-Seed-Phase 

Das erste Veranstaltungspanel 

konzentriert sich auf die Vorgründungsphase. 

Hierbei geht es neben 

der Teamzusammensetzung, der IP 

und der Lizensierung vor allem auch 

um die verschiedenen frühen Finanzierungsmöglichkeiten. 

Seed-Phase 

In dieser Phase sind Funktionsmuster 

in Prototypen zu überführen 

sowie Detailpläne für Zulassung, 

Marktzugang und Erstattung zu erarbeiten. 

Ein Kernthema ist die Finanzierung 

durch Business Angels und Frühphasen-Investoren. 

Mit der Installation 

der ersten Systeme, dem Deployment 

der Software oder der Durchführung 

von klinischen Studien ist die nächste 

Phase, die Serie-A-Phase, erreicht. 

Als Highlight dieses Panels berichtet 

ein Start-up-Team über seine Erfahrungen 

in dieser Phase. 

Serie-A-Phase 

In dieser Phase starten die klinischen 

Studien und die Skalierung 

wird vorbereitet. Expertinnen und 

Experten berichten über die Relevanz 

des Aufbaus von Referenzzentren. 

Scale-up-Phase 

Nach erfolgreichem Markteintritt 

geht es um die Skalierung in weitere 

internationale Märkte oder auch weitere 

Indikationen sowie die damit verbunden 

Herausforderungen. 

Forum MedTech Pharma e.V. 

www.medtech-pharma.de 


DAS BESTE AUS 

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Dienstleistung 


Vom Hersteller zum Dienstleister 

Umfangreiche Dokumentation wird mitgeliefert 

Kabellose User Interfaces sind im OP – hier eine Demo-Installation von 

steute Meditec auf einer Medizintechnik-Messe – inzwischen Standard 

User Interfaces, die per Funk 

bedient werden, bieten diverse Vorteile 

und haben sich deshalb in vielen 

Bereichen der Medizin durchgesetzt. 

Der Gerätehersteller muss 

allerdings mit höheren Prüfungs- und 

Dokumentationsaufwand rechnen 

als bei kabelgebundenen Bediensystemen 

- es sei denn, sein Lieferant 

ist MDR-ready und bietet ihm 

sein User Interface direkt mit der 

entsprechenden Dokumentation an 

Autor: 

Guido Becker, 

Division Manager Meditec, 

steute Technologies 

GmbH & Co. KG 

www.steute-meditec.com 

Bei der Entwicklung von Medizingeräten 

steigt der Dokumentationsaufwand 

durch neue Richtlinien 

und Normen spürbar. Die 

Medizinprodukte-Richtlinie (MDR) 

ist sicherlich das markanteste, 

aber keineswegs das einzige Beispiel. 

So einleuchtend die Notwendigkeit 

einer sorgfältigen Dokumentation 

und der damit verbunden 

Prüfungen, Tests und Nachweise 

in der Medizintechnik auch 

ist: Der Einsatz neuer Technologien, 

die in der Praxis des OP- 

Betriebs deutliche Vorteile bringen, 

wird dadurch komplexer 

und zeitaufwändiger – und das 

in einer Situation, wo schon der 

„Status quo“ der (Medizin-)Technik 

aufgrund neuer Richtlinien und 

Anforderungen einen erheblichen 

Aufwand an zusätzlicher Dokumentation 

erfordert. 

Aus Sicht der Zulieferer von Subsystemen 

für Medizingeräte kann 

die aufwändige Dokumentation, 

die längst nicht nur die Koexistenz 

betrifft, ein Hemmnis für die breitere 

Nutzung von Innovationen sein. Das 

betrifft auch und insbesondere die 

Nutzung von Funktechnologien zur 

Kommunikation zwischen dem Medizingerät 

und seinem User Interface. 

Immer mehr Funksysteme 

im OP 

Die erhöhten Anforderungen 

haben in diesem Fall schon deshalb 

ihre Berechtigung, weil im OP 

immer mehr Funksysteme zum Einsatz 

kommen, was seinen Grund 

eben in den Vorteilen der Funkkommunikation 

hat. Aus diesem Grund 

muss z. B. die Koexistenz des einzusetzenden 

Funkstandards gegenüber 

diversen anderen Funknetzen 

bzw. -frequenzen (WLAN, Bluetooth, 

Zigbee, Mikrowellen…) nach IEEE/ 

ANSI C63.27 geprüft, nach gewiesen 

und dokumentiert werden. Auch die 

FDA fordert von den Medizingeräte- 

Herstellern den Nachweis der Koexistenz 

von Funksystemen. 

Ebenfalls zu berücksichtigen sind 

beim Einsatz von Funksystemen 

im OP u. a. die „Radio Equipment 

Directive“ (RED), die EMV-Richtlinie 

für medizintechnische Applikationen 

(IEC 60601-1-2:2016) und 

ggf. auch länderspezifische Vorschriften 

für Funksysteme. 

Standard- 

Funkbediensysteme: 

Dokumentation ist schon 

vorhanden 

Hersteller von Medizingeräten, die 

Funk-User-Interfaces aus dem Standardprogamm 

von steute Meditec 

(Bild 1) beziehen, müssen trotz dieser 

zusätzlichen Anforderungen 

nicht mit erhöhtem Dokumentationsaufwand 

rechnen. Diese Standard-Funkbediensysteme 

wurden 

nach allen relevanten Vorschriften 

getestet, und ihr Funkmodul ist in 

wichtigen Märkten wie Nordamerika 

(FCC), Europa (RED), Kanada 

(IC) und Japan (ARIB) zugelassen. 

Die entsprechenden Belege einschließlich 

der Testreports werden 

jeweils mitgeliefert, so dass sie in 

die Dokumentation des Gesamtsystems 

integriert werden können. 

Dokumentation auch für 

kundenspezifische User 

Interfaces 

Bei den kundenspezifischen User 

Interfaces der „Custom“-Reihe hingegen 

müssen diese Prüfungen individuell 

durchgeführt und dokumentiert 

werden. Um den Anwendern 

die Nutzung dieser Art von Bediensystemen 

so einfach wie möglich zu 

machen, nimmt steute Meditec seinen 

Kunden die Prüf- und Dokumentationspflichten 

gemäß den eben 

erwähnten Richtlinien weitestgehend 

ab, wenn sie es wünschen. Das 

spart aus Sicht des Geräteherstellers 

(Entwicklungs-)Zeit. Da steute 

Vernetzung im OP 

Vorteile für Funk im OP 

Für den Trend zu User Interfaces, die per Funk kommunizieren, 

gibt es gute Gründe. Die Bediensysteme lassen sich freier positionieren 

– das erlaubt eine ergonomischere Bedienung. Außerdem 

stellen sie aus Hygienesicht kein Problem dar, weil sie weder Kabel 

noch Kabeleinführung benötigen. Mit Blick auf die (nahe) Zukunft wird 

ein weiterer Vorteil sichtbar: Künftig werden sich mehrere Medizingeräte 

mit einem einzigen Funk-User-Interface bedienen. Dafür werden 

– unter Mitwirkung von steute Meditec – aktuell die Grund lagen 

in der Entwicklung und der Normung (insbesondere in der Normenfamilie 

IEEE 11073) geschaffen. Diese Vernetzung wird unter der 

Bezeichnung SDC (Service-oriented Device Connectivity) vorangetrieben. 

Erste Praxis-Anwendungen gibt es bereits. 



Beispiel für kabellose Standard-Fußschalter für Medizingeräte, 

die kompakte Empfangseinheit wird am Gerät installiert 

Meditec umfassende Erfahrungen 

mit der entsprechenden Dokumentation 

hat, ist die Qualität der geforderten 

Nachweise hoch und sie 

erfüllen auch in vollem Umfang die 

jeweiligen Anforderungen. 

Vereinfachtes 

Doku-Verfahren: Die 

„Gap-Analyse“ 

Allerdings ist es letztlich die Aufgabe 

des Medizingeräte-Herstellers, 

diese Nachweise als Inverkehrbringer 

beizustellen. Mit den Prüfungen 

und den entsprechenden Dokumenten 

einschließlich der Testberichte 

muss er die von steute gelieferten 

Ergebnisse der Tests aber 

nur noch dahingehend prüfen, ob 

die Werte nach der Integration des 

User Interface in das Gesamt system 

zutreffend sind. Dieses Vorgehen 

bezeichnet man als Delta- oder 

Gap-Analyse. Als „vereinfachte 

Zulassung“ für kabellose Produkte 

im Sinne des Leitfadens der ETSI- 

Norm (ETSI EG 203 367) ist es normenkonform. 

Zertifikat für weltweite 

Zulassung 

Als Ergebnis der Prüfungen und 

der dokumentierten Tests der kabellosen 

User Interfaces liefert steute 

auf Wunsch ein „Certificate of Compliance“, 

das von der CSA erteilt 

wird. Überdies kann auch ein CB- 

Report erstellt werden, der dem in 

der Elektromedizin bekannten CB- 

Schema folgt und von internationalen 

Zulassungsstellen akzeptiert 

wird. 

Umfassende 

Software-Prüfung 

Damit ist das Aufgabenfeld 

der Dokumentation aber noch 

längst nicht abgeschlossen. Da 

für die kundenspezifischen User 

Interfaces individuelle Software 

geschrieben wird, gelten hier weitere 

und umfangreiche Prüf- und 

Dokumentationspflichten, die alle 

Phasen des Lebenszyklusprozesses 

nach EN 62304 berücksichtigen. 

Das gilt übrigens auch 

für kabelgebundene User Interfaces, 

sofern sie individuelle Software 

(z. B. die Anbindung an ein 

Bussystem) nutzen. Beide Arten 

von Prüfungen bzw. Nachweisen 

kann steute Meditec ebenfalls 

übernehmen. 

Weitere Anforderungen: 

Risikobetrachtung und 

-analyse 

Die Test- und Dokumentationspflichten 

gehen sogar noch weiter, 

weil auch die Risiken für den 

Anwender und die Umwelt ermittelt 

werden müssen. Dabei gelten 

die Anforderungen der EN 14971 

an das (ebenfalls geforderte und 

zu dokumentierende) Risikomanagement. 

Zudem muss für alle 

Bediensysteme – auch die kabelgebundenen 

– eine Risikobetrachtung 

durchgeführt werden. Deren 

Ergebnisse stellt steute dem Medizingerätehersteller 

als Eingangsdaten 

für die Risikoanalyse des 

Gesamtsystems zur Verfügung. 

„MDR-ready“: 

Dokumentation gemäß MDR 

und FDA 

Nach wie vor intensiv diskutiert 

werden die Anforderungen der Medizingeräte-Richtlinie 

(MDR). User 

Interfaces von steute sind MDRready, 

das heißt steute Meditec 

stellt seinen Kunden auf Wunsch die 

Spezifikationen, Prozessinformationen, 

Risikoanalysen und Zertifikate 

ihrer Bediensysteme bereit. Diese 

Dokumentation können die Hersteller 

einfach in ihre Gerätehauptakte 

übernehmen. Damit erbringen sie 

den Nachweis, dass die User Interfaces 

den Anforderungen der MDR 

entsprechen. 

Dieses Service-Angebot gilt nicht 

nur für Europa, sondern bei Bedarf 

auch für den amerikanischen Markt. 

Denn steute Meditec ist bei der FDA 

im Rahmen der „FDA Establishment 

Registration“ (21 CFR 807) als 

„Contract Manufacturer“ registriert 

und kann sich somit als Auftragsfertiger 

auf das Device Listing des 

vom Kunden gefertigten Medizinsystems 

verlinken. Das vereinfacht 

aus Sicht des Medizingeräteherstellers 

den Nachweis, dass seine eingesetzten 

Komponenten den Anforderungen 

der FDA entsprechen. 

Bewährtes Funksystem für 

den OP 

Als Funksystem kommt in allen 

Fällen das von steute eigens für die 

Medizintechnik entwickelte Funkprotokoll 

SW2.4LE-MED zum Einsatz, 

das sich u. a. durch geringen Energieverbrauch 

und schnelle Reaktionszeit 

auszeichnet. Die Übertragungssicherheit 

wird durch die sehr 

geringe Restfehlerwahrscheinlichkeit 

von unter 1 x 10-9 1/h dokumentiert. 

Damit erfüllt das Funksystem 

die Anforderungen von SIL 3 (Safety 

Integrity Level nach IEC 61508). 

Vom Hersteller zum 

Dienstleister 

Die Dienstleistung der Dokumentation 

von kundenspezifischen Produkten 

und Systemen verursacht 

einen hohen Arbeitsaufwand und 

setzt viele Prüfungen voraus (die 

steute überwiegend im eigenen, 

gut ausgestatteten Entwicklungszentrum 

erledigen kann). Deshalb 

ist eine solche Dokumentation für 

einen Hersteller von User Interfaces 

nicht selbstverständlich. Aus Sicht 

der Hersteller von Medizingeräten 

erspart dieses Dokumentationspaket 

sehr viel Arbeit. Und er kann sichergehen, 

dass im Zuge der Prüfungen 

durch internationale oder nationale 

Prüfstellen keine Überraschungen 

auftreten. Aus der Perspektive von 

steute Meditec bietet dieser Service 

auch ein Mehrwert, weil es einen 

wertvollen Schritt auf dem Weg 

von Hersteller zum umfassenden 

Diestleistungs-Anbieter darstellt. ◄ 

Joystick in Action 


Bei kundenspezifischen User Interface-Entwicklungen von steute Meditec 

kommt die Funktechnik SW2.4LE-MED fast ausnahmslos zum Einsatz. Im 

Bild: Bediensystem für Operationsmikroskope 

13


Maßgeschneiderte Embedded Systeme für die Medizintechnik 

© Ginzinger electronic systems GmbH 

In der Medizintechnik sind Elektronik 

und Embedded Systems wichtige 

Kernbestandteile. Sie senken die 

Kosten und ermöglichen ganz neue 

Einsatzgebiete. Der große Fortschritt 

in diesem Bereich erhöht die Qualität 

der Gesundheitsversorgung und 

reduziert Kosten für medizinisches 

Management. Für das Design, sowie 

die Entwicklung und Produktion von 

Embedded Systemen und Elektronik 

ist speziell im Bereich Medizintechnik 

viel Knowhow in unterschiedlichen 

Disziplinen notwendig. 

Medizintechnik gehört zu den 

Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. 

Elektronik und Embedded 

Systeme sind heutzutage nicht mehr 

aus der Medizin wegzudenken. Ob 

als Wearable am Körper, Herz-Lungen-Maschinen 

im Krankenhaus, 

Diagnosegeräte, Laborausstattung 

oder Behandlungsgeräte für den 

Zahnarzt. Elektronik und Software 

sind allgegenwärtig. Der große Fortschritt 

in der Medizintechnik erhöht 

die Qualität der Gesundheitsversorgung 

und reduziert die Kosten 

für das medizinische Management. 

Normen und Zertifizierung 

Der Einsatz von Technik in der 

Medizin erfordert strikte Maßnahmen 

zum Ausschluss von Fehlfunktionen 

und zur dauerhaften Sicherung 

der Qualität. Diese Maßnahmen 

sind über den gesamten Produktlebenszyklus 

einzuhalten und 

zu dokumentieren. Es beginnt mit 

den Spezifikationen über die Entwicklung 

bis zur Abkündigung des 

Produkts. Von den Systemen der 

Medizintechnik darf keine Gefahr 

für Leib und Leben ausgehen. 

Aus diesem Grund sind für die 

Entwicklung von medizintechnischen 

Geräten viele Normen und Vorschriften 

zu berücksichtigen. Vor dem Einsatz 

der Geräte werden zahlreiche 

Zertifizierungen durchlaufen. Über 

den Lebenszyklus eines Medizintechnikprodukts 

werden die Qualität 

der Produktion und des Produkts 

laufend von Behörden und 

befugten Institutionen überwacht. 

Wichtige Richtlinien und 

Normen 

Einige wichtige Richtlinien und Normen 

der Medizintechnik, die Entwickler 

kennen müssen sind: 

• Medical Device Regulation MDR 

der EU 

• IVDR – In-vitro-Diagnostic Device 

Regulation der EU 

• EN ISO 13485 – Managementsystem 

für Design und Herstellung 

von Medizinprodukten 

• EN 60601 - Normenkomplex über 

medizinische elektrische Geräte 

und Systeme 

Einfache Bedienung und 

optimale Nutzung 

Einfaches, intuitives und fehlerfreies 

Bedienen ist in der Medizintechnik 

wichtig. Nicht zuletzt ist 

das User-Interface auch ein wichtiges 

Designelement eines Geräts 

und Entscheidungsgrundlage für 

den potenziellen Käufer oder die 

potenzielle Käuferin. Die optimale 

User-Experience steigert die 

Akzeptanz und reduziert den Lernaufwand 

sowie die Fehleranfälligkeit 

beim Anwender. In kritischen 

HTV - Das Hochleistungszentrum für elektronische Komponenten 

Vorsicht – gefälschte Bauteile! 

Spürnase im Einsatz 

HTV-Institut für Materialanalyse empfiehlt 

internationalen SAE-Standard AS6081 

zur Ermittlung von Bauteilfälschungen 

Inspektion und frühzeitige Erkennung 

von gefälschten EEE-Bauteilen durch 

akustische Mikroskopie (SAM) 

Weitere Dienstleistungen 

- Test 

- Bauteilprogrammierung 

- Langzeitkonservierung & -lagerung 

- Institut für Materialanalyse 

- Bauteilbearbeitung 

- HTV-Akademie 

Viele weltweit 

einmalige 

Dienstleistungen! 

HTV Halbleiter-Test & Vertriebs-GmbH 

Robert-Bosch-Str. 28 • D-64625 Bensheim 

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

E-Mail: vertrieb@HTV-GmbH.de • Internet: www.HTV-GmbH.de 



Umgebungen, wie Behandlungsräumen 

oder Laboren muss dafür 

gesorgt werden, dass Bedienoberflächen 

des HMI und Schalterelemente 

keimfrei gehalten werden. 

Heute wird die Bedienung von Medizingeräten 

mittels Sprachein- und 

Ausgabe vereinfacht. Künstliche 

Intelligenz unterstützt beim Einsatz, 

indem sie beispielsweise Vorschläge 

zur Interpretation von Bildern 

oder Messergebnissen in der 

Diagnostik macht und die Nutzerin 

bzw. den Nutzer bei wichtigen Entscheidungen 

entlastet. 

Messtechnik, Sensoren und 

Aktoren 

In der Medizintechnik kommen 

vielfältige Sensoren zum Einsatz, 

um Vitaldaten zu erfassen oder 

Substanzen in Laboren zu analysieren. 

Direkt am Körper eines Patienten 

oder einer Patientin können 

Puls, Blutdruck oder Körpertemperatur 

erfasst werden. Mittels komplexer, 

spektroskopischer Verfahren 

kann in einem Laborgerät die 

Zusammensetzung von Geweben 

und Flüssigkeiten bestimmt werden. 

Die technische Herausforderung 

besteht dabei sehr oft im kontinuierlichen 

Erfassen und Verarbeiten 

von Kleinstsignalen in störanfälligen 

Umgebungen. Umfassende 

Erfahrung mit Analogtechnik 

und digitaler Signalverarbeitung 

ist ein wichtiges Rüstzeug für 

den Entwickler. Mit der Elektronik 

werden oft auch optische Systeme 

integriert, was wiederum Spezialwissen 

erfordert. 

Für alle Messungen am Körper 

eines Patienten sind höchstmögliche 

Sicherheitsstandards einzuhalten. 

Das gilt selbstverständlich 

auch für den aktiven Eingriff durch 

ein Medizingerät. Die eingesetzten 

Aktoren, wie Pumpen zum Transport 

von Körperflüssigkeiten oder 

Antriebe zum Bohren oder Schneiden 

von Knochen oder Geweben 

müssen zuverlässig funktionieren. 

Der Entwickler eines Medizingeräts 

muss sicherstellen und 

nachweisen, dass der Einsatz mit 

minimalem Risiko durchgeführt 

werden kann. 

Mobilität, 

Energiemanagement und 

Rechenleistung 

Zunehmende Miniaturisierung 

und Rechenleistung von Elektronik 

Wir führen Technologien zusammen 

Die Helmut Hund GmbH in Wetzlar ist 

seit über 50 Jahren auf kundenspezifische 

Produktentwicklungen und Fertigung in den 

Bereichen Optik/Faseroptik, Elektronik und 

Feinwerktechnik spezialisiert. 

Im Schwerpunkt werden Baugruppen und 

Systemlösungen für die Bereiche Medizintechnik, 

Messtechnik/Sensorik und Umweltmesstechnik 

gefertigt. Darüber hinaus 

werden Instrumente unter dem Markennamen 

HUND vertrieben, beispielsweise für 

Anwendungen in der Medizintechnik, der 

Mikroskopie und der Pollen- und Umweltmesstechnik. 

und Embedded Systemen ermöglichen 

heute Medizingeräte, die klein 

und kompakt direkt am Patienten. 

Daten sammeln und Kontrollentscheidungen 

treffen. Dabei werden 

Mikrocontroller mit minimalem 

Energiebedarf und ein ausgeklügeltes 

Energiemanagement 

für einen lang lebigen und schonenden 

Batteriebetrieb kombiniert. 

Herzschritt macher können 

heute mit einer einzigen Batterie 

bis zu 10 Jahre betrieben werden. 

Die Rechenleistung der eingesetzten 

Prozessoren ermöglicht 

eine umfangreiche Signalvorverarbeitung 

und Auswertung bis 

zum Einsatz von Algorithmen aus 

dem Bereich Machine Learning 

und Künstliche Intelligenz. Entwickler 

von Medizingeräten müssen 

mit Batterietechnik und deren 

sicherer Anwendung ebenso vertraut 

sein, wie mit den möglichen 

Energiesparstufen unterschiedlicher 

Mikroprozessoren. Die Einsatzfälle 

des Geräts sind genau zu 

Helmut Hund GmbH 

Artur-Herzog-Straße 2 · D-35580 Wetzlar · Germany 

Tel. +49 (0) 6441 2004-0 · Fax +49 (0) 6441 2004-44 

info@hund.de · www.hund.de 


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von Medizingeräten sollte immer die 

Sicherheit im Fokus haben und mit 

den dafür notwendigen Vorschriften 

und Abläufen vertraut sein. 

© Ginzinger electronic systems GmbH 

analysieren, um eine exakte Energiebilanz 

zu berechnen. 

Connectivity und Security 

Wir erleben auch in der Medizin 

eine digitale Revolution, die alle 

Lebens- und Wirtschaftsbereiche 

grundlegend erfasst. Medizingeräte 

werden immer intelligenter und laufen 

nur noch selten im Inselbetrieb. 

Vitaldaten der Patientin oder des 

Patienten und Diagnosedaten aus 

Labors werden nahtlos an medizinische 

IT-Systeme übertragen und 

ausgewertet. 

Dabei kommen unterschiedliche 

Netzwerk- und Funkstandards zum 

Einsatz, und es muss jederzeit die 

Integrität und Sicherheit der Daten 

gewährleistet sein. Patientendaten 

sind äußerst sensibel und es sind 

dafür die höchsten Datenschutzstandards 

zu berücksichtigen. Geräte 

werden mit medizinisch zertifizierten 

Cloud-Systemen betrieben. 

Die Übertragung der Daten erfolgt 

verschlüsselt und abge sichert. 

Manipulationen und unberechtigte 

Zugriffe sind zu verhindern. Bei der 

Entwicklung moderner Medizingeräte 

ist daher Knowhow über Netzwerktechnik, 

Netzwerksicherheit und 

Verschlüsselung gefordert. 

Sicherheit und 

Zuverlässigkeit 

Medizingeräte müssen dauerhaft 

und zuverlässig funktionieren. Das 

Risiko für Fehlfunktionen im Betrieb 

© DMU GmbH 

ist bereits in der Entwicklung zu minimieren. 

Dafür sind laufend umfangreiche 

Risikoanalysen durchzuführen. 

Auf Basis dieser Analysen werden 

Maßnahmen abgeleitet, um 

potenzielle Bedrohungen weiter zu 

minimieren. Zum Einsatz kommen 

redundante Systeme, ausgeklügelte 

Überwachungsfunktionen in Hardund 

Software und Bausteine, die 

den vorgeschriebenen Standards 

genügen. Weiterhin muss die langfristige 

Wartung und Pflege eines 

Medizinprodukts über den gesamten 

Lebenszyklus gewährleistet 

sein, um dauerhaft höchstmögliche 

Sicherheit zu garantieren. 

Beim eingesetzten Material 

werden im medizinischen Umfeld 

ebenfalls spezielle Anforderungen 

berücksichtigt. Oberflächen, Taster 

oder Touch-Displays sollten desinfizierbar 

sein. Einige Komponenten 

müssen über die Lebenszeit 

eine bestimmte Anzahl an Sterilisationszyklen 

in einem Autoklaven 

unbeschadet verkraften. Im Kontakt 

mit dem Patienten oder der 

Patientin müssen bioverträgliche 

oder atmungsaktive Materialien 

verwendet werden. Der Entwickler 

© WH Dentalwerk Bürmoos GmbH 

Stabilität über viele Jahre 

Um eine robuste Hard- und Softwareplattform 

für die Serienproduktion 

zu schaffen, müssen die Aufwände 

für Integration, laufende Wartung 

und Erweiterungen von Anfang 

an und über den gesamten Produktlebenszyklus 

betrachtet werden. 

Trotz der sich rasch ändernden 

Ansprüche verlangt die Medizintechnik 

nach langer Lebensdauer ihrer 

Geräte. Änderungen in Hardware 

oder Software ziehen langwierige 

Zulassungsprozeduren nach sich. 

Schon beim Gerätedesign muss 

darauf geachtet werden, dass langlebige 

Bauteile, möglichst aus mehreren 

Quellen, eingesetzt und validiert 

werden. Die Embedded-Software 

muss äußerst stabil, fehlertolerant 

und robust gestaltet sein. Updates, 

z. B. bei neuen Bedrohungsszenarien 

oder für neue Funktionen, müssen 

rasch und sicher eingespielt werden 

können. In jedem Fall ist über 

die Entwicklung hinaus eine langfristig 

stabile Partnerschaft mit dem 

Entwicklungspartner unabdingbar. 

Ginzinger electronic 

systems 

Ginzinger electronic systems ist 

ein Komplettanbieter für die Entwicklung 

maßgeschneiderter, integrierter 

Embedded Linux Hard- und 

Softwarekomponenten, Leistungselektronik, 

Microcontroller-Lösungen 

und deren langfristige Produktion. 

Ginzinger electronic 

systems GmbH 

www.ginzinger.com 



Möglichkeiten der Sensorintegration für die Katheter-Herstellung erweitert 

Neue Therapien im Bereich der Elektrophysiologie, 

der neurovaskulären Medizin, der Bildgebung 

und der renalen Denervierung erfordern, 

dass die Medizintechnik-Branche mehr Funktionen 

auf kleinerem Raum integriert. Die Miniaturisierung 

und die Integration komplizierter 

Sensoren ist eine zentrale Herausforderung. 

Als Fertigungs- und Entwicklungspartner bietet 

Freudenberg seinen Kunden neue Technologien 

für diese sich schnell verändernde Landschaft. 

„Wir kennen die Schwierigkeiten bei der Handhabung 

empfindlicher Sensoren in komplexen 

Montageprozessen. Wir wissen, dass die Architektur 

und die Stapelung von Toleranzen für 

diese empfindlichen Komponenten, die gleichzeitig 

einer hohen Belastung als auch Komprimierung 

unterliegen, angepasst werden müssen“, 

sagt Dr. Mark Ostwald, Präsident der Strategischen 

Geschäftseinheit Minimal-Invasive 

Lösungen von Freudenberg Medical. „Aufgrund 

unserer Erfahrung wissen wir am besten, wie 

man mit schwankenden Temperaturen umgeht 

und wie man Prozesse verfeinert, um sie reproduzierbar 

zu machen und besser auf die Fertigung 

abzustimmen.“ 

Durch seine strategisch erweiterten Fähigkeiten 

kann Freudenberg mit Sensoren wie 

Temperatur- und Drucksensoren, ganzen Sensorengruppen 

und faseroptischen Sensoren 

arbeiten. Mit seiner vertikal integrierten Katheter-Entwicklung 

und -Herstellung ist das Unternehmen 

der ideale Partner für intelligente Katheter 

und Transkatheter-Systeme. Weitere Informationen 

gibt die Fallstudie. 

Vom Konzept bis zur 

Kommerzialisierung 

Freudenberg Medical verfügt über ein umfassendes 

Know-how in der Katheter-Entwicklung. 

Dieses umfasst Teilbereiche wie hochentwickelte 

Extrusion, Griff- und Schaftentwicklung, 

Ballonentwicklung und -herstellung, Feinrohre 

und Mikrokomponenten aus Metall, Bauteilund 

Sensorintegration sowie Beschichtungen. 

Vom Konzept bis zur Kommerzialisierung hat 

Freudenberg Medical alle Lösungen parat, um 

qualitativ hochwertige Produkte schnell auf den 

Markt zu bringen. 

Freudenberg Medical 

www.freudenbergmedical.de 

cms electronics ist ein Komplettanbieter 

für Electronic-Manufacturing-Services 

(EMS): von der Entwicklung über das Design, 

die Musterfertigung, den Materialeinkauf, das 

Bestücken der Baugruppen inklusive dem 

Testen bis zur Endgerätemontage bekommen 

Kunden alles aus einer Hand. Hauptmärkte 

sind Automotive, Industrie, erneuerbare Energien 

und Medizintechnik. 

cms electronics bietet integrierte Lösungen 

über die gesamte Versorgungskette und jahrzehntelange 

Erfahrung in der EMS-Fertigung. 

Ihr Partner für die Elektronikfertigung 

Unser Service – Ihr Gewinn: 

■ Entwicklung von Hard- und Software 

für elektronische und mechatronische 

Baugruppen, Geräte und Systeme 

■ Kundenspezifisches Design 

■ Entwicklung von Testkonzepten 

■ Materialmanagement 

■ Manuelles und automatisiertes Bestücken, 

Testen und Montage von Baugruppen, 

Systemen und Geräten mittels modernstem 

Fertigungsequipment und State-of-the-art- 

Technologien 

■ Eigenentwicklungen von 

Multifunktionstestgeräten 

■ Roboterbasierte Testanlagen 

■ Auftragsbezogene und kundenspezifische 

Kalkulationen zu optimierten Preisen 

■ NPI – Produkteinführung mit etablierten 

Prozessen 

■ Null-Fehler-Philosophie 

Über cms electronics: 

Fertigungen in Klagenfurt am Wörthersee/ 

Österreich (Zentrale), in Fonyod/Ungarn und in 

March-Freiburg (Deutschland); Vertriebsbüros 

in Kassel und March-Freiburg/Deutschland; 

zwei Trading-Offices in China (Hong Kong und 

Shenzhen). Gegründet 2003, 480 Mitarbeiter. 

Zertifiziert nach: 

ISO 9001 

IATF 16949 

ISO 14001 und 

ISO 13485. 

Mehrfache Auszeichnungen für Flexibilität, 

Liefertreue und Qualität. 

electronics all inklusive 

Electronic-Manufacturing-Services 

cms electronics gmbh 

Industriering 7 

A-9020 Klagenfurt am Wörthersee 

Tel: +43 0463 330 340 101 

www.cms-electronics.com 

meditronic-journal 2/2022 2/2022 

171


Präzision in Serie ist eine Frage des 

richtigen Designs 

Das enge Zusammenspiel von Optikdesign und Fertigung gibt WILD-Kunden Planungs- sowie Kostensicherheit 

und garantiert, dass von Beginn an fertigungsgerecht designt wird. 

von Design und Fertigung ist, um 

hochqualitative Optiken zeit- und 

kosteneffizient in kleinen und großen 

Stückzahlen herzustellen. Unsere 

Produktion und das damit einhergehende 

Verständnis für Fertigungstoleranzen 

und potenzielle Kostentreiber 

bringen eine Reihe von Vorteilen 

mit sich. Ebenso wie die Tatsache, 

dass die Unternehmensgruppe 

unterschiedlichste Kompetenzen 

bündelt - von der Machbarkeitsstudie 

über moderne Simulationsmethoden 

und den Prototypenbau bis 

hin zur Serienfertigung“, betont Photonic 

Standortleiter Stefan Zotter. 

ren. Es beschränkt sich also nicht 

nur auf die Auslegung einer Optik, 

sondern umfasst auch detaillierte 

Sensitivitäts- und Toleranzanalysen. 

„Wir untersuchen sämtliche 

potenziell vorhandenen Fertigungstoleranzen 

wie z. B. fertigungsbedingte 

Abweichungen vom Sollradius 

der Linse, Brechungsindexschwankungen 

des Glases 

oder das Passungsspiel zwischen 

Linse und Linsenfassung. Sie alle 

können sich auf die Leistungsparameter 

des optischen Systems auswirken. 

Erst wenn man alle unerwünschten 

Einflüsse analysiert und 

schon in der Designphase reduziert, 

entsteht ein System, das die geforderte 

optische Performance liefert – 

und zwar ab dem ersten Prototyp“, 

weiß Photonic Entwicklungsleiter 

Gerold Aschinger. Bei WILD und 

Photonic werden aus diesem Grund 

schon vor dem eigentlichen Optikdesign 

die Rahmenbedingungen 

kritisch hinterfragt und mit dem 

Kunden diskutiert. „Dadurch ist es 

mehrfach gelungen, günstigere und 

bessere Lösungen umzusetzen.“ 

WILD Gruppe 

www.wild.at 

Immer komplexere Geometrien, 

fortschreitende Miniaturisierung und 

höhere Anforderungen an die Genauigkeit, 

Qualität und Sauberkeit 

auf der Produktseite. Neue Materialien 

sowie innovative Verfahrensund 

Messtechniken seitens der Fertigung: 

Um optische Hochleistungsprodukte 

z. B. für die Medizintechnik 

konkurrenzfähig zu realisieren, 

muss der Workflow vom Optikdesign 

über die exakte Fertigung bis 

zur Qualitätskontrolle perfekt aufeinander 

abgestimmt sein. Zusätzlich 

ist ein genauer Blick auf wirtschaftliche 

Faktoren notwendig. 

Denn wenn Entwicklung und Produktion 

in getrennten Welten verlaufen, 

ist die Versuchung oft groß, 

dass Designer dort optimieren, wo 

die Fertigung später an ihre Grenzen 

stößt. Bei der WILD Gruppe ist 

das anders. „Wir wissen, wie entscheidend 

das Zusammenspiel 

Über die vorgegebene 

Problemstellung 

hinausdenken 

Grundsätzlich hat Optikdesign 

die Aufgabe, eine anwendungsspezifische 

Abbildungsqualität und 

Lichtverteilung effizient zu realisie- 

Flexibel zum besten Design 

Diese Offenheit im Denken ist 

unter anderem auf die Breite an 

Fertigungsmöglichkeiten der WILD 

Gruppe zurückzuführen. Die Entwickler 

sind bei der Auslegung ihres 

Designs flexibel. „Ein System wird 



nicht auf ein bestimmtes – möglicherweise 

ineffizientes Fertigungsverfahren 

– hin getrimmt. Vielmehr 

optimieren wir es für die Fertigungsmethode, 

die die Problemstellung am 

besten löst und den höchsten Wert 

für den Kunden generiert“, erläutert 

Stefan Werkl, Head of Business Unit 

Optical Technologies WILD GmbH. 

Schnellere Time-to-Market 

Ein weiterer Vorteil dieses fertigungsgerechten 

Designs: „Das 

enge Zusammenspiel von Optikund 

Mechanikdesign verkürzt die 

Time-to-Market maßgeblich“, betont 

Optik Designer Rembert Fertner. Da 

bereits bei der Simulation die spätere 

Realisierbarkeit berücksichtigt 

wird, reduziert sich die Zahl 

der Korrekturloops an den Prototypyen 

deutlich. 

„Die Optikdesigner bei WILD 

und Photonic wenden für abbildende 

Optiken die Simulationssoftware 

Zemax OpticStudio an sowie 

LightTools für den Bereich Beleuchtungsoptik. 

Dort, wo der Standardfunktionsumfang 

dieser Tools nicht 

ausreicht, erweitern unsere Entwickler 

diesen über das Schreiben 

von Scripten, unter anderem in 

Python“, erklärt Stefan Zotter. Doch 

ihr Be tätigungsfeld beschränkt sich 

nicht nur auf die Simulation: Die 

Ergebnisse werden immer wieder 

mit Experimenten am optischen 

Tisch bzw. im Prototyping verifiziert 

und Messergebnisse aus der Produktion 

in die Toleranzmodelle der 

Designs eingepflegt. „Diese wertvollen 

Feedbackloops zwischen Fertigung 

und Optikdesign heben die 

WILD Gruppe von herkömmlichen 

Opikdesign büros und reinen Optikfertigern 

ab“, ist sich Zotter sicher. 

Erfahrung aus 

verschiedenen Bereichen 

Was Kunden der WILD Gruppe 

ebenfalls zugutekommt, ist die 

langjährige Erfahrung des Technologiepartners 

in verschiedenen 

Bereichen. Die Experten in Völkermarkt 

beschäftigen sich hauptsächlich 

mit abbildenden optischen Systemen 

und Freiformoptiken. Photonic 

hat sehr viel Know-how in der 

Beleuchtungsoptik, die in fast allen 

optischen Anwendungen benötigt 

wird. Als Beispiel nennt Joachim 

Enengl, Photonic Business Developer, 

den Bereich Fluoreszenzgestützte 

Tumorresektion: „Hier wird 

deutlich, dass neben moderner 

Display- und Kameratechnik die 

Beleuchtung maßgeblich dazu beiträgt, 

Augmented-Reality Lösungen 

in der Medizintechnik umzusetzen. 

Nur wer das notwendige Fach wissen 

rund um die Abläufe im Operationssaal, 

die physiologischen Hintergründe 

und das technische Knowhow 

mitbringt, kann ein Gerät entwickeln, 

das dem Anwender im OP 

einen Mehrwert verschafft“, weiß 

Joachim Enengl. Ähnliches gilt für 

die In-Vitro-Diagnostik, wo unter 

anderem für die multispektrale Auswertung 

von molekularbiologischen 

Proben entsprechende Lichttechnik 

benötigt wird. 

High End-Equipment 

Die WILD Gruppe ist mit 

optischem High End-Messequipment 

ausgestattet. Photonic beispielsweise 

hat zuletzt in ihr Optikund 

Elektroniklabor investiert, indem 

neue Montageplätze für Prototypen 

und Demonstratoren installiert wurden. 

Diese sind mit Kameras und 

entsprechender IT ausgestattet, 

sodass die Montageplätze für die 

Serienfertigung vor Ort vorbereitet 

und Schulungen virtuell durchgeführt 

werden können. 

Zu den technischen Highlights des 

neuen Optiklabors, das die Laserschutzklasse 

4 erfüllt, zählt u. a. das 

Instruments Systems CAS 140D 

Spektrometer mit Ulbrichtkugel für 

hochpräzise spektrale Lichtmessung. 

„Das neue Spektrometer hat 

eine höhere Sensitivität und Messdynamik, 

was uns bei der Erfassung 

von Fluoreszenzsignalen zugutekommt. 

Die integrierte Leuchtfeldkamera 

ermöglicht wesentlich 

schnellere Messungen der Lichtverteilung 

von Flächenstrahlern“, 

führt Stefan Preißer vom Photonic 

Business Development aus. Der 

Erkenntnisgewinn aus den Funktionsmustern 

ist dadurch gestiegen 

und hat eine noch effizientere Entwicklung 

zur Folge. 

Hinzugekommen sind des Weiteren 

eine LMK Color Leuchtdichtemesskamera 

für Leuchtdichte- und 

Farbmessung sowie ein Kamerasystem, 

das zum Einsatz kommt, um 

VIS- und NIR-Anteile in der Energieverteilung 

von Beleuchtungsfeldern 

zu charakterisieren. Neu ist 

auch ein Powermeter zur Vermessung 

von Lasern im NIR-Bereich 

sowie noch schnellere Photodioden 

zur Messung von Fluktuationen 

bei Lasern. Außerdem hat Photonic 

eine Datenbank an Leuchtmitteln 

erstellt, welche mit einer Software 

zur spektralen Kombination verknüpft 

wurde. Dieses Wissen auf 

Knopfdruck verkürzt die Konzeptphase, 

da Lichtquellenrecherchen 

nun deutlich schneller ablaufen. 

In Summe kommt die Qualität 

des Equipments der WILD Gruppe 

an jene von Prüflaboren heran. Die 

Optikdesigner erhalten damit eine 

direkte Vergleichbarkeit ihrer Messwerte 

mit jenen der Zertifizierungsstelle, 

was Wartezeiten minimiert, 

die Entwicklung beschleunigt und 

eine kürzere Durchlaufzeit zur Produktion 

zur Folge hat. 

Regulatory Affairs: 

Unterstützung in jeder 

Phase des Produktlebenszyklus 

Ein ebenso wichtiger Punkt, speziell 

für Kunden aus der Medizintechnik, 

ist die Tatsache, dass die 

WILD Gruppe ein ganzes Paket an 

Dienstleistungen im Bereich Regulatory 

Affairs zur Verfügung stellt. 

Denn viele Unternehmen kennen 

das Problem: Sie bauen einerseits 

auf Beratungsunternehmen, die in 

regulatorischen Belangen unterstützen. 

Andererseits holen sie sich für 

technische Fragen Know-how von 

Auftragsfertigern und -entwicklern. 

Beides in Kombination bieten 

die wenigsten. Hier hebt sich die 

WILD Gruppe ab, die durch die Entwicklung 

und Fertigung von Medizintechnikprodukten 

früh auf die 

gehobenen Anforderungen reagieren 

musste. Eigene Systemarchitekten 

und Quality Engineers stehen 

Kunden aus unterschiedlichsten 

Branchen zur Seite, um deren 

erhöhten Dokumentationsaufwand 

zu bewältigen. Denn Regulatory 

Affairs beginnen bei der Produktidee. 

Wer von Beginn an Erfahrung 

und Wissen in diesem Bereich mitbringt, 

verschafft sich in eine günstigere 

Startposition. WILD selbst 

ist FDA Contract Manufacturer und 

nach ISO EN 13485 zertifiziert und 

unterstützt Kunden bereits am 

Anfang des Produktlebenszyklus 

unter anderem bei der Erfassung 

und Bewertung der relevanten Normen 

und Richtlinien, beim Risikomanagement 

nach 14971 oder der 

technischen Dokumentation inklusive 

Design History. Von den General 

Safety Requirements über die 

Risikoanalysen bzw. Risikoanforderungen 

bis hin zum validierten und 

zertifizierten Produkt wird in Zukunft 

alles in einem neuen Product-Lifecycle-Management-Tool 

abgebildet. 

Damit sind Änderungen wesentlich 

einfacher und sicherer. ◄ 


19


Step by Step zur Smart Factory 

Industrie 4.0 bei cms electronics 

cms electronics gmbh 

www.cms-electronics.com 

Die Umsetzungsmaßnahmen für 

eine digitale und vernetzte Kontrolle 

der Produktion werden bei cms electronics 

mit dem Projekt iTEP - Integrated 

Traceability Excellence Programm 

gesteuert. Dabei folgt das 

Unternehmen einem 5-Stufen-Plan, 

der im Folgenden erläutert wird. 

Seit gut einem Jahrzehnt 

beschäftigt sich cms electronics 

mit Industrie 4.0, der Digitalisierung 

der eigenen Produktion zur Fertigung 

von elektronischen Bauteilen 

und Modulen. Die Treiber der Digitalisierungsmaßnahmen 

sind Vorgaben 

aus Branchennormen und die 

Notwendigkeit von kontinuierlicher 

Verbesserung, um am Markt wettbewerbsfähig 

zu sein. Auch kundenseitig 

steigt die Forderung zu 

mehr digitaler und vernetzter Kontrolle 

der Produktion stetig an und ist 

von einem „nice to have“ zu einem 

„must“ bei der Vergabe von Neuaufträgen 

geworden. 

Die Herausforderungen 

waren und sind die fehlende ganzheitliche 

Rückverfolgbarkeit von eingesetzten 

Materialien und Prozessen, 

Inseln aus alten und neuen 

Maschinen mit zum Teil proprietären 

Maschinen-Schnittstellen und 

herstellerabhängigen Datenanalyse- 

Tools, die unterschiedliche Datenqualität, 

keine Echtzeit-Prozess- 

Daten, ein Schlechtteilhandling über 

Markierungen und die Entkoppelung 

der Produktion von ERP-Systemen. 

Zusätzliche Erschwernisse ergeben 

sich für EMS Dienstleister aus der 

hohen Produkt- und Materialvielfalt 

in den verschiedenen Geschäftssegmenten, 

wie Industrie, Automotive, 

Medizin…, und den damit verbundenen 

unterschiedlichen Anforderungen. 

Steigende Komplexität 

Die steigende Komplexität einzelner 

Prozessschritte kann nicht 

mehr durch einfache Checklisten 

und handgeschriebene Dokumente 

kontrolliert und überwacht werden. 

Wo vor Urzeiten ein Vorarbeiter mit 

Stoppuhr und Lupe stand, protokollieren 

nun Sensoren millisekundengenau 

die einzelnen Arbeitsschritte. 

cms electronics lenkt mit dem Projekt 

iTEP, dem hauseigenen „Integrated 

Traceability Excellence Programm“, 

die Umsetzung der Digitalisierungsmaßnahmen. 

iTEP gibt die 

Regeln der Kommunikation zwischen 

dem ERP, dem MES und dem Shopfloor 

vor und vereinigt die verschiedenen 

Komponenten, wie eben ERP 

und MES, aber auch Maschinen, 

Testsysteme und Prüfplätze, stationäre 

und mobile Terminals zur 

Daten-Ein- und Ausgabe und ein 

automatisiertes Wareneingangssystem. 

Dabei verfolgt cms electronics 

einen 5-Stufen-Plan: 

Die Stufen des iTEP - 

Integrated Traceability 

Excellence Programm 

Stufe 1, die Material-Traceability, 

umfasst alle Daten der Materialwirtschaft. 

cms electronics hat dafür ein 

automatisiertes Wareneingangssystem 

implementiert. Lesen und 

Übertragen von Materialdaten im 

MES-System, der Abgleich Bestelldaten 

- ERP-System, eine Materialverriegelung 

bei Abweichungen und 

eine integrierte Wareneingangsprüfung 

mit automatischer Dynamisierung 

der Prüfschärfe oder Stichprobengröße 

in Abhängigkeit von 

Hersteller, Lieferant, Lot und letzten 

Prüfungsergebnissen sind automatisiert. 

Die Erstellung einer internen 

UID-Nummer für die jeweils 

kleinste Verpackungseinheit und 

das Labeling mit internem cms-Etikett 

sind Voraussetzungen für die 

Lagerung und Kommissionierung 

in einem automatischen AutoStore- 

Lagerrobotersystem. Leiterplatten 

werden mittels Laser mit Master- 



und Single-DMCs versehen und 

deren Daten mit dem MES-System 

verknüpft. Zuletzt erfolgt die Koppelung 

der Materialdaten in der Fertigung: 

Material-UIDs werden mit 

dem Master-DMC der Leiterplatte 

verknüpft. Automatisches Erkennen 

von Chargenwechsel bei Endlos- 

Fertigung, die Prüfung der korrekten 

Materialverwendung und Verriegelung 

bei Abweichung sowie die Prüfung 

von Haltbarkeit bzw. Q-Sperre 

und Verriegelung bei Abweichung 

werden dadurch ermöglicht. 

Stufe 2 

Die Prüf-Traceability, Stufe 2 des 

iTEP, umfasst alle Prüf- und Testaufgaben 

in der Produktion, wie die 

Wareneingangsprüfung, die Solderpasten-Inspektion 

(SPI), die Automated 

Optical Inspection (AOI), die 

Kraftüberwachung Pin-Einpressen 

(PFC) und In-Circuit-Tests (ICT). 

Funktionstests und automatische 

optische Endkontrollen (EOL-AOT), 

jeweils nach Kundenspezifikation, 

vervollständigen das Prüf- und Testportfolio. 

Stufe 3 

In Stufe 3, der Prozess-Traceability, 

werden die Prozessdaten 

erfasst. Neben dem Protokollieren 

von Prozessparametern erfolgt das 

Monitoring für Performance und 

Rüstzeiten, eine Down-Time-Auswertung 

mit der Protokollierung von 

Maschinen und Fertigungsproblemen 

und die automatisierte Meldung 

an Maintenance oder das Process 

Engineering. 

Zur Verknüpfung von Material-, 

Prüf-, Prozess- und Verpackungs- 

Traceability wurde die übergeordnete 

c-Trace-Datenbank eingeführt. 

Mit dem von cms electronics entwickelten 

Programm ist die Statusabfrage 

eines jeden Bauteils zu 

jeder Zeit und von jedem Mi tarbeiter 

dezentral möglich. 

Stufe 4 

c-Trace spielt auch eine wichtige 

Rolle in Stufe 4, der Prozess-Verriegelung. 

Das Schlechtteilhandling 

kann mittels LAN/WAN-Netzwerken 

nicht nur firmenintern, sondern – bei 

entsprechender Einrichtung - auch 

zum Kunden kommuniziert werden. 

Das MSL-Handling, die LED-Binning 

Verriegelung, Überwachung 

der Bauteil- und Hilfsstoffe-Haltbarkeit 

und die korrekte Verwendung 

von Hilfsstoffen und Fertigungshilfsmitteln 

sind Beispiele für die 

präventive Prozess-Verriegelung. 

Stufe 5 

Abgeschlossen wird das iTEP 

Programm bei cms electronics 

durch Stufe 5, der Prozess-Verbesserung. 

Die Nutzung der gesammelten 

Daten über KPIs, eine detaillierte 

Prozessanalyse und Ableitung von 

Maßnahmen, wie zum Beispiel eine 

optimierte präventive Instandhaltung 

oder die optimierte Verschleißteil-Lebensdauer, 

tragen zur ständigen 

Prozess-Verbesserung bei 

und bringen so langfristig Unternehmens-, 

Kunden- und Wettbewerbsvorteile 

hervor. 

Was wurde schon erreicht? 

Die durchgängige Material- und 

Prozess-Traceability sowie eine 

automatisierte Prozessverriegelung 

sind bereits umgesetzt, dabei 

wurden auch im Bereich der manuellen 

THT-Bestückung bereits 

erste Kundenprojekte voll in die 

c-Trace-Datenbank integriert. Einheitliche 

Datenanalysetools, zusammengefasst 

in der c-Trace-Datenbank, 

liefern die Daten für die weitere 

Verarbeitung - und das nicht 

nur vernetzt über die Produktionsstandorte 

der cms electronics, sondern 

auch bis hin zur Weiterverarbeitung 

beim Kunden. 

Gerade in Arbeit 

sind die Umsetzung der automatisierten 

Istverbrauchs-Materialbuchungen, 

die Übernahme und 

Vereinheitlichung älterer Projekte 

und die Verpackungstraceability 

mit Verriegelung. Auf die Umsetzung 

noch etwas warten müssen 

die flexible Instandhaltung über 

Prozessdaten und eine automatisierte 

Produktionsplanung über 

Echtzeit-Ist-Daten. Das Integrated 

Traceability Excellence Programm 

der cms electronics beruht größtenteils 

auf dem Erfassen, Verarbeiten 

und dem Speichern von Informationen 

und Daten. Aus diesem Grund 

hat das Informationssicherheitsmanagement 

hohe Priorität. Mit 

dem Ausbau der IT-Sicherheit 

wird cms electronics weitere wichtige 

Meilensteine erreichen. Eine 

ISMS-Zertifizierung auf Grundlage 

der ISO 27001 wurde in Angriff 

genommen. Nächster Schritt ist 

dabei die richtige Einschätzung der 

bestehenden Sicherheitsrisiken für 

die Organisation nach ISO 27005 

bzw. TISAX, was eine wesentliche 

Voraussetzung für ein erfolgreiches 

IT Sicherheitsmanagement darstellt. 

Zusammenfassend kann man 

sagen, dass die 4. industrielle Revolution, 

also die Umsetzung einer 

echten Industrie 4.0, bei cms electronics 

gerade stattfindet. 

Was bringt iTEP für Kunden 

der cms electronics? 

Neben den ohnehin bekannten 

Vorteilen der verbesserten Produktqualität 

und Risikominimierung 

von Ausfällen im Feld zeigen 

sich gerade in der heutigen Zeit der 

Materialknappheit die Vorteile einer 

integrierten Traceability. Bei abgerissenen 

oder stockenden Lieferketten 

ist jedes Bauteil kostbar und wird 

zur Erfüllung von Lieferkontrakten 

benötigt. Es ist einfach nicht mehr 

leistbar, Bauteile aufgrund von mangelhafter 

oder verspäteter Prozesskontrolle 

zu verlieren. Es bedeutet 

Verschwendung von Zeit, Geld, Nerven 

und nicht zuletzt Ressourcen. 

In der Elektronikindustrie kann 

cms electronics die gesamte Dienstleistungskette 

im Entstehungsprozess 

einer elektronischen Baugruppe 

abdecken. Durch das iTEP- 

Programm ist man in der Lage, 

jeden Kunden individuell zu unterstützen. 

Das fängt im Produktentstehungsprozess 

an, wo angefangen 

von optimierten Angeboten 

bis hin zur Serienreife die ausgewerteten 

Daten Grundlage eines 

jeden Kundenprojektes sind. In 

der Produktrealisierung, im Kerngeschäft 

der Leiterplatten-Bestückung 

- manuell und/oder hochautomatisiert 

mit neuesten Technologien 

und nach den aktuellsten Standards 

– sichert iTEP Qualität, Liefertreue 

und Flexibilität. ◄ 


21


Halbleiter-/Bauteilkrise 

Kurzfristige Lösungen, Umgang mit unsicheren Quellen und langfristige Konzepte für die Medizintechnik 

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

entfernt und anschließend der Flash-Baustein entnommen 

Autor: 

M. Sc. Gunter Mößinger, 

Analytik/Forschung und 

Entwicklung 

HTV Halbleiter-Test & 

Vertriebs-GmbH 

info@htv-GmbH.de 

www.htv-gmbh.de 

Das Corona-Virus und Produktionsausfälle 

in der Halbleiterindustrie 

haben zu einer beispiellosen 

Verknappung der Halbleiter geführt. 

Nahezu alle europäischen Elektronik-, 

aber auch Automobilhersteller 

und Hersteller von medizintechnischen 

Produkten sind direkt 

oder indirekt von Produktionsausfällen 

oder zumindest immensen 

Preissteigerungen betroffen. Das 

Problem ist dabei noch lange nicht 

ausgestanden und wird uns auch 

noch mindestens für ein weiteres 

Jahr begleiten. 

Die Just-in-time-Lieferung ist 

heute gängige Praxis. Wenn alles 

glatt läuft und die fein synchronisierten 

Abläufe Zahn in Zahn fassen, 

ist diese Form der „Lagerhaltung“ 

extrem kostengünstig, da kein ausgeprägtes 

Lager benötigt wird. Im 

Idealfall wird mit dem LKW immer 

exakt so viel Ware angeliefert wie 

direkt verarbeitet wird. Problematisch 

wird es, wenn diese Synchronisierung 

durch externe Einflüsse 

gestört wird. Wie die jüngere 

Geschichte lehrt, gibt es, von Pandemien, 

über Schiffe, die wichtige 

Schifffahrtsrouten blockieren, bis 

hin zu brennenden Halbleiterwerken, 

viele Möglichkeiten, wodurch 

Lieferketten zusammenbrechen 

können. Die entscheidende Frage 

ist, wie kurzfristig damit umgegangen 

wird und was langfristig an Prozessen 

geändert werden muss, um 

solche Effekte abzumildern – immerhin 

lehrt die Geschichte auch, dass 

sich viele Ereignisse wiederholen! 

Denn gerade im Bereich der Medizintechnik 

werden Bauteile dringend 

benötigt, um die Versorgung in den 

Kliniken, Laboren und Krankenhäusern 

aufrecht zu halten. 

Optionen der kurzfristigen 

Bauteilbeschaffung – 

Bauteil-Harvesting 

Auch wenn die Methode unüblich 

wirkt und gedanklich eher dem 

Recycling am Ende des Lebenszyklus 

einer Baugruppe zuzurechnen 

ist, bietet Harvesting von Bauteilen 

auf aktuell nicht benötigten 

Baugruppen eine gute Möglichkeit, 

kurzfristig geringe Stückzahlen von 

Bauteilen zu erhalten. Letztendlich 

stellt sich die Frage, welche 

Kosten einem Unternehmen entstehen, 

bzw. welcher Gewinn entgeht, 

wenn keine Produkte ausgeliefert 

werden können. Um beim 

konkreten Tagesgeschäft zu bleiben: 

Ist es gesamtwirtschaftlich 

sinnvoller, einen 4-€-Microcontroller 

von einem Evaluation-Kit für 20 € 

zu harvesten und diesen aufbereitet 

dem Bestückungsprozess für 

Dreidimensionale Vermessung der Pins von entnommenen Bauteilen 



Bauteil mit visuell auf den ersten 

Blick unscheinbarer Markierung 

eine Baugruppe zuzuführen, wenn 

diese Baugruppe in Kombination mit 

dem Endprodukt (z. B. einem medizinischen 

Röntgengerät oder gar 

MRT) hohen Gewinn abwirft oder 

nicht? Die Frage kann letztendlich 

nur beantwortet werden, indem der 

Verlust durch nicht verkaufte Produkte 

oder Geräte errechnet wird. 

Wer schon vorher ein gefülltes 

Lager und mehrere Baugruppen 

mit relevanten Bauteilen hat, ist 

hier klar im Vorteil. In diesem Fall 

ist es möglich, die Bauteile von 

weniger profitablen Baugruppen 

zu harvesten und auf die teureren 

Baugruppen zu bestücken. Dabei 

gibt es jedoch vieles zu beachten 

und diverse Parameter sind für den 

Erfolg des Prozesses zu wählen. 

Hierfür ist viel Erfahrung nötig, um 

die Bauteile am Ende wieder fit für 

den regulären Bestückungsprozess 

zu machen. 

Prozessschritte 

Folgende Prozessschritte sind für 

das Harvesting und die anschließende 

Zuführung in die Produktion 

relevant: Beginnend mit der automatischen 

Bauteilextraktion, bei 

der beispielsweise FPGAs, Microcontroller, 

Flash-Bausteine oder 

andere relevante Bauteile einer Baugruppe 

entnommen werden, erfolgt 

anschließend die optische Kontrolle 

und gegebenenfalls eine Aufbereitung 

der Anschlusspins oder auch 

ein Reballing von BGA-Bausteinen. 

In weiteren Prozessschritten kann 

die Software für die Zielbaugruppe 

einprogrammiert werden. Durch das 

OTP-Alive-Verfahren lassen sich 

sogar einige eigentlich nur ein malig 

beschreibbare Bauteile erneut programmieren 

und so dennoch auf 

Analyse des Bauteils mit dem 

Ultraschallmikroskop. Es kommt 

eine weitere Laser-Markierung 

zum Vorschein – das Bauteil wurde 

manipuliert! 

einer anderen Baugruppe verwenden. 

Neben der Programmierung ist 

natürlich auch die zusätzliche Selektion 

von Bauteilen nach bestimmten 

Parametern (z. B. bei Operationsverstärkern, 

DC-DC-Convertern 

oder auch diskreten Bauelementen) 

möglich, wenn spezielle Anforderungen 

an die Bauteile bestehen. 

Bauteile aus unsicheren 

Quellen 

Bekomme ich was ich wirklich 

will? Die Vermutung liegt nahe, 

dass derzeit nahezu alle Einkäufer 

zusätzlich in Quellen nach Bauteilen 

suchen, die sie vor einigen 

Jahren noch nicht einmal namentlich 

kannten. So schießen Portale 

aus dem Erdboden hervor, die die 

letzten kleinen Restbestände aus 

dubiosen Quellen erhalten haben. 

Getestete Ware? – Fehlanzeige! 

Wird von der Endkontrolle Ihrer 

Produktion bemerkt, dass ein Operationsverstärker 

mit speziellen Qualifikationen 

für 15 € pro Stück durch 

einen 10 ct Bauteil mit „optisch identischem 

Gehäuse“ ersetzt wurde? 

Wie verhält sich der Controller, wenn 

der Speed-Grade ein anderer ist? 

Ist der Baustein wirklich zuverlässig 

und gewährleistet eine verlässliche 

Funktionalität? Würden Sie 

sich z. B. von Ihrem Beatmungsgerät 

beatmen lassen, wenn Ihr Einkäufer 

aus unzuverlässiger Quelle 

Bauteile beschafft hat? 

Im Tagesgeschäft werden diese 

Fragen häufig gestellt. Besser ein 

Test, der ein Vielfaches des Bauteilpreises 

kosten kann, als keine oder 

ungeprüfte Ware auf der Baugruppe 

oder schlimmstenfalls Feldausfälle, 

im medizinischen Bereich unter 

Umständen sogar mit Todesfolge. 

Immer häufiger zeigen sich auch 

dreiste Plagiate oder aufgearbeitete 

und umgelabelte Bauteile. Für den 

Laien (selbst mit elektrotechnischem 

Background) ist dies oft nur schwer 

zu erkennen. Klassisch konnte bisher 

mit einem Wischtest Blacktopping 

(Nachschwärzen) der Bauteile 

sehr gut aufgedeckt werden. Doch 

auch Fälscher lernen dazu, weshalb 

weitere, aufwändigere Analyseverfahren 

(wie z. B. die Bauteilöffnung 

oder Ultraschallmikroskopie) 

zum Einsatz kommen müssen. 

Hier bewährt sich das Counterfeit- 

Screening und eine Vielzahl von 

Analysemethoden. Die Durchführung 

der Analysen ist im Standard 

SAE AS6081 mit dem Titel „Fraudulent/Counterfeit 

Electronic Parts“ 

festgelegt. Hier sind Guidelines definiert, 

in welchem Umfang und mit 

welchen Methoden Bauteile zu prüfen 

sind. Immer mehr Kunden aus 

anderen Industriebereichen verwenden 

die Analysevorschläge des 

Standards als Vorlage für entsprechende 

Prüfungen auf Originalität 

und Zuverlässigkeit. 

Elektrische Tests und 

Warenbewertung 

Neben den bereits erwähnten 

Analysemethoden können auch 

elektrische Tests (Datenblattprüfung) 

oder visuelle Warenbewertungen 

zur Erkennung nicht einwandfreier 

Ware eingesetzt werden. 

Doch selbst Originalware aus 

einer Quelle mit schlechtem Lagerprozess 

kann bei der Bestückung 

zu einer mangelhaften Benetzung 

mit Lötzinn und damit nicht ausreichender 

Verarbeitbarkeit führen. 

Anhand von Benetzungstests sollte 

die Verarbeitbarkeit daher im Idealfall 

vor der Bestückung überprüft 

werden, um nicht unnötig ohnehin 

seltene oder teure Bauteile zu verschwenden. 

Sollten Bauteile ein 

schlechtes Benetzungsverhalten 

aufweisen, bietet das Revivec-Reinigungsverfahren 

eine Möglichkeit, 

oxidierte oder verunreinigte Bauteile 

schonend zu reinigen und die Qualität 

des Lötprozesses wieder zu 

steigern. Das Risiko von schlecht 

benetzten Lötstellen auf den Baugruppen 

wird dadurch signifikant 

reduziert. 

Langfristige Konzepte 

– Obsoleszenz, 

Lieferzeiten-Tracking und 

Langzeitlagerung 

Im Rahmen eines strategischen 

Bauteilmanagements ist es gerade 

im Bereich der Medizintechnik mit 

aufwändigen Zertifizierungsketten 

besonders wichtig, mittels geeigneter 

Tools oder durch Inanspruchnahme 

entsprechender Recherche- 

Dienstleistungen eine regelmäßige 

Überwachung der Produktstücklisten 

durchzuführen. Neben dem 

Obsoleszenz-Status kann durch 

spezielle Software auch direkt 

die durchschnittliche Lieferzeit als 

Indikator übermittelt werden. Der 

dadurch geschaffene Handlungsspielraum 

ermöglicht es, proaktiv 

zu reagieren und frühzeitig nach 

anderen Quellen für die Bauteile 

zu suchen oder durch Re-Designs 

oder Replacements die Produktion 

frühzeitig umzustellen. Für Produkte 

mit konstanten, planbaren Verkaufszahlen 

bietet sich bereits sehr früh 

Spannungsregler von Texas Instruments nach chemischer Bauteilöffnung. 

Der Originalbaustein (links) hat einen deutlich größeren Chip. Der Fake- 

Baustein (rechts) überhitzt, wenn er mit dem zulässigen Maximalstrom des 

Originalbauteils belastet wird 


23


Einblick in ein Analyselabor im HTV-Institut für Materialanalyse 

ein Life-Time-Buy, d. h. die Beschaffung 

von Bauteilen für die Restzeit, 

die ein Produkt am Markt verkauft 

werden soll, an. 

Langzeitlagerung 

Die frühzeitige Beschaffung von 

Bauteilen und die Aufstockung des 

Lagerbestands bieten einen Schutz 

vor Lieferengpässen oder (im Falle 

des Life-Time-Buy) sogar dem längeren 

Zusammenbrechen der Lieferketten. 

Doch die Einlagerung 

birgt auch nicht zu unterschätzende 

Risiken, da nur ein qualifiziertes, 

speziell auf die Komponente zugeschnittenes 

Lagerungskonzept die 

Funktionalität und Verarbeitbarkeit 

nach einer Lagerungszeit von mehreren 

Jahren oder gar Jahrzehnten 

sicherstellt. 

Zur Beurteilung der Risiken für 

die Langzeitlagerung z. B. beim Life- 

Time-Buy muss zunächst im Vorfeld 

der aktuelle Gesamtzustand der 

zu lagernden Komponenten erfasst 

werden. Dabei ist zu ermitteln, ob 

die Bauteile mechanisch und elektrisch 

einwandfrei sind und welche 

Risiken während der Lagerung zu 

erwarten sind, bzw. ob die Komponenten 

überhaupt für eine Lagerung 

geeignet sind. Durch Stickstoff 

wird ausschließlich die Oxidation 

reduziert, die nur ein sehr kleiner 

Bestandteil sämtlicher zu berücksichtigender 

Alterungsprozesse 

darstellt. In den sogenannten Stickstoff-Drypacks, 

die oftmals für eine 

Langzeitlagerung verwendet werden, 

findet man bei einem Standardverpackungsprozess 

zudem immer 

noch einen Sauerstoffanteil im Prozentbereich. 

Dementsprechend ist 

sogar die Wirkung der verminderten 

Oxidation fraglich. 

Die relevanten Alterungsprozesse, 

wie z. B. die Diffusions- oder 

auch Korrosionsprozesse durch 

ausgasende Schadstoffe, werden 

hierbei in keiner Weise reduziert! 

Daher sollten mit der Lagerung 

der wertvollen Bauteile nur Spezialisten 

mit langjähriger Erfahrung 

und kontinuierlicher Forschung 

zu Alterungseffekten betraut und 

kein blindes Vertrauen in Anbieter 

ohne entsprechende Expertise 

gesetzt werden. 

Langzeitkonservierungsund 

lagerungsverfahren 

Mit dem TAB Langzeitkonservierungs- 

und lagerungsverfahren können 

Bauteile in Hochsicherheitsgebäuden 

bis zu 50 Jahre konserviert 

werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen 

Lagerungsverfahren (z. B. 

in Stickstoff-Drypacks) können die 

spezifischen Alterungsprozesse, 

wie beispielsweise die Diffusion, 

drastisch reduziert, z. T. sogar verhindert 

werden. Hierbei wird auch 

eine Überwachung und Vorhersage 

der Verfügbarkeit der eingelagerten 

elektronischen Komponenten mithilfe 

verschiedenster Analyseverfahren 

angeboten. Somit kann die Versorgung 

der Produktion mit wichtigen 

Bauteilen auf Jahrzehnte sichergestellt 

werden. HTV forscht seit vielen 

Jahren und mit mehreren Forschungsprojekten 

in Kooperation 

mit Fraunhofer Instituten zusammen. 

Alterungsmechanismen von 

Bauteilen und Baugruppen stehen 

hierbei besonders im Fokus. Beachtliche 

Erkenntnisse sowohl auf Bauteilebene, 

Modulebene bis hin zur 

komplexen Baugruppe (Bedieneinheiten 

mit Display und Eingabemodulen) 

oder auch bei OLEDs wurden 

gewonnen, welche es HTV ermöglichen 

seine Lagerverfahren optimal 

auf die Bedürfnisse der Bauteile und 

Komponenten anzupassen. 

Fazit 

Auch in der Bauteilkrise gibt es 

Möglichkeiten (zumindest bis hin 

zu gewissen Stückzahlen), kurzfristig 

Bauteile für den Bestückungsprozess 

zu beschaffen. Dabei können 

die Quellen für ein Harvesting 

eigene Baugruppen, Evaluation-Kits 

oder auch bestückte Baugruppen 

aus anderen Quellen sein. Durch 

geschultes Personal, viel Erfahrung 

und erstklassige Geräte können so 

Bauteile für den weiteren Prozess 

wiedergewonnen werden. 

Um die Qualität der Baugruppen 

und den Einsatz einwandfreier Originalware 

sicherzustellen, kann die 

Lösung nur ein ausgeprägtes Counterfeit 

Screening in Kombination mit 

einem elektrischen Test und der 

visuellen Bewertung des Warenzustands 

sein. Kostspielige Ausfälle in 

der Produktion (bei denen Nacharbeiten 

durchgeführt oder Baugruppen 

entsorgt werden müssen) oder 

gar Ausfälle im Feld (mit extrem 

hohen Kosten und negativen Einfluss 

auf die Reputation des Herstellers), 

gilt es unter allen Umständen 

zu vermeiden. Dennoch sollte 

im Idealfall immer darauf geachtet 

werden, dass es sich bei den Bauteilen 

um unauffällige Originalware 

handelt, was mindestens durch 

Stichprobenprüfungen bewertet 

werden sollte. 

Planungssicherheit 

Um langfristige Planungssicherheit 

zu erhalten, kann sich ein Lifetime-Buy 

lohnen, um unabhängig 

von Lieferengpässen agieren, 

eigene Bauteile verwalten und (im 

Falle von Gleichteilen) zwischen 

Baugruppen aufteilen, zu können. 

Gerade aber beim Life-Time-Buy 

kommt dem geeigneten Lagerverfahren 

eine wichtige Rolle zu. So 

muss die Verarbeitbarkeit über den 

kompletten Produktionszeitraum und 

zusätzlich die Abrufdauer für Ersatzteile 

sichergestellt werden. Da die 

Hersteller in der Regel maximal ein 

Jahr „shelf-life“ (also Verarbeitungszeit) 

für die Bauteile angeben, sind 

spezielle Lagerverfahren von Nöten, 

um die Verarbeitbarkeit und Qualität 

der Bauteile zu erhalten. An diesem 

Punkt setzt das TAB Langzeitkonservierungs- 

und lagerungsverfahren 

an und erlaubt die Lagerung 

von Bauteilen über mehrere Jahrzehnte 

mit nahezu gestoppter Alterung. 

Die Langzeitlagerung im Hochsicherheitsgebäude 

mit zusätzlich 

brandhemmender Atmosphäre und 

die jährliche Analyse des Warenzustands 

bieten weitere Sicherheit für 

die wertvolle Ware. 

Auch wenn nicht alle Probleme 

der Halbleiterkrise beseitigt werden 

können, gibt es dennoch Lösungen, 

um die Auswirkungen abzumildern 

und zukünftigen Krisen proaktiv zu 

begegnen. Das Wissen über geeignete 

Verfahren und Prozesse hilft 

dabei, die gleichen Fehler nicht wieder 

zu begehen, denn wie eingangs 

erwähnt lehrt uns die Geschichte, 

dass sich einige Ereignisse wiederholen! 

◄ 


Regionale Produktion On-Demand 


Globale Probleme mit Lieferketten und eine insgesamt schwierige Gemengelage in der Produktion machen auch 

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

Resilienz durch umfassende Planung wieder aufbauen! 

Autor: 

Julian Lietzau, Marketing Director 

Protolabs 

www.protolabs.de 

Der Flügelschlag eines Schmetterlings 

in Brasilien – heißt es – kann 

in Texas einen Tornado auslösen. 

Was zu einem geflügelten Wort 

wurde, hielt im übertragenen Sinn 

vergangenes Jahr die ganze Welt in 

Atem. Gebannt verfolgten viele die 

Havarie der Ever Given im Frühjahr 

2021 und die damit einhergehende 

empfindliche Störung unseres globalen 

wirtschaftlichen Ökosystems. 

Aus der eingangs erwähnten Plattitüde 

war bittere Realität geworden. 

Klar ist dabei auch, dass die Havarie 

schmerzlich bewusst gemacht 

hat, wie hochgradig interdependent 

Produktion und Entwicklung 

geworden sind. Zudem zeigt auch 

die aktuelle Problematik rund um 

die globalen Lieferketten und der 

in vielen Branchen und Zuliefererbetrieben 

auftretende Rohstoffmangel, 

dass die lange Zeit sehr 

verlässlich wirkende globale Wirtschaft 

durchaus aus dem Gleichgewicht 

geraten kann. Werden 

Konsumgüter wie Spielekonsolen 

durch Verzögerungen später ausgeliefert, 

ist dies ärgerlich. Betreffen 

dies jedoch Medizinprodukte, 

Bauteile für Apparaturen im Krankenhausumfeld 

oder gar Medikamente, 

sind die Folgen schlimmstenfalls 

lebensbedrohlich. 

Lösungen suchen 

Um dem nächsten Tornado durch 

den Flügelschlag eines Schmetterlings 

zu entkommen, müssen sich 

Unternehmen aus der Medizinbranche 

Gedanken machen, welche 

Abhängigkeiten warum bestehen, 

ob eine globale Lieferkette 

durch adäquate Mittel subsituiert 

werden kann und welche Rolle die 

heimische (oder zumindest regional 

nahe) Produktion bei der Wiedererlangung 

der eigenen Resilienz 

einnehmen kann. So können die 

aktuellen Herausforderungen sehr 

ärgerlich sein und haben vielleicht 

sogar das Potenzial, eine effizientere, 

nachhaltigere und bessere 

Produktion zu ermöglichen. 

Blackbox Lieferkette 

Die gewachsenen Interdependenzen 

unserer globalisierten Welt 

haben eine gewisse Daseinsberechtigung, 

denn schließlich konnten wir 

lange Zeit von der weltweit verteilten 

Produktion profitieren. Besonders 

hervorheben kann man dies 

anhand zweier Beispiele, die auch 

die komplexen Strukturen der internationalen 

Wirtschaft und der globalen 

Handelsbeziehungen verdeutlichen: 

die Produktion von Medikamenten 

und Generika sowie die 

Herstellung komplexer medizintechnischer 

Produkte. Dabei stehen 

diese beiden Produktkategorien 

exemplarisch für die Entwicklung 

der gesamten Branche und zeigen 

die Hintergründe der Verschiebung 

und Internationalisierung globaler 

Lieferketten auf. 

Betrachten wir zunächst komplexe 

medizintechnische Maschinen, wie 

etwa ein MRT. Während die ersten 


25


bildgebenden Verfahren damit noch 

in Europa und den USA durchgeführt 

und dementsprechend auch 

dort in kleinteiliger Arbeit aufgebaut 

wurden, war die schnelle Verbreitung 

der Technologie sicherlich 

auch Teil der Ursache für die starke 

Ausdifferenzierung der Liefer kette. 

Während die Endmontage schließlich 

dort erfolgt, wo das Produkt 

verkauft werden soll, können einzelne 

Bestandteile – etwa spezielle 

Schrauben, Verkleidungen 

oder technische Komponenten – 

gut in Ländern produziert werden, in 

denen die Produktionskosten geringer 

sind. Zudem ermöglicht der Aufbau 

entsprechender Lieferketten die 

Verschlankung des gesamten Prozesses 

und die Reduzierung von 

Lagerkapazitäten. 

Mit Blick auf die Herstellung von 

Medikamenten und Generika ergibt 

sich ein ähnliches Bild. Während 

insbesondere in der Vergangenheit 

die Entwicklung entsprechender 

Präparate vorrangig in westlichen 

Ländern stattfand und auch heutzutage 

noch viele Pharmaunternehmen 

ihren Sitz in klassischen 

Industrienationen haben, wird die 

eigentliche Produktion gerne ins 

Ausland verlegt. In der Folge konnten 

sich in einigen Ländern starke 

Chemie- und Pharmaziebranchen 

entwickeln. Diese wiederum waren 

für einen Anstieg der Wirtschaftskraft 

in den jeweiligen Regionen 

verantwortlich. Als herausragendes 

Beispiel ist hier Indien zu nennen, 

das einen Großteil der Medikamente 

und Generika für den Bedarf vieler 

Länder produziert. 

Starke Abhängigkeiten 

Man sieht, dass das aktuelle 

System internationaler Lieferketten 

verbreitet ist und ein umfassendes 

Ökosystem gegenseitiger 

Abhängigkeiten darstellt. Dabei ist 

die globale Lieferkette ein gewachsenes 

System, das alle Industrien 

betrifft und auch bei der Produktion 

von medizintechnischen Produkten 

einen entscheidenden Beitrag am 

technologischen Fortschritt der vergangenen 

Jahrzehnte hatte. Klar 

ist zugleich aber auch, dass ebendieser 

technologische Fortschritt 

und die derzeitige Ausgestaltung 

der produzierenden Industrie einen 

Ausstieg aus dem fehleranfälligen 

und brüchigen System der weltweiten 

Interdependenzen darstellt und 

dabei helfen kann, Krisen wie die 

derzeitige in Zukunft zu verhindern. 

Think global – buy local 

Lieferketten wieder näher an die 

eigentliche Produktion und die Endmontage 

komplexer Produkte zu 

bringen, ist ein Trend, der bereits in 

unterschiedlichsten Industrien und 

Branchen zu beobachten ist. So hat 

etwa eine aktuelle Studie von Protolabs 

ergeben, dass 73 Prozent der 

befragten Unternehmen aus der 

Batterieindustrie – einer Schlüsselbranche 

für die Herstellung von 

Elektroautos – bereits innerhalb der 

nächsten 12 Monate Teile ihrer Lieferkette 

zurück in die eigene Region 

verlagern wollen. Dieser Trend entspricht 

dabei weitestgehend aktuellen 

Bestrebungen, die Kontrolle 

über Zulieferer und Produkte zurückzuerlangen 

und dabei die eigene 

Produktion auch in Krisen zeiten 

sicherzustellen. Darüber hinaus 

gibt es noch andere Argumente, 

die branchenübergreifend für eine 

lokale Produktion sprechen. 

Nachhaltigkeit 

So ist allein aufgrund des 

Aspektes der Nachhaltigkeit eine 

Produktion von Schlüsselkomponenten 

nahe den eigenen Standorten 

sinnvoll. In Zeiten von immer 

strenger werdenden Regularien hinsichtlich 

des CO 2 -Fußabdruckes 

von Produkten im Allgemeinen, 

und medizintechnischen Produkten 

im Speziellen, ist es sinnvoll, wenn 

CO 2 -intensive Transporte eingespart 

werden können. Zudem ist der 

Aspekt der Digitalisierung im fertigenden 

Umfeld nicht von der Hand 

zu weisen. Durch digitale Prozesse 

können Bauteile oftmals wesentlich 

schneller produziert und gefertigt 

werden – mittels additiver Fertigung 

können so zum Beispiel bereits in 

wenigen Werktagen komplexe Bauteile 

zur Verfügung stehen. Insbesondere 

Branchen und Industrien, 

in denen sich Stückzahlen im Kleinserienbereich 

abspielen – also beispielsweise 

bei der Prototypenherstellung 

oder auch bei speziellen 

medizintechnischen Produkten, 

die wie bei Implantaten eng auf 

den jeweiligen Einsatz zugeschnitten 

sein müssen – schafft die regionale 

Produktion echte Mehrwerte. 

Als Beispiel kann hier des Medizinprodukt 

ForgTin gelten, das zur 

Linderung und sogar Heilung von 



Tinnitus-Beschwerden eingesetzt 

wird. Der 3D-gedruckte Bügel wird 

hinter dem Ohr getragen und kann 

durch die Stimulation von Akupressurpunkten 

das Krankheitsbild nachhaltig 

verbessern. Der Bügel wird 

von Protolabs gefertigt und dabei, 

abgestimmt auf die eingehenden 

Bestellungen, On-Demand hergestellt. 

Trotz zusätzlicher Überspritzung 

der Bügel mit zusätzlichen 

Silikonteilen können die jeweiligen 

Bügel in kürzester Zeit hergestellt 

werden. 

Vor Ort produziert: Smart, 

effizient und On-Demand 

Ermöglicht wird diese regionale 

Produktion durch gut vernetzte 

Anbieter, die weltweite Produktionsstandorte 

mit ergänzenden 

digitalen Fertigungsmitteln kombinieren. 

Lediglich durch die Kombination 

aus fachlicher Expertise, 

Flexibilität und einer zugrundeliegenden 

Bandbreite an verschiedenen 

Herstellungsmöglichkeiten 

wird die smarte On-Demand-Fertigung 

nahe der eigenen Standorte 

möglich. Eine zentrale Rolle spielt 

heutzutage auch die additive Fertigung. 

Diese ermöglicht es Konstrukteuren 

und Entwicklern, selbst komplexeste 

Geometrien in ihren Bauteilen 

umzusetzen, die aus unterschiedlichsten 

Materialien bestehen 

können. Die weitgehende Designfreiheit, 

die der 3D-Druck ermöglicht, 

sorgte schon früh dafür, dass 

sich die junge Technologie bei vielen 

Konstrukteuren weitreichender 

Beliebtheit erfreute. 

Die additive Fertigung hat sich für 

die Medizintechnik zu einem Standardverfahren 

entwickelt, das Ingenieuren 

und Konstrukteuren eine 

regionale Produktion ermöglicht, 

die zugleich effizient und nachhaltig 

ist. Beispielhaft kann hier das europäische 

3D-Druckzentrum von Protolabs 

in Putzbrunn bei München 

genannt werden. Durch den zentralen 

Standort im Herzen Europas 

können alle Märkte zeitnah 

und unkompliziert mit gewünschten 

Bauteilen und be nötigten Prototypen 

versorgt werden. Zudem wird 

bei der Herstellung auf moderne 

digitale Bearbeitungsverfahren 

gesetzt, die die Umsetzung von 

konventionellen CAD-Dateien in 

3D-druckbare Konstruktionspläne 

erleichtern. Kurzum: Die Produktion 

erfolgt nicht nur lokal, sie ist 

auch intelligent und reizt die aktuellen 

Möglichkeiten der Digitalisierung 

vollends aus. 

Statt auf eine Produktion in fernen 

Ländern zu setzen, ermöglicht 

der Ansatz der lokalen Produktion 

zudem ein erhöhtes Maß an Flexibilität 

bei den jeweiligen Unternehmen. 

Da die benötigten Bauteile, Prototypen 

und Kleinserien nicht über 

eine komplexe Lieferkette in fernen 

Teilen der Welt produziert werden 

müssen, sondern direkt vor Ort 

hergestellt werden, entfallen lange 

Transportwege, die potenziell durch 

havarierte Frachter gestört werden 

könnten. Neben den positiven ökologischen 

Aspekten können also 

auch Ungewissheiten hinsichtlich 

der Beschaffung und des Transportes 

ausgeschlossen werden – 

ein Umstand, der bei essenziellen 

Medizinprodukten (aber auch bei 

der Ersatzteilbeschaffung) potenziell 

Menschenleben retten kann. 

Produktion der Zukunft: 

Intelligent und nah 

Die internationale Lieferkette 

komplett als Modell der Vergangenheit 

abzuschreiben, wird dem 

über Jahrzehnte gewachsenen 

Wirtschaftsstandard sicherlich 

nicht gerecht. Die genannten 

Beispiele zeigen aber auch, 

dass in vielen Branchen ein graduelles 

Umdenken stattfindet – 

und die Vorzüge der regionalen 

Produktion immer offenkundiger 

werden. Dazu braucht es auch 

nicht zwingend unvorhersehbare 

Unfälle wie die Havarie der 

Ever Given – in vielen Branchen 

reicht es auch bereits aus, dass 

die Vorzüge der weltweit verteilten 

Lieferkette durch lokale Produzenten, 

die entsprechende 

Effizienz und weitreichend digitalisierte 

Prozesse anbieten, 

schlicht und ergreifend überschattet 

werden. 

Insbesondere bei medizintechnischen 

Produkten ist hier ebenfalls 

eine Rückverlagerung der 

Produktion in die jeweiligen Regionen 

zu erwarten. Und wer weiß, 

welche Auswirkungen bereits 

diese kleinen Schmetterlingsflügelschläge 

auf die Fertigung 

der Zukunft haben werden? ◄ 


27


Alles aus einer Hand 

Klingel medical metal group präsentiert One-Stop-Shop-Lösungen auf der MedtecLive 

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

group mit Sitz in Pforrzheim 

MedtecLive, Halle 10, Stand 544 

KLINGEL Holding GmbH 

info@klingel-group.com 

www.klingel-group.com 

Zum ersten Mal ist die Klingel 

medical metal group mit allen fünf 

Partnerfirmen aus Deutschland 

und der Schweiz auf der Messe 

Medtec Live vertreten. Auf rund 

70 m² Standfläche zeigt der europaweit 

führende Zulieferer für die 

Medizintechnik sein komplettes Produktportfolio 

und die dazugehörige 

umfassende Wertschöpfungskette. 

Mit strategischen Zukäufen und 

organischem Wachstum hat sich 

die Klingel medical metal group, 

Auftragsfertiger für hochkomplexe 

Präzisionsteile aus schwer zerspanbaren 

Materialien mit Sitz in Pforzheim, 

in den letzten zehn Jahren 

hervorragend positioniert. Wenn 

es nach dem geschäftsführenden 

Gesellschafter und CEO der 

Gruppe, Ralf Petrawitz, geht, soll 

das Wachstum – sowohl im organischen 

als auch im anorganischen 

Bereich – auch in den kommenden 

Jahren weiter vorangetrieben werden. 

„Durch die jüngsten Firmenübernahmen, 

die Erweiterung von 

Produktionsflächen und eine gute 

Auftragslage werden wir in 2022 die 

Marktführerschaft als Zulieferer von 

Präzisionsteilen für die Medizintechnik 

übernehmen, was das breite Produktportfolio 

sowie die umfassende 

Wertschöpfungskette vom Engineering 

und der CNC-Bearbeitung bis 

zur Verpackung und Logistik anbelangt“, 

so Petrawitz. 

Verstärkte Ausrichtung auf 

den Medizintechniksektor 

Seit 2011 steht Petrawitz an 

der Spitze des Unternehmens, 

welches damals mit 204 Mitarbeitern 

einen Umsatz von 22,7 Mio. 

Euro erwirtschaftete. Unter seiner 

Führung gewann der Expansionskurs 

des Metallverarbeiters spürbar 

an Dynamik, zunächst mit der 

Übernahme der Josef Ganter Feinmechanik 

GmbH in Dauchingen im 

Jahr 2015. Es erfolgte eine verstärkte 

Ausrichtung auf den Medizintechniksektor 

mit den Segmenten 

Implantate und Instrumente für die 

Chirurgie, Komponenten für (kardio)vaskuläre 

sowie minimal-invasive 

und endoskopische Systeme, 

Teile für die robotergestützte Chirurgie, 

orthopädische Implantate, 

Instrumente und Werkzeuge sowie 

Bauteile für Operationstische 

und medizinische 

Geräte. 

Sterile 

Verpackungen, 

3D-Druck, Kunststoffspitzguss 

Mit der Übernahme 

eines Verpackungsspezialisten 

in Rosenheim 

sowie von drei Medizintechnikunternehmen 

in 

der Schweiz, zuletzt der 

Firma Ruetschi Technology 

mit Sitz in Muntelier/Kanton 

Freiburg, 

wurden die Kernkompetenzen 

unter anderem 

um sterile Verpackungen, 

3D-Druck, 

Kunststoffspitzguss in 

den Reinraum sowie 

komplette, sterile OP- 

Kits mit Implantaten und 

Einweginstrumenten 

erweitert. 

Qualitätsmanagement und 

-sicherung 

Um mit den Richtlinien des neuen 

Medizinproduktegesetzes konform 

zu gehen, wurde weiter in Qualitätsmanagement 

und -sicherung 

investiert. „Gerade diese Maßnahmen 

sind in einem großen Firmenverbund 

leichter zu stemmen als in 

kleinen Betrieben mit nur wenigen 

Mitarbeitern“, begründet Petrawitz 

die Unternehmensstrategie. 

One-Stop-Shop 

„Der Zusammenschluss von acht 

Standorten mit rund 870 Mitarbeitern 

unter einem gemeinsamen Dach 

bündelt Ressourcen, Prozesse, 

Technologien, Know-how, Erfahrung 

und modernste Maschinenausstattung. 

Die Wertschöpfungskette hin 

zu einem One-Stop-Shop konnte 

dadurch stetig ausgebaut werden. 

Wir schaffen dadurch Synergieeffekte, 

bieten Lösungen zum Nutzen 

unserer Kunden und positionieren 

uns als strategischer, langfristig 

erfolgreicher und zuverlässiger Partner“, 

betont Petrawitz. ◄ 



Redesign elektronischer Baugruppen – 

Ausweg und Chance 

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

Potenziale zu identifizieren? 

entsprechen, austauschen. Die 

qualifizierten Mitarbeiter der Kontron 

ODM/EMS Alliance verfügen 

in den Bereichen Entwicklungs- und 

Konstruktions-dienstleistungen, globale 

Beschaffung sowie Produktions- 

und Montagedienstleistungen 

über das entsprechende technische 

Branchen-Know-how. „Somit bietet 

die Alliance Ihren Kunden die notwendige 

Lösungskompetenz rund 

um elektronische Baugruppen und 

Systeme. Von der Idee über die 

Entwicklung und Fertigung bis hin 

zum fertigen Produkt sind wir gerne 

der starke Partner an Ihrer Seite“, 

bekräftigt Jochen Gimple Vice President 

ODM/EMS. ◄ 

Kontron 

www.kontron.de 

Kontron ODM/EMS Alliance 

www.kontron-electronics.de 

Kontron ist mit der Kontron ODM/ 

EMS Alliance, einem leistungsstarken 

Verbund mittelständischer 

Unternehmen der qualifizierte Partner, 

wenn es um das Redesign elektronischer 

Baugruppen geht. Die 

eigenständigen Unternehmen sind 

Spezialisten in den Bereichen Hardund 

Softwareentwicklung. Darüber 

hinaus sind sie erfahrene Elektronik-Dienstleister 

im Bereich Produktions- 

und Montagedienstleistungen. 

Wie behält man die 

Lieferfähigkeit? 

Wer heutzutage in der Elektronikbranche, 

insbesondere im Bereich 

Einkauf und Logistik von elektronischen 

Baugruppen zu Hause ist, 

steht fast täglich vor großen Herausforderungen. 

Einerseits haben die 

elektronischen Bauteile eine sehr 

lange Lieferzeit und werden zum 

Teil überhaupt nicht ausge liefert. 

Andererseits werden die Bauteile 

ohne Vorankündigung abgekündigt, 

was tun, um weiterhin liefer fähig 

zu bleiben? Ein schnelles Redesign 

zur Implementierung von verfügbaren 

Alternativbauteilen bietet 

Ausweg und Chance zugleich, 

doch die Entwicklungsingenieure 

haben nur begrenzte Ressourcen 

und viele Aufgaben. 

Redesign 

„Wir, die Kontron ODM/EMS Alliance 

übernehmen gerne das Redesign 

Ihrer elektronischen Baugruppe 

in Kombination mit einer anschließenden 

Serienproduktion. Über 

50 Entwicklungsingenieure aus den 

Bereichen Hard- und Software verfügen 

über die Erfahrung aus mehr 

als 1.000 Entwicklungsprojekten in 

den Bereichen Industrie- und Medizintechnik. 

Des Weiteren können 

wir Ihnen umfangreiche Lifecycle 

Service-Angebote, basierend auf 

der Datenbank SiliconExpert unterbreiten“, 

erklärt Jochen Gimple, Vice 

President ODM/EMS. 

Neue Chancen durch 

Redesign 

Ein Redesign kann auch viele 

neue Chancen eröffnen. So bietet 

es zusätzlich die Möglichkeit, die 

Baugruppe hinsichtlich der Fertigung 

zu optimieren sowie eine 

Anpassung an neue Technologien 

vorzunehmen. Es lassen sich Funktionalitäten 

erweitern und Bauteile, 

die nicht mehr der aktuellen Norm 

Eine sichere Verbindung 

mit den TEleMax 

Matrixsystemen 

• Kundenspezifisch 

konfigurierbar 

• Vielfältige Schnittstellen, 

(z.B. USB, LAN, GPIB, RS232) 

• Lokale Bedienung über 

Touchscreen 

• Viele Gehäuseoptionen 

info@telemeter.de · www.telemeter.info 

Wir liefern Lösungen… 


29

Medical-PC/SBC/Zubehör 

PCIe und Mini PCI Express CAN-Karten für Embedded Lösungen 

tion, EMV-Störfestigkeit gemäß EN 

61000-6-2:2005 und der industrielle 

Temperaturbereich von -40 °C bis 

+85 °C garantieren einen reibungsfreien 

Betrieb. Die On-Board Daten - 

pufferung sorgt für höchste Datensicherheit. 

Der Silent-Mode unterstützt 

Analyseaufgaben. 

Hohe Datenübertragungsraten, 

Zuverlässigkeit, optimales Preisleistungsverhältnis, 

schnelle Lieferfähigkeit, 

lange Verfügbarkeit – 

die Wunschliste für CAN-Karten 

in Embedded Lösungen z. B. in 

der Medizintechnik oder der Automatisierungstechnik 

ist lang. Die 

schwedische Firma KVASER hat 

sich längst als einer der Marktführer 

für CAN- und CAN-FD-Schnittstellen 

und CAN-Datenlogger in den 

unterschiedlichsten Formaten etabliert 

und bietet CAN-Interfaces in 

diversen Formaten wie USB, PCI, 

PCIe, Mini PCI-Express, PC104 

und als Hutschienenmodule an. 

Ergänzt wird das Produktspektrum 

durch CAN-Datenlogger mit bis zu 

fünf CAN-Kanälen. 

Der Markt für Embedded Lösungen 

für CAN-Bus und CAN-FD-Bus 

wächst ständig, weil die Menge der 

zu verarbeitenden und übertragenden 

Daten rasant steigt und zudem 

die Daten immer schneller verarbeitet 

werden müssen. Dementsprechend 

wächst der Bedarf an 

schnellen Feldbus-Interface-Karten 

mit CAN-Bus. Vor allem die 

Einsteckkarten im PCIe- und PCI- 

Express-Karten-Format in Computer 

jeder Art gewinnt seit einiger 

Zeit wieder enorm an Bedeutung. 

KVASER produziert hierfür einund 

zweiachsige CAN-FD-kompatible 

PC-Einsteckkarten, die 

sich durch sehr gute Performance 

in der Datenübertragung mit sehr 

geringen Latenzzeiten auszeichnen. 

Zeitstempelgenauigkeiten 

von 1 µs sind erreichbar. Die CAN- 

PCIe- und CAN-PCI-Express- 

Karten von KVASER sind kompatibel 

zum ISO 11898-2 Standard 

und erreichen 1 Mbit/sec im Standard-CAN- 

bzw. bis zu 8 Mbit/sec im 

CAN-FD-Modus. Galvanische Isola- 

Kostenfreie Software-Tools 

Zudem gibt es von KVASER 

diverse kostenfreie Software-Tools 

für die Inbetriebnahme und die Diagnose. 

Ferner werden die Treiber für 

Windows und auch für Linux angeboten. 

Auf der Webseite von KVA- 

SER werden zudem viele hilfreiche 

Schulungsunterlagen zu CAN 

zur Verfügung gestellt. 

Vertrieben werden die CAN- 

Interfaces und CAN-Datenlogger 

von KVASER in Deutschland von 

Actronic-Solutions GmbH mit Sitz 

in Adelsdorf. 

Actronic-Solutions GmbH 

info@actronic-solutions.de 

www.actronic-solutions.de 

Kleines, robustes und leistungsstarkes SMARC 2.1 

© Distec/congatec 

Distec nimmt mit dem conga- 

SA7 von Congatec ein kleines, 

robustes und leistungsstarkes 

SMARC 2.1 Modul ins Programm 

auf. Es ist mit dem neuen Intel 

Elkhard Lake Prozessor Atom 

x6000E, Pentium J6xxx und N6xxx 

oder mit dem Celeron J6xxx und 

N6xxx erhältlich. Besonders beeindruckend 

sind die deutlich verbesserte 

Prozessor- und Grafikleistung 

von bis zu 200 Prozent 

bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch. 

Bei der neuen Prozessorarchitektur 

wurde laut Intel 

die Einzel-Thread-Leistung um 

das 1,7-fache, die Multi-Thread- 

Leistung um das 1,5-fache und 

die Grafik sogar um das Doppelte 

gesteigert. Das conga-SA7 

lässt sich lüfterlos betreiben und 

widersteht rauen Umgebungen 

mit Vibrationen und Temperaturen 

von -40 bis +85 °C. Wer den 

industriellen Temperaturbereich 

nicht benötigt, kann auf die commercial 

Version von 0 bis +60 °C 

zurückgreifen. 

Das kompakte conga-SA7 ist 

aktuell mit einer Verfügbarkeit bis 

mindestens 2030 geplant. Diese 

Langzeitverfügbarkeit, das industrielle 

Design und der universellen 

SMARC-Formfaktor, mit Abmessungen 

von nur 82 auf 50 mm, 

sichern hohe Flexibilität und beste 

Zuverlässigkeit. Das Computer-on 

Modul eignet sich damit perfekt 

für qualitativ hochwertige Anwendungen 

im Bereich Medizintechnik. 

Trotz seiner geringen Größe bietet 

das conga-SA7 mit seinem MXM3 

Connector 314 Pins, um das Modul 

mit dem Carrier-Board zu verbinden. 

Es stehen DP++, zwei Gigabit-LAN-Ports 

mit TSN-Unterstützung, 

zwei USB 3.1 Gen2, sechs 

USB 2.0, SATA, bis zu 4 PCIe 

Lane, 4x UART, I 2 C und viele weitere 

Anschlüsse zur Verfügung. 

Außerdem bietet das conga-SA7 

zwei onboard CAN-Schnittstellen. 

Optional ist das Modul mit 

Wifi/BT, LVDS und/oder zusätzlichem 

DP++ erhältlich. 

Für schnelle Entwicklungserfolge 

stehen derzeit von congatec 

zwei Carrier-Boards mit unterschiedlichem 

Funktionsumfang zur 

Verfügung. 

Distec GmbH 

info@distec.de 

www.distec.de 



Extrem günstiges Einsteigermodell unter den Medical Panel-PCs 

kosten die Geräte häufig mehrere tausend Euro und 

verlangen etwas Eingewöhnungszeit. Nur ungern 

möchte man routinierte Vorgänge verändern und eine 

Fehlinvestition riskieren. Auch wenn die Angst häufig 

unbegründet ist und sich die Vorteile zumeist schnell 

herauskristallisieren, greifen Neulinge im Bereich der 

Digitalisierung am besten zu Einstiegsmodellen wie 

dem Medico 101 Panel-PC der ICO Innovative Computer 

GmbH. 

Energieeffizient und anpassungsfähig 

ICO 

www.ico.de 

Wie in allen Lebensbereichen hält die Digitalisierung 

auch in den Arztpraxen Einzug. Möchten Humanoder 

Veterinärmediziner ihre Räumlichkeiten modernisieren, 

kommen sie nur noch schwer um die Anschaffung 

spezieller Medical Panel-PCs herum, da die medizinischen 

Computer bei zeitgemäßer Diagnostik und 

Behandlung eine zentrale Rolle spielen. 

Dies beginnt bei Maßnahmen zur Narkoseüberwachung 

in Tierarztpraxen und reicht über die Digitalisierung 

von Röntgenbildern bis hin zu komplexen KI- 

Anwendungen in hochmodernen Operations sälen. 

Nahezu sämtliche Prozesse können heute digital 

unterstützt werden. 

Einsteigermodelle erleichtern den Einstieg 

Viele Mediziner scheuen sich allerdings noch vor 

einer Anpassung ihrer Arbeitsprozesse. Schließlich 

Ausgestattet mit einem energieeffizienten Intel Pentium 

N4200 1,1 GHz Prozessor und 4 GB Arbeitsspeicher 

(max. 8 GB RAM) und einer 64 GB SSD, ist der 

Medico 101 Panel-PC perfekt dafür geeignet erste 

Erfahrungen zu sammeln. Passende Geräte können 

dank RS232/RS422/RS485-Schnittstelle und zwei 

USB-Ports unkompliziert mit dem Medical Panel-PC 

verbunden werden. Sollte das integrierte 10,1 Zoll-Display 

mit kapazitivem Touchscreen zur Darstellung nicht 

ausreichend sein, sorgen VGA und HDMI für eine einfache 

Bildübertragung an nahezu alle gängigen Bildschirme. 

Zur Netzwerkkommunikation stehen dem 

Anwender dabei zwei Gigabit LAN-Anschlüsse, sowie 

WLAN zur Verfügung. 

Das antibakterielle Gehäuse 

ist dank IP65-geschützter Front sehr einfach zu reinigen. 

Darüber hinaus erfüllt der Medical Panel PC 

selbstverständlich die nötigen Anforderungen der DIN 

EN60601-1 und ist somit für den Einsatz im medizinischen 

Umfeld zugelassen. 

Dank seines hervorragenden Preis- / Leistungsverhältnisses 

ist der Medico 101 Panel-PC allerdings 

nicht nur für Einsteiger im medizinischen Digitalisierungsprozess 

geeignet. Die kompakte Größe von nur 

263x171x36 mm machen ihn für viele stationäre und 

ambulante Einsatzzwecke interessant. So wird der 

Medico 101 zur echten Investition in die Zukunft. ◄ 

Stück für Stück ... 

bauen Sie mit uns an einer Zukunft, 

in der Alzheimer geheilt werden kann. 

Möchten Sie weitere Informationen? 

Schreiben oder rufen Sie uns an unter: 

0800 - 200 400 1 (gebührenfrei) 

Bitte senden Sie mir folgende Materialien zur: 

◦ Alzheimer-Krankheit 

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31


Große modulare Stärke im kleinen 

Booksize-Format 

Die neue Generation des Embedded Computing mit werkzeugloser Wartung und enormer Schnittstellen-Vielfalt 

Viel geboten auf kleinstem Raum: Der neue kompakte Industrie-PC EL1097 

von TL Electronic 

Die enorme Schnittstellen-Auswahl des EL1097 Industrie-PCs erlaubt 

vielfältigste Anwendungen 

TL Electronic GmbH 

www.tl-electronic.de 

So viele Optionen auf kleinstem 

Raum gab es bei einem Embedded-PC 

von TL Electronic noch nie: 

Die Schnittstellen-Vielfalt ist enorm 

und kann zusätzlich individuell werden. 

Und der EL1097 kommt noch 

mit weiteren Vorteilen. Sowohl die 

Festplatte/SSD als auch die internen 

Komponenten wie Speicher 

oder Mainboard sind werkzeuglos 

zugänglich und damit perfekt und 

schnell zu warten. Mit einem Maximum 

an Vielseitigkeit eignet sich 

das IoT-Device für unzählige professionelle 

Anwendungen in industriellen 

Einsatzfeldern. 

Kompakt und 

langzeitverfügbar 

TL Electronic stellt das neueste 

Mitglied der Embedded-Produktfamilie 

vor – den kompakten Industrie-PC 

EmbeddedLine EL1097 im 

Booksize-Format. Seit vielen Jahren 

stehen Industrie-PCs von TL Electronic 

für höchste Stabilität und Langzeitverfügbarkeit. 

Auch dieser lüfterlose 

Booksize-Industrie-PC ist für 

optimale passive Kühlung und hohe 

Ausfallsicherheit designed. Neu ist 

das Maximum an Vielseitigkeit in der 

Schnittstellenauswahl. Der Embedded-PC 

kann individuell mit zusätzlichen 

Modulen um Schnittstellen 

wie USB, CANBus, LPT Parallel- 

Port, RJ45-Ethernet oder serielle 

COM-Schnittstellen erweitert werden. 

Neu ist auch die werkzeuglose 

Zugänglichkeit der Festplatte/SSD 

Die Front des EL1097 Kompakt-Industrie-PCs mit zusätzlichen USB- und LAN- 

Modulen sowie Digital-I/O. 

und der internen Komponenten für 

eine perfekte und schnelle Wartung. 

Robust und wartungsfreundlich 

Der robuste und wartungsfreundlich 

konstruierte Industrie-PC EL1097 

eignet sich für unzählige professionelle 

Anwendungen in industriellen 

Einsatzfeldern wie zum Beispiel 

Automation, Medical oder Retail. 

Intel Core i3 / i5 / i7 der 8. Generation 

stehen als CPU zur Auswahl. Der 

neue Embedded-PC von TL Electronic 

kann mit Wandmontage-Winkeln 

oder auf eine Hut schiene (DIN 

Rail) montiert werden. ◄ 

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

Mainboard sind werkzeuglos und wartungsfreundlich zugänglich 



COM Express Produktportfolio erweitert 

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

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

Konsolidierung. Aber das sind noch nicht alle 

Vorteile“, fügte Yang hinzu. „Dank der integrierten 

Intel UHD Grafik mit bis zu 32 EU (Execution 

Units) bietet unser neues PCOM-B657VGL 

eine im Vergleich zu den vorherigen Modulen 

2-mal höhere Leistung beim Transcodieren und 

es unterstützt bis zu vier 4K-Displays gleichzeitig. 

Außerdem hat es PCIe Gen 4 x16 auf 

einer Embedded x86 Plattform mit doppelten 

Datentransferraten gegenüber PCIe Gen 3 für 

höhere Bandbreite, geringere Latenz und niedrigeren 

Energieverbrauch. Das erweitert die 

Bandbreite zur externen PCIe Grafikkarte für 

KI- und AIoT-Anwendungen.“ 

Umfassende Lösung mit Entwicklung 

des Carrier Boards und Herstellungsservice 

Portwell stellt PCOM-B657VGL, ein neues COM 

Express Typ 6 Basismodul, vor. Laut Ryan Yang, 

Produktmanager bei Portwell, arbeitet es mit Intel 

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

der 11. Generation (zuvor Tiger Lake- 

H) und integrierter Intel UHD. 

• Hochleistungsgrafik für eine 65 % höhere 

Rechenleistung im Multithreading und eine bis 

zu 70 % höhere Grafikleistung im Vergleich 

zur Vorgängergeneration und unterstützt das 

neue PCIe x16 Gen 4. 

• Rechenleistung und eine 2,95-fach höhere 

Grafikleistung im Vergleich zur Vorgängergeneration 

und unterstützt das neue PCIe Gen 4. 

Überlegene Leistung 

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

35 W und 25 W TDP für den industriellen Einsatz 

und mit ECC-Support bietet dieses COM 

Express Basismodul einen langen Produkt support 

von über 10 Jahren. Außerdem unterstützt es 

vier unabhängige Displays über drei Display- 

Port/HDMI-, eine VGA- und eine LVDP/eDP- 

Schnittstelle“, sagte Yang. Das PCOM-B657VGL 

bietet überlegene Leistung in den verschiedensten 

Umgebungen. Die vollintegrierte und flexible 

E/A-Erweiterung macht es zur optimalen 

Wahl für missionskritische Anwendungen und 

KI-Edge-Computing in der industriellen Automatisierung, 

beim maschinellen Sehen, in Kommunikation, 

IoT, Edge Computing, medizinischen 

Geräten, Transportwesen und automatischen 


Mess einrichtungen. Es eignet sich auch für grafikintensive 

Anwendungen wie Spiele, digitale 

Beschilderung, Smart Retail und vieles mehr.“ 

Kompakt mit vielen Schnittstellen 

Das neue PCOM-B657VGL COM Express 

Typ 6 Modul bringt auf nur 125 x 95 mm eine 

Menge Leistung unter. Dazu gehören Dual Channel 

DDR4 ECC/Non-ECC SO-DIMM 3200 MHz 

bis 32 GB per DIMM; vier unabhängige Displays 

mit wählbaren Optionen – VGA, HDMI, 

LVDS/eDP und DisplayPort-Unterstützung mit 

Auflösungen bis 8K; 4x USB 3.2 Gen 2, 8x 

USB 2.0, 4x SATA III, 1x PCIe Gen 4x16 und 

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

für 8-Bit GPIO, I²C, SMBus und UART; 1x 

2,5 Gigabit Ethernet mit integriertem Intel Time 

Sensitive Networking (TSN) für eine geringere 

Latenz; onboard TPM 2.0 für Sicherheitsfunktionen 

und ein industrieller Betriebstemperaturbereich 

von -40 bis 85 °C mit industriellen SKUs 

sowie ein AT/ATX-Modus. 

Erheblich verbesserte Rechen- und 

Grafikleistung 

„Das neue PCOM-B657VGL arbeitet mit den 

neusten Intel Core und Xeon W-11000E Prozessoren 

der 11. Generation mit Willow Cove 10nm++, 

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

Vergleich zur vorherigen Generation höhere Leistung 

bei rechenintensiven Single-Thread- und 

Multitasking-Anwendungen für die Workload- 

Für modulare Lösungen liefert Portwell eine 

weltweit führende Computer-on-Module-Produktreihe 

und Entwicklungen für einen größeren 

Anwendungsbereich und die Anforderungen der 

Systemintegratoren. Entscheidend sind hierbei 

der Wert für den Kunden und das Know-how in 

diesem Bereich. Portwell behandelt bei seinen 

Modulen den Wert für den Kunden als einen 

äußerst wichtigen Faktor und bieten einen Komplettservice 

vom Konzept bis zur Lösung (Concept 

in, Solution out) bei der Entwicklung des 

Carrier-Boards und der Produktion. Die Kunden 

profitieren dabei von Portwells Erfahrung und 

Know-how bei der Entwicklung von Computerhardware, 

einer flexiblen Fertigung mit hoher 

Qualität und einer schnellen Markteinführung. 

„Wir bei Portwell streben danach, überlegene 

Produkte zu schaffen, die unseren Kunden helfen, 

ihre Entwicklungen rasch auf den Markt zu bringen 

und ihren Mitbewerbern einen Schritt voraus 

zu bleiben“, erklärte Yang. „So können unsere 

Kunden ihr bisheriges Typ 6 COMe Modul leicht 

durch das neue PCOM-B657VGL ersetzen und 

von höherer Rechenleistung, schnellerer Grafikverarbeitung 

und einen niedrigem Energieverbrauch 

profitieren und gleichzeitig ihre Endprodukte 

schneller auf den Markt bringen. Die 

höhere PCIe Generation und mehr Lanes bedeuten 

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

mit höherer Geschwindigkeit einsetzen und mehr 

Anwendungen bedienen können“. ◄ 

KIOSK Embedded Systems GmbH 

www.portwell.eu 

33


Gesteigerte Grafik- und 

Rechenleistung 

STIFTUNG 

Kontron 

www.kontron.de 

Kontron kündigt neue Boards und 

Module mit den 12. Gen Intel Core 

Prozessoren (Codename Alderlake-S 

Serie) für das Internet der 

Dinge an. Kontron wird die aktuellen 

Mini-ITX-, µATX- und ATX- 

Motherboards mit dieser neuen 

Prozessorserie aktualisieren und 

hat sie zudem als erste Plattform 

für den neuen PICMG COM-HPC/ 

Client Formfaktor ausgewählt, da 

sie die neuen Technologietrends 

der COM-HPC Client-Spezifikation 

am besten bedient. 

Die Intel Core Desktop-Prozessoren 

der 12. Generation mit leistungsfähiger 

Hybrid-Architektur, 

die Performance-Cores und Efficient-Cores 

auf einem einzigen Chip 

mit dem Intel Thread Director kombinieren, 

ermöglichen IoT-Anwendungen 

mit erhöhter Single- und 

Multi-Thread-Leistung im Vergleich 

zur vorherigen Generation. 

Unterstützt bis zu vier 

unabhängige Displays 

Die Intel UHD Graphics 770, die 

von der Intel Iris Xe Architektur 

angetrieben wird, unterstützt Display-Virtualisierung 

und bis zu vier 

unabhängige Displays. Die Unterstützung 

von PCIe 5.0 ready mit 

16 Lanes, PCIe 4.0 und DDR5/ 

DDR4-Speicher in Kombination 

mit Sicherheits- und Verwaltungsfunktionen 

sowie AI-Fähigkeit tragen 

zur Steigerung der Produktivität 

bei und ermöglichen künftige 

Innovationen bei IoT-Anwendungen. 

Verschiedene SKUs bieten 

eine heraus ragende Multi-Thread- 

Leistung mit bis zu 16 Cores und 

24 Threads bei 35 bis 65 W und 

Langzeitverfügbarkeit. Es ist die 

erste Intel Core Desktop-Prozessorserie 

mit Echtzeit-Fähigkeit, 1 GbE 

und 2x 2,5 GbE sowie Time Sensitive 

Networking (TSN)-Fähigkeiten. 

Flexibel einsetzbar 

Dank der gesockelten CPUs 

eignen sich die Produkte für verschiedene 

Anwendungen in den 

Bereichen Industrie, Medizin, 

Kiosk/Einzelhandel, Ticketing/Verkauf, 

Gambling und Entertainment. 

Laut Intels Roadmap werden die 

ersten Motherboards der Extended 

Life cycle Series und der Industrial 

Series mit H610- bzw. H610E- 

Chipsätzen im zweiten Quartal 2022 

verfügbar sein. Weitere Varianten 

werden unmittelbar folgen. 

Das COM-HPC Client SIZE C 

(160 x 120 mm) Design mit der 

neuen Prozessorserie ist für Ende 

Q2/2022 geplant und wird bis zu 

512 GB DDR5 über 4x SODIMMs 

unterstützen können. ◄ 

Unser Einsatz 

gegen den 

Klimawandel. 

Und für eine 

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der Kinder. 

World Vision-Kollege Tony 

Rinaudo ist der Entdecker 

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Natural Regeneration 

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FMNR trägt erheblich zum 

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und Tony erhielt 2018 für 

diese Methode den Alternativen 

Nobelpreis. 

Auch Sie können wie Tony 

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Komponenten 

Bessere Heizelemente bieten mehr 

Design-Flexibilität bei Analysegeräten 

Wie ULTRAMIC-Heizelemente innovative Analysegeräte unterstützen 

Die Heizgeräte von heute 

Moderne, fortschrittliche Keramikheizer 

können höhere Leistung 

und größere Präzision erreichen 

und gleichzeitig mehr Flexibilität 

bei der Konstruktion bieten, was 

eine schnellere Markteinführung 

ermöglicht. 

Um die jüngsten Innovationen 

in der Heiztechnologie würdigen 

zu können, ist es hilfreich, einige 

der Beschränkungen zu verstehen, 

die für herkömmliche Metallheizgeräte 

gelten. Diese Heizer müssen 

in einen anderen Metallblock im 

nicht berühren und sie erfordern oft 

zusätzliche elektrische Isolierung. 

Probleme älterer 

Heiztechnologien 

Diese Konstruktionsbeschränkungen 

verschlechtern oft die CO 2 - 

Bilanz und machen ein komplexeres 

Montageverfahren erforderlich. 

Metallummantelte Heizgeräte 

weisen in der Regel auch längere 

Aufheiz- und Abkühlungszeiten auf, 

da mehr Masse im Heizkörper und 

in der Halterung vorliegt. Dies verlangsamt 

den Systemstart und den 

Wechsel auf andere Stufen. 

Fortschrittliche Keramikheizer bieten 

zahlreiche Vorteile bei der Konstruktion 

von Analysegeräten. Viele 

Heizgeräte, die heute in industriellen 

Betrieben verwendet werden, 

sind metallummantelt – eine etablierte 

Technologie, die mittlerweile 

über 30 Jahre alt ist. Solche Geräte 

eignen sich zwar hervor ragend für 

eine Vielzahl komplexer thermischer 

Anwendungen, aber neuere und 

fortschrittliche Analyse geräte erfordern 

höhere Leistung und größere 

Präzision. Andy Selvy, Chief System 

Designer beim industriellen 

Technologieunternehmen Watlow, 

betrachtet hier die Vorteile moderner 

Keramikheizer. 

Analysegeräte, wie Gaschromatograph-Massenspektrometer 

(GC- 

MS), werden in einer Reihe industrieller, 

klinischer und Forschungsanwendungen 

eingesetzt, um das 

Vorhandenseins von Spurenchemikalien, 

Alkoholen und Hormonen 

zu ermitteln und um komplexe 

Gemische zu trennen. GC-MS können 

beispielsweise Konzentrationen 

von Medikamenten im Blut oder Verunreinigungen 

in Luft, Wasser und 

Boden erkennen und sie werden bei 

der Entwicklung neuer pharmazeutischer 

Produkte verwendet. 

Anforderung: schnell zur 

Zieltemperatur 

Die MS-Komponente zerlegt vom 

GC kommende, getrennte Verbindungen 

in ionisierte Fragmente, 

wobei ein hochenergetischer Elektronenstrahl 

durch das Probenmolekül 

geleitet wird, um elektrisch 

geladene Teilchen oder Ionen zu 

produzieren. 

Da das Gerät die Ionisierung der 

Probe und des Inertgases erfordert, 

ist ein Heizelement, das schnell eine 

präzise Temperatur erreichen kann, 

eine besonders wichtige Komponente. 

Viele ältere Heiztechnologien, 

deren Leistung und Zuverlässigkeit 

früher ausreichend war, müssen 

jetzt den Anforderungen kleinerer 

Analysegeräte mit höherem 

Durchsatz genügen, die heute den 

Markt dominieren. Dies bedeutet, 

dass Heizgeräte auch kleiner sein 

müssen, um eine Miniaturisierung 

zu ermöglichen und die Leistung 

zu optimieren. 

Inneren des Geräts eingesetzt werden, 

um ihre thermische Funktion 

ausführen zu können. Da die Heizungshülle 

und der Block aus Metall 

bestehen, dürfen sie die Ionenquelle 

Lösung durch moderne 

Heizgeräte 

Fortschritte in der Keramikheiztechnologie 

haben viele dieser Probleme 

überwunden, so dass Heizgeräte 

heute größere Designflexibilität 

und höhere Leistung bieten. Mit 

modernen Keramikheizern können 

Konstrukteure Platz für neue Komponenten 

schaffen, den Formfaktor 

einer Maschine zu reduzieren, 

ihre Genauigkeit und Leistung verbessern 

und gleichzeitig den Fertigungs- 

und Montageprozess vereinfachen. 

Die Vorteile von 

fortschrittlichen Heizgeräten 

Um innovative Konstruktionen 

zu unterstützen, hat Watlow mit 


Komponenten 

ULTRAMIC einen fortschrittlichen, 

leistungsstarken Keramikheizer entwickelt. 

ULTRAMIC-Keramikheizer 

wurden für optimale Leistung in thermischen 

Anwendungen entwickelt, 

bei denen ein schneller Temperaturwechsel 

und eine präzise Steuerung 

erforderlich sind. 

ULTRAMIC-Heizgeräte sind aus 

Aluminiumnitrid (AIN) gefertigt und 

verwenden ein thermisch abgestimmtes, 

proprietäres Heizelement. 

AlN eignet sich besonders 

für Anwendungen, die eine saubere, 

nicht kontaminierende Wärmequelle 

benötigen. Darüber hinaus sorgt die 

hervorragende geometrische Stabilität 

des Geräts für einen einheitlichen 

Teil-zu-Teil-Wärmekontakt 

während der Heizzyklen. 

Wenn diese Komponenten unter 

den richtigen Bedingungen zusammen 

verwendet werden, ergeben 

sich eine Reihe einzigartiger Eigenschaften, 

darunter eine hohe elektrische 

Isolierung mit geringem 

Leckstrom, überlegene chemische 

Beständigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit 

und Temperaturgleichmäßigkeit 

über die gesamte Heizfläche 

sowie eine hohe Lebensdauer. 

Kleiner und schneller 

Die Analysegeräte von heute 

haben die Technologie von Heizgeräten, 

die vor 30 Jahren entwickelt 

wurden, weit hinter sich gelassen. 

Um der Designinnovation nicht im 

Wege zu stehen, müssen Anlagenentwickler 

fortschrittlichere Heizgeräte 

für ihre Konstruktionen in 

Betracht ziehen. 

Moderne Keramikheizer sind kleiner, 

reagieren schneller und sind im 

Vergleich zu herkömmlichen Heizgeräten 

widerstandsfähiger gegenüber 

Umweltverschmutzung. 

Die hochentwickelten ULTRAMIC- 

Keramikheizer von Watlow können 

Konstrukteuren von Analysegeräten 

daher helfen, die Produktleistung 

und das Design zu verbessern 

und die Markteinführung ihrer 

Geräte zu beschleunigen. 

Watlow 

www.watlow.com 

Kompaktes Reibscharnier mit hohem Reibmoment 

Actronic-Solutions stellt das 

neueste Friktionsscharnier von 

Reell Precision Manufacturing 

(Reell, USA) vor, welches die Baureihe 

der Drehmomenteinsätze 

(Torque-Inserts) um eine weitere 

Baugröße ergänzt und damit neue 

Maßstäbe im Bezug auf die Drehmomentdichte 

bei Reibscharnieren 

setzt. 

Das TI-130 Reibscharnier zeichnet 

sich durch Langlebigkeit und 

sein kompaktes Design aus und 

eignet sich durch die Ausführung 

als Drehmomenteinsatz mit innenliegender 

Montage besonders für 

die Innenausstattung von Fahrzeugen, 

Industriegehäuse, Monitorhalterungen, 

Docks für mobile 

Geräte und vieles mehr. 

Kompaktere Konstruktion 

der Anwendung 

Die kleinere Bauform des Drehmomentscharniers 

ermöglicht eine 

insgesamt kompaktere Konstruktion 

der Anwendung, ohne dabei 

auf die erstklassige Bewegungsqualität 

und die solide Positionierung 

von Reell verzichten zu müssen. 

Das TI-130 Reibscharnier ist 

mit Drehmomenten von 1,0 bis 

2,0 Nm erhältlich. Zu den Anwendungen 

gehören Gehäusetüren, 

Abdeckungen, Monitore, Luken 

und viele andere Komponenten, 

die eine zuverlässige Positionssteuerung 

und einfache Einstellbarkeit 

in den Bereichen Industrie, 

Medizin, Büro und Unterhaltungselektronik 

erfordern. 

Stabil und leicht 

Wie bei der gesamten 

TI-100-Serie ist auch beim TI-130 

der Korpus aus glasfaserverstärktem 

Nylon stabil und leicht und 

kann in eine Vielzahl von Materialien 

eingepresst werden. Aufgrund 

der einzigartigen Inline- 

Montage ist das TI-130 im eingebauten 

Zustand für den Benutzer 

unsichtbar, was die Gesamtgröße 

des Gehäuses reduzieren 

und die Ästhetik der Anwendung 

verbessern kann. Wie alle Reell- 

Drehmomenteinsätze verfügt 

auch das TI-130 über die Reell- 

Torq-Cliptechnologie, die ein präzises 

und gleichmäßiges Drehmoment 

mit einer qualifizierten 

Lebensdauer von 25.000 Zyklen 

liefert und gleichzeitig das beste 

haptische Erlebnis aller Positionierungslösungen 

auf dem 

Markt bietet. 

Hochwertige, innovative 

Lösungen 

Reell Precision Manufacturing 

bietet hochwertige, innovative 

Lösungen zur Übertragung von 

Drehmomenten, zur Kontrolle der 

Winkelposition und zum Schutz 

empfindlicher Komponenten vor 

übermäßiger Kraft. Die Kombination 

der weltweit präzisesten 

Drehmomenttechnologie mit dem 

branchenweit erfahrensten Ingenieurteam 

garantiert eine perfekte 

Anpassung des Produkts an die 

Kundenanwendung. Mit Niederlassungen 

auf drei Kontinenten bietet 

Reell einen reaktionsschnellen 

globalen Kundenservice und 

eine erstklassige Fertigung, die 

eine außergewöhnlich einfache 

Bestellung und pünktliche Lieferung 

gewährleistet. Vertrieben werden 

die Reibscharniere von Reell 

in Deutschland von Actronic-Solutions 

GmbH mit Sitz in Adelsdorf. 

Actronic – Solutions GmbH 

www.actronic-solutions.de 


37

Komponenten 

Damit der Patient schnell wieder auf 

die Beine kommt 

Kugelgewindetriebe in motorisierten Bewegungsschienen 

Kugelgewindetriebe von August Steinmeyer ermöglichen es, elektrische 

Bewegungsschienen sicher, zuverlässig und geräuscharm zu verfahren 

© August Steinmeyer GmbH & Co. KG 

Kompetenz, Qualität 

und zertifizierte 

Produkte 

August Steinmeyer verfügt 

über langjährige Erfahrungen 

und ein breites 

Know-how auf dem Gebiet 

der Medizintechnik. „Da es 

bei therapeutischen Anwendungen 

um den Einsatz am 

Menschen geht, müssen wir 

durch die Verlässlichkeit und 

die Sicherheit unserer Produkte 

das notwendige Vertrauen 

schaffen“, erklärt 

Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter 

bei August 

Steinmeyer. „Wir möchten 

mit qualitativ hochwertigen Komponenten 

unseren Beitrag leisten und 

unseren Kunden die Sicherheit bieten, 

die sie für die Lösung ihrer Aufgaben 

benötigen. Als zertifiziertes 

Unternehmen nehmen wir diese Verantwortung 

sehr ernst, ständige Qualitätskontrollen 

und Audits ge hören 

bei uns zum Standard.“ 

August Steinmeyer 

GmbH & Co. KG 

info@steinmeyer.com 

www.steinmeyer.com 

Um die Mobilität eines Patienten 

nach einer Verletzung bzw. Operation 

des Schulter- oder Kniegelenks 

wiederherzustellen, bietet DJO 

unter dem Markennamen ARTRO- 

MOT motorisierte Bewegungsschienen 

an. Diese werden in der Regel 

ergänzend zur Physiotherapie eingesetzt. 

Kugelgewindetriebe von 

August Steinmeyer ermöglichen 

es, die motorisierten Bewegungsschienen 

sicher, zuverlässig und 

geräuscharm einzusetzen. 

DJO ist ein weltweit führender 

Anbieter für die Versorgung mit 

orthopädischen Hilfsmitteln und physikalischer 

Therapie in der Orthopädie, 

Traumatologie und Sportmedizin. 

Die Bewegungsschienen 

des Herstellers werden in der 

Home-Care-Versorgung eingesetzt. 

Sie dienen der passiven Bewegung 

(Continuous Passive Motion), 

was in der Fachwelt CPM genannt 

wird. Der Einsatz von CPM-Bewegungsschienen 

dient zur konservativen 

Behandlung oder erfolgt nach 

operativen Eingriffen z. B. an Knie 

oder Schulter, um die Heilung von 

Knorpeln, Sehnen oder Bändern 

zu beschleunigen. Außerdem kann 

durch die CPM-Therapie die Gelenkbeweglichkeit 

erhalten, Schmerzen 

oder Schwellungen gelindert und 

das OP-Ergebnis gesichert werden. 

Auch die Rehabilitationsdauer 

des Patienten lässt sich dank dieser 

Behandlungsmethode verkürzen. 

Kugelgewindetriebe zum 

Bewegen der Schiene 

Für die Bewegung der Schiene 

sorgen ein Motor und ein Kugelgewindetrieb 

der August Steinmeyer 

GmbH & Co. KG, mit der DJO eine 

jahrzehntelange Partnerschaft verbindet. 

Der Steinmeyer-Kugelgewindetrieb 

zeichnet sich durch eine 

problemlose Handhabung aus und 

ist optimal für den Einsatz in Medizinprodukten 

geeignet. Der Kugelgewindetrieb 

in bewährter Ausführung 

ist sehr leise und geräuscharm, 

bietet einen hohen Wirkungsgrad, 

ist nahezu wartungsfrei und 

verbraucht dank seines leichtgängigen 

Laufs nur äußerst wenig Energie. 

Die Ausführung des Kugelgewindetriebs 

ist absolut schadstofffrei 

ausgelegt, was gerade im Medizintechnikbereich 

sehr wichtig ist. 

Zudem ist aufgrund der Konstruktion 

eine Verletzungsgefahr in der 

Anwendung ausgeschlossen. 

In der Bewegungsschiene von DJO kommen Kugelgewindetriebe von August 

Steinmeyer zum Einsatz © DJO 


Komponenten 

M12x1 Steckverbinder Crimpanschluss 

Konfektionierbar sowie A-, B-, D- und X-codiert 

4,5 bis 8,3 mm vorgesehen und 

die Schirmanbindung erfolgt 360° 

am vollem Umfang. Alle Varianten 

erfüllen den Schutzgrad IP67 

im gesteckten und verschraubten 

Zustand. 

Vorteile: 

Sapsiwai - Fotolia 

In der Industrie und im Transportwesen 

werden M12 Steckverbinder für 

Sensor- / Aktorverkabelung sowie für 

BUS-Systeme eingesetzt. Der zunehmende 

Zeitdruck durch kurze Timeto-Market 

Anforderungen und steigendem 

Kostendruck macht es notwendig, 

Systeme schnell, flexibel und zuverlässig 

aufzubauen. Bei der Umsetzung spielen 

einfach zu konfektionierende Steckverbinder 

eine entscheidende Rolle. 

CONECs konfektionierbare M12 

Steckverbinder mit Crimpanschluss 

bieten die entsprechende Lösung und 

sind in den Codierungen A, B, D und 

X erhältlich. Die sehr kompakte und 

leichte Bauform eignet sich optimal für 

CONEC Elektronische 

Bauelemente GmbH 

www.conec.com 

Einsatzgebiete mit geringem Bauraum 

und Gewicht. 

Datenraten bis zu 

10 Gigabit/s 

Der CONEC M12 Crimp X-codiert ist 

für Ethernetanwendungen mit Datenraten 

mit bis zu 10 Gigabit/s ausgelegt, 

hierdurch können Anwendungen 

mit hohen Datenraten im industriellen 

Umfeld umgesetzt werden. Die gedrehten 

Crimpkontakte können flexible Aderquerschnitte 

von AWG 28 bis AWG 22 

(bei X-Codierung) und AWG 24 bis 

AWG 18 (bei A-, B- und D-Codierung) 

aufnehmen und sind somit für einen 

weiten Bereich von gängigen Industriedatenkabeln 

geeignet. 

Zuverlässige Verbindung 

Der Vorteil der gedrehten Crimpkontakte 

ist eine zuverlässige und gasdichte 

Verbindung zur Litze, die auch unter 

extremen Bedingungen einen gleichbleibenden 

niedrigen Durchgangswiderstand 

sicherstellt. Die Kupplungen 

sind darüber hinaus mit sogenannten 

Closed Entry Kontakten erhältlich, diese 

bieten eine zusätzliche Stecksicherheit 

der Buchsenkontakte. Die Crimpkontakte 

können mit handels üblichen 

Crimpzangen – und Maschinen verarbeitet 

werden, nur für die X-codierte 

Ausführung muss eine entsprechende 

CONEC Crimpzange / Selektor verwendet 

werden. 

Gut gesichert 

Die CONEC M12 Crimp Steckverbinder 

sind mit einer taktilen 

Rüttel sicherung gegen Lösen 

durch Schwingungen im Betrieb 

geschützt. Das Steckverbindergehäuse 

ist komplett aus Metall und 

somit voll geschirmt. Die Stecker 

sind für Kabeldurchmesser von 

• Schnelle und sichere Montage 

im Feld 

• Kompaktes Design 

• Niedriges Gewicht 

• Robustes Design 

• Gedrehte Kontakte 

• 360° Schirmanbindung 

• Große Variantenvielfalt (A-, B-, 

D-, X-Codierung) 

• Übertragungsrate bis 

10 Gigabit/s (X codiert) 

• Für einen weiten Bereich von 

Industriekabeln geeignet 

Anwendungsfelder: 

• Transportwesen 

• Automatisierungstechnik 

• Industrial Ethernet 

• Steuerungstechnik 

• Medizintechnik 

• Gebäudeautomation 

• Montage – und Fertigungslinien 

• Prozessautomation 

• Sicherheits – und Überwachungssysteme 

• Kommunikationstechnik ◄ 

NEU 

Jetzt auch mit 

USB-Lademodul 

verfügbar 

Medizinische Mehrfachsteckdose 

mit USB-A-Lademodul 

EINZIGARTIG 

• MEDX+USB: Komfortable, TÜV 

geprüfte Auflademöglichkeiten für 

Mobilgeräte von Patienten oder 

Mitarbeitern am Point of Care 

• Für den Einsatz im patientennahen 

Umfeld in Kliniken und 

Arztpraxen entwickelt 

• Individuell zu konfigurieren und 

auf bis zu 8 Module ausbaubar 

Baaske Medical GmbH & Co. KG | Bacmeisterstr. 3 | 32312 Lübbecke 

Tel: +49 5741 236027-0 | vertrieb@e-medic.de | www.e-medic.de 

MEDIZINISCHE HARDWARE FÜR HÖCHSTE ANSPRÜCHE

Komponenten 

Flach und leistungsstark - Radiallüfter für Beatmungsgerät 

Platz auch im kleinsten 

Gerät 

SEPA EUROPE GmbH 

www.sepa-europe.com 

Als Spezialist für Kühllösungen 

in der Medizintechnik bietet SEPA 

Europe leistungsstarke und zuverlässige 

Entwärmungskonzepte für 

Beatmungsgeräte an. Um die Funktionsfähigkeit 

und Lebensdauer der 

Elektronik zu gewährleisten, sollte 

die entstandene Wärme zügig 

abtransportiert werden. Besonders 

wenn wenig Platz vorhanden ist, 

aber viel Leistung gewünscht wird, 

ist der Radiallüfter HY45AB die richtige 

Wahl. Ein weiterer Pluspunkt ist 

seine schnelle Verfügbarkeit. 

Der Radiallüfter HY45AB von 

SEPA Europe ist nur 4 mm dick und 

findet seinen Platz auch im kleinsten 

Gerät. Da er bauartbedingt einen 

höheren Druck erreicht als ein vergleichbarer 

Axiallüfter, macht er effiziente 

Kühlung auch auf engstem 

Raum möglich. Der kompakte Blower 

ist beidseitig ansaugend und mit 

dem SEPA MagFix Lager ausgestattet. 

Bei diesem Lüfter steht Zuverlässigkeit 

an erster Stelle, denn 

durch das bewährte Lagersystem 

beträgt seine Lebensdauererwartung 

bei 40 °C stolze 210.000 h 

(MTBF). Ein weiterer Vorteil ist der 

integrierte Tachoausgang, der als 

Drehzahlüberwachung dient. Die 

Drehzahlregelung erfolgt mittels 

PWM-Signal. Der Radiallüfter ist 

ab Lager in 5 V und 12 V lieferbar 

und ist angenehm leise. 

Smarte 

Entwärmungskonzepte 

Smarte Entwärmungskonzepte 

von SEPA Europe sind in vielen 

medizinischen Geräten namhafter 

Hersteller zu finden. ◄ 

Individualisierte Gehäusesysteme, Baugruppen und Einzelteile für medizinische Geräte 

Schweißbaugruppen aus Blech. Auf kundenspezifische 

Anforderungen ausgelegt sind die komplexen 

Systeme und Komponenten aus Kunststoff, 

Metall, Blech und Guss auch in Materialkombination. 

Zum Port folio zählen außerdem die 

Entwicklung und Integration von Elektronikkomponenten. 

Auch die optische Komponente kommt 

nicht zu kurz: Die Oberflächen lassen sich in ihrer 

Farbgebung per Pulverbeschichtung oder Nasslackierung 

individualisieren und durch einen Produktnamen 

oder technische Anschlussbeschriftungen 

mittels Sieb- und Tampondruckverfahren, 

HD-Druck oder Laserbeschriftung veredeln. 

Die Polyrack Tech-Group stellt auf der MedtecLIVE 

with T4M in Halle 10, Stand 557 aus. Hier 

zeigt der Gehäuse- und System spezialist sein 

umfangreiches Programm an Gehäusesystemen, 

Baugruppen und Einzelteilen, die in unterschiedlichen 

Bereichen in der Medizintechnik zum Einsatz 

kommen. Die Breite und Tiefe ihres Technologiespektrums 

präsentiert Polyrack anhand 

von Kundenprojekten aus den Segmenten Notfall, 

Diagnose, Labor, Operation und Intensivpflege. 

Dazu zählen repräsentative Bauteile und Baugruppen 

aus thermoplastischem Spritzguss sowie 

MedtecLIVE, Halle 10, Stand 557 

Polyrack Tech-Group 

www.polyrack.com 


Neue IC Generation von Energy 

Harvesting IoT Produkten 

Komponenten 

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

optimierten Power-Management-Lösungen für Energy-Harvesting-Hardware abdecken. 

© e-peas 

KAMAKA Electronic 

Bauelemente Vertriebs GmbH 

www.kamaka.de 

Während die bestehenden Power- 

Management-ICs (PMICs) des 

Unternehmens sowohl die direkte 

Stromabgabe an die Anwendung 

als auch das Laden von Energiespeicherelementen 

(wie Li-Ion-Batterien 

oder Superkondensatoren) 

ermöglichen, sind die AEM10900, 

AEM10300 und AEM30300 (Vibration 

und RF) vollständig auf die 

Ladefunktion ausgerichtet. 

Einfache Implementierung 

Dadurch können diese ICs in 

Situationen eingesetzt werden, die 

eine einfachere Implementierung 

erfordern und bei denen Platz- oder 

Kostenbeschränkungen zu berücksichtigen 

sind. Die PMICs sind in der 

Lage, einen Ruhestrom von Null 

aus der Batterie zu ziehen – das 

bedeutet, dass die in der Batterie 

gespeicherte Energie nicht für die 

Versorgung des PMICs verschwendet 

wird, wenn das Energy Harvesting 

für einen längeren Zeitraum 

unterbrochen wird. 

Extrem niedriger 

Stromverbrauch 

Die beiden PMICs AEM10300 

und AEM30300 verfügen über integrierte 

DC/DC-Wandler mit extrem 

niedrigem Stromverbrauch, die den 

Betrieb über einen Eingangsspannungsbereich 

von 100 mV bis 4,5 V 

unterstützen. Das adaptive Energiemanagement 

erlaubt es diese 

ICs, je nach Bedarf auto matisch 

zwischen Boost-, Buck-Boost- und 

Buck-Betriebskonfigurationen zu 

wechseln. Dadurch wird sichergestellt, 

dass immer ein optimaler 

Energietransfer zwischen den jeweiligen 

Eingängen und dem Speicherelement 

gewährleistet ist. 

Solarbasierte 

Energy Harvesting- 

Implementierungen 

Der hochintegrierte PMIC-Aufwärtswandler 

AEM10900 ist in 

Verbindung mit einem einzelligen 

Photo voltaik-Panel für solarbasierte 

Energy Harvesting-Implementierungen 

optimiert. Durch seine superschnelle 

Power-Point-Tracking 

(MPPT)-Funktionalität, die speziell 

für Objekte in Bewegung eingestellt 

ist, kann dieser Baustein sicherstellen, 

dass er die meiste Energie 

aus der verfügbaren Umgebungsbeleuchtung 

gewinnt – damit so 

viel wie möglich gespeichert werden 

kann. Darüber hinaus verfügt 

der IC über eine Kaltstartfähigkeit 

von 250 mV und 5 µW input power 

(typical), d. h. der IC kann auch bei 

sehr geringen Lichtintensitäten mit 

dem Laden der Batterie beginnen. 

Mehr Konfigurationen 

AEM10900 führt eine I²C- 

Schnittstelle ein, um die Anzahl der 

Pins zu minimieren und eine größere 

Anzahl von möglichen Konfigurationen 

zu bieten. Er bietet eine 

Reihe von Funktionen, wie z. B. 

einen thermischen Batterieschutz, 

einen Joule-Zähler, der den Benutzer 

über die Menge der gewonnenen 

Energie informiert, sowie einen 

Versandmodus, in dem die Batterie 

nicht geladen werden kann. Hauptanwendungen 

dieses PMICs sind 

tragbare Verbraucherprodukte und 

am Körper getragene medizinische 

Überwachungsgeräte. 

Diese neuen Batterieladegeräte 

PMICs benötigen extrem geringe 

Anzahl von externen Komponenten. 

Das bedeutet, dass Energy- 

Harvesting-Funktionalität hinzugefügt 

werden kann, während die 

Materialkosten niedrig bleiben und 

nur sehr wenig Platz auf der Platine 

benötigt wird. ◄ 


41

Komponenten 

Produkte gemäß Medical Device Regulation (MDR) 

Mit dem in Kraft treten der Medical 

Device Regulation (MDR) am 

27.05.2021, verändern sich die 

Anforderungen an Hersteller, die 

Medizinprodukte in der EU in Verkehr 

bringen. Die neue Richtlinie 

verfolgt das Ziel, die Qualität und 

Rückverfolgbarkeit von Medizinprodukten 

zu erhöhen. Damit nimmt 

sie Einfluss auf die Prozesse in der 

Fertigung der Produkte und bringt 

zusätzlichen Prüf- und Dokumentationsaufwand 

mit sich. 

Das Ziel, einwandfreie Medizinprodukte 

um die Patienten- und 

Anwendersicherheit zu erhöhen, 

verpflichtet die Hersteller von Medizinprodukten, 

alle relevanten regulatorischen 

Anforderungen zu erfüllen, 

bevor sie ihr Produkt auf den 

Markt bringen können. Die Anforderungen 

beziehen sich dabei auf 

das Medizinprodukt selbst, um z. B. 

mit Hilfe von Begleitinformationen 

zu unterrichten. Darüber hinaus 

müssen die technische Dokumentation, 

die Klassifizierung, Zulassung 

sowie weitere Themen sichergestellt 

werden. 

Kunden unterstützen 

Hierbei ist auch ODU als Lieferant 

und Spezialist für Steckverbindungen 

für medizinische Applikationen 

gefragt. Steckverbinder, 

Kabel und Gehäuse für Diagnostik, 

Therapie oder Monitoring 

sind Teile von Medizinprodukten 

und müssen als Vorprodukte den 

Anforderungen der MDR entsprechen. 

„Um unsere Kunden bei der 

vollständigen Technischen Dokumentation 

zu unterstützen, liegen 

nach DIN EN 13485:2016 zertifizierte 

Qualifizierungs- und Validierungs-Angaben 

vor“, so Mathias 

Wuttke – Business Development 

Manager für den Bereich Medizintechnik. 

Das beinhaltet Produktangaben 

in Form von technischen 

Datenblättern, Testberichten und 

Kennzeichnung von Produkten 

oder Baugruppen. „Des Weiteren 

beachten wir als Firma ODU Themen 

wie Patienten- und Anwenderschutz 

unserer Produkte und 

setzen diese unter Einhaltung der 

IEC60601-1 ein. Auch eine Umsetzung 

der Unique Device Identifikation 

(UDI) ist bei uns durch das 

Laserbeschriften unserer Stecker 

möglich“, so Wuttke. „Auch im Falle 

von Änderungen an Produkten, die 

eine neue Risiko bewertung erforderlich 

machen, kommunizieren wir 

relevante Veränderungen an die 

Kunden. Dafür haben wir eigens 

eine Stelle im Unternehmen eingerichtete, 

die gezielt Auskünfte auf 

die Anfragen der Hersteller gibt.“ 

Hohe Produktqualität und 

zufriedene Kunden 

Zufriedene Kunden und die hohe 

Qualität der Produkte stehen für 

ODU im Fokus. Um gesetzeskonform 

im Markt erfolgreich zu sein, 

liefert das Unternehmen für seine 

Kunden folgenden Beitrag: 

Unterstützung 

• für ein durchgängiges Risikound 

Qualitätsmanagementsystem 

• bei der lückenlosen Rückverfolgbarkeit 

• bei der Post-Market Surveillance, 

um spätere, notwendige Korrektur- 

und Verbeugemaßnahmen 

abzuleiten 

• bei der Betrachtung des gesamten 

Produktlebenszyklus und für 

die verantwortliche Person des 

Inverkehrbringers und unsere 

Kunden aus der Medizin. 

ODU GmbH & Co. KG 

https://odu-connectors.com/ 

de/ 

Neue, günstige und zügig lieferbare Chipinduktivitäten 

SMD-Induktivitäten sind aktuell 

sehr gefragt. Oft sogar zu 

gefragt: Lange Lieferzeiten führen 

zu Produktionsengpässen oder 

-aus fällen. Diese neuen von HY- 

LINE Power Components angebotenen 

Baureihen von 0201 

bis 1206 sind dagegen schneller 

als derzeit marktüblich verfügbar. 

Eine breite Auswahl an 

Chip-Induktivitäten hoher Güte 

ermöglicht Design-Flexibilität 

in vielen Power- und Wireless- 

Anwendungen. Sie sind in Multilayer- 

und drahtgewickelten Konfigurationen 

in den Chip-Größen 

0201 bis 0805 (MCL-Familie), 

1008 bis 1210 (WCL-Familie) 

und 0603 bis 1206 (MCQ-Familie) 

verfügbar. Die Induktivitäten 

eignen sich zur Filterung, Impedanzanpassung 

und Resonanzeinstellung 

in Anwendungen für 

Consumerprodukte, Industrie, 

Computertechnik, medizinische 

Geräte und Energieversorgung, 

beispielsweise in On-Board- 

Stromversorgungen und -Verteilungen. 

Die Produktfamilien bieten 

eine kleine Grund fläche, hohe 

Güte, enge Induktivitäts-Toleranz 

und hohe Strombelastbarkeit. Die 

MCQ- und MCL-Chip-Induktivitäten 

nutzen eine Multilayer-Low- 

Profile-Konstruktion, die WCL- 

Chip-Induktivitäten sind in Wickeltechnologie 

ausgeführt. 

HY-LINE Power 

Components 

www.hy-line-group.com 


Komponenten 

Gesamte Komponentenpalette übersichtlich präsentiert 

Der Micro Crystal Übersichtskatalog 

Q2-2022 ist verfügbar. 

Mit über 40 Jahren Erfahrung und 

einer nachgewiesenen Erfolgsbilanz 

herausragender Zuverlässigkeit 

erfüllen die von Micro Crystal 

hergestellten Komponenten 

die Anforderungen der anspruchsvollsten 

Anwendungen. Der Katalog 

zeigt die gesamte Komponentenpalette 

auf Quarzbasis; 

kHz-Stimmgabelquarze, MHz- 

AT-Schnitt-Quarze, Echtzeituhrmodule, 

Oszillatoren sowie die 

neue Linie medizinischer implantierbarer 

Produkte. Die zur Herstellung 

dieser hochwertigen Komponenten 

entwickelten Technologien, 

Materialien sowie Herstellungs- 

und Prüfverfahren machen 

sie für die verschiedensten Branchen 

geeignet, die von der Unterhaltungselektronik 

bis hin zu hochspezialisierten 

Anwendungen wie 

Automobil, Industrie, Gesundheitswesen 

oder medizinischen implantierbaren 

Geräten reichen (Neurostimulatoren, 

intelligente orthopädische 

Implantate oder Herzschrittmacher). 

Mit erstklassiger Genauigkeit, 

kleinen Gehäusen und extrem 

niedrigem Stromverbrauch ermöglichen 

Micro Crystal-Komponenten 

auch IoT- und Wearable-Anwendungen 

mit höchsten Anforderungen. 

Die Produktionsstätten sind 

nach ISO 9001, ISO 14001 und 

IATF 16949 zertifiziert; und halten 

alle Sozial- und Umweltvorschriften 

ein. 

Micro Crystal AG 

www.microcrystal.com 

Drehknöpfe mit hohem Bedienkomfort 

Die moderne Drehknopfreihe mit der Grifffläche 

aus Soft-Touch-Material ermöglicht einfaches 

Greifen und ergonomisches Bedienen 

und kann bei Bedarf beleuchtet werden. Die 

CONTROL-KNOBS sind anwenderfreundlich 

und bestehen aus harten und weichen Kunststoff-Komponenten. 

Aufgrund des Materials haben diese Drehknöpfe 

eine hohe Griffigkeit mit Anti-Rutsch- 

Effekt. Die Montage erfolgt über Spannzangen. 

Zur Endmontage wird ein Deckel auf dem 

Grundkörper angebracht. Erhältlich sind die 

CONTROL-KNOBS in den Standardfarben nero 

und vulkan in 36 mm und 46 mm Durchmesser. 

Beide Größen sind auch mit seitlicher Zeigerlinie 

zur Feinskalierung erhältlich. Die optionale 

Beleuchtung setzt einen eindrucksvollen 

Akzent. Bei dieser Variante ist der Grundkörper 

aus transluzentem Material und ermöglicht 

folgende Beleuchtungsoptionen: Ringoptik 

auf der Deckfläche mit oder ohne seitlicher 

Zeigerlinie. Für die Beleuchtung des 

Rings ist entsprechendes Zubehör notwendig. 

Zu den Anwendungsgebieten gehören 

die Mess- und Regeltechnik, die Medizin- und 

Labortechnik, Smart Factory und vieles mehr. 

Die Knöpfe können mittels Bedruckung oder 

Laserbeschriftung auf dem Deckel auch individuell 

modifiziert werden. 

Odenwälder Kunststoffwerke 

Gehäusesysteme GmbH 

vertrieb@okw.com 

www.okw.com 

Erweiterung des Kunststoff-Rundstecker-Portfolios 

Das platzsparende Produktdesign 

des ODU MEDI-SNAP ermöglicht 

dank kleiner Bauformen, 

hoher Poldichte und geringem 

Gewicht eine hohe Vielfalt auf 

kleinstem Bauraum. Mit der neuen 

Größe 3,5 sind sogar bis zu maximal 

41 Signalkontakte möglich. 

Der neue Stecker ist aber auch 

für eine ganze Reihe von hybriden 

Anforderungen bestens geeignet. 

Ob eine Lösung für Strom 

mit Signalen sowie Fluiden, LWL 

oder Koax gesucht wird, der ODU 

MEDI-SNAP in Größe 3,5 bietet 

durch sein modulares Design 

zahlreiche individuelle Gestaltungsmöglichkeiten. 

Die Einsatzmöglichkeiten 

für diesen Kunststoffsteckverbinder 

sind vielfältig. 

Sowohl im Bereich der Medizin, 

als auch der Industrieelektronik 

oder der Mess- und Prüftechnik 

findet der ODU MEDI-SNAP in 

der Größe 3,5 seine Anwendung. 

Im industriellen Bereich sind Einsätze 

bei Prüfgeräte, LED- Geräten, 

Automotiv-Testsystemen, Unterhaltungssysteme 

oder bei unterbrechungsfreier 

Stromversorgungen 

nur einige der möglichen Anwendungen. 

ODU GmbH & Co. KG 

https://odu-connectors.com/de/ 


43

Produktion 

Hochpräziser 3D-Drucker 

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

Druck auf optische Fasern und photonische Chips. 

Quantum X align ist das erste Mikrofabrikationssystem auf Basis einer 

industrieerprobten Lithografie-Plattform, welches mit Alignment- 

Fähigkeiten in Nano-Präzision das Photonic Packaging voranbringen kann 

Nanoscribe 

www.nanoscribe.com 

www.bico.com 

Nanoscribe präsentiert auf der 

Photonics West Conference and 

Exhibition in San Francisco erstmals 

den neuen Hochleistungsdrucker 

Quantum X align. Dieser ist 

der erste 3D-Drucker seiner Art mit 

fortschrittlichem Alignmentsystem 

für den Direktdruck mikrooptischer 

Freiform-Elemente auf optische 

Fasern und photonische Chips. 

Damit setzt der Drucker neue Maßstäbe 

für das Design und die Herstellung 

mikrooptischer Elemente. 

Robuste und zuverlässige 

Alignment-Lösungen 

Quantum X align hält robuste und 

zuverlässige Alignment-Lösungen 

bereit, um eine effiziente Lichtkopplung 

über das Free Space Microoptical 

Coupling (FSMOC) zwischen 

Chips und optischen Fasern zu 

erzielen. Das neue Mikrofabrikationssystem 

ebnet industriellen Innovationen 

im Bereich bildgebender 

Technologien mit Fasern und Strahlformungsanwendungen 

den Weg 

und bringt das hybride Packaging für 

photonische Chips voran. Quantum 

X align ist das vierte Mikrofabrikationssystem 

der Quantum X-Produktlinie 

und ermöglicht eine einfachere 

Prozesskette, geringere Montagetoleranzen 

und den Verzicht auf ein 

kostspieliges und zeitaufwändiges 

aktives Alignment und bietet Vorteile 

mit Blick auf die Miniaturisierung 

der zu druckenden Strukturen. 

„Mit der Erweiterung unserer 

bewährten Quantum X-Plattform um 

den neuen Quantum X align ergänzen 

wir die Zwei-Photonen-Polymerisation 

mit leistungsstarken Alignment-Technologien, 

um der steigenden 

Nachfrage solcher Lösungen 

in den Bereichen Datenkommunikation, 

Telekommunikation und Sensorik 

zu begegnen”, sagt Martin Hermatschweiler, 

CEO und Mitgründer 

von Nanoscribe. „Wir nehmen 

die Herausforderungen einer effizienten 

Lichtkopplung im Photonic 

Packaging an, um den hochpräzisen 

3D-Druck zur Technologie der 

Wahl bei der Realisierung integrierter 

photonischer Anwendungen zu 

machen”, ergänzt Hermatschweiler. 

Fortschrittliche Lösungen 

für das Photonic Packaging 

Der neue hochpräzise 3D-Drucker 

eröffnet ganz neue Möglichkeiten 

für den Bereich des Photonic 

Packagings, was deutlich höhere 

Datenverarbeitungskapazitäten ermöglicht 

und auch die Entwicklung 

energieeffizienter Technologien 

vorantreibt. Photonisch integrierte 

Schaltkreise (PIC) sind wichtig, 

um die heute noch vorherrschenden 

Mikroelektronik-Ansätze abzulösen, 

deren Miniaturisierung und 

damit auch deren Rechen leistungen 

an Grenzen stoßen. Photonischintegrierte 

Ansätze sind entscheidend 

für moderne Anwendungen 

in Bereichen wie der künstlichen 

Intelligenz und im Quantencomputing. 

Zentral für deren Umsetzung 

ist die mikrooptische Verbindungtechnik, 

für die Quantum 

X align innovative Hardware- und 

Softwarelösungen bereit hält. Der 

hochpräzise 3D-Drucker basiert 

auf der Zwei-Photonen-Polymerisation 

(2PP) und erzielt eine Ausrichtungsgenauigkeit 

in allen räumlichen 

Dimensionen von bis zu 100 

Nanometern. 

Finalist der Prism Awards 

2022 

Der Nanoscribe Quantum X 

align ist ein Finalist der diesjährigen 

Prism Awards in der Kategorie 

„Manufacturing & Test“, was 

den innovativen Ansatz des revolutionären 

Druckers noch einmal 

mehr unterstreicht. Ziel des internationalen 

Wettbewerbs ist es, die 

besten Produktneuheiten auf den 

Märkten Optik und Photonik auszuzeichnen. 

Die Preisverleihung fand 

Die Mikroskopie-Aufnahme zeigt deutlich, wie präzise die optischen 

Projektionen der Linsen des Faserarrays sind. Hier wird grünes Licht in 

parallele Lichtstrahlen kollimiert. Beispiel aus dem Forschungsprojekt 

MiLiQuant. 


Die REM-Aufnahme liefert einen visuellen Beleg für den Druck von 

Modenfeld formenden Mikrooptiken, die mit Submikrometerpräzision auf 

die Facette eines photonischen Chips ausgerichtet und gedruckt wurden. 

Beispiel aus dem Forschungsprojekt HandheldOCT 

am 26. Januar in San Francisco im 

Rahmen der SPIE Photonics West 

Conference and Exhibition statt. 

Der Quantum X align ist das 

erste Gerät mit automatischen 

3D-Ausrichtungsfunktionen innerhalb 

der Quantum X-Plattform 

von Nanoscribe. Der 3D-Drucker 

ist mit hochpräzisen Bildgebungsmodulen 

ausgestattet, um die Topografie 

unterschiedlicher Substrate 

abzubilden und die zu druckenden 

Strukturen automatisch in allen drei 

Raumrichtungen auszurichten. Auf 

diese Weise können mikrooptische 

Elemente während des 3D-Druckprozesses 

automatisch an Faserspitzen, 

photonischen Chip-Kantenkopplern 

(EC), Gitterkopplern 

(GC) und Laserdiodenfacetten ausgerichtet 

werden. Die zentralen Vorzüge 

für das Photonic Packaging 

im Überblick: 

• Eine Modenfeldanpassung bereits 

auf der Komponentenebene statt 

auf der Chipebene 

• Eine einfache Fertigung von 

Lensed Fiber Arrays (LFA) durch 

Drucken der Kollimations- oder 

Fokussierungsoptiken direkt auf 

die Faserenden 

Freiform-Mikrooptiken, die auf einzelne Fasern in einem V-Groove- 

Faserarray ausgerichtet und gedruckt sind 

Alignment mit 

Nano-Präzision für das 

On-fiber und On-chip 

Printing 

Quantum X align ermöglicht 

eine automatische 3D-Faserkernerfassung 

und einen automatischen 

Neigungsausgleich, um 

präzise auf Fasern oder Faserarrays 

zu drucken. Wichtig für 

den Druck auf photonische Chips 

ist ein konfokales Bildgebungsmodul, 

das die 3D-Kartierung der 

Substrat-Topografie in Kombination 

mit einer vollautomatischen 

Ausrichtung auf vordefinierte Marker 

oder Wellenleiter ermöglicht. 

Auf diese Weise können mit dem 

neuen Quantum X align Freiform- 

Mikrooptiken gedruckt werden, die 

optimal auf den Faserkern ausgerichtet 

oder an Facetten sowie 

Wellenleitern auf Standard- sowie 

individuellen Chips angebracht 

sind. Durch den 3D-Druck mit 

automatischem Alignment wird 

die komplexe Anpassung des 

Modenfeldes auf Ebene der Chips 

erheblich verkürzt und es kann 

auf ein aktives Alignment verzichtet 

werden, während zugleich 

neuartige Freiform-Mikrooptiken 

an optischen Schnittstellen entwickelt 

und hergestellt werden 

können. ◄ 

Mikrobearbeitungszentrum: Magazin schafft Platz für maximal 200 Werkzeuge 

Das Mikrobearbeitungszentrum microone 

hat viel Raum zur Aufnahme von Werkzeugen. 

Es kann – je nach Ausbaustufe – auf 

40 bis 200 Werkzeugplätze zugreifen. In der 

spanenden Fertigung sind Werkzeugspeicher 

eigentlich immer zu klein, so mancher Kunden 

möchte oft größere Magazine für die Werkzeuge 

nutzen, als die standardmäßig vorhandenen. 

Einen Aspekt den Zorn Maschinenbau 

von Beginn an bei der Konstruktion des 5-achsigen 

Bearbeitungszentrums microone angedacht 

hatte. Ohne großen Aufwand ist es möglich, 

den vorhandenen Platz an der Maschine 

für Werkzeugmagazine mit 40 Werkzeugaufnahmen 

auszulegen, und zwar ohne mehr Fläche 

zu benötigen. WZ40 heißt die Lösung für 

40 Werkzeughalter, eine Lösung, die sogar 

bis auf 200 Werkzeugplätze ausbaubar ist. 

Eine verlängerte X-Achse nutzt einen zweiten 

Schlitten. Standard-Werkzeugwechsler 

und Magazinplatte entfallen, stattdessen bietet 

das Werkzeugmagazin im Grundaufbau auf 

der X-Achse Platz für ein Alt- und Neuwerkzeug. 

Diese Werkzeuge werden parallel zu Zerspanung 

im rückwertigen Raum ausgetauscht. 

Schnellwechseladapter und die Werkzeugverwaltung 

sichern den reibungslosen Ablauf während 

des Bearbeitungsvorgangs. 

Der Zugang zu den Werkzeugen ist über 

die seitliche Tür an der Maschine während 

des Betriebs möglich. Ein Standardmagazin 

nimmt entweder sechs oder neun Werkzeuge 

ISO10 oder 12 Werkzeuge bei Direktspannung 

auf. Die Art der Werkzeugaufnahme hängt von 

unterschiedlichen Faktoren ab und kann frei 

gewählt werden. 

ZORN Maschinenbau GmbH 

zorn@zorn-maschinenbau.com 

www.zorn-maschinenbau.com 


45

Produktion 

Automatisierung bringt mehr Sicherheit in die 


Automatisiert, prozesssicher und rückverfolgbar kleben und vergießen mit der Protecto 

zess des Dosierens und Härtens 

innerhalb einer Anlage realisieren 

und entsprechend Standfläche einsparen. 

Da jeder Klebstoff einen 

spezifischen Photoinitiator beinhaltet, 

welcher mit der richtigen 

Wellenlänge angesprochen werden 

muss, um die Vernetzung und 

damit die Härtung des Klebstoffes 

zu aktivieren, gibt es die UV-Quelle 

mit unterschiedlichen Wellenlängen. 

Der steigende Kostendruck in der 

Medizintechnik sorgt für einen Wandel 

von der manuellen Kleinserienfertigung 

hin zu einem vollautomatisierten 

Prozess. Mit den Dispensund 

Coatingsystemen der Protecto- 

Serie von Rehm Thermal Systems 

profitiert die Branche von reduzierten 

Taktzeiten in Kombination mit einer 

für den Medizinelektronik-Sektor 

besonders wichtigen gesteigerten 

Prozesssicherheit, da der potenziell 

fehler behaftete manuelle Prozess 

entfällt. Eine gesicherte Rückverfolgbarkeit 

sämtlicher prozessrelevanter 

Parameter und umfangreiches 

Monitoring der gefertigten 

Baugruppen sorgen für zusätzliche 

Sicherheit. 

Rehm Thermal Systems GmbH 

www.rehm-group.com 

Mit dem innovativen Dosier system 

Protecto hat Rehm Thermal Systems 

ein System im Portfolio, das 

sehr flexibel an individuelle Kundenwünsche 

angepasst werden kann. 

Hierzu stehen je nach Anwendungsfall 

verschiedene Applikatoren zur 

Verfügung. 

Der richtige Applikator 

für zuverlässigen 

Materialauftrag 

Da in der Medizinbranche verstärkt 

UV- und Cyanacrylat-Klebstoffe 

Anwendung finden, ist es 

wichtig bei der Applikatorentechnik 

ein paar Besonderheiten zu beachten. 

So bietet etwa ein Membranventil 

den Vorteil, dass es bei entsprechender 

Konfiguration ohne 

einen schädlichen Kontakt des 

Klebstoffs mit metallischen Kontaktflächen 

auskommt. Zusätzlich 

bietet es den Vorteil, dass es 

sehr wartungsarm und kostengünstig 

ist. 

Im Bereich der Medizintechnik 

finden Membranventile vor allem 

Anwendung beim Applizieren von 

Cyanacrylaten. Hierbei empfiehlt 

sich die Verwendung von Dosiernadeln 

mit innenliegender PFTE- 

Führung. Durch die geringe Oberflächenspannung 

kann ein An heften 

von Materialrückständen sowie 

ein besserer Fadenabriss erreicht 

werden. 

Volumetrische Dosierventile 

Weitere vielfach verwendete 

Applikatortypen in der Medizinbrache 

sind volumetrische Dosierventile, 

wie beispielsweise Exzenderschneckenventile. 

Diese bieten 

den großen Vorteil, dass sie sehr 

gleichmäßig, pulsationsfrei und 

sehr reproduzierbar unabhängig 

von eventuellen Druck- oder Viskositätsschwankungen 

arbeiten. 

Dosieren und Härten in 

einem Arbeitsgang 

Die immer breitere Akzeptanz 

von UV-Klebstoffen am Markt hat 

dazu geführt, dass es inzwischen 

eine Vielzahl an verschiedenen 

Härtesystemen für UV-Klebstoffe 

gibt. Rehm Thermal Systems bietet 

hierzu unter anderem die Möglichkeit 

an, die UV-Quelle direkt in 

die Dosierzelle zu implementieren. 

Hierdurch lässt sich der Pro- 

Sicherstellung 

einer permanenten 

Prozesskontrolle 

Um sowohl während des Dosiervorgangs 

wie auch für die Rückverfolgbarkeit 

eines jeden Produktes 

gewährleisten zu können, dass 

innerhalb der definierten Toleranzen 

gefertigt wird, steht eine Vielzahl 

an Optionen zur Prozesskontrolle 

zur Verfügung. Hierzu zählt etwa 

die optional erhältliche Wägezelle 

mit deren Hilfe ein variabler Prüfungszyklus 

für die Überprüfung 

des Dosiervolumens festgelegt 

werden kann. Ein möglicher Versatz 

der Düsennadel in X, Y oder 

Z Ausrichtung kann über ein Nadelmesskreuz 

vollautomatisch detektiert 

und korrigiert werden. Über 

das Kamerasystem besteht zudem 

die Möglichkeit einer Lageerkennung 

des zu applizierenden Bauteils 

mit automatisierter Nachführung 

des entsprechenden Dosiervorgangs. 

Mit der Kamera können 

auch nicht belegte Plätze in einem 

Waren träger erkannt werden und ein 

entsprechender Dosiervorgang ausgelassen 

werden. Zusätzlich kann 

eine Datamatrix oder auch eine 

Serien nummer über das Kamerasystem 

eingelesen und hierdurch die 

Prozess parameter einer definierten 

Baugruppe zugeordnet werden. ◄ 


Produktion 

Lange Wellenlängen für Transparenttransparent-Schweißen 

ProByLas Maschinen sind jetzt mit auch mit langen Wellenlängen verfügbar 

Turnkey S mit langwelligem Laser um beispielsweise Beatmungsschlauch im 

Konturprozess zu schweissen 

Fürs Laserschweißen von Kunststoffen 

werden traditionell Wellenlängen 

von 800 - 1.100 nm eingesetzt 

bei denen alle Polymere transparent 

sind. Um eine Absorption des Lasers 

und damit Schweißen zu erzielen, 

müssen zusätzliche Farbstoffe dem 

Polymer beigemischt werden. Dies 

kann für medizinische Anwendungen 

ein Problem sein, da der Kunststoff 

mit zusätzlichen Additiv neu qualifiziert 

werden muss. 

Längere Wellenlängen als 

Lösung 

Eine Lösung ist anstelle der 

üblichen Wellenlängen zu längeren 

zu gehen. Bei 1.700 - 2.000 nm 

absorbieren die meisten Kunststoffe 

von sich aus leicht. Diese schwache 

Absorption im Infraroten beruht 

auf Oberschwingungen der Molekülbindungen. 

Die Wellenlängen und 

Stärke der Absorptionsbande hängen 

von den Atomen und Bindungen 

im Polymer ab. Nur komplett fluorinierte 

Polymere wie PTFE und PFA 

zeigen in diesem Wellenlängenbereich 

gar keine Absorption. 

Ein gutes Beispiel ist ein Schlauch 

mit Ballon zur künstlichen Beatmung 

aus weichem PVC. Der aufblasbare 

Ballon, der zur Luftröhre 

abdichtet, muss auf den Schlauch 

luftdicht geschweißt werden. In der 

Schlauchwand verläuft ein feiner 

Kanal zum Aufblasen des Ballons, 

der an der Schweißstelle offen bleiben 

muss und nicht zusammenfallen 

darf. Der Schlauch mit Ballon wird 

im Laserstrahl rotiert und absorbiert 

diesen teilweise im Ballonhals und 

Schlauchoberfläche. Mit der Laserleistung 

im richtigen Bereich erfolgt 

eine Schweißung ohne dass der 

feine Kanal zum Aufblasen kollabiert 

und zusammenschmilzt. 

Schweißprozess 

Alle Maschinen von ProByLas zum 

Kunststoffschweißen, vom Modula 

zur Integration bis zu den schlüsselfertigen 

Turnkey S und M, sind nun 

auch mit langen Wellenlängen verfügbar. 

Im Konturprozess wird der 

Laser auf einen Punkt fokussiert 

und mit Servoachsen entlang der 

programmierten Kontur geführt. Verglichen 

mit den traditionellen Wellenlängen 

ist der Prozess aber langsamer, 

da ein größerer Bereich aufgeschmolzen 

und dafür mehr Energie 

benötigt wird. 

ProByLas 

www.probylas.com 

Medizinische Produkte keimfrei fertigen und verpacken mit CleanBoy Medical 

Keime sind allgegenwärtig und 

kommen millionenfach in jedem 

Quadratmeter der Umgebungsund 

Innenraumluft vor. Keime 

können Produkteigenschaften 

nicht nur verändern oder zerstören, 

sie können großen gesundheitlichen 

Schaden anrichten, 

wenn sie in medizinischen Produkten 

unerkannt oder unbehandelt 

bleiben. Als Kontaminationsquellen 

sind die Raumluft, Oberflächen 

im Arbeitsbereich und 

das Personal selbst, das mit diesen 

Produkten in Kontakt kommt, 

zu werten. Unter diesen Kontaminationsquellen 

wird das Personal 

selbst als größte Kontaminationsquelle 

angesehen. Der CleanBoy 

Medical ist eine sterile Werkbank 

und basiert auf dem Konzept 

einer Hochleistungsfiltertechnik 

von Spetec. Sein Herzstück ist 

ein Hochleistungsfilter des Typs 

HEPA H14 durch dessen Einsatz 

die Luftqualität im Arbeitsbereich 

gegenüber der Umgebungsluft 

mindestens um das 10.000-fache 

verbessert werden kann. 

Durch Kombination von Laminar-Flow-Boxen 

lassen sich ganze 

Fertigungs-Straßen oder Reinräume 

aufbauen, so dass das 

empfindliche Produkt an keiner 

Stelle des Fertigungs- oder Verpackungsablaufes 

mehr mit Partikeln 

oder Keimen in Kontakt kommen 

kann. 

Dass nicht nur Partikel, sondern 

auch Keime reduziert werden, 

hat Spetec in Zusammenarbeit 

mit der Firma LS SE & Co. KG 

(Bad Bocklet) untersucht. Dabei 

wurden Keimzahlmessungen in 

einer CleanBoy Medical - Werkbank 

im laufenden Betrieb durchgeführt. 

Es konnten in der Flow 

Box weder Bakterien noch Schimmelpilze 

nachgewiesen werden. 

Spetec GmbH 

www.spetec.de 


47

Lasertechnik 

Laserschneiden für sauberes und kreatives 

Trennen 

CO 2 -Flachbett-Laser für anspruchsvolle Schneidaufgaben 

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

3250 x 3210 mm © Trotec 

Bild 2: Bei Filtern sind Matten, Beutel oder Schläuche bis hin zu Einsätzen 

mit vielfältigen Ausschnitten aller möglichen Formen gefragt © Kögel 

Autor: 

Dipl. Chem. Andreas Zeiff, 

Redaktionsbüro Stutensee 

Trotec Laser Deutschland GmbH 

www.troteclaser.com/de 

Passgenaues Zuschneiden von Platten 

oder Geweben erfordert je nach 

Material und Stärke unterschiedliches 

Werkzeug. Setzt man statt Messern oder 

Stanzen eng gebündelte Laserstrahlen 

ein, wird ein verschleißfreies, fast für alle 

Materialien einsetzbares, Schneiden 

möglich. Konturscharfe Linien, Bögen 

und Ausschnitte sind leicht umzusetzen 

und synthetische Gewebe werden 

durch den minimalen Wärmeeintrag in 

das Randmaterial gleich gegen Ausfasern 

versiegelt. Laserschneiden bietet 

also viele Vorteile gegenüber konventionellen 

Schneidverfahren und hat 

sich in sehr unterschiedlichen Anforderungen 

bewährt. Die Bandbreite reicht 

von der Produktion, selbst unter Reinraumbedingungen, 

bis hin zum künstlerischen 

Einsatz beim Schneiden von 

Acrylplatten für Messe- und Dekorationszwecke. 

Schneiden mit Licht ist schon 

lange keine Science-Fiction mehr, 

Laserschneiden hat sich vielmehr 

als zuverlässige und wirtschaftliche 

Alternative zu mechanischen 

Trennmethoden etabliert. Je nach 

Trennaufgabe werden dafür unterschiedliche 

Laserbauarten verwendet, 

die sich im Aufbau, der Lichtwellenlänge 

und der Leistung unterscheiden. 

Eine recht universell einsetzbare 

Ausführung ist die CO 2 - 

Flachbett-Laserserie SP von Trotec. 

Diese bietet die Möglichkeit, sowohl 

große Formate am Stück, zum Beispiel 

aus Tafeln oder von Rollen, zu 

bearbeiten als auch kleinere Reststücke 

sinnvoll auf zuarbeiten. Je 

nach Ausführung bietet diese Flachbettserie 

in fünf Varianten dafür eine 

Bild 3: Von einfachen Ronden über Schläuche bis hin zu Filtertüchern für die 

Gefriertrocknung mit vielfältigen Ausschnitten, alle möglichen Formen sind 

gefragt © Kögel 

Fläche von 1250 x 710 mm bis zu 

3250 x 3210 mm (Bild 1). Zwei Beispiele 

aus ganz unterschiedlichen 

Branchen zeigen das große Einsatz- 

Potential dieser Großformatlaser. 

Unterschiedliche Gewebe 

schneiden 

Prozessanlagen, wie z. B. Zentrifugen, 

Nutschen und Trockner 

in der Chemie-, Lebensmittel- und 

Pharmaproduktion sind auf hygienisch 

gefertigte Filterprodukte angewiesen. 

Die Kögel Filter GmbH - 

Contecma-Filtration hat sich auf die 

Produktion solcher Filtereinsätze 

spezialisiert (Bild 2). Je nach Anlage 

sind dabei, von einfachen Ronden 

über Schläuche bis hin zu Filtertüchern 

mit vielfältigen Ausschnitten, 

alle möglichen Formen gefragt 

(Bild 3). Die Grundlage für die Fertigung 

sind Gewebe und Vliese auf 

Rollen mit ca. 2,6 m Breite und bis 

zu 100 m Länge. Die Palette der 

Materialien umfasst dabei PP, PE, 

PA und PTFE. Für die Verarbeitung 

dieser Bandbreite an Formen und 

Materialien setzen die Filterexperten 

auf den Großformatlaser SP 3000. 

Er bietet mit einer Schneidfläche 

von 2210 x 3210 mm ausreichend 

Fläche für den Zuschnitt größerer 

Teile oder wahlweise vieler Kleinteile. 

Die Strahl leistung des CO 2 - 

Lasersystems kann zwischen 40 

und 400 W eingestellt werden und 

erlaubt feinste Schnitte, bei denen 

die Ränder der Gewebe oder Vliesmaterialien 

gleich versiegelt werden 

(Bild 4). Tino Fidler, technischer Leiter 

bei Kögel erklärt: „Als Marktführer 

mit Reinraumfertigung in 

Deutschland bei Filterprodukten 

für die Fest-Flüssig-Trennung und 

Gasfiltration verstehen wir uns als 

Problemlöser und Prozessoptimierer 

für unsere Kunden. Um die 

jeweiligen Filter optimal auf ihren 

Einsatzzweck auszulegen, sind wir 

auf eine sehr flexible Schneidanlage 

angewiesen. Der Laser erlaubt es 

uns, auch komplizierte Strukturen 

für Prototypen innerhalb von zwei 

bis drei Tagen auszuliefern und so 

schnell auch auf besondere Kundenwünsche 

zu reagieren.“ 


Lasertechnik 

Bild 4: Der Flachbett-Laser im Reinraumeinsatz; die Absaugung und Kühlung 

ist in der Zwischendecke außerhalb des Reinraumes installiert © Kögel 

Lasereinsatz unter 

Reinraumbedingungen 

Die direkt im Schneidkopf untergebrachte 

Absaugung fängt alle 

Dämpfe und Partikel direkt am Entstehungsort 

ein und führt sie aus 

dem Reinraum. Bei dieser kundenspezifischen 

Lösung wurde die 

Absaugung und Kühlung in der Zwischendecke 

außerhalb des Reinraumes 

installiert; so werden die 

Bedingungen nach ISO 7 / GMP C 

im Betrieb nicht gestört. Das durchdachte 

Design des eigentlichen 

Laserplotters erfüllt die Reinraumbedingungen 

sehr gut, dadurch können 

problemlos auch sehr anspruchsvolle 

Filter für die Medizin- oder 

Pharmatechnik geschnitten werden. 

Tino Fidler dazu: „Da unsere 

Filter nach GMP (Good Manufacturing 

Practice) produziert werden 

müssen, war die Fertigung unter 

Reinraumbedingungen essenziell. 

Der Trotec-Laser erfüllt die an ihn 

gestellten Bedingungen für die Reinraumproduktion 

problemlos und ist 

eine wichtige Ergänzung der bisherigen 

Schneidlösungen.“ 

Gegenüber der üblichen Handarbeit 

mit Schneidwerkzeugen lassen 

sich besonders Teile mit vielen 

Aus- und Einschnitten schnell und 

konturscharf fertigen. Gerade für 

Proto typen und unterschiedliche 

Entwicklungsstufen ist eine schnelle 

Herstellung oft komplexer Formen 

gefragt, hier können die Landauer 

Spezialisten dank des Lasergerätes 

sehr schnell und flexibel reagieren. 

Da der Großformatlaser auch 24/7 

„von der Rolle“ arbeiten kann, lassen 

sich auch größere Fertigungslose, 

z.B. für Lohnfertigung von 

Filter tüchern, zeitnah fertigstellen. 

Werbetechnik und 

Digitaldruck 

Einen ganz anderen Einsatzbereich 

bedient die Visual Information 

Systems GmbH mit Display-Messesystemen 

und Werbetechnik. Hier 

werden vor allem digital bedruckte 

Platten aus Plexi-/Acrylglas, Pappe 

oder Holz mit bis zu 20 mm Dicke 

in Form gelasert. Da die einzelnen 

Teile oft spielfrei ineinandergefügt 

werden, z. B. bei Standfüßen 

für Aufsteller, ist ein exakter und 

konturscharfer Schnitt unabdingbar 

(Bild 5). Andere Produkte wie 

kleine 3D-Aufsteller für Tischdekoration 

oder Namensschilder erfordern 

sehr kleine Schneidradien und 

bedruckte Tafeln mit Figuren müssen 

exakt am Bild entlang geschnitten 

werden (Bild 6). Hier kommen herkömmliche 

Schneidverfahren z. B. 

mit Fräsköpfen durch ihre Mindeststärke 

von rund 3 mm an ihre Grenzen. 

Zudem entsteht beim zerspanenden 

Arbeiten mehr Abfall, der 

entsorgt werden muss. Für viele 

Aufgaben ist daher die Lasertechnik 

das bessere Werkzeug. Bei 

Visual hat man sich deshalb für 

einen SP 500 CO 2 -Laser entschieden, 

der mit 1250 x 710 mm Arbeitsfläche 

auch größere Aufsteller oder 

Schablonen aus den Rohtafeln ausschneiden 

kann. Durch die große 

Durchreichfläche des Lasers sind 

so selbst Flächen von Türblattgröße 

noch gut zu bearbeiten. Geschäftsführer 

David Ditcher beschreibt 

die Vorteile dieser Lösung: „Da wir 

eine breite Palette an Produkten 

fertigen, ist für uns ein sehr flexibles 

Schneidgerät entscheidend 

(Bild 7a,b). Mit dem Lasersystem 

können wir vom kleinsten Tischaufsteller 

mit ca. 5 cm Kantenlänge bis 

hin zu Tisch- oder Türblattgröße alle 

Konturen ausschneiden (Bild 8). 

Gerade bei bedruckten 

Aufstellern ist eine konturscharfe 

Schneidlinie 

entlang der bedruckten 

Fläche wichtig. Der 

Laserstahl erlaubt dabei 

Bild 5: Für viele Teile 

ist ein exakter und 

konturscharfer Schnitt 

unabdingbar © Visual 

Information Systems 

auch feinste Aussparungen, für die 

ein Fräskopf einfach zu groß wäre.“ 

Bild 6: Kleine 3D-Aufsteller 

für Tischdekoration oder 

Namensschilder erfordern sehr 

kleine Schneidradien und bedruckte 

Tafeln mit Figuren müssen exakt am 

Bild entlang geschnitten werden 

© Visual Information Systems 

Die Kunst des Schneidens 

Um mit bedruckten Platten 

3D-Effekte zu erzeugen, müssen 

oft unterschiedliche Ausschnitte 

miteinander kombiniert werden. 

Durch den exakten Laserschnitt 

lassen sich die Einzelteile perfekt 

passend ohne Klebstoff ineinanderfügen 

und problemlos wieder zerlegen. 

Bei anderen Aufgaben wie 

dem Ausschneiden von Schablonen 

für die Kennzeichnung mit Farbe, ist 

eine sehr feine Linienführung möglich. 

„Da die Einrichtung des Lasers 

relativ einfach ist, lassen sich unterschiedliche 

Schnittmuster kombinieren 

bzw. Reststücke und größere 

Ausschnitte für kleinere Produkte 

aufarbeiten. Das senkt sowohl die 

Kosten als auch das Abfallaufkommen 

enorm“, so Ditcher weiter. „Wir 

sind nun noch flexibler bei der künstlerischen 

Gestaltung von Messeobjekten 

oder ausgefallenen Werbeobjekten 

und können zudem noch 

schneller auf Kundenwünsche reagieren.“ 

Per Laser lassen sich auch 

filigrane Kunstwerke z. B. zur Außenfassadengestaltung 

vorbildgetreu 

ausschneiden oder die Ausstattung 

von Räumen durch Formteile oder 

Konturbilder verbessern. Da praktisch 

kein Abfall beim Schneiden 

anfällt und die Materialausnutzung 

sehr gut ist, schont die Laserfertigung 

nebenbei auch noch Umwelt 

und Geldbeutel. ◄ 

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

© Visual Information Systems 


49

Lasertechnik 

Kompakter Multi-Wellenlängen-Laser 

für Durchflusszytometer 

üblichen Kosten, die mit kundenspezifischen 

Laser-Subsystemen 

verbunden sind. 

Coherent 

www.coherent.com 

OBIS CellX ist ein kompakter 

Multi-Wellenlängen-Laser für 

Durchflusszytometer mit kolinearen 

oder getrennten Strahlfokussen. 

Dieser beinhaltet bis zu 

vier Laser und Fokussieroptiken 

und senkt die Gerätekosten durch 

den Wegfall elektronischer Redundanzen. 

Darüber hinaus werden 

die Entwicklungskosten durch 

eine kürzere Markteinführungszeit 

gesenkt. CellX ist mit einer breiten 

Palette von Laserwellenlängen zwischen 

405 nm und 637 nm erhältlich. 

Alle Strahlen können unabhängig 

voneinander durch separate 

Ausrichtungssteuerungen 

unter der Staubschutzabdeckung 

gesteuert und fokussiert werden. 

OBIS CellX bietet somit eine kundenspezifische 

Leistung, ohne die 

Optisch gepumpte 

Halbleitertechnologie 

Die Laser in CellX basieren auf 

der einzigartigen optisch gepumpten 

Halbleitertechnologie (OPSL) von 

Coherent, die sich durch geringes 

Ausgangsrauschen, hohe Strahlqualität 

und geringe Wärmeabgabe 

auszeichnet, was die Integration 

von CellX in Multi-Wellenlängen-Instrumente 

vereinfacht. 

Zwei CellX-Module können 

kombiniert werden, um acht verschiedene 

Wellen längen mit einheitlicher 

Steuerung zu erhalten, 

um die neuesten Multi parameter- 

Zytometrie-Anwendungen zu unterstützen. 

CellX kann auch mit einem 

OBIS XT-Laser kombiniert werden, 

wodurch die Palette um ultraviolette 

Leistung erweitert wird. ◄ 


Lösungen für das Laserschweißen von 

Kunststoffen 

Lasertechnik 

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

und unkomplizierte Lösung für das Laserschweißen von Kunststoffen in der Produktion 

Die Evosys Laser GmbH stellt auf 

der diesjährigen MedtecLIVE with 

T4M in Stuttgart und auch auf der 

KUTENO in Rheda- Wiedenbrück 

aus. Auf beiden Messen zeigt der 

Technologieführer Lösungen für das 

Laserschweißen von Kunststoffen 

wie die kompakten Lasermodule 

EVO 0550 und EVO 0750 und das 

Messgerät PICTOR. 

Die Evosys Laser GmbH stellt 

vom 03.-05. Mai auf der MedtecLIVE 

with T4M, einem Zusammenschluss 

zweier bedeutender Medizintechnik- 

Fachmessen, aus. Die Laserschweißexperten 

zeigen in Halle 10, Stand 

348 worauf es beim Schweißen von 

Kunststoffen in der Medizin technik 

ankommt. Auch auf der KUTENO, 

der norddeutschen Zuliefermesse 

vom 10.-12. Mai, präsentiert das 

Unternehmen seine Exponate (Halle 

3, Stand Z17). 

Flexibel einsetzbar 

Die Lasermodule EVO 0550 und 

EVO 0750 ermöglichen eine effiziente 

Projektierung und einen flexiblen 

Einsatz. Durch ihre kompakte 

Bauweise lassen sie sich in nahezu 

jede Fertigungsumgebung integrieren 

und bieten damit höchste Wirtschaftlichkeit 

– auch in der vollautomatisierten 

industriellen Produktion. 

Zudem sind sie vorkalibriert und enthalten 

bereits die Lasersteuerung, 

was die weltweite Tauschbarkeit und 

Prozessübertragung vereinfacht. 

Aufgrund ihrer einfachen Bedienbarkeit 

und der Reinraumfähigkeit 

lassen sich die EVOSYS Lasermodule 

gut in der Medizintechnik und 

Pharma industrie, aber auch in der 

Automotive und Consumer-Branche 

einsetzen. 

artikel wie sterile Verpackungen, 

Mikrofluidik-Komponenten und Labon-a-Chip 

Systeme. Letztere können 

mit diesem Verfahren besonders 

hygienisch hergestellt werden. 

Hochpräzises 

Transmissionsmessgerät 

Außerdem am Stand zu sehen 

ist Intego PICTOR, ein hochpräzises 

Transmissionsmessgerät. Damit 

können sowohl die optischen Eigenschaften 

der Kunststoffbauteile vor 

dem Schweißprozess als auch die 

fertige Schweißnaht auf eventuelle 

Abweichungen und Fehler überprüft 

werden – und zwar für jedes einzelne 

Bauteil. Dies ist für die Qualitätskontrolle 

in modernen Fertigungen 

teils unerlässlich. 

Besucher können eigene Materialund 

Produktmuster zur Messe mitbringen 

und deren Transmissionsfähigkeit 

am EVOSYS Stand anhand 

PICTOR ermitteln lassen. ◄ 

So funktioniert Laserschweißen von 

Kunststoffen 

MedtecLIVE , Halle 10, Stand 348 

KUTENO, Halle 3, Stand Z17 

Evosys Laser GmbH 

www.evosys-group.com 

Hohe Präzision 

Durch die hohe Präzision, die 

lokal gut dosierbare Energieeinbringung 

und die Sauberkeit ist 

das Laser-Kunststoffschweißen in 

vielen Branchen für die Produktion 

geeignet. Typische Anwendungen 

sind beispielsweise das Verbinden 

von Gehäuseteilen, das Fügen von 

Displayfenstern aber auch medizintechnische 

Geräte und Verbrauchs- 

Das Laser-Kunststoffschweißen 

eignet sich für Anwendungen 

aus dem Automotive-, Medicaloder 

Consumerbereich, wie zum 

Beispiel für diesen in einen Helm 

integrierbaren Lautsprecher 

Das Transmissions-Messgerät 

PICTOR dient zur Prüfung der 

Vorprodukte und ermöglicht damit 

eine effiziente Qualitätssicherung 

beim Laser-Kunststoffschweißen 


51

Messtechnik 

Hardware in the Loop Teststand auf 

dem Schreibtisch 

Umfangreiche Software- 

Tool-Chain 

Mit einer umfangreichen Software- 

Tool-Chain wird der gesamte Entwicklungsprozess 

unterstützt. Von 

der Erstellung der Simulationen, zur 

Erzeugung der Testfälle mit textuellem 

und grafischen Reporting 

bis zur Continuous Integration für 

die Testautomatisierung, steht eine 

langjährig bewährte Software-Suite 

zur Verfügung. 

PROTOS Software GmbH 

www.protos.de 

Systeme mit 16- und 32-Bit-Microkontrollern 

verbreiten sich rasant. Ob 

in der Medizintechnik für Laser-OPs 

und Steuerung von Geräten in Intensivstationen, 

ob in Pumpen und Aktuatoren 

in der Automobiltechnik oder 

Industrieanlagen, diese leistungsfähigen 

Winzlinge sind inzwischen 

eine tragende Säule der embedded 

Systemwelt. Sie können viel und wir 

vertrauen auf ihre sichere Funktion. 

Viel Engineering fließt deshalb in die 

Entwicklung zuverlässiger und sicherer 

Software für die Gerätefunktionen. 

Das alles will gut getestet sein und 

soll sich nicht durch zu spät erkannte 

Fehler erst spät, vielleicht zu spät am 

Markt Erfolg verschaffen. Traditionelle, 

schaltschrankgroße Hardware in the 

Loop-Testanlagen (HIL-Tester) kommen 

meist erst am Ende des Entwicklungszyklus, 

beim Systemtest, wenn 

alles zusammengebaut wird, zum Einsatz. 

Sie sind in der Regel eine aufwendige 

und teure Ressource, mit 

der System- oder Acceptance-Tests 

in Zyklen von 2 und bis zu 12 Wochen 

Durchlaufzeit stattfinden. 

miniHIL-System 

Mit einem kleinen, kostengünstigen 

HIL-System, einzusetzen früh im 

Projekt, auf jedem Entwicklerarbeitsplatz, 

mit dem schnell Fehler entdeckt 

und behoben werden, könnte 

ein wertvoller Beitrag für besser 

Softwarequalität sein. Hier setzt 

das miniHIL-System von Protos an. 

Der Hardwareteil des 

Systems 

ist etwas größer als ein DINA4- 

Blatt. Ein Teil von miniHIL enthält 

den Mikrocontroller des Zielsystems, 

meist auf einem Eval-Board des Herstellers. 

Ein weiterer Bereich enthält 

einen leistungsfähigen Mikrocontroller, 

auf dem die Funktionen 

des Endgerätes simuliert werden. 

In der Mitte des Boards befindet 

sich ein Patchfeld für die Verbindung 

der I/O-Umgebung und Kommunikations-Infrastuktur 

zwischen 

Ziel system (System under Test) und 

der Simulation (Software-Modell des 

Zielsystems). 

Auf diese Weise können Fehler 

einfach behandelt werden, Code- 

Änderungen und neue Konzepte 

ausprobiert werden, ohne aufwendige 

Hardware, wie z. B. Motoren, 

Pumpen, Wechselrichter, Aktuatoren, 

etc…..jedem Entwickler zur Verfügung 

stellen zu müssen. 

Integration Testing 

Innerhalb des V-Models konzentriert 

sich das miniHIL-System 

auf den Bereich des Integration 

Testings und ermöglicht vollständige 

Test zyklen alle 5 - 60 Minuten. 

Damit erfahren Testsequenzen 

eine enorme Beschleunigung, 

vor allem, weil sie auch von größeren 

Teams parallel durchgeführt 


Darüber hinaus leistet miniHIL 

auch wertvolle Hilfe für Systemund 

Acceptance-Test. Projekte 

mit Functional Saftey-Anforderungen 

können damit einfacher umgesetzt 

werden. 

Zurzeit unterstützte 

Mikrocontroller sind: 

• STMicroelectronics: STM32, 

STM8 

• Infineon: TLE, AURIX, XMC 

• NXP: S12*** 

• Microchip: dsPIC33 

• ARM Cortex-M 

• und weitere Prozessor-Plattformen 

auf Anfrage 

Weitere Schwerpunkte: 

• Beherrschung von Komplexität 

in Embedded Software und 

Systemen durch Architekturen 

und Schaffung von Abstraktion 

• Entwicklung von Werkzeugketten 

und domänenspezifischen Sprachen 

• Engineering für Methoden und 

Werkzeugketten 

• Produkte zur Automatisierung von 

Entwicklung und Test 

• Schulungen und Workshops ◄ 


Messtechnik 

Prüfgeräte mit aktualisierten Testsequenzen 

Gossen Metrawatt GmbH 

www.gossenmetrawatt.com 

Die aktuelle Generation der Geräteserie 

Secutest ST von Gossen Metrawatt 

ist ab Werk auf die geänderten 

Normanforderungen der neu in Kraft 

getretenen DIN EN 50678 und DIN 

EN 50699 eingestellt. Beide Normen 

ersetzen die noch übergangsweise 

bis 2022/23 gültige DIN VDE 0701- 

0702 durch gesonderte Regelungen 

zur Überprüfung der Schutzmaßnahmen 

für die elektrische Sicherheit 

nach Reparatur bzw. bei Wiederholungsprüfungen. 

Mit der Trennung dieser beiden 

Anwendungsbereiche sind Änderungen 

bei einzelnen 

Prüfaufgaben 

verbunden. So gilt 

für Leitungen über 

1,5 mm² eine neue 

Berechnungsgrundlage 

und ist die 

Ableitstrommessung 

an isolierten 

Eingängen nun 

normativ festgelegt. 

Gossen Metrawatt 

hat das Funktionsspektrum 

seiner 

Geräte serie 

Secutest ST entsprechend 

aktualisiert 

und den Messumfang 

um neue 

normkonforme 

Prüfsequenzen 

erweitert. Für frühere 

Geräteversionen 

bietet der Hersteller diese Funktionsupdates 

zum Download an. Die 

Secutest-Reihe ist für die Prüfung der 

Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen 

bei ortsveränderlichen elektrischen 

Betriebsmitteln, medizinischen Geräten 

und Schweißgeräten optimiert. 

Die kompakten Messgeräte führen 

neben der Prüfung des Schutzleiterwiderstands 

mit 200 mA und 10 A, 

der Messung von Isolationswiderstand 

und unterschiedlichen Ableitströmen 

auch die Überprüfung von 

Schutzkleinspannungen SELV und 

PELV durch. 

Zum weiteren 

Messumfang 

zählen die Bestimmung der Auslösezeit 

von Fehlerstrom-Schutzschaltern 

der Typen PRCD, SPE- 

PRCD, PRCD-S und PRCD-K, ein 

Funktionstest mit Ermittlung von U, 

I, P, S, LF, f sowie ein Leitungstest 

auf Durchgang, Kurzschluss und 

Polarität. Außerdem verfügt der 

Sicherheitstester über einen Temperatureingang 

für einen Pt100/ 

Pt1000-Sensor sowie einen USB- 

Port zum schnellen Datenexport, 

zur Remote-Steuerung oder zum 

Anschluss eines Protokoll- oder 

Barcodedruckers. 

Zwei weitere USB-Ports 

dienen dem Anschluss von Dateneingabegeräten 

wie Barcodeleser, 

RFID-Leser und Tastatur, eines 

USB-Speichers, dem Datenexport 

im XML-Format oder zum Speichern 

von Prüfprotokollen im HTML-Format. 

Für die kabellose Kommunikation 

ist das Testgerät auch mit optionaler 

Bluetooth-Schnittstelle erhältlich. 

Zum Einsatz des Sicherheitstesters 

im Verbund mit der Prüfdaten-Managementsoftware 

IZY- 

TRON.IQ bietet Gossen Metrawatt 

bis Anfang Juni 2022 in regelmäßigen 

Abständen virtuelle Produktunterweisungen 

mit nützlichen Praxistipps 

für die täglichen Prüfaufgaben 

an. ◄ 

Datenlogger und NFC-Sensor-Lösung 

Im Zeitalter des IoT kommt es 

auf einfache und standardisierte 

Kommunikationsschnittstellen an. 

Mit den NFC TELID-Sensoren, die 

für die Prozesssteuerung in industriellen 

Anwendungen, Condition 

Monitoring in Logistikprozessen 

und für den Einsatz im Labor 

konzipiert sind, bietet microsensys 

eine kontaktlose Datenerfassung 

an. Unter NFC versteht man eine 

Funktechnik, welche die Kommunikation 

zwischen einem Smartphone 

und den Produkten aus 

der TELID-Reihe über eine kurze 

Distanz zueinander ermöglicht. 

NFC-Technologie 

Vorteil der NFC-Technologie ist, 

dass über ein handelsübliches, 

NFC-fähiges Gerät Sensordaten 

erfasst werden können. Ansonsten, 

eignen sich die TELID Sensordatenlogger 

insbesondere für 

komplexe Überwachungen in der 

Qualitätssicherung und Instandhaltung 

oder während Transporten 

von Lebensmitteln, Pflanzen, 

Pharmaka oder Medizinprodukten. 

Temperatur-, feuchte-, druck- oder 

schockempfindliche Produkte können 

beispielsweise während eines 

weltweiten Transportes überwacht 

und rückverfolgt werden. 

microsensys GmbH 

info@microsensys.de 

www.microsensys.de 


53

Messtechnik 

Lebensdauer von Batterien in 

implantierten medizinischen Geräten 

Keysight Leistungsanalysator N6705C 

Übersetzung/Überarbeitung 

deutsch: Ernst Bratz, 

Meilhaus Electronic GmbH 

www.meilhaus.com 

im Original von Brad Jolly, 

leitender Anwendungsingenieur, 

Keysight Technologies 

www.keysight.com 

Herzkrankheiten sind ein großes 

Gesundheitsproblem unserer Zeit. 

Laut den U.S. Centers for Disease 

Control and Prevention waren sie 

in den USA die häufigste Todesursache 

im Jahr 2019. In vielen Fällen 

können Herzkrankheiten durch 

Änderungen des Lebensstils wie 

Ernährung und Bewegung behandelt 

werden; in anderen Fällen sind 

pharmazeutische Ansätze sinnvoll. 

Darüber hinaus entwickelt sich 

für Patienten mit Herz-Kreislauf- 

Erkrankungen vermehrt der Trend 

zu implantierten medizinischen 

Geräten. Viele betroffene Menschen 

erhalten einen Herzschrittmacher, 

um den Herzrhythmus stabil aufrechtzuerhalten. 

Patienten mit Vorhofflimmern 

und Vorhofflattern können 

von einem implantierten Kardioverter-Defibrillator 

(ICD) profitieren. 

Sowohl Herzschrittmacher 

als auch ICDs werden mit Batterien 

betrieben, und eine leere Batterie 

kann für den Patienten gefährlich 

sein. Glücklicherweise verfügen 

die meisten modernen Herzschrittmacher 

und ICDs über eine Warnfunktion, 

die es dem Patienten ermöglicht, 

eine nötige Operation zu 

planen, bevor die Batterie tatsächlich 

ausfällt. 

Austausch defekter 

Batterien 

Eine leere Batterie kann im 

Extremfall den Unterschied zwischen 

Leben und Tod bedeuten, 

daher ist ein rechtzeitiger Austausch 

entscheidend. Bei einem ambulanten 

Eingriff sind viele Kosten zu 

berücksichtigen, darunter die Kosten 

für den Chirurgen, den Operationssaal 

und die Ausrüstung, das OP- 

Personal, die Anästhesie und den 

Anästhesisten, den Aufwachraum 

oder das Krankenzimmer sowie die 

Nachsorge und das Zubehör. 

Abgesehen von den Kosten 

besteht immer auch ein gewisses 

Risiko für die Patienten, von denen 

viele älter sind und häufig zusätzlich 

andere gesundheitliche Risikofaktoren 

aufweisen. Selbst bei relativ 

gesunden Patienten besteht 

immer das Risiko von Infektionen 

und anderen Komplikationen. Eine 

lange Batterielebensdauer kommt 

daher natürlich sowohl Patienten 

als auch Ärzten zugute und verringert 

zudem das Risiko rechtlicher 

und behördlicher Konsequenzen 

für den Gerätehersteller. Also müssen 

die Hersteller medizinischer 

Geräte vermehrt darauf achten, 

eine lange Lebensdauer der Batterien 

zu gewährleisten. 

Instrumente zur 

Strommessung 

Um eine lange Batterielebensdauer 

für medizinische Geräte 

sicherzustellen, stehen bei der Entwicklung 

und Validierung zahlreiche 

Hardware-Tools zur Strommessung 

zur Verfügung. Eines der gebräuchlichsten 

Instrumente ist das Digitalmultimeter 

(DMM), über das fast 

jeder Hardware-Ingenieur an seinem 

Arbeitsplatz verfügt. Mit dem 

DMM lassen sich niedrige Stromstärken 

sehr genau messen. Zudem 

ist es auch ein gutes Allzweckmessgerät 

für Spannung, Widerstand, 

Dioden und mehr. Ein Nachteil des 

DMM ist allerdings, dass es nicht 

über die nötige Bandbreite verfügt, 

um schnelle Transienten genau zu 

erfassen. Möglicherweise bietet es 

(je nach Ausführung) auch nicht den 

ausreichenden Dynamikbereich, 

um Übergänge zwischen Ruhezuständen 

mit niedrigen Strömen und 

aktiven Zuständen mit relativ hohen 

Strömen zu erfassen. 

Alternativen für die 

Messung 

Ein DC-Leistungsanalysator wie 

der Keysight N6705C als Alternative 

für solche Messungen ist zwar 

etwas teurer und weniger verbreitet 

als das DMM, hat aber eine deutlich 

bessere Bandbreite. Da es sich um 

ein modulares Produkt handelt, ist 

er flexibler als das DMM, und einige 

seiner Module umfassen Source- 

Measure-Units (SMUs) mit nahtlosem 

Messbereich, die den Ruhezustand 

und den aktiven Zustand 

ohne die mit Bereichsänderungen 

verbundenen Störimpulse messen 

können. 

Ein weiteres Instrument, das für 

Batteriemessungen in Frage kommt, 


Messtechnik 

Bild 1: Von der Keysight „Anomalous Waveform Analytics Software“ 

identifizierte Stromwellenform-Anomalie. 

ist das Oszilloskop. Es kann mit speziellen 

Stromtastköpfen sehr gute 

Strommessungen liefern. Das Oszilloskop 

verfügt zwar nicht über die 

Quellenmess- und E-Last-Fähigkeiten 

eines DC-Leistungsanalysators, 

hat aber eine viel höhere Bandbreite 

und mehr Triggerfunktionen. 

Der Gerätestrom-Wellenform- 

Analysator (Device Current Waveform 

Analyzer) schließlich gehört 

zum Highend-Bereich der Strommessgeräte. 

Er verfügt über ein 

Anwendungsspektrum wie ein Oszilloskop, 

eine hohe Strommessbandbreite 

und eine hervorragende Genauigkeit 

bei der Messung kleiner 

Ströme. 

Aus Messungen werden 

Erkenntnisse 

Zwar können alle oben genannten 

Geräte große Datenmengen 

präzise erfassen, doch reichen die 

Daten allein nicht aus, um die nötigen 

Erkenntnisse daraus zu gewinnen, 

die Ingenieure zur Optimierung 

ihrer Entwürfe benötigen. All diese 

Daten müssen schnell durch hochentwickelte 

Firmware und Software 

analysiert werden, die technische 

Statistiken und klare Diagramme 

erstellt, um wichtige Informationen 

auf einen Blick zu erkennen. 

Datenlogging-Software ist dabei 

ebenfalls ein wichtiges Hilfsmittel. 


Implantierte und am/im Körper getragene 

medizinische Geräte zeigen oft 

ein sehr unterschiedliches Verhalten 

abhängig vom gesundheitlichen 

Zustand und der körperlichen Verfassung 

des Patienten. Bei Geräten, 

die über HF-Signale kommunizieren, 

können sogar die elektromagnetischen 

Bedingungen in der 

Umgebung des Patienten zu einem 

übermäßigen Energieverbrauch führen. 

Denn unter Umständen sind 

diese Geräte mit schwierigen „HF- 

Koexistenzproblemen“ konfrontiert, 

d. h. sie stehen in „Konkurrenz“ zu 

anderen drahtlosen Geräten in der 

Umgebung. Möglicherweise müssen 

sie zum Beispiel mehrere Wiederholungsversuche 

unternehmen, 

um sicherzustellen, dass die Daten 

erfolgreich übertragen werden und 

haben dadurch einen erhöhten 

Stromverbrauch. 

Datenanalyse 

Sobald in der Entwicklung eine 

große Menge an Daten über die 

Datenprotokollierung gesammelt 

wurde, können diese Informationen 

nicht nur für die Analyse des 

Batterieverbrauchs verwendet werden. 

Manche Software kann beispielsweise 

mit Hilfe von Techniken 

der künstlichen Intelligenz 

große Datenmengen analysieren 

und Anomalien in den Stromkurven 

der Geräte aufspüren. Weicht ein 

Segment einer Stromwellenformen 

zum Beispiel stark vom normalen 

Verhalten des Geräts ab (Bild 1, 

rote Markierung), könnte dies auf 

einen intermittierenden Defekt 

in der Hardware hinweisen - es 

könnte sich um einen Firmware- 

Fehler handeln, oder es könnte 

sogar durch Malware verursacht 

werden, z. B. durch einen Trojaner, 

der im Gerät lauert. 

Ereignisbasierte 

Energieanalyse-Software 

Ein weiterer Software-Typ, der 

Ingenieuren hilft, das Geräteverhalten 

zu verstehen, ist ereignisbasierte 

Energieanalyse-Software. 

Diese Software ist Teil einer Lösung 

zur Optimierung der Batterielebensdauer 

von IoT-Geräten und korreliert 

den Ladeverbrauch mit HF- und 

DC-Ereignissen. Anschließend analysiert 

sie diese Informationen, um 

die Batterielebensdauer abzuschätzen 

und die wichtigsten Ereignisse 

in einem Gerät zu identifizieren, die 

viel Zeit und Batterieladung verbrauchen. 

Bild 2 zeigt zum Beispiel Wellenformen 

für Gerätestrom (gelb), 

HF-Leistung (grün) und LED-Versorgungsspannung 

(blau). Außerdem 

werden unten drei Ergebnisgruppen 

angezeigt: komplementäre 

kumulative Verteilungsfunktionen 

(CCDF) auf der linken Seite, Statistiken 

zur geschätzten Batterielebensdauer 

in der Mitte und gestapelte 

Balkendiagramme zu Belegungszeit 

und Ladungsverbrauch 

auf der rechten Seite. 

Spezifische Vorteile 

für Ingenieure in der 


Natürlich gelten die Vorteile der 

oben beschriebenen Hardware- und 

Software-Tools für jedes batteriebetriebene 

IoT-Gerät. Für Ingenieure 

in der Medizintechnik können diese 

Tools jedoch auch Daten und Grafiken 

liefern, die als Dokumentation 

in das Qualitätsmanagementsystem 

(QMS) eines Herstellers aufgenommen 

werden können. Sie können 

zudem wichtige Informationen liefern, 

die Ingenieure nutzen können, 

um das Risiko für den Patienten und 

das medizinische Fachpersonal zu 

verringern. Patient und Ärzte können 

sich so auf eine lange Batterielebensdauer 

verlassen und die Notwendigkeit 

von Austausch-Operationen 

verringern. 

Zusammenfassung 

Implantierte Geräte können für 

Menschen mit Herzproblemen 

lebensrettend sein. Eine längere 

Batterielebensdauer kommt den 

Patienten dabei in vielerlei Hinsicht 

zugute. Moderne Hardwareund 

Softwarelösungen zur Optimierung 

der Batterielebensdauer 

von IoT-Geräten können auch in 

der Medizintechnik helfen und Patienten 

und medizinischem Fachpersonal 

erhebliche Vorteile bieten. 

Meilhaus Electronic bietet mit den 

Digitalmultimetern, Leistungsanalysatoren 

und Oszilloskopen von Keysight 

viele Lösungsmöglichkeiten für 

die Messung und Charakterisierung 

von Batterien. ◄ 

Bild 2: Die ereignisbasierte Leistungsanalysesoftware zeigt Strom-, HF- 

Leistungs- und LED-Versorgungsspannungswellenformen zusammen mit 

Diagrammen und Statistiken, die das Geräteverhalten beschreiben. 

55

Bildverarbeitung 

Aufbau von intelligenten Bildverarbeitungsplattformen 

der nächsten Generation 

Extrem stromsparende und kompakte Embedded Vision Lösung mit PolarFire FPGAs und CoaXPress 

Transceivern 

elle und industrielle Anwendungen 

ein Netzwerk aus sensorbasierten, 

digitalen und mechanischen Komponenten 

zur Überwachung und Steuerung 

von Aufgaben. Im Zentrum 

des IoT stehen drahtlose Embedded-Systeme, 

Echtzeit-Analysen 

und maschinelle Lernverfahren. 

CXP-Host- und Bausteinkarten 

Microchip 

www.microchip.com 

Die letzten Jahre brachten einen 

explosionsartig wachsenden Bedarf 

an hochauflösenden, bandbreitenintensiven 

Bildverarbeitungstechnologien, 

die künstliche Intelligenz 

(KI) mit einem verstärkten Fokus auf 

Echtzeit-Analysen und Edge Computing 

vereinen. Edge Computing 

ist im Gegensatz zu zentralisiertem 

Cloud Computing ein dezentrales 

Berechnungskonzept, das 

durch Bereitstellung von Rechenressourcen 

nahe bei den Datenquellen 

Reaktionszeiten verbessert 

und Bandbreiten reduziert. Angesichts 

des ständig wachsenden Internets 

der Dinge (Internet of Things - 

IoT) nutzen immer mehr kommerzi- 

Probleme und 

Anforderungen bei der 

Implementierung 

Prinzipiell bestehen diese Systeme 

aus zwei Elementen - einem 

Rechensystem und einem Transportmechanismus. 

Die Herausforderungen 

bei der Entwicklung solcher 

Systeme sind eine effiziente, 

beschleunigte Leistung mit deterministischen 

Ergebnissen sowie eine 

flexible, fehlerfreie serielle Verbindung, 

die hohe Datenraten unterstützt 

und skalierbar ist. Allerdings 

sind Stromverbrauch und Größe 

die wichtigsten Designvorgaben für 

einen Edge-Computing-Baustein - 

manche dieser Bausteine könnten 

an abgelegenen Orten eingesetzt 

werden oder benötigen eine unterbrechungsfreie 

Stromversorgung für 

kritische Anwendungen; zugleich 

müssen sie strenge Formfaktor- 

Anforderungen erfüllen, wie z. B. 

bei Kfz-Vision-Systemen, militärischer 

Überwachung, medizinischen 

Geräten, hochpräzisen Industriewerkzeugen 

und mehr. 

CXP-Signalfluss-Blockdiagramm 

Mikrochip bietet 

umfassende Lösung 

In Kenntnis des Bedarfs an intelligenten 

Bildverarbeitungssystemen 

und der damit verbundenen Herausforderungen 

hat Microchip eine 

kostenoptimierte Lösung mit niedrigstem 

Stromverbrauch und kleinstem 

Formfaktor für alle Anforderungen 

an unkomprimierte Multi-Gigabit-Videos 

und -Daten entwickelt. Die 

Lösung integriert die PolarFire Field- 

Programmable Gate Arrays (FPGAs) 

mit den CoaXPress 2.0-Transceivern 

und ermöglicht eine serielle Hochgeschwindigkeitsübertragung 

von 

Bilddaten von mehreren Kameras 


Bildverarbeitung 

Embedded Vision für optische Diagnostik und Life Sciences – jetzt auch für SWIR 

Vision Components zeigt auf 

der MedtecLIVE neueste MIPI- 

Kameramodule und Embedded- 

Vision-Systeme für medizin- und 

labortechnische Anwendungen 

wie Point-of-Care-Diagnostik. 

Embedded Vision bietet in diesem 

Feld signifikante Vorteile, 

da sie ökonomische, flexible und 

bei Bedarf mobile Lösungen ermöglicht, 

die autark 

und ohne 

externe Recheneinheiten 

eingesetzt 


Die Kameramodule 

von Vision 

Components mit 

MIPI-CSI-2-Schnittstelle 

lassen sich 

mit verschiedensten 

leistungsstarken 

Prozessorboards 

verwenden 

und sind mit zahlreichen 

Bildsensoren 

verfügbar. 

Dank einem fest in 

die schlanken Platinen 

integrierten 

Konverter stehen 

sogar solche Sensoren 

zur Auswahl, 

die von Haus aus 

keine MIPI-Schnittstelle unterstützen, 

zum Beispiel aus den 

Serien Sony Pregius und Sony 

Starvis. Diese bieten hohe Aufnahmequalität, 

hohe Lichtempfindlichkeit 

sowie schnelle Bildraten 

und eignen sich perfekt für 

den Einsatz in der Medizintechnik. 

Vision Components erweitert das 

Sortiment an MIPI-Kameramodulen 

für Medizin- und Life- Science- 

Applikationen kontinuierlich – aktuell 

auch durch Sensoren für Aufnahmen 

im SWIR-Bereich. Auf Anfrage 

bietet der Hersteller die kundenspezifische 

Entwicklung an. Aufbauend 

auf den umfangreichen Vorarbeiten 

und dem modularen Design 

erfolgt die Umsetzung und Serienqualifizierung 

schnell, einfach und 

kostengünstig. Alle MIPI-Kameramodule 

und Embed ded-Vision- 

Systeme von Vision Components 

sind langzeitverfügbar und industrietauglich. 

MedtecLIVE, Halle 10, Stand 303 

Vision Components GmbH 

www.vision-components.com 

an den FPGA zur Bildsignalverarbeitung. 

Dazu bietet Microchip ein 

komplettes Referenzdesign an – das 

PolarFire CoaXPress 12G Design, 

das zur Verkürzung der Entwicklungszeit 

Evaluierungshardware, 

Intellectual Property und Benutzerdokumentation 

enthält. 

Beschreibung des 

Referenzdesigns 

Das PolarFire CoaXPress 12G 

Design nutzt zwei 4K-Kamerasensoren, 

die mit einem PolarFire 

MPF100T FPGA über das MIPI 

CSI-2 Protokoll verbunden sind. Der 

FPGA führt eine 8b/10b Kodierung 

durch und reorganisiert den eingehenden 

Datenstrom in Datenpakete 

gemäß dem CoaXPress Protokoll. 

Dieses Signal wird von einem 

integrierten EQC125X40 CoaX- 

Press-Transceiver über ein 50 m 

langes Koaxialkabel an einen weiteren 

EQC125X40-Transceiver übertragen, 

der das erhaltene Signal 

aus dem abgeschwächten Hochgeschwindigkeits-Empfangssignal 

rekonstruiert. Dieses Board ist über 

einen FPGA Mezzanine Card (FMC) 

[BTC1] Anschluss mit einem Polar- 

Fire Video Kit, MPF300-VIDEO-KIT- 

NS, verbunden; dort führt ein Polar- 

Fire Baustein mit 300.000 Logikelementen 

(LE) die 8b/10b Dekodierung 

durch, gefolgt von einer 

beliebigen gewünschten Bildverarbeitung 

oder einem intelligenten 

algorithmischen Processing. Neben 

zahlreichen anderen Schnittstellen 

bietet das Board auch einen HDMI- 

Ausgang zur Anzeige des empfangenen 

Signals auf einem Bildschirm. 

So erhalten Entwickler eine End-to- 

End-Demonstration eines Embedded-Vision-Systems. 

Die gesamte Leistungsaufnahme 

des beschriebenen Designs beträgt 

Software 

Business-Software für Medizintechnik- 

Unternehmen im regulierten Umfeld 

Kumavision präsentiert ERP-Branchensoftware für die Medizintechnik auf der MedtechLIVE with T4M 

Die integrierte Lösung von Kumavision 

bildet alle Unternehmensbereiche 

von Entwicklung und Einkauf 

über Produktion und Qualitätsmanagement 

bis zu Service, Logistik 

und Finance & Controlling in einer 

Software ab. CRM-Lösungen für 

Vertrieb, Service und Marketing, 

Business-Intelligence-Anwendungen, 

Microsoft Office 365 und Teams 

sind ebenso Bestandteil der TechnologiePlattform 

wie Services für 

IoT, KI, Machine Learning, Chatbots. 

MDR-konforme Produktion 

inklusive integrierter Dokumentenlenkung, 

automatisiertes UDIund 

EUDAMED-Management 

sowie komplette Service- und 

Reparaturabwicklung: Kumavision 

präsentiert auf der Medtec- 

LIVE with T4M die aktuelle Version 

der ERP-Branchensoftware 

für die Medizintechnik. Auf dem 

VDMA-Gemeinschaftsstand (Halle 

10 Stand 124a) erfahren Medizintechnik-Unternehmen, 

wie sie mit 

Kumavision Geschäftsprozesse 

im regulierten Umfeld digitalisieren, 

um Compliance, Effizienz 

und Transparenz nachhaltig 

zu steigern. 

„Ob MDR, UDI oder FDA – die 

regulatorischen Anforderungen nehmen 

stetig zu. Mit unserer ERP- 

Branchensoftware für die Medizintechnik 

entlasten wir die Mitarbeiter 

von zeitaufwändigen Routineaufgaben, 

steigern die Prozesssicherheit 

und Datentransparenz über 

den gesamten Product-Life-Cycle 

und legen die Basis für mehr Wettbewerbsfähigkeit, 

etwa durch kundenspezifische 

Service-Angebote“, 

erklärt Wolfgang Renner, Bereichsleiter 

Gesundheitsmarkt und Medizintechnik, 

Kumavision AG. 

Die bereits umfangreichen UDI- 

Funktionalitäten der Branchensoft- 

Angebot für Medizintechnik-Unternehmen erweitert 

oxaion hat die UDI-Funktionalitäten in der 

neuen Version deutlich erweitert und viele 

weitere Featrues ergänzt. Dies brachte einen 

zweistelligen Kundenzuwachs in der Medizintechnik. 

Die oxaion gmbh erweitert für oxaion 

open und oxaion easy Medizintechnik das 

Angebot für Medizintechnik-Unternehmen. 

Beide Softwarekonzepte bieten die gesamten 

Medizintechnik-Funktionalitäten rund um 

ERP, DMS, CAQ und UDI. Gerade die Erweiterungen 

im Bereich von UDI ermöglichen den 

Kunden einen hohen Abdeckungsgrad. Alle 

Unternehmensbereiche sind davon betroffen: 

der Stamm daten- und Datenaustausch, die 

Konfiguration der UDI, die Organisation rund 

um die UDI-Generierung in der Fertigung und 

dem Druck der Etiketten bis hin zur Abbildung 

von Handels produkten und Fremdfertigung im 

Wareneingang und Lager sowie der Durchgängigkeit 

zur Geräteakte und den Belegen 

in Vertrieb und Service. Weitere neue Funktionen 

stellt das Unternehmen seinen Kunden 

im Bereich Dokumentenlenkung, Lieferantenzertifikaten, 

Benutzerberechtigung und Chargenhandling 


Mobile Anwendungen und Mietmodel 

Großes Interesse sieht oxaion im Bereich 

mobiler Anwendungen für CRM, Service sowie 

der Einbindung von Geschäftspartnern und Kunden 

über das neue Medizintechnik-Portal. Die 

neue zusätzliche Browser-Oberfläche und die 

Möglichkeit, oxaion zu günstigen Konditionen 

im Miet modell zu hosten, runden die neuen Konzepte 

des Aptean-Tochterunternehmens ab. Im 

Jahr 2021 konnte Aptean zahlreiche neue Kunden 

im Bereich Medizintechnik für oxaion gewinnen. 

Dies be stätigt das Unternehmen, Investitionen 

in die Entwicklung und den Vertrieb dahingehend 

weiter zu intensivieren. 

oxaion, www.oxaion.de 

Aptean, www.aptean.de 


Software 

ware hat Kumavision mit dem neuen 

Variantenmanagement weiter abgerundet. 

Artikelvarianten und Versionen 

lassen sich ebenso komfortabel 

wie zeitsparend anlegen, die Branchensoftware 

verweist automatisch 

auf die Basis UDI-DI des Artikels, 

erstellt und ergänzt im Hintergrund 

die XML-Datensätze und übernimmt 

den Upload in die EUDAMED-Datenbank. 

Davon profitieren insbesondere 

Unternehmen, die Artikel auftrags- 

und kundenspezifisch in vielen 

Varianten und kleinen Stückzahlen 

in Verkehr bringen. 

MDR-konforme 

Dokumentenverwaltung und 

Dokumentenlenkung 

Mit der neuen Version des MDR- 

Moduls für die Medizintechnik-Branchensoftware 

vereinfacht Kumavision 

den normkonformen Umgang 

mit Dokumenten. Ein in die ERP- 

Branchensoftware integriertes 

Dokumentenmanagementsystem 

(DMS) ermöglicht die zentrale Verwaltung 

von Zulassungsdokumenten, 

technischen Dokumentationen, 

aber auch bspw. AGBs, Manuals in 

unterschiedlichen Sprachen und 

weiteren Informationen. Dokumente 

müssen damit nur noch einmal „an 

einem Ort“ zertifiziert und gelenkt 

werden. Sie lassen sich automatisiert 

über die gesamte Wertschöpfungskette 

verwenden und digital 

bzw. als Druck ausgeben, etwa bei 

Auftragsbetätigungen, der Kommissionierung 

von Bestellungen, Lieferungen 

oder Servicearbeiten. 

Mehr als nur ERP 

Die Branchensoftware von Kumavision 

basiert auf der Technologie-Plattform 

Microsoft Dynamics 

365, die eine Vielzahl von Business-Anwendungen 

beinhaltet, u. 

a. CRM-Anwendungen, Business- 

Intelligence-Software, Workflow- 

Lösungen, Office 365 und Teams 

sowie Cloud-Dienste für IoT oder 

Bild-, Text- und Spracherkennung. 

Alle Anwendungen arbeiten mit derselben 

Datenbasis, Probleme mit 

Insellösungen und Schnittstellen 

entfallen. Einen schnellen und einfachen 

Einstieg in Business-Intelligence 

ermöglichen die Smart-Start- 

Pakete von Kumavision für Micro soft 

Power BI. Die Pakete beinhalten eine 

Vielzahl von branchenspezifischen 

Kennzahlen, Dash boards und Auswertungen. 

Unternehmen müssen 

damit nicht auf der grünen Wiese 

starten, sondern erhalten eine praxisbewährte 

Lösung für die Medizintechnik. 

Die nahtlos in die ERP- 

Software integrierten CRM-Lösungen 

binden Vertrieb, Marketing und 

Service optimal in die Unternehmensprozesse 

ein. Eine speziell 

auf die Anforderungen des regulierten 

Umfelds abgestimmte Software 

auf Basis von Microsoft Field Service 

soll im Laufe des Jahres vorgestellt 

werden. Die offline-fähige 

Lösung entlastet Service-Techniker 

von zeitaufwändigen Routineaufgaben, 

bietet direkten Zugriff 

auf die Kunden- und Gerätehistorie 

und überwacht durch Funktionen 

wie Skill-Matrix-Management 

oder elektronische Geräteakte die 

Einhaltung der Compliance-relevanten 

Normen. 

KUMAVISION AG 

info@kumavision.com 

www.kumavision.com 

Mit statischer Codeanalyse zur FDA-Zulassung 

Vollständig integrierte 

Testlösung 

Parasoft C/C++test ist die Software-Testlösung 

der Wahl bei Inovytec 

Medical Solutions. Das Medizintechnikunternehmen 

entwickelt 

innovative Lösungen für Atemwegs- 

und Herzinsuffizienz wie das 

Beatmungsgerät Ventway Sparrow. 

Diese innovative Familie von 

Transport- und Notfallbeatmungsgeräten 

hält den härtesten Bedingungen 

stand und gewährleistet 

eine zuverlässige Hochleistungsbeatmung 

zu jeder Zeit. Bereits in der 

Anfangsphase der Covid19-Pandemie 

war das Gerät schnell einsetzbar 

zur lebenserhaltenden Beatmung 

von Patienten in verschiedenen 

Zuständen, darunter auch 

mit Covid19 infizierten Personen. 

Automatisierte 

Testprozesse und 

Prüfberichte 

Damit das Ventway Sparrow 

überhaupt eingesetzt werden 

durfte, musste es zunächst 

die strenge medizinische 

FDA 510(k)-Zulassung erfüllen, 

die für den Betrieb sicherheitskritischen 

Code voraussetzt. Inovytec 

Medical Solutions setzte auf 

die vom TÜV zertifzierte statische 

Analyse Parasoft C/C++test und 

implementierte diese und damit 

einhergehende Testautomatisierungs-Praktiken 

in ihren Entwicklungs-Workflow. 

Das Entwicklungsteam 

profitierte von automatisierten 

Testprozessen und 

Prüfberichten dank integrierter 

KI (Künstlicher Intelligenz) und 

Maschinellem Lernen. Mithilfe der 

kundenspezifisch angepassten 

Lösung Parasoft C/C++test und 

Verifizierungsaktivitäten für die 

statische Analyse konnte Inovytec 

die FDA 510k-Zulassungsrichtlinien 

zu 100 % erfüllen. Zudem 

stellte das Unternehmen Verbesserungen 

bei der Codequalität fest. 

Seither werden alle neuen Software-Versionen 

für die Ventway 

Sparrow Beatmungsgeräte mit der 

statischen Analyse von Parasoft 

konfiguriert, um sicherzustellen, 

dass sie entsprechend den FDA- 

Vorschriften laufen. 

Die einheitliche, vollständig 

integrierte Testlösung für die 

C/C++-Software-Entwicklung - 

Parasoft C/C++test - kann eng in 

die C- und C++-Umgebung, die 

CI/CD-Pipeline und containerisierte 

Entwicklungen integriert werden. 

So lassen sich Fehler schon 

früh im SDLC (Software Development 

Life Cycle) erkennen, wenn 

deren Korrektur noch mit relativ 

wenig Aufwand und Kosten verbunden 

ist. Besonders vorteilhaft: 

C/C++test bündelt bewährte Vorgehensweisen 

bei Entwicklungstests, 

Security- und Safety-Compliance 

sowie Dokumentation und 

Reporting in Sachen Konformität 

in einem einzigen Tool. Die vom 

TÜV zeritifzierte Lösung beinhaltet 

ein aussagekräftiges Reporting-Dashboard, 

um die Testergebnisse 

automatisiert und übersichtlich 

aufzuzeigen, sei es für das 

Management oder für Entwickler. 

Das verringert den manuellen 

Aufwand erheblich. 

Parasoft Corp. 

Headquarters 

info@parasoft.com 

www.parasoft.com

Software 

Die wichtigsten Zutaten für moderne 

Softwareentwicklung in der Medizintechnik 

Agile Entwicklung ermutigt jeden Einzelnen im Team, sich aktiv einzubringen 

Autor: 

Dr. Andreas Kuntz 

ITK Engineering GmbH 

www.itk-engineering.de 

In der Softwareentwicklung verläuft 

der Weg zum erfolgreichen 

Software-Release in der Regel 

alles andere als linear. Laufzeitfehler 

und zu spät erkannte Sicherheitslücken, 

aber auch veraltete 

Tools und Methoden können zu 

Showstoppern werden. Zumindest 

vergrößern sie den Entwicklungsaufwand, 

führen zu Verzögerungen 

und können somit 

den Marktlaunch von Medizinprodukten 

gefährden. Um die Angreifbarkeit 

der Geräte im Internet of 

Medical Things zu minimieren, fordert 

der Markt zudem immer kürzere 

Zykluszeiten. Hinzu kommt 

die zunehmende Komplexität der 

medizinischen Systeme. Umso 

wichtiger ist es daher, moderne 

Sprachstandards sowie zeitgemäße 

Werkzeuge und Methoden 

in der Entwicklung zu nutzen, um 

robuste und stabile Releases mit 

vertretbarem Aufwand zu erzielen. 

Doch wie können zeitgemäße 

Werkzeuge und Methoden helfen, 

diese Risiken zu adressieren? 

Medizinische Software muss 

sehr hohe Anforderungen 

erfüllen 

Zunächst werden die Ziele und 

Randbedingungen medizinischer 

Softwareentwicklung betrachtet: Im 

Fokus stehen robuste Produkte für 

den medizinischen Einsatz. Hier zählen 

vor allem Stabilität und Fehlerfreiheit. 

Die Produktentwicklung ist 

in der Regel in einen festen Zeitrahmen 

eingebettet. Um Meilensteine 

einhalten zu können, muss die Parallelisierung 

der Entwicklung durch 

eine Vergrößerung des Teams zu 

einer effektiven Beschleunigung des 

Projektes führen. Ein beschränktes 

Budget macht kosteneffizientes 

Arbeiten essenziell. Gleichzeitig 

muss jedoch eine Verlagerung der 

Kosten von der Entwicklungs- in die 

Wartungsphase vermieden werden. 

Ein weiteres Ziel stellt die Reduktion 

der Komplexität dar. Die Entwickler 

sollten sich auf die wesentlichen 

Inhalte konzentrieren können, 

um die Geschwindigkeit im Verlauf 

eines langen Projektes beibehalten 

zu können. Wichtig ist zudem der 

Know-how-Transfer im Team, um 

Wissensinseln zu vermeiden und 

Mitarbeiter in zeitkritischen Phasen 

entlasten zu können. 

Nachvollziehbarkeit und 

Reproduzierbarkeit 

Im streng regulierten medizinischen 

Umfeld schreibt die IEC 

62304 (Medizingeräte Software – 

Software-Lebenszyklus) zusätzlich 

Konfigurationsmanagement vor, 

woraus sich die Forderungen nach 

Nachvollziehbarkeit und Reproduzierbarkeit 

ergeben. Nachvollziehbarkeit 

meint Kontrolle der Konfigurationen, 

wie z. B. der Laufzeitumgebung, 

Kontrolle der Abhängigkeiten 

und Tracing von Änderungen. 

Reproduzierbarkeit verfolgt 

das Ziel, auch noch in vielen Jahren 

binär identische Artefakte erstellen 

zu können. Auch nach der Entwicklung 

sind regulatorische Anforderungen 

zwingend zu berücksichtigen. 

Mit der MDR sind die Anforderungen 

an die Post-Market Surveillance 

deutlich gestiegen. Bei der Beobachtung 

der Geräte im Feld stehen 

insbesondere Safety- und Security- 

Aspekte im Fokus. Beim Bekanntwerden 

von Fehlern und Angreifbarkeiten 

sollten Patches für die 

Produkte und alle Abhängigkeiten 

schnell ausgeliefert werden können, 

um die Gefährdung von Patienten 

und Angriffe auf Krankenhaussysteme 

zu vermeiden. 

Zeitgemäße Methoden 

legen den Grundstein 

für kollaborative 

Softwareentwicklung 

Wer heute an zeitgemäße Methoden 

denkt, dem wird sofort Agile einfallen. 

Hier gibt es zahlreiche Varianten. 

Ein gemeinsames Merkmal 

ist, dass die Arbeit in kurze Phasen 

gegliedert ist und die Entwickler in 

Entscheidungsprozesse eingebunden 

werden – dies fördert Eigenverantwortung 

und Committment. Die 

Arbeit wird mit Task Boards strukturiert, 

die ebenso Load Balancing 

erleichtern und für Transparenz 

und Nachvollziehbarkeit sorgen. 


Software 

Vor der Übernahme eines jeden Feature-Branches in den Produktiv-Zweig wird in der Continuous Integration 

Pipeline ein Mindestreifegrad sichergestellt 

Des Weiteren hat sich in der Open 

Source-Softwarewelt immer früheres 

Testen etabliert. Dies geht bis 

hin zu Test-First Ansätzen, wie z. B. 

Test-driven Development. 

Die Vorzüge 

liegen klar auf der Hand: Die Tests 

entstehen entwicklungsbegleitend 

und halten getroffene Annahmen 

fest. Die Einhaltung der Annahmen 

wird so zukünftig automatisiert 

geprüft. Dies hilft dabei, Fehler 

frühzeitig zu erkennen. Tests 

dokumentieren außerdem Schnittstellen 

und wichtige Anwendungsfälle 

und dienen so dem Wissensaustausch 

im Team. Die Verfügbarkeit 

von Git als Werkzeug zur Code- 

Versionierung hat die kollaborative 

Softwareentwicklung revolutioniert. 

Entwicklungsstränge können unabhängig 

voneinander vorangetrieben 

werden. Vor der Übernahme eines 

Feature-Branches in den Produktiv-Zweig 

kann ein Mindestreifegrad 

sichergestellt werden. Die Entwicklung 

kann in jedem Zustand vollständig 

an Kollegen übergeben 

werden, ohne dabei mit dem Produktiv-Zweig 

zu interferieren. Der 

Kontext zusammengehöriger Änderungen 

ist aus der Historie nachvollziehbar. 

So lässt sich neben dem 

Umfang auch der Grund der Änderungen 

ableiten. Auch Code Reviews 

sollten nicht nur „pro forma“ durchgeführt 

werden. Neben der offensichtlichen 

Qualitätssicherung sind 

sie ein wichtiges Mittel zum Knowhow 

Transfer, zum Einbinden neuer 

Kollegen in das Entwicklerteam und 

unterstützen ebenso beim Mentoring. 

Reviews fördern außerdem 

die Kommunikation, den Austausch 

und die Zusammenarbeit im Team. 

Aktuelle Werkzeuge 

helfen, Fehler frühzeitig zu 

erkennen 

Aktuelle Compiler ermöglichen 

die Verwendung aktueller Sprachstandards. 

Diese sollen die Sprache 

vereinfachen und die Lesbarkeit 

und Verständlichkeit verbessern. 

Ein anschauliches Beispiel 

hierfür ist die Einführung des Drei- 

Weg-Vergleichsoperators „“ in 

C++20, dem sog. Spaceship Operator. 

Mit dessen Hilfe leitet der Compiler 

automatisch einen vollständigen 

Satz von Vergleichsoperatoren für 

eigene Datentypen ab. Dies reduziert 

den Code und den Pflegeaufwand. 

Außerdem wurden die Optimierungsfähigkeiten 

der Compiler 

erheblich verbessert. Unter Umständen 

können heute Ergebnisse ganzer 

Funktionsaufrufe zur Compile- 

Zeit ausgerechnet werden. Die 

Verwendung aktueller SOUPS in 

der Entwicklung ist obligatorisch. 

Die neuste Version hat i.d.R. die 

wenigsten bekannten Fehler. Ihre 

Verwendung ist daher zum Erreichen 

der normativ geforderten Safetyund 

Security-Ziele unerlässlich. 

Automatische Code-Formatierung 

sollte heute ebenfalls eine Selbstverständlichkeit 

sein. Während statische 

und dynamische Codeanalyse 

bereits ein bewährtes Werkzeug 

ist, hat sich deren Verfügbarkeit 

deutlich verbessert: 

Umfangreiche Compiler-Warnungen 

helfen dabei, potenzielle Fehler 

aufzudecken. Die OSS Compiler 

GCC und Clang bieten zahlreiche 

Sanitizer, die durch Instrumentierung 

schwer auffindbare Speicher- und 

Concurrency-Probleme oder auch 

undefiniertes Verhalten zur Laufzeit 

aufdecken. Durch die Aktivierung 

eines Sanitizers in allen Testläufen 

wird frühzeitig auf diese Probleme 

aufmerksam gemacht. Dies 

erspart dem Entwicklerteam viele 

Stunden kompliziertes Debugging. 

Die Minimierung der eigenen 

Quellen spart Zeit und 

Aufwand in der Pflege 

Jede Code-Zeile, die gelöscht 

wird, muss nicht gepflegt werden. 

Dies konsequent umgesetzt hat in 

der Praxis enorme Auswirkungen. 

Eine Möglichkeit, die Code-Basis 

zu verkleinern, liegt in der Nutzung 

externer Open Source-Bibliotheken. 

Denn für viele Standardprobleme 

gibt es etablierte und wiederverwendbare 

Standardlösungen. 

Beispielsweise kann durch konsequente 

Verwendung von Komponenten 

der Bibliotheken STL, 

Boost, Poco, u.v.m. die Trennung 

der Zuständigkeiten verbessert werden. 

Der Entwickler erhält eine gute 

Abstraktion und ausgereifte Schnittstellen. 

Darüber hinaus sind diese 

Bibliotheken in der Regel sehr gut 

getestet. Bekannte Security Probleme 

(CVEs) werden in öffentlichen 

Datenbanken erfasst und es 

ist nachvollziehbar, welche Versionen 

betroffen sind. 

So viel wie möglich 

auslagern 

Des Weiteren sollte aus den eigenen 

Quellen ausgelagert werden, 

was auslagerbar ist. Der Fokus 

sollte ausschließlich auf projektspezifischen 

Ergänzungen liegen. 

Eigenentwicklungen sollten nur 

stattfinden, wenn noch keine pas- 

Ziele und Randbedingungen werden gemeinsam mit dem Kunden festgelegt 


61

Software 

Anschauliche Darstellung zur Optimierung der Prozesse 

sende Lösung verfügbar ist. Dann 

ist jedoch ein Refactoring dringend 

empfohlen, sobald sich ein 

Standard etabliert hat. Jede eingesparte 

Zeile reduziert den langfristig 

dominanten Wartungsaufwand 

und erhöht die Schnelligkeit 

des Entwicklerteams. Gemäß dem 

Motto „Don‘t repeat yourself“ sollte 

auch nicht neu implementiert werden, 

was von anderen bereits verfügbar 

ist. Neben wiederverwendbaren 

Standardlösungen ist ein 

Dependency Management System 

ein weiteres Schlüsselelement. 

Viele Sprachen verfügen über leistungsfähige 

Paket-Manager, wie 

z. B. pip für Phyton, Cargo für Rust 

oder Conan für C++. 

Paket-Manager 

Conan ist seit einigen Jahren für 

C++ verfügbar und könnte sich zum 

defacto-Standard etablieren, da die 

Verwaltung von Abhängigkeiten 

wesentlich erleichtert wird. Der 

Paket-Manager erhält eine deklarative 

Liste der Abhängigkeiten und 

stellt die benötigte Bibliothek für das 

Zielsystem unter Beachtung der verwendeten 

Toolchain zur Verfügung, 

entweder vorkompiliert aus dem 

Archiv oder unter Beachtung der 

spezifischen Anforderungen lokal 

kompiliert und lokal gecached. Mit 

der Verwendung eines Paket-Managers 

geht ein weiterer Vorteil häufig 

einher: Es können alle SOUPs und 

Tools aus den Quellen gebaut werden. 

Dies ist selbst ohne die Verwendung 

eines Paket-Managers 

ratsam und verringert die Hürden, 

wenn die Entwickler in die Quellen 

schauen müssen. Die korrekte Version 

ist so lokal verfügbar. Der Entwickler 

hat außerdem die volle Kontrolle, 

falls gepatcht werden muss. 

So kann direkt die Ursache des Problems 

beseitigt und ein Workaround 

vermieden werden. Wird der Patch 

anschließend upstream den Bibliotheksverantwortlichen 

zur Verfügung 

gestellt, unterstützt dies einerseits 

die Community und reduziert langfristig 

den eigenen Pflegeaufwand 

der Patches. 

Automatisierung 

reduziert die Komplexität und 

erhöht sowohl die Geschwindigkeit 

als auch die Reproduzierbarkeit. 

Eine konsequente und durchgängige 

Automatisierung aller Build- 

Schritte und der Testausführung 

bringt anfangs möglicherweise einen 

geringen Mehraufwand mit sich, 

langfristig jedoch überwiegen die 

Vorteile. Die Prozesse der Entwickler 

werden vereinfacht und damit die 

Komplexität ihrer alltäglichen Aufgaben 

reduziert. Das Team erhält 

einen Geschwindigkeitsvorteil in der 

tagtäglichen Arbeit und während der 

„heißen“ Release-Phase. Skripte, 

die zur Automatisierung genutzt 

werden, sind gleichzeitig eine präzise 

Dokumentation der Vorgehensweise 

und der benötigten Schritte. 

Die fördert den Know-how Transfer 

und reduziert Wissensinseln. Die 

Verwendung eines aktuellen deklarativen 

Build-Systems oder eines 

entsprechenden Generators, wie 

z. B. CMake/Ninja für C++, sollte 

selbstverständlich sein. Auf diese 

Weise kann für jedes Artefakt ein 

Target definiert und mit den zugehörigen 

Quellen assoziiert werden. 

Nun müssen nur noch die Abhängigkeiten 

zwischen den Targets festgelegt 

werden. Targets der SOUPs 

werden üblicherweise importiert. 

Den Rest erledigt der Generator. 

So können Quellen auf ein Minimum 

reduziert und Redundanzen 

vermieden werden. 

Docker oder LDX 

Virtualisierungslösungen, wie 

z. B. Docker oder LDX, erlauben 

eine deklarative Definition der 

Umgebung für Entwicklung, Continuous 

Integration (CI) und ggf. für 

den Betrieb. Alle Entwickler können 

sich so auf eine garantiert einheitliche 

Betriebssystem-Umgebung 

und Werkzeug-Konfiguration verlassen. 

Das bekannte „Works on my 

machine“-Problem sollte damit der 

Vergangenheit angehören. Auch die 

in der CI aufgedeckten Fehler lassen 

sich so zuverlässig durch den 

Entwickler reproduzieren. 

Continuous Integration 

In größeren Projekten mit vielen 

Produktvarianten, mehreren unterstützten 

Betriebssystemen und Compilern 

sowie ausführlichen Tests wird 

nicht jeder Entwickler immer alle 

notwendigen Konfigurationen prüfen 

können. Dafür ist die Continuous 

Integration ein etablierter Prozess 

und eine große Entlastung für 

den Entwickler. CI erlaubt die konsequente 

und automatisierte Prüfung 

aller Branches für alle Konfigurationen, 

bevor diese in den Produktiv-Zweig 

übernommen werden. 

Außerdem lässt sich die automatische 

Testausführung auf der Ziel- 

Hardware realisieren. Tests können 

gegen spezielle Simulationen laufen. 

So können beispielsweise Hardwarefehler 

simuliert oder durch simulierte 

Zeit die Ausführungsdauer 

langwieriger Tests verkürzt werden. 

Jeder Software-Stand lässt sich so 

umfassend prüfen. Fehler und Seiteneffekte 

in Medizinprodukten werden 

frühzeitig aufgedeckt. 

Lohnt sich also eine 

Modernisierung der 

Softwareentwicklung? 

Diese Frage kann mit einem klaren 

„Ja“ beantwortet werden. Modernisierung 

leistet einen wesentlichen 

Beitrag zum Erreichen der anfangs 

genannten Ziele. Es werden dadurch 

die Robustheit der Software, die 

Geschwindigkeit, Kosteneffizienz 

und der Know-how Transfer gefördert 

und die Komplexität wird reduziert. 

Ebenso werden Nachvollziehbarkeit 

und Reproduzierbarkeit 

unterstützt sowie die Einhaltung 

von Safety- und Security-Zielen für 

Medizinprodukte, insbesondere in 

der Maintenance-Phase, erleichtert. 

Modernisierung und Automatisierung 

helfen dabei, Entwickler zu 

entlasten und die Softwareentwicklung 

zielgerichtet zu gestalten. Der 

Fokus wird so auf die eigentliche 

Problemlösung gelenkt, wodurch 

Fehler vermieden werden können. 

Modernisierung muss zudem nicht 

teuer sein. Die aufgeführten Bausteine 

sind im Open Source-Umfeld 

schon lange im Einsatz und in 

diversen Projekten reichlich erprobt. 

Viele der aufgeführten Werkzeuge 

stehen als freie Open Source-Software 


Doch wo fängt man mit der 

Modernisierung an? 

Die konsequente Einführung der 

folgenden drei essenziellen Methoden 

können beim Start helfen: Entwicklungsbegleitende 

Tests, Feature-Branch-basierte 

Entwicklung 

sowie gegenseitige Unterstützung 

in Code Reviews sind der Schlüssel 

für einen geradlinigen Weg zum 

nächsten Software-Release. ◄ 


Neue Softwareversion für Statistik im 

Qualitätsmanagement 

Release von Minitab V21.1: Minitab LLC. veröffentlicht neue Version seiner Statistiksoftware 

Software 

Version 21.1 der hybriden Softwareanwendung 

Minitab kann mit 

der um die Cox Regression erweiterten 

Lebensdauer- und Zuverlässigkeitsanalyse 

sowie dem Predictive 

Analytics Modul inklusive automatisiertem 

maschinellen Lernen, 

dem interaktiven Werkzeug Grafikerstellung 

und dem extra für das 

Gesundheitswesen entwickelten 

Healthcare-Modul punkten. 

Die Firma Minitab LLC. ist einer 

der führenden Anbieter von Software 

und Services rund um Statistik 

im Qualitätsmanagement. Das 

neueste Release des Software- 

Flagschiffs „Minitab Statistical Software“ 

V21.1 bestätigt diese Führungsrolle 

des Unternehmens. Die 

hybride Anwendung, bestehend aus 

Minitab-Desktop zur Installation auf 

dem PC und der Minitab Web App 

mit Zugriff über die Cloud, ist sowohl 

ADDITIVE 

Soft- und Hardware für Technik 

und Wissenschaft GmbH 

info@additive-net.de 

www.additive-net.de 

für Einsteiger als auch für Fortgeschrittene 

geeignet und besticht 

durch die umfassende Palette an 

statistischen Methoden und grafischen 

Werkzeugen. 

Weltweit anerkannt setzt Minitab 

dabei branchenunabhängig Maßstäbe 

in der Qualitätsanalyse für 

Produktion, Handel, Verwaltung, 

Finanz- und Versicherungswesen 

sowie in der Medizintechnik und 

Pharmabranche. Speziell für Datenanalysen 

im Qualitätsmanagement 

entwickelt, wird die statistische Software 

Minitab immer stärker auch für 

Business Analytics, Business Intelligence 

und Datenmodellierung eingesetzt. 

Hierbei spielt Statistik im 

Qualitätswesen, Six Sigma, Visualisierung 

und Datamining natürlich 

weiterhin eine große und wichtige 

Rolle. 

Optimierte 

Benutzeroberfläche 

Die 64-Bit-Software Minitab mit 

optimierter Benutzeroberfläche 

und verbesserten Visualisierungen 

überzeugt mit Version 21.1 mit 

weiteren Neuerungen. So enthält 

die neueste Version das interaktive 

Modul „Grafikerstellung“, das 

besonders hilfreich bei der Visualisierung 

von Daten ist. In einer übersichtlichen 

Galerie wird eine Vorschau 

der verfügbaren Diagrammalternativen 

angezeigt, zwischen 

derer nahtlos gewechselt werden 

kann. Somit können Anwender die 

verschiedenen Grafiken auf Basis 

ein und derselben Daten ansehen 

und ausprobieren, ohne die Analyse 

erneut durchführen zu müssen. Mithilfe 

dieses Features kann der Nutzer 

sich voll und ganz darauf konzentrieren, 

den am besten zu den 

eigenen Daten und Ergebnissen 

passenden Diagrammtyp auszuwählen. 

Die gewählte Grafik kann 

im Anschluss nach eigenen Wünschen 

weiter angepasst werden. 

Predictive Analystics-Modul 

Die CART-Technologien werden 

mit dem Predictive Analystics-Modul 

um TreeNet und Random Forest 

erweitert. Diese beiden proprietären 

baumbasierten Algorithmen für 

maschinelles Lernen verwenden 

eine Reihe von Wenn-Dann-Regeln, 

um Prognosen aus einem oder 

mehreren Entscheidungs bäumen 

Eine 30-Tage-Testversion von Minitab steht hier zur Verfügung: 

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

zu erstellen. Im Vergleich zu linearen 

Modellen wie der Regression 

können baumbasierte Methoden 

nichtlineare Beziehungen sehr gut 

abbilden und mit der Unschärfe in 

Daten umgehen, die andere Methoden 

einfach nicht bewältigen können. 

Neben einer schnellen Antwort, 

die Zeit spart, bieten baumbasierte 

Methoden auch eine hohe Genauigkeit 

und sind einfach zu interpretieren. 

Das automatisierte maschinelle 

Lernen (AutoML) unterstützt Anwender 

auf Wunsch bei der Auswahl des 

am besten geeigneten Modells aus 

den verfügbaren Methoden CART- 

Klassifikkations- und Regressionsbäume, 

TreeNet und Random Forest. 

Nutzer haben die Möglichkeit, die 

verschiedenen Modelle miteinander 

zu vergleichen und gegebenenfalls 

ein anderes Modell auszuwählen. 

Lebensdauer- und 

Zuverlässigkeitsanalyse 

Zudem wurde die Lebensdauerund 

Zuverlässigkeitsanalyse um 

die statistische Methode Cox- 

Regression erweitert. Diese ist eine 

Methode zum Untersuchen der Wirkung 

mehrerer Variablen auf die 

Zeitdauer bis zum Eintreten eines 

bestimmten Ereignisses. 

Healthcare-Modul 

Neu ist ebenfalls das Healthcare-Modul, 

das extra zur Qualitätsverbesserung 

für das Gesundheitswesen 

entwickelt wurde. Mit 

gebräuchlichen Begriffen aus dem 

Gesundheitsbereich ist es speziell 

für medizinische Fachkräfte 

geeignet. Diese werden durch die 

geführte Datenanalyse des Healthcare-Moduls 

bei der Verbesserung 

der wichtigsten Leistungsindikatoren 

(KPIs) wie Patienten sicherheit 

und -zufriedenheit, Wartezeit, Auslastung 

sowie der Kosten unterstützt, 

wobei keine Aneignung von Statistikkenntnissen 

zusätzlich nötig ist. ◄ 


63

Stromversorgung 

Unterbrechungsfreie Stromversorgung 

24 V Nonstop Power – DC-USV mit integrierter LiFePO 4 -Hochleistungsbatterie 

24 VDC-Notstromversorgung 

mit geregelter 

Ausgangsspannung 

Die UPSI-2412DP3 leitet im 

Normalbetrieb die Eingangsspannung 

direkt an den Ausgang weiter, 

lädt parallel den integrierten 

LiFePO 4 -Batteriepack und überwacht 

alle relevanten Parameter, 

Ströme und Spannungen. Bei Spannungseinbrüchen 

oder Stromausfall 

trennt ein MOSFET innerhalb 

weniger Mikrosekunden den Eingang 

ab und die angeschlossene 

Last wird unterbrechungsfrei aus 

dem Energiespeicher heraus versorgt. 

Im Backup-Betrieb stellt die 

UPSI-2412DP3 eine konstant geregelte 

DC-Ausgangsspannung zur 

Verfügung. 

Stromausfall? Spannungseinbruch? 

Flicker? Die intelligente DC- 

Notstromversorgung UPSI-2412DP3 

von Bicker Elektronik schützt sicherheitsrelevante 

24 VDC-Applikation 

zuverlässig vor Systemausfall 

und Datenverlust. Für die Pufferung 

der 24 VDC-Versorgungsspannung 

setzt Bicker Elektronik 

auf die besonders sichere und 

lang lebige LiFePO 4 -Batterietechnologie. 

Die kompakte DC-USV 

im robusten DIN-Rail-Gehäuse ist 

ideal geeignet für den langjährigen 

Einsatz in Schaltschrankanwendungen 

und dezentralen Lösungen zur 

Absicherung von Embedded-IPCs, 

Steuerungen, Motoren, Sensorik, 

Mess-, Regel- und Sicherheitstechnik, 

u.v.m. 

Bicker Elektronik GmbH 

info@bicker.de 

www.bicker.de 

Sicher, langlebig und 

leistungsstark 

Der integrierte LiFePO 4 -Batteriepack 

überzeugt in sicherheitsrelevanten 

Anwendungen mit 

einer besonders stabilen Batteriechemie, 

einer langen Lebensdauer 

von mindestens 10 Jahren und bis 

zu 5000 Vollzyklen. Der Einsatz 

von Lithium-Eisenphosphat- Zellen 

macht ein thermisches Durchgehen 

(Thermal Runaway) nahezu unmöglich. 

Das speziell entwickelte Batterie-Management-System 

(BMS) 

mit Cell-Balancing sorgt für eine 

ausgewogene und gleich mäßige 

Ladung aller Zellen, so dass die 

volle Kapazität des Batteriepacks 

dauerhaft nutzbar bleibt. So gewährleistet 

die UPSI-2412DP3 höchste 

Zuverlässigkeit und Sicherheit für 

anspruchsvolle Applikation u.a. in 

den Bereichen Industrie 4.0, Automation, 

Robotik, Medizin- und Labortechnik, 

erneuerbare Energien, Prozesstechnik, 

Infrastruktur, Safety, 

Vision und Inspektion. 

Gesamtbetriebskosten 

(TCO) im Vergleich zu 

Blei-Säure-Batterien 

Im Gegensatz zu den vermeintlich 

günstigeren Blei-Säure-Batterien 

weisen hochwertige Lithium- 

Eisenphosphat-Zellen eine ca. 

15 - 20x längere Lebensdauer und 

Zyklenfestigkeit auf. Zudem kann 

beim LiFePO 4 -Batteriepack die volle 

Nennkapazität zu 100 % dauerhaft 

entnommen werden. Blei-Säure- 

Batterien haben zudem hinsichtlich 

Entladetiefe und Zyklenzahl 

deutliche Einschränkungen in der 

Anwendung. Bei Berechnung der 

TCO (Total Cost of Ownership) über 

den gesamten Einsatzzeitraum von 

mindestens 10 Jahren ergibt sich ein 

deutlicher Kostenvorteil gegenüber 

Blei-Säure-Batterien, zumal auch 

der Aufwand für Wartung und Batterietausch 

bei LiFePO 4 in diesem 

Zeitraum entfällt. 

Intelligente 

Eingangsstromerkennung 

Die implementierte Power- 

Sharing-Funktion der UPSI-2412DP3 

sorgt eingangsseitig dafür, dass die 

vorgeschaltete AC/DC-Stromversorgung 

nicht überdimensioniert werden 

muss, sondern die Eingangsleistung 

konstant gehalten und entsprechend 

angepasst auf Last und 

LiFePO 4 -Batterie-Lader verteilt 

wird. Das heißt, bei geringer Last 

am Ausgang fließt mehr Energie 

in den Lader und umgekehrt. Der 

maximale Ladestrom beträgt 4,5 A. 

Batterie-Startfunktion 

Für mobile Anwendungen besteht 

bei der UPSI-2412DP3 die Möglichkeit, 

die versorgte Applikation direkt 

aus der integrierten und leistungsstarken 

LiFePO 4 -Batterie heraus zu 

starten, ohne dass eine netzseitige 

Spannungsversorgung vorhanden 

oder angeschlossen ist. Der maximale 

Laststrom für den Batteriestart 

beträgt 7 A. 

Plug&Play für schnelle und 

einfache Installation 

Die UPSI-2412DP3 verfügt über 

eine integrierte USB-Schnittstelle 

zur Anbindung an ein IPC-System 

und wird vom Betriebssystem direkt 

als USV erkannt – ohne zusätzliche 

Treiber- oder Softwareinstallation. 

Erweiterte Funktionalität 

und Echtzeit-Monitoring 

Zur Einstellung und Parametrisierung 

des DC-USV-Systems sowie 

dem Echtzeit-Monitoring steht die 

kostenlose Software ‚UPS Gen2 

Configuration‘ zum Download bereit. 

Die USV- und Batteriezustandsanzeigen 

umfassen alle relevanten 

Spannungen, Ströme sowie 

Batterietemperatur, Ladezustand 

(SOC), Laufzeiten und Zyklen. Zu 

den voreinstellbaren Parametern 

zählen u. a. Load-Sensor (mA), 

Shutdown-Verzögerung, maximale 



200 Watt konvektionsgekühltes Open-Board-Schaltnetzteil 

Mit dem neuen äußerst kompakt 

messenden 2x4“ Open Board 

Schaltnetzteil MEP-200A24J von 

Delta Electronics herausgebrachte 

24Vdc-Model einer neuen Serie 

(12V -und 48V-Typen werden folgen), 

ergänzt Neumüller Elektronik 

sein Portfolio im Bereich Open- 

Board-Schaltnetzteile. 

Durch die Zulassungen für Industrie-, 

Medizin- und Haushaltsanwendungen 

und Schutzklassen I- oder 

II-Verwendung erschließen sich 

nahezu unbegrenzte Einsatzfelder 

bis hin zu Home Care- Geräten. 

Durch echte 200 Watt ohne Lüfterbetrieb 

ist das Netzteil für den 

Einsatz in geräuschempfindlicher 

Umgebung prädestiniert. 

Der Einsatztemperaturbereich 

erstreckt sich von -30 °C bis 70 °C 

und die zulässige Betriebshöhe 

bemisst sich auf 5.000 m. Wirkungsgrade 

bis 95 % können 

erreicht werden. 

Mit seiner langjährigen Erfahrung 

sowie dem – als autorisierter 

Distributor – stets engen Austausch 

mit dem Hersteller unterstützt 

Neumüller Elektronik sowohl 

bei der Auswahl passender Stromversorgung 

als auch bei möglichen 

Anpassungen. 

Neumüller Elektronik 

GmbH 

info@neumueller.com 

www.neumueller.com 

Backup-Zeit, Mindestladekapazität 

vor Systemstart, Timer-Funktion und 

Restart-Delay. Mit den eingestellten 

Werten ist anschließend der autarke 

Betrieb möglich. 

Timerfunktion 

für kontrollierten 

System-Shutdown 

Mit dem neuen Parameter „Shut 

Down OS in“ kann zusätzlich die 

Zeit bis zum Herunterfahren und 

Ausschalten des Computersystems 

bei Stromausfall eingestellt werden. 

Somit lässt sich neben den eigenen 

Betriebssystemeinstellungen über 

den Ladezustand des Energiespeichers 

(„Shut Down OS at SOC“) nun 

auch eine konkrete Zeitvorgabe für 

das kontrollierte Abschalten im USV- 

Backup-Betrieb definieren. 

Mindestlast-Erkennung 

In der Software ‚UPSGen2 Configuration‘ 

kann über den Lastsensor der 

minimale Ausgangsstrom zur DC-Last 

im USV-Batteriebetrieb eingestellt und 

überwacht werden. Unterschreitet die 

Last am Ausgang der UPSI-2412DP3 

diesen Grenzwert, wird die integrierte 

LiFePO 4 -Batterie nach 10 Sekunden 

automatisch von der Lade- und Steuereinheit 

getrennt, so dass keine unnötige 

und schleichende Entladung stattfinden 

kann. Zudem kann die UPSI-2412DP3 

mit Hilfe der Mindestlast-Erkennung 

auch definiert abgeschaltet werden. 

Potenzialfreier Relais- 

Schaltkontakt für PowerFail 

Die Funktionalität und das Verhalten 

des 2-poligen Relais-Anschlusses 

bei einem Netzausfall kann per 

Software ‚UPSGen2 Configuration‘ 

definiert werden: ‚Normally Open‘, 

‚Normally Closed‘ oder ‚Shutdown 

Pulse‘. Bei Schließen des Relais 

beträgt der Widerstand zwischen 

den beiden Pins ~ 0 Ohm, ansonsten 

sind die Kontakte ‚Open Load‘. 

Shutdown und 

Reboot-Funktion 

Bei einem ‘PowerFail‘ signalisiert 

die UPSI-2412DP3 über das 

integrierte Interface den Ausfall der 

Versorgungsspannung, so dass ein 

kontrollierter Shutdown des Computersystems 

eingeleitet und wertvolle 

Daten gesichert werden. Die 

integrierte Reboot-Funktion leitet 

nach wiederkehrender Versorgungsspannung 

selbstständig den 

Neustart des versorgten Industrie- 

PCs ein, ohne dass eine aufwendige 

Vorort-Intervention notwendig 

wäre, z. B. bei vollkommen autarken 

Computersystemen an unzugänglichen 

Standorten. 

Qualität, Sicherheit und 

Zuverlässigkeit 

Die Firma Bicker Elektronik 

gewährleistet mit eigener Entwicklung 

und Batteriefertigung, Made 

in Germany, höchste Qualität und 

Sicherheit für alle DC-USV-Produkte 

und Energiespeicher. Systementwickler 

profitieren zudem von der 

persönlichen Design-In-Beratung 

und dem erstklassigen Service & 

Support durch die Stromversorgungsspezialisten 

von Bicker Elektronik. 

Auf Wunsch realisieren die 

Entwicklungsingenieure kundenspezifische 

Sonder- und Speziallösungen 

und bieten zudem umfangreiche 

Labor- und Mess-Dienstleistungen 

für komplette Kundensysteme an. 

Alle Produktvorteile auf 

einen Blick 

• Leistungsstarke 24 V DC-USV 

(DIN-Rail-Version) 

• Integrierte LiFePO4-Hochleistungsbatterie 

• Bis zu 5.000 Vollzyklen 

• Kapazität 64 Wh 

• Intelligente Eingangsstromerkennung 

• Geregelte Ausgangsspannung 

im Batterie-Betrieb 

• Mindestlasterkennung 

• Power-Fail Timer-Funktion 

• Relaiskontakt für Power-Fail 

• Shutdown & Reboot-Funktion für 

IPC-Systeme 

• Ladezustandsanzeige 

• Batterie-Startfunktion 

• Herunterfahren durch externes 

Signal 

• USB & RS232 Interface 

• Plug & Play – Wird vom Betriebssystem 

sofort als USV erkannt 

• Erweiterte Funktionalität mit 

‘UPSGen2 Configuration‘ Software 

inklusive 

Direktlink zur UPSI-2412DP3: 

www.bicker.de/upsi-2412dp3 


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AC/DC-Netzteile mit hoher Leistungsdichte für 

Industrie- und Medizinanwendungen 

Traco Electronic AG 

info@tracopower.com 

www.tracopower.com 

Die Serien TPI 180 und 

TPP 180 bestehen aus gekapselten 

AC/DC-Netzteilen, die sowohl 

in offener Bauform als auch mit 

geschlossenem Gehäuse erhältlich 

sind. Sie verfügen über ein 

verstärktes Doppel-E/A-Isolationssystem 

(3.000 VAC) nach den neuesten 

Standards für die Sicherheit 

von medizinischen elektrischen 

Geräten (3. Ausgabe der IEC 60601- 

1, 2x MOPP). Dank 

des Ableitstroms von 

weniger als 300 μA 

sind die Geräte für BF- 

Anwendungen (Body 

Floating) geeignet. 

Der ausgezeichnete 

Wirkungsgrad von bis 

zu 94 % ermöglicht 

eine hohe Leistungsdichte 

sowie eine 

kompakte Bauweise 

(76,2 x 50,8 mm für die 

offene Bauform und 

91,44 x 61,976 mm 

für die Version mit 

geschlossenem 

Gehäuse). 

Der Arbeitstemperaturbereich 

beträgt -40 °C bis 

+85 °C mit Lastreduktion über 50 °C. 

Bei natürlicher Konvektion liefern 

diese Netzteile 150 Watt, bei forcierter 

Luftkühlung bis zu 180 Watt. 

Darüber hinaus bieten sie eine Spitzenleistung 

von bis zu 220 Watt für 

5s. Aufgrund ihrer EMV-gerechten 

Auslegung sind die Netzteile 

speziell für Anwendungen in den 

Bereichen Industrie und Medizintechnik 

geeignet. 

Die hohe Zuverlässigkeit 

wird durch die Verwendung hochwertiger 

Komponenten und hervorragende 

Wärmeabführung gewährleistet, 

was die Serien TPI 180 und 

TPP 180 zu einer idealen Lösung für 

medizinische Geräte und Industriegeräte 

sowie für anspruchsvolle 

sicherheits- und platzkritische 

Anwendungen macht. 

Eigenschaften im Überblick 

• Hohe Leistungsdichte: 180 Watt 

in 76,2 x 50,8 mm oder 91,44 

x 61,976 mm großem Gehäuse 

• E/A-Isolation 3.000 VAC ausgelegt 

für 250 VAC Arbeitsspannung 

• Zertifiziert nach der 3. Ausgabe 

der IEC/EN/ES 60601-1 

für 2x MOPP 

• Risikomanagement-Prozess nach 

ISO 14971 inkl. Risikomanagement-Akte 

• Abnahmekriterien für elektronische 

Baugruppen nach IPC-A- 

610 Klasse 3 

• Spitzenleistung von bis zu 

220 Watt für 5 s 

• Arbeitstemperatur von -40 °C 

bis 85 °C 

• Aktive Leistungsfaktorkorrektur 

> 0,9 

• Betrieb bis 5.000 m Höhe 

• 5 Jahre Produktgarantie ◄ 

5 kW On-board DC/DC-Konverter für Elektrofahrzeuge 

Der CD15K0-14BL EV on-board 

DC/DC-Konverter von NetPower 

(Vertrieb: KAMAKA Electronic 

Bauelemente Vertriebs GmbH) 

konvertiert 400 - 800 V von Hochspannungsbatterien 

zu 14 V, um 

Batterien mit Niedrigspannung 

zu laden und Fahrzeugelektronik 

sowie Fahrzeugsysteme zu 

versorgen. Die CD15K0-14BL- 

Serie besteht aus kompakten 

flüssigkeitsgekühlten Konvertern 

mit geringen Abmessungen. Die 

Höhe beträgt lediglich etwas über 

60 mm. Außerdem bietet die Serie 

Konstant-Strom, CAN Interface, 

Bootloader über CAN Bus, IP67 

© Netpower 

Gehäuse und ein vollständiges 

Paket an Schutzfunktionen. Der 

Hersteller NetPower konzentriert 

sich vor allem auf die Unterstützung 

von kommerziellen E-Mobilitätsapplikationen 

und erweitert 

ständig seine Angebote bezüglich 

verschiedenen Leistungs- und 

Spannungsbereichen. NetPower 

entwickelt und stellt High-Performance 

DC/DC- und AC/DC-Leistungsumwandlungsprodukte 

her. 

Sowohl in standard als auch kundenspezifischen 

Formaten. Die 

Produkte werden weitreichend in 

Netzwerkarbeiten, Kommunikations-, 

Industrie-, Medizin-, Bahntechnik- 

sowie LED-Beleuchtungsapplikationen 

und der Automotivindustrie 

verwendet. 

KAMAKA Electronic 

Bauelemente Vertriebs 

GmbH 

https://kamaka.de/ 



Medizinische und industrielle Netzteile mit hoher Leistung 

TDK Corporation gibt die Einführung 

der 500W AC-DC-Netzteilserie 

CUS500M1 von TDK-Lambda 

bekannt. Die Serie ist nach den Normen 

IEC 60601-1 für Medizintechnik 

und IEC 62368-1 für Audio-/Video-/ 

ITE-Geräte (Informationstechnologie) 

für Installationen der Schutzklassen I 

und II (doppelt isoliert) zertifiziert. Zu 

den Zielanwendungen gehören medizinische 

Geräte, Geräte für die häusliche 

Pflege, zahnmedizinische Geräte, 

Prüf- und Messgeräte, Rundfunkgeräte, 

professionelle Audiogeräte und 

industrielle Geräte. Das CUS500M1 

ist konvektionsgekühlt und kann bei 

Umgebungstemperaturen von -20 °C 

bis +40 °C eine Leistung von 300 W 

(500 W Spitzenleistung) erbringen, 

die bei +70 °C linear auf 150 W abfällt. 

Mit forcierter Luftkühlung, die den 

Systemluftstrom oder einen optionalen 

integrierten Lüfter nutzt, liefert die 

Serie bis zu 500 W bei einer Umgebungstemperatur 

von +60 °C, wobei 

die Leistung bei +70 °C auf 400 W 

reduziert wird. 

Es stehen sieben Standardausgangsspannungen 

zur Auswahl: 

12 V, 19 V, 24 V, 28 V, 32 V, 36 V 

und 48 V. Alle Modelle akzeptieren 

eine Eingangsspannung von 85 bis 

265 Vac. Die Modelle mit offenem 

Rahmen haben die Maße 76,2 x 

127 x 37 mm (BxLxH), die geschlossenen 

Versionen mit integriertem 

Endlüfter messen 85 x 157 x 42,5 

mm. Mit einem Wirkungsgrad von 

bis zu 96 % wird die interne Erwärmung 

auf ein Minimum reduziert, so 

dass ein zuverlässiger Betrieb bei 

den branchenüblichen Abmessungen 

möglich ist. 

Das CUS500M1 verfügt über eine 

Isolierung zwischen Eingang und 

Ausgang von 4.000 Vac (2 x MoPP), 

eine Isolierung zwischen Eingang 

und Erde von 2.000 Vac (1 x MoPP) 

und eine Isolierung zwischen Ausgang 

und Erde von 1.500 Vac (1 x 

MoPP) und eignet sich damit für 

medizinische Geräte der Klassen 

B und BF. Der Ableitstrom beträgt 

Bedienen und Visualisieren 

Touch-Displays für HF-Chirurgie 

Autor: 

Rudolf Sosnowsky, 

Leiter Technik 

HY-LINE Computer Components 

Vertriebs GmbH 

www.hy-line.de 

Wer sich schon einmal die Finger 

am Lötkolben verbrannt hat, 

weiß welche unangenehmen Auswirkungen 

Wärme auf menschliches 

Gewebe haben kann. Mit 

dem gezielten Einsatz von Wärme 

zu medizinischen Zwecken lassen 

sich jedoch positive Effekte für den 

Patienten erzielen. Doch die Elektronik 

muss mitspielen. 

Hochfrequenzchirurgie 

In der Elektrochirurgie, auch 

Diathermie genannt, wird hochfrequenter 

elektrischer Strom genutzt, 

um durch gezieltes Aufheizen Modifikationen 

am Gewebe zu bewirken. 

Besonders bei minimal-invasiven 

Eingriffen, bei denen das operierte 

Gewebe nicht direkt zugänglich ist, 

hat die HF-Chirurgie große Vorteile. 

Sie ermöglicht sauberes und zügiges 

Arbeiten, da sich Blutungen 

frisch getrennten Gewebes durch 

Koagulation schnell stillen lassen. 

Die elektrische Energie, die im 

Gewebe in Wärme umgesetzt wird, 

liefert ein HF-Generator. Je nach 

Anwendungsfall werden vielfältige 

Instrumente mit unterschiedlicher 

Ausbildung der Elektroden an den 

HF-Generator angeschlossen. 

Warm, wärmer, heiß… 

Die elektrische Energie wirkt auf 

das Gewebe. Je nach Intensität und 

Dauer kann sie damit zum Schneiden, 

Koagulieren (Stillen von Blutungen), 

Devitalisieren (Zerstören) 

von Gewebe oder zum Thermofusionieren 

(Versiegeln von Gefäßen) 

verwendet werden. Die lokale Erwärmung 

ist abhängig von der Impedanz 

des Gewebes, der Form der 

Elektrode und dem Querschnitt der 

Bild 1: Monopolares und bipolares Verfahren 

Eintrittsstelle, der Höhe der HF-Leistung 

(mittlerer und Spitzenstrom) 

und der Einwirkdauer. Unterhalb von 

40 °C wird das Gewebe nicht beeinflusst; 

die wirksamen Temperaturen 

beginnen bei 60 °C zur Devitalisierung 

von Zellen (z. B. Krebsgewebe). 

Schnitte werden mit 100 °C ausgeführt, 

und jenseits 150 °C wird das 

Gewebe karbonisiert und durch den 

Körper ausgeschieden. 

Man unterscheidet grundsätzlich 

zwischen monopolarem und 

bipolarem Betrieb, siehe Bild 1. 

Dies bezieht sich auf die Ausführung 

der Elektrode und das Spannungspotential, 

dem der Patient 

ausgesetzt wird. 

Monopolar: gegen Masse 

Die Einleitung der Hochfrequenz 

in den menschlichen Körper findet 

an einem Punkt über die Aktiv-Elektrode 

statt. Dort kann mit ihr ein 

punktueller Effekt wie ein Schnitt 

oder eine Koagulation bewirkt werden 

(siehe Bild 1 oben). Der Rückkanal 

verläuft über eine Neutral- 

Elektrode, die großflächig mit dem 

Körper, etwa am Rücken, verbunden 

ist. An ihr sind die auftretenden 

Ströme pro Flächeneinheit so gering, 

dass nur eine geringe und damit 

unschädliche Erwärmung auftritt. 

Bipolar: ohne Masse 

Bei der bipolaren Technik verfügt 

die zur Behandlung verwendete 

Elektrode über zwei Pole, die 

mit Ausgang und Massepotential 



Bild 2: Typische Kurvenformen 

des Generators verbunden sind 

(siehe Bild 1 unten). Eine Neutral- 

Elektrode wird nicht benötigt. Der 

Effekt entsteht zwischen den beiden 

Polen, die z. B. in Form einer 

Pinzette ausgebildet sein können. 

Spray-Koagulation 

Bei dieser (monopolaren) Behandlungsform 

wird die Koagulation über 

einen hochfrequenten Lichtbogen 

(Plasma) durchgeführt, der sich zwischen 

Elektrode und Gewebe ausbildet. 

Zur Bildung des Lichtbogens 

muss der Generator hohe Spannungen 

mit hoher Modulation ausgeben. 

Die Intensität und damit die 

Impedanz des Lichtbogens moduliert 

in Abhängigkeit vom Abstand 

zwischen Elektrode und Gewebe 

und dem Zustand des Gewebes 

(von bereits koagulierten zu weniger 

koagulierten Stellen). 

Der Hochfrequenzgenerator 

Die Aufgabe des HF-Generators 

besteht darin, die für die Operation 

Bild 4: Beispiel für die Masseanbindung des Controllers 


nötigen elektrischen Signale an 

die Elektrode abzugeben. Es handelt 

sich dabei um eine Wechselspannung, 

denn Gleichspannung 

würde zur Elektrolyse im Gewebe 

führen. Die Frequenz dieser Spannung 

muss hoch genug sein, dass 

sie den so genannten faradischen 

Effekt umgeht, bei dem Nerven und 

Muskelzellen durch elektrischen 

Strom gereizt werden und Muskeln 

wie bei einem Stromschlag am Lichtnetz 

ins Flimmern geraten können. 

Die untere Grenze hierfür liegt bei 

etwa 200 kHz. Der thermische Effekt 

entsteht durch die im Gewebe in 

Wärme umgesetzte Verlustleistung. 

Die Höhe der Spannung variiert je 

nach Betriebsart zwischen ein paar 

Hundert Volt bis zu wenigen Kilovolt 

(in der Spitze). Die Anforderungen an 

die HF-Quelle sind also vielseitig und 

erfordern eine schnelle Ausregelung 

des Ausgangssignals in Abhängigkeit 

von der Impedanz des Gewebes. 

Sie hängt vom Übergangswiderstand 

der Kontaktfläche, aber auch 

vom Zustand des Gewebes während 

der laufenden Behandlung ab. Als 

weiterer Faktor spielt die vom Operateur 

bestimmte Einwirkzeit eine 

Rolle, denn die thermische Energie 

bestimmt sich aus der Leistung 

und der Dauer. Typische Werte liegen 

bei monopolarem Schneiden 

bei über 300 kHz und bis zu 1 kV. 

Bei der monopolaren Spraykoagulation 

sind dies in der Spitze etwa 

1 MHz und mehr als 4 kV. Die Leistung 

variiert dabei zwischen wenigen 

10 W und 300 W. 

Besonders bei der Spraykoagulation 

entsteht ein starkes Wechselfeld, 

das in der Amplitude moduliert 

ist, da der Generator nach regelt, 

um den Plasma-Lichtbogen mit 

konstanter Leistung zu erhalten. 

Bild 2 zeigt die typischen Kurvenformen. 

Je nach Behandlung variieren 

Amplitude, Frequenz oder Puls/ 

Pause-Verhältnis. 

Der PCAP-Touchscreen wird 

robuster 

Die PCAP-Touch-Technologie 

(„Projected CAPacitive Touchscreen“) 

trat ihren Siegeszug in der 

Consumer-Elektronik an. Heute ist 

sie auch in professionellen Geräten 

die am weitesten verbreitete Touch- 

Technologie. Sie bietet durch die 

Integration hinter einem Deckglas 

Vorteile wie eine bündige, leicht 

mit allen gängigen Mitteln zu reinigende 

Oberfläche und ein attraktives 

Design mit Bedruckung und 

Hinterleuchtung der Frontplatte. 

Bild 3: Touchcontroller 

Gerade in der Medizintechnik profitieren 

Geräte mit Display von der 

Ergonomie eines Touchscreens, 

da Werte dort modifiziert werden 

können, wo sie auf dem Bildschirm 

dargestellt werden. Wenige Bereiche 

bleiben Domäne anderer Technologien, 

z. B. dort, wo es auf eine taktile 

Rückmeldung ankommt, oder 

bislang in der Umgebung starker 

elektrischer Störsignale. 

Dank der immer weiter entwickelten 

Hard- und Software des 

Touchcontrollers kann der PCAP- 

Touchscreen jetzt auch im Op in 

der Umgebung eines HF-Generators 

eingesetzt werden. Heute können 

Störungen besser unterdrückt 

und erfasste Touchereignisse auf 

Plausibilität geprüft werden, so 

dass Betrieb und Bedienung immer 

sicher bleiben. 

Die PCAP-Komponenten 

Das Touchsystem besteht aus 

zwei Komponenten: dem Touchsensor, 

der ein kapazitives Feld 

aufspannt, das durch die Berührung 

mit Fingern oder anderen Gegenständen 

beeinflusst wird, und dem 

Touchcontroller, der diese Berührungen 

auswertet. Die Auswertung 

findet durch sequentielles Abtasten 

der Zeilen und Spalten statt. Dabei 

wird sowohl die Kapazität einzelner 

Elektrodenpaare („self capacitive“) 

als auch die Wechselwirkung 

benachbarter Elektroden („mutual 

capacitive“) ausgewertet. 

Die Grundfunktionen sind: 

• Erkennen eines Touch-Ereignisses 

(„Touch“), 

• Verschwinden eines Touch-Ereignisses 

(„Release“) und 

• die Erkennung von Gesten („swipe“, 

„zoom“, „pinch“). 

Dabei können je nach Einstellung 

auch mehrere Ereignisse gleichzei- 

69


Bild 5: Einfluss von Störsignalen 

tig ausgewertet werden („Multi finger“ 

Touch und Gesten). Die auf 

dem Touchcontroller (Bild 3) laufende 

Software deckt alle diese 

Funktionen ab. 

Die Grundfunktionen können 

in weiten Grenzen parametriert 

werden, um die Funktion des 

Touchscreens an die gewünschte 

Bedienoberfläche und das elektrische 

Umfeld anzupassen. Dies 

wird auch als „Fine Tuning“ bezeichnet, 

bei dem über 50 Parameter in 

der Firmware eingestellt werden. 

Touchscreen sinnvoll 

verbauen 

Bei der Integration in ein Gerät 

werden Display, Touchsensor und 

Deckglas miteinander verklebt und 

in das Gehäuse eingebaut. Die elektrische 

Anbindung an die Versorgung 

und besonders an die Masse 

(siehe Bild 4) des Systems muss 

unter EMV-Aspekten besonders 

beachtet werden. Details beschreibt 

das HY-LINE-Whitepaper „Integrationshinweise 

für ein PCAP Design“. 

Der PCAP-Controller stellt im 

Kern die Grundfunktionen zur Auswertung 

von Touch-Ereignissen 

auf dem PCAP-Sensor zur Verfügung, 

deren Ergebnisse an das 

Hostsystem weitergegeben werden. 

Diese können vielseitig parametriert 

werden, um im finalen 

System eine optimale Funktion zu 

erzielen. Da das PCAP-Prinzip auf 

der Änderung kleinster Kapazitäten 

basiert, müssen alle Einflüsse, die 

das vom Sensor ausgehende elektrische 

Feld beeinflussen, berücksichtigt 

oder ausgeschaltet werden. 

Dies beginnt bei der Mechanik 

der umgebenden Frontplatte. 

Von elektrischer Seite aus sind 

dies Störfelder, die vom darunter 

liegenden Display ausgehen, aber 

auch Schaltnetzteile und vorbeiführende 

Leitungen zur Stromversorgung 

anderer Komponenten. 

Betriebsart einstellen 

Sind alle diese Einflüsse bekannt und 

eliminiert, kann der Touchcontroller auf 

die gewünschte Betriebsart eingestellt 

werden: Wie viele Berührungen soll 

er gleichzeitig erkennen (Mehrfingergesten) 

und wie sensitiv muss er sein, 

um z. B. auch Finger durch Handschuhe 

hindurch erkennen zu können? Wie dick 

ist das Deckglas? Kommen erschwerte 

Bedingungen durch Fremdkörper auf der 

Oberfläche hinzu wie z. B. eine feuchte 

Oberfläche, Wassertropfen, fließendes 

oder stehendes Wasser oder andere 

Flüssigkeiten? 

Die Controller-Firmware wertet 

die gemessenen Ereignisse 

aus und prüft sie. Sind die Koordinaten 

plausibel und bleiben über 

mehrere Scan-Durchläufe hinweg 

präsent? Stimmt das Signal/Noise- 

Verhältnis? Muss die Betriebsart 

geändert werden, um zuverlässigere 

Werte zu bekommen, z. B. 

weniger Finger gleichzeitig, liegt 

eine Benetzung mit einer Flüssigkeit 

vor, oder ein Handballen auf 

dem Touchscreen? Ein hoher Aufwand 

wird betrieben, um statische 

Störungen durch z. B. die Gene- 

rator-Grundfrequenz auszuschließen. 

Durch Ändern der Abtastrate 

und damit der Arbeitsfrequenz versucht 

der Controller, durch Überlagerung 

verursachte Interferenzen 

zu umgehen. 

Auch das GUI kann einen Einfluss 

auf die einwandfreie Funktion 

haben; man möchte nicht Funktionstasten 

am Rand des Touchscreens 

haben, wenn sich dort stehendes 

Wasser stauen kann. 

Bild 5 zeigt, welche Auswirkungen 

Störsignale auf einen nicht optimal 

abgestimmten Touchscreen haben 

können. Große Kreise geben ein 

Touch-Ereignis an, kleine Kreise 

markieren das Loslassen. Linien 

zeigen den Pfad der kontinuierlichen 

Berührung. 

Auf dem Touchsensor wurden 

zwei parallele Linien gezeichnet. 

Von links nach rechts sind zu sehen: 

• Ohne Störsignal: Berühren und 

Loslassen des Touchscreens funktionieren 

einwandfrei, die Koordinaten 

der Touch-Ereignisse werden 

korrekt erkannt. 

• Mit zunehmender Intensität wird 

die Lokalisierung der Touch-Ereignisse 

schwieriger: Die erkannte 

Bild 6: Einkopplung von Störsignalen im Labor 

Position weicht zum Teil deutlich 

von der realen ab. Berührungen 

und Loslassen werden einwandfrei 

erkannt. 

• Bei weiter ansteigendem Stör signal 

kommt es zu stärkeren Abweichungen 

von der korrekten Position. 

Die gleichzeitige Präsenz 

mehrerer Touch-Ereignisse wird 

nicht sicher erkannt. Trotz Kontakt 

zwischen Finger und Touchscreen 

wird ein Loslassen detektiert 

und an das System gemeldet. 

• Bei stärkstem Störsignal ist der 

Touchscreen praktisch komplett 

in seiner Funktion gestört: Berühren 

und Loslassen werden nicht 

mehr sicher erkannt, es treten 

ohne Berührung „Ghost“-Ereignisse 

(grün) auf, die Zuordnung 

der Finger zu den Koordinaten 

stimmt nicht mehr (rot und blau 

wechseln ab). 

EMV: Die Herausforderung 

der HF-Chirurgie 

Nicht nur der HF-Generator selbst, 

sondern auch alle in der unmittelbaren 

Umgebung befindlichen elektrischen 

Geräte wie z. B. Bedienmonitore, 

OP-Leuchten und Infusi- 



Professionelle 3D-Stereo-Visualisierung incl. Headtracking und 

Gestensteuerung 

Schneider Digital 

info@schneider-digital.de 

www.pluraview.com 

Der innovative 3D PluraView Monitor mit passiver 

Stereodarstellung von Schneider Digital ist 

für den speziellen Einsatz in den unterschiedlichsten 

medizinischen Anwendungsbereichen 

konzipiert und liefert damit die perfekte VR-Visualisierungskomponente 

zur Software Vesalius3D 

– inklusive Head-Tracking und Gestensteuerung 

über Stick oder Balls sowie einem Fußschalter 

für das Zoomen von Modellen. 

Kombiniert mit Vesalius bietet er in der Medizin- 

Branche eine schlüsselfertige 3D-Arbeitsplatz-Lösung, 

um volumetrische medizinische Daten komfortabel 

und effizient zu analysieren sowie entsprechend zu 

präsentieren – in höchster Auflösung, flimmerfrei, bei 

Tageslicht. Einsatzbereiche sind z. B. in der medizinischen 

Diagnostik, in der OP-Planung, in der anatomischen 

3D-Bildgebung (Röntgen CT, MRT), dem 

3D-Druck oder der Auswertung visueller Medizindaten 

(z. B. Ultraschall). 

Benutzerfreundliche Anwendung 

Vesalius3D ist eine extrem benutzer-freundliche 

Anwendung zur Visualisierung patientenspezifischer 

anatomischer Strukturen aus medizinischen DICOM 

Standarddaten: 

• Die 3D-stereo Visualisierung: Sie ermöglicht in den 

virtuellen, digitalen ‚Körper‘ eines Patienten zu blicken. 

• Nahtlose Integration von 2D- und 3D-Daten: Mittels 

Bilder in 2- bzw. 3D können Mediziner das Problem 

ihrer Patienten sicher und schnell erkennen. 

• Keine speziellen Scans nötig: Verarbeitet medizinische 

Standardbildformate (CT, MRT, Ultraschall). 

• Einfache VR-Interaktion: Mit der einen Hand das 3D 

Modell ‚greifen‘ und positionieren, mit der anderen 

Hand die Werkzeuge bedienen, über Head- Tracking 

ein Modell von allen Seiten betrachten. ◄ 

onspumpen sind den abgestrahlten 

Signalen ausgesetzt. Die Änderung 

des Stroms kann ungleich mäßig 

sein, so dass mit hohen Stromspitzen 

zu rechnen ist, die einen Einfluss 

auf das sich ergebende Feld 

haben. Im monopolaren Betrieb 

(siehe Bild 1) sind Hin- und Rückleitung 

voneinander getrennt. Damit 

wird ein Störfeld zwischen den beiden 

Leitungen aufgespannt. Im 

bipolaren Betrieb hingegen sind 

Hin- und Rückleiter in einem Kabel 

geführt, so dass auf beiden Leitern 

befindliche elektrische Störungen 

sich gegenseitig abschwächen. 

Besondere und breitbandige Störungen 

wirken bei der Spray-Koagulation 

auf die gesamte Elektronik 

und das Touchsystem ein. Unbeabsichtigte 

Störsignale können nicht 

nur auftreten, wenn die Elektrode 

den Touchsensor berührt, sondern 

auch, wenn das Kabel während der 

Operation in der Nähe des Touchsensors 

verläuft. 

Entwicklung und Abgleich 

Für die Feinabstimmung wird 

in einem Testaufbau im Labor die 

Umgebung durch Simulation nachgestellt. 

Die Störquelle ist ein Funktionsgenerator, 

der mit einem Metallstift 

und definiertem Abstand auf den 

Touchsensor einwirkt (siehe Bild 6). 

Signalform, Amplitude und Frequenz 

werden nacheinander modifiziert, 

um die Realität nachzubilden. 

Unter dem Einfluss des Störsignals 

wird der Touchscreen mit dem 

Finger bedient und die resultierenden 

Touch-Ereignisse ausgewertet. Die 

Einstellungen werden so lange optimiert, 

bis die Funktion der Spezifikation 

entspricht. Das Ergebnis muss 

dann am realen HF-Generator nur 

noch geringfügig justiert werden. 

Zusammenfassung 

Mit der Verwendung von Hochfrequenz 

lassen sich viele Bereiche der 

Chirurgie abdecken. Durch minimalinvasive 

Eingriffe reduziert sich die 

Gefahr für den Patienten, die Heilung 

der Operationswunden kann gezielt 

gesteuert werden, und die Verweildauer 

im Krankenhaus verkürzt sich 

wegen kleinerer Wunden und besseren 

lokalen Behandlungen. Ein 

Nachteil der HF-Chirurgie ist, dass 

das Verfahren durch die Energie des 

Generators die Umgebung mit vagabundierenden 

Strömen stört. Daher 

war bislang die Verwendung eines 

PCAP (Projected CAPacitive Touchscreen) 

in den vielfältigen Geräten, 

die im OP in der Umgebung eines 

HF-Generators eingesetzt werden, 

nicht möglich, da dieser auf feinste 

Änderungen eines elektrischen 

Feldes reagiert. Verbesserte, gegenüber 

Störstrahlung unempfindlichere 

Touchcontroller ermöglichen 

nunmehr mit gesteigerter Rechenleistung 

und angepassten Algorithmen, 

dass – unter Beachtung 

einiger konstruktiver Maßnahmen 

– ein PCAP-Touchscreen ohne Einbußen 

an Sicherheit oder Komfort 

verwendet werden kann. 

Referenzen 

• HY-LINE Computer Components 

Vertriebs GmbH: www.hy-linegroup.com 

• Thema PCAP und HF-Chirurgie 

bei HY-LINE: www.hy-line-group. 

com/hf-chirurgie 

• Whitepaper zur Touchscreen- 

Integration: www.hy-line-group. 

com/pcap 

• Unterlagen von Erbe Elektromedizin: 

www.erbe-med.com 

• BOWA-electronic GmbH & Co. KG: 

www.bowa-medical.com 

• Unterlagen von Gebrüder Martin 

GmbH & Co. KG: www.klsmartin.com 

• Unterlagen von eGalax_eMPIA 

Technology: www.eeti.com ◄ 

CelsiStrip ® 

Thermoetikette registriert 

Maximalwerte durch 

Dauerschwärzung 

Diverse Bereiche von 

+40 bis +260°C 

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EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt) 

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71


Eine neue moderne LCD-Generation – speziell für 

die medizinische Anwendung 

4K UHD und Multi-Touch Displays für das Gesundheitswesen 

Tasten bieten einen schnellen und 

leichten Zugang zu allen benötigten 

Informationen. Der Hintergrundbeleuchtungs- 

und Umgebungslichtsensor 

sowie die Gammakorrektur 

mit 14-Bit-LUT sorgen für gleichbleibend 

genaue Farbe und exakte 

Bildgebung. Eine Mehrbild-Funktionalität 

erlaubt die gleichzeitige 

Anzeige von bis zu vier Videoquellen 

mit einer Auflösung von 1080p. 

TL Electronic GmbH 

info@tl-electronic.de 

www.tl-electronic.de 

Als Experte für Industrial IT bietet 

TL Electronic robuste PC- und 

Tablet-Lösungen auch für hygienisch 

hochsensible Bereiche in Kliniken, 

Arztpraxen, Notdiensten und in der 

Medizintechnik an. Ebenfalls speziell 

für das Gesundheitswesen wurde 

nun eine neue moderne LCD-Generation 

entwickelt, die sich optimal für 

Bilddiagnosen, klinische Konsultationen, 

digitale Operationsräume und 

medizinischen Unterricht eignet. 

Langlebiges antimikrobielles 

Gehäusedesign 

Die 4K UHD und Multi-Touch 

Displays wurden vom TL Electronic 

Partner Winmate exakt für die 

professionellen Anforderungen 

im Gesundheitswesen konzipiert 

und bieten im täglichen Umgang 

mit dem Patienten und in der Diagnose 

erhebliche Erleichterungen. 

Das langlebige, antimikrobielle 

Gehäuse design sowie eine Vielzahl 

klug durchdachter Features 

heben medizinische Routinen auf 

ein neues Level. Der breite Betrachtungswinkel 

(178°) ermöglicht Nutzern, 

scharfe und konsistente Bilder 

aus jedem Blickwinkel zu sehen. 

Das 32-Zoll-Display mit 

brillanter 4K Auflösung 

Formschön und hochfunktional 

präsentiert sich das 32‘‘ 4K UHD 

(Ultra High Definition) Display mit 

einer Auflösung von 3.840 x 2.160 

Pixel. Enorm wichtig im Gesundheitswesen 

ist zudem die antimikrobielle 

Oberflächenbeschichtung, 

die eine leichte und gründliche 

Reinigung möglich macht. 

Das Gerät arbeitet lüfter- und ventilationslos 

und ist IEC 60601-1-2, 

IEC 60601-2, UL 60601 sowie ISO 

13485 zertifiziert. Auch die Installation 

ist denkbar einfach – zum Beispiel 

hilft eine abnehmbare E/A- 

Abdeckung, Kabel zu ordnen und 

zu organisieren. Ein weiteres Plus: 

Das Display unterstützt Daisy-Chaining 

(serielle Verschaltung mehrerer 

Hardware-Komponenten) und 

ist damit kompatibel mit bestehenden 

Bildgebungssystemen. 

Schneller und einfacher 

Zugang zu Informationen 

Im Live-Einsatz ist das Display 

überzeugend: Kapazitive Touch- 

Multi-Touch Displays 

für eine intuitive 

Benutzersteuerung 

Zwei weitere ergonomische LCDs 

der neuesten Generation stehen für 

das Gesundheitswesen zur Verfügung. 

Zum einen ein 15,6‘‘ Display 

(1.920 x 1.080 Pixel) und zum 

anderen ein 32‘‘ 4K UHD Display 

(3.840 x 2.160 Pixel). PCAP Multi- 

Touch erlaubt die gleichzeitige Verwendung 

mehrerer Finger und macht 

damit die Benutzersteuerung absolut 

intuitiv. Zudem ermöglichen Funktionstasten 

einen schnellen und einfachen 

Zugang zu wichtigen Informationen. 

Der 15,6‘‘ LCD hat sieben 

seitliche Funktionstasten – der 32‘‘ 

LCD fünf Funktionstasten an der 

Unterseite. 

Antimikrobielle 

Oberflächenbeschichtung 

Auch diese Geräte haben eine 

antimikrobielle Oberflächenbeschichtung, 

arbeiten lüfter- und 

ventilationslos und sind IEC 60601- 

1:2005, IEC 60601-1-6:2010 sowie 

EN 60601-1-2 zertifiziert. Display, 

Grafikkarte und Qualitätssicherungssoftware 

bilden eine Komplettlösung. 

DICOM GSDF in der 

Bildverarbeitung gewährleistet eine 

gleichbleibend hohe Bildqualität über 

den gesamten Betriebszyklus. Die 

Installation ist dank VESA-Mounting 

denkbar einfach. Die Displays können 

sowohl vertikal als auch horizontal 

angebracht werden und passen 

sich so jeder Umgebung an. 

Wie bei allen Produkten im Programm 

von TL Electronic können 

auch Medical-LCDs auf Wunsch 

für besondere Anforderungen individualisiert 

werden. ◄ 


Digitales Sensorelement für hochgenaue 

Feuchte- und Temperaturmessung 

Sensoren 

Das HTE501 Sensorelement eignet sich dank hoher Genauigkeit, bewährtem Sensorschutz und Konstantstromheizer 

für besonders anspruchsvolle Messaufgaben 

E+E Elektronik Ges.m.b.H. 

info@epluse.com 

www.epluse.com 

Das digitale Feuchte- und Temperatursensorelement 

HTE501 von 

E+E Elektronik bietet eine ausgezeichnete 

Messgenauigkeit von bis 

zu ±1,8 % rF inkl. Hysterese und 

±0,2 °C. Das bewährte E+E Sensor-Coating 

und der integrierte Konstantstromheizer 

sorgen für eine 

hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer 

des Sensorelements auch in 

rauer, verschmutzter und kondensierender 

Umgebung. Das lediglich 2,5 

x 2,5 x 0,9 mm kleine DFN-Gehäuse 

und die I 2 C-Schnittstelle ermöglichen 

ein einfaches Design-In. Die 

vielfältigen Einsatzmöglichkeiten 

des Sensorelements reichen von 

der Industrie- und Gebäudeautomation 

über die Medizintechnik bis 

hin zu Haushaltselektronik, Smart 

und Wearable Devices. 

Hohe Messgenauigkeit, 

breiter Einsatzbereich 

Die hohe Messgenauigkeit des 

HTE501 ist das Resultat aus mehr 

als 30 Jahren Erfahrung des österreichischen 

Sensorspezialisten auf 

dem Gebiet der Feuchtemesstechnik 

und dem Einsatz modernster Fertigungstechnologien. 

Die angegebene 

Genauigkeit der relativen Feuchtemessung 

von bis zu ±1,8 % versteht 

sich inklusive Hysterese. 

Durch eine integrierte 

Hysterese-Kompensation 

wird sichergestellt, 

dass das Sensor element 

sein Toleranzfenster 

stets einhält, auch bei 

ansteigendem oder 

abfallendem Feuchtegehalt. 

Mit einem Temperatureinsatzbereich 

von 

-40 °C bis 135 °C eignet 

sich das HTE501 Sensorelement 

für ein breites 

Anwendungsgebiet. 

Geeignet für 

anspruchsvolle 

Einsatzbedingungen 

Die aktive Sensorfläche 

des HTE501 wird durch 

das hauseigene und über viele 

Jahre bewährte E+E Sensor-Coating 

dauerhaft vor Verschmutzung 

und korrosiven Ablagerungen 

geschützt. Ursprünglich für den 

Industriebereich ent wickelt, 

gewährleistet diese spezielle 

Schutzschicht eine ausgezeichnete 

Messperformance und 

Langzeitstabilität selbst unter 

anspruchsvollen Bedingungen. 

Das Sensorelement kann daher 

in rauer Umgebung eingesetzt 

werden, ohne dass zusätzliche 

Schutzoptionen wie z. B. ein 

Flüssigkeitsdruckmessung 

in Ophthalmologie-Systemen 

Membranfilter oder Filter kappen 

benötigt werden. 

Der integrierte und bedarfsgerecht 

aktivierbare Konstantstromheizer 

hält das Sensorelement auf 

Übertemperatur und beugt damit 

einer Betauung und kondensationsbedingten 

Ablagerungen vor. 

Direkte Messwertausgabe 

via I 2 C-Schnittstelle 

Die Messwertausgabe basiert 

auf dem I 2 C-Datenkommunikationsprotokoll. 

Die Messwerte stehen im 

16 bit Integer Format zur Verfügung 

und können direkt weiter verarbeitet 

werden. Zusätzlich zu den Feuchteund 

Temperaturwerten wird auch 

der Taupunkt berechnet und direkt 

ausgegeben. Ein Umrechnen der 

Messwerte ist nicht erforderlich. 

Acht individuell einstellbare I 2 C- 

Adressen ermöglichen es, mehrere 

Sensorelemente auf einem I 2 C-Bus 

zu betreiben. 

Einfaches Design-In 

Das DFN-Gehäuse des HTE501 

misst lediglich 2,5 x 2,5 x 0,9 mm. 

Dadurch eignet sich das Sensorelement 

auch für anspruchsvolle 

Designs und knappe Platzverhältnisse. 

Die integrierten I 2 C Pull-Up 

Widerstände erleichtern das Design- 

In zusätzlich, da keine externe 

Beschaltung erforderlich ist. ◄ 

OEM-Sensoren für die Medizintechnik 

Senstech AG 

CH-8320 Fehraltorf 

Telefon +41 44 955 04 55 

ISO 9001 · ISO 13485 

www.senstech.ch 


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73

Sensoren 

Vertrauen ist gut. Kontrolle machen wir. 

Patienten müssen ihrer Medikation vertrauen können. Doch nicht nur Dauer und Menge sind ausschlaggebend 

für eine Heilung, sondern auch die Qualität der Medikamente selbst. Füllmengen müssen exakt und Blister 

vorschriftsmäßig befüllt sein 

Eine Blisterverpackung besteht 

i.d.R. aus drei unterschiedlichen 

Komponenten: Der Blisterkarte oder 

Folie, dem Verpackungsinhalt und 

der Kunststoffhaube, dem eigentlichen 

Blister (eng.: Blase). Bevor 

die gefüllte Kunststoffhaube verschlossen 

wird, ist eine Kontrolle 

nötig, ob alle Blister wie gewünscht 

befüllt sind. Hier kann eine ausgeklügelte 

Sensorik helfen. 

Blister testen 

In diesem Anwendungsfall wird 

eine Batterie Sensoren mit einer 

dem Anwendungszweck angepassten 

Messspitze über dem Fließband 

der Befüllungsmaschine abgesenkt. 

Je nach Füllstand der einzelnen 

Blister nehmen die Wegaufnehmer 

andere Endstellungen ein und 

übermitteln andere Werte. So kann 

eine Nichtbefüllung sicher erkannt 

werden. Auch verschiedene Füllstände 

lassen sich dank des Wegproportionalen 

Ausgangssignales 

messen. Die hohe Taktzeit erfordert 

eine schnelle Reaktion der Taster. 

auch in bestehende Systeme eingesetzt 

werden. Die kontaktlose Messwertaufnahme 

sorgt für eine nahezu 

unbegrenzte Lebensdauer und eine 

unendlich hohe Auflösung. Sen sible 

Produkte erfordern besondere Kontrolle. 

Das machen wir. Damit Sie 

vertrauen können. 

Die Technik der 

SM34-Sensoren 

In der Weg- und Winkelmesstechnik 

werden bereits seit vielen 

Jahren induktive Weg- und auch 

Winkelaufnehmer eingesetzt. Die 

Technik dieser Sensoren basiert 

auf dem Prinzip der Differentialdrossel. 

Innerhalb eines Spulenkörpers 

wird ein NiFe-Kern axial 

bewegt. Die jeweilige Position des 

Kerns bewirkt eine entsprechende 

Induktivitätsverteilung in den beiden 

Spulenhälften, die durch eine 

externe oder integrierte Elektronik 

in ein wegproportionales, analoges 

Signal umgewandelt wird. 

Robust und zuverlässig 

Diese einfache Art der absoluten 

Wegerfassung ermöglicht einen 

robusten, zuverlässigen Aufbau des 

Sensorelementes. Der Einbau in 

ein Edelstahl- oder NiFe-Gehäuse 

mit anschließendem Komplettverguss 

ergibt einen analogen Sensor 

der im Temperaturbereich zwischen 

-40 °C und +125 °C eingesetzt 

werden kann, der problemlos 

die Schutzart IP68 (unter tauchen 

bis zu 50 m) erreicht und bis 250 g 

schock- und vibrationsfest ist. 

Es ist also egal, ob ein Reinraum 

zur Verfügung steht oder Dämpfe 

und Pulverrückstände in der Luft 

liegen. Die integrierte Elektronik in 

Verbindung mit der Miniaturbauweise 

erlaubt den Einsatz auch 

eng nebeneinander bei schwierigen 

Platzverhältnissen. 

Sehr gute Linearität 

Der streng symmetrische Aufbau 

der Spulenhälften sorgt für eine sehr 

gute Linearität, hohe Reproduzierbarkeit, 

Hysteresefreiheit und Temperaturstabilität. 

Elektronische Temperaturkompensation 

und Linearisierung 

sind bei diesen Systemen 

nicht erforderlich. 

Dem Anwender stehen mit diesen 

Sensoren sehr robuste, einfach zu 

handhabende, absolut messende 

Systeme zur Verfügung. Auch die 

vom Anwender durchzuführende 

Verdrahtung der Sensoren in der 

bewährten 2- oder 3-Leitertechnik ist 

Autoren: 

B. Jödden, geschäftsführender 

Gesellschafter und M. Heßhaus, 

Vertriebsingenieur 

a.b.jödden gmbh 

www.abjoedden.de 

Die induktiven Wegaufnehmer 

der Modellreihe SM 34 bieten die 

Möglichkeit, Wege bis zu 20 mm 

exakt und schnell zu messen. Der 

gerade einmal 10 mm dicke Sensor 

kann dank variabler Betriebsspannung 

(5, 12, 24 V) und -Ausgangssignal 

(0-10, 0-5, 0-4V bzw. 

4-20 mA) sowie individuellen Ausführungen 

(Kugelgelenke, Kabelausgang, 

LEMO-Stecker, Taster…) 


Sensoren 

Füllstandssensorik in Beatmungsgeräten 

sind in der Lage kontaktlos zu messen. Dabei 

können diese als kontinuierlich messende Sensoren 

wie auch als Füllstandsschalter umgesetzt 

werden. 

© Nenov Brothers/adobestock.com 

Der Aufbau von Beatmungsgeräten ist hochkomplex. 

Zum einen müssen diese den Gasaustausch 

aufrechterhalten, zum anderen darf 

der eingesetzte Respirator die Lunge nicht 

schädigen. Um dies zu gewährleisten bedarf 

es zuverlässiger Technik und Sensorik. 

Bei der maschinellen Beatmung ist grundsätzlich 

eine Atemgaskonditionierung notwendig, 

bevor das Atemgas dem Patienten zugeführt 

wird. Diese beinhaltet die Erwärmung, Reinigung 

und Befeuchtung des Atemgases. Die 

hierbei eingesetzten Komponenten müssen 

exakt arbeiten und dennoch Einsatzzeiten von 

mehreren zehntausend Stunden stand halten. 

Für alle eingesetzten Behältnisse ist zudem 

eine ständige Überwachung und besondere 

Hygiene notwendig. 

Füllstandsüberwachung in aktiven 

Atemgasbefeuchtern 

Unabhängig davon, ob Vernebler, Verdunster 

oder Sprudler zur Befeuchtung des Atemgases 

zum Einsatz kommen, immer ist es essentiell, 

dass der richtige Wasserfüllstand eingehalten 

wird. Bei Über- oder Unterschreitung dessen 

kann der optimale Wassergehalt in der zugeführten 

Luft nicht gewährleistet werden und 

die Lunge des Patienten zu Schaden kommen. 

Daher ist eine zuverlässige Füllstandsmessung 

unerlässlich. In der Medizintechnik, 

wo Sicherheit und Sterilität höchste Priorität 

haben, ist Kontakt mit dem Medium unerwünscht. 

Hier setzen die Technologien von 

EBE an. Die kapazitiven Sensoren von EBE 

Verschiedene Ansätze zur Messung 

des Füllstands 

Zur Füllstandsmessung im Atemgasbefeuchter 

können kontinuierliche Füllstandssensoren 

eingesetzt werden, die einen Wert 

ausgeben, wie viel Flüssigkeit sich noch im 

Tank befindet. Es können aber auch Füllstandsschalter 

verwendet werden, die ein 

digitales Signal senden, wenn der Füllstand 

ein bestimmtes Level erreicht oder eben kein 

Signal mehr senden, wenn dieses Level überoder 

unterschritten wird. 

Alle Sensoren sitzen völlig kontaktlos außerhalb 

des Behälters direkt im Gerät hinter einer 

Schutzwand oder in einem dichten und dadurch 

einfach zu reinigenden Gehäuse. Dort kann 

sie nichts berühren oder beschädigen. Das 

Beatmungsgerät kann einfach gereinigt und 

de sinfiziert werden ohne störende Fugen und 

Kanten durch die verbaute Sensorik. Die Form 

und Fläche der Füllstandssensoren können an 

die Gegebenheiten und Anforderungen der individuellen 

Anwendung bzw. des Tanks angepasst 

werden. Dabei lassen sich auch besonders 

kleine Grundflächen oder außergewöhnliche 

Geometrien umsetzen. Ebenso sind kundenspezifische 

Schnittstellen und Ausgabe - 

parameter jederzeit individuell umsetzbar, 

um die Sensorik optimal an die Gerätetechnik 

anpassen zu können. 

EBE Elektro-Bau-Elemente GmbH 

www.ebe.de 

einfach und zuverlässig. Jeder Sensor 

wird mit einer 2- oder 3-adrigen, 

abgeschirmten Leitung verbunden. 

Der niederohmige Abschlusswiderstand 

in der Empfangselektronik 

(SPS, IPC oder Anzeigegerät) 

gewährleistet die sehr störsichere 

Übertragung der analogen Signale. 

Einsatzgebiete 

Typische Einsatzgebiete dieser 

Sensoren sind u. a. die Istwerterfassung 

in geschlossen Regelkreisen. 

Mit dem verschleißfreien 

Messverfahren sind Regelungen 

hoch dynamischer Vorgänge problemlos 

möglich 

Wenn die Elektronik außen 

liegen soll 

In manchen Fällen muss die Auswertelektronik 

außen liegen. Dann 

bieten sich induktive Wegaufnehmer 

an, die anders als die Modelle der 

SM34-Reihe über keine integrierte 

Elektronik verfügen. Die Signale 

werden dann über separate Elektronikmodule 

empfangen, ausgewertet 

und weitergeleitet. 

So enthalten die Module der Serie 

SM12 den hauseigenen ASIC SM17 

zum Betrieb von induktiven Wegund 

Winkelsensoren. Sie versorgen 

die Sensoren mit einer stabilisierten 

Wechselspannung und wandeln 

das Messsignal in eine Gleichspannung 

proportional, zum gemessenen 

Weg oder Winkel, um. Diese wird 

mit einem 16-Bit A/D-Wandler digitalisiert 

und in einem Mikrokontroller 

verarbeitet. Die digitale Information 

wird mit einem 16-Bit D/A-Wandler 

in ein normiertes Ausgangssignal 

von 0(4) - 20 mA oder 0 - 5(10) V 

umgeformt. Die Grundverstärkung 

wird über Jumper und ein Potentiometer 

voreingestellt. Der Anfangsund 

der Endpunkt des Messbereichs 

kann über Taster oder Klemmenanschlüsse 

programmiert werden. 

Optional kann eine Korrektur 

der Messwerte mit den in einem 

EEPROM abgelegten Genauigkeitsabweichungen 

des anzuschließenden 

Sensors erfolgen. 

Ausführung 

Die Module werden im Gehäuse 

für Normschienen geliefert und sind 

für Betriebsspannungen zwischen 

18 und 32 VDC ausgelegt. Optional 

sind Ausführungen mit Drahtbrucherkennung, 

Schaltausgängen, 

erweitertem Betriebsspannungsbereich, 

galvanischer Trennung 

oder USB-Anschluss lieferbar. 

Der elektrische Anschluss der 

induktiven Weg- oder Winkelsensoren 

erfolgt über Schraub klemmen 

am Gehäuse. ◄ 


75

Antriebe 

Kompakter linearer Servomotor 

Lineare Bewegungsprofile werden 

heute oft noch mit Aktoren aufgenommen, 

die auf Schrittmotoren 

oder bürstenlosen DC-Servomotoren 

(BLDC) basieren. Muss das 

Gerät aber kompakt sein, wird es 

schwierig, den Motor und die notwendige 

Peripherie (wie Getriebe, 

Encoder und Elektronik) komplett 

zu integrieren. 

Der Hersteller NPD (Nippon 

Pulse) hat eine Lösung entwickelt, 

die von Dynetics vertrieben wird. 

Diese Servomotoren führen eine 

direkte lineare Bewegung durch, 

die bis zu 427 cm erreicht. Dieser 

Wellenmotor mit seiner hohen 

Leistung wird erfolgreich in vielfältigen 

Anwendungen eingesetzt. Die 

Einsatzbereiche werden durch die 

Weiter entwickung und ständige Optimierung 

noch ausgedehnt. 

Dank der direkten Übersetzung 

in eine lineare Bewegung, werden 

diese linearen Wellenmotoren sehr 

erfolgreich als optimale Lösung bei 

engen Platzverhältnissen eingesetzt. 

Aufgrund der verbesserten 

Stärke der eingesetzten Magnete 

ist diese Generation an linearen 

Motoren viel leistungsstärker als 

ihre früheren Versionen. 

Wie funktionieren diese 

Linearmotoren von NPM? 

Kurz gesagt, besteht die Magnetwelle 

des Motors aus einem hohlen 

NE-Edelstahl-Rohr, das mit gestapelten 

zylindrischen Magneten 

gefüllt ist. Die Zangenspulen 

sind komplett 360° um die Welle 

gewickelt. Aufgrund dieser beiden 

Eigenschaften liefern diese Linearmotoren 

nach Angaben des Herstellers 

40 % mehr Leistung als die Linearmotoren 

des Wettbewerbs. Darüber 

hinaus kann eine Welle sogar 

mehrere Kräfte führen – für noch 

kompaktere und flexiblere Lösungen. 

Die Magnete der Linearwellenmotoren 

werden mit ihren Polen von 

Norden nach Norden und von Süd 

nach Süd montiert. Dies erfolgt mit 

einem verbesserten Montageprozess, 

der für noch höhere Kräfte und 

Effizienz sorgt. Das Ergebnis sind 

Linearmotoren mit außergewöhnlich 

hohen Kräften. Diese Konstruktionsanordnung 

und die Tat sache, dass 

die Magnete immer stärker geworden 

sind, bedeuten, dass einige lineare 

Wellenmotoren eine Kraft von 

mehr als 6.000 N leisten können. 

Ein weiterer Vorteil des Linearwellenmotors 

ist, dass er keine 

Drehmomentschwankungen (Cogging) 

aufweist, so dass hohe Genauigkeiten 

realisierbar sind. Es kann 

sogar die gleiche Genauigkeit wie 

die des ausgewählten Encoders 

erreicht werden. Die Auflösungen 

liegen im Nanometer-Bereich und 

eignen sich somit hervorragend für 

den Einsatz in der Medizintechnik. 

Auflösungen von weniger als 10 µm 

sind ohne Erhöhung des Motorpreises 

möglich. 

Mehr Infos zeigt das Video: 

https://youtu.be/_EkI0GuVXOc 

Dynetics GmbH 

info@dynetics.eu 

www.dynetics.eu 

Elektrischer Stellzylinder für Hygieneanwendungen 

Die neuen elektrischen Stellzylinder 

der RSH-Serie liefern saubere 

und genau regelbare lineare 

Kraft für die Automatisierungstechnik. 

Die Stellzylinder wurden entwickelt, 

um die Wiederholgenauigkeit 

zu verbessern, die Qualität zu 

steigern, das Kontaminationspotenzial 

zu verringern und die Flexibilität 

von hygienischen Maschinenkonstruktionen 

zu erhöhen. Die elektrischen 

Edelstahl-Stell zylinder wurden 

gemäß Hygiene-Standards entwickelt, 

um das Anhaften von Verschmutzungen 

und das Bilden von 

Bakteriennestern zu verhindern. Sie 

bilden somit die perfekte Lösung für 

Anwendungen in der Lebensmittel-, 

Getränke-, Medizin-, Gesundheits- 

und Pharmaindustrie sowie 

der Reinraumtechnik, bei denen 

höhere Kräfte zum Pressen, Pumpen 

oder Schneiden erforderlich 

sind. Der elektrische Stellzylinder 

ist CIP-kompatibel (Clean-in-Place), 

was Konstrukteuren ermöglicht 

offene Maschinenkonstruktionen 

zu realisieren und entspricht der 

Schutzart IP69K, um Hochdruckreinigungen 

direkt vor Ort standzuhalten. 

Der stirnseitig dichtende 

O-Ring verhindert durch seine Lage 

am Gehäuserand anliegend das Eindringen 

von Keimen in die Spalten 

zwischen den Gehäuseteilen. Das 

glatte Gehäuse aus poliertem 316er 

Edelstahl ist korrosions beständig 

und widerstands fähig gegen Hochdruckreinigung 

mit aggressiven Reinigungs- 

und Desinfektionsmitteln. 

Eine externe Einhausung ist demnach 

nicht erforderlich, was die 

Maschinenkonstruktion vereinfacht 

und gleichzeitig die Kosten reduziert. 

Ein Doppeldichtungs system schützt 

die Kolbenstange des Stellzylinders 

und die neue innovative Schnellwechsel-Dichtungspatrone 

ermöglicht 

den einfachen Austausch der 

Dichtungen vor Ort ohne Spezialwerkzeug. 

Die Möglichkeit, die Stangendichtungen 

(ein Verschleißteil) 

direkt an der Maschine auszutauschen, 

erleichtert die Wartung. 

MACCON 

www.maccon.de 


Die Klinik der Zukunft 

Deutsch-französisches Gemeinschaftsprojekt erprobt 5G in OP-Sälen 

Aus Forschung und Technik 

sogar in einem anderen Land sitzen 

kann als der Patient. Aus der Ferne 

steuert er einen Roboter und erhält 

in Echtzeit alle erforderlichen Daten. 

Dank integrierter Roboter-Sensoren 

kann er sogar einen Widerstand fühlen, 

zum Beispiel bei einer Nadelpunktion. 

Für die Übertragung wird 

dabei der 5G-Modus »Ultra Reliable 

and Low Latency Communications« 

eingesetzt. Dieser bietet geringe 

Latenzzeiten bei gleichzeitig hoher 

Ausfallsicherheit, beides essenziell 

für die Telechirurgie. 

Fraunhofer-Institut für 

Produktionstechnik und 

Automatisierung IPA 

www.ipa.fraunhofer.de 

Die Digitalisierung hat die Krankenhäuser 

erreicht. Grundlage für 

den Einstieg in die vernetzte Digitalwelt 

in Weiß ist eine schnelle und 

sichere Datenkommunikation. Ein 

deutsch-französisches Gemeinschaftsprojekt 

soll nun ausloten, 

inwiefern Kliniken von einem eigenen 

Netz profitieren, das nach dem 

modernen Mobilfunkstandard 5G 

arbeitet. Es wird in Operations sälen 

von drei Kliniken installiert. Die Ziele 

sind ehrgeizig: Mithilfe der drahtlosen 

Technologie soll die Basis 

für die Klinik der Zukunft entstehen, 

in der viele Vorgänge digital unterstützt 

oder automatisiert ablaufen, 

die heute noch erheblichen Personaleinsatz 

erfordern. 

Mit der Digitalisierung lassen sich 

in einer Klinik viele Aufgaben vereinfachen. 

Bei dem deutsch-französischen 

Projekt sollen mehrere 

Anwendungen zur Einsatzreife 

gebracht werden: 

Kontinuierliche Analyse 

lebenswichtiger 

Vitalparameter von 

Patienten 

Die Überwachung der Vitalparameter 

bei Patienten steht derzeit 

wegen der Corona-Pandemie 

im Fokus. Das klinische Personal ist 

mit einer Flut von akustischen und 

optischen Informationen konfrontiert, 

die sie mitunter an ihre Belastungsgrenze 

bringen. In der Klinik der 

Zukunft laufen alle Vitaldaten der 

Patienten drahtlos in einem Zentralrechner 

zusammen, wo sie von 

Künstlicher Intelligenz in Echtzeit 

analysiert werden. So erfährt das 

Klinikpersonal im OP oder auch auf 

der Intensivstation etwa, wo vorrangig 

Handlungsbedarf besteht. 

Die 5G-Technologie bietet hierbei 

zukünftig die Möglichkeit, eine Vielzahl 

mobiler Geräte auf kleinstem 

Raum gleichzeitig und mit geringen 

Verzögerungen bei der Kommunikation 

über Mobilfunk zu vernetzen. 

KI-gestützte Auswertung 

von Bildern und Videodaten 

aus dem OP 

Auch bei Diagnostik-Bildern oder 

Videosequenzen aus dem OP kann 

KI wertvolle Hilfe leisten, zum Beispiel 

bei einer endoskopischen Operation. 

KI wertet die Bilder aus und 

schlägt Alarm, wenn Komplikationen 

drohen. 5G kann hierbei große Bandbreiten 

für die riesigen Datenmengen 

bereitstellen. Gleichzeitig können 

aber auch viele Anwendungen 

direkt durch Edge Computing berechnet 

werden, also nahe am Patienten 

anstatt erst in die weiter entfernte 

Cloud geladen werden zu müssen. 

Telechirurgie dank 

Echtzeitdaten 

Sogar Telechirurgie ist mit der 

neuen Technologie möglich, wobei 

der Arzt in einer anderen Stadt oder 

»Teilebereitstellung« im OP 

durch Roboter 

In einem vierten Projekt soll ein 

mobiler Roboter im OP alle nötigen 

Geräte, Materialen und Instrumente 

bereitstellen, um das Krankenhauspersonal 

zielgerichtet zu unterstützen. 

Solche mobilen Systeme fahren 

in modernen Fabriken längst zwischen 

den Maschinen hindurch und 

sorgen für den nötigen Nachschub. 

Jedoch stellen OP-Räume für derartige 

Systeme eine Umgebung mit 

extremen Anforderungen hinsichtlich 

Präzision, Sicherheit, Flexibilität 

und Zuverlässigkeit dar. 5G-Campusnetze 

liefern hierbei eine vielversprechende 

Lösung, diese Anforderungen 

zu meistern. 

OP-Säle in Straßburg, 

Mannheim und Berlin 

Das Projekt 5G-OR ist im Januar 

gestartet und läuft über drei Jahre. 

Es ist eines der vier Gewinnerprojekte, 

die gemeinsam vom Bundesministerium 

für Wirtschaft und 

Klima schutz in Deutschland und 

dem Ministerium für Wirtschaft, 

Finanzen und Wiederaufbau in 

Frankreich für die Ausschreibung 

»Technische Entwicklungen und 

Anwendungsöko systeme für 5G 

private Netze« ausgewählt wurden. 

Renommierte Unternehmen 

und Institute sind daran beteiligt. Für 

die deutsche Seite ist das Stuttgarter 

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik 

und Automatisierung IPA 

federführend. Für die praktische 

Umsetzung stehen Operationssäle 

in Straßburg und Mannheim sowie 

in der Charité in Berlin bereit. ◄ 


77


Neue Technologie für klinische 

Computertomographie 

Prototyp kombiniert klassische Röntgen-CT und Dunkelfeld-Röntgenverfahren 

© Astrid Eckert / TUM 

Kontakt: 

Prof. Dr. Franz Pfeiffer, 

Technische Universität München, 

Lehrstuhl für Biomedizinische 

Physik 

Tel: +49 89 289 12551 

franz.pfeiffer@tum.de 

Technische Universität München 

https://www.bioengineering.tum.de 

Ein Forschungsteam der Technischen 

Universität München (TUM) 

hat erstmalig eine neue Röntgenmethode, 

das Dunkelfeld-Röntgen, 

in einen für den Patienteneinsatz 

ausgelegten Computertomographen 

integriert. Dunkelfeld- 

Röntgen liefert zusätzliche Informationen 

zu konventionellen Röntgenaufnahmen. 

Mit dem neuen Prototyp 

sind dreidimensionale Dunkelfeld-Röntgenaufnahmen 

möglich. 

Computertomographie (CT) ist 

eine der wichtigsten Methoden in 

Kliniken für präzise und schnelle 

Diagnosen. Bisher werden dafür 

konventionelle Röntgenaufnahmen 

verwendet, um diese dann in ein 

dreidimensionales CT-Bild umzurechnen. 

Eine neue Röntgentechnologie, 

das Dunkelfeld-Röntgen, 

kann zusätzliche Informationen liefern 

und feine Gewebestrukturen, 

insbesondere der Lunge, deutlich 

detaillierter als bisher abbilden. Bisher 

gab es jedoch aufgrund technischer 

Herausforderungen keine 

Möglichkeit, Patientinnen und Patienten 

mit der neuen Röntgentechnologie 

in einem klinischen CT-Gerät 

zu untersuchen. 

Zwei in einem 

Ein Forschungsteam um Franz 

Pfeiffer, Professor für biomedizinische 

Physik und Direktor des 

Munich Institute of Biomedical Engineering 

der TUM, hat nun ein CT- 

Gerät so weiterentwickelt, dass es 

beide Röntgentechnologien kombiniert. 

„Wir konnten erstmals zeigen, 

dass sich das Dunkelfeld- 

Röntgen auch in einen klinischen 

Computer tomographen integrieren 

lässt. Obgleich noch eine neue Technologie, 

zeigen vorangegangene, 

vorklinische Studien mit Mäusen 

bereits deutliche Vorteile der Dunkelfeld-Computertomographie, 

vor 

allem für die Bildgebung von Lungengewebe“, 

sagt Franz Pfeiffer, 

Leiter der Studie. 

Der neue CT-Prototyp wurde 

bereits erfolgreich mit einem sogenannten 

Thorax Phantom, einem 

künstlichen Modell eines menschlichen 

Oberkörpers, getestet, und ist 

groß genug für den geplanten Einsatz 

bei Patientinnen und Patienten. 

Konventionelles Röntgen 

Auf dem Weg von der Röntgenquelle 

zum Detektor wird Röntgenlicht 

durch das dazwischenliegende 

Gewebe abgeschwächt. Konventionelles 

Röntgen nutzt diesen Effekt 

zur Bildgebung, da die Abschwächung 

je nach Art und Struktur des 

Gewebes unterschiedlich stark ist. 

Dadurch erscheinen Strukturen wie 

beispielsweise Knochen, die das 

Röntgenlicht stärker abschwächen, 

im konventionellen Röntgenbild hell, 

während durchlässigeres Gewebe 

wie die Lunge dunkel erscheint. 

Dunkelfeld-Röntgen 

Dunkelfeld-Röntgen nutzt hingegen 

die Streuung des Röntgenlichts. 

Trifft Röntgenlicht auf Materialien 

unterschiedlicher Dichte, wie 

zum Beispiel an den Grenzflächen 

zwischen Lungengewebe und Luft, 

wird es kleinwinklig gestreut. Wertet 

man diese Kleinwinkelstreuung 

aus, erhält man zusätzliche Informationen 

über feinste Gewebestrukturen, 

die mit konventionellen Röntgenverfahren 

nicht auflösbar wären. 

Gittertechnologie für das 

Dunkelfeld-Röntgen 

Um das gestreute Röntgenlicht 

detektieren zu können, sind spezielle 

optische Elemente, sogenannte 

mikrostrukturierte Gitter, 

nötig. Diese werden zwischen Röntgenquelle 

und Detektor angebracht. 

Wenn das Röntgenlicht die Gitter 

passiert, entsteht ein charakteristisches 

Muster auf dem Detektor. 

Platziert man eine Probe oder Person 

zwischen den Gittern, verändert 

sich das Muster. Dadurch sind 

Rückschlüsse auf die Struktur der 

Probe oder das Gewebe der Person 

möglich. 

Neue Hard- und 

Softwarekomponenten für 

die Dunkelfeld-CT 

Die Umsetzung der Dunkelfeld- 

Methode in einem CT-Gerät für 


Aus Forschung Rubrikund Technik 

die menschliche Größe bringt verschiedene 

technische Herausforderungen 

mit sich. Deswegen war die 

Größe von Dunkelfeld-CT-Geräten 

bisher auf deutlich kleinere Dimensionen 

beschränkt, die für den Einsatz 

beim Menschen nicht ausreichen. 

Außer der Größe stellt auch 

die schnell rotierende Scan-Einheit 

spezielle Anforderungen an die technischen 

Komponenten. 

Die Scan-Einheit von CT- Geräten, 

Gantry genannt, rotiert sehr schnell. 

Dabei entstehen Vibrationen, die 

Auswirkungen auf die fein abgestimmte 

Technik im Inneren des 

Geräts haben. Auf der Basis einer 

detaillierten Analyse der Vibrationen 

gelang es dem Forschungsteam, 

die Vibrationen sogar zu nutzen, 

um die für die Dunkelfeld-Bildgebung 

notwendige Verschiebung 

der Gitter gegeneinander zu realisieren. 

Für die Auswertung der Scans 

entwickelten sie neue Algorithmen, 

die auf der Grundlage von Referenzscans 

die auf Vibrationen zurückzuführenden 

Effekte herausrechnen. 

Zusätzliche Informationen 

für Diagnosen in der Klinik 

„Mit dem Dunkelfeld-CT- Prototyp 

können wir beim gleichen Scan- 

Durchgang konventionelle Röntgenaufnahmen 

und Dunkelfeld-Aufnahmen 

machen. Dadurch gewinnen 

wir zusätzliche Informationen. 

Diese könnten zukünftig nicht nur 

bei der Diagnose von Lungenkrankheiten, 

sondern beispielsweise 

auch bei der Diagnose von 

Nierensteinen und Ablagerungen 

im Gewebe von Vorteil sein“¸ sagt 

Manuel Viermetz, einer der beiden 

Erstautoren der Studie. 

Die Forschenden planen, die Bildgebung 

mit dem Dunkelfeld-Computertomographen 

im nächsten 

Schritt noch weiter zu optimieren 

und das Gerät für den ersten Einsatz 

bei Patientinnen und Patienten 

vorzubereiten. 

Publikation: 

Dark-field computed tomography 

reaches the human scale. Manuel 

Viermetz, Nikolai Gustschin, Clemens 

Schmid, Jakob Haeusele, 

Maximilian von Teuffenbach, Pascal 

Meyer, Frank Bergner, Tobias Lasser, 

Roland Proksa, Thomas Koehler 

und Franz Pfeiffer. PNAS, Februar 

2022. DOI: https://doi.org/10.1073/ 

pnas.2118799119 

Mehr Informationen: 

Mitautor Thomas Köhler ( Philips 

Research) ist Rudolf Diesel Industry 

Fellow des TUM Institute for Advanced 

Study (TUM-IAS), das aus 

Mitteln der Exzellenzinitiative des 

Bundes und der Länder sowie des 

Marie Curie COFUND-Programm 

der EU gefördert wird. 

Die Arbeiten wurden unterstützt 

durch das European Research 

Council im Rahmen eines Advanced 

Grants und die Philips GmbH 

Market DACH. 

Ein Teil der Arbeiten wurde in 

Kooperation mit der Karlsruhe 

Nano Micro Facility (KNMF), einer 

Helmholtz-Forschungsinfrastruktur 

am Karlsruher Institut für Technologie 

(KIT), durchgeführt. 

Prof. Dr. Franz Pfeiffer ist Direktor 

des Munich Institute of Biomedical 

Engineering (MIBE). Das 

MIBE ist ein Integrative Research 

Institute der Technischen Universität 

München (TUM). Am MIBE 

entwickeln und verbessern Forscher 

aus der Medizin, den Naturwissenschaften 

und Ingenieurwissenschaften 

gemeinsam Verfahren 

zur Diagnose, Prävention und 

Behandlung von Krankheiten. Sie 

arbeiten auch an Technologien, 

die körperliche Einschränkungen 

ausgleichen. Die Aktivitäten reichen 

dabei von der Untersuchung 

grundlegender wissenschaftlicher 

Prinzipien bis zu deren Anwendung 

in medizinischen Geräten, 

Medikamenten oder Computerprogrammen. 

◄ 


79


Fraunhofer-Technologie revolutioniert 

den 3D-Druck von Augenprothesen 

...der weltweit erste Patient, der mit einer vollständig digital gedruckten 3D-Augenprothese versorgt wird... 

(© Professor Mandeep Sagoo, Facharzt für Augenheilkunde am Moorfields Eye Hospital und Professor für Augenheilkunde am NIHR Biomedical Research 

Centre am Moorfields Eye Hospital und UCL Institute of Ophthalmology) 

Fraunhofer-Institut für 

Graphische Datenverarbeitung 

IGD 

www.igd.fraunhofer.de 

Augenprothesen werden in 

Zukunft mit 3D-Druckern hergestellt. 

Das Fraunhofer IGD hat eine 

Reihe von Technologien entwickelt, 

die die bisherige, rein manuelle Herstellung 

individueller Prothesen 

ablösen. Die Fraunhofer-Software 

Cuttlefish:Eye nutzt einen 3D-Scan 

der Augenhöhle und ein farbkalibriertes 

Foto des gesunden Auges, 

um das 3D-Modell des Prothesenauges 

zu erstellen. Der Cuttlefish 

3D-Druckertreiber von Fraunhofer 

wird verwendet, um das Modell 

auf einem Multifarb-Multimaterial- 

3D-Drucker zu drucken. 

Schnell zur passenden 

Prothese 

Eine 3D-gedruckte Augenprothese 

wird nicht nur in einem Bruchteil 

der Zeit hergestellt, die das herkömmliche 

Verfahren benötigt, sondern 

die Prothese sieht auch realistischer 

aus. Möglich machen dies die 

Algorithmen von Cuttlefish:Eye, einer 

Softwarelösung des Fraunhofer- 

Instituts für Graphische Datenverarbeitung 

IGD. In enger Zusammenarbeit 

mit der britischen Firma 

Ocupeye Ltd. hat das Darmstädter 

Forschungsteam ein einzigartiges 

Verfahren entwickelt, um aus einem 

Scan der Augenhöhle und einem 

Foto des gesunden Auges ein virtuelles 

Modell zu erstellen. Dieses 

dient als zuverlässige digitale Plattform 

für den 3D-Druck. Die bahnbrechende 

Technologie zur Herstellung 

von Prothesen wird nun in 

einer klinischen Studie am Moorfields 

Eye Hospital in London erstmals 

bei Patienten eingesetzt. 

Digitales Auge 

Professor Mandeep Sagoo, Facharzt 

für Augenheilkunde in Moorfields, 

fügte hinzu: „Wir sind von 

dem Potenzial dieses vollständig 

digitalen Auges begeistert. Dies 

war das Ergebnis der vierjährigen 

Entwicklung einer hochentwickelten 

Technologie in Zusammenarbeit 

mit dem Moorfields Eye Hospital, 

dem UCL Institute of Ophthalmology, 

Ocupeye Ltd. und Fraunhofer. 

Wir hoffen, dass uns die bevorstehende 

klinische Studie zuverlässige 

Erkenntnisse über den Mehrwert 

dieser neuen Technologie liefern 

und die Vorteile für die Patienten 

aufzeigen wird. Die Technologie 

hat eindeutig das Potenzial, 

die Wartelisten zu verkürzen.“ 

Augenprothese herstellen 

Augenprothesen werden immer 

dann notwendig, wenn ein Auge 

aus gesundheitlichen Gründen 

operativ entfernt werden musste, 

z. B. infolge einer schweren Verletzung 

oder einer lebensbedrohlichen 

Krankheit wie Augenkrebs. 

Erkrankungen, von denen in Europa 

etwa eine dreiviertel Million Menschen 

und weltweit über acht Millionen 

betroffen sind. Die Methode, 

die Augenhöhle individuell zu vermessen 

und die Prothesen herzustellen, 

ist seit vielen Jahrzehnten 

weitgehend unverändert geblieben. 

Die invasive Abformung kann 

unangenehm sein und ist bei Kindern 

eine belastende Erfahrung, 

die oft eine Vollnarkose erfordert. 

Der anschließende handwerkliche, 

zeitaufwändige Herstellungsprozess 

führt zu einer mehrmonatigen 

Warte zeit und verschlimmert damit 

die ohnehin schon belastende Zeit 

für den Patienten. Das neue Verfahren, 

bei dem modernste 3D-Drucktechnologien 

zum Einsatz kommen, 

beschleunigt die Produktion erheblich 

und bietet den Patienten eine 

schnellere, bessere und insgesamt 

komfortablere Erfahrung. 

Prozesschritte 

Der Ersttermin für die 3D-Prothese 

des Patienten beginnt mit 

einem 2,4 Sekunden dauernden, 

nicht invasiven, nicht ionisierenden 

Scan mit einem speziell modifizierten 

optischen Kohärenztomographen 

für die Augen, der von 

TOMEY Japan hergestellt wird. 

Der medizinische Scanner wird 



Steve Verze ist der erste Patient weltweit, der am 25. November 2021 im 

Moorfields Eye Hospital in London mit einer vollständig digital gedruckten 

Augenprothese versorgt wurde. (© Moorfields Eye Hospital NHS Foundation 

Trust) 

routinemäßig in einer Krankenhausumgebung 

verwendet. Der 

resultierende Scan der Augenhöhle 

und das farbkalibrierte Bild 

des gesunden Auges werden digital 

an das Fraunhofer IGD übertragen. 

Tomey hat die Funktionen 

des Gerätes so optimiert, dass die 

Augenhöhle des entfernten Auges 

präzise vermessen und zusätzlich 

ein farbkalibriertes Foto des gesunden 

Auges erstellt wird. Aus diesen 

Daten erstellt Cuttlefish:Eye in 

ebenso kurzer Zeit ein 3D-Druckmodell. 

Angesteuert werden die 

Drucker über den universellen 

3D-Druckertreiber Cuttlefish, der 

sich durch seine Farbkonsistenz 

sowie die realistische Darstellung 

auch transparenter Materialien 

auszeichnet. Die Technologie 

des Fraunhofer IGD ist weltweit 

mit vielen verschiedenen Druckertypen 

im Einsatz. Gedruckt werden 

die 3D-Prothesen von der Lupburger 

Fit AG, die über langjährige 

Erfahrung in der additiven Fertigung, 

insbesondere im Bereich 

der Medizintechnik, verfügt. Nach 

dem Druck werden die Prothesen 

von einem Team erfahrener Okularisten 

geprüft und fertig poliert. Mit 

einem einzigen 3D-Drucker kann 

Ocupeye potenziell den jährlichen 

Bedarf von rund 10.000 Prothesen 

für den britischen Markt decken. 

Gordon Bott, CEO von Ocupeye 

Ltd, fügte hinzu: „Gemeinsam mit 

Fraunhofer haben wir die erste 

3D-gedruckte Augenprothese für 

den Menschen entwickelt. Es gibt 

jetzt eine vollständige Technologie, 

die das Potenzial hat, die Erwartungen 

der Patienten an Augenprothesen 

neu zu definieren.“ 

Strenge Qualitätskontrollen 

Jeder Schritt des neuen Herstellungsverfahrens 

wurde strengen 

Qualitätskontrollen unterworfen. 

So ist die Cuttlefish:Eye- 

Software als Medizinprodukt der 

Klasse 1 zertifiziert. Die Materialien 

für den 3D-Druck wurden umfangreichen 

und gründlichen Biokompatibilitätstests 

unterzogen, bevor 

die britische Aufsichtsbehörde für 

Arzneimittel und Gesundheitsprodukte 

- MHRA - die Genehmigung 

für eine klinische Studie erteilte. Für 

die klinische Studie werden etwa 

40 Patienten rekrutiert, die eine 

3D-gedruckte Augenprothese erhalten. 

Sie werden im Laufe eines Jahres 

mehrmals von qualifiziertem Klinikpersonal 

untersucht und berichten 

über ihre Erfahrungen. 

Dies ist ein wichtiger Schritt zur 

Verwirklichung der Vision bedürftigen 

Patienten routinemäßig eine 

realistische medizinische Augenprothese 

zur Verfügung zu stellen. 

Ermöglicht wird dies durch einen 

hochgradig „disruptiven“ innovativen 

Prozess, der mit einem medizinischen 

Gerät für die optische 

Kohärenztomographie beginnt, das 

von Tomey Japan hergestellt wird 

und dessen europäischer Hauptsitz 

sich in Nürnberg befindet. Auf 

Grundlage der bereits in der Forschungs- 

und Entwicklungsphase 

gewonnenen Erkenntnisse hat 

Tomey die neuen Funktionalitäten 

als Standard in die nächste Gerätegeneration 

übernommen. 

Potenziell könnte mit nur einem 

Gerät pro Klinik und dem Einsatz 

einer kleinen Anzahl geografisch 

verteilter 3D-Drucker der geschätzte 

Weltmarktbedarf von acht Millionen 

Menschen - etwa 0,1 Prozent 

der Weltbevölkerung - gedeckt 

werden. ◄ 

Fachbücher für die Praxis 


Digitale Oszilloskope 

Der Weg zum 

professionellen 

Messen 

Joachim Müller 

Format 21 x 28 cm, Broschur, 388 Seiten, 

ISBN 978-3-88976-168-2 

beam-Verlag 2017, 24,95 € 

Ein Blick in den Inhalt zeigt, in welcher Breite 

das Thema behandelt wird: 

• Verbindung zum Messobjekt über passive 

und aktive Messköpfe 

• Das Vertikalsystem – Frontend und Analog- 

Digital-Converter 

• Das Horizontalsystem – Sampling und 

Akquisition 

• Trigger-System 

• Frequenzanalyse-Funktion – FFT 

• Praxis-Demonstationen: Untersuchung 

von Taktsignalen, Demonstration Aliasing, 

Einfluss der Tastkopfimpedanz 

• Einstellungen der Dezimation, Rekonstruktion, 

Interpolation 

• Die „Sünden“ beim Masseanschluss 

• EMV-Messung an einem Schaltnetzteil 

• Messung der Kanalleistung 

Weitere Themen für die praktischen Anwendungs-Demos 

sind u.a.: Abgleich passiver 

Tastköpfe, Demonstration der Blindzeit, Demonstration 

FFT, Ratgeber Spektrumdarstellung, 

Dezimation, Interpolation, Samplerate, 

Ratgeber: Gekonnt triggern. 

Im Anhang des Werks findet sich eine umfassende 

Zusammenstellung der verwendeten 

Formeln und Diagramme. 

Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de 

oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de 

81

IPCs/Embedded Systeme 

Entwärmen - warum? 

Verlängerte Lebensdauer ist nur ein Argument 

In Maschinen für die Chipfertigung, wie etwa bei den Bondern Series 56i von F&S Bondtec, sind Lüfter verboten 

© F&S Bondtec 

Elektronikbaugruppen sind temperaturempfindlich: 

10 °C mehr halbieren 

die Lebensdauer, lautet eine 

gängige Faustregel. Die Gründe sind 

vielfältig. Ob chemische Reaktionen 

in Elektrolytkondensatoren oder 

thermischer Stress von Bondverbindungen 

in Halbleiterbauelementen 

- in Summe führt Hitze zum vorzeitigen 

Ausfall. Eine optimale Entwärmung 

sorgt also dafür, dass so 

wenig (Verlust-)Wärme wie möglich 

entsteht - und zweitens die unvermeidbare 

Erwärmung so gut wie 

möglich abgeführt wird. 

Autor: 

Tom Weber, 

Technischer Redakteur 

EFCO Electronics GmbH 

https://efcotec.com 

90 oder 98 % 

Wirkungsgrad? 

„Ein Wirkungsgrad im Netzteil 

von 90 % ist doch gut; ob 92 % oder 

95 % spielt keine große Rolle” - von 

wegen. Die Differenz zu den 100 % 

ist im Wesentlichen Abwärme. Bei 

90 % Wirkungsgrad sind es also 

10 % Abwärme, bei 98 % sind es 

nur noch 2%. Das heißt im umgekehrt: 

96,5 % Wirkungsgrad bedeuten 

½ der Abwärme von 90 % und 

die Hälfte der Abwärme von 93 %. 

In einem kleinen, geschlossenen 

Gerät, das rund um die Uhr läuft, 

ist es ein gewaltiger Unterschied, ob 

das Netzteil permanent 20 W Wärme 

einträgt - oder nur 7 W (Bild 2). 

Nennlast und Teillast 

Im Nennbetrieb erreichen Standard-Netzteile 

meist hohe (Datenblatt-)Wirkungsgrade, 

die für die 

Praxis nur eine bedingte Aussagekraft 

haben. Denn: Die nachgeschaltete 

Elektronik läuft in aller Regel 

die meiste Zeit in Teillast - und da 

kommen viele Standard-Lösungen 

nicht über 85 % Wirkungsgrad hinaus. 

Die Konsequenz: Das Netzteil 

verursacht im Regelbetrieb mehr 

Abwärme, als unter Volllast. Deshalb 

ist es wichtig, auf moderne 

Netzteil-Konzepte zu achten. Diese 

gewährleisten einen hohen Wirkungsgrad 

über einen breiten Leistungsbereich 

(Bild 3). 

Überdimensionieren macht 

trotzdem Sinn 

Wird Elektronik permanent an 

ihrer Leistungsgrenze betrieben, 

wird es technisch schwierig, die 

Abwärme aus den Chips zu bekommen. 

Entsprechend gibt etwa Elec- 

Con eine MTBF von 300.000 Stunden 

bei 80 % Last an - und von 

200.000 bei 100 %. Hat also ein 

Gerät einen Leistungsbedarf von 

135 W, sollte kein 140-W-Netzteil 

eingesetzt werden, sondern mindestens 

eines mit einer Nennleistung 

von 170 W. 

Bedeutung für kompakte 

Geräte 

Dies gilt insbesondere für Industrie-PCs 

mit PoE, welche die angeschlossene 

Peripherie über das 

Ethernet-Kabel mit Strom versorgen 

(PoE: Power over Ethernet). 

Hier kann der Hersteller nicht wissen, 

welche Leistungen das Gesamtsystem 

schlussendlich brauchen 

wird. PC-Netzteile liefern beispielsweise 

bis zu 200 W - während der 

IPC selbst kaum 30 W benötigt. Nur 

hohe Wirkungsgrade über einen 

breiten Leistungsbereich ermöglichen 

die Konstruktion eines leistungsfähigen, 

dauerlast-geeigneten 

Bildbearbeitungsrechners, der 

ohne jeglichen Lüfter auskommt. 

Derating beachten 

Häufig können Netzteile bei 

höheren Umgebungstemperaturen 

ihre volle Nennleistung nur 

dann erbringen, wenn sie zusätzlich 

gekühlt werden. Dazu ein Beispiel: 

Ein Netzteil arbeitet bis 55 °C 

ohne zusätzlichen Kühlkörper; darüber 

setzt ein Derating von 2,6 W/K 

ein. Soll das Gesamtgerät für einen 

Einsatz bei +60 °C ausgelegt werden, 

stehen ohne Zusatzkühlung 

rechnerisch 140-((60-55)*2,6 W) = 

127 W zur Versorgung der Geräteelektronik 


Bild 2: Der Industrie-PC Smart SL ist so groß wie ein Taschenbuch, bietet aber 

trotzdem einen mSATA-Schacht sowie zwei mini-PCIe-Slots mit USIM. © EFCO 



Bild 3: Verlauf des Wirkungsgrads eines digital geregelten diPSU-Wandlers von Elec-Con über die abgegebene 

Leistung © Elec-Con 

Ein Netzteil liefert 250 W Leistung 

bis 40 °C Umgebungstemperatur. 

Darüber setzt ein Derating 

von 2,5%/K ein. Bei der gleichen 

Aufgabenstellung wie oben 

kann das Netzteil also mit 250- 

((60-40)*2,5 %) = 125 W belastet 

werden. 

Benötigt das Gerät z. B. 135 W, 

muss die Abwärme des Netzteils 


gezielt abgeführt werden. Die 

meist einfachste Möglichkeit ist, 

das Netzteil mittels eines Wärmeleitkissens 

am Gehäuse zu montieren. 

Je höher die Wärmeleitfähigkeit 

des Gehäusematerials, 

desto wirkungsvoller ist das. Entsprechend 

haben die Industrie- 

PCs von EFCO alle ein Gehäuse 

aus Aluminium. 

VA-Gehäuse erfordern mehr 

Nachdenken 

In Applikationen mit erhöhten 

Hygiene-Anforderungen ist Edelstahl 

das Gehäusematerial der 

Wahl - und zudem meist hermetisch 

geschlossen. VA ist ein vergleichsweise 

schlechter Wärmeleiter. 

Die Abwärme gezielt aus dem 

Gehäuse zu bekommen ist also 

Bild 4: Maßzeichnung eines diPSU-Wandlers. Der schraffierte Bereich kennzeichnet die Fläche, welche bei höheren 

Umgebungstemperaturen per Wärmeleitkissen an einen Kühlkörper angebunden werden sollte © Elec-Con 

alles andere als trivial. Eine Idee 

könnte ein Lüfter im Inneren sein, 

der die Abwärme verwirbelt und 

dafür sorgt, dass im Prinzip das 

ganze Gehäuse als Wärme senke 

dient. Gegebenenfalls ist auch ein 

Halbeinbau eine probate Lösung. 

Hotspots erkennen 

Platinen erwärmen sich nicht 

gleichmäßig; meist entsteht die Verlustleistung 

punktuell in bestimmten 

Bauteilen, etwa Schalt-Transistoren, 

Prozessoren oder Induktivitäten. 

Diese Bauteile - oder bestimmte 

Regionen einer Platine - lassen 

sich gut mit Wärmeleitpads an 

Kühlkörper oder Heatpipes anbinden. 

Die Hersteller geben in aller 

Regel in ihren Datenblättern an, 

in welchen Bereichen sich die Platine 

am meisten erwärmt, und wo 

damit eine thermische Anbindung 

an eine externe Kühllösung besonders 

sinnvoll ist (Bild 4). 

Heatpipe 

Eine Heatpipe funktioniert ähnlich 

wie ein Kühlschrank, nur ohne 

Kompressor: An der heißen Seite 

verdampft ein Wärmeträger und 

nimmt so die Abwärme auf. Auf der 

kalten Seite - also z. B. am Kühlkörper 

- kondensiert das Gas. Dadurch 

verringert es sein Volumen, weiteres 

heißes Gas kann nachströmen. 

Der Wärmeträger wird wieder in die 

heiße Zone zurückgedrückt. Wichtig 

dabei: Die kalte Seite muss die 

Wärme aufnehmen bzw. an die 

Umgebung abgeben können. EFCO 

beispielsweise verfügt über tiefes 

Heatpipe-Knowhow. 

Natürliche Konvektion 

nutzen 

Warme Luft steigt nach oben. 

Entsprechend sollten Kühlkörper 

so angeordnet sein, dass die Luft 

auf ihrem Weg nach oben an ihnen 

entlang streichen kann. Das bedeutet 

zweierlei: Zum einen, dass die 

temperaturempfindlichen Baugruppen 

nach unten gehören, zum anderen, 

aber leider auch dass es oben 

im Gerät zum Wärmestau kommen 

kann. Dagegen hilft die Oberfläche 

des Gehäuses durch „Kühlrippen” 

zu vergrößern. In Verbindung mit 

einem Aluminium-Gehäuse gelingt 

es so, leistungsfähige Industrierechner 

zu bauen, welche bis +70 °C 

Umgebungstemperatur rund um die 

Uhr ohne Lüfter eingesetzt werden 

83


Bild 5: Bei lüfterlosen IPCs steckt viel Engineering in optimalen 

Wirkungsgraden und effizienter Entwärmung. © EFCO 

können. Ein Beispiel dafür ist der 

EFCO Smart SL, welcher etwa als 

On-premise gehostete Kommunikationsanlage 

in Arztpraxen und kleineren 

Unternehmen eingesetzt wird. 

Zwangskühlung 

Wenn Kühlrippen und Konvektion 

nicht mehr ausreichen, kommt „forcierte 

Kühlung” zum Einsatz - also 

einer oder mehrere Lüfter. Doch 

diese machen nicht nur akustisch 

und durch Vibrationen auf ihre 

Arbeit aufmerksam. Im industriellen 

Umfeld kann der aufgewirbelte 

Staub zudem leitfähig sein, oder 

abrasiv und damit die Lager des Lüfters 

auf Dauer zerstören. Einfache 

Filtermatten bieten Abhilfe, verringern 

aber den Luftdurchsatz. Wurde 

das nicht von Anfang an berücksichtigt, 

wird der Lüfter laut, weil er entsprechend 

schneller drehen muss, 

um genügend Luft durch das Gerät 

zu bewegen. 

Tipp: Bei Zwangskühlung immer 

prüfen, ob sich statt eines Lüfters 

mehrere verwenden lassen, die dann 

insgesamt langsamer drehen. Das 

kann akustische Vorteile haben - 

und vor allem ist es besser für die 

Ausfallsicherheit. 

Sinnvoll kombinieren 

Wenn schon zwangsgeführte 

Konvektion (eine schöne Umschreibung 

für Lüfter) eingesetzt werden 

muss, sollten Kühlkörper in den Luftstrom 

gelegt werden, ggf. unter Verwendung 

von Luftleitblechen oder 

Luftkanälen. Auch die Kombination 

von Heatpipe und Lüfter kann 

sinnvoll sein, etwa um die konzentrierte 

hohe Abwärme eines Hochleistungs-Grafikchips 

gezielt abzuführen, 

damit das Mainboard nicht 

„gekocht” wird. Diesen „Trick” nutzt 

etwa der AIHD von EFCO. 

Elektrisch kühlen 

In zahlreichen Applikationen wie 

in der Lebensmittelindustrie oder in 

der Medizintechnik scheiden Lüfter 

aus prinzipiellen Überlegungen aus, 

weil sie einer regelmäßigen Reinigung 

/ Desinfektion buchstäblich 

im Wege stehen. Hier können Peltier-Elemente 

helfen. Sie erzeugen 

geräuschlos und ohne Vibrationen 

rein aus Strom Kälte oder Wärme. 

Ein weiterer Vorteil: sie arbeiten 

ohne Medien und können daher in 

beliebigen Einbaulagen betrieben 

werden. Zwar ist der Wirkungsgrad 

beschränkt und das Material 

teuer - aber sie sind eine der wenigen 

praxis tauglichen Lösungen, 

um hermetisch dichte Geräte sinnvoll 

zu entwärmen oder empfindliche 

Sensor elektronik auf konstanter 

Temperatur zu halten. 

Tipp: Werden größere Peltier- 

Elemente stetig unter Vollast hart 

einund ausgeschaltet, führt die 

Wärme ausdehnung zu mechanischem 

Stress, der bis zum Frühausfall 

führen kann. 

Kühlschrank im 

Schaltschrank 

Ist die Einbaulage stabil und die 

Verlustwärme groß, können auch 

Kompressor-Kühlgeräte, wie beim 

heimischen Kühlschrank, sinnvoll 

eingesetzt werden. Probleme bereiten 

auch hier Geräusche, Vibrationen 

und/oder chemische Medien. 

Saubere Trennung zwischen 

drinnen und draußen 

Sowohl Peltier- als auch Kompressor-Kühlgeräte 

erlauben den 

sogenannten „Halbeinbau”. Das 

bedeutet, dass die Atmosphäre im 

Inneren des Geräts vollständig von 

der Umgebungsluft getrennt bleibt. 

Die Kälte wird auf der Innenseite im 

Gerät erzeugt; die entsprechende 

Wärme auf der Außenseite. Der 

Wärmetransport durch das Gehäuse 

erfolgt entweder durch simplen Kontakt 

(Peltier), oder durch das Kältemittel. 

Auf der Außenseite (Umgebungsluft) 

lässt sich dann eine relativ 

einfache Zwangskühlung realisieren, 

die zudem wartbar ist, ohne das 

Gerät öffnen zu müssen. 

Zusammenfassung / Tipps 

und Tricks 

• Achten Sie auf einen hohen Wirkungsgrad 

der Wandler in der 

Stromversorgung. So lassen 

sich oft 10...15 % der Verlustwärme 

ohne Entwicklungsaufwand 

beseitigen. 

• Eliminieren Sie einfache Steckernetzteile; 

deren Wirkungsgrad ist 

meist deutlich unter 90 %; zudem 

sind sie typische Schwachstellen 

für Geräteausfälle. 

• Viele IPCs, darunter alle Serien 

von EFCO, haben ein hocheffizientes 

Netzteil mit Weitbereichseingang. 

Dieses kommt mit Spannungsschwankungen 

meist besser 

zurecht, als die peripheren Geräte. 

• Nutzen Sie daher PoE zur Versorgung 

der Peripherie, oder galvanisch 

getrennte, externe PoE- 

Wandler, wie den DC2454-110 

ISO von Elec-Con. 

• Beachten Sie bei PoE die Leistungsgrenze 

der verwendeten 

Schnittstelle (bei EFCO z. B. meist 

IEEE 802.3at und damit 25,5 W 

pro Port; maximal 200 W Summenleistung 

für das Gesamtgerät). 

• Spannungsstabilisatoren bzw. 

Buck-Boost-Wandler helfen bei 

stark schwankenden Versorgungen 

- oder wenn die Elektronik aus 

ganz unterschiedlichen Quellen 

versorgt werden soll (z. B. LKW 

und PKW). Achten sie dabei auf 

ein schnelles, nahtloses Umschalten, 

wenn die Eingangsspannung 

im Bereich der Ausgangsspannung 

schwankt. 

• Nutzen Sie bei komplexen Fragestellungen 

(z. B. mehrere Wärmequellen, 

Reihenaufstellung von 

Schaltschränken) kostenlose 

Berechnungstools wie etwa unter 

https://lm-therm.de/service/berechnungstool/, 

um zu einer ersten 

Abschätzung zu gelangen. ◄ 

Eskalationsstufen bei der Entwärmung 

lüfterlos (Wärmeableitung und 

natürliche Konvektion) 

Heatpipe 

Peltier 

Zwangskühlung (Lüfter) 

Klimagerät 

Halbeinbau 

die günstigste, einfachste, ruhigste und umweltfreundlichste Lösung 

ideal zum Entwärmen von Hotspots, z. B. Endstufen 

wenn Abwärme aktiv „vernichtet” werden muss; sinnvoll ab 30 bis ca. 500 W 

Grundsätzlich wirkungsvoll und häufig gewählt - verursacht aber Geräusche, Vibrationen und Luftbewegung. 

Hilft bei geschlossenen Geräten die Abwärme zu verwirbeln und zu verteilen. Benötigt aber in aller Regel 

unerwünschte Öffnungen im Gerät für den Luftaustausch 

Mit allen Vor- und Nachteilen eines Kühlschranks. Sinnvoll ab ca. 350 W Abwärme 

Atmosphärische Trennung zwischen Innen und Außen. Fast für alle industriellen Anwendungen geeignet; in 

aller Regel die teuerste Lösung. 


Komponenten 

Wie entwickelt man ein besseres 

Pulsoximeter? 

Bild 1: Licht-Extinktionsfaktor von Hämoglobin 

Autor: 

Robert Finnerty, 

Systems Applications Engineer 

Analog Devices 

www.analog.com 


Das Design zweckmäßiger und 

weniger Strom verbrauchender 

Medizingeräte wird immer wichtiger. 

Der vorliegende Artikel befasst sich 

mit den Grundlagen der SpO 2 -Messung 

und zeigt, wie eine neue 

Generation optischer AFEs (Analog 

Front Ends) zur Entwicklung 

besserer Pulsoximeter beitragen 

kann. Die neuen Geräte können 

neben weniger Designkomplexität 

auch mit geringeren Anforderungen 

an die mechanische Konstruktion 

sowie einem reduzierten 

Stromverbrauch aufwarten. 

Die Messung der peripheren 

kapillaren Blutsauerstoffsättigung 

(SpO 2 ) erfolgt traditionell an der 

Peripherie des Körpers, und zwar 

mithilfe einer Klammer an einem 

Finger oder Ohrläppchen, indem 

das Verhältnis zwischen sauerstoffgesättigtem 

Hämoglobin und 

der gesamten Hämoglobinmenge 

bestimmt wird. Anhand dieser Messung 

lässt sich feststellen, wie gut 

die roten Blutkörperchen Sauerstoff 

von den Lungen in die übrigen 

Bereiche des Körpers transportieren. 

Normale SpO 2 -Werte liegen bei 

gesunden Erwachsenen zwischen 

95 und 100 Prozent. Ist die Sauerstoffsättigung 

geringer, spricht man 

von einer so genannten Hypoxämie. 

In diesem Fall transportiert der Körper 

nicht genügend Sauerstoff zur 

Gesunderhaltung der Organe und 

für die kognitiven Funktionen. 

Hypoxämie 

kann sich bei Menschen durch 

Benommenheit, Verwirrtheit, Kurzatmigkeit 

und Kopfschmerzen 

äußern. Ursachen einer unzureichenden 

Sauerstoffsättigung können 

verschiedene Krankheiten sein, 

sodass unter Umständen eine regelmäßige 

oder dauerhafte Überwachung 

entweder zu Hause oder 

im Krankenhaus angezeigt ist. Der 

SpO 2 -Wert gehört zu den Vitalzeichen, 

die im klinischen Bereich am 

häufigsten aufgezeichnet werden. 

Krankheiten, die eine kontinuierliche 

Über wachung des SpO 2 -Werts erfordern, 

sind unter anderem Asthma, 

Herzkrankheiten, COPD (chronisch 

obstruktive Lungenerkrankung), 

andere Lungenkrankheiten, 

Lungenentzündung und auch eine 

Covid-19-bedingte Hypoxie. 

Der SpO 2 -Wert ist eines der Kriterien 

bei der Entscheidung darüber, 

ob Covid-19-Patienten hospitalisiert 

werden müssen. Sinkt er unter den 

Basiswert von meist 92 %, ist eine 

Krankenhauseinweisung erforderlich. 

Zusammenhänge zwischen 

Covid-19 und Hypoxie 

In jüngster Zeit wurde bei 

Covid-19-Patienten ein besonders 

heimtückisches Phänomen diagnostiziert, 

das als „stille Hypoxie“ 

bezeichnet wird. Es kann erhebliche 

Schäden am Körper verursachen, 

bevor irgendwelche anderen 

typischen Atemwegs-Symptome 

Bild 2: Prinzip einer Pulsoximeter-Schaltung 

(z. B. Kurzatmigkeit) zu beobachten 

sind. In einem Artikel auf der Website 

des National Center for Biotechnology 

Information [1] heißt es: 

„Die Fähigkeit, die stille Form der 

Hypoxie bei Covid-19-Patienten 

festzustellen, noch bevor sie unter 

Kurzatmigkeit leiden, ist entscheidend, 

um zu verhindern, dass die 

Lungenentzündung ein gefährliches 

Ausmaß erreicht“. 

Die Überwachung des 

SpO 2 -Werts ist ebenfalls ein wichtiger 

Indikator für die Diagnose 

einer Schlaf-Apnoe. Die obstruktive 

Schlaf-Apnoe bewirkt, dass 

die Atemwege während des Schlafs 

ganz oder teilweise blockiert werden, 

was sich durch lange Atempausen 

oder Phasen flacher Atmung mit 

der Folge einer temporären Hypoxie 

äußern kann. Bleibt sie über längere 

Zeit unbehandelt, kann eine 

Schlaf-Apnoe die Wahrscheinlichkeit 

für Herzinfarkt, Schlaganfall 

oder Fettleibigkeit erhöhen. Schätzungen 

zufolge leiden 1 bis 6 Prozent 

der erwachsenen Bevölkerung 

unter Schlaf-Apnoe. 

Bessere Pulsoximeter 

werden jetzt und in Zukunft 

dringend benötigt 

Angesichts des zunehmenden 

Trends, Patienten ambulant oder 

zu Hause zu überwachen, müssen 

für das Vitalzeichen-Monitoring 

Geräte entwickelt werden, die 

die Patienten nicht daran hindern, 

ihren täglichen Tätigkeiten nachzugehen. 

Im Fall der SpO 2 -Überwachung 

ergeben sich zahlreiche 

Design-Herausforderungen, wenn 

85

Komponenten 

Bild 3: Lichtabschwächung durch Gewebe 

die Messung nicht am Finger oder 

am Ohr erfolgen soll. Das seit neuestem 

beobachtete Auftreten der 

stillen Hypoxie macht die Entwicklung 

noch portablerer, für den Klinikeinsatz 

geeigneter Pulsoximeter 

umso dringlicher. 

Der vorliegende Artikel erläutert 

zunächst einige der Grundprinzipien 

der SpO 2 -Messung und stellt 

anschließend die neueste Generation 

optischer AFEs von ADI vor. Die Bausteine 

ADPD4100 und ADPD4101 

machen das Design medizinischer 

Pulsoximeter weniger komplex. Die 

eingebaute, leistungsfähige und automatisch 

wirkende Umgebungslicht- 

Unter drückung entschärft die Anforderungen 

an die mechanische Konstruktion 

und das Elektronikdesign. 

Außerdem sorgt der große Dynamikbereich 

des ADPD4100 in Verbindung 

mit seinem geringen Stromverbrauch 

dafür, dass Designs mit 

weniger Photodioden oder einem 

geringeren LED-Strom auskommen, 

um selbst kleine Änderungen des 

SpO 2 -Werts von Patienten effizient 

festzustellen. Digitale Integrator-Optionen 

geben den Anwendern ferner 

die Möglichkeit, einen extrem effizienten 

Stromspar-Modus zu aktivieren, 

um die Akkulaufzeiten portabler 

PPG-Lösungen zu verlängern, indem 

analoge Blöcke im optischen Signalpfad 

deaktiviert werden. 

Was versteht man unter 

Sauerstoffsättigung? 

Bei der Sauerstoffsättigung handelt 

es sich um den Anteil sauerstoffgesättigten 

Hämoglobins an 

der gesamten Menge verfügbaren 

Hämoglobins. Der Goldstandard 

zum Messen der Sauerstoffsättigung 

ist die Messung der arteriellen 

Sauerstoffsättigung (SaO 2 ). 

Diese Methode erfordert jedoch 

eine Gasanalyse einer Blutprobe 

im Labor. Im Abschnitt zum Thema 

Kalibrierung wird hierauf genauer 

eingegangen. 

Der SpO 2 -Wert ist also eine 

Schätzung der Sauerstoffsättigung 

des Bluts anhand einer Messung an 

der Peripherie des Körpers, vorgenommen 

mithilfe eines Pulsoximeters. 

Bis vor kurzem wurde die 

Sauerstoffsättigung in der Regel 

mit einem Pulsoximeter am Finger 

gemessen. 

Wie funktioniert ein 

Pulsoximeter? 

Die Funktion eines Pulsoxi meters 

beruht auf der Tatsache, dass sich 

die Lichtabsorption von sauerstoffreichem 

Hämoglobin (HbO 2 ) 

und sauerstoffarmem Hämoglobin 

(RHb) bei bestimmten Wellenlängen 

stark unterscheidet. In Bild 1 

sind die Extinktionskoeffizienten 

von HbO 2 , RHb und MetHb (Methämoglobin) 

im Infrarotbereich und im 

sichtbaren Bereich des Lichtspektrums 

dargestellt. Der Extinktionskoeffizient 

drückt aus, wie stark ein 

chemischer Stoff Licht mit einer 

bestimmten Wellenlänge absorbiert. 

Wie man in Bild 1 erkennen 

kann, absorbiert HbO 2 mehr rotes 

Licht (600 nm), während es mehr 

Infrarotlicht (940 nm) durchlässt. 

RHb dagegen absorbiert mehr Infrarotlicht, 

lässt aber mehr rotes Licht 

durch als HbO 2 . 

In seiner einfachsten Form (Bild 2) 

besteht ein Pulsoximeter aus zwei 

LEDs (einer roten mit 660 nm 

Wellen länge und einer Infrarot- 

LED mit 940 nm) sowie einer Photodiode 

(PD) in reflektiver oder transmissiver 

Konfiguration (siehe auch 

Bild 4). Das Pulsoximeter erzeugt 

zunächst einen Lichtimpuls mit der 

roten LED und misst das daraus 

resultierende PD-Signal. Anschließend 

geschieht das gleiche mit der 

IR-LED, bevor zum Abschluss das 

PD-Signal ohne Ansteuerung der 

LEDs gemessen wird, um einen 

Basiswert zum Herausrechnen 

des Umgebungslichts zu erhalten. 

Auf diese Weise bekommt man ein 

Photo plethysmografie-Signal (PPG) 

für beide Wellenlängen. 

Das Signal 

besteht aus einem Gleichstromund 

einem Wechselstromanteil (DC 

bzw. AC). Der Gleichstromanteil ist 

auf unveränderliche, reflektierende 

Stoffe wie Haut, Muskeln und Knochen 

sowie venöses Blut zurückzuführen. 

Wenn sich der Körper in 

Ruhe befindet und Bewegung folglich 

eine geringe Rolle spielt, resultiert 

der Wechselstromanteil hauptsächlich 

aus reflektiertem Licht 

infolge des Pulsierens von arteriellen 

Blut. Die AC-Komponente 

hängt von der Herzfrequenz und 

der Dicke der Arterien ab, wobei 

während der Systole (Anspannungsphase) 

mehr Licht reflektiert 

bzw. durchgelassen wird als 

während der Diastole (Entspannungsphase). 

Während der Systole 

wird Blut vom Herzen ausgeworfen, 

was den arteriellen Blutdruck 

erhöht, die Arterien dadurch erweitert 

und eine Zunahme des arteriellen 

Blutvolumens bewirkt. Dieser 

Anstieg der Blutmenge wiederum 

sorgt für eine größere Lichtabsorption. 

Während der Diastole 

geht der Blutdruck zurück, wodurch 

sich auch die Lichtabsorption verringert. 

Bild 3 zeigt die durch das 

Schlagen des Herzes verursachten 

diastolischen Senkens und systolischen 

Spitzen des Blutdrucks. 

Das Lambert-Beersche Gesetz 

beschreibt die exponentielle 

Abnahme der Lichtintensität beim 

Passieren eines absorbierenden 

Materials. Damit ist es möglich, die 

Menge des oxygenierten Hämoglobins 

im Verhältnis zum Gesamt- 

Hämoglobin zu bestimmen. 

Die Lichtintensitäten während 

der Systole und der Diastole hängen 

wie folgt zusammen: 

Dabei steht α für die Absorptionsrate 

von Licht in arteriellem Blut und 

d2 für die AC-Amplitude des PPG- 

Signals (Bild 3). I diastole ist gleich dem 

mit d1 bezeichneten DC-Anteil. 

Indem man den AC- und den DC- 

Anteil eines PPG-Signals berechnet, 

kann man die durch das Pumpen 

des Bluts durch das Herz verursachte 

Änderung der Absorption 

von Licht in arteriellem Blut - α.d2 

berechnen, ohne dass sich anderes 

Gewebe auswirkt. 

Das Verhältnis zwischen dem ACund 

dem DC-Anteil wird als Perfusionsindex 

bezeichnet. Hierunter versteht 

man das Verhältnis zwischen 

dem pulsatilen Blutfluss und dem 

nicht-pulsatilen (statischen) Blutfluss. 

Beim Design eines PPG-basierten 

Systems zur Herzfrequenz- oder 

SpO 2 -Messung strebt man an, das 

Verhältnis zwischen AC- und DC- 

Anteil zu erhöhen. 

PI = AC/DC 

Der Perfusionsindex für Infrarotund 

Rotlicht lässt sich nutzen, um 

das „Verhältnis der Verhältnisse“ 

(ratio of ratios, RoR) zu berechnen, 

also das Verhältnis von PI red zu PI ir . 

Da die Absorption von Licht einer 

bestimmten Wellenlänge proportional 

zum Verhältnis 

ist, kann das RoR theoretisch 

gemäß der folgenden Formel ersetzt 

werden, um den SpO 2 -Wert zu 

berechnen: 

Darin ist E HbO2,red der Extinktionskoeffizient 

von HbO 2 bei 600 nm 

und E HbO2,ired der Extinktionskoeffizient 

von HbO 2 bei 940 nm. E RHb,ired 


Komponenten 

Bild 4: Optionen für die Anordnung von LEDs und PD 

wiederum ist der Extinktionskoeffizient 

von RHb bei 940 nm und E RHb,red 

der Extinktionskoeffizient von RHb 

bei 600 nm. 

Allerdings kann das Lambert- 

Beersche Gesetz nicht direkt 

angewandt werden, denn in jedem 

optischen Design kommt eine Reihe 

variabler Faktoren zum Tragen, 

die zu Änderungen der Beziehung 

zwischen RoR und SpO 2 führen. 

Dazu gehören die mechanische 

Konstruktion des Reflektors, der 

Abstand zwischen LED und PD, die 

elektronischen und mechanischen 

Maßnahmen zur Umgebungslicht- 

Unterdrückung, PD-Verstärkungsfehler 

und vieles mehr. 

Um also mit einem PPG-basierten 

SpO 2 -Pulsoximeter eine für 

den klinischen Einsatz taugliche 

Genauigkeit zu erzielen, muss für 

die Korrelation zwischen RoR und 

SpO 2 -Wert eine Wertetabelle oder 

ein Algorithmus entwickelt werden. 


Kalibrierung 

Damit ein hochpräziser 

SpO 2 -Algorithmus entwickelt werden 

kann, bedarf das Messsystem 

einer Kalibrierung. Im Fall eines 

SpO 2 -Systems ist für die Kalibrierung 

eine Studie durchzuführen, in 

deren Verlauf die Blutsauerstoff- 

Werte der Probanden medizinisch 

herabgesetzt, überwacht und von 

medizinischem Fachpersonal beaufsichtigt 

werden. Man bezeichnet 

dies als Hypoxiestudie. 

Das SpO 2 -Messsystem kann 

immer nur so genau sein wie die 

Referenz. Zu den Referenz-Optionen 

gehören medizinische Fingerclip-Pulsoximeter 

und das als Goldstandard 

fungierende CO-Oximeter. 

Letzteres ist eine invasive Methode 

zur Messung der Sauerstoffsättigung 

des Bluts, die zwar hohe Genauigkeit 

erreicht, aber nicht zweck mäßig 

anzuwenden ist. 

Der Kalibrierprozess wird genutzt, 

um den vom optischen SpO 2 -Gerät 

berechneten RoR-Wert bestmöglich 

an die SaO 2 -Messung des CO-Oximeters 

anzupassen. Mit der dabei 

erzeugten Kurve wird eine Wertetabelle 

oder eine Gleichung zum 

Berechnen des SpO 2 -Werts erstellt. 

Eine derartige Kalibrierung ist für 

jedes SpO 2 -Design erforderlich, 

da der RoR-Wert von einer Vielzahl 

von Variablen wie der Wellenlänge 

und Intensität der LEDs, 

der Kennlinie der PD, der Platzierung 

der Messsonde am Körper und 

der Umgebungslicht-Unterdrückung 

abhängig sind, die bei jedem Design 

anders sind. 

Höhere Empfindlichkeit 

Ein höherer Perfusionsindex und 

ein dementsprechend größerer AC- 

Dynamikbereich bei Rot- und Infrarotlicht 

steigert die Empfindlichkeit 

der RoR-Berechnung und liefert 

dementsprechend eine präzisere 

SpO 2 -Messung. 

Während einer Hypoxiestudie gilt 

es 200 Messungen aufzuzeichnen, 

die in gleichen Abständen zwischen 

100 % und 70 % Blutsauerstoffsättigung 

vorgenommen werden. Als 

Probanden werden Personen mit 

unterschiedlichen Hautfarben und 

gleicher Alters- und Geschlechterverteilung 

ausgewählt. Dieses 

Spektrum an Hautfarben, Lebensalter 

und Geschlecht berücksichtigt 

die unterschiedlichen Perfusionsindex-Resultate 

verschiedener 

Personen. 

Der Gesamtfehler muss bei transmissiven 

Pulsoximetern ≤3,0 % 

und bei reflektiven Ausführungen 

≤3,5 % sein. 

Überlegungen zum Design 

Transmissive oder reflektive 

Ausführung? 

Zum Einholen eines PPG-Signals 

können LEDs und PD in transmissiver 

oder reflektiver Konfiguration 

angeordnet sein. Eine transmissive 

Ausführung misst das nicht absorbierte 

Licht, das einen Körperteil 

passiert. Diese Konfiguration eignet 

sich am besten beispielsweise 

für einen Finger oder ein Ohrläppchen. 

Die Messung profitiert dabei 

von der hohen Kapillardichte dieser 

Körperzonen, die die Stabilität 

und Reproduzierbarkeit der Messungen 

verbessert und die Empfindlichkeit 

gegenüber unterschiedlichen 

Platzierungen verringert. Transmissive 

Konfigurationen ergeben eine 

Erhöhung des Perfusionsindex um 

40 bis 60 dB. 

Auf reflektive PPG-Konfigurationen 

wird dagegen gesetzt, wenn 

PD und LEDs aus Gründen der Praktikabilität 

nebeneinander angeordnet 

werden müssen (z. B. bei Geräten 

für den Einsatz an der Brust oder 

am Handgelenk) (Bild 4). 

Zusammenhang zwischen 

Sensor-Positionierung und 

Perfusionsindex 

Die Platzierung am Handgelenk 

oder an der Brust verlangt dem PPG- 

AFE einen größeren Dynamikbereich 

ab, denn der DC-Anteil ist hier 

wesentlich größer. Der Grund hierfür 

ist die Tatsache, dass die Arterien 

tief in statisch reflektierendes 

Gewebe wie etwa Haut, Fett und 

Knochen eingebettet sind. 

Höher auflösende PPG-Messungen 

verringern die Unsicherheit 

im SpO 2 -Algorithmus. Bei einem 

typisch zwischen 1 und 2 % liegenden 

PI bei Handgelenk-SpO 2 -Sensoren 

geht es beim Design eines 

Pulsoximeters um die Anhebung 

des PI mithilfe der mechanischen 

Konstruktion oder um die Vergrößerung 

des Dynamikbereichs. 

Abstand LED und PI 

Großen Einfluss auf den PI hat 

der Abstand zwischen LED und PI. 

Ist er zu gering, kommt es zu mehr 

Übersprechen oder Rückstreuung 

zwischen LED und PD, was sich als 

DC-Signal äußert und das AFE in 

die Sättigung treibt. 

Ein Erhöhen des Abstands verringert 

die Rückstreuung ebenso 

wie das Übersprechen, reduziert 

im Gegenzug aber auch das Gleichstrom-Übertragungsverhältnis 

(Current 

Transfer Ratio, CTR), also das 

Verhältnis zwischen LED-Lichtabgabe 

und PD-Strom. Dies wiederum 

wirkt sich auf die Effizienz des PPG- 

Systems aus und erfordert mehr 

LED-Leistung, um den Dynamikbereich 

des AFE zu maximieren. 

Das schnelle impulsweise Ansteuern 

einer oder mehrerer LEDs hat 

den Vorteil, dass der Einfluss des 

1/f-Rauschens auf das Signal insgesamt 

geringer wird. Ferner wird 

es durch das Pulsen der LEDs möglich, 

eine synchronisierte Modulation 

auf der Empfängerseite anzuwenden, 

um störendes Umgebungslicht 

herauszurechnen. Das Integrieren 

mehrerer Impulse vergrößert 

die Amplitude des PD-Signals 

und senkt den durchschnittlichen 

Stromverbrauch. Wenn man die 

gesamte PD-Fläche vergrößert, 

nimmt wiederum der CTR-Wert zu, 

da mehr reflektiertes Licht erfasst 

werden kann. 

Für die Herzraten-PPG-Messung 

(HR) setzen viele Hersteller von HR- 

Geräten auf eine Kombination aus 

einer einzelnen, großen PD und 

mehreren energieeffizienten grünen 

LEDs, wenn die Verwendung 

an Positionen mit eingeschränktem 

Blutfluss vorgesehen ist. Grüne 

LEDs werden benutzt, weil sie sich 

durch eine hohe Unterdrückung von 

Bewegungs-Artefakten auszeichnen 

[2]. Dies muss allerdings mit mehr 

Leistungsaufnahme erkauft werden, 

denn grüne LEDs haben eine 

höhere Vorwärtsspannung als rote 

und infrarote LEDs, und die Absorption 

ihres Lichts in menschlichem 

Gewebe ist groß. Deshalb ist mehr 

LED-Leistung erforderlich, um aussagefähige 

Informationen über das 

Herz zu bekommen. 

Mehrere LEDs 

Da die SpO 2 -Messung mehrere 

Wellenlängen erfordert und 

die meisten Systeme immer noch 

87

Komponenten 

Bild 5: ADI VSM-Armbanduhr V4, Reflektor und LED-PD-Array 

hoch effiziente grüne LEDs für die 

Herzraten-PPG-Messung enthalten, 

besteht die am häufigsten anzutreffende 

Konfiguration für HR- und 

SpO 2 -PPG-Systeme aus je einer 

LED für Grün, Rot und Infrarot, 

umgeben von mehreren PDs (siehe 

die ADI VSM-Armbanduhr in Bild 5). 

Der Abstand zwischen PD und LED 

wurde hier im Interesse einer reduzierten 

Rückstreuung optimiert, und 

das Reflektor design reduziert außerdem 

das Übersprechen zwischen 

LED und PD. 

Mehrere Prototypen der ADI VSM- 

Armbanduhr wurden getestet, um 

den effizientesten Abstand zwischen 

PD und LED für die HR-PPG- und 

SpO 2 -Messung zu ermitteln. 

Bewegungsartefakte 

Bei Bewegungsartefakten handelt 

es sich um eine der größten 

Herausforderungen für ein PPG- 

Messsystem. Unter dem Einfluss 

von Bewegungen nämlich kommt 

es zu druckbedingten Änderungen 

des Querschnitts der Arterien und 

Venen. Hierdurch ändert sich die 

Menge des von der Photodiode 

empfangenen Lichts, was sich im 

PPG-Signal entsprechend widerspiegelt, 

denn die Absorption bzw. 

Reflexion der Photonen ist anders 

als bei einem in Ruhe befindlichen 

Körper. 

Legt man eine unendlich große 

Photodiodenfläche zugrunde, die 

sich über eine unendlich lange und 

tiefe Gewebeprobe erstreckt, werden 

alle Photonen irgendwann an 

der Photodiode reflektiert. In diesem 

Fall würden somit keine bewegungsbedingten 

Artefakte registriert. Dies 

ist aber selbstverständlich nicht realisierbar, 

und so besteht die Lösung 

darin, die Fläche der Photodiode zu 

vergrößern und dabei die Kapazität 

in Betracht zu ziehen, indem 

man das AFE-Rauschen reduziert 

und Bewegungsartefakte ausfiltert. 

Adaptiver Filter 

Die Frequenz eines PPG-Signals 

liegt normalerweise zwischen 0,5 

und 5 Hz, während Bewegungsartefakte 

typisch in einem Bereich von 

0,01 Hz bis 10 Hz anzusiedeln sind. 

Einfache Bandpass-Filtertechniken 

kommen somit nicht in Frage, um 

Bewegungsartefakte aus dem PPG- 

Signal zu entfernen. Um eine hochgenaue 

Bewegungskompensation zu 

erreichen, wird vielmehr ein adaptiver 

Filter be nötigt, dem hochgenaue 

Bewegungsdaten zugeführt werden. 

Zu diesem Zweck hat Analog 

Devices den 3-Achsen-Beschleunigungssensor 

ADXL362 entwickelt, 

der bei einem Messbereich von 3 g 

eine Auflösung von 1 mg bietet und 

bei 100 Hz eine Leistungsaufnahme 

von 3,6 µW hat. Sein Gehäuse misst 

3 mm x 3 mm. 

Die Lösung von ADI: 

Der ADPD4100 

Gleich mehrere Herausforderungen 

birgt die Positionierung des 

Pulsoximeters. Am Handgelenk zu 

tragende SpO 2 -Geräte machen das 

Design sogar noch anspruchsvoller, 

da das interessierende AC-Signal 

lediglich 1 bis 2 Prozent des insgesamt 

auf der PD auftreffenden 

Lichts ausmacht. Um die Zertifizierung 

für den medizinischen Einsatz 

zu erlangen und selbst geringfügige 

Bild 6: Blockschaltbild des ADPD410X 


Komponenten 

Bild 7: Simultane PPG-Messung mit Infrarot (links) und Rot (rechts) mit dem ADPD4100 

Änderungen der Oxyhämoglobinmenge 

feststellen zu können, wird 

ein größerer Dynamikbereich für das 

AC-Signal benötigt. Dies lässt sich 

nur erreichen, indem man das störende 

Umgebungslicht abschwächt 

und das Rauschen des LED-Treibers 

und des AFE reduziert. Dieser 

Problematik trägt ADI mit dem 

ADPD4100 Rechnung. 

Signal-Rauschabstand von 

bis zu 100 dB 

Die Bausteine ADPD4100 und 

ADPD41001 erzielen einen Signal- 

Rauschabstand (SNR) von bis zu 

100 dB. Dieser gesteigerte Dynamikbereich 

ist von essenzieller 

Bedeutung, wenn SpO 2 -Werte bei 

niedriger Perfusion gemessen werden 

sollen. Das integrierte optische 

AFE verfügt über acht eingebaute, 

rauscharme Stromquellen und 

acht separate PD-Eingänge. Der 

digitale Timing-Controller hat ferner 

12 programmierbare Timing- 

Slots, die es dem Anwender erlauben, 

eine Anordnung von PD- und 

LED-Sequenzen mit einem bestimmten 

LED-Strom, analoger und digitaler 

Filterung, Integrationsoptionen 

und Timing-Vorgaben zu definieren. 

Vorteil des ADPD4100 

Ein entscheidender Vorteil 

des ADPD4100 ist das bessere 


Verhältnis zwischen SNR und 

Leistungsaufnahme – eine wichtige 

Größe für die kontinuierliche 

Über wachung mit Batteriebetrieb. 

Rechnung getragen wurde diesem 

bedeutenden Parameter, indem der 

Dynamikbereich des AFE vergrößert 

wurde, während man gleichzeitig 

die Stromaufnahme dieses 

Funktionsabschnitts verringerte. 

So kommt der ADPD4100 

bei einer kontinuierlichen PPG- 

Messung mit 25 Hz und 75 dB auf 

eine Gesamt-Leistungsaufnahme 

von nur 30 µW (einschließlich der 

LED-Versorgung). Erhöht man die 

Anzahl der Impulse (n) je Probe, 

so ergibt sich eine Zunahme des 

SNR um √n, während ein Anheben 

des LED-Treiberstroms eine 

proportionale Erhöhung des SNR 

bewirkt. Eine Leistungsaufnahme 

von 1 µW für das Gesamtsystem 

ergibt einen SNR von 93 dB für 

eine kontinuierliche PPG-Messung 

mit einer LED-Versorgungsspannung 

von 4 V. 

Die automatische 

Umgebungs licht- 

Unterdrückung 

entlastet den Host-Mikrocontroller 

durch eine Lichtunterdrückung von 

60 dB. Erreicht wird dies mithilfe von 

nur 1 µs dauernden Licht impulsen 

im Verbund mit einem Bandpassfilter 

zur Unterdrückung von Störeinflüssen. 

In bestimmten Betriebsarten 

berechnet der ADPD4100 automatisch 

den Dunkel strom der Photodiode 

(im Aus-Zustand der LED). 

Dieses Resultat wird vom Strom im 

eingeschalteten Zustand der LED 

subtrahiert, bevor das Signal vom 

ADC umgewandelt wird, um sowohl 

Umgebungslicht-Einflüsse als auch 

Verstärkungsfehler und die Photodioden-Drift 

zu eliminieren. 

Wearable Evaluation Kit 

Als Unterstützung für den 

ADPD4100 gibt es das Wearable 

Evaluation Kit EVAL- 

ADPD4100-4101 in Verbindung 

mit der ADI Vital Signs Monitoring 

Study Watch. Diese Hardware verbindet 

sich nahtlos mit der Wavetool- 

Applikation von ADI, um Bioimpedanz-, 

EKG-, PPG-Herzraten- und 

Mehrwellenlängen-PPG-Messungen 

für die Entwicklung von SpO 2 -Messgeräten 

zu ermöglichen. 

In die Study Watch integriert ist 

ein AGC-Algorithmus (automatische 

Verstärkungsregelung) für 

den ADPD4100, der die Verstärkung 

des Transimpedanz-Verstärkers 

und den LED-Strom so 

abstimmt, dass sich für sämtliche 

gewählten Wellenlängen ein optimaler 

Dynamikbereich für das AC- 

Signal einstellt. 

Alternativlösungen von ADI 

SpO 2 -Messlösungen zur Positionierung 

am Finger oder Ohrläppchen 

sind am einfachsten zu entwickeln, 

denn der Signal-Rauschabstand 

ist hier größer als am Handgelenk 

oder an der Brust, weil weniger 

Knochen und Gewebe vorhanden 

sind. Hierdurch geht auch der DC- 

Anteil zurück. Für Anwendungen dieser 

Art sind das Modul ADPD144RI 

und der ADPD1080 geeignet. 

Das ADPD144RI ist ein Komplettmodul 

mit einer integrierten roten 

LED (660 nm) und einer IR-LED 

(880 nm) sowie vier PDs in einem 

Gehäuse von 2,8 mm × 5 mm. Der 

Abstand zwischen den LEDs und 

der PD ist so optimiert, dass sich 

der bestmögliche Signal-Rauschabstand 

für hochgenaue PPG-Messungen 

zur SpO 2 -Bestimmung 

ergibt. Mit diesem Modul lassen 

sich die mit der Platzierung und dem 

Abstand von LEDs und PD einhergehenden 

Herausforderungen einfach 

eliminieren, um optimale SNR- 

Werte zu erzielen. Das ADPD144RI 

wurde mechanisch so optimiert, 

dass optisches Übersprechen so 

weit wie möglich eingedämmt wird. 

Das Resultat ist eine solide Lösung 

selbst für den Fall, dass der Sensor 

unter einer gemeinsamen Glasabdeckung 

platziert wird. 

Der Baustein ADPD1080 ist 

ein integriertes optisches AFE mit 

drei LED-Treiberkanälen und zwei 

PD-Stromeingangs-Kanälen in 

einem 2,5 mm × 1,4 mm großen 

WLLCSP-Gehäuse mit 17 Kontaktpunkten. 

Dieses AFE eignet sich 

ideal für das Design von PPG-Produkten 

mit wenigen Kanälen, wenn 

es auf eine minimale Leiterplattenfläche 

ankommt. 

Literaturnachweis 

[1] Toshiyo Tamura: „Current 

Progress of Photoplethysmography 

and SpO 2 for Health Monitoring”. 

Biomedical Engineering Letters, 

Februar 2019. 

[2] Jihyoung Lee, Kenta Matsumura, 

Ken-Ichi Yamakoshi, Peter 

Rolfe, Shinobu Tanaka und Takehiro 

Yamakoshi: „Comparison Between 

Red Green and Blue Light 

Reflection Photoplethysmography 

for Heart Rate Monitoring During 

Motion”. 2013 35th Annual International 

Conference of the IEEE 

Engineering in Medicine and Biology 

Society (EMBC), Juli 2013. ◄ 

89

Qualitätssicherung 

Qualitätssicherung von Kunststoffteilen mit 

hybridem Roboter-Visionsystem 

Überspritzungen, Weißbruch oder 

andere Ungenauigkeiten und unerwünschte 

Oberflächenveränderungen 

müssen daher immer zuverlässig 

erkannt werden. 

Manuelle Kontrolle noch 

üblich 

Trotzdem werden in der Qualitätssicherung 

moderner Fertigungsbetriebe 

auch heute noch oft Mitar beiter 

eingesetzt, die jedes Teil manuell in 

alle Richtungen drehen und dabei 

mit dem menschlichen Auge verschiedene 

optisch sichtbare Kriterien 

überprüfen. Gerade bei Kunststoffteilen, 

die zu einem fertigen Produkt 

zusammengesetzt werden, muss 

diese Prüfung jedoch genau, verlässlich 

und konsistent sein. Dies ist 

bei einer manuellen Inspektion nicht 

immer gewähr leistet, da Mitarbeiter 

je nach Tagesform und Stimmungslage, 

durch Müdigkeit und nachlassende 

Konzentration aufgrund der 

monotonen Tätigkeit bei vergleichbarer 

Qualität unterschiedliche und 

auch subjektiv beeinflusste Bewertungen 

abgeben können. Dies führt 

zu inkonsistenten Prüfergebnissen. 

Typische Fehler bei Kunststoff teilen 

sind zum Beispiel nicht eingerastete 

Kunststoffzungen, plastische Verformungen 

und Überspritzungen, 

fehlende oder beschädigte Metall- 

Inlays, -Clips oder andere Befestigungselemente, 

fehlerhaft bedruckte 

oder angebrachte Etiketten, fehlende 

Gummibauteile oder Kratzer 

auf der Oberfläche. 

100%-Kontrolle 

Die manuelle Qualitätskontrolle ist 

aufwendig und fehleranfällig und es 

Der auch als INLINE-Lösung angebotene KITOV Core verfügt über eine 

ProfiNet-Schnittstelle. Zudem lassen sich auch weitere Robotik-Systeme 

integrieren. Damit entspricht die Technologie auch den Anforderungen der 

Systemintegratoren 

Autor: 

Olaf Römer, 

GeschäftsführerATEcare Service 

GmbH & Co. KG 

info@ATEcare.com 

www.ATEcare.de 

Eine hohe Produktqualität und 

-genauigkeit ist auch bei der Herstellung 

von Kunststoffteilen ein 

Muss. Doch gerade in der Serienfertigung 

ist es äußerst herausfordernd, 

Produktionsfehler und qualitative 

Unzulänglichkeiten konsistent 

und reproduzierbar aufzu spüren, 

wenn die Taktrate hoch ist. Ein 

hybrides 2D-/3D-Roboter-Visionsystem 

ermöglicht eine 100%-Kontrolle 

aller Teile und nimmt den Mitarbeitern 

ermüdende und eintönige 

Tätigkeiten ab. 

Viele Unternehmen aus der 

Kunststoffindustrie fertigen hochwertige 

und komplexe Produkte für 

Automotive, Medizintechnik, Luftfahrt 

oder Maschinenbau mit sehr 

hohen Taktraten. Um dabei eine 

gleichbleibende hohe Qualität zu 

gewährleisten, müssen die Fertigungsprozesse 

hohen Ansprüchen 

in Bezug auf Genauigkeit und 

Geschwindigkeit gerecht werden. 

Der KITOV Core ist mit einem Gehäuse ausgestattet, das sich mit einer frei 

wählbaren Sechs-Achsen-Robotik ausrüsten lässt. Zudem ist es möglich, den 

KITOV Core optional mit einer separaten siebten Achsen-Robotik in Form 

eines Drehtellers auszustatten 


Qualitätssicherung 

Überspritzung, die mittels KITOV Core erkannt wurde 

kann leicht etwas übersehen werden. 

Weil ein fehlerhaftes Bauteil oftmals 

zur Ablehnung des gesamten 

Produktes durch den Auftrag geber 

führt, muss eine 100%-Kontrolle 

gewährleistet werden. Diese lässt 

sich mit einer manuellen Inspektion 

jedoch nur bedingt erreichen. Eine 

vollautomatische, reproduzierbare 

und intelligente Inspektionsmethode 

kann hingegen Abhilfe schaffen. 

Das roboterbasierte hybride Visionsystem 

kombiniert 2D-, 3D- und 

Deep-Learning-Technologien und 

erledigt damit bisher als zu komplex 

geltende automatisierte Prüfaufgaben 

schnell, präzise und zuverlässig. 

Um eine effektive Inspektion 

zu gewähr leisten, kombiniert 

die Technologie eine ausgeklügelte 

Kamera- und Beleuchtungstechnik 

mit der Flexibilität eines Roboters. 

Mit einem Drehtisch kann das Gerät 

außerdem bestimmte Prüfmerkmale 

zur Kamera drehen und somit die 

Taktzeit zusätzlich verringern. 

Schnelle Erstellung des 

Inspektionsplans 

Normalerweise würde die Erstellung 

eines Inspektionsplanes für 

ein roboterbasiertes Bildverarbeitungssystem 

umfangreiche Spezialkenntnisse 

in Robotik, Bildverarbeitung 

und Programmierung erfordern. 


Bis zur Fertigstellung eines solchen 

Planes würden nicht nur Tage, 

sondern sogar Wochen vergehen, 

abhängig von der Anzahl der zu 

inspizierenden Prüfmerkmale. 

Darüber würde die nachträgliche 

Änderung des Prüfplans den Einsatz 

von Roboterexperten und Bildverarbeitungsspezialisten 

beim Kunden 

erfordern, die nicht jedes Unternehmen 

extra dafür einstellen kann 

oder möchte. Die Inspektionstechnologie 

erlaubt es Produzenten von 

Kunststoffteilen, einen Inspektionsplan 

zur automatischen optischen 

Inspektion ihrer Produkte in wenigen 

Stunden zu erstellen. Eventuell 

notwendige Änderungen oder 

Anpassungen des Inspektionsplanes 

können innerhalb kürzester Zeit 

durchgeführt werden. 

Bildverarbeitungssystem 

schafft Sicherheit 

Die Ergebnisse des Bildverarbeitungssystems 

helfen den Unternehmen 

auch, Ungenauigkeiten in 

den Prüfergebnissen der manuellen 

Inspektion zu vermeiden. Schließlich 

haben manuelle Inspek toren 

nicht immer für jeden Fehler die 

gleiche Definition. Des Weiteren 

können Fehler und Qualitätsprobleme 

in vorgelagerten Fertigungsprozessen 

und Montageschritten 

identifiziert werden, so 

dass diese schon frühzeitig eliminiert 

und die Ausschussmengen 

reduziert werden können. Damit 

amortisiert sich das Gesamt system 

innerhalb weniger Monate. 

Visuelles Inspektionssystem 

Bei der Technologie handelt es 

sich nicht um ein weiteres robotergeführtes 

3D-Messsystem, sondern 

vielmehr um ein reines, visuelles 

Inspektionssystem, das es in der 

heutigen Industriefertigung in dieser 

flexiblen Form noch nicht gibt. 

Die automatisierte visuelle Inspektion 

kann alle Parameter erkennen 

und vermessen, die über die Software 

ausgewählt bzw. angelernt 

wird. D. h., die Inspektion lässt 

sich auf jedes Produkt individuell 

zuschneiden. Es ist mit einer frei 

wählbaren Sechs-Achsen-Robotik 

ausgerüstet. Zudem lässt es sich 

optional auch mit einer separaten 

siebten Achsen-Robotik in Form 

eines Drehtellers ausstatten. Ein 

zu kontrollierendes Produkt kann 

mittels mobiler als auch stationärer 

Robotik herangefahren werden. 

Die Technologie, die zudem 

als INLINE-Lösung ange boten wird, 

verfügt über eine ProfiNet-Schnittstelle. 

Weil sie zudem die Integration 

weiterer Robotik-Systeme erlaubt, 

entspricht die Technologie auch 

den Anforderungen der Systemintegratoren. 

Ständiges Weiterlernen 

Sowohl Baugruppen oder fertige 

Endprodukte können vor dem 

Einbau oder der Kundenübergabe 

kontrolliert werden. Das System 

unterstützt den Anlernvorgang mit 

Weißbruch, der mittels KITOV Core erkannt wurde 

Deeplinks: https://atecare.de/inspektion/#p170 

vielen automatischen Funktionen 

und lernt auch mithilfe von „Deep 

Learning“ ständig hinzu, so dass 

die Prüfroutinen automatisch stetig 

optimiert werden. Auf diese 

Weise wird die Pseudofehlerrate 

sukzessive auf ein vernachlässigbares 

Minimum reduziert. Alle Prüfergebnisse 

werden durchgängig 

dokumentiert und abgespeichert, 

so dass das System eine nachvollziehbare, 

einheitliche und personenunabhängige 

Qualitätskontrolle 

( Traceability) ermöglicht. 

Training mittels KI 

Hervorzuheben ist, dass mittels 

KI ein System wie das hybride 

2D-/3D-Roboter-Visionsystem trainiert 

werden kann, Fehler zu klassifizieren 

und daraus eine Entscheidung 

abzuleiten. Der Anwender kann 

dieses Softwaresystem trainieren, 

um den Unterschied zwischen einem 

guten und einem schlechten Prüfling 

zu lernen. Die Software analysiert 

dann die Bilder und unterscheidet 

in einem Soll-Ist-Vergleich die 

Beziehungen zwischen den Merkmalen, 

um daraus abzuleiten, ob der 

Prüfling gut oder schlecht ist. Aus 

diesen Merkmalen leitet es dann 

auch zukünftige Gut-Schlecht-Entscheidungen 

ab. Ein solches Deep- 

Learning-Verhalten kann zum Beispiel 

tausende von Bildern einer 

Schraube erfassen und weiß nicht 

nur, wo sie sich befindet, sondern 

ob sie auch den Ansprüchen der 

Qualitätsvorgaben genügt. Damit 

weiß das System nicht nur, wonach 

es suchen soll, sondern kann auch 

entscheiden, ob sich das Ergebnis 

in den vorgegebenen Toleranzen 

bewegt. ◄ 

91

Software/Tools/Kits 

Schutz und Lizenzierung von 

Medizingeräten in der Praxis 

Das mit CodeMeter geschützte Notfallbeatmungssystem EVE im Einsatz © Fritz Stephan GmbH 

In den Medizingeräten bestimmen 

immer stärker die verschiedenen 

Funktionen einer Software, 

wie diese Geräte funktionieren. 

Dadurch können die Hersteller ihre 

Medizingeräte einheitlich produzieren 

und somit ihr Produktportfolio 

an Hardware verschlanken. Mittels 

Freischaltungen einzelner Softwarefunktionen 

nutzen deren Kunden 

nur genau das, was sie auch 

gekauft haben. Auf diese Weise können 

Hersteller günstige Einstiegsmodelle 

anbieten, Nutzungszeiten 

abrechnen und durch den Verkauf 

weiterer Funktionen auch After- 

Sales-Geschäfte generieren. 

Beispiel 

Notfallbeatmungsgeräte 

Ein Hersteller mit den Schwerpunkten 

Beatmungs-, Anästhesie- 

und Sauerstoffversorgung hat 

viel Know-how in seine Lösungen 

gesteckt. Die Lösung zur Notfallbeatmung 

wird in Intensivstationen von 

Krankenhäuser, in Kranken wagen 

oder in Rettungshubschraubern 

genutzt. Um die Medizingeräte vor 

Produktpiraterie zu schützen, den 

Nachbau ganzer Geräte zu verhindern 

und die individuelle Freischaltung 

von Softwarefunktionen anzubieten, 

schützt dieser Hersteller 

seit 2016 seine Lösungen. Wichtig 

bei der Entscheidung waren 

ebenfalls die Einbaumöglichkeit in 

bereits fertig entwickelte Geräte, 

Flexibilität und Verteilung von 

Lizenzen weltweit über das Internet. 

Die Anforderungen des Medi- 

Autor: 

Stefan Bamberg, 

Senior Key Account und 

Partner Manager 

WIBU-SYSTEMS AG 

www.wibu.com 

Bild 1: Die CmCard/SD von Wibu-Systems schaltet die unterschiedlichen Beatmungsfunktionen der EVE-Geräte des 

Medizingeräteherstellers Fritz Stephan frei. 


Software/Tools/Kits 

Bild 2: Die CmDongles der CodeMeter-Technologie gibt es in verschiedenen Bauformen, sodass der Medizingerätehersteller die für ihn geeignete 

Schutzhardware wählen kann. Ebenfalls können die Hersteller Aktivierungsdateien oder CmCloudContainer als Speicher für die Lizenzen einsetzen. 

zinproduktegesetzes (MPG) werden 

von der Schutzlösung erfüllt, 

denn zu gelassene Geräte dürfen 

ohne aktualisierte Zulassung 

und entsprechender Schulung der 

Anwender nicht verändert werden. 

Verschlüsselung und 

Signaturen 

Mit dem speziellen Verschlüsselungstool 

werden die einzelnen 

Funktionen der Embedded-Software, 

die das entsprechende Gerät steuert, 

verschlüsselt. Als Schutzhardware 

wird eine spezielle SD-Karte 

eingesetzt, die neben den Hardware-basierten 

Schutzfunktionen 

auch einen Speicher mit 4 GB Flash 

enthält. Die SD-Karte ist für widrige 

Umweltbedingungen ausgelegt und 

enthält moderne Komponenten wie 

„Single Layer Cell (SLC)“-Flashspeicher, 

SLM97-Sicherheitscontroller, 

S8 Flashcontroller mit spezieller 

Firmware und speziellen Lese- und 

Schreibrechte für den geschützten 

Speicherbereich, kryptographische 

Schlüssel, digitale Signaturen, Zertifikate 

und Lizenzrechte. 

Moderne und sichere Verschlüsselungsverfahren 

wie die symmetrische 

Verschlüsselung AES 

(Advanced Encryption Standard) 

und die asymmetrische Verschlüsselung 

ECC (Elliptic Curve Cryptography) 

sorgen für einen hohen Sicherheitsgrad 

basierend auf kryptografischen 

Standardverfahren. 

nur, wenn es als vertrauenswürdig 

gilt. Technisch funktioniert dies über 

eine elektronische Signatur: Damit 

stellt das Schutzsystem fest, ob die 

ausgeführte Software manipuliert 

oder verändert wurde. Mit Prüfung 

der Signatur gegen eine Zertifikatskette 

wird sichergestellt, dass der 

Programmcode von einem berechtigten 

Hersteller kommt und kein 

Schadcode untergeschoben wurde. 

Schutz und Lizenzierung 

Ausschließlich Wartungstechniker 

und Vertriebsmitarbeiter dürfen die 

SD-Karte aktualisieren und benutzen 

oder bei Bedarf austauschen. 

Ein Programm zum Booten und 

zum Einloggen berechtigter Personen 

ist im geschützten Speicherbereich 

der SD-Karte gespeichert. 

Würde ein Anwender die SD-Karte 

ausbauen, dann wäre das Öffnen 

des Beatmungsgeräts eine Manipulation. 

Aufgrund des Medizinproduktegesetzes 

müssen alle Änderungen 

durch Unberechtigte verhindert 

werden. Fehlt die SD-Karte 

ganz, dann läuft die geschützte Software 

auch nicht. 

Der Medizingerätehersteller hat 

drei verschiedene Beatmungsgeräte 

entwickelt. Das Gerät im roten 

Gehäuse wird vor allem bei Rettungseinsätzen 

und bei Patiententransporten 

verwendet. Das Gerät im 

grauen Gehäuse ist ein vollwertiges 

Beatmungssystem für die klinische 

Intensivmedizin und das Gerät im 

grünen Gehäuse dient der intensiven 

Betreuung von Neugeborenen. 

Jedes der Geräte hat drei Knöpfe: 

für die Beatmung von Neugeborenen, 

Kindern und Erwachsenen. Die 

Vertriebsmitarbeiter des Medizingeräteherstellers 

nutzen ein Lizenzierungstool, 

um die gekauften Funktionen 

hinter den Knöpfen freizuschalten, 

was auch für nachträglich 

gekaufte Funktionen möglich 

ist. Dabei wird jeweils eine Lizenz 

erzeugt, die in der SD-Karte eingespielt 

wird, wobei das Gerät an sich 

unverändert bleibt. Das Lizenzierungstool 

zeigt den Vertriebsmitarbeitern 

ganz genau, welcher Kunde 

welche Gerätefunktion gekauft hat. 

Fazit 

Technisch-präventive Lösungen 

bieten den Medizingeräteherstellern 

verschiedene Vorteile: Schutz des 

wertvollen Know-hows, Verhinderung 

des Nachbaus ganzer Geräte, 

schlankeres Hardwareportfolio und 

neue After-Sales-Umsätze durch 

den Verkauf von Gerätefunktionen. 

Zusätzlich profitieren die Hersteller 

von weiteren Sicherheitsfunktionen 

wie der Speicherung von Zertifikaten 

und einer geschützten Kommunikation 

über eindeutige Geräte-IDs. ◄ 

Digitale Signaturen 

Zum Schutz vor Manipulation, 

dem Integritätsschutz, werden digitale 

Signaturen eingesetzt. Ein Medizingerät 

darf niemals von Unberechtigten 

manipuliert werden, da Leib 

und Leben der Patienten auf dem 

Spiel steht. Das Medizinproduktegesetz 

fordert den sicheren Betrieb 

eines Gerätes. Ein System startet 


93

Die DNA von Metrofunk 

für Systemerhalt 

hinter der Kulisse 

Metrofunk Kabel-Union GmbH 

Lepsiusstraße 89, D-12165 Berlin, Tel. 030 79 01 86 0 

info@metrofunk.de – www.metrofunk.de

2-2022

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