4-2023

FACHZEITSCHRIFT 

FÜR MEDIZIN-TECHNIK 

November SEPTEMBER/OKTOBER November-Dezember 4/2023 JG. 16 1/2008 

meditronicjournal 

Wie entwickelt man 

das perfekte 

HMI-PCAP-Touchpanel? 

Schurter GmbH, S.6

Editorial 

„Dies ist kein Medizinprodukt“ 

Diesen Satz lese ich immer wieder in Bedienungsanleitungen. Leute, das 

hilft Euch nicht. Wenn das Produkt dem Sinn nach ein Medizinprodukt ist 

– und da ist die „MDR Medical Device Regulation 2017/745 (EU)“ ziemlich 

eindeutig – dann ist es eben ein Medizinprodukt. Das sollte sich so langsam 

herumgesprochen haben. 

Tom Weber 

Geschäftsführer 

robologs Planungsgesellschaft mbH 

www.robolgos.com 

Wenn also etwas kein Medizinprodukt sein soll – weil man z. B. den 

Aufwand oder auch das Zeitbudget für die Zertifizierung scheut – dann muss 

man das Thema anders angehen. Denn ob eine Anwendung – nennen wir 

sie der Einfachheit halber einfach eine App – ein Medizinprodukt sein kann, 

hängt im Wesentlichen davon ab, ob sie „nur“ Daten sammelt und anzeigt. 

Damit sind wir aus dem Schneider. 

Wenn die App aber individuelle (personenbezogene) Daten auswertet um 

daraus Rückschlüsse und Empfehlungen abzuleiten, dann sind wir ganz 

nahe am Medizinprodukt dran. Die Norm sagt dazu, die Software „erfüllt 

allein oder in Kombination spezifische medizinische Zwecke“. Warum aber 

sind die miniaturisierten Smartphones, die wir am Handgelenk tragen, nicht 

als Medizingerät zertifiziert? 

Wir alle kennen den CE-Konformitätsprozess, bei dem der Hersteller 

selbst bescheinigt, dass sein Produkt mit den normativen Anforderungen 

übereinstimmt. So könnte also z. B. ein Hersteller seine EKG-App als Klasse-I- 

Medizinprodukt selbst klassifizieren – und zwar ohne die Messfunktion. Denn 

ein Medizinprodukt mit Messfunktion zieht zwingend die Zusammenarbeit 

mit einer Benannten Stelle (z. B. dem TÜV) nach sich. 

Der zweite Punkt: Die App darf nicht „untrennbar“ mit der fest installierten 

Betriebssoftware verbunden sein. Denn dann wäre es ja die Software eines 

Medizingeräts – und das gesamte Produkt müsste zertifiziert werden. 

Wenn sich also, um im Beispiel zu bleiben, die EKG-App, die als Klasse-I- 

Medizinprodukt (selbst-)zertifiziert ist, anstandslos löschen lässt – und 

zudem die Messdaten dafür aus einem System kommen, das selbst nicht 

zertifizierungspflichtig ist (siehe oben: das Sammeln von Daten) – dann kommt 

genau das heraus, was wir am Handgelenk tragen. Das mag dem einen 

oder anderen etwas gekünstelt vorkommen, ist aber nach MDR zulässig – 

eben solange Software und Gerät voneinander getrennt werden können. 

Was ich damit eigentlich sagen wollte: Von der Hardware war bis hierher 

nicht wirklich die Rede – oder? Je nachdem, wie die Software gestrickt ist, 

wird aus einem Gerät, das ein Embedded-System enthält, ein Medizinprodukt. 

Oder auch nicht. Dass mir also bitte keiner mehr mit der Frage um die 

Ecke kommt: Ist euer Single-Board-Computer auch MDR-zertifiziert? Die 

Anwendung entscheidet. Wie bei einem Messer. Das kann im Gourmet- 

Tempel liegen – oder als Beweismittel auf einem Richtertisch. 

Apropos: Die Konformität, welche der Hersteller selbst erklärt, kann 

grundsätzlich einer behördlichen Überprüfung unterzogen werden. Daher 

mein Tipp: Immer Aktennotizen anlegen und damit die Überlegungen 

dokumentieren. 

Tom Weber 

meditronic-journal 4/2023 

3

Inhalt 

3 Editorial 

4 Inhalt/Impressum 

6 Titelstory 

9 Aktuelles 

10 Aus Forschung und Technik 

16 Medical-PCs/SBC/Zubehör 

26 Künstliche Intelligenz 

28 EMV 

30 Virtueller Zwilling 

32 Supply Chain 

34 Cybersecurity 

36 Messtechnik 

41 Qualitätssicherung 

42 Bedienen und Visualisieren 

51 Software 

52 Komponenten 

64 Stromversorgung 

68 Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren 

69 Sensoren 

70 Produktion 

74 Lasertechnik 

76 Kommunikation 

78 Dienstleistung 

Fachzeitschrift für 

Medizin-Technik 


November SEPTEBER/OKTOBER November-Dezember 4/2023 JG. 14 1/2008 

FACHZEITSCHRIFT 

FÜR MEDIZIN-TECHNIK 


das perfekte 

HMI-PCAP-Touchpanel? 

Schurter GmbH, S.6 


Titelstory: 

Stromversorgung 

für mobile Geräte in der Medizin 

Warum der Wechsel auf leichte 

Hochleistungs-Akkus oft schwerfällt. 64 

Wie entwickelt man das 

perfekte HMI-PCAP-Touchpanel? 

Design Aspekte für die spezielle 

Anwendungslösung. 6 

■ 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. 

Einsatz von PCAP 

unter schwierigen 

EMV-Bedingungen 

Der Einsatz von Touch-Controllern 

im HF-Umfeld war aufgrund von 

Störstrahlung bisher nicht möglich. 

Neue unempfindlichere Touch-Controller 

schaffen hier Abhilfe. 42 

So gelingt 

Komponentenschutz 

Das richtige Verfahren, 

der richtige Steckverbinder. 58 

4 meditronic-journal 4/2023

Maßgeschneiderte Technologie 

für die Medizintechnik 

Industriekunden aus dem Bereich Medizintechnik bekommen 

heute für ihren innovativen Bedarf an Geräten, eine Vielzahl an 

Komponenten und Komplettlösungen die den Anforderungen 

der Medizintechnik entsprechen. 48 

Großes Potenzial für die Medizin 

In vielen Branchen ist der Einsatz eines virtuellen Zwillings 

fester Bestandteil des Arbeitsalltags. 30 

Medizinische Geräte 

und elektromagnetische Verträglichkeit 

Bei medizinischen Geräten spielt die elektromagnetische 

Verträglichkeit (EMV/EMC) eine besonders wichtige Rolle, da hier 

Leben und Gesundheit von Menschen betroffen sind. 28 

Embedded ARM-Module 

für die Medizingeräteentwicklung 

Mit welchen Herausforderungen ist zu rechnen? 16 

Wie integrierte optische Empfänger 

Point-of-Care-Instrumente 

zukunftssicher machen 

In-vitro-Diagnosesysteme (IVD) beruhen auf optischen 

Empfängertechniken, um hochempfindliche und 

spezifische Ergebnisse zu erzielen. 52 

Fünf wichtige Aspekte bei 

vernetzten Medizingeräten 

Internetfähige medizinische Geräte und Apparate sind heute 

ein zentraler Bestandteil der Diagnose, Behandlung und 

Überwachung von Patienten. 76 


5

Titelstory 


das perfekte HMI-PCAP-Touchpanel? 

Design Aspekte für die spezielle Anwendungslösung 

Design von HMI-PCAP-Touchpanels 

PCAP-Controller 

Autor 

Roland Maurer 

Product Manager Input Systems 

SCHURTER GmbH 

info.de@schurter.com 

www.schurter.com 

HMI-Eingabesysteme für Maschinen, A nlagen 

und Geräte sind technisch komplex und ausgereift. 

Die Anforderungen an die Applikation 

und Technologien entwickeln sich jedoch 

ständig weiter. Für das PCAP-Touchpanel- 

Design stehen verschiedene Komponenten 

zum Aufbau und zur Integration zur Verfügung. 

Dabei spielt die Wahl des Frontglases, 

des PCAP- Sensors, des Displays, der Optical 

Bonding Technologie, der mechanischen Integration 

sowie Aspekte für die spezielle Anwendungslösung 

eine wichtige Rolle. Mit der richtigen 

Auswahl dieser Komponenten lässt sich 

ein optimal auf die Applikation abgestimmtes 

Eingabesystem entwickeln. 

Für das Design eines HMI-PCAP-Touchpanels 

spielen zahlreiche Aspekte für die 

spezielle Anwendungslösung eine Rolle. Zur 

optimalen Integration der Komponenten wie 

Touchscreens, Displays und Controller ist ein 

qualifiziertes Technologie-Portfolio entscheidend. 

Aber auch die einzelnen Prozessschritte 

zur Herstellung der Komplettlösungen wie Glasbedruckung, 

Lamination, Optical Bonding und 

Elektronik müssen darauf abgestimmt sein. 

Auswahl des Frontglases 

Bereits bei der Auswahl der Coverlens und 

deren Oberflächenbeschaffenheit gibt es verschiedene 

Optionen. Ist die Front aus Glas steht 

eine ganze Palette an Möglichkeiten bereit: klar 

(clear), entspiegelt (anti-glare), chemisch- oder 

thermisch-gehärtet, mit gloss-Werten in verschiedenen 

Abstufungen sowie mit zusätzlichen 

Beschichtungen wie AR (Anti-Reflexion), 

AS (Anti-Schmutz), AF (Anti-Fingerprint) oder 

Anti-Bakteriell. 

Die Auswahl der Oberflächenbeschaffenheit 

bei chemischer Entspiegelung (gloss-Wert) des 

Frontglases erfolgt in Kombination mit dem Display. 

Gerade bei hochauflösenden Displays 

besteht das Risiko des Sparkling-Effektes, wenn 

die chemische Struktur der Glasoberfläche nicht 

abgestimmt ist. Thermisch oder chemisch gehärtete 

Gläser sind um ein Vielfaches härter als 

Floatglas und besonders stabil gegen stumpfe 

Kraft einwirkung. Thermisch gehärtete Gläser 

sind jedoch nur ab einer bestimmten Glasdicke 

verfügbar. Verbundglas garantiert eine erhöhte 

Bruchsicherheit, da im Falle eines Bruchs die 

Glassplitter an der Klebe folie haften. 


Titelstory 

Glasbedruckung 

Kratzfestigkeit und chemische 

Resistenz 

Bei allen Coatings spielt die Spezifikation der 

Kratzfestigkeit der Oberfläche und die Resistenz 

gegen chemisch aggressive Stoffe wie z. B. 

Desinfektionsmittel eine bedeutende Rolle. Ein 

hoher IK-Wert (Schlagfestigkeit) kann durch Verbundglas 

oder gehärtetes dickes Glas und eine 

geeignete Integration erreicht werden. 

In der Lebensmittelproduktion und bei tragbaren 

Geräten wird häufig eine Coverlens aus 

Kunststoff, PC (Polycarbonat) oder PMMA (Polymethylmethacrylat), 

eingesetzt. Zur Erfüllung 

absoluter Bruchfestigkeit kommt POLYM, ein 

unzerbrechliches Komposit aus PC und PMMA 

zum Einsatz. Ein Vorteil der Kunststoff-Front 

ist das reduzierte Gewicht und die garantierte 

Splitter freiheit. Zu beachten ist jedoch der Ausgasungseffekt 

dieser hydroaktiven Materialien 

und die reduzierte Kratzfestigkeit der Ober fläche. 

Das POLYM Material lässt sich nur durch feste 

Kombination mit dem Display mittels Optical 

Bonding einsetzen. 

Glasbedruckung 

Bei der Glasbedruckung gibt es unterschiedliche 

Verfahren: UV-Druck, Keramischer Druck, 

Lösemittel-basiert und Digitaldruck, die eingesetzt 

werden können. Jedes Verfahren hat gewisse 

Vor- und Nachteile, die den Anforderungen an 

die Applikation gerecht werden müssen. 

• UV-Druck: 

Die UV-Bedruckung ermöglicht eine hohe Druckqualität 

und Detailtreue gerade bei dünnen und 

schmalen Konturen. Es ist eine hohe Lichtdichtigkeit 

und Haftfestigkeit zu erzielen. Auch 


eine zuverlässige Reproduzierbarkeit der Farbe 

und die UV-Beständigkeit sind Vorteile. Durch 

eine spezielle Vorbehandlung der Glasoberfläche 

lässt sich eine extrem starke Farbhaftigkeit 

realisieren. Auf den Druck können somit 

durch Verklebung mechanische Verbindungen 

aufgebracht werden. 

Ein Nachteil im Vergleich zur keramischen 

Be druckung ist die Kratzfestigkeit. Durch die 

rückseitige Bedruckung und entsprechende Integration 

ist der Druck jedoch davor geschützt. 

• Keramischer Druck: 

Der wesentliche Vorteil der keramischen Bedruckung 

ist die absolute chemische Beständigkeit 

und die mechanische Stabilität. Der Nachteil ist 

eine reduzierte Farbauswahl, mögliche Farbveränderungen 

während des Einbrennvorgang 

und somit eine Streuung der Farbechtheit. Bei 

Mehrfarbenbedruckung besteht das Risiko von 

Unebenheiten. 

• Lösemittelbasierter Druck: 

Mit dieser Methode lässt sich eine hohe Druckqualität 

und Detailtreue sowie zuverlässige Reproduzierbarkeit 

der Farbe erreichen. Jedoch werden 

nur eine reduzierte Haftung sowie eine eingeschränkte 

UV-Beständigkeit und chemische 

Beständigkeit erreicht. 

• Digitaldruck: 

Digitaldruck ermöglicht eine hochauflösende 

fotorealistische Bedruckung. Das Verfahren ist 

ideal für eine schnelle Bemusterung. Nachteil 

des Digitaldrucks ist die höhere Schichtdicke und 

eine reduzierte Beständigkeit. Zur Erhöhung der 

Lichtdichtheit werden digitalbedruckte Gläser 

zusätzlich im Siebdruck bearbeitet. 

PCAP-Sensoren 

Bezüglich der PCAP-Sensoren gibt es AFF 

(adhesive-film-film) basierende und DITO-Glas 

(Doppel-ITO-Beschichtung) basierende Ausführungen. 

Bei beiden Varianten gibt es eine reine 

Anschlussfahne, die zu einem separaten Controllerboard 

führt oder eine COF (Chip on Flex) 

Ausführung mit dem bestückten Controller-Chip 

auf der Anschlussfahne. Der Vorteil der folienbasierenden 

Sensoren ist die einfache Lamination 

mittels hochtransparenten Klebefilmen im 

Vergleich zu der glasbasierenden Variante, die 

mit der starren Coverlens gebondet wird. Mit den 

Filmsensoren sind spezielle Musterdesigns für 

bis zu 10 mm dicke Frontgläser realisierbar. Bei 

der glasbasierende Variante ist ein wesentlicher 

Vorteil der geringe ITO-Flächenwiderstand. d. h. 

eine leichter zu realisierende EMV-Beständigkeit 

und eine verbesserte Lichtdurchlässigkeit. 

Für Applikationen im Outdoor-Bereich werden 

filmbasierende Sensoren mit einem UV-Blocker 

OCA-Material hinter die Coverlens laminiert. 

Dieser UV-Blocker verhindert eine Ver gilbung 

der Polyesterlagen über die Lebensdauer. Bei 

glasbasierenden Sensoren wird ein UV- stabiles 

Bondingmaterial eingesetzt. 

PCAP-Controller 

Bei den PCAP-Controllern stehen zahlreiche 

Chip-Varianten und Ausführungen verschiedener 

Hersteller wie z. B. PenMount, EETI, Ilitek 

oder Microchip zur Verfügung. Zur Auswahl der 

optimalen Elektronik wird die Spezifikation und 

das Umfeld der Applikation betrachtet. 

Für Industrie und Medizin-Applikationen kommen 

zertifizierte Controllersysteme zum Einsatz. 

Neben Plug&Play Lösungen werden auch 

kundenspezifisch programmierbare Controller, 

die optimal an die Applikation getunt werden, 

eingesetzt. Im Vordergrund stehen die EMV- 

Kompatibilität, die Resistenz gegenüber Wasser 

und Salzwasser auf der Touch-Oberfläche und 

die Bedienbarkeit mit sehr dicken Handschuhen. 

PCAP-Sensoren können größer als die aktive 

Bildschirmfläche designt werden, um virtuelle 

Tasten, Slider und Wheels über das gleiche 

Controllersystem zu integrieren. 

Displays 

Die Auswahl des passenden Displays erfolgt 

anhand den Applikationsanforderungen. Das 

Display wird aus einem großen Hersteller-Portfolio 

passend ausgewählt. Anforderungen an 

industrie- und medizintaugliche Displays sind 

der erweiterte Temperaturbereich, eine erweiterte 

Lebensdauer des Backlights, die Einsatzmöglichkeit 

in rauen Umgebungen und der für 

die Applikation optimale Betrachtungswinkel. 

Das Design der mechanischen Integration ermöglicht 

einen einfachen Displayaustausch bei 

möglichen Abkündigungen. Auch die Lieferzeiten, 

die Verfügbarkeit und die Qualifikation einer 

2nd Source werden bereits in einem frühen Projektstadium 

berücksichtigt. 

7

Titelstory 

Optical Bonding von Displays 

Optical Bonding 

Die richtige Auswahl der am besten geeigneten 

Bonding-Technologie für die Anwendung 

erfolgt anhand der Applikationsanforderungen 

und Kombination der einzelnen Komponenten. 

Bestimmende Faktoren sind dabei die 

spezifizierten Umwelteinflüsse, die Displayform 

und Diagonale sowie die Definition der PCAP- 

Sensor technologie. 

Optical Bonding hat sich in Industrie und Medizin 

etabliert und ist eine technisch ausgereifte 

Methode der HMI-Display-Optimierung. Mittels 

unterschiedlicher Verbindungstechnologien werden 

Covergläser mit Touchsensoren und Displays 

zu einer Einheit gebondet. 

Durch das Optical Bonding von Displays werden 

die optischen und mechanischen Leistungsmerkmale 

von Eingabesystemen für die Applikation 

entscheidend verbessert und optimiert. 

Die Vorteile sind eine hervorragende Lesbarkeit, 

reduzierte Reflexionen, eine erhöhte Robustheit, 

keine Kondensation, Dichtheit gegen Staub- und 

Schmutzpartikel, eine qualifizierte UV-Stabilität 

und eine verbesserte Touch-Performance. Zum 

Bonding von Displays stehen mehrere Technologien 

zur Auswahl: Dry Optical Bonding (Trockenbonding), 

Liquid Optical Bonding (LOCA) und 

Air Gap Bonding. Optical Bonding ist für Applikationen 

mit hohen Anforderungen und herausfordernden 

Einsatzgebieten die optimale Lösung. 

Mechanische Konstruktion 

Bei der mechanischen Konstruktion der HMI- 

Anwendung gibt es verschiedene Möglichkeiten, 

die je nach Applikation geeignet sind. Die 

Glaskante sollte vertieft in einer Trägerplatte 

oder einem Gehäuserahmen geschützt sein. 

Die Coverlens wird mit einem stark haftenden 

Klebe rahmen in das Gehäuse oder die Trägerplatte 

integriert. Zur Abdichtung als Schutz der 

Glasbedruckung wird der Spalt zwischen Glas 

und Trägerplatte mit einem Dicht material gefüllt. 

Bei der Integration mit sichtbarem Spaltverguss 

stehen Füllmaterialien mit einer begrenzten Farbauswahl 

zur Verfügung. Das Design berücksichtigt 

thermische Ausdehnungen der Komponenten 

und garantiert die chemische Beständigkeit. ◄ 

Die Schurter Gruppe 

Die SCHURTER Gruppe ist als Schweizer 

Technologieunternehmen für sichere 

Stromzuführung, einfache Bedienung und 

anspruchsvolle Gesamtlösungen weltweit 

erfolgreich tätig. SCHURTER ist führend 

als Innovator, Produzent und Anbieter von 

Komponenten für den Geräteschutz sowie 

von Geräteverbindungen, Schaltern und 

EMV-Produkten. In enger Zusammenarbeit 

mit den Kunden werden Eingabesysteme 

entwickelt und produziert. Darüber 

hinaus bietet SCHURTER für die Elektronikindustrie 

auch Dienstleistungen im 

Bereich der Leiterplattenbestückung an. 

Der Geschäftsbereich Solutions begleitet 

Gesamtlösungen von der Projektierung bis 

zur Fertigung von Endprodukten. 

Die Vorteile der PCAP-Touchpanels 

von SCHURTER: 

• Von der Entwicklung bis zur Produktion 

in eigenen Produktionsstätten 

• Interne Experten für Entwicklung, Konstruktion, 

Elektronik- und Firmware-Anpassung 

• EMV-Konformität für Industrie und Medizin 

• Wasser- / Salzwasserbeständig 

• Kann mit Handschuhen bedient werden 

• Multi-Touch 1-10 Finger 

• Optical Bonding 

• Umfangreiches Qualifikationslabor, 

interne EMV-Prüfmöglichkeiten 

Aufbau eines HMI-PCAP-Eingabesystems 


Eine kleine Weltsensation 

Erster NFC-RFID-LoRa-Button auf dem Markt 

Aktuelles 

Für die Konfiguration steht eine 

eigene Konfigurations-Website zur 

Verfügung: Über ein Dashboard können 

die eingestellten Werte jederzeit, 

bequem und von jedem Ort aus 

digital verändert werden. 

Konfiguration 

Für die Konfiguration steht eine 

eigene Konfigurations-Website zur 

Verfügung: Über ein Dashboard können 

die eingestellten Werte jederzeit, 

bequem und von jedem Ort aus 

digital verändert werden. 

m2mGermany bringt den, nach 

Kundenangaben, weltweit ersten 

NFC-RFID-LoRa-Button von 

Mutelcor auf den Markt. 

Der NFC-RFID-LoRa-Button ist 

mehr als nur ein Button, denn mit 

dem neu entwickelten Gerät von 

Mutelcor steht dem Markt ein NFC- 

RFID-Lesegerät mit Button-Funktion 

für vielfältige Anwendungen 

zur Verfügung. 

Der neue Mutelcor NFC-RFID- 

LoRa-Button kombiniert kontaktlose 

NFC-Identifikation mit innovativer 

LoRa-Technologie. Die IoT- 

Lösung bietet den Mitarbeitern eine 

schnell einsetzbare, intelligente und 

smarte Möglichkeit, sich am jeweiligen 

Einsatzort eindeutig zu identifizieren 

und gleichzeitig LoRa- 

Nachrichten in Echtzeit zu senden. 

m2m Germany GmbH 

info@m2mgermany.de 

www.m2mgermany.de 

Doppelfunktion: 

Identifizieren und Senden 

Die Doppelfunktion des Mutelcor 

NFC-RFID-LoRa-Buttons ermöglicht 

sowohl die kontaktlose Identifikation 

der Nutzer über NFC/RFID 

als auch das Senden einer Uplink- 

Nachricht über LoRaWAN durch 

Drücken des Buttons. Wenn eine 

einfache Quittierung oder Alarmierung 

über den Taster nicht ausreicht, 

sondern auch eine eindeutige Identifikation 

der Person, die den Taster 

betätigt hat, erforderlich ist, dann ist 

der Mutelcor NF-RFID-LoRa- Button 

die richtige Wahl. 

Ein Button - 

viele Möglichkeiten 

Die Einsatzmöglichkeiten sind 

vielfältig – an erster Stelle stehen 

Anwendungen, die eine Identifikation 

erfordern. Die Geräte eignen 

sich vor allem für Pflege- und Reinigungspersonal, 

Sicherheitsdienste, 

Dienstleistungen aller Art, Einlasskontrollen, 

Zutrittsregelungen, Informationsmeldungen 

aller Art und 

vieles mehr. Der Mutelcor NFC- 

RFID-LoRa-Button kann aber auch 

für personalisierte Übergaben oder 

Hol- und Bringdienste eingesetzt 

werden. Ebenso kann der Button 

als Patientenruf eingesetzt werden 

und über einen aktivierten NFC/RFID 

Reader kann dann zusätzlich vom 

Pflege personal die Versorgung 

des Patienten bestätigt werden. 

Mit dem MTC-EU-NFC können die 

es senziellen W’s erfasst werden: 

Wer, Wann und Wo. 

Auch Museen, Bildungseinrichtungen 

oder Hotels und Restaurants 

können effektive Einsatzfelder für 

den neuen Button sein. Letztendlich 

bestimmt die Anwendung, welcher 

Button sinnvoll ist und eingesetzt 

werden sollte. Das Neue am MTC- 

EU-NFC ist jedoch, dass eine klare 

Identifikation sowie eine Quittierung 

möglich sind. 

Absolut sicher 

Die einzelnen Geräte haben eine 

Batterielaufzeit von bis zu 5 Jahren, 

sind staub- und wasserdicht (IP67), 

können sowohl im Innen- als auch 

im Außenbereich eingesetzt werden 

und versenden regelmäßig 

eine Statusmeldung mit ihrem Batteriestatus. 

Aufgrund der verwendeten 

LoRa-Technologie erfolgt die 

Daten übertragung verschlüsselt und 

sicher. Der Mutelcor NFC-RFID- 

LoRa- Button signalisiert durch 

einen Piepton die lokale Bestätigung 

beim Knopfdrücken, wodurch 

etwaige Fehlauslesungen minimiert 

werden können 

Zwei Varianten 

Darüber hinaus wird der NFC- 

RFID-LoRa-Button in zwei Varianten 

– mit einem oder mit zwei Knöpfen 

– angeboten. So kann je nach Einsatzart 

über das Melden hinaus auch 

eine Quittierung oder ein anderes 

Ereignis registriert werden. 

Die wichtigsten Funktionen 

• NFC-RFID-Tag auf Knopfdruck 

auslesen 

• Mehr als 5 Jahre Batterielaufzeit 

(2x AA-Lithium Batterien) 

• Staub- und Wasserdicht (IP67) 

• Stündliche Statusnachrichten 

mit Batteriestand 

• Verschlüsselte Datenübertragung 

zwischen Gerät, 

Anwendung und Kunde 

• Piepton zur lokalen Bestätigung 

des Knopfdrucks 

Technische Daten 

• Maße:180 x 80 x 48 mm 

• Nettogewicht: 350 g 

• IP-Schutzart: IP67 

• Betriebstemperatur: -18 bis +55 °C 

• Sendeleistung: 3 V 

(2x AA-Lithium Batterien) 

• Batterie-Lebensdauer: 5 Jahre 

• LoRa Frequenz: 

EU863-870 (CE-zertifiziert) 

• OTAA und ADR:konform 

• Unterstützt SF: 7 – 12 

• Sendeleistung: 14 dBm 

Made in Germany 

Entwickelt wurde der Button von 

unserem Partner Mutelcor. Das Duisburger 

IT-Unternehmen hat sich auf 

die Entwicklung digitalisierter IoT- 

Lösungen und LoRa-Geräte spezialisiert. 

Die LoRa-Hardware und -Sensoren 

werden in Deutschland entwickelt 

und sind weltweit im Einsatz. 

Bei den Lösungen von Mutelcor, 

handelt es sich überwiegend um 

Sensorik für unterschiedlichste 

Anwendungen: vom Panik-Knopf, 

über Raumklimaüberwachung bis 

hin zur Schachtüberwachung und 

Feedbackabfrage bei Kunden. ◄ 


9

Aus Forschung und Technik 

Elektroden falten sich selbst 

und stimulieren feine Nerven 

4D-Druck für die Nervenstimulation 

Mit Hilfe von Laserpulsen wird die aufgedampfte Goldschicht in leitfähige Bahnen strukturiert. 

Alle Bilder © Andreas Heddergott / TUM 

Autor: 

Prof. Dr. Bernhard Wolfrum 

Professur für Neuroelektronik 

Technische Universität München 

www.tum.de 

Manche Nerven können künstlich 

stimuliert werden, zum Beispiel 

um Schmerzen zu behandeln. Je 

feiner der Nerv, desto schwieriger 

ist es, die dafür nötigen Elektroden 

anzubringen. Forschende der Technischen 

Universität München (TUM) 

und von NTT Research haben nun 

flexible Elektroden entwickelt, die 

sie per 4D-Druck herstellen können. 

Bei Kontakt mit Feuchtigkeit falten 

sich diese von selbst und wickeln 

sich um dünne Nerven. 

Nervenzellen künstlich 

stimulieren 

Das Nervensystem steuert unsere 

Bewegungen durch elektrische 

Impulse. Sie werden von Nervenzelle 

zu Nervenzelle weitergegeben, 

bis schließlich beispielsweise eine 

Muskelkontraktion ausgelöst wird. 

Nervenzellen lassen sich jedoch 

auch künstlich stimulieren. Dafür 

werden Nerven über angelegte oder 

implantierte Elektroden mit Stromimpulsen 

angeregt. Eingesetzt wird 

die sogenannte periphere Nervenstimulation 

beispielsweise, um chronische 

Schmerzen oder Schlafapnoe 

zu behandeln. Auch bei Depressionen 

und Epilepsie gibt es bereits 

klinische Anwendungen, bei denen 

der Vagusnerv stimuliert wird. Dieser 

ist mit einem Durchmesser von 

mehreren Millimetern verhältnismäßig 

dick. 

Schwieriger wird die Stimulation 

bei haarfeinen Nerven mit zehn bis 

zu mehreren hunderten Mikrometern, 

da hier auch die Elektroden 

entsprechend fein und präzise hergestellt 

werden müssen. Auch das 

Einsetzen und Anbringen der Elektrode 

am Nerv ist im Mikrometerbereich 

komplizierter. 

4D-Druck ermöglicht 

verschiedene Formen 

Formen sich 3D-gedruckte 

Objekte nachträglich gezielt um, 

zum Beispiel durch Feuchtigkeit oder 

Wärme, nennt man das 4D-Druck. 

Forschende der TUM und des 

Medical & Health Informatics (MEI) 

Lab von NTT Research haben nun 

4D-gedruckte Elektroden entwickelt, 

die sich beim Einsetzen ins feuchte 

Körpergewebe von selbst um die 

hauchdünnen Nerven schließen. 

Die Elektrode wird zunächst per 

3D-Druck gefertigt. Dadurch können 

Form, Durchmesser und weitere 

Merkmale flexibel justiert werden. 

Die äußere Seite der Elektrode 

besteht aus einem biokompatiblen 

Hydrogel, das bei Kontakt mit Feuchtigkeit 

anschwillt. Das Material auf 

der Innenseite ist flexibel, schwillt 

jedoch nicht mit an. Durch diesen 

Aufbau schließen sich die Elektroden 

bei Feuchtigkeit von selbst ringförmig 

um die Nerven. 

Die strukturierte Titan-Goldbeschichtung 

auf der Innenseite 

der Elektroden überträgt die elektrischen 

Signale zwischen Elektroden 

und Nervenfasern. „Durch 

den engen Kontakt zwischen den 

gefalteten Manschetten und den 

Nerven können wir mit den Elektroden 

sowohl Nerven stimulieren, 

als auch Nerven signale messen“, 

sagt Bernhard Wolfrum, Professor 

für Neuroelektronik am Munich 

Institute of Biomedical Engineering 

(MIBE) der TUM und Leiter der Studie. 

Dies erweitert die Möglichkeiten 

für potentielle Einsatzbereiche. 

Selektivere Stimulation 

Für die neuen Elektroden sind 

zukünftig verschiedene biomedizinische 

Anwendungen denkbar, so 

zum Beispiel eine Verbesserung 

von Implantaten für Schlafapnoe. 

Leiden Patienten an Schlafapnoe, 

fällt die Zunge nach hinten Richtung 

Rachen und verschließt kurzzeitig 

die Atemwege. Stimuliert man die 

Muskeln, die die Zunge nach vorne 

• Forschende haben sehr feine, flexible Elektroden hergestellt 

• Die Elektroden wickeln sich bei Kontakt mit Feuchtigkeit von 

selbst um dünne Nerven 

• Die Nervenstimulation mit den faltbaren Elektroden wurde 

erfolgreich in Insekten demonstriert 



Forschende haben Elektroden entwickelt, die sich bei Kontakt mit 

Feuchtigkeit von selbst falten und um dünne Nerven wickeln. Bei der 

Herstellung wird für die leitfähigen Strukturen unter Hochvakuum eine 

dünne Lage Gold auf das 3D-gedruckte Gerüst aufgebracht. 

Für die leitfähigen Strukturen wird unter Hochvakuum eine dünne Lage 

Gold auf das 3D gedruckte Substrat aufgebracht. 

ziehen, lässt sich das Problem beheben. 

„Aktuell ist es jedoch schwierig, 

selektiv nur die Muskeln zu stimulieren, 

die die Zunge nach vorne bewegen. 

Hier könnten die flexiblen Elektroden 

ansetzen und zukünftig eine 

Möglichkeit bieten, Nerven selektiver 

zu stimulieren“, sagt Professor 

Clemens Heiser, leitender Oberarzt 

an der Klinik und Poliklinik für 

Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde 

des Universitätsklinikums rechts der 

Isar der TUM. 

Die selbstfaltenden Elektroden 

sind einfach zu handhaben 

und robust. Das Forschungsteam 

konnte ihren Einsatz bereits 

in Heu schrecken demonstrieren, 

bei denen feine Nerven mit einem 

Durch messer von 100 Mikrometern 

ummantelt wurden, ohne die Nerven 

zu beschädigen. So konnten 

die Wissenschaftler Muskeln gezielt 

stimulieren. Aktuell noch im Grundlagenstadium, 

könnten die Elektroden 

zukünftig ein wichtiges Mittel 

sein, um die periphere Nervenstimulation 

in die breitere klinische 

Anwendung zu bringen. 

Publikation: 

Lukas Hiendlmeier, Francisco 

Zurita, Jonas Vogel, Fulvia Del 

Duca, George Al Boustani, Hu Peng, 

Inola Kopic, Marta Nikić, Tetsuhiko 

F. Teshima, Bernhard Wolfrum: 

4D-Printed Soft and Stretchable 

Self-Folding Cuff Electrodes for 

Small-Nerve Interfacing, Advanced 

Materials (2023), DOI: https:// 

doi.org/10.1002/adma.202210206 

Weitere Informationen: 

• Prof. Bernhard Wolfrum forscht 

am Munich Institute of Biomedical 

Engineering (MIBE), einem 

Integrativen Forschungsinstitut 

der TUM. Am MIBE entwickeln 

und verbessern Forschende 

aus der Medizin, den Natur- und 

Ingenieurwissenschaften und 

der Informatik gemeinsam Verfahren 

zur Prävention, Diagnose 

und Behandlung von Krankheiten. 

Die Aktivitäten reichen dabei 

von der Untersuchung grundlegender 

wissenschaftlicher Prinzipien 

bis zu deren Anwendung 

in medizinischen Geräten, Medikamenten 

oder Computerprogrammen. 

https://www.bioengineering.tum.de/ 

• Die Arbeit ist in Zusammenarbeit 

mit dem MEI Lab von NTT 

Research, Inc., einem Unternehmensbereich 

von NTT, entstanden. 

• Die Arbeit ist Teil eines Projekts 

des TUM Innovation Networks 

NEUROTECH. In den TUM Innovation 

Networks arbeiten Forschende 

fachübergreifend eng 

zusammen, um neue Forschungsgebiete 

zu erschließen und frühzeitig 

künftige Innovationsschwerpunkte 

zu formen. 

• Die Arbeit wurde auch gefördert 

vom Munich Multiscale Biofabrication 

Network, das Teil des ONE 

MUNICH Strategy Forums ist, in 

dem TUM und LMU gemeinsame 

Initiativen zu großen Zukunftsfragen 

und -feldern identifizieren 

und fördern. Das ONE 

MUNICH Strategy Forum wird 

unterstützt durch die Hightech 

Agenda Bayern. 

• Das ONE MUNICH Strategy 

Forum und die TUM Innovation 

Networks werden gefördert vom 

Bundesministerium für Bildung 

und Forschung (BMBF) und dem 

Freistaat Bayern im Rahmen der 

Exzellenzstrategie von Bund und 

Ländern. Video: https://youtu.be/ 

CULY2ec7Oqc ◄ 

Bernhard Wolfrum, Professor für Neuroelektronik an der TUM 


Am Mikroskop: Prof. Dr. Bernhard Wolfrum, Professur für Neuroelektronik. 

Hinten: Lukas Hiendlmeier, der im Rahmen seiner Doktorarbeit dazu forscht. 

11


Präzisionserkennung 

Automatisches Pollenüberwachungssystem 

Die Helmut Hund Gmbh hat fortschrittliche Algorithmen des maschinellen Lernens eingesetzt, 

um die Erkennungsleistung seines automatischen Pollenüberwachungssystems zu steigern 

Bild 1: Auf dem Dach der Universität Augsburg ist seit 2017 ein POMO im Einsatz 

Helmut Hund GmbH 

info@hund.de 

www.hund.de 

Im Dezember 2022 veröffentlichte 

ein Konsortium mehrerer 

aerobiologischer und meteorologischer 

Forschungseinrichtungen 

einen Artikel, in dem neun automatische 

Pollenmonitore mit klassischen 

Hirst-Fallen verglichen wurden. 

Das Projekt wurde gemeinsam 

vom Eumetnet AutoPollen- 

Programm und der Europäischen 

Aktion für wissenschaftliche und 

technologische Zusammenarbeit 

(COST) „New Approaches in Detection 

of Pathogens and Aeroallergens“ 

(ADOPT) organisiert. Es wurde zwischen 

März und Juli 2021 in München 

durchgeführt. 

Von den getesteten Geräten 

erwies sich das POMO-System von 

HUND Wetzlar als eines der zuverlässigsten 

Überwachungsgeräte. Es 

lieferte hervorragende Ergebnisse 

im Vergleich zur manuellen Auswertung 

von Hirst-Fallen, die parallel zu 

den Geräten betrieben wurden. Das 

Ergebnis ist ein Beweis für die Leistungsfähigkeit 

des POMO BAA500, 

fast 20 Jahre nachdem das deutsche 

Pionierunternehmen Helmut 

Hund GmbH mit der Entwicklung 

von automatischen Pollenmessgeräten 

begonnen hat. Ziel war es, 

die übliche manuelle Methode, die 

auf Pollenfallen vom Typ Hirst und 

anschließender mikroskopischer 

Ablesung beruht, durch eine objektivere 

Technologie mit hoher Genauigkeit 

und Reproduzierbarkeit 

zu ersetzen. Heutzutage werden 

immer mehr dieser Geräte in ganz 

Europa installiert und beweisen ihre 

Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei 

der Differenzierung und Zählung 

von allergenen und anderen Pollen. 

Hochentwickelte optische 

Technologie 

Das Herzstück des POMO ist 

eine hochentwickelte optische Technologie 

mit digitaler Bilderfassung 

und -erkennung. Der POMO saugt 

Umgebungsluft für die Proben an, 

extrahiert feste Bestandteile, analysiert 

die darin enthaltenen Pollenarten 

und bestimmt deren jeweilige 

Konzentration mittels digitaler 

optischer Mikroskopie. Dabei ist der 

BAA500 nicht nur äußerst präzise, 

sondern auch schnell. Mit den fortschrittlichen 

Algorithmen und der 

Rechenleistung des Systems kann 

der Benutzer das Mess intervall und 

die Datenanalyse des BAA500 

definieren. Die Messzeit kann im 

Bereich von 1 bis 24 Stunden ausgewählt 

werden. 

Künstliche Intelligenz 

Der ursprüngliche Bilderkennungsansatz 

war bereits in der 

Lage, verschiedene Pollenarten mit 

hoher Genauigkeit zu unterscheiden. 

Dennoch basierte es auf klassischen, 

merkmalsbasierten Techniken 

des maschinellen Lernens, 

die eine individuelle Auswahl und 

Anpassung dieser Merkmale erforderten. 

Dies erwies sich als recht 

unflexibel, insbesondere wenn es 

darum ging, den Erkennungsalgorithmen 

neue Arten hinzuzufügen. 

HUND Wetzlar hat eine Software 

entwickelt, die auf Techniken der 

künstlichen Intelligenz (KI) basiert, 

genauer gesagt auf einem Deep- 

Learning-Modell in Convolutional 

Neural Networks (CNN), genannt 

PomoAI. Dieses Modell ermöglicht 

auch die Segmentierung und 

Klassifizierung von Pilzsporen wie 

Alternaria und Cladosporium. Es 

können einfach Messverfahren für 

neue Arten ergänzt und die Allgorithmen 

daraufhin trainiert werden. 

Präzise Ergebnisse 

basierend auf einer 

einzigartigen Datenbank 

Bei Pollenbildern, die in mehr als 

20 Pollensaisons gesammelt wurden, 

führten kontinuierliche Verbes- 

Das eingesetzte Deep-Learning-Modell wurde von der 

Helmut Hund GmbH an 40 unterschiedlichen Pollenklassen 

mit jeweils Tausenden von Proben getestet. 



Bild 2: Rückansicht des Auswertungs- und Analysemoduls der Pollenmessgeräte BAA500e und BAA502 

serungen der Segmentierungs- und 

Klassifizierungsalgorithmen bei der 

Anwendung auf die Referenzdatenbank 

zu überzeugenden Ergebnissen. 

Das verwendete Deep-Learning-Modell 

wurde von HUND Wetzlar 

an 40 verschiedenen Pollenklassen 

mit jeweils Tausenden von Proben 

getestet. Diese Proben stammen 

aus der bestehenden Referenzdatenbank 

des POMO. Diese 

Datenbank ist absolut einzigartig 

und eine der größten Cloud-Datenbanken 

im Bereich Pollenüberwachung 

weltweit. Darüber hinaus liefern 

die BAA500e und BAA502 nicht 

nur reine Pollenzählungen, sondern 

ermöglichen auch eine Qualitätskontrolle 

der Ergebnisse zu einem 

späteren Zeitpunkt, auch nach mehreren 

Jahren – beispielsweise zur 

Analyse des Klimawandels. 

Benutzer können nicht nur archivierte 

Probenträger unter einem 

Standard-Lichtmikroskop erneut 

untersuchen, sondern auch die im 

System gespeicherten Bilder auswerten 

und beschriften. Dadurch 

können die Algorithmen erneut ortsspezifisch 

trainiert werden. Außerdem 

können Benutzer ihre eigenen 

Softwaremodelle verwenden oder 

Experimente mit anderen CNN- 

Architekturen auf derselben Bilddatenbank 

durchführen. 

Netzwerke in Europa 

Mehrere Dutzend Installationen 

in ganz Deutschland und Europa 

haben die Leistungsfähigkeit des 

Geräts von HUND Wetzlar Wetzlar 

unter Beweis gestellt. Als bisher 

größtes Projekt installierte Bayern 

im Jahr 2018 das Polleninformationsnetzwerk 

ePIN. Es besteht aus 

acht Pollenmonitoren, deren Ergebnisse 

über eine eigene Website oder 

Smartphone-App abgerufen werden 

können. Weitere Pollenmonitore 

wurden auch in anderen Städten 

in Deutschland und Europa installiert, 

darunter Berlin, Paris und 

Luxemburg. Vergleiche mit Pollenfallen 

vom Hirst-Typ, die alle in internationalen 

Kooperationsprojekten 

durchgeführt wurden, bestätigten, 

dass es sich bei dem System von 

HUND Wetzlar um eine hochleistungsfähige 

digitale Adaption der 

klassischen Pollenzähltechnik handelt. 

Die POMO-Technologie wurde 

von namhaften Instituten offiziell 

zugelassen und wird weltweit einer 

der anerkannten Standards für die 

automatisierte Pollenüberwachung 

sein. Das volle Potenzial des POMO 

BAA502 und BAA500e entfaltet sich 

jedoch in Netzwerken mit ausreichend 

kleinen Maschenweiten und 

untermauert durch numerische Pollenverteilungsmodelle, 

sodass Allergiker 

vor zu hohen Pollenbelastungen 

in ihrem jeweiligen Gebiet 

gewarnt werden. Außerdem können 

Forscher interessante Daten zu Fragen 

der Biodiversität abrufen, beispielsweise 

zur Verbreitung fremder 

Pflanzenarten. 

Wer schreibt 

Als innovativer Technologiedienstleister 

bietet HUND Wetzlar 

Wetzlar kundenspezifische 

Lösungen für Anwendungen unter 

anderem in der Medizintechnik und 

Sensorik. Gemäß seiner Philosophie 

„Wir bringen Technologien zusammen“ 

entwickelt und fertigt Hund 

smarte Lösungen von der Einzelkomponente 

bis zum Komplettsystem 

in den Bereichen Elektronik, 

Optik/Faseroptik und Feinmechanik. 

HUND Wetzlar Wetzlar veranstaltet 

jährlich Online-Symposien 

für Interessierte zum Thema 

Pollenüberwachung im Allgemeinen 

und Neuerungen rund um der 

POMO im Detail. ◄ 

Bild 3: Aufschlüsselung des Funktionsprinzips hinter der 

KI-Software PomoAI 


Bild 4: POMO auf dem Dach des Helmholtz Zentrums München während der 

AutoPollen-Kampagne 

13


Mikroscanner in der Medizintechnik 

Customer Evaluation Kit für quasi-statische MEMS Scanner 

© Fraunhofer IPMS 

Fraunhofer IPMS 

www.ipms.fraunhofer.de 

Das Potenzial von Mikroscannern 

in der Medizintechnik ist immens. 

Sie überzeugen durch ihr geringes 

Volumen und Gewicht sowie die 

hohe Energieeffizienz, welche den 

mobilen Einsatz ermöglichen. Um 

den kundenspezifischen Anforderungen 

gerecht zu werden, wurden 

am Fraunhofer IPMS bereits mehr 

als 200 unterschiedliche Mikroscanner-Designs 

entwickelt. Das 

Leistungsangebot erstreckt sich 

dabei entlang der gesamten Wertschöpfungskette 

von der Konzeption 

über die Prototypentwicklung bis hin 

zur Pilotfertigung im eigenen Reinraum 

auf 8“ Wafern. Dabei erweitert 

das Fraunhofer IPMS den Anwendungsbereich 

der Scannerspiegeltechnologie 

kontinuierlich mit neuartigen 

und patentierten Designlösungen 

und Technologiemodulen, 

sowie der Integration von künstlicher 

Intelligenz (KI). 

Quasistatischer Scanner in einem Modul für Head-Mounted Displays 

© Fraunhofer IPMS / Markus Schwarzenberg 

Definition Mikroscanner 

Mikroscanner sind kleinste 

optische Bauelemente, die in der 

Lage sind, winzige Spiegel um eine 

oder mehrere Achsen auszulenken, 

um ein sehr schnelles und präzises 

Scannen oder Projizieren zu ermöglichen. 

Durch ihre berührungslose 

Arbeitsweise sowie die kleine Größe, 

das geringe Gewicht und die hohe 

Energieeffizienz eröffnen sie neue 

Möglichkeiten in der Medizintechnik. 

Die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten 

von Mikroscannern in 

der Medizin umfassen unter anderem 

die Bildaufnahme für medizinische 

Endoskope, die konfokale 

Mikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie, 

Spektro skopie sowie die 

Ophthal mologie. 

Große Scanwinkel 

und hohe -frequenzen 

Die Mikroscanner des 

Fraunhofer IPMS zeichnen sich 

durch große Scanwinkel und 

hohe Scanfrequenzen aus und 

zeigen eine hervorragende Langzeitstabilität. 

Die Unterstützung 

der Kunden bei der Entwicklung 

spezifischer Modulaufbauten 

sowie elektronische Lösungen 

zur kontrollierten hochpräzisen 

Ansteuerung runden das Leistungsspektrum 

des Instituts 

ab. Gerade für kleinere und mittlere 

Unternehmen bieten die verschiedenen 

Evaluations-Kits des 

Fraunhofer Instituts die Möglichkeit, 

die Mikroscanner technologie 

in ihre Produkt entwicklung 



Laser-Scanning-Mikroskop zur Tumorabgrenzung © Fraunhofer IPMS 

einzubeziehen, ohne dass eine 

aufwendige und kostspielige Eigenentwicklung 

einer Ansteuerelektronik 

zur Erfüllung der Spezifikationen 

notwendig ist. 

Mikroscanner 

des Fraunhofer IPMS 

in der Praxis 

Die bisherigen kundenspezifischen 

Entwicklungen von 

Mikroscannern des Fraunhofer IPMS 

wurden in den letzten Jahren für 

mehrere Partner in der Praxis qualifiziert, 

um in Kundenprodukten zum 

Einsatz zu kommen. Dabei konnten 

sich diese Bauelemente in der 

Praxis bewähren. 

So hat das Fraunhofer IPMS vor 

einigen Jahren doppelresonante 

MEMS-Scanner entwickelt, die 

das Herzstück eines kompakten 

Röntgenfolien scanners für die digitalisierte 

Zahnmedizin sind. Diese 

Mikroscanner werden im hauseigenen 

Reinraum im Rahmen 

einer Pilotfertigung mit bis zu einigen 

1000 Stück pro Jahr qualifiziert 

für das Kundenprodukt hergestellt. 

Die Montage auf einem eigens 

entwickelten Bauelement träger mit 

integrierter Elektronik und anschließendem 

Test wird ebenfalls am 

Fraunhofer IPMS durchgeführt. 

Dass die Qualität nach Industriestandard 

im Fokus steht, garantiert 

die Zertifizierung des Instituts 

nach ISO 9001. 

Laserscanner 

Weitere Applikationen der Medizintechnik 


sind die für die Firma Norlase entwickelten 

Laserscanner, welche in 

der Ophthalmologie in der Behandlung 

von Netzhaut- und Glaukom- 

Patienten zum Einsatz kommen werden. 

Durch den Einsatz der MEMS- 

Scanner des Fraunhofer IPMS ist 

eine zuvor unerreichte Miniaturisierung 

des Systems und eine höhere 

Auflösung möglich. 

Für das Startup Envision Diagnostics 

entwickelt das Institut 

Mikroscanner für einen standardisierten, 

schnellen und zuverlässigen 

Augentest, welcher alle 

quali tativen Parameter erfasst, 

auswertet und darstellt. Dies liefert 

Ärzten umfangreichere und zuverlässigere 

Patientendaten, sodass 

sichere Entscheidungen getroffen 

werden können. 

Mikroscanner 


in der Mikroskopie 

Vielfältige Anwendungen finden 

Mikroscannerspiegel auch in der 

medizinischen Mikroskopie. Dank 

optischer Kohärenztomografie können 

die Oberflächen- und Tiefenstruktur 

von Objekten mit einer 

Auflösung im Mikrometerbereich 

analysiert werden. Die Mikroscannerspiegel 


ermög lichen damit eine neue Art 

der Erfassung von Umgebungsparametern 

und sind Herzstück 

eines neuartigen Laser-Scanning- 

Mikroskops zur Tumorabgrenzung. 

Mit dessen Hilfe können Krebsoperationen 

schneller, präziser und 

sicherer gemacht werden. Noch 

im Operationssaal kann die Ärztin 

oder der Arzt mithilfe des Mikroskops 

das Gewebe untersuchen, 

aus dem der Tumor gerade herausgeschnitten 

wurde. Ein vorher aufgebrachter 

Fluoreszenz-Marker 

macht alle Krebszellen sichtbar, die 

nach dem Schnitt eventuell noch 

zurückgeblieben sind. Diese lassen 

sich dann restlos und präzise entfernen. 

Das umliegende Gewebe 

wird dabei geschont, weil man im 

Mikroskop-Display genau sieht, 

wo das gesunde Gewebe anfängt. 

Und niemand muss mehr auf ein 

Labor ergebnis warten. Auch das 

vom Bundespräsidenten mit dem 

Deutschen Zukunftspreis 2022 

prämierte ZEISS Lattice Lightsheet 

7 der Firma Zeiss nutzt die 

Mikroscanner-Technologie des 

Fraunhofer IPMS. 

Das Mikroskopsystem für die 

schonende 3D-Bildgebung von 

lebenden Zellen nutzt unter anderem 

das vom Institut entwickelte 

Scannermodul Light Deflection 

Cube (LDC). Dieses wurde qualifiziert 

und wird ebenfalls im Rahmen 

einer Pilotfertigung dem Kunden 

Zeiss jährlich für das aktuelle Produkt 

zur Verfügung gestellt. ◄ 


15

Medical-PCs/SBC/Zubehör 

Embedded ARM-Module 

für die Medizingeräteentwicklung 

Mit welchen Herausforderungen ist zu rechnen? 

Autor: 

Konrad Zöpf 

TQ-Systems GmbH 

www.tq-group.com 

Setzt man beim Entwicklungsstart 

von medizinischen Geräten 

auf brandneue CPU-Architekturen 

oder sollte man lieber auf eine altbewährte 

Technik zurückzugreifen? 

Es gibt hier eine Menge Vorund 

Nachteil die beachtet werden 

müssen, um die falsche Entscheidung 

zu vermeiden. Egal für welche 

Technologie man sich entschieden 

hat, die Entwicklung von Geräten in 

der Medizintechnik ist meist mit aufwendigen 

und kostspieligen Zulassungen 

und Regularien verbunden. 

Hohe Hürden 

für Neuentwicklungen 

Im Vergleich zu industriellen Systemen 

müssen neuentwickelte Medizingeräte 

mehr Hürden nehmen, um 

auf den Markt gebracht zu werden. 

Hier regeln Verordnungen für Medizinprodukte 

den Entwicklungs- und 

Zulassungsprozess. Ersterer lässt 

sich grob aufteilen in Hardwareund 

Softwareentwicklung, Risikomanagement 

und Qualitätsmanagement. 

Die Zulassung umfasst dann 

die Klassifizierung, die Konformität 

sowie die klinische Bewertung und 

Erprobung. 

Diese umfangreichen Maßnahmen 

und kostspielige Zulassungen 

bedeuten hohe Anforderungen an 

die Zuverlässigkeit und Langzeitverfügbarkeit 

von eingesetzten Komponenten. 

Leistungsfähig und günstig 

Jedes Jahr locken CPU-Hersteller 

mit leistungsfähigeren und 

günstigeren Prozessorvarianten 

die Entwickler bei der Umsetzung 

von geplanten Applikationen. 

Durch die immer höhere Integration 

von Funktionen in die CPU lassen 

sich viele Anforderungen oft ohne 

Zusatzschaltungen umsetzen. Dabei 

erleichtern Multicore-Systeme unter 

Einsatz einer Firmware oder Software 

wie einer Hypervisor-Lösung, 

die geforderten Sicherheitsaspekte 

bei Neuentwicklungen entsprechend 

zu berücksichtigen. 

Diese Faktoren werden auch in 

der Medizingeräteentwicklung als 

erst einmal positiv bei der Auswahl 

der CPU empfunden, um den 

sich ändernden Anforderungen des 

Marktes gerecht zu werden. Zeitdruck, 

Kostenoptimierung des Designs 

und Erweiterung des Funktionsumfangs 

gehören zu der größten 

Herausforderung jedes Entwicklers 

der nach immer härter werdenden 

Vorgaben des Produktmanagements 

ein Gerät entwickeln soll. 

Zudem kommt noch hinzu, dass 

die Geräte, ob stationär als auch 

für Mobil-Anwendungen gedacht, 

immer energieeffizienter werden 

müssen. 

Embedded-Module 

decken hierbei zahlreichen Anforderungen 

ab und bieten eine stabile 

Basis für Hard- und Software, 

da sie ausreichend qualifiziert sind. 

Der Einsatz von Modulen kann so 

Entwicklungskosten einsparen und 

Risiken minimieren. Sie lassen sich 

in zahlreichen Anwendungen einsetzen. 

Entwickler haben damit mehr 

Zeit zur Verfügung für die Arbeit 

an systemspezifischen Hardwareund 

Software-Anforderungen ihrer 

Lösungen. Viele ARM-basierende 

Module verfügen aus diesen Gründen 

über langzeitverfügbare Prozessoren 

sowie alle funktionellen Prozessorpins 

für den schnellen und 

unkomplizierten Entwicklungseinstieg. 

Zudem stehen für die Module 

auch verschiedene Softwarelösungen 

mit einer umfassenden 

Schnittstellenunterstützung sowie 

verschiedene Grafiklösungen bereit. 

Anbindung von Displays 

und Benutzeroberflächen 

Embedded-Module auf Arm-Basis 

sind zudem leistungsstark, wenn es 

um die Anbindung von Displays und 

Benutzeroberflächen geht. Für vorzertifizierte 

Betriebssysteme wie 

QNX oder PikeOS gibt es bereits 

gute Anbindungen von Grafischen 

User Interfaces (GUI) wie QT oder 

Storyboard von Crank. Das Display 

muss im Zusammenspiel mit 

einem passenden Touch-System 

dafür sorgen, dass die Lösung optimal 

bedient werden kann. Die PCT- 

Technologie (Projected Capacitive 

Touch) ist hierbei mittlerweile eine 

nicht mehr wegzudenkende Technologie 

die auch Multi-Touch-Anwendungen 

für neue und innovative 

Bedienkonzepten erlaubt. 

Schnittstellentreiber 

Ein nicht zu vernachlässigender 

Faktor, neben dem vom Betriebssystem 

angebotenen Bedienkonzept, 

ist auch die angebotene Unterstützung 

von Schnittstellentreibern die 

zu den Prozessoren angeboten wird. 

Als Anwender für eine kostenoptimierte 

Entwicklung geht man davon 

aus, dass die angebotenen Schnittstellen 

auch im Betriebssystem je 

Anwendungsfall unterstützt werden. 

Da die meisten CPU Errata mit 

einem Software Workaround gefixt 

werden, vergeht meist auch noch 

einiges an Zeit. Bis die Hardware 

von der Software in einem angemessenen 

Umfang unterstützt wird, 


Medical-PCs/SBC/Zubehör 

kann in Abhängigkeit der Komplexität 

mit bis zu einem Jahr gerechnet 

werden. 

Betriebssystemunterstützungen 

Bei den Arm-CPUs gibt es eine 

Reihe von Betriebssystemunterstützungen. 

Nebst Linux und Android 

können in der Medizintechnik bereits 

vorzertifizierte OS wie QNX oder 

Sysgo mit PikeOS eingesetzt werden. 

Diese Betriebssysteme spielen 

ihre Vorteile besonders aus, 

wenn Anforderungen im Bereich 

der funktionalen Sicherheit (Safety) 

und Security berücksichtigt werden 

sollen. Ein wichtiger Faktor beim 

Betriebssystem ist auch, dass die 

in die CPU integrierte Sicherheitsfunktionen 

zum Schutz des Systems 

vor Fremdangriffen oder zum Schutz 

des eigenen Software-Know-hows 

bereitgestellt werden. 

Hypervisor-Lösungen 

Ein Trend der hier zu beobachten 

ist, sind die sogenannten Hypervisor-Lösungen 

die zum Einsatz kommen. 

Damit laufen auf einem Multicore-System, 

unabhängig voneinander 

in je einer eigenen Partition, 

die Betriebssysteme. Damit wird der 

sichere Teil des Systems vom nicht 

sicheren Teil getrennt und bringt 

somit Vorteile bei der Zulassung. 

Zudem ist zu beobachten, dass auch 

Microsoft für CPUs höherer Performance-Klassen 

wieder eine Lösung 

auf Basis WIN IOT10 bietet. Einige 

CPU-Hersteller bieten bereits eine 

Basisunterstützung für ihre Applikationsprozessoren 

an und ermöglichen 

dadurch, dass Applikationen 

die auf x86-Architekturen entwickelt 

wurden auch auf den Arm- 

Cores verwendbar sind. 

Dennoch wird auch in medizinischen 

Produkten oft ein frei erhältliches 

Linux zur Realisierung verwendet, 

wenn es die Applikation 

zulässt. Damit lassen sich durch 

die gute Schnittstellenunterstützung 

bereits viele Anforderungen auch 

von Medizingeräten, vor allem in 

der Diagnostik, ohne zusätzlichen 

Kostenaufwand umsetzen. 

Passende Software 

auswählen 

Die Auswahl der richtigen Software 

für das anstehende Projekt 

sollte nicht nur unter Berücksichtigung 

der Geräteanforderungen 

betrachtet werden. Faktoren wie 

Basis-BSP-Unterstützung durch den 

CPU-Hersteller als auch das vom 

Modulhersteller bereitgestellte Softwarepaket 

sollte nicht nur begutachtet 

werden, sondern auch im Vorfeld 

auf die benötigten Funktionen 

getestet werden. 

Da die Stückzahlen bei Medizingeräten 

meist nicht an die Konsumerstückzahlen 

heranreichen, ist 

die individuelle Entwicklung jedes 

Systems aufwendig. Die Entwicklungskosten 

können bei einer falschen 

Entscheidung durch nicht 

geplante Redesigns und höheren 

Softwarekosten auf ein Mehrfaches 

des ursprünglich veranschlagten 

Wertes steigen. Dies geht dann nicht 

nur zu Lasten des Produkterfolges, 

sondern verzögert dazu noch den 

Markteintritt und beschert Umsatzeinbußen. 

Langzeitverfügbarkeit 

Bei der Auswahl der CPU sollte 

daher insbesondere darauf geachtet 

werden, dass diese langzeitverfügbar 

ist: Je länger eine CPU verfügbar 

ist, umso besser wird auch die 

Unterstützung der Software bezogen 

auf die Hardware. Bei der richtigen 

Vorauswahl kann hier richtig 

wertvolle Entwicklungszeit eingespart 

werden. 

Vorteil durch den Einsatz 

von Modulen 

Durch den Einsatz von Modulen 

können nicht nur Entwicklungs kosten 

eingespart werden, sondern auch 

das Risiken deutlich minimiert werden. 

CPU-Module sind in der Regel 

auch ausreichend qualifiziert und 

stellen dem Anwender eine stabile 

Basis in Hard- und Software 

zur Verfügung. 

Ein Modul wird meist nur einmal 

entwickelt und kann in verschieden 

Applikationen eingesetzt und 

gewonnenes Wissen wiederverwendet 

werden. Das bedeutet, dass 

der Aufwand des Entwicklungsprozesses 

und der Basisanpassung für 

die Software im Unternehmen nur 

einmal anfällt. Die Entwicklung kann 

sich auf die systemspezifische Hardware- 

und Softwareanforderungen 

konzentrieren. 

Applikationsbeispiele 

Ein Teil der CPU-Hersteller wirbt 

sogar regelrecht mit Applikationsbeispielen 

für den Bereich der medizinischen 

Anwendungen. Hier werden 

Blockdiagramme als auch Application 

Notes dem Anwender zur Verfügung 

gestellt. Auch für die meisten 

applikationsspezifischen Schnittstellenanforderungen 

werden Lösungsvorschläge 

angeboten. Diese versprechen 

eine schnelle Umsetzbarkeit 

für den Entwickler. 

Umfassendes 

Lösungsangebot 

Die Entwicklung von medizinischen 

Geräten unterstützt TQ 

mit einem umfassenden Lösungsangebot 

sowie bei der Zulassung 

von Produkten nach ISO 13488 

und MDD. Durch die Schnittstellenvielfalt 

und der freien Wahl eines 

Betriebssystems sind die ARMbasierenden 

Module universell einsetzbar 

- außerdem gibt es sie mittlerweile 

in allen Leistungsklassen 

von Cortex A7 bis hin zu Cortex 

A72. Multicore-Systeme mit integrierten 

Co-Prozessoren decken in 

den meisten Anwendungen die funktionale 

Sicherheit ab. Solche Controller 

werden mit einer zu qualifizierenden 

Firmware versehen, die 

autark zum Rest des Systems läuft. 

Zudem stehen für die Module auch 

verschiedene Softwarelösungen mit 

einer umfassenden Schnittstellenunterstützung 

sowie verschiedene 

Grafiklösungen bereit. Ein ausgereiftes 

Obsoleszenz Management 

von TQ sorgt für die notwendige 

Langzeitverfügbarkeit aller eingesetzten 

Systemkomponenten. 

Fazit 

Durch die richtige Auswahl von 

bereits bewähren und langzeitverfügbaren 

CPU-Architekturen, die als 

Entwicklungsgrundlage für medizinische 

Anwendungen prädestiniert 

sind, wird nicht nur Entwicklungszeit 

eingespart, sondern es kann auch 

meist auf eine zuverlässige und ausgereifte 

Softwareunterstützung aufgesetzt 

werden. Letztendlich wird 

das Entwicklungsrisiko deutlich minimiert 

und bringt so einen nicht zu 

vernachlässigbaren Vorteil. 

Wer schreibt: 

Konrad Zöpf ist staatlich geprüften 

Techniker und arbeitete nach 

seiner Ausbildung als Medizintechniker 

und Applikationsingenieur bei 

zwei Medizintechnik-Unternehmen. 

Seit mittlerweile 23 Jahren ist er bei 

der TQ-Group tätig, zunächst in der 

Elektronik-Entwicklung sowie seit 

gut dreizehn Jahren auch als Produktmanager 

in der Embedded- 

Sparte. Er verantwortet bei TQ die 

ARM- und Layerscape-Produktpalette. 

Seit Anfang 2020 ist er zusätzlich 

stellvertretender Bereichsleiter 

für TQ-Embedded. ◄ 


17

Medical-PC/SBC/Zubehör 

Klein, schnell und günstig 

i.mx93 Lösungen von Ka-Ro 

Das auf dem Starterkit verbaute Modul ist mit NXP i.MX9352 

ausgestattet. 

Stecken oder Löten 

Ka-Ro präsentiert zwei Module 

mit dem neuen i.MX93 Prozessor 

von NXP. Hierbei handelt es sich 

um ein steckbares Modul aus der 

TX-SODIMM-Reihe sowie ein sehr 

kompaktes Lötmodul (27 x 27 mm) 

aus der QS-Lötmodulreihe. 

Der verwendete Applikationsprozessor 

i.MX9352 von NXP 

verfügt über zwei 1,5 GHz ARM 

Cortex A55 Cores und ein Echt- 

zeit-Cortex-M33-Mikrocontroller- 

Subsystem mit vollem Zugriff auf 

die Peripherie. Machine Learning 

wird durch die ARM Ethos-U65 

microNPU (Neural Processing Unit) 

mit 256 MACs/Cycle ebenfalls unterstützt. 

Die Module eignen sich für 

eine Vielzahl von Anwendungen, 

einschließlich kompakter, batteriebetriebener 

IoT-Geräte. Das prädestiniert 

sie für den Einsatz im 

Medizintechnikbereich. 

Grafik Engine und LVDS 

Interface integriert 

Für den Anschluss eines Displays 

steht auf dem TX-Modul eine Dual 

LVDS-Schnittstelle zur Verfügung. 

Das kompakte Lötmodul hat eine 

LVDS-Schnittstelle. Die Grafikdarstellung 

wird durch eine 2D GPU 

unterstützt. 

Zusätzlicher Cortex-M33-Kern 

für Echtzeit-Anwendungen 

Der im i.MX93 Cortex-M33-Kern 

kann klassische Mikrocontrolleraufgaben 

wie Echtzeitverarbeitung 

übernehmen. Somit dürfen kann 

auf einen externen Mikrocontroller 

verzichtet. Das senkt die Kosten 

des Gesamtsystems. 

Reichlich Peripherie – 

Zweimal Ethernet 

Die Module verfügen über eine 

sehr große Anzahl an Peripherie- 

Schnittstellen wie UART, I 2 C, SPI. 

Natürlich gibt es zwei CAN FD- 

Schnittstellen, sowie 2x USB 2.0. 

Ein Highlight der Peripherie sind 

sicherlich die zwei zur Verfügung 

stehenden Ethernet-Schnittstellen. 

vorkonfigurierten autonomen Sicherheits-Subsystem, 

das auf allen 

i.MX 9-Prozessoren standardmäßig 

integriert ist. Hierzu hat sich 

NXP mit Microsoft zusammengetan, 

um Chip-to-Cloud-Sicherheit 

mit mehr als zehn Jahren fortlaufender 

Updates und Sicherheitsverbesserungen 

anzubieten. 

Skalierbar mit planbarer 

Langzeitverfügbarkeit 

Außergewöhnliche Skalierbarkeit, 

umfassende Langzeitverfügbarkeit 

und ein breites Spektrum von 

Peripherieoptionen haben den Produkten 

der TX-Serie in unterschiedlichsten 

Marktsegmenten zu einer 

breiten Akzeptanz verholfen. Die 

i.MX93 basierenden Module sind 

für eine Verfügbarkeit von mindestens 

12 Jahren konzipiert. 

Flexibel austauschbar 

Mit den pin- und funktionskompatiblen 

Modulen von Ka-Ro sind 

Anwender enorm flexibel. Einfach 

austauschen – funktioniert aufwärtswie 

abwärtskompatibel. Muster 

sowie die passenden Starter-Kits 

werden im Laufe des Jahres verfügbar 

sein. 

GLYN GmbH & Co. KG 

www.glyn.de 

System-Sicherheit 

Die Sicherheit kommt von NXPs 

EdgeLock ‚Secure Enclave‘, einem 



i.MX93 Starterkit von Ka-Ro 

Eines der ersten Starterkits mit 

dem leistungsstarken i.MX93 on- 

Board ist das QS93-SV01 Modul 

von Ka-Ro. Für den Anschluss 

eines Displays steht auf dem Starterkit 

ein DF13 Konnektor zur Verfügung. 

Zu diesem Konnektor bietet 

GLYN passende Kabel an, damit 

die Displays aus dem umfangreichen 

TFT-Familien konzept direkt mit dem 

Kit betrieben werden können. 

Zweimal Ethernet 

Das Starterkit verfügt über zwei 

Ethernet-Schnittstellen sowie einen 

Rasberry-PI kompatiblen „Expansion 

Header“. 

Über das Modul steht eine sehr 

große Anzahl weiterer Peripherie- 

Schnittstellen zur Verfügung. Linux 

ist bereits vorinstalliert. 

Debugging 

Für das Debugging steht ein 

weiterer USB Port (USB to UART 

Bridge) bereit. 

• QS Modul QS93-5210 on-Board 

• Dual Ethernet 

• DF13 LVDS Display Connector 

• MIPI CSI Camera Connector 

• USB 

• 4-Layer PCB ◄ 

TX93 

QS93 

Prozessor NXP i.MX93 Prozessor 1.2 GHz Dual Cortex ® -A55 

Co-Prozessor 

NPU 

GPU 

Temperature 

250 MHz ARM ® Cortex ® -M33 Core 

ARM Ethos U-65 microNPU 

2D GPU: blending/composition, resize, 

color space conversion 

Size 68 x 26 x 4 mm 27 x 27 x 2.7 mm 

Power Supply 3,3 V bis 5 V 3,3 V 

RAM 1 GB 1 GB 

ROM 4 GB eMMC 4 GB eMMC 

MIPI-DSI display interface - 

10/100Mbps Ethernet 1 - 

GB Ethernet RGMII 1 2 

USB 2.0 2 2 

UART 8 5 

I²C 7 7 

SPI 8 4 

CAN FD 2 2 

MIPI-CSI camera interface 1 1 

SD – Secure Digital Interface 1 1 

Serial Audio Port 2 1 

ADC – Analog Digital Converter 4 ch 12bit - 

Security 

Die Technischen Eigenschaften von DIMM und Lötmodul im schnellen Überblick 

EdgeLock Secure Enclave, Secure Boot, Crypto Tamper 

Detection, Secure Clock, Secure Boot 


19


Produktpalette um vier neue Branchen erweitert 

Gerade in so sensiblen Sektoren ist ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit gefordert. 

TL Electronic bietet jetzt Produkte an, die alle strengen Standards in puncto Robustheit und Ausfallsicherheit erfüllen. 

Gerade in so sensiblen Sektoren wie Schifffahrt, 

Medizin, Energie oder Verteidigung ist 

ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit gefordert. 

Nur wenige Hersteller bieten Hardware an, die 

alle strengen Standards in puncto Robustheit 

und Ausfallsicherheit erfüllen. Jetzt spielt auch 

der deutsche IT-Experte TL Electronic in dieser 

Liga mit. Seit 40 Jahren gilt TL Electronic als verlässlicher 

Partner für Industrial Computing. Wer 

sich so konsequent auf dem Markt behauptet, 

hat gelernt, am Puls der Zeit zu bleiben. Dem 

rasanten Wandel der letzten Jahre Tribut zollend, 

erweitert der IT-Experte sein Produkt- 

Portfolio in diesem Sommer um die vier neuen 

Bereiche Marine, Gesundheitswesen, Energie 

& Chemie sowie Defense. 

TL Electronic GmbH 

info@tl-electronic.de 

www.tl-electronic.de 

„Ultra-rugged“ 

IT-Hardware, die härteste industrielle 

An sprüche erfüllt – dafür steht TL Electronic seit 

40 Jahren. Je nach Anforderung bot und bietet 

die Firma Computer-Systeme bis hin zu den Kategorien 

„rugged“ oder „ultra-rugged“ an. Jedoch 

sind derartige Handelsbezeichnungen nicht 

exakt definiert. Besteht z. B. Explosionsgefahr, 

wie das in Raffinerien oder Chemie fabriken der 

Fall ist, nimmt man es mit den Geräte standards 

erheblich genauer. Um hier nichts dem Zufall 

zu überlassen, darf ausschließlich zertifiziertes 

Equipment verwendet werden. 

Zertifizierte Lösungen 

für die Hochsicherheits-Industrie 

Die Erteilung solcher Zertifikate ist in vielerlei 

Hinsicht an strenge Vorgaben geknüpft. Um so 

stolzer kann TL Electronic nun ankündigen, ab 

sofort voll zertifiziertes IT-Equipment für wichtige 

Segmente der Hochsicherheits-Industrie 

im Sortiment zu führen. In enger Zusammenarbeit 

mit seinem taiwanesischen Partner Winmate 

stellt das Unternehmen dann z. B. Hardware-Produkte 

mit (großem) ATEX-Zertifikat 

für den Energie- und Chemiesektor bereit. Im 

medizintechnischen Bereich ergänzen Geräte, 

die entsprechend den Normen IEC/EN 60601-1 

und 60601-1-2 zertifiziert sind, das Portfolio von 

TL Electronic. Hierbei spielt die Abschirmung 

gegen elektromagnetische Störungen eine 

große Rolle. 

Salzwasser resistente 

Computersysteme 

Anforderungen einer anderen Art müssen 

Computersysteme erfüllen, die auf der Kommandobrücke 

von Schiffen eingesetzt werden. 

Hier hat unter anderem die Salzwasser-Resistenz 

oberste Priorität. Gesetzlich geregelt sind 

derartige Marine-Standards durch das DNV- 

Siegel sowie das IEC 60945-Zertifikat. Die nun 

erhältliche Produktlinie von Panel-PCs aus dem 

Hause Winmate kann beide davon vorweisen. 

So widerstandsfähig wie möglich 

Selbstredend gehört die Robustheit der eingesetzten 

Hardware in allen genannten Bereichen 

zu den wichtigsten Merkmalen. In keinem anderen 

Sektor spielt sie jedoch eine so große Rolle 

wie im Militär. Sowohl für die Gehäuse als auch 

die Steckverbinder gilt hier die Devise: so widerstandsfähig 

wie möglich. Eine Vielzahl von MIL- 

STD-Normen regelt die Anforderungen bei extrem 

schwankenden Temperaturen und Feuchtigkeit, 

bei Stößen, Stürzen, Vibrationen und der 

Einwirkung von Strahlung. Über sein Partnerunternehmen 

Winmate bezieht TL Electronic nun 

auch Military-Grade-Produkte, die sämtliche Kriterien 

für das Defense Computing erfüllen. ◄ 


Embedded-Module auf NXP-Basis 

Als Partner von NXP stellt TQ zwei Embedded-Module auf Basis des i.MX 91 sowie 

ein passendes Evaluation Board vor. 


TQ-Systems GmbH 

www.tq-group.com 

Der Technologiedienstleister TQ, 

einer der führenden Embedded- 

Computing-Spezialisten, gibt die 

Verfügbarkeit von zwei neuen 

Embedded-Modulen und einem 

Evaluation Board bekannt. Die 

beiden Module basieren auf der 

i.MX 91 CPU von NXP und punkten 

mit sehr kleinen Bauweisen: 

Trotz Abmessungen von nur 38 mm 

x 38 mm und 281 Pins beim LGA- 

Modul TQMa91xxLA sowie 54 mm 

x 32 mm und 240 Pins beim Steckmodul 

TQMa91xxCA stehen alle 

Signalpins der CPU zur Verfügung. 

Für höchste Ansprüche 

Beide Module sind mit ausreichend 

externem Speicher, einem 

optionalen Security-Chip sowie 

einem für die CPU passenden NXP- 

PMIC ausgestattet. Um höchsten 

Ansprüchen gerecht zu werden, 

hat TQ die Module mit einem Gyroscope-Sensor 

ausgestattet. Dank 

der Vielseitigkeit des Prozessors 

und der sehr guten Verlust leistung 

von rund einem Watt ermöglichen 

diese Moduldesigns zahlreiche 

Anwendungen in diversen Steuerungssytemen. 

Leistungsfähig 

mit vielen Schnittstellen 

Mit dem TQMa91xxLA und dem 

TQMa91xxCA bietet TQ ein neues 

LGA-Modul und ein funktionskompatibles 

Steckmodul auf Basis des 

i.MX 91 SoC von NXP an. 

Die neue Generation der NXP 

i.MX 91-Applikationsprozessoren 

verfügt über einen Arm Cortex- 

A55-Kern und arbeitet mit Taktfrequenzen 

von bis zu 1,4 GHz. 

Schnittstellen wie USB 2.0 Typ C mit 

PHY, Gigabit Ethernet, CAN-FD und 

FlexIOs sowie verschiedene Möglichkeiten 

zum Anschluss externer 

Speicher sind ebenfalls integriert. 

Kostengünstige Module 

„Als langjähriger Partner freuen 

wir uns sehr, zwei kostengünstige 

Module anbieten zu können, die auf 

der neuen leistungsfähigen Applikationsprozessorfamilie 

i.MX 91 von 

NXP basieren. Der i.MX-91 Prozessor 

ist eine gute Ergänzung für 

alle Anwender des i.MX 6UL und 

i.MX 6ULL von NXP, die weiterhin 

auf eine kostengünstige, aber leistungsfähigere 

und moderne Plattform 

setzen wollen. Zusätzlich bieten 

die i.MX-91-SoCs High-Speed- 

Schnittstellen wie TSN und Gigabit-Ethernet, 

eine bessere Grafikleistung, 

EdgeLock Secure Enclave 

sowie eine höhere Rechenleistung 

für viele Edge-Anwendungen“, 

erklärt Konrad Zöpf, Deputy 

Director TQ Embedded und Product 

Management Arm / Layerscape 

bei TQ. „Damit bieten die 

neuen Module Anwendungen wie 

Gateways, Steuerungen in der 

Gebäude- und Industrieautomatisierung, 

Zeit erfassungssysteme, 

medizinische Geräte in der Diagnostik 

oder sogar Aufzugsteuerungen 

eine ideale Plattform.“ 

Passendes Mainboard 

Angepasst an die zahlreichen 

Einsatzmöglichkeiten der 

TQMa91xx-Module entwickelte 

TQ parallel zu den Modulen auch 

ein passendes Mainboard. Das 

170 mm x 170 mm große Design 

MBa91xxCA dient zur Evaluierung 

beider Modul typen. Zudem bietet 

dieses Mainboard wie gewohnt eine 

Vielzahl von industriellen Schnittstellen 

und Funktionen. 

Hohe Lösungskompetenz 

„TQ ist ein langjähriger und 

zuverlässiger NXP-Partner für Embedded 

Board Solutions“, erklärt 

Robert Thompson, Director Secure 

Connected Edge Ecosystem bei 

NXP Semiconductors. „TQ verfügt 

über ein exzellentes Knowhow 

und trägt mit seiner Kompetenz 

und Erfahrung maßgeblich 

zur Entwicklung von zuverlässigen 

NXP-basierten Lösungen 

bei. Neben den TQ-Embedded- 

Modulen, basierend auf den i.MX- 

Applikationsprozessoren und den 

Layerscape-Kommunikations- 

CPUs sowie Security-Chips, finden 

Kunden auch Lösungsbausteine 

wie WiFi und programmierbare 

analoge Front ends auf 

Basis der NXP-Technologie auf 

den Mainboard-Produkten. Von 

der langjährigen Zusammenarbeit 

und Lösungskompetenz von 

TQ und NXP profitieren Kunden 

bei der Umsetzung ihrer eigenen 

Lösungen und sparen somit wertvolle 

Entwicklungszeit.“ ◄ 


21


All-In-One-PCs und mobile IT-Hardware für Kliniken, 

Praxen und Rettungskräfte 

Mobile All-In-One-PCs und besonders stabile medizinische Tablets für Krankenhäuser, Reha-Kliniken, Praxen 

und Rettungsdienste sind das Kernangebot von Concept. 

Alle Bilder © Concept International 

Das Angebot richtet sich an Kunden, die besonders 

haltbare und zuverlässige Geräte schätzen 

und Wert darauf legen, dass neue Hardware 

schnell und unkompliziert in der anspruchsvollen 

IT-Landschaft der Medizinbranche Leistung 

bringt. Auf der DMEA in Berlin zeigte Concept 

Geräte der Marken DT Research und Future- 

PAD, beispielsweise ein mit 17 Zoll ungewohnt 

großes medizinisches Tablet und einen Monitor 

mit Powerbank für PCs und Vital monitore, den 

es in dieser Form bisher nicht gab. 

Concept International 

www.concept.biz 

Gero Weber, Business Development Manager 

für Medizin produkte bei Concept International 

kommentiert: „Basis für den Erfolg ist innovative 

Hardware, die störungsfrei über Jahre läuft 

und die man sich leisten kann im aktuellen Rotstift-Umfeld.“ 

Mehr Digitalisierung vor Ort: 

AIO-PCs für Visitenwägen 

Worauf es im medizinischen Bereich in puncto 

Hardware ankommt, demonstrierte Concept 

International auf der DMEA anhand mobiler 

Computer und Tablet-PCs von DT Research 

und FuturePAD, die der Value Added Distributor 

im deutschsprachigen Raum und einzelnen 

EU-Ländern vertreibt - natürlich mit antimikrobiellem, 

reinigungs mittelresistentem Gehäuse, 

medizinisch geprüft, normiert und zertifiziert. 

Großen Anteil am Erfolg haben die All-In- 

One-PCs der DT58x-Serie, gedacht sowohl 

für den stationären als auch den mobilen Einsatz 

auf Visiten- und Pflegewägen. Sie garantieren 

den unterbrechungsfreien Betrieb (Mindestlaufzeit 

sind 14 bis 16 Stunden) mit drei 

leistungsfähigen, im Betrieb wechselbaren „Hot 

Swap“-Akkus für Datenerfassung und -abruf für 

jedes Einsatzszenario. 

Leicht und kompakt 

Die aktuell neu designte Version des DT584 

ist besonders leicht und schmal: 4,2 cm Rahmenbreite 

und selbst mit allen drei optionalen 

Power-Akkus maximal 7,9 kg schwer – da kann 

mancher Monitor nicht mithalten! Zusätzlich dient 

der AIO-PC auch noch optional als Powerbank 

und versorgt mit jeweils einem 12-, 15- oder 

19-V-Anschluss bis zu drei weitere Geräte, beispielsweise 

einen zusätzlichen Monitor, Vitalmonitor, 

Label-Drucker oder Scanner. 

Einfach zu reinigen 

Dank glatter Gehäuserückseite mit IPX2- 

Schutzklasse sowie IP65-geschützter Front, 

sind die All-in-One-PCs einfach zu reinigen und 

erfüllen die Hygieneanforderungen in klinischen 

Umgebungen. Sie sind EN60601-1 zertifiziert. 

Es gibt die Serie mit den Vertretern DT581, 

DT582 und DT584 in verschiedenen Leistungsund 

Größen stufen mit kapazitiven Touchscreens 

von 19,5 über 22,5 bis zu 23,8 Zoll Bildschirmdiagonale. 

Der Arbeitsspeicher rangiert zwischen 

8 und 64 GB. Die Prozessoren kommen, 

entsprechend den Anforderungen entweder aus 

der stromsparenden Intel Pentium-Gold- oder 

der Core-i-Familie (i5, i7, i9). 

Mehr Mobilität durch ultraschlanke 

medizinische Tablets 

Das FPQ10 Tablet von FuturePAD mit 

10,1-Zoll-Bildschirm ist nicht nur „fully rugged“, 

hält also jede Menge aus, sondern gilt mit 10 mm 

als das dünnste Gerät seiner Klasse. Damit sind 

die wichtigsten Daten auch unterwegs tatsächlich 

immer dabei, ganz ohne sperrige Zusatzgeräte. 

Je nach Wunsch wird das Tablet, passend zur 

vorhandenen Software-Umgebung mit Windows 

oder, besonders energiesparend und leistungsfähig, 

jetzt auch mit Android 11 ausgeliefert. 

Extrem große Bildschirmdiagonale 

Eine andere Zielrichtung verfolgt DT Research 

mit dem medizinischen Tablet DT373, das über 

die bekannten Wechsel-Akkus verfügt. Mit 17 Zoll 

bietet es die größte Bildschirmdiagonale, die bei 

medizinischen Tablets auf dem Markt zu haben 

ist. Noch mobil einzusetzen, aber vor allem brillant 

und detailreich für anspruchsvolle, bildgebende 

Verfahren und viele übersichtliche Informationen. 

Intern greift das DT373 auf einen Core-i-Prozessor 

der 11. Generation zurück. Zu den Highlights 

gehören austauschbare Akkus, ein Chipkartenleser 

und optional 4G oder 5G sowie eine 

VESA-75-Vorrichtung für Halterungen bei einem 

Gesamtgewicht von 2 kg. 

Mehr als ein Bildschirm 

Auf der DMEA wurde erstmals der clevere 

Monitor DT722/724 als Neuentwicklung vorgestellt. 

„Der Clou sind die bekannten, optionalen 

drei Hot-Swap-Akkus mit einem DC-Output- 

Management für Drittgeräte“, meint Gero Weber. 

Wie beim AIO-PC kann der Monitor also als 

„Powerbank“ genutzt werden und versorgt mit 

je einem Anschluss 12-, 15- und 19-V-Geräte 

wie Mini-PCs, Scanner und Vitaldatengeräte. 

Ob mit AIO-PCs, Tablets oder brillanten 

Monitoren: Die richtigen Daten zur richtigen Zeit 

am richtigen Ort 



Mit drei „Hot Swap“-Akkus 

ist der Dauerbetrieb kein 

Problem. Die All-In-One- 

PCs und Monitore von 

DT Research können sogar 

noch bis zu drei weitere 

Geräte mit Strom versorgen. 

Die Darstellung ist hochauflösend in FHD 

auf einem kapazitiven 24- oder 27-Zoll-Touchscreen, 

der DT722 ist ebenfalls antimikrobiell 

(zertifiziert nach ANSI/AAMI ES60601-1) und 

mit WiFi und optionaler Frontkamera ausgestattet, 

zum Beispiel zur sicheren, datenschutzkonformen 

Identifizierung. VESA-Kompatibilität versteht 

sich von selbst. Mit zahlreichen Anschlüssen 

wie drei USB 3.0, HDMI und USB-B-Input 

fügt er sich problemlos in jede denkbare Hardware-Umgebung 

ein. 

Mehr Strom für unterwegs 

Mit dem 3-fach-Li-Ion-Akku-Pack bietet 

Concept eine einfache, leichte, praktische und 

auch sichere Lösung für die mobile Stromversorgung, 

etwa auf Visitenwägen an. Die reine 

Strommanagementlösung ist insgesamt etwa 

so groß wie vier dicke Taschenbücher übereinander 

und wiegt, inklusive Gehäuse und Halterung, 

knapp über 2 kg. Sie wird mit exakt den 

gleichen Akkus bestückt, die schon als Energiequelle 

für die DT58x-Serie und den Monitor 

DT722/724 dienen. 

Die Akkus lassen sich im stabilen Aluminiumgehäuse 

unterbrechungsfrei während des 

Betriebes tauschen und versorgen bis zu drei 

Geräte gleichzeitig mit jeweils einmal 12, 15 

oder 19 V. Jeder Einzelakku leistet 90 W bei 

8250 mAh. Es handelt sich um den gleichen 

Typ wie für die DT58x-Serie. 

Das Battery Holster lässt sich an Visiten- und 

Pflegewägen durch vielfältige Verschraubungsmöglichkeiten 

leicht sinnvoll unterbringen und 

Das Battery Holster lässt sich an Visiten- und 

Pflegewägen leicht unterbringen und versorgt 

bis zu drei Schichten mit Strom 

bietet im regulären Betrieb meist für mehr als 

nur eine Schicht Energie. Ein flexibles LED- 

Kabel dient zur Kontrolle des Ladezustandes. ◄ 

Weitere Informationen unter: 

www.medical-pc.de 

Zertifizierte Hardware-Lösungen 

für die hochmoderne Medizin 

› Lüfterlose Panel PCs mit Intel® Core 12 th Gen. und antibakteriellem Gehäuse 

› Medizinische Tablets (7- bis 12-Zoll) für die Erfassung von Patientendaten 

› Medizinische Geräteserver mit bis zu acht galvanisch-isolierten seriellen 

Anschlüssen und Power-over-Ethernet 

› Medizinische Embedded PCs mit oder ohne PCIe x16 Steckplätze 

SEAL Tablet Serie 

SEAL Panel PC Serie 

Digi Connect ES Serie 

www.bressner.de


Erweitertes Ökosystem bietet Kunden optimierten 

Support und verkürzte Markteinführungszeiten 

ARIES Embedded tritt Partnerprogramm von STMicroelectronics bei 

Durch die Auswahl, Qualifizierung 

und Zertifizierung von autorisierten 

Partnern wissen die Kunden, dass 

diese über die nötige Expertise verfügen, 

um ihre Design- und Entwicklungsaktivitäten 

zu beschleunigen. 

Damit stellen wir sicher, dass unsere 

Kunden die robustesten und effizientesten 

Produkte und Services auf 

den Markt bringen.“ 

STMicroelectronics – ein weltweit 

führendes Halbleiterunternehmen, 

das Kunden aus dem 

gesamten Spektrum elektronischer 

Anwendungen bedient – hat das 

ST-Partnerprogramm ins Leben 

gerufen, um die Designzeiten der 

Kunden zu verkürzen. Dazu identifiziert 

ST Unternehmen mit komplementären 

Produkten und Dienstleistungen 

und stellt sie heraus. 

Mit dem Zertifizierungsprozess des 

Programms überprüft ST zudem 

alle Partner regelmäßig auf Qualität 

und Kompetenz. 

ARIES Embedded GmbH 

info@aries-embedded.de 

www.aries-embedded.com 

ARIES Embedded, Spezialist für 

Embedded-Services und -Produkte, 

tritt dem Partnerprogramm von 

STMicroelectronics bei, um Service 

und Support für die Kunden 

weiter zu optimieren. „Als autorisierter 

Partner von ST bündeln wir 

unser Knowhow, um unseren Kunden 

unsere erweiterte Technologie- 

Expertise bereitzustellen“, erläutert 

Andreas Widder, Geschäftsführer 

der ARIES Embedded GmbH. 

„Wir sind stolz darauf, unsere Kenntnisse 

und Erfahrung im Embedded- 

Bereich mit den Produkten, Technologien 

und Lösungen von ST zu 

verbinden. Unser erstes ST-basiertes 

Modul ist das OSM-kompatible 

‚MSMP1‘ System-on-Package (SiP) 

für Anwendungen in den Bereichen 

IoT, Medizintechnik und industrielle 

Systeme.“ Kern des SiP ist ein Mikroprozessor 

der STM32MP1-Serie von 

STMicroelectronics mit leistungsstarken 

Single- oder Dual-Arm- 

CortexA7-Kernen (bis zu 800 MHz), 

kombiniert mit einem CortexM4-Kern 

(bis zu 209 MHz). 

Autorisierter Partner für 

optimierten Kundenservice 

„Das ST-Partnerprogramm ist 

ein hochwertiges Angebot, das 

die Erwartungen unserer Kunden 

und Partner übertroffen hat“, 

ergänzt Alessandro Maloberti, 

Partner Ecosystem Director bei 

STMicroelectronics. „Es unterstützt 

die Designteams der Kunden durch 

den Zugriff auf starke ergänzende 

Fachkenntnisse, Werkzeuge und 

Ressourcen, die die Herausforderungen 

der Designphase bis zur 

Marktreife über das gesamte Ökosystem 

von Produkten und Services 

hinweg erfüllen. Bauteile von 

ST lassen sich so einfach in Projekte 

integrieren. 

Effizientes, vielseitiges und 

stromsparendes Modul 

Das MSMP1 SiP ist konform zum 

OSM (Open Standard Module)- 

Standard von SGET. Nahezu alle 

Funktionen der CPU sind auf 

476 Kontakten der kleinen Boardfläche 

von lediglich 30 auf 45 mm 

verfügbar. Es zeichnet sich durch die 

geringe Leistungsaufnahme, kleine 

Bauform und wettbewerbsfähige 

Kosten aus. Die MSMP1-Module 

sind hinsichtlich Performance und 

Speicherausbau skalier bar und lassen 

sich dadurch individuell an viele 

Projektanforderungen anpassen. 

Die System-in-Packages unterstützen 

512 MB bis 4 GB DDR3L RAM, 

SPI-NOR Flash und 4 bis 64 GB 

eMMC NAND Flash. Die zahlreichen 

Schnittstellen umfassen unter anderem: 

10/100/1000-Mbit-Ethernet, 

USB2.0 Host/OTG, 2x CAN, UART, 

I 2 C, SPI, ADC/DAC, sowie eine parallele 

Display-Schnittstelle und 

einen Kameraeingang. Die Module 

sind im kommerziellen Temperaturbereich 

mit 0 °C bis +70 °C sowie 

im industriellen Temperaturbereich 

mit -40 °C bis +85 °C verfügbar. ◄ 



Mobiler Panel-PC für den medizinischen Einsatz 

POCm-W Serie – Mobiles Point-of-care-Terminal 

Eine 5-Megapixel-Webcam mit Auto-Fokus und 

digitalem Mikrofon, zwei 3-Watt- Lautsprecher 

sowie WLAN-Funktionalität vollenden die Features 

für den Einsatz im mobilen Umfeld. Als 

Zubehör steht neben der Batterie-Docking- 

Station und den Li-Ion-Batterien ein USB VoIP 

Telefon mit Halter, ein Magnetkartenleser, ein 

Mifare RFID Leser, ein TPM Modul und Kabelabdeckungen 

zur Verfügung. Auf Kundenwunsch 

assembliert ICP den POCm-W mit gewünschtem 

Betriebssystem und passenden industriellen 

Komponenten. 

Spezifikationen: 

• 21,5” und 23,8” lüfterlose Panel PC 

mit Full-HD-Auflösung 

• 6. Gen. Intel Core i5/i3/Celeron Prozessor 

• PCAP Projected-Capacitive 

Multitouch Screen 

Speziell für den mobilen Einsatz im medizinischen 

Umfeld bietet ICP Deutschland eine 

neue Panel-PC-Serie an. Der POCm-W kann mit 

bis zu drei Li-ION-Batterie-Packs bestückt werden 

und so eine Laufzeit von 8 Stunden realisieren. 

Durch die Hot-Swap-Funktion und die optionale 

Batterie Docking Station, kann die Laufzeit 

beliebig verlängert werden. Im Vergleich 

zu herkömmlichen Visitenwägen mit LiFePO 4 - 

Batterie-Einheiten, ist durch die Verwendung 

von Li-ION Batterien eine Gewichtsersparnis 

von mehr als 5 Kilogramm möglich. 

Geeignet für Mehrschichthandschuhe 

Der POCm-W wird in den Displaygrößen 21,5“ 

und 23,8“ mit einer Auflösung von 1920x1080 

und einem projected-capacitive Touch angeboten. 

Der Touch ist optimiert für den Einsatz von 

Mehrschichthandschuhen und die Erkennung 

von Spritzwasser und Wassertropfen. Das 

Gehäuse ist anti-bakteriell, bietet einen IP65 

Frontschutz und eine Rückseite mit IP32 Schutz. 

Es wird jeweils eine passiv gekühlte Variante mit 

Intel mobile ULT Core i7-6600U, i5-6300U und 

Celeron 3855U angeboten. 

Speicher und Schnittstellen 

Der POCm-W ist mit 4 GB DDR4 RAM vorbestückt 

und kann auf bis zu 32 GB erweitert 

werden. Für Speichermedien stehen sowohl 

ein von außen zugänglicher 2,5“ SATA Laufwerksschacht 

als auch zwei M.2 Schnittstellen 

mit RAID Funktionalität zur Verfügung. Ferner 

bietet der POCm-W zwei GbE Netzwerkschnittstellen, 

zwei HDMI, zwei RS-232/422/485, vier 

USB 3.0, zwei USB2.0, sowie Audioanschlüsse. 

• Anti-bakterielle Oberfläche mit IP65 

Frontblende und IP32 Rückdeckel 

• Drei Hot-Swap Batterieeinschübe für den 

Einsatz von Batterien 

• Medizinische Zulassung nach EN60601 

Anwendungsbereiche/Applikationen: 

• Visitenwägen 

• Pflegeeinrichtungen 

• Krankenhäuser 

• Altenheime 

ICP Deutschland GmbH 

www.icp-deutschland.de 


25


Die Möglichkeiten und Grenzen 

künstlicher Intelligenz 

... und wie es für KI jetzt weitergeht 

KI wird im industriellen Umfeld vielseitig eingesetzt– und wird immer wichtiger 

© SALT AND PEPPER Holding GmbH & Co. KG 

Autor: 

André Wilmshöfer 

Geschäftsführer 

SALT AND PEPPER Technology 

www.salt-and-pepper.eu 

Künstliche Intelligenz ist ein 

schnell wachsendes und viel diskutiertes 

Thema – zurecht. Die Fortschritte 

sind exponentiell und beeindruckend. 

Beispiele wie ChatGPT, 

DALL-E oder auch Lensa sorgen 

aktuell für Aufsehen. Und sie zeigen, 

dass KI gerade anfängt, ihr 

Potenzial auszuschöpfen. Somit 

wird es Zeit, Prognosen aufzustellen 

– sowohl über die weitere Entwicklung 

dieser Technologie als 

auch welchen Einfluss sie auf die 

verschiedensten Lebensbereiche 

haben wird. 

Die Entwicklung wirft Fragen 

auf: Kann sich KI wirklich unbegrenzt 

weiterentwickeln? Oder gibt 

es irgendwann Grenzen, an die 

sie stößt? Wenn sie keine Grenzen 

hat, müssen wir ihr welche 

setzen? Was für gesetzliche und 

gesellschaftliche Regulierungen 

werden nötig, die immer mehr 

Bereiche unseres alltäglichen 

Lebens beeinflussen? 

Kosten, Zeit und 

Ressourcen sparen 

In Deutschland schreitet die Digitalisierung 

seit vielen Jahren im industriellen 

Umfeld konstant voran. Dies 

führt dazu, dass immer mehr Daten 

genutzt werden können, die zuvor 

noch nicht zur Verfügung standen. 

Für KI bedeutet das, dass auf 

Basis solcher Daten innovative 

Lösungen für Produktionen oder 

anderweitige Prozessabläufe entwickelt 

werden können, die Kosten, 

Zeit und andere wichtige Ressourcen 

einsparen. Beispiele dafür sind 

Verfahren wie Predictive Quality 

oder Predictive Maintenance: Hier 

werden Qualität oder systematische 

Fehlentwicklungen in der Produktion 

analysiert und automatisch eingeschätzt. 

Das reduziert beispielsweise 

Reklamationen durch Kunden 

nach Auslieferung oder ermöglicht 

auch eine bessere Planung 

der Wartungs intervalle für 

die Maschinen. 

Weitere 

Einsatzmöglichkeiten 

Doch nicht nur in der Industrie findet 

KI viele Einsatzmöglichkeiten, 

auch in Branchen wie Gesundheit 

oder Sicherheit kann sie wertvolle 

Unterstützung liefern. In der Medizin 

bieten sich Unterstützungsmöglichkeiten 

bei der Analyse und 

Diagnose klinischer Daten. In der 

Sicherheitsindustrie kann u. a. die 

Detektion unerwünschter Gegenstände 

optimiert werden – beispielsweise 

an Flughäfen. So wird 

sichergestellt, dass z. B. Waffen 

oder andere unerlaubte Gegenstände 

immer erkannt werden – 

unabhängig davon, wie unaufmerksam 

oder müde die zuständigen Mitarbeitenden 

sind. KI ermöglicht in 

diesen Fällen eine Entkopplung der 

Erkennungsrate vom menschlichen 

(Unsicherheits-)Faktor. 

Trends für 2023 

Für dieses Jahr kristallisieren sich 

weitere Trends heraus. Besonders 

Aspekte der Nachhaltigkeit und Ethik 

spielen dabei eine immer entscheidendere 

Rolle. Denn: Je größer die 

Einsatzgebiete von KI werden, desto 

wichtiger wird auch der verantwortungsvolle 

Umgang mit ihr. Das beinhaltet 

Fragen der verantwortungsvollen 

und sicheren Datennutzung, 

wie der Einsatz von KI nachhaltiger 

gestaltet werden kann oder auch 

die Gewährleistung der Sicherheit 

von Menschen, die im engen Kontakt 

zu ihr arbeiten. 

Wo KI (noch) 

an Grenzen stößt 

KI hat unfassbar viel Potenzial 

– und kann doch schnell an Grenzen 

stoßen, trotz aller positiven Entwicklungen 

und Prognosen. Dies 

gilt vor allem, wenn neben den bisher 

gemachten Erfahrungen auch 

emotionale Aspekte in die Entscheidungsfindung 

einfließen müssen, 

wie z. B. in der Medizin. 

Auch lassen sich ethische und 

moralische Aspekte einem KI- 

System (noch) nicht eindeutig vermitteln. 

Gleichzeitig kommt hier die 



Frage nach den „richtigen” Kriterien 

für das Machine Learning hinzu. 

Die Bias, also die Vorbewertung 

der Daten, ist stark von kulturellen, 

religiösen und anderen hochindividuellen 

Hintergründen der jeweiligen 

Daten analysten abhängig. Dies 

kann sogar so weit gehen, dass die 

trainierten KI-Systeme Menschen 

diskriminieren – ohne, dass dies 

ursprünglich beabsichtigt war. 

So vielseitig wie KI ist, so vielseitig 

sind auch die Herausforderungen, 

die mit ihr einhergehen. 

Doch künstliche Intelligenz ist nicht 

per se gut oder schlecht. Sie übernimmt 

nur das, was wir ihr – auch 

unbewusst – weitergeben. 

Normung 

ermöglicht Entwicklung 

Um mit diesen Herausforderungen 

in Zukunft besser und souveräner 

umgehen zu können, brauchen wir 

Regulierungen und gewisse Standards, 

die einen Handlungsrahmen 

als Grundlage vorgeben. 

Zu diesem Zweck hat die Bundesregierung 

im Rahmen ihrer KI- 

Strategie die Entwicklung der sogenannten 

„Normungsroadmap KI” 

veranlasst. Sie soll konkrete Handlungsempfehlungen 

für die Standardisierung 

und Normung künstlicher 

Intelligenz skizzieren. Im 

Dezember 2022 wurde die 2. Ausgabe 

dieser Roadmap an Bundesminister 

Robert Habeck übergeben 

und veröffentlicht. Mehr als 

570 Fachleute aus verschiedenen 

Bereichen haben an diesem Projekt 

aktiv mitgewirkt. Die Ergebnisse 

wurden Ende Januar von 

der DIN und der Deutschen Kommission 

für Elektrotechnik, Elektronik 

und Informationstechnik (DKE) 

gemeinsam mit dem Bundesministerium 

für Wirtschaft und Klimaschutz 

in einer virtuellen Veranstaltung 

vorgestellt. 

Einsatzort 

Wichtige Kriterien, die für den 

Einsatz von KI reguliert werden, 

sind beispielsweise die Auswahl 

und Repräsentativität der Trainingsdatensätze 

vor dem Hintergrund 

des Einsatzortes. So kann 

einer versehentlichen Diskriminierung 

oder anderen Fehleinschätzungen 

seitens der KI vorgebeugt 

werden – vor allem, wenn mit Daten 

trainiert wird, die sich auf Menschen 

beziehen. Im medizinischen 

Bereich würde das z. B. bedeuten, 

dass auch Aspekte wie Ethnie, 

Alter, Krankenhistorie oder weitere 

Nebendiagnosen berücksichtigt 

werden müssen. 

Gütekriterien 

Andere Regulierungskriterien 

beinhalten u. a. Metriken, also 

Gütekriterien zu Einschätzung 

der Performance der verwendeten 

Datensätze, die Einhaltung des 

Datenschutzes und welche Regeln 

für die Datennutzung gelten, oder 

auch Haftungsfragen im Hinblick 

auf den Autonomiegrad einer KI- 

Software. 

Die Normung von Künstlicher 

Intelligenz bildet einen enormen 

Meilenstein. Sie ist so wichtig, weil 

sie die Basis zur Formulierung von 

Rechtsvorschriften bildet: Sobald 

bestimmte Kriterien definieren, 

ab wann ein System sicher und 

funktional ist, können auf dieser 

Grundlage Gesetze geschaffen 

werden. Besonders in sensibleren 

Bereichen, wie der Sicherheit 

und Gesundheit von Personen, ist 

das ein wichtiger Aspekt. Gerade 

dort werden Regulierungen Sicherheit 

schaffen und Beteiligte rechtlich 

absichern. 

Gleichzeitig ergeben ssich Vorteile 

für den Einsatz von KI – sie 

kann so in Bereichen eingesetzt 

werden, in denen ihr Einsatz zuvor 

undenkbar gewesen wäre. Dies trifft 

beispielsweise auf den Medizintechnikbereich 

zu – insbesondere den 

Hochrisikobereich der Medizinprodukteklassen 

IIa, IIb und III – bei 

dem für den Marktzugang hohe 

Zertifizierungshürden überwunden 

werden müssen. Die Normung wird 

hier enorm viel erleichtern. 

Autonom agieren 

Indem Normungskriterien eingehalten 

werden, kann KI autonom 

verwendet werden – und somit aus 

dem Schattendasein eines reinen 

„Vorschlagssystems” heraustreten. 

Wie das aussehen kann, erleben 

viele bereits heute in ihrem Alltag mit 

ihrer Einparkhilfe: Hier kann die KI 

unter Aufsicht des Fahrers bereits in 

einigen Teilen vollkommen autonom 

agieren. Die mit der Normung einhergehende 

Zertifizierung von KI-Systemen 

führt dazu, dass viele manuelle 

und teilautomatisierte Prozesse im 

nächsten Schritt in die Vollautomatisation 

überführt werden können. 

Das entlastet Fachkräfte. Aber 

gleichzeitig entstehen diverse Herausforderungen 

in der Arbeitsplatzgestaltung. 

Unternehmen und Mitarbeitende 

werden sich auf neue 

Arbeitsumgebungen einstellen müssen. 

Alte Prozesse verschwinden 

und neue entstehen, während sich 

Mit dem verstärkten Einsatz von KI in den verschiedensten Bereichen 

ergeben sich neue Use Cases – von Flughafensicherheit bis Medizin. Ein 

verantwortungsvoller Umgang mit dieser Technologie wird deshalb umso 

wichtiger. © SALT AND PEPPER Holding GmbH & Co. KG 

Die 2. Ausgabe der Normungsroadmap KI wurde im Dezember 2022 an 

Bundesminister Robert Habeck beim Digitalgipfel übergeben 

© Stefan Zeitz, Digitalgipfel 2022 

die Aufgabenbereiche der Mitarbeitenden 

verschieben. So werden 

beispielsweise manuelle Qualitätsinspektionen 

in Zukunft von KI- 

System durchgeführt und damit vollautomatisiert. 

Diese Umstände verlangen 

nach einer hohen Flexibilität 

– ähnlich wie schon bei der dritten 

industriellen Revolution. 

Wie geht es jetzt weiter? 

Die Normungsroadmap KI wird im 

nächsten Schritt den Normungsausschüssen 

der DIN vorgelegt, wobei 

der langfristige Fokus auf dem europäischen 

Binnenmarkt oder sogar 

ISO-Normen liegt. Auf dieser Grundlage 

folgen dann entsprechende Vorlagen 

für Konzepte. Diese werden 

anschließend normiert und können 

final als recht liche Grundlage verwendet 

werden. 

Es zeigt sich also, dass Künstliche 

Intelligenz das Leben in allen 

Bereichen transformiert, sowohl privat 

als auch beruflich. Noch weist 

die Technologie gewisse Grenzen 

auf, insbesondere, wenn es um Fragen 

der Ethik geht. Ihre Entwicklung 

und die damit einhergehenden 

Veränderungen werden in Zukunft 

jedoch exponentiell zunehmen. Und 

auf diese Veränderungen müssen 

wir uns vorbereiten. Ein essenzieller 

Teil dessen ist die Normung als 

Basis der rechtlichen Regulierung 

von KI, um mit der steigenden Relevanz 

auch den verantwortungsvollen 

Umgang mit der Technologie 

sicherzustellen. Es bleibt spannend 

zu beobachten, welche Entwicklungen 

Bestand haben – und welche 

Trends nicht überdauern. ◄ 


27

EMV 

Medizinische Geräte 

und elektromagnetische Verträglichkeit 

Bei medizinischen Geräten spielt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV/EMC) eine besonders wichtige 

Rolle, da hier Leben und Gesundheit von Menschen betroffen sind. Die Anforderungen der internationalen Norm 

IEC 60601-1-2, 4. Ausgabe, dürfen daher nicht vernachlässigt werden. 

Kurz zur IEC 60601(-1-2) 

Die internationale Normenreihe 

IEC 60601 behandelt die Sicherheit 

und die wesentlichen Leistungsmerkmale 

von medizinischen elektr(on) 

ischen Geräten und dient als Grundlage 

für die Regulierung medizinischer 

Geräte in den meisten Ländern 

der Welt. Die Reihe besteht aus 

einer allgemeinen Norm (IEC60601- 

1), etwa zehn ergänzenden Normen 

(IEC 60601-1-xx) und etwa 60 speziellen 

Normen (IEC 60601-2-xx 

und IEC/ISO 80601-2-xx). Die IEC 

60601-Reihe gilt nicht für die meisten 

Arten von In-vitro-Diagnostika 

oder implantierbare Teile von 

aktiven implantierbaren medizinischen 

Geräten (die von der ISO 

14708 abgedeckt werden). 

IEC 60601-1-2 

(Medizinische elektrische 

Geräte, Teil 1-2) 

Quelle: 

Medical devices and 

electromagnetic compatibility 

Addressing the requirements of 

IEC 60601-1-2, 4th Edition 

UL Solutions 

www.ul.com 

redaktionell übersetzt und 

stark gekürzt 

Das Risiko elektromagnetischer 

Störungen und die Störfestigkeit sind 

wichtige Faktoren bei der Bewertung 

der Sicherheit von Medizinprodukten 

durch die Aufsichtsbehörden. 

Allerdings sind neue Herausforderungen 

dazugekommen, 

da moderne Medizintechnikgeräte 

aufgrund neuer Technologien und 

Innovationen vielseitiger einsetzbar 

sind. Zu nennen ist hier die drahtlose 

Kommunikation, die neue Einsatzbereiche 

ermöglicht. So haben 

sich nicht nur die Möglichkeiten, sondern 

auch die potentiellen Risiken 

für die Patienten erhöht. 

Die IEC 60601-1-2 

ist die international anerkannte 

Norm für medizinische Geräte, die 

Anforderungen und Tests für die 

Empfindlichkeit und Immunität gegenüber 

elektromagnetischen Störungen 

behandelt. Sie wurde kürzlich 

umfassend überarbeitet. In der 

EU ist die Norm IEC 60601-1-2 in 

vierter Ausgabe Konsensnorm für 

die Einhaltung der Medizinprodukte- 

Richtlinie. Dieser Artikel gibt einen 

Überblick über die vierte Ausgabe 

von IEC 60601-1-2 und die spezifischen 

Fragen von Geräteherstellern. 

Allgemeine Festlegungen für die 

Sicherheit und die grundlegenden 

Leistungen – die Ergänzungsnorm 

„Elektromagnetische Störungen 

– Anforderungen und Prüfungen“ 

befasst sich mit Sicherheits- und 

Leistungsfragen für medizinische 

Geräte. Die Norm definiert insbesondere 

Störfestigkeits-Grenzwerte 

zum Schutz medizinischer Geräte 

vor elektromagnetischen Störungen 

(EMI) sowie Emissionsgrenzwerte 

eines Geräts. Die Einhaltung der 

IEC 60601-1-2 trägt dazu bei, Fehlfunktionen 

des Geräts zu minimieren, 

die eine Gefahr für Patienten 

und Gesundheitsdienstleister darstellen 

könnten. Die letzten Änderungen 

erfolgten 2014 mit der Veröffentlichung 

der vierten Ausgabe der 

IEC 60601-1-2. Zum Teil durch den 

Bedarf an strengeren EMV-Anforderungen 

wegen der Verbreitung von 

drahtlosen Geräten in der Gesundheitstechnik 

spiegelt die vierte Ausgabe 

auch die heutige Verwendung 

von medizinischen Geräten in einer 

Vielzahl von Umgebungen, von pro- 


EMV 

fessionellen Gesundheitseinrichtungen 

bis hin zu häuslichen Pflegeeinrichtungen, 

wider. 

EMV-bezogene Risiken 

Wichtig ist, dass die vierte Ausgabe 

der IEC 60601-1-2 den umfassenden 

Ansatz zur Risikobewertung 

in der aktuellen Ausgabe der IEC 

60601-1, der allgemeinen Norm für 

Medizinprodukte, ergänzt. Die vierte 

Ausgabe legt nun den Schwerpunkt 

auf eine Bewertung aller EMV-bezogenen 

Risiken, die mit den grundlegenden 

Leistungs- und Sicherheitsanforderungen 

eines bestimmten 

Medizinprodukts in den spezifischen 

Umgebungen, in denen das 

Produkt eingesetzt werden soll, 

übereinstimmen. 

Anstatt zu versuchen, spezifische 

Anforderungen für jeden einzelnen 

Fall zu definieren, verlangt die 

vierte Ausgabe von jedem Hersteller, 

einen Prüfplan für sein Produkt 

zu entwickeln. 

Wesentliche Änderungen 

gegenüber der dritten 

Ausgabe: 

• definierte Umgebungen 

für den bestimmungsgemäßen 

Gebrauch 

Die vierte Ausgabe ersetzt die 

Klassifizierungen „lebenserhaltend“ 

und „nicht lebenserhaltend“ der 

dritten Ausgabe durch drei Umgebungen 

für den bestimmungsgemäßen 

Gebrauch: 

1. professionelle Gesundheitseinrichtungen, 

wie Krankenhäuser, 

Kliniken und andere medizinische 

Einrichtungen 

2. häusliche Pflegeeinrichtungen 

3. Umgebungen wie z. B. Industriegebiete 

und militärische Einrichtungen 

Diese Änderung harmonisiert 

die überarbeitete Norm mit anderen 

Normen der IEC-Reihe. 

• Annahme eines Risikomanagement-Ansatzes 

Die vierte Ausgabe verwendet 

die Grundsätze des Risikomanagement-Ansatzes 

in der Ausgabe 3.1 

der IEC 60601-1. Konkret verlangt 

die Norm nun von den Herstellern 

eine Risikobewertung der Sicherheitsaspekte 

in Bezug auf EMV in 

Verbindung mit jedem Medizinprodukt 

in Übereinstimmung mit den 

Anforderungen der ISO 14971. 

• Bedeutung der wesentlichen 

Leistung und der 

grundlegenden Sicherheit 

Der Risikomanagementprozess 

soll auch die wesentlichen Leistungs- 

und grundlegenden Sicherheitsanforderungen 

an ein bestimmtes 

Produkt abbilden. Pass/Fail- 

Anforderungen in Bezug auf spezifische 

Emissions- und Störfestigkeitsgrenzwerte 

sollen sicherstellen, 

dass die grundlegende Leistung und 

Sicherheit nicht beeinträchtigt wird. 

• Anhebung der 

ESD-Immunitätsteststufen 

Um der der Gefahr von Schäden 

durch elektrostatische Entladung 

(ESD) zu begegnen, wurden 

die ESD-Immunitätswerte deutlich 

angehoben. 

Ein Prüfplan muss mindestens die 

folgenden Punkte berücksichtigen: 

• vorgesehene Verwendung des 

Medizinprodukts 

• spezifischen Umgebungsbedingungen, 

in denen das Medizinprodukt 

eingesetzt werden soll 

• wesentlichen Leistungsmerkmale 

und grundlegenden Sicherheitsrisiken 

mit dem Produkt während 

seiner bestimmungsgemäßen 

Verwendung und in der bestimmungsgemäßen 

Umgebung 

• Beschreibung der für die Prüfung 

erforderlichen physikalischen und 

elektrischen Einrichtungen 

• Beschreibung der zu prüfenden 

Gerätekonfiguration(en) und 

Betriebsmodi 

• Beschreibung des Plans zur 

Überwachung der wesentlichen 

Leistungen während der Prüfung 

• Teststufen für jede durchzuführende 

Emissions- und Störfestigkeitsprüfung 

• Kriterien für das Bestehen/Nichtbestehen 

jeder Emissions- und 

Störfestigkeitsprüfung 

Mustervorlage 

Um Gerätehersteller bei der Entwicklung 

eines Prüfplans zu unterstützen, 

der die Anforderungen der 

Norm erfüllt, enthält die vierte Ausgabe 

der Norm eine Mustervorlage. 

Die vierte Ausgabe enthält auch 

überarbeitete Dokumentationsanforderungen. 

Die Anforderungen an den 

Prüfplan stellen wahrscheinlich 

eine erhebliche Belastung für 

viele Gerätehersteller dar. Dementsprechend 

enthält die vierte 

Ausgabe eine Reihe von informativen 

Anhängen, die Hilfestellung 

beim Verständnis vieler 

Aspekte geben. 

Umsetzung 

der Vorschriften 

Die Entwicklung und Markteinführung 

von Medizinprodukten, die 

auf fortschrittlichen Technologien 

basieren, kann heute Jahre dauern. 

Während die Hersteller von Medizinprodukten 

oft aktiv dazu angehalten 

werden, ihre Produkte schnell 

anzupassen, um die Anforderungen 

aktualisierter oder überarbeiteter 

Normen zu erfüllen, haben die 

Regulierungsbehörden in der Regel 

formelle Zeitpläne für die Umsetzung, 

die den Herstellern drei Jahre 

oder mehr Zeit geben könnten, um 

die aktualisierten Anforderungen 

zu erfüllen. 

Fazit 

Die vierte Ausgabe der IEC 

60601-1-2 stellt die Hersteller von 

Medizinprodukten vor eine Reihe 

von Herausforderungen bei der 

Einhaltung der Vorschriften, insbesondere 

die Anforderungen an den 

Hersteller, eine Analyse des Risikos 

für die wesentliche Leistung und 

die grundlegende Sicherheit seines 

Gerätes in Verbindung mit den 

Auswirkungen von EMI durchzuführen 

und einen umfassenden Prüfplan 

zu entwickeln, um die Einhaltung 

der Anforderungen der vierten 

Auflage im Hinblick auf diese Risiken 

zu bewerten. ◄ 


29

Virtueller Zwilling 

Virtueller Zwilling im Gesundheitswesen 

Großes Potenzial für die Medizin 

In vielen Branchen ist der Einsatz 

eines virtuellen Zwillings fester 

Bestandteil des Arbeitsalltags: Im 

Maschinenbau minimiert er die 

Abhängigkeit von kostenintensiven, 

physischen Tests und verkürzt damit 

die Time-to-Market. In der Automobilbranche 

werden Crashtests zu 

90 Prozent virtuell durchgeführt und 

anschließend am fertigen Produkt 

überprüft. In der Gesundheitsbranche 

hat der virtuelle Zwilling durch 

Fortschritte der vergangenen Jahre 

Aufwind erhalten, denn er ermöglicht 

ein hohes Maß an Effizienz bei der 

Entwicklung neuer Behandlungen 

Autor: 

Steve Levine 

Sr. Director of Virtual Human 

Modeling 

Dassault Systèmes 

www.3ds.com/de 

sowie Präzision bei deren Anwendung. 

Die 3D-Rekonstruktion des 

schlagenden Herzens von Patienten, 

die Simulation einer komplexen 

Operation oder virtuelle Tests 

von Medikamenten an ganzen Körpersystemen 

sind dabei nur einige 

Beispiele. Sicher ist: Durch den Einsatz 

eines virtuellen Zwillings lassen 

sich wertvolle Erkenntnisse gewinnen, 

um medizinische Innovationen 

und eine präzise Patientenversorgung 

maßgeblich voranzubringen. 

Digitalisierung 

in der Medizin 

Technologie ist ein Katalysator 

für Transformation. Sie beeinflusst, 

wie wir leben und arbeiten und ist 

die Grundlage vieler gesellschaftlicher 

und wirtschaftlicher Veränderungen. 

In zahlreichen Branchen ist 

die Digitalisierung bereits in vollem 

Gange und hat die nötige Transformation 

mit sich gebracht, damit 

Unternehmen in der globalen Wirtschaft 

wettbewerbsfähig bleiben. 

Mit dem Einsatz dieser Technologien 

steht das Gesundheitswesen 

nun vor einem besonders großen 

Wandel. Viele Menschen nutzen im 

privaten Umfeld bereits Apps für das 

Smartphone oder Wearables, die 

sportliche Aktivitäten aufzeichnen 

oder den Blutdruck und Blutzuckerspiegel 

überwachen. Ihre Gesundheitsdaten 

sind damit digital verfügbar 

und einfach für sie zugänglich. 

Für den nächsten, wichtigen 

Schritt ist die Industrie am Zug – 

mit der Entwicklung und Nutzung 

virtueller Patientenzwillinge, zum 

Beispiel von Zellen, Organen oder 

sogar dem vollständigen menschlichen 

Körper. 

Doch was genau 

ist ein virtueller Zwilling? 

Zunächst sollte zwischen dem 

digitalen und dem virtuellen Zwilling 

unterschieden werden. Der 

digitale Zwilling beschreibt lediglich 

eine digitalisierte Kopie des Ist- 

Zustands. Werden Patientendaten 

beispielsweise mit einem Fragebogen 

in Papierform erfasst, fließen 

diese nun digital, z. B. über ein 

Tablet, in die digitale Datensammlung 

ein. Diese Arbeitsweise ist 

ein notwendiger Ansatz, um erste 

Fortschritte bei der Digitalisierung 

zu erzielen. Der virtuelle Zwilling 

geht deutlich weiter: Er setzt bei 

der Entwicklung eines digitalen 

Abbilds von Produkten, Menschen 

sowie Prozessen an und überträgt 

sie in die virtuelle Welt. Diese dient 

als gemeinsamer Bezugspunkt für 

alle Beteiligten, ermöglicht die Simulation 

von Was-wäre-wenn-Szenarien 

und eröffnet dadurch ein neues 

Universum an Möglichkeiten und 

Denkansätzen. 

Ein Herz 

für die Digitalisierung 

Eine medizinische Disziplin, die 

besonders stark vom Einsatz eines 

virtuellen Zwillings profitieren wird, 

ist die Kardiologie. Der Herzbericht 

der Deutschen Herzstiftung zeigt, 

dass Herz-Kreislauf-Erkrankungen 

weiterhin die häufigste Todesursache 

in Deutschland sind. Die 

größte Herausforderung bei der 

Behandlung ist die hohe Komplexität 

des Organs sowie dessen Auswirkungen 

und Abläufe im gesamten 

Körper der Patienten. Ärzte können 

das volle Ausmaß einer Krankheit 

nicht von außen erkennen; zudem 

ist der Zugang zum Herzen schwierig. 

Einen großen Teil ihrer Expertise 

beziehen sie zudem über Erfahrungen 

aus der Praxis – direkt an 

der zu behandelnden Person. Dieser 

Herausforderung hat sich Dassault 


Virtueller Zwilling 

Systèmes mit dem im Jahr 2014 ins 

Leben gerufene Living Heart-Projekt 

angenommen, das nun schon fast 

zehn Jahre erfolgreich besteht. Die 

Initiative vereint mehr als 150 Institutionen 

aus Forschung, Industrie, 

Ärzteschaft und Zulassungsbehörden 

aus 24 Ländern, die mit ihrem 

kombinierten klinischen Know-how 

sowie Erkenntnissen aus der Wissenschaft 

das erste realistische 

3D-Modell eines schlagenden Herzens 

entwickelt haben. Dieser virtuelle 

Zwilling bildet nicht nur Aufbau, 

Form und Funktion des Organs ab, 

sondern bündelt zudem Informationen 

und Wissen, sodass alle beteiligten 

Personen jederzeit darauf 

zugreifen können. Das Modell lässt 

sich zudem durch patientenbezogene 

Daten wie MRT-Bilder oder 

Ergebnisse der Herzdiagnostik personalisieren. 

Es eröffnet dadurch 

neue Möglichkeiten auf drei Ebenen, 

um die Patientenversorgung 

zu verbessern, die Wissenschaft 

und Forschung zu unterstützen und 

Innovationen zu beschleunigen: 

• Medizintechnikunternehmen verwenden 

das virtuelle Herz, um 

Strukturbauteile wie künstliche 

Herzklappen zu entwickeln und 

zu testen. Der Einsatz eines virtuellen 

Zwillings als Ersatz für Tierversuche 

oder physische Prototypen 

ist weniger zeit- und kostenintensiv 

und erhöht außerdem die 

Erfolgsaussichten in klinischen 

Studien. Zudem lässt sich der 

virtuelle Zwilling personalisiert an 

die Krankheitsbedingungen von 

Patienten anpassen oder auf eine 

bestimmte Bevölkerungsgruppe, 

z. B. Kinder, abstimmen. 

• Pharmaunternehmen nutzen den 

virtuellen Zwilling für Versuche auf 

Zellebene, bevor sie Medikamente 

zur Behandlung von Herzerkrankungen 

für die Zulassung bei der 

entsprechenden Behörde einreichen. 

Sie untersuchen in virtuellen 

Tests, wie sich Wirkstoffe 

auf das gesamte Organ und das 

umliegende Muskelgewebe auswirken. 

Dies senkt das Risiko von 

unvorhergesehenen Ergebnissen 

bei klinischen Studien – für das 

bestmögliche Ergebnis für die zu 

behandelnden Personen. 

• Ärzteschaft und Studierende profitieren 

in der täglichen Arbeit vom 

virtuellen Zwilling des Herzens. 

Patientenspezifische Modelle 

unterstützen medizinisches Personal 

beispielsweise bei der Planung 

komplexer Eingriffe und 

Behandlungen, wie der Korrektur 

von schweren Herzfehlern bei 

Neugeborenen. Indem die Operation 

vorab virtuell erprobt wird, 

ermitteln sie den bestmöglichen 

Behandlungsansatz, bevor er am 

Patienten angewendet wird. Selbiges 

gilt für die Aus- und Weiterbildung: 

Hier können angehende 

Mediziner das Organ zuerst virtuell 

erkunden und einen operativen 

Eingriff trainieren. 

Innovative 

Einsatzmöglichkeiten 

für maßgeschneiderte 

Therapien 

Die zunehmende Reife der Technologie 

sowie die Leistungsfähigkeit 

und Vielseitigkeit des virtuellen Zwillings 

haben eine wachsende Zahl 

neuer Anwendungsfälle in allen 

medizinischen Disziplinen hervorgebracht. 

Neben dem Herzen hat 

Dassault Systèmes weitere Virtual 

Twin-Modelle für das Gesundheitswesen 

entwickelt – so wird ein virtueller 

Zwilling des Gehirns für eine 

präzisere Epilepsiebehandlung eingesetzt 

und Modelle von Knie- und 

Hüftgelenken erleichtern die Anfertigung 

individueller Prothesen. Darüber 

hinaus eröffnet der virtuelle Zwilling 

der Lunge vielversprechende 

Perspektiven für eine personalisierte 

Beatmung im Koma. 

Klinische Studien 

Diese Fortschritte haben sich 

auch positiv auf den kritischen Teil 

des Entwicklungsprozesses, die 

Durchführung klinischer Studien, 

ausgewirkt. Sie werden zunehmend 

„in-silico“ umgesetzt und ermöglichen 

es, Behandlungsmethoden 

und zukünftige Medikamente durch 

virtuelle Tests an virtuellen Patientengruppen 

zu optimieren. Um 

diesen Prozess zu rationalisieren, 

entwickelt Dassault Systèmes in 

Zusammenarbeit mit der amerikanischen 

Arzneimittelbehörde FDA 

Richtlinien für Pharmaunternehmen 

zur Durchführung klinischer In-silico- 

Studien. Sie sollen als Grundlage 

dienen und so zu effizienteren sowie 

effektiveren Verfahren beitragen. 

3D-Simulation fördert außerdem 

das Verständnis und die Kommunikation 

zwischen Patienten, ihren 

Angehörigen sowie dem behandelnden 

Fachpersonal. 3D als universelle 

Sprache hilft hier, Behandlungspläne 

besser zu verstehen. Ein 

Anwendungsbeispiel ist das VOR- 

THEx-Projekt. Mittels Virtual Reality 

können sich Krebspatienten vor der 

tatsächlichen Bestrahlung mit der 

Situation vertraut machen: Indem 

sie die Therapie zuerst in der virtuellen 

Welt erleben, soll ihnen die 

Angst davor genommen werden. 

Über den einzelnen Patienten 

hinaus lässt sich ein virtueller Zwilling 

auch auf die Ebene einer vollständigen 

Gesundheitseinrichtung 

oder sogar eines medizinischen 

Wertschöpfungsnetzwerks skalieren. 

Das Abbild eines Krankenhauses 

kann für die Planung und 

Gestaltung genutzt werden, um Prozesse 

wie die Patientenaufnahme 

effizienter zu gestalten oder Kreuzkontaminationen 

durch eine Optimierung 

von Laufwegen zu minimieren. 

Dabei lässt sich auch simulieren, 

welchen Einfluss die Platzierung 

der Einrichtungsgegenstände 

im Gebäude oder die Belüftungssysteme 

haben. Darüber hinaus findet 

ein virtueller Zwilling auch Anwendung 

in der Notfallvorsorge, bei Trainings 

und der Simulation verschiedener 

Szenarien sowie in prädikativen 

Analysen und Optimierungen, 

die die Gesamteffizienz des Krankenhauses 

verbessern. 

Die Zukunft der Medizin 

Was bei virtuellen Crashtests in 

der Automobilindustrie seit Jahren 

die Regel ist, findet nun auch erfolgreich 

Anwendung in der Gesundheitsbranche. 

Virtual Human Modeling, 

also ein virtueller Zwilling von 

Organen oder Zellen, oder auch 

ein virtueller Zwilling von Krankenhäusern 

und ganzen Wertschöpfungsnetzwerken 

ermöglichen 

eine revolutionäre Transformation 

des Gesundheitswesens. Mit diesem 

Ziel vor Augen verfolgt Dassault 

Systèmes die Vision, ein virtuelles 

Abbild des gesamten menschlichen 

Körpers zu entwickeln – einen 

„Virtual Twin of the Human Body“. 

Neue Erkenntnisse, wie Studien, 

diagnostische Tests oder Behandlungen, 

fließen in die Entwicklung 

des Modells ein, optimieren es und 

verbessern die Möglichkeiten zur 

Individualisierung. Damit ist eine 

Zukunft des Gesundheitswesens 

in Sicht, bei der jeder Patient die 

Chance auf eine Behandlung hat, 

die auf den eigenen Körper, Stoffwechsel 

sowie die jeweiligen Gene 

abgestimmt ist. ◄ 


31

Supply Chain 

Supply Chain im MedTech-Bereich 

Lessons Learned für starke Lieferketten 

Bild 1: Starke Lieferkette: Was Medtech-Unternehmen aus der Krise lernen können 

© Unsplash/Miltiadis Fragkidis; COO-Lizenz 

Autor: 

Frank Zycinski 

Market Sector Vice President 

Plexus 

www.plexus.com/de-de/ 

Hersteller im MedTech-Bereich 

sehen sich auch drei Jahre nach 

COVID-19 mit einer launischen 

Supply Chain konfrontiert, die nach 

neuen Strategien verlangt. Dabei 

zeigt sich: Es gibt verschiedene 

Wege für mehr Resilienz entlang 

von Lieferketten. 

Der Blick auf die Supply Chain 

bleibt vorsichtig optimistisch. Nach 

einer Umfrage von H&Z und dem 

Industrieverband Spectaris haben 

67 % der MedTech-Unternehmen in 

der DACH-Region zwar akute Störungen 

in ihren Lieferketten mittlerweile 

unter Kontrolle. Die Hersteller 

sehen sich nun jedoch neuen 

und oft komplexeren Herausforderungen 

gegenüber. So machen die 

steigenden Preise rund 82 % der 

Unternehmen zu schaffen. Weitere 

88 % spüren die Folgen des instabilen 

Energiemarktes. 

Dass die wirtschaftlichen und 

geopolitischen Unsicherheiten die 

Medtech-Branche besonders hart 

treffen, ist kaum überraschend. 

Hochkomplexe medizinische Geräte 

setzen in der Regel lange Entwicklungszyklen 

voraus. Bis zur Zulassung 

eines Hightech-Produkts können 

Jahre vergehen, zumal strenge 

Compliance-Vorgaben zu erfüllen 

sind. Diese speziellen Bedingungen 

machen sich über kurz 

oder lang auch bei der Auswahl der 

eingesetzten Komponenten 

bemerkbar. 

Oftmals hängt 

von nur einer einzigen 

Bezugsquelle 

ab, ob ein medizinisches 

Gerät 

rechtzeitig auf den 

Markt kommt. Die 

Supply-Chain-Krise 

der letzten zwei 

Jahre hat diese Herausforderungen 

deutlich verschärft. 

Auf dem Höhepunkt 

der Engpässe 

ließen sich 

millionenschweren 

High-Tech-Produkte 

nicht ausliefern, 

da einzelne 

Komponenten 

schlichtweg 

nicht lieferbar waren. 

Lessons Learned 

aus der Krise 

Die Branche hat aus diesen Erfahrungen 

gelernt und steht vor einem 

strategischen Shift, was die Supply 

Chain angeht. Ziel ist es, nicht nur 

kurzfristig, sondern auch langfristig 

Engpässe und lange Lieferzeiten zu 

vermeiden und die Fertigstellung 

von medizinischen Geräten sicherzustellen. 

Das zeigt auch die bereits 

oben erwähnte Umfrage unter 400 

MedTech-Herstellern: Während vor 

einigen Jahren eine möglichst kosteneinsparende 

Produktion im Vordergrund 

stand (37 %), steht heute nur 

noch bei jedem fünften Unternehmen 

(21 %) die Beschaffungskosten 

ganz oben auf der Prioritätenliste. 

Eine Frage des Standorts 

Reshoring, Nearshoring oder 

Friendshoring: Eine wichtige Überlegung 

betrifft dabei den Standort der 

Produktion. Angesichts steigender 

Transportkosten und geopolitischer 

Spannungen denken viele Unternehmen 

darüber nach, ihre Fertigung 

ganz oder zumindest teilweise 

wieder zurückzuholen (Reshoring). 

Die Zusammenführung von Design 

und Produktion in einem Herkunftsland 

soll die Zuverlässigkeit erhöhen 

und die Abhängigkeit von externen 

Faktoren minimieren. Ähnliches verspricht 

man sich auch vom Nearshoring: 

Hier befindet sich die Produktionsstätte 

in einem Land, dass 

sich geografisch in der Nähe befindet, 

dabei aber gleichzeitig Vorteile 

bei Lohn- und Produktionskosten bietet. 

Osteuropa hat sich hier in den 

letzten Jahren bereits als attraktiver 

Nachbar etabliert. Ob dieser Trend 

anhält, bleibt jedoch abzuwarten. 

Eine dritte Variante sind Standorte, 

die sowohl einen Zugang zu globalen 

Märkten als auch ein gewisses 

Maß an politischer Stabilität bieten 

(Friendshoring). 

Sicherheit schaffen 

Was alle diese Ansätze in der 

Theorie verbindet: Sie sollen 

Sicherheit schaffen und Herstellern 

die Kontrolle über ihre Lieferketten 

zurückgeben. In der Praxis 

ist die Rück- oder Umverlagerung 

von Produktionsstätten 

jedoch komplex. In manchen Fällen 

ist die Fertigung an spezifische 

Rohstoffe gebunden. In vielen Ländern 

bremst der Fachkräftemangel 

ehrgeizige Pläne zur Lokalisierung 

von Lieferketten schnell 

aus. Außerdem lohnt es sich nicht 

immer, etablierte und über Jahre 

hinweg aufgebaute Offshore-Fertigungskapazitäten 

einfach aufzugeben, 

um an anderer Stelle vorn 

vorne anzufangen. 

Bild 2: Lange Wartezeiten sorgen für Störungen in der Supply Chain 

© Plexus 


Supply Chain 

Bild 3: Notfallplan für Komponentenknappheit und Engpässe © Plexus 

Eine Frage der Flexibilität – 

Diversifikation 

Für viele Hersteller ist daher 

der Standort der Produktion weitaus 

weniger wichtig als die Anzahl 

der Zulieferer in ihrem Netzwerk. 

Knapp 30 % planen laut Ifo-Studie 

ihre Beschaffung künftig stärker 

zu diversifizieren. Anstatt kritische 

Komponenten ausschließlich 

von einer Bezugsquelle zu 

beziehen (Single Sourcing), setzen 

die Entwickler auf mehrere 

Teillieferanten (Multi Sourcing), um 

im Notfall auf mehr als einen Partner 

zurückgreifen zu können. Wie 

praktikabel diese Strategie in der 

Medtech-Branche ist, die angesichts 

der langen Produktlebensdauer 

von Geräten und Systemen 

auf langfristige Partner angewiesen 

ist, muss von Fall zu Fall entschieden 

werden, insbesondere wenn 

es sich um funktionskritische Bauteile 

handelt. 

Klar ist aber: Die Diversifikation 

der Supply Chain macht sie unweigerlich 

komplexer und schwieriger 

zu managen. Gefragt ist nicht mehr 

nur eine hohe Supply Chain-Expertise, 

sondern auch ein umfassendes 

Toolset an Supply Chain Managementlösungen, 

die Risikofaktoren 

für jede Komponente entlang der 

Lieferketten analysieren und quantifizieren, 

proaktiv Bewertungen zu 

Zulieferern abgeben und prädiktive 

Lösungswege aufzeigen. 


Eine Frage der Vorbereitung 

Notfallpläne bei Engpässen: Ein 

smartes und datengetriebenes Supply 

Chain Management hilft zudem 

zukünftige Engpässe schneller 

und kontrollierter zu handhaben. 

Zum „Notfall-Koffer“ gegen Lieferausfälle 

gehört dabei zum Beispiel 

eine Impact-Analyse, um sich 

einen Überblick der aktuellen Lage 

zu verschaffen – egal an welcher 

Stelle der Lieferkette. Im Abgleich 

mit bekannten Stücklisten (BOMs) 

und Spezifikationsvergleichstabellen 

können Hersteller so beispielsweise 

„Drop-In-Replacements“ oder funktionsgleiche 

Bauteile identifizieren, 

die lediglich in Bauform und Größe 

vom Originalteil abweichen. Zwar 

sind in diesen Fällen kleine Modifizierungen 

des Designs nötig; idealerweise 

können Hersteller jedoch 

ein kosten- und zeitaufwändiges 

Re-Design verhindern und ihre 

Hightech-Geräte trotz Engpässe 

fristgerecht auf den Markt bringen. 

Wer über solche erprobten Strategien 

verfügt und frühzeitig entsprechende 

interne Workflows innerhalb 

der Supply Chain etabliert, 

kann im Ernstfall gelassener auf 

Engpässe reagieren und kurzfristig 

neue Lösungswege anbieten. 

Eine Frage von Pull 

vs. Push – Lagerhaltung 

Eine weitere bewährte Strategie, 

die angesichts der Neuausrichtung 

der Supply Chain wieder 

an Beliebtheit gewinnt, ist 

der Aufbau von Sicherheitsbeständen 

(Safety Stocks). Jahrelang 

wurde dieser Just-in-Case- 

Ansatz (Push-System) von Herstellern 

verschmäht: zu teuer die 

Lagerflächen, zu fehleranfällig die 

Bedarfsplanung. Stattdessen richteten 

Unternehmen ihre Lieferketten 

nach dem Just-in-Time Ansatz 

(Pull-System) aus – und sahen sich 

von der Supply Chain-Krise überrollt. 

Hersteller sind hier momentan 

auf der Suche nach der goldenen 

Mitte. Gefragt ist eine gesunde 

Balance aus Push und Pull, die 

das Betriebskapital schont, das 

Risiko von Überbeständen minimiert 

und gleichzeitig die Verfügbarkeit 

von Ersatzteilen und Komponenten 

garantiert. 

Eine Frage des Designs 

Design for Supply Chain (DfSC): 

Lokalisierung, Diversifikation, Ad- 

Hoc-Maßnahmen oder Ausbau der 

Lagerhaltung – tatsächlich beginnt 

die Frage nach der Zuverlässigkeit 

der Supply Chain bereits viel früher, 

nämlich in der Entwicklung. Je eher 

die Lieferkette im Designprozess 

mitgedacht wird, desto geringer 

das Risiko von Engpässen, Preisfluktuationen 

und Verzögerungen 

in der Time-to-Market. Design for 

Supply Chain (DfSC) bietet hierfür 

den richtigen Ansatz. Noch bevor 

es in die Produktion geht, klärt das 

Entwickler-Team gemeinsam mit 

Supply Chain-Experten ab, ob kritische 

Komponenten fristgerecht 

und zu akzeptablen Preisen verfügbar 

sind. Zeichnen sich hier bereits 

mögliche Engpässe ab, lassen sich 

eventuell Änderungen am Produktdesign 

vornehmen und alternative 

Bauteile identifizieren. 

Gelungene DfSC-Strategie 

Ein Beispiel für eine gelungene 

DfSC-Strategie ist ein Single-Use- 

Device, dass der EMS-Experte Plexus 

für einen Medizingerätehersteller 

realisierte. Nachdem die ursprünglichen 

Materialkosten das Budget 

deutlich sprengten, evaluierte das 

Team die Supply Chain neu und 

machte unterschiedliche Einsparungspotentiale 

aus. Neben dem 

Hinzufügen regionaler Zulieferer 

gehörte dazu auch die Neuverhandlung 

von Verträgen mit bestehenden 

Partnern. Der Hersteller konnte 

auf diese Weise die Stückkosten 

des Geräts mit bis zu 2%-Abweichung 

an den Zielpreis anpassen 

und bereits im ersten Jahr zwei Millionen 

US-Dollar bei der Fertigung 

einsparen. 

Fazit 

Um den Shift in der Supply Chain 

zu realisieren, gibt es nicht die eine 

„perfekte“ Strategie. Transparenz 

über globale Lieferketten und hohe 

Resilienz gegenüber zukünftigen Krisen 

und Engpässen, setzt ein grundsätzliches 

Umdenken voraus, die 

Evaluierung von internen Prozessen 

und den Ausbau von starken 

Partnerschaften – sei es in Bezug 

auf Zulieferer, Partner oder externen 

Supply Chain-Experten. Ob 

die Lessons Learned tatsächlich 

greifen, hängt darüber hinaus vom 

umfassenden Einsatz neuer Technologien 

ab. Das IoT, die Automatisierung 

durch Robotik und der Einsatz 

smarter KI-Tools bietet hier 

noch viel Luft nach oben. ◄ 

Über den Autor: 

© Frank Zycinski 

Frank Zycinski kam 2021 

als Market Sector Vice President 

für EMEA zu Plexus. 

Er blickt auf über 22 Jahre 

Erfahrung in der EMS-Branche 

zurück und arbeitete in 

verschiedenen Führungspositionen 

sowohl im Betrieb als 

auch in der Marktentwicklung. 

Beim EMS-Experten Plexus leitet 

Zycinski die EMEA-Wachstumsstrategie 

und ist für das 

Kundenmanagement und die 

Geschäftsentwicklung verantwortlich. 

Zycinski hat die Caledonian 

University in Glasgow 

mit einem Master in Betriebswirtschaft 

abgeschlossen und 

ist ASQ-zertifiziert für Lean Six 

Sigma Black Belt. 

33

Cybersecurity 

Cybersicherheit von medizintechnischen Geräten 

Die Software-Bill-of-Materials (SBOM) 

Die MedTech-Industrie steht im Spannungsfeld zwischen hohem Innovationsdruck und wachsendem 

gesetzlichen Regelwerk. Das betrifft auch die Cybersicherheit der Medizin-Geräte. Kein Wunder, dass die 

Software-Bill-of-Materials (SBOM) im Pflichtenheft von Herstellern mittlerweile einen festen Platz einnimmt. 

© Unsplash/ BoliviaInteligente; CC0-Lizenz 

Das Gesundheitswesen ist ein 

lohnendes Ziel für Cyberattacken, 

vernetzte medizinische Geräte sind 

ein häufiges Einfallstor für Ransomware-Angriffe 

und Datendiebstahl. 

Ein Großteil der Sicherheitsvorfälle 

ist dabei auf bekannte Schwachstellen 

in der Software bzw. Sicherheitslücken 

auf Codeebene zurückzuführen. 

Deren Zahl nimmt kontinuierlich 

zu: So zählten Analysten 

von Revenera 2022 durchschnittlich 

282 Schwachstellen pro Audit, 

ein Anstieg von 217 Prozent im Vergleich 

zum Vorjahr. Von den aufgedeckten 

Schwachstellen stellten 

27 Prozent ein „hohes“ CVSS-Risiko 

dar (Common Vulnerability Scoring 

System) - und damit eine unmittelbare 

Bedrohung für IT-Sicherheit 

und Cyberschutz. 

© Nicole Segerer 

Autorin: 

Nicole Segerer 

SVP & General Manager 

Revenera 

www.revenera.de 

Wachsende Compliance 

für Softwareentwicklung 

Entsprechend stark haben sich 

Gesetzgeber, Industrie-Verbände 

und Aufsichtsbehörden in den letzten 

Jahren für höhere Sicherheitsvorkehrungen 

in der Softwareentwicklung 

eingesetzt. Die FDA (The Food 

and Drug Administration) zum Beispiel 

arbeitet seit Jahren an einem 

verbindlichen Regelwerk, um Medizinprodukte 

vor Cyberangriffen zu 

sichern und die Transparenz entlang 

der Software Supply Chain zu erhöhen. 

Mit ihrem neueste Entwurf zur 

Cybersecurity in Medical Devices 

führt die US-Behörde unter anderem 

ein neues Konzept des Secure 

Product Development Framework 

(SPDF) ein. Ähnliche Initiativen finden 

sich in der EU. Sowohl MDR als 

auch IVDR haben die Cybersicherheit 

von Medizinprodukten auf der 

Checkliste. Mit dem ersten Verordnungsentwurf 

des EU Cyber Resilience 

Act (CRA) sollen Software- 

Hersteller zudem noch stärker in 

die Pflicht genommen werden. Das 

betrifft zum einen die Bereitstellung 

von Sicherheitsupdates, zum anderen 

einen Einblick darüber, welche 

Produkte von bekannten Schwachstellen 

überhaupt betroffen sind. 

Wissenslücken entlang der 

Software Supply Chain 

Wie aber lässt sich eine solche 

durchgehende Transparenz auf 

Code-Ebene sicherstellen? Die 

Software Supply Chain ist komplex. 

Es gibt kaum eine Anwendung, die 

von Grund auf „neu“ geschrieben 

wird. Vielmehr greifen Entwicklerteams 

auf Tausende von Komponenten 

aus unterschiedlichen Quellen 

zurück – angefangen bei proprietärem 

Code über eingekauften 

Code von Partnern und Drittanbietern 

bis hin zu Open Source- 

Repositories im Netz. So bestehen 

kommerzielle Anwendungen heute 

aus bis zu 90 % aus Open-Source- 

Software (OSS). 

Eine lückenlose und einheitliche 

Dokumentation über die einzelnen 

Software-„Bestandteile“ – wie sie 

etwa in der Automotive oder Lebensmittelindustrie 

vorgeschrieben 

ist – liegt dabei nur selten vor. 

Tatsächlich klafft zwischen den 

in Audits entdeckten und den von 

Unternehmen dokumentierten OSS- 

Komponenten eine wachsende Kluft. 

Das macht es sehr schwierig, die 

Codebausteine zurückzuverfolgen 

und dringende Fragen hinsichtlich 

ihrer Sicherheit und Compliance zu 

beantworten. 

• Wer hat den Code geschrieben? 

• In welchen Anwendungen und 

Geräten wird dieser eingesetzt? 

• An welche Lizenzvorgaben ist die 

Nutzung gebunden? 

Software-Bill-of-Materials 

(SBOM) 

In diesem Zusammenhang entwickelt 

sich die Software-Bill-of- 

Materials (SBOM) zum Kernelement 

von Compliance-Programmen. 

Sie ist mittlerweile in Kaufverträgen 

und Request for Information 

(RFIs) zu finden und wird im Rahmen 

der Pre-Market-Submission 

verlangt. Die detaillierte Auflistung 

aller in einer Software eingesetzten 

Code-Komponenten soll helfen, 

den Überblick zu bewahren. 

Sicherheitsteam können so schneller 

überprüfen, ob eine Anwendung 

von neu veröffentlichten Sicherheitslücken 

und Exploits betroffen ist. 

Die SBOM gibt dabei nicht nur Aufschluss 

über die jeweiligen Codebasen, 

einschließlich Lizenzierung, 

Versionen und Herkunft. Auch die 

Beziehungen innerhalb der Softwarelieferkette 

werden offengelegt. 

Aufgeführt finden sich Pakete 

und Abhängigkeiten, Binärdateien 

ohne Manifest-Dateien, Multimedia-Dateien, 

Bilder/Icons, Codecs 

und Copy/Paste-Codes sowie die 

von den Entwicklern genutzten 

Source Libraries und Drittanbieter-Bibliotheken. 

Minimalkriterien für SBOMs 

Die SBOM beginnt in der Regel 

als eine einfache Liste der Top- 

Level-Komponenten. Dieser erste 

Basissatz an Daten kann bereits 

wichtige Informationen enthalten, 

die sich schnell an Stakeholder 

(z. B. IT-Sicherheit) weitergegeben 

lassen. Danach lässt sich die Liste 

Schritt für Schritt mit zusätzlichen 

Daten anreichern, einschließlich 

den jeweiligen Subkomponenten. 

Die Detailtiefe ist bei mehrstufigen 

und weit verzweigten SBOMs durchaus 

komplex. Sie ist aber notwendig. 

Denn selbst wenn eine Subkomponente 

für die Funktionalität einer 

Anwendung oder eines Geräts nur 

eine geringfügige Rolle spielt, kann 

in ihr doch eine kritische Schwachstelle 

stecken. 

Was wird in einer SBOM 

aufgelistet 

Welche Daten genau in welchem 

Umfang in einer SBOM aufgelistet 

sind, hängt von der Anwendung ab 

und wo sie zum Einsatz kommt. In 

der sicherheitskritischen Medizintechnik 

sind die Anforderungen 

naturgemäß hoch. Die FDA legt in 

ihren Leitlinien zum Beispiel großen 

Wert auf die Erstellung einer SBOM 

und betrachtet Änderungen an ihr 

als Teil der Design History File 

(21 CFR 820.30) und des Device 

Master Record (21 820.181). Hinsichtlich 

des Formats können 


Cybersecurity 

Open Source Report 2022 © Revenera 

Hersteller auf gängige Branchen- 

Standards zurückgreifen – vorausgesetzt, 

diese decken die folgenden 

Datenfelder ab: 

• das Gerät/System/Asset, in der/ 

denen sich die Softwarekomponente 

befindet, 

• der Name der Softwarekomponente, 

• die Version der Softwarekomponente, 

• der Hersteller/Autor der Softwarekomponente, 

• der Grad des Supports hinsichtlich 

Überwachung und Wartung 

seitens des Herstellers der Softwarekomponente, 

• das Datum, an dem der Support 

für die Softwarekomponente 

endet, und 

• alle bekannten Schwachstellen. 

Best Practices 

und Standards 

Auch wenn diese Liste auf 

den ersten Blick sehr geradlinig 

erscheint, sind Herausforderungen 

vorprogrammiert. Informationen 

zu Software-Komponenten werden 

entlang der Software Supply 

Chain von verschiedenen Stakeholdern 

auf unterschiedliche Art und 

Weise weitergegeben. Die Angaben 

stimmen oft nicht überein, weisen 

Lücken auf oder sind schlichtweg 

nicht recherchierbar. In den 

letzten Jahren haben sich jedoch 

einige Best Practices und Standards 

etabliert, die bei der Erstellung 

von SBMOs helfen. 

Hilfreich sind zum Beispiel die 

ISO/IEC 5230:2020 and ISO/IEC 

DIS 18974 Standards des von Linux 

ins Leben gerufene OpenChain Projects, 

die sich mit der Nutzung von 

OSS-Komponenten in Software 

befassen. Darüber hinaus bietet 

das NIST Secure Software Development 

Framework (SSDF) umfassende 

Anleitungen für Unternehmen, 

um das Risikomanagement 

von Software und software-gestützten 

Geräten zu verbessern. Den 

einen formalen Aufbau einer Software-Stückliste, 

der von allen Entwicklern 

und Herstellern einheitlich 

verwendet wird, gibt es leider 

nicht. Als anerkannte Standardformate 

gelten jedoch beispielsweise 

SPDX (z. B. von Microsoft genutzt) 

und CycloneDX (z. B. von Siemens 

genutzt). 

Grundlegende Punkte 

Darüber hinaus sollten Hersteller 

bei der Erstellung einer SBOM einige 

grundlegende Punkte beachten: 

• Ein zentrales Kriterium der SBOM 

ist ihre Aufbereitung. Der Datensatz 

sollte maschinenlesbar, formal 

und hoch-strukturiert sein, 

um einen hohen Automatisierungsgrad 

sicherstellen zu können. 

In der Regel übernehmen 

dann Tools das Auslesen und 

Erstellen von SBOMs, scannen 

die Listen nach Sicherheits- und 

Compliance-Verstößen und gleichen 

diese mit dem Software- 

Code ab. Strukturierte Datenformate 

und Austauschprotokolle 

sind daher Grundmerkmale einer 

funktionalen Software-Stückliste. 

• Eine SBOM allein ist nur eine 

lange Aufzählung an Komponenten. 

Relevanz und Praktikabilität 

für die IT-Sicherheit gewinnt 

sie erst, wenn sie mit entsprechenden, 

sicherheitsrelevanten 

Daten kombiniert wird. Idealerweise 

finden sich diese Daten 

in einem separaten, dazugehörigen 

Dokument, das eine aktuelle 

Momentaufnahme zeigt und 

sowohl entsprechende Querverweise 

zu den in der SBOM aufgelisteten 

Code-Komponenten als 

auch den notwendigen Kontext liefert 

(z. B. Vulnerability Disclosure 

Report (VDR) und Vulnerability 

Exploitability eXchange (VEX)). 

Als Sicherheits-Instrument lässt 

sich die SBOM dann auch in die 

Threat Intelligence integrieren, wo 

sie beispielsweise einen schnellen 

Abgleich mit Schwachstellen, 

Datenleaks oder Exploits im 

Darknet ermöglicht. 

• Stücklisten sind so dynamisch wie 

die Software, die sie beschreiben. 

Eine kontinuierliche Überprüfung 

und Aktualisierung der SBOM 

ist daher wesentlich. Oft nutzen 

Hersteller ein neues Release, um 

die Stückliste auf den neuesten 

Stand zu bringen. Auf jeden Fall 

aber sollte das Update in regelmäßigen 

und klar abgesteckten 

Zeiträumen stattfinden. In manchen 

Fällen bestimmten auch Vertragsvereinbarungen 

mit Kunden 

sowie Compliance-Richtlinien 

den Zyklus. 

• Das Erstellen, Managen und 

Überwachen von SBOMs verlangt 

neben Expertise und Training 

auch Ressourcen. Mehr und 

mehr Unternehmen setzen daher 

SBOM Kreislauf © Revenera 

dezidierte Teams für diese Aufgaben 

ein. Das Open Source Program 

Office (OSPO) beispielsweise 

arbeitet mit anderen Abteilungen 

(z. B. Recht, Entwicklung, 

Produktmanagement, Sicherheit) 

zusammen, um Richtlinien 

für den sicherheitskonformen 

Umgang von Open-Source-Code 

zu implementieren. Ein Open 

Source Review Boards (OSRB) 

verfeinert die definierten Workflows 

dann in der Praxis. 

Fazit 

Die SBOM entwickelt sich immer 

mehr von der Kür zur Pflicht. Über 

kurz oder lang wird sie wohl in allen 

Branchen und Märkten zum festen 

Bestandteil der Softwareentwicklung 

und Cybersicherheit. Je früher 

die Hersteller beginnen, Prozesse 

zu definieren, Richtlinien zum 

Umgang mit Open Source festzulegen 

und ihre Softwareprodukte mit 

einer Auflistung aller Komponenten 

auszustatten, desto besser. 

Wer schreibt: 

Nicole Segerer blickt auf über 

15 Jahre Erfahrung in den Bereichen 

Softwareproduktstrategie und Marketing 

zurück. Bei ihr dreht sich alles 

um die Analyse von Softwareprodukten 

und darum, den Mehrwert der 

Lösungen sowie das Kundenerlebnis 

zu steigern. Als SVP und General 

Manager von Revenera bei Revenera 

unterstützt sie Softwareanbieter 

und IoT-Hersteller bei der Umstellung 

auf neue digitale Geschäftsmodell 

und der Optimierung der Softwaremonetarisierung. 

◄ 


35

Messtechnik 

Plattform zur schnellen Datenerfassung 

Prototypenplattform zur optischen Flüssigkeitsanalyse zeigt den Weg zur allgemein einsetzbaren 

mobilen Messwerterfassung 

Bild 1: Beispiel einer Kalibrierkurve für die Absorption 

Bild 2: Das Evaluierungs-Board CN0503 

Autoren: 

Sydney Wells 

Applications Engineer 

Scott Hunt 

Systems Applications Engineer 

Analog Devices Inc. 

www.analog.com 

Die Überwachung der Umwelt in 

Echtzeit ist wichtig, um global die 

Nachhaltigkeit zu verbessern. Die 

Fähigkeit eine Probe zu analysieren 

und ein Problem zu identifizieren 

ist der Schlüssel zur raschen 

Beilegung dieses Problems mit 

minimalen Auswirkungen auf das 

Ecosystem. Dieser Trend zur allgegenwärtigen 

Datenerfassung in 

Echtzeit hat die Anforderungen an 

Flüssigkeitssensoren erhöht. Sie 

müssen ihre Ausmaße verkleinern, 

ihre Robustheit erhöhen und ihren 

Stromverbrauch senken und dabei 

aber nach wie vor qualitativ hochwertige 

Messergebnisse liefern. Da 

sich die Industrie weiterentwickelt, 

sind intelligente Plattformen für die 

mobile Messdatenerfassung nötig. 

Diese Plattformen müssen sehr 

vielseitig sein und die besonderen 

Bedürfnisse für einen weiten 

Bereich an Applikationen abdecken, 

angefangen bei Gewässerproben 

bis hin zur Prozesssteuerung. 

Dieser Artikel stellt eine tragbare 

Echtzeit-Messlösung und Prototypenplattform 

zur schnellen Messwerterfassung 

in Flüssigkeiten vor. 

Eine allgemeine Technik 

zur Flüssigkeitsanalyse 

Für den Test von Flüssigkeiten gibt 

es verschiedene Methoden, deren 

Aufgabe es ist, die Konzentration 

eines unbekannten Parameters in 

einer Flüssigkeitsprobe zu messen, 

wie den pH-Wert, die Fluoreszenz 

oder die Trübung. 

Eine populäre Methode dazu 

ist die optische Untersuchung der 

Flüssigkeit, da sie nicht-invasiv ist 

und stabile und genaue Messergebnisse 

liefert. Eine präzise optische 

Flüssigkeitsmessung erfordert 

jedoch übergreifend gute Kenntnisse 

in den Bereichen Elektronik, 

Optik, Medizin und Chemie. 

Bild 3: Ein optischer Lichtpfad zur Absorptionsmessung 

Einfach ausgedrückt, die Analyse 

beginnt damit, eine Probe mit Licht 

aus einer Quelle, wie einer LED, zu 

bestrahlen. Nach der Interaktion mit 

der Probe wird das resultierende 

Licht mit einer Fotodiode verarbeitet. 

Die erfasste Antwort wird dann 

mit den gemessenen Ergebnissen 

verschiedener Standardproben mit 

bekannten Konzentrationen verglichen. 

Dies ist als die Kalibrierkurve 

bekannt und mit ihr kann der 

unbekannte Messwert bestimmt 


Messtechnik 

Bild 5: Kalibrierkurve der pH-Absorbierung bei 430 nm 

Bild 4: Das Evaluierungs-Board CN0503 bei einer pH-Messung 

werden. Dies beschreibt die gängige 

Vorgehensweise für analytische 

Messungen im Labor. Damit 

diese Methode aber die Anforderungen 

einer allgemein einsetzbaren 

mobilen Messwerterfassung erfüllt, 

muss sie für unterschiedliche Flüssigkeitsproben 

und Messtechniken 

skaliert werden und insbesondere 

auch kleine Ausmaße aufweisen, 

was alles zusammen die Komplexität 

der Entwicklung und der Evaluierung 

steigert. 


Modulare Lösung 

zur schnellen 

Flüssigkeitsmessung 

Bild 6: Kalibrierkurve der pH-Absorbierung bei 615 nm 

Der ADPD4101 von Analog Devices 

ist ein optisches Analog-Front- 

End (AFE), das LEDs treiben sowie 

Signale von Fotodioden synchron 

empfangen und verarbeiten kann, 

um hochpräzise optische Messungen 

auszuführen. Er ist vielseitig 

konfigurierbar und hat einen großen 

Signal-Rauschabstand von bis 

zu 100 dB sowie eine hohe Umgebungslichtabschirmung, 

die durch 

die synchronen Erkennungsverfahren 

auf dem Chip realisiert wird. Dies 

erlaubt es, ihn in vielen Fällen auch 

ohne ein lichtdichtes Gehäuse einzusetzen. 

Das Referenzdesign CN0503 

wurde erstellt, um einen schnellen 

Prototypenaufbau von Flüssigkeits- 

Analysemessungen zu erlauben. 

Es enthält den ADPD4101 als zentrale 

Einheit, fügt jedoch noch vier 

modulare optische Pfade sowie für 

die Flüssigkeitsanalyse geeignete 

Messfirmware und Applikationssoftware 

hinzu. Das CN0503 ist direkt 

mit dem ADICUP3029-Board verbunden, 

das die Messroutine und 

den Datenfluss handhabt. Das Board 

kann direkt an einen Laptop angeschlossen 

werden, um die Messergebnisse 

in der Evaluierungs- 

Bedienoberfläche darzustellen. Das 

Referenzdesign kann Fluoreszenz, 

Trübheitsgrad, Absorbtion und Farbe 

messen. Dazu wird eine Probe in 

einer Küvette präpariert und in den 

3D-gedruckten Küvettenhalter eingelegt, 

der die Optik, einschließlich 

einer Linse und einem Strahlteiler, 

enthält. Der Küvettenhalter wird 

in den für eine Plug-&-Play-Messung 

geeigneten optischen Pfad 

eingesetzt. Zusätzlich können die 

LED- und Fotodioden-Karten für 

eine noch stärkere Anpassung an 

die jeweilige Messaufgabe ausgeschaltet 

werden. 

Um das Erstellen von Kalibrierkurven 

und Identifizieren unbekannter 

Messparameter zu demonstrieren, 

werden hier pH-, Trübheits- und 

Fluoreszenzmessungen gezeigt. 

Die Evaluierungs-Bedienober fläche 

wurde genutzt, die Messungen zum 

Erstellen der Kalibrierkurven durchzuführen. 

Die Rauschwerte und 

Nachweisgrenzen (Limit Of Detection 

= LOD) wurden berechnet, um 

für jedes Beispiel die geringste Konzentration 

zu bestimmen, die mit 

dem CN0503 erkannt werden kann. 

pH-Wert über die 

Absorption messen 

Optiken 

Die Konfiguration des optischen 

Pfades für Absorptionsmessungen ist 

in Bild 3 dargestellt. Mit dem CN0503 

können Absorbierungsmessungen 

in jedem optischen Pfad (1 bis 4) 

durchgeführt werden. Der einfallende 

Lichtstrahl wird auf den Strahlteiler 

gerichtet, in dem eine Foto diode 

die Intensität des Strahls abtastet. 

Die verbleibende Lichtleistung wird 

durch die Probe geführt. Nimmt man 

das Verhältnis des Lichts aus der 

Probe zum Referenzlicht, werden 

damit Änderungen und Rauschen 

der LED-Quelle ausge glichen. Synchrone 

Pulse und Empfangsfenster 

bieten eine Abdeckung des Umgebungslichts. 

Einrichten des Messaufbaus 

• CN0503-Evaluierungs-Board 

• EVAL-ADICUP3029-Evaluierungs-Board 

• API-pH-Test-& Einstell-Kit 

• pH-Standardwerte 

37

Messtechnik 

Bild 7: Optischer Pfad zur Trübheitsmessung 

Hintergrundinformation 

zur Absorption 

Die Absorption betrifft die 

Bestimmung der Konzentration 

einer bekannten gelösten 

Substanz in einer Flüssigkeit 

und basiert darauf, wieviel 

Licht einer bestimmten Wellenlänge 

absorbiert wird. Die Konzentration 

ist nach dem Beer- 

Lambert-Gesetz dabei proportional 

der Absorption. Viele 

farblose Flüssigkeiten können 

gemessen werden, indem ein 

Mittel zur Farbänderung hinzugegeben 

wird. Dies betrifft 

insbesondere den pH-Wert, 

einen in vielen Industriezweigen 

von der Wasserqualität bis 

zur Abwasserbehandlung am 

häufigsten gemessenen Parameter. 

Absorptionsmessungen 

werden für viele weitere Parameter, 

wie dem Anteil an gelöstem 

Sauerstoff/biologischem 

Sauerstoff, Nitraten, Ammoniak 

und Chlor benutzt. 

In diesem Experiment wird ein 

Farbindikator (Bromthymolblau) in 

vorbereitete Flüssigkeiten mit unterschiedlichem 

pH-Wert gegeben. 

Diese Lösungen wurden in Küvetten 

gefüllt und bei zwei unterschiedlichen 

Wellenlängen, 430 nm und 

615 nm, getestet, wobei der Indikator 

die Absorbierungsänderung 

abhängig vom pH-Wert anzeigte. 

Das CN0503 vereinfacht dies, denn 

die beiden LED-Karten mit unterschiedlicher 

Wellenlänge können in 

die optischen Pfade 2 und 3 eingefügt 

werden. Dann wird der Küvettenhalter 

für die jeweilige Messung 

einfach in die unterschiedlichen 

Pfade integriert. 

Messergebnisse 

Durch Nutzen der Evaluierungs- 

Bedienoberfläche wurden die Messergebnisse 

der beiden optischen 

Pfade einfach in Ecxel exportiert. 

Die aus den beiden unterschiedlichen 

Wellenlängen gewonnenen 

Kalibrierkurven sind in den Bildern 5 

und 6 zu sehen. 

Für beide Fälle wurde die pH- 

Wert-Kurve in Abhängigkeit der 

Absorption (pH vs. absorbance) 

geplottet, um die Kalibrierkurve zu 

erhalten. Die Option Add Trendline 

wird dann genutzt, um eine Gleichung 

für diese Kurve zu generieren. 

Die Gleichungen werden anschließend 

benutzt, um die Konzentrationen 

der unbekannten Proben zu 

ermitteln. Der Ausgangswert des 

Sensors ist die x-Variable und der 

resultierende y-Wert ist der pH-Wert. 

Dies kann manuell erfolgen, dazu 

kann jedoch auch das CN0503 verwendet 

werden. Die Firmware implementiert 

zwei Polynome 5. Ordnung, 

INS1 und INS2. Sind die Polynome 

einmal gespeichert, kann entweder 

der INS1- oder INS2-Modus gewählt 

werden, so dass die Messergebnisse 

direkt in der gewünschten Einheit – 

in diesem Fall pH - angezeigt werden. 

Dies vereinfacht es, schnell 

ein Ergebnis für unbekannte Proben 

zu erhalten. 

Bild 8: Unterschiedliche Kalibrierstandards für die Trübheitsmessung 

Bild 9: Kalibrierkurve für die Trübheit 


Messtechnik 

6,1-pH-Probe 

7,5-pH-Probe 

430 nm 615 nm 430 nm 615 nm 

RMS-Rauschwert (pH) 0,002098 0,000183 8,18994 × 10 -7 0,000165 

Tabelle 1: Rauschwerte der pH Messung 

7-pH-Probe 

430 nm 15 nm 

Nachweisgrenze (pH) 0,001099 0,001456 

Tabelle 2: Nachweisgrenze der pH-Messung 


zum Trübheitsgrad 

Trübheitsmessungen in flüssigen 

Proben nutzen die Lichtstreuungseigenschaften 

von 

in der Flüssigkeit schwebenden 

Partikeln. Letztendlich ist 

es eine Messung der relativen 

Klarheit einer Flüssigkeit. Die 

Menge des gestreuten Lichts 

und der Streuungswinkel unterscheiden 

sich dabei abhängig 

von der Partikelgröße, Konzentration 

und der Wellenlänge des 

einfallenden Lichts. Die Trübheitsmessung 

wird in vielen 

Industriezweigen, einschließlich 

Gewässergüte und Biowissenschaften, 

durchgeführt. 

Neben der Messung der Trübheit 

generell, kann der CN0503 

auch genutzt werden, um das 

Algenwachstum über die Messung 

der optischen Dichte zu 

bestimmen. 

Bild 10: Optischer Pfad für die Fluoreszenzmessung 

Um den Rauschwert zu erhalten 

wurden für jede Wellenlänge 

zwei Datenpunkte ausgewählt: ein 

unterer und ein höherer pH-Wert. 

Diese beiden Punkte wurden verwendet, 

weil der Kurvenverlauf in 

diesem Fall nicht linear war. Die 

Standardabweichung mehrerer 

wiederholter Messungen für jeden 

Punkt, dargestellt als der Rauschwert 

in Tabelle 1, beschreibt die 

Messgenauigkeit, ausgenommen 

Variationen in der Probenaufbereitung 

(Tabelle 1). 

Die LOD wird typischerweise 

durch Messen des Rauschens 

bei niedriger Konzentration und 

multiplizieren mit 3 bestimmt, 

um einen Vertrauensbereich von 

99,7 % zu erzielen. Weil der pH- 

Wert einen logarithmischen Maßstab 

hat, wurde der pH-Wert 7 als 

die Zahl genommen, um die LOD 

zu prüfen, wie in Tabelle 2 gezeigt 

(Tabelle 2). 


Trübheitsgrad messen 

Optiken 

Bild 7 zeigt den optischen Pfad 

für die Trübheitsmessung mit einem 

90° oder 180°-Empfänger. Wenn ein 

90°-Detektor nötig ist, können mit 

dem CN0503 Trübheitsmessungen 

nur in den optischen Pfaden 1 und 

4 ausgeführt werden. Für die Trübheit 

gibt es vielfältige Messkonfigurationen 

und Standards. Das hier 

verwendete Beispiel ist eine modifizierte 

Version der EPA-Methode 

180.1, kalibriert und dargestellt in 

nephelometrischen Trübungseinheiten 

(NTU). 

Einrichtung 

des Messaufbaus 

• CN0503-Evaluierungs-Board 

• EVAL-ADICUP3029-Evaluierungs-Board 

• Trübheitsstandards zur Kalibration 

von Hanna Instruments 

Für den Test wurde in diesem Beispiel 

der optische Pfad 4 mit dem 

integrierten 530-nm-LED-Board 

eingesetzt. 

Testergebnisse 

Mit der Bedienoberfläche des 

CN0503-Evaluierungs-Boards wurden 

die Messergebnisse in Excel 

exportiert. Die resultierende Kalibrierkurve 

ist in Bild 9 gezeigt. 

Die Reaktionskurve wurde in 

zwei Bereiche aufgeteilt, weil die 

90°-Streuungsmessung für starke 

Trübungen weniger empfindlich 

(responsive) ist. Ein Bereich repräsentiert 

dabei geringere Trübungen 

(0 NTU bis 100 NTU) und der andere 

die stärkeren Trübungen (100 NTU 

bis 750 NTU). In jedem Bereich wurden 

dann zwei lineare Verlaufsanpassungen 

(fits) gemacht. Obwohl 

es nun zwei Gleichungswerte gibt, 

kann das CN0503 immer noch eingesetzt 

werden, um schnell die NTU- 

Werte zu ermitteln. Dies deswegen, 

weil jeder optische Pfad seine jeweiligen 

Gleichungswerte in INS1 und 

INS2 speichern kann. Ein wichtiger 

Hinweis ist, dass INS1 und INS2 

voneinander abhängige Variablen 

sind. Das Ergebnis der ersten 

Gleichung, INS1, ist die Eingangsvariable 

für die zweite Gleichung, 

INS2. Sind die Ergebnisse der 

Gleichungen einmal gespeichert, 

kann man INS1 zur Messung von 

Proben geringerer Trübung nutzen, 

und INS2 zur Messung solcher mit 

stärkerer Trübung. 

Um die Rauschwerte zu erhalten, 

wurde ein Datenpunkt zum Ermitteln 

der Standardabweichung mit 

wiederholten Messungen gewählt. 

Diese Standardabweichung ist der 

Rauschwert. Ein Datenpunkt wurde 

nahe dem unteren Grenzwert des 

Bereichs gewählt, weil die angepasste 

Gleichung linear ist. 

12 NTU 

RMS-Rauschwert (NTU) 

0,282474 

Tabelle 3: Rauschwert 

der Trübheitsmessung 

39

Messtechnik 

RMS Rauschwert 

(% Spinth) 

7,5%ige Spinatprobe 

20%ige Spinatprobe 

0,0616 0,1158 

Tabelle 5: Rauschwert der Fluoreszenzmessung 

Bild 11: Mit Spinat erzeugte Chlorophyll-Proben 

Um die LOD zu bestimmen wird 

der Rauschwert für eine klare 

oder nur gering getrübte Flüssigkeit 

gemessen, dann mit 3 multipliziert, 

um einen Vertrauensbereich 

von 99,7 % zu erhalten. 

Klare Probe 

Nachweisgrenze (NTU) 

0,69204 

Tabelle 4: Nachweisgrenze 

der Trübheitsmessung 

Die Fluoreszenz mit 

Spinatlösungen messen 

Optiken 

Die Konfiguration des optischen 

Pfades für Fluoreszenzmessungen 

ist in Bild 10 gezeigt. Wegen 

des 90°-Detektors können mit dem 

CN0503 Absorptionsmessungen nur 

mit den optischen Pfaden 1 und 4 

durchgeführt werden. Üblicherweise 

wird der Fluoreszenzdetektor 

um 90° versetzt zum einfallenden 

Licht positioniert und ein monochromatisches 

oder Langpassfilter 

verwendet, um die Trennung zwischen 

dem anregenden und emittieren 

Licht zu verbessern. Die Fluoreszenzmessung 

ist eine sehr empfindliche 

mit nur geringen Pegeln 

und zudem Interferenzen ausgesetzt, 

so dass eine Messmethode 

mit Referenz- und Synchron-Detektoren 

eingesetzt wird, um Fehlerquellen 

zu reduzieren. 

Einrichtung des 

Messaufbaus 

• CN0503-Evaluierungsboard 

• EVAL-ADICUP3029- 

Evaluierungsboard 

• Spinatlösung 

Bild 12: Kalibrierkurve für Spinatlösungen mit prozentual unterschiedlichen 

Spinatanteilen 

Für dieses Experiment wurde 

eine Spinatlösung durch Vermischen 

von Spinatblättern mit Wasser 

erzeugt. Diese wurde anschließend 

gefiltert und als Stammlösung 

genutzt. Die Stammlösung wurde 

dann verdünnt, um Proben mit prozentual 

unterschiedlichen Spinatlösungen 

zu generieren. Diese wurden 

als Standards verwendet, um 

durch Fluoreszenz eine Kurve von 

prozentual unterschiedlichen Spinatlösungen 

zu erzeugen. Der optische 

Pfad 1 wurde zusammen mit 

der 365-nm-LED-Karte und einem 

integrierten Langpassfilter benutzt. 

Messergebnisse 

Die Kalibrierkurve für Spinatlösungen 

unterschiedlicher Prozentwerte 

der Konzentration ist in 

Bild 12 zu sehen. 

Die Trendgleichung für diese Kalibrierkurve 

kann gespeichert werden, 

so dass die Ergebnisse direkt 

als Prozentangabe angezeigt werden 

können. Um den Rauschwert 

zu erhalten, werden zwei Datenpunkte 

ausgewählt: weil der Kurvenverlauf 

nicht linear ist, einer nahe 

dem unteren Grenzwert des Messbereichs 

und der andere nahe am 

oberen Ende des Grenzwerts. Das 

Rauschen wird von der Standardabweichung 

verschiedener wiederholter 

Messungen für jeden Punkt 

definiert, wie in Tabelle 5 gezeigt. 

Um die LOD zu bestimmen wurde 

der Rauschwert mit einer klaren 

und einer Probe mit geringer Spinatkonzentration 

gemessen, dann 

mit 3 multipliziert, um einen Vertrauensbereich 

von 99,7 % zu erhalten. 

Klare Probe 

Nachweisgrenze (% Spinat) 

0,1621 

Tabelle 6: Nachweisgrenze 

der Fluoreszenzmessung 

Zusammenfassung 

Das Erstellen von Prototypen 

für komplexe Messungen zur optischen 

Flüssigkeitsanalyse ist eine 

Herausforderung, die eine sorgfältige 

Betrachtung darüber benötigt, 

wie die Chemie, die Optik und die 

Elektronik miteinander interagieren, 

um präzise Messergebnisse 

zu erhalten. Integrierte AFEs wie 

der ADPD4101 ermöglichen eine 

höhere Leistung bei der optischen 

Messung von Flüssigkeiten mit 

Systemen kleinerer Ausmaße. Das 

CN0503 baut auf dem ADPD4101 

auf, zusammen mit dem optischen 

Design, der Firmware und Applikationssoftware. 

Damit ermöglicht es 

den einfachen Einsatz einer einfach 

konfigurierbaren Prototypenplattform, 

die akkurate optische Messungen 

von Flüssigkeitsparametern, 

wie Absorbierung, Farbe, Trübheit 

und Fluoreszenz, durchführen kann. 

Referenzen 

“HI98703-11 Turbidity Calibration 

Standards.” Hanna Instruments, Inc. 

Optical Platform: Turbidity Measurement 

Demo. Analog Devices, 

Inc. ◄ 


zur Fluoreszenz 

Fällt Licht auf eine Probe, die 

fluoreszierende Moleküle enthält, 

bewegen sich Elektronen 

in einen Zustand höherer Energie 

und verlieren dann etwas 

von dieser Energie, wobei sie 

Licht mit einer längeren Wellenlänge 

emittieren. 

Die Fluoreszenzemission ist 

chemisch eindeutig und kann 

genutzt werden, das Vorhandensein 

und die Menge von 

spezifischen Molekülen in 

einem Medium zu identifizieren. 

In diesem Beispiel wurde 

das fluoreszierende Chlorophyll 

mit Hilfe von Spinatblättern 

gewonnen. Unter vielen 

weiteren Anwendungen sind 

Fluoreszenzmessungen üblich 

in biologischen Untersuchungen, 

gelöstem Sauerstoff, chemischem 

Sauerstoffbedarf und 

dabei, ob die Pasteurisierung 

von Milch erfolgreich war. 


Qualitätssicherung 

Dritte Generation einer weltweit erfolgreichen 

Stereomikroskop-Familie 

Der unvergleichbare Stereoblick und die okularlose, ergonomische Technologie 

machen das neue Mantis erneut zu einem einzigartigen und unverzichtbaren 

Werkzeug in der Stereovergrößerung bis 15x, für eine Vielzahl an 

Inspektions- und Manipulations anwendungen 

Die Stereomikroskop-Familie 

Mantis ist seit 30 Jahren weltweit 

in zehntausenden von Produktions-, 

Entwicklungs- und Forschungseinrichtungen 

im Einsatz. Das neue 

Mantis der dritten Generation bietet 

das Beste aus zwei Welten: 

„Über legene Ergonomie und optische 

Bildqualität in Kombination 

mit der neuesten digitalen Bildgebungstechnologie“, 

wie Mark Curtis, 

der Managing Director des britischen 

Mikroskop-Herstellers Vision 

Engineering, hervorhebt. Vision 

Engineering ist weltweit führender 

Anbieter innovativer ergonomischer 

Inspektions-, Mess- und digitaler 

3D- Visualisierungslösungen. 

Vision Engineering Ltd 

info@visioneng.de 

www.visioneng.de 

Die neue Mantis 3rd Gen 

Serie aus ERGO, PIXO 

und IOTA 

wurde für die optische Inspektion 

in der Feinmechanik, Elektronik, 

Medizintechnik und eine Vielzahl 

anderer Anwendungen entwickelt, 

die qualitativ hochwertige 

Bilder und hervorragende Ergonomie 

erfordern. Sie verfügt über ein 

patentiertes Design, das ein brillantes 

optisches Stereobild mit großem 

Sichtfeld und einzigartiger okularloser 

Technologie liefert, wodurch 

eine noch komfortablere und einfachere 

Betrachtung gewährleistet 

ist, als bisher und als bei herkömmlichen 

Mikroskopen. 

Manipulations-, Reparatur- und 

Präparationsaufgaben benötigen 

perfekte Stereobilder für die schnelle 

Hand-Augen-Koordination und Tiefenwahrnehmung. 

Mantis 3rd Gen 

kombiniert optische Stereobilder mit 

hochauflösenden Kameraoptionen 

für die intuitive Inspektion und Bildaufnahme. 

Eine Vergrößerung bis 

von 3x bis 15x und ein maximaler 

Arbeitsabstand von 114 mm erlauben 

alle gängigen Inspektionen im 

täglichen Arbeitsprozess. 

Das neue Mantis 3rd Gen zeichnet 

sich durch einen großen Bildausschnitt 

und eine exzellente 3D-Stereobetrachtung 

aus, jetzt mit einem 

Objektivrevolver für drei Vergrößerungen. 

Außerdem verfügt es standardmäßig 

über fünf verschiedene 

Beleuchtungsmodi, sodass die Ausleuchtung 

der Komponente oder 

Probe flexibel anpasst werden kann, 

um das perfekte Bild für die Bedürfnisse 

des Anwenders zu erhalten. 

Die neukonzipierte 

Mantis-Serie 

besteht aus den Grundsystemen 

PIXO, ERGO und IOTA. Neben seiner 

herausragenden Bildqualität und 

Ergonomie verfügt die Version Mantis 

PIXO auch über ein leistungsstarkes 

digitales Bildgebungssystem, 

mit dem hochauflösende Bilder 

spielend einfach erfasst, geprüft 

und geteilt werden können. So wird 

problemlos mit Kollegen kooperiert, 

Ergebnisse dokumentiert oder neue 

Mitarbeiter geschult. Umfangreiche 

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten 

haben zu einer Reihe neuer Stativvarianten 

geführt, die noch mehr 

Flexibilität, Stabilität und eine geringere 

Stellfläche bieten. 

Neben den bisherigen Einsatzbereichen 

wie Elektronik, Maschinenbau, 

Präzisionsmechanik, Kunststoffe, 

Additive Fertigung, Dentalindustrie 

und Life Science in der fertigungsnahen 

Umgebung, Qualitätskontrolle, 

Wareneingangs- und Ausgangsprüfung, 

etc., will Vision Engineering 

mit den erweiterten technischen 

Möglichkeiten des Mantis 3rd 

Gen in neue Anwendungsfelder hineinwachsen. 

◄ 


41

Bedienen und Visualisieren 

Einsatz von PCAP 

unter schwierigen EMV-Bedingungen 

Der Einsatz von Touch-Controllern im HF-Umfeld war aufgrund von Störstrahlung bisher nicht möglich. 

Neue unempfindlichere Touch-Controller schaffen hier Abhilfe. 

© s4svisuals/AdobeStock 

Autor: 

Rudollf Sosnowsky 

Technischer Leiter/Chief 

Technology Officer 

HY-LINE Computer Components 

Vertriebs GmbH 

www.hy-line.de 

Die PCAP-Technologie hat fast 

in allen Bereichen andere Touch- 

Technologien verdrängt. Sie trennt 

die Funktion vom Design, denn der 

Sensor liegt hinter einer Glas-Frontplatte. 

Die Transparenz der verwendeten 

Sensoren in Glas oder Folie 

ist sehr hoch und erlaubt eine hervorragende 

optische Qualität. Die 

Frontscheibe ermöglicht ein ansprechendes 

Design durch individuelle 

Formgebung und Bedruckung des 

Glases. Der bündige Einbau prädestiniert 

sie für alle Situationen, wo 

eine Kante oder Stufe schwierig zu 

reinigen oder desinfizieren wäre. Das 

Material Glas ist widerstandsfähig 

gegenüber allen herkömmlichen 

Reinigungsmitteln und kann nach 

hohen IP-Klassen abgedichtet werden. 

Durch ein spezielles Oberflächen-Finish 

eignet es sich auch für 

bildgebende Verfahren, bei denen 

es auf geringe Reflexion und gute 

Ablesbarkeit ankommt. Das Einfräsen 

von Führungen für Slider und 

Drehregler sorgt für eine gute Ergonomie, 

und Beschichtungen ermöglichen 

eine gute passive Haptik, auf 

der Finger leicht und angenehm gleiten. 

Durch Härtung des Glases wird 

die Oberfläche des Gerätes unempfindlich 

gegenüber Vandalismus und 

unbeabsichtigter Beschädigung, die 

im rauen Einsatz vorkommen kann. 

Dem stehen Nachteile des PCAP- 

Systems gegenüber. So gibt es keine 

aktive haptische Rückmeldung – bei 

einem resistiven System muss eine 

Kraft auf die Folie ausgeübt werden 

– oft löst die Funktion bereits 

vor der tatsächlichen Berührung 

des Fingers mit der Oberfläche aus. 

Vorteile 

Zu den Vorteilen, die den Einsatz 

dennoch attraktiv machen, gehört 

die weitgehende Parametrierbarkeit 

des Controllers. Anzahl der gleichzeitig 

erkannten Finger, Bedienung 

auch mit nicht elektrisch leitenden 

Handschuhen, Erkennung und Ignorieren 

von großflächigen Ereignissen 

wie des aufgestützten Handballens 

und Flüssigkeiten aller Art 

sind möglich. 

Einsatz in der HF-Chirurgie 

In diesem Dokument wird eine 

weitere Einflussgröße beschrieben: 

Starke, in Amplitude und Frequenz 

wechselnde elektrische Felder erfordern 

eine spezielle Einstellung des 

Controllers, da diese Felder sich 

stark mit dem Nutzsignal überlagern 

und in die kapazitiven Elektroden 

einstrahlen. Am Beispiel des 

Einsatzgebietes HF-Chirurgie werden 

Einfluss und mögliche Abstellmaßnahmen 

aufgezeigt. Damit werden 

Anwendungen von PCAP mit 

seinen Vorteilen auch dort möglich, 

wo sie bisher durch Störungen ausgeschlossen 

waren. 

Grundlagen 

der HF-Chirurgie 

In der Elektrochirurgie, auch Diathermie 

genannt, wird 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- (Hochfrequenz) 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. 

Methoden 

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 Eintrittsstelle, 

der Höhe der HF-Leistung 



Bild 1: Monopolares und bipolares Verfahren 

(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. 

Monopolare Technik 

Die Einleitung des Stroms 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 unten). 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. 

Bipolare Technik 

Bei der bipolaren Technik verfügt 

die zur Behandlung verwendete 

Elektrode über zwei Pole, die 

mit Ausgang und Massepotential 

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 Lichtbogen 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 HF-Generator 

Die Aufgabe des HF-Generators 

besteht darin, die für die Operation 

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 

Bild 2: Typische Kurvenformen 

Effekt vermeidet, bei dem Nerven 

und Muskelzellen durch elektrischen 

Strom gereizt werden. 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 größer 300 kHz und bis zu 

1 kV. Bei der monopolaren Spraykoagulation 

sind dies in der Spitze 

ca. 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 nachregelt, 

um den Lichtbogen mit konstanter 

Leistung zu erhalten. Bild 2 zeigt 

die typischen Kurvenformen. Je 

nach Behandlung variieren Amplitude, 

Frequenz oder Puls/Pause- 

Verhältnis. 

PCAP 

Die PCAP-Touch-Technologie 

(„Projected CAPacitive Touch 

Screen“) trat ihren Siegeszug in der 

Consumer-Elektronik an. Heute ist 

sie nicht nur dort, sondern 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. 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 Anwendungsbereiche 

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 

Touch-Controllers können Störungen 

besser unterdrückt und erfasste 

Touch-Ereignisse auf Plausibilität 

geprüft werden, so dass Betrieb und 

Bedienung immer sicher bleiben. 

Aufbau 

Das Touch-System besteht aus 

zwei Komponenten: dem Touch- 

Sensor, der ein kapazitives Feld aufspannt. 

Es wird durch die Berührung 

mit Fingern oder anderen Gegenständen 

beeinflusst. Die andere 

ist der Touch-Controller, der diese 

Berührungen auswertet. Der Touch- 

Controller befindet sich auf einer 

kleinen separaten Leiterplatte oder 

einer Flex-Folie. Eine Seite ist mit 

dem Touch-Sensor verbunden, die 

andere mit dem Host (Embedded 

Board oder PC). Die Auswertung 

findet durch sequenzielles Abtasten 

43


Bild 3: Touch-Controller 

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“) bei 

der Betätigung, Verschwinden eines 

Touch-Ereignisses („Release“) beim 

Loslassen und die Erkennung von 

Gesten („swipe“, „zoom“, „pinch“). 

Dabei können je nach Einstellung 

auch mehrere Ereignisse gleichzeitig 

ausgewertet werden („Multi finger“ 

Touch und Gesten). Die Firmware 

des Touch-Controllers 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. Es ist wichtiger Bestandteil 

bei der erfolgreichen Integration 

eines PCAP-Touch-Systems. 

Design mit PCAP 

Bei der Integration in ein Gerät 

werden Display, Touch-Sensor 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 

Whitepaper „Integrationshinweise 

für ein PCAP Design“ (HY-LINE). 

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 

Bild 4: Beispiel für die Masseanbindung des Controllers 

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. Sind alle diese 

Einflüsse bekannt und eliminiert, 

kann der Touch-Controller 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? 

Controller-Firmware 

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 Generator-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. 

Auswirkungen 

von Störsignalen 

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 Touch-Sensor 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 

Position weicht zum Teil deutlich 

von der realen ab. Berührungen 

und Loslassen werden einwandfrei 

erkannt. 

• Bei weiter ansteigendem Störsignal 

kommt es zu stärkeren 

Abweichungen von der korrekten 



Bild 5: Einfluss von Störsignalen 

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). 

Herausforderungen 

in 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 Infusionspumpen 

sind den abgestrahlten 

Signalen ausgesetzt. Die Änderung 

des Stroms kann ungleichmäßig 

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 Touch-System ein. Unbeabsichtigte 

Störsignale können nicht 

nur auftreten, wenn die Elektrode 

den Touch-Sensor berührt, sondern 

auch, wenn das Kabel während der 

Operation in der Nähe des Touch- 

Sensors verläuft. 

Design und Verifikation 

Für das Fine Tuning 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 Touch-Sensor 

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 

Touch-Controller ermöglichen 

nunmehr mit gesteigerter Rechenleistung 

und angepassten Algorithmen, 

dass – unter Be achtung 

einiger konstruktiver Maßnahmen 

– ein PCAP-Touchscreen ohne Einbußen 

an Sicherheit oder Komfort 

verwendet werden kann. 

Referenzen 

• HY-LINE Computer 

Components Vertriebs GmbH 

www.hy-line-group.com 

Bild 6: Einkopplung von Störsignalen im Labor 

• Whitepaper zur Touchscreen- 

Integration 

www.hy-line-group.com/pcap 

• Unterlagen von Erbe Elektromedizin 

(www.erbe-med.com) 

• BOWA-electronic GmbH & Co. 

KG BOWA MEDICAL ELEK- 

TROCHIRURGIE 

(bowa-medical.com) 

• Unterlagen von Gebrüder 

Martin GmbH & Co. KG 

(www.klsmartin.com) 

• Unterlagen von eGalax_eMPIA 

Technology (www.eeti.com) 

Wer schreibt 

HY-LINE Computer Components 

steht als Mitglied der HY-LINE- 

Gruppe mit 30 Jahren Expertise als 

Spezialist für komplette Systemlösungen 

im Bereich Display- und 

Touchtechnologie und Embedded 

Computing. Als Lösungsanbieter 

unterstützt das Unternehmen seine 

Kunden bei der projektbezogenen 

technischen Beratung sowohl in 

aktuellen Technologien als auch 

innovativen Ansätzen. ◄ 


45


Human Machine Interfaces im Medizinbereich 

Die Kombination aus Touchscreen mit stromsparendem SBC von SECO dient als zentrale 

Kommunikationsschnittstelle bei dem nicht-invasiven (NIV) Beatmungsgerät Biorespira 

die Chancen, unseren Beitrag zur 

Bekämpfung der COVID-19 Pandemie 

zu leisten und SECO war der 

beste Partner, den wir uns wünschen 

konnten“, erklärt Corrado 

Ghidini, CEO von IBD. 

SECO Northern Europe GmbH 

https://north.seco.com/ 

In der Medizintechnik sind Qualität 

und Sicherheit die wichtigsten 

Parameter für hochwertige und verlässliche 

Produkte. Der Einsatz von 

Human Machine Interfaces (HMIs) 

in den entsprechenden elektronischen 

Geräten und Systemen 

stellt somit sehr hohe Anforderungen 

an die Entwickler und Hersteller. 

Die Geräte müssen komfortabel 

und präzise bedienbar sein, eine 

optimale Ablesbarkeit der Parameter 

sicherstellen sowie Ausfallsicherheit 

und eine Langzeitverfügbarkeit 

bieten. Bei der Bedienung 

medizinischer Geräte spielen 

auch Touchscreens immer häufiger 

eine wichtige Rolle und ihre Verwendung 

nimmt seit Jahren stetig 

zu. HMIs nehmen dabei die wichtige 

Rolle der zentralen Bedienelemente 

medizintechnischer Geräte 

ein. Über das Display lassen sich 

alle Funktionen sehr präzise steuern 

und der Anwender erhält auf 

Berührung aktuelle Informationen, 

wie zum Beispiel Messergebnisse. 

Das Anwendungsbeispiel 

Für die finale Phase der Entwicklung 

eines innovativen nichtinvasiven 

Lungenbeatmungsgerätes 

(NIV) suchte IBD, ein erfahrener 

Hersteller für biomedizinische 

Geräte, Unterstützung bei 

der Implementierung eines geeigneten 

HMIs und wurde bei SECO 

fündig. Mit dem neuartigen und vielseitigen 

NIV-Ansatz für die Unterstützung 

der Lungenbeatmung 

kommt die Lösung sowohl in der 

klinischen als auch in der häuslichen 

oder mobilen Anwendung 

zum Einsatz. 

HMI für die nicht-invasive 

Beatmung (NIV) 

Bei der NIV wird die Atmung des 

Patienten unterstützt, ohne dass eine 

Intubation oder Tracheotomie erforderlich 

ist. Die NIV bietet Patienten 

mit Ateminsuffizienz eine wirksame 

Therapie bei geringerem Infektionsrisiko 

und verbesserten Überlebensraten. 

Mit dem Lungenbeatmungsgerät 

Biorespira hat IBD 

gemeinsam mit Unterstützung von 

SECO in kurzer Zeit ein Produkt 

entwickelt, das die Patienten auch 

bei der Bewältigung einer COVID-19 

Infektion unterstützt. „Mit der Entwicklung 

dieses Geräts hatten wir 

Die Anforderungen 

Grundsätzlich sollte das Beatmungsgerät 

Technologien verwenden, 

die auf dem allerneusten Stand 

der Technik sind. So sollte ein High- 

Flux-Generator für die nicht-invasive 

Beatmung von erwachsenen 

Patienten mit Ateminsuffizienz zum 

Einsatz kommen. Damit ist es möglich 

bei Patienten, die in der Lage 

sind eigenständig zu atmen, eine 

direkte Messung des PEEP, der 

SpO 2 -Parameter und der Atemfrequenz 

durchzuführen und die Werte 

kontinuierlich anzeigen zu lassen. 

Das System sollte geschlossen 

sein, um Infektionsrisiken vorzubeugen, 

dem andere Anwesende 

durch den Aerosol-Effekt der vom 

Patienten ausgeatmeten Luft ausgesetzt 

sind. 

Bevor die Embedded-Systems- 

Spezialisten von SECO mit der Entwicklung 

des HMIs begannen, galt 

es einige Anforderungen an die 

Lösung zu definieren. Besonderes 

Augenmerk wurde hierbei auf die 

Anwenderfreundlichkeit, Kompaktheit 

und Gewichtsreduktion gelegt. 

Gerade eine flexibel einsetzbare 

Gesamtlösung war wichtig für den 

geplanten Einsatz, nicht nur in Intensivpflege, 

chirurgischen Intensivstation 

und Notaufnahme, sondern auch 

mobil in Pflegeheimen und in der 

häuslichen Krankenpflege. 

Angepasste 

HMI-Standardlösung 

Die eingesetzte HMI-Lösung im 

Biorespira wurde speziell an die 

Anforderungen des Gerätes angepasst 

und besteht aus einem 10 Zoll 

großen Touchscreen mit einem 

stromsparenden Single Board Computer 

(SBC) und einem ARM-Prozessor 

der jüngsten Generation. 

Als Betriebssystem kam ein Yocto 

Linux zum Einsatz. Yocto ist dabei 

kein eigenständiges Linux-System, 



men, verkleinert den anatomischen 

Totraum und generiert einen positiven 

Atemwegsdruck. Das Lungenbeatmungsgerät 

ist intuitiv bedienbar 

und bei der Behandlung 

nicht störend. Selbst unerfahrene 

Anwender verstehen schnell wie 

es zu bedienen ist. 

sondern vielmehr ein Baukasten, 

aus dem sich die Entwickler bedienen 

können. Es zeichnet sich vor 

allem durch seine standardisierte 

Architektur und hohe Anpassbarkeit 

aus, was den Entwicklern entgegenkam. 

Auch das GUI-Framework 

wurde speziell auf die Lösungsanforderungen 

zugeschnitten und 

basiert auf der C++-Technologie für 

ARM/Linux-Umgebungen. Zusätzlich 

wurde ein CAN-BUS zur Reduzierung 

der im Gerät verbauten 

Kabel und somit zur Gewichtreduktion 

verwendet. Das eigens für 

dieses Produkt angepasste HMI 

wird eingesetzt, um eine einfache 

Bedienung - auch für unerfahrene 

Nutzer - zu ermöglichen und darüber 

hinaus eine optimale Darstellung 

der Werte wie z. B. PEEP, der 

SpO 2 -Parameter und der Atemfrequenz 

sicherzustellen. 

play und kann sowohl in Kliniken als 

auch in der häuslichen Pflege eingesetzt 

werden. Es unterstützt die 

Sauerstoffversorgung, die dynamische 

Lungen-Compliance, die 

Homogenität und Exspirationsvolu- 

SECO im medizinischen 

Sektor 

SECO deckt alle relevanten 

Normzertifizierungen im medizinischen 

Bereich ab, sodass klinische 

Reinheit und Sicherheit in 

der Anwendung jederzeit gewährleistet 

sind. Besonders zeichnen sich 

die Embedded Systeme von SECO 

darin aus, dass die standardisierten 

Lösungen flexibel auf verschiedene 

Anwendungsfelder im medizinischen 

Bereich adaptiert werden 

können. Dadurch liegt bereits sehr 

früh in der Entwicklungsphase ein 

erster Prototyp vor, der Implementierung, 

Funktionstests und Qualitätssicherung 

erheblich beschleunigt. 

Das schnelle Prototyping des 

HMIs konnte dazu beitragen, das 

Biorespira zur Bekämpfung der 

Covid-19-Pandemie deutlich schneller 

auf den Markt zu bringen, als 

es üblicherweise der Fall gewesen 

wäre. ◄ 

Das Ergebnis 

SECO liefert ein HMI, das zur 

Überwachung der Funktionen des 

Beatmungsgeräts dient, wobei das 

entwickelte Gerät mit einer Größe 

291(W) x 259(H) x 203(D) mm und 

einem Gewicht von 3 kg äußerst 

kompakt und tragbar ist. Es verfügt 

über ein anwenderfreundliches Dis- 


47


Maßgeschneiderte Technologie 

für die Medizintechnik 

Technologische Fortschritte 

und entsprechende 

Lösungen 

Im Zeitalter hochentwickelter 

Medizintechnik spielen spezielle 

Vorbaugruppen eine zunehmend 

entscheidende Rolle bei 

der Bereitstellung hocheffizienter 

Diagnose- und Behandlungslösungen. 

Industriekunden aus dem 

Bereich Medizintechnik bekommen 

heute für ihren innovativen 

Bedarf an Geräten eine Vielzahl 

an Komponenten und Komplettlösungen, 

die den Anforderungen 

der Medizintechnik entsprechen. 

Diese Anforderungen beinhalten 

neben einer gesicherten Supply 

Chain auch die erforderliche Dokumentation 

und Zertifizierung, sowie 

garantierte funktionelle Sicherheit 

in der Bedienung und in allen 

zusätzlichen Features moderner 

Touch Mensch-Maschine-Interfaces 

(MMI). 

Gesicherte Qualität und 

nachverfolgbare Lieferkette 

Zuverlässige Lieferanten und ein 

gut etabliertes Netzwerk sind die 

Basis, um die Qualität von Komponenten 

zu sichern. Nur durch 

sorgfältige Auswahl und regelmäßige 

Überprüfung der Lieferanten 

können die hohen Standards im 

Medizinbereich eingehalten werden. 

Dabei ist die Nachverfolgbarkeit 

aller Komponenten im gesamten 

Lieferprozess ein essentieller 

Bestandteil des Qualitätsmanagementsystems: 

Von der Beschaffung 

der Rohmaterialien bis zur endgültigen 

Lieferung an die Industriekunden. 

Auch umfassende Erstmusterprüfberichte 

bieten zusätzliche 

stichprobenartige Kontrollmöglichkeiten. 

Durch den Einsatz fortschrittlicher 

Materialien, innovativer Sensortechnologien 

und leistungsstarker 

Rechenkapazitäten sind medizinische 

Geräte in der Lage, schneller 

präzise Diagnosen zu stellen 

und über spezielle Überwachungsfunktionen 

lebensrettende Behandlungen 

zu unterstützen. Von hochauflösenden 

Bildschirmen über 

Datenverarbeitung bis hin zu nahtloser 

System-Konnektivität bieten 

medizinische Vorbaugruppen eine 

umfassende Palette technischer 

Funktionen, die die medizinische 

Versorgung auf ein neues Niveau 

heben. Durch die enge Zusammenarbeit 

mit den Kunden wird heute 

sichergestellt, dass passgenaue 

Lösungen nach der höchsten Norm 

ISO 13485 und den Bedürfnissen 

und zum Wohle der Patienten entwickelt 

werden können. 

Sobald die Entwicklung der Komponenten 

beim Systemanbieter liegt, 

werden diese iterativen Prozesse 

etwas vereinfacht und das eröffnet 

eine Reihe von Vorteilen: So können 

praktische Designs geschaffen 

werden, die sich problemlos in 

verschiedene medizinische Umgebungen 

integrieren lassen. Komponenten 

können so optimal auf indi- 

Autor: 

Roland Wabro 

Produktmanager Systeme 

DATA MODUL 

info@data-modul.com 

www.data-modul.com 



viduelle Benutzerfreundlichkeit, 

intuitive Bedienbarkeit und ergonomisches 

Design ausgelegt werden. 

Unternehmen wie Data Modul haben 

zudem eigene Entwicklungsabteilungen, 

in denen u. a. Materialforschung 

betrieben wird. Ergebnisse 

sind so etwas wie die vereinfachte 

Gehäusereinigung und hocheffektive 

Hygienekonzepte, die gerade 

in medizinischen Umgebungen 

eine wichtige Rolle spielen, um das 

Risiko von Kontaminationen zu minimieren 

und die Sicherheit von Patienten 

und medizinischem Personal 

zu gewährleisten. 

PCAP-Technologie und 

deren Einsatzmöglichkeiten 

Die PCAP-Technologie (Projected 

Capacitive Touch) bietet 

viele Vorteile für den Einsatz in 

medizinischen Touchscreens, u. a. 

hohe Berührungsempfindlichkeit, 

präzise Eingabemöglichkeiten 

und Mehrpunkt-Touchfunktionen. 

Bei der Verwendung dieser Technologie 

in medizinischen Umgebungen 

müssen allerdings ein 

paar wichtige Punkte berücksichtigt 

werden: PCAP-Touchscreens 

von der „Stange“ reagieren hauptsächlich 

auf die elektrische Kapazität 

menschlicher Körper und können 

daher bei der Verwendung 

von Handschuhen oder feuchten 

Händen unzuverlässig sein. Dies 

muss – gerade im medizinischen 

Umfeld, in dem das Tragen von 

Handschuhen zur Infektionsprävention 

oft erforderlich ist - verhindert 

werden. 

Mit hochwertigen Touchsensoren 

und Controllern ist eine Bedienung 

mit Handschuhen möglich und auch 

die Unempfindlichkeit gegenüber 

Verunreinigung und feuchten Oberflächen 

sowie gegenüber elektromagnetischen 

Interferenzen und 

elektrostatischen Entladungen 

führt zur präzisen und zuverlässigen 

Interaktion, um eine fehlerfreie 

Bedienung der Geräte sicherzustellen. 

Potenzielle Risiken 

minimieren 

Bei medizinischen Touchscreens 

bedeutet dies die Implementierung 

von Sicherheitsfunktionen, um 

fehlerhafte Eingaben oder unerwünschte 

Aktionen zu verhindern. 

Dies kann die Verwendung redundanter 

Eingabetechnologien, wie beispielsweise 

doppelter Berührungserkennung, 

oder die Implementierung 

von Algorithmen zur Fehlererkennung 

und Fehlerkorrektur beinhalten. 

Auch spielt die Ergonomie 

eine wichtige Rolle, um Ermüdung 

und daraus resultierende, versehentliche 

menschliche Bedienfehler 

zu vermeiden. 

Für den Sonderfall, in dem das 

Produkt einer sehr hohen Medizinrisikoklasse 

angehört und deshalb 

besondere Anforderungen an 

die funktionale Sicherheit gestellt 

werden, sind zusätzliche Maßnahmen 

erforderlich. Sicherheitsrelevante 

Parameter können eingestellt 

und auch remote überwacht 

werden. Zum Beispiel zweikanalige 

Signale, die eine Redundanz 

bieten und so das Risiko von Einzelstörungen 

verringern. 

Haptik 

Das Feature „haptische Rückmeldung“ 

eröffnet medizinischen 

Anwendungen bedeutende Vorteile. 

Diese Integration erfolgt ausschließlich 

auf kundenspezifischer 

Basis, was ein hohes Maß an individuellen 

Gestaltungsmöglichkeiten 

und maßgeschneiderten Anpassungen 

ermöglicht. Sowohl die virtuellen 

Eingabetasten (z. B. Slider, 

Joystick usw.), als auch die Art 

der Bedienung sowie Materialien 

und Komponenten können passgenau 

ausgewählt werden. Durch 

die Kombination von Berührungsund 

Kraftmessung wird zudem die 

„Head-Down-Zeit“ erheblich reduziert. 

Besonders wichtig in Situationen, 

in denen der Nutzer visuell 

gebunden ist, wie zum Beispiel 

bei Operationen oder in der Intensivüberwachung. 

Force Touch 

Die Integration von Force Touch 

in medizinische Touchscreens eröffnet 

neue Möglichkeiten in der Interaktion 

mit medizinischen Geräten. 

Durch die Erfassung der Druckstärke 

der Berührung ermöglichen 

Force-Touch-Technologien eine 

zusätzliche Dimension der Steuerung 

und Interaktion. Dies erlaubt 

eine differenzierte Bedienung, beispielsweise 

durch die Anwendung 

variabler Druckstufen oder die Aktivierung 

spezifischer Funktionen, 

basierend auf der Druckintensität. 

Medizinische MMI können mittels 

Force-Touch-Funktionen präziser 

gesteuert werden, was insbesondere 

bei feinen Einstellungen oder 

bei der Manipulation von medizinischen 

Bildern oder Grafiken von 

Vorteil ist. Zudem kann Force Touch 

dazu beitragen, die Benutzererfahrung 

zu verbessern, indem es eine 

taktile Rückmeldung und ein reales 


49


Haptik-Erlebnis bietet. So wird eine 

verbesserte Kontrolle erreicht und 

die Bediensicherheit erhöht. Mit 

der Integration von Force Touch in 

medizinische Touchscreens eröffnen 

sich innovative Design/GUI 

Möglichkeiten, um die Benutzerinteraktion 

und Funktionalität zu 

optimieren und die Leistungsfähigkeit 

medizinischer Geräte weiter zu 

verbessern. 

Gestensteuerung 

Durch die Verwendung von 

Gesten können Benutzer medizinische 

Geräte auf natürliche und 

intuitive Weise steuern, indem 

sie Handbewegungen, Fingerbewegungen 

oder sogar Körperbewegungen 

einsetzen. Dies reduziert 

die Notwendigkeit physischer 

Tasten oder Schalter und ermöglicht 

den Benutzern, Funktionen 

und Optionen schnell und nahtlos 

zu aktivieren, Menüs zu durchsuchen 

oder Bilder zu vergrößern/ 

verkleinern, indem sie einfach 

ihre Hände oder Finger bewegen. 

Dies erleichtert den Arbeitsablauf 

für das medizinische Personal und 

reduziert nachweislich die Lernkurve 

bei der Verwendung neuer 

Geräte. Geräte können berührungslos 

bedient werden und schaffen so 

die besten hygienischen Voraussetzungen, 

kontaminierte Oberflächen 

zu vermeiden. Für die Einführung 

der Gestensteuerung ist 

- wie bei allen Eingabefunktionen 

– eine einmalige Einweisung für 

die Nutzer erforderlich. Sie bietet 

in der Bedienbarkeit die größte 

hygienische Sicherheit im medizinischen 

Umfeld. 

Encoder/Taster 

„Traditionelle“ Eingabetechnologien, 

wie Folientastaturen, Encoder-Schalter 

und Regler werden 

nach wie vor verbaut, da sie sich 

als äußerst zuverlässig in medizinischen 

Geräten erwiesen haben. 

Diese bewährten Technologien bieten 

eine robuste und langlebige 

Bedienung, die den anspruchsvollen 

Anforderungen medizinischer 

Umgebungen standhält. 

Encoder-Schalter und Regler 

ermöglichen es den Benutzern, 

Parameter präzise einzustellen 

und zu steuern, indem sie Drehoder 

Druckbewegungen verwenden. 

Diese Eingabemethoden bieten 

eine haptische Rückmeldung 

und ermöglichen eine einfache und 

schnelle Anpassung von Einstellungen. 

Diese Eingabetechnologien 

sind „gelernt“ und damit intuitiv 

bedienbar und gewährleisten 

eine stabile und konsistente Leistung, 

die sich gut in den Workflow 

integrieren lassen. 

Dreh-Drück-Elemente 

Die „Easyknob“-Technologie ermöglicht 

die Integration von Dreh- 

Drück-Reglern direkt in den kapazitiven 

Touchscreen (PCAP) und 

ohne Durchbruch im Coverglas. 

Durch das Aufbringen eines physischen 

Dreh-Drück-Elements auf 

dem Touchscreen wird die präzise 

Steuerung und Anpassung 

von Parametern erleichtert. Die 

Benutzer können den Knopf drehen 

und drücken, um Werte einzustellen 

oder Optionen auszuwählen, 

während sie gleichzeitig 

den Touchscreen für andere Interaktionen 

verwenden. Dies bietet 

eine intuitive und effiziente Bedienung, 

da die Nutzer die Vorteile 

des taktilen Feedbacks und der 

haptischen Rückmeldung nutzen 

können, während sie den Touchscreen 

verwenden. 

Hygienefördernde 

Beschichtungen 

der Komponenten 

Die Verwendung von antimikrobiellen 

und antiviralen Oberflächen 

erleichtern die Hygiene- und Infektionskontrolle. 

Durch das Aufbringen 

spezieller Beschichtungen und 

Materialien kann auf medizinischen 

Geräten und Komponenten dem 

Wachstum von Mikroorganismen, 

wie Bakterien oder Viren, aktiv entgegengewirkt 

werden. Diese speziell 

entwickelten Oberflächen hemmen 

die Vermehrung von Krankheitserregern 

und reduzieren das Risiko 

von Kreuzkontaminationen deutlich. 

Eine hydrophobe Beschichtung mit 

ihrer wasserabweisenden Wirkung 

reduziert die Anhaftung von Flüssigkeiten, 

wie Blut oder Körperflüssigkeiten. 

Dies erleichtert die Reinigung 

der Geräte und minimiert das Risiko 

von Kontaminationen. Die Integration 

antimikrobieller, antiviraler und 

hydrophober Oberflächen trägt zur 

Verbesserung der Hygienepraktiken, 

zur Infektionskontrolle und zur Langlebigkeit 

der Geräte bei, was letztendlich 

zu einer verbesserten Patientensicherheit 

und Behandlungsqualität 

führt. ◄ 


Änderungsmanagement in der Medizintechnik 

Software 

Der Weg vom Papier in die Digitalisierung – Änderungen müssen in der regulierten Industrie der Medizintechnik 

z. B. für Prozesse, Dokumente oder IT-Systeme geregelt ablaufen und dokumentiert werden. 

Das oxaion DMS ist ein Modul innerhalb der skalierbaren 

Unternehmenssoftware von oxaion für Medizintechnik-Unternehmen. 

Das Änderungsmanagement in 

der Medizintechnik ist von großer 

Bedeutung, da es sicherstellt, dass 

Änderungen an Medizinprodukten, 

Systemen und Prozessen sicher 

und effektiv durchgeführt werden. 

Die Medizintechnikbranche ist stark 

reguliert, und Änderungen müssen 

gemäß den Anforderungen der 

zuständigen Regulierungsbehörden 

wie der FDA, der ZLG oder anderen 

internationalen Aufsichtsbehörden 

und den Benannten Stellen erfolgen. 

Eine fehlerhafte Änderung kann 

schwerwiegende Konsequenzen 

für Patienten und das Unternehmen 

haben. 

Typische Prozesse 

im Änderungsmanagement 

Ein typischer Prozess für das 

Änderungsmanagement in der Medizintechnik 

könnte folgende Schritte 

umfassen: 

1. Identifikation: 

Änderungen können aus verschiedenen 

Quellen wie Kundenfeedback, 

regulatorischen Anforderungen, 

Risikobewertungen, Fertigungsprozessen 

oder IT-Systemen 

stammen. 

2. Bewertung: 

Die Auswirkungen der Änderungen 

auf die Produktqualität, 

Sicherheit und regulatorischen 


Anforderungen sollten bewertet 

werden. Hierbei kann eine Risikobewertung 

helfen, um potenzielle 

Risiken zu identifizieren 

und zu bewerten. 

3. Genehmigung: 

Änderungen sollten nur nach einer 

gründlichen Bewertung genehmigt 

werden. Die Genehmigung 

kann von verschiedenen Stakeholdern 

wie der Technischen Leitung, 

dem Qualitätsmanagement 

oder den Regulierungsbehörden 

abhängen. 

4. Implementierung: 

Die Umsetzung von Änderungen 

erfordert ein strukturiertes Vorgehen 

und sollte in Übereinstimmung 

mit den regulatorischen Anforderungen 

erfolgen. 

5. Überprüfung: 

Nach der Implementierung 

sollten Änderungen überwacht 

und geprüft werden, um sicherzustellen, 

dass sie wie geplant 

funktionieren. 

Insgesamt ist das Änderungsmanagement 

ein wesentlicher 

Bestandteil des Qualitätsmanagementsystems 

in der Medizintechnik 

und kann dazu beitragen, 

dass Produkte sicherer 

und effektiver sind. 

Die heutige Situation in den 

Unternehmen 

In vielen mittelständischen und 

kleineren Unternehmen werden 

dazu heute die unterschiedlichsten 

Formulare verwendet, in den meisten 

Fällen aus Word- und Excel- 

Templates, die im Ergebnis häufig 

auch gedruckt werden. In der Praxis 

bedeutet dies, dass diese Dokumente 

„von Schreibtisch zu Schreibtisch 

wandern“. Das ist heute noch 

oft die Realität. 

Auswirkungen und 

Probleme 

Oft ist nicht klar, bei wem der 

Änderungsantrag liegt und wie der 

Status ist. Dafür gibt es dann wieder 

eine Excel-Datei. Das Nachhalten 

und Überwachen dieser Änderungsdokumente 

ist eine große Herausforderung 

für die verantwortliche 

Person im Unternehmen. Vor Audits 

sorgt dies auch manchmal für die 

ein oder andere hektische Situation. 

Ein Überwachen ist in der Form ja 

auch nicht einfach. 

Eine Lösung ... oder zwei? 

Heute gibt es bereits IT-Systeme, 

die den gesamten Änderungsprozess 

(oder das Change-Management) 

komplett digitalisieren können. 

Das ist sicher die höchste 

Ausprägung der Digitalisierung des 

Änderungsprozesses. Vom Papier 

zur kompletten digitalen Version 

ist es für viele Unternehmen aber 

ein weiter Weg. Der direkte Wegfall 

des gewohnten Formulars erfordert 

Änderungsprozesse und die 

Qualifizierung der Mitarbeiter im 

Umgang damit. 

Zwischenweg oder Mittelstandslösung 

von Aptean? 

Oxaion hat mit einer Reihe von 

Unternehmen gesprochen und die 

Herausforderungen diskutiert. Diese 

liegen hauptsächlich in der Nachverfolgung, 

Überwachung, Terminierung 

und Dokumentation der 

Maßnahmen. Das Unternehmen 

hat dafür eine integrierte Lösung 

in der oxaion-Unternehmenssoftware 

erstellt: 

• Das Unternehmen verwendet das 

oder die Templates als gelenktes 

Dokument im integriertes oxaion 

DMS. 

• Nach der Freigabe des Änderungsantrages 

können die Maßnahmen 

als Aufgaben den Mitarbeitern 

mit Terminvorgaben zugewiesen 

werden. 

• Die Rückmeldung der Mitarbeiter 

erfolgt an gleicher Stelle mit der 

Dokumentation über eine electronic 

signature (part11 FDA). 

• Sind alle Aufgaben erledigt, 

erfolgt der Abschluss durch die 

verantwortliche Person im Unternehmen. 

• Mit dem Abschluss erfolgt die 

Erstellung eines Reports, der 

alle durchgeführten Maßnahmen 

dokumentiert und beim Änderungsantrag 

abgelegt wird. 

• Es gibt entsprechende Auswertungen 

und Reports über die offenen 

Änderungsanträge, die Terminsituation 

und den Status der 

Bearbeitung und Rückmeldung. 

Über diesen Weg können oxaion- 

Anwender sehr einfach ein Änderungsmanagement 

integrieren und 

den nächsten Schritt zur Digitalisierung 

vollziehen. 

oxaion gmbh 

info@oxaion.de 

www.oxaion.de 

Weitere Informationen zu Lösungen unter: 

www.oxaion.de/branchen/medizintechnik 

Kostenloses Whitepaper unter: 

www.oxaion.de/produkt/cloud/whitepaper-medizintechnik-cloud 

51

Komponenten 

Wie integrierte optische Empfänger 

Point-of-Care-Instrumente zukunftssicher machen 

Bild 1: Ein IVD-Fluoreszenzdetektionssystem 

Autoren: 

Wassim Bassalee 

Field Applications Engineer, 

Aileen Cleary 

Marketing Manager 

Medical Instrumentation and Life 

Sciences Business Group, 

Rob Finnerty 

Systems Applications Engineer, 

Neil Quinn 

Systems Applications Engineer 

Analog Devices 

www.analog.com 

In-vitro-Diagnosesysteme (IVD) 

beruhen auf optischen Empfängertechniken, 

um hochempfindliche 

und spezifische Ergebnisse 

zu erzielen. Bewährte Verfahren 

wie ELISA und PCR nutzen eine 

optische Fluoreszenz-Empfangskette 

zur Durchführung diagnostischer 

Tests. Es ist daher nicht überraschend, 

dass auch der Point-of- 

Care (PoC) -Markt optische Empfänger 

als leistungsfähiges Werkzeug 

für die Entwicklung präziser, 

flexibler und schnell verfügbarer 

Systeme einsetzt. Dieser Artikel 

beschreibt die wichtigsten Überlegungen 

bei der Entwicklung einer 

optischen PoC-Empfangskette und 

zeigt, wie integrierte optische Frontends 

nicht nur diese Leistungsanforderungen 

erfüllen können, sondern 

auch einen entscheidenden Vorteil 

für Entwickler bieten, die eine Plattform 

für die Zukunft schaffen wollen. 

Grundlagen der 

Fluoreszenzdetektion 

in der Diagnostik 

Bei einem IVD-Test auf Fluoreszenzbasis 

wird eine Probe, die fluoreszierende 

Marker enthält, mit Licht 

einer bestimmten Wellenlänge angeregt, 

wie durch den grünen Pfeil in 

Bild 1 dargestellt. Wenn die Probe 

den betreffenden Analyten enthält, 

reagieren die Fluoreszenzmarker 

auf die Anregung mit der Aussendung 

von Licht eines niedrigeren 

Energieniveaus. So reagieren beispielsweise 

in Bild 1 die Fluoreszenzmarker 

in der Probe mit der 

Abgabe von rotem Licht. Dieses 

emittierte Licht ist das Fluoreszenzsignal, 

das nachgewiesen werden 

muss, um das Vorhandensein und 

gegebenenfalls die Menge des Analyten 

in der Probe zu bestimmen. 

Schwellenwert 

Bei einem fluoreszenzbasierten 

Diagnosetest gibt es einen Schwellenwert, 

der als meldebare Fluoreszenz 

gilt. Ein Fluoreszenzsignal 

unterhalb des Schwellenwerts kann 

nicht mit Sicherheit auf das Vorhandensein 

des Analyten in der Probe 

hinweisen. Die Elektronik des Diagnosemessgeräts 

und andere Faktoren 

tragen zum Hintergrundrauschen 

bei, wodurch sich der Schwellenwert 

erhöht. Um den Schwellenwert 

zu senken und somit eine 

höhere Empfindlichkeit ohne Einbußen 

bei der Selektivität zu erreichen, 

muss das optische Erkennungssystem 

sorgfältig konzipiert 

werden, damit die elektronische 

Empfangskette nicht zum Hintergrundrauschen 

beiträgt. 

Ein typisches PoC- 

Fluoreszenzdetektionssystem 

Ein typisches diagnostisches 

PoC-Fluoreszenzdetektionssystem 

verwendet eine Leuchtdiode (LED) 

zur Erzeugung des Anregungslichts 

und eine Fotodiode (PD) zum Nachweis 

der Fluoreszenzemission der 

Probe. Die Fotodiode erzeugt einen 

elektrischen Strom, der proportional 

zur Intensität des Fluoreszenzsignals 

ist, das extrem schwach sein 

kann. Der PD-Strom ist im Verhältnis 

zum Grundrauschen oft sehr gering, 

so dass ein sorgfältiges elektronisches 

Design erforderlich ist, um 

eine hohe Empfindlichkeit zu erreichen, 

ohne die Selektivität zu beeinträchtigen. 

In Bild 2 sind die Hauptelemente 

eines typischen PoC-Fluoreszenzdetektionssystems 

dargestellt. 

Das Stromsignal der PD wird 

vom Transimpedanzverstärker (TIA) 

in ein Spannungssignal umgewandelt. 

Das Spannungssignal wird 

anschließend vom Analog-Digital- 

Wandler (ADC) digitalisiert und in 

einen entsprechenden Fluoreszenzwert 

umgerechnet. 

Die Leistungsanforderungen 

Die Entwickler von PoC-Systemen 

streben eine maximale diagnostische 

Empfindlichkeit (Sensitivität) 

an, ohne die Selektivität zu 

beeinträchtigen. In Bezug auf PoC- 

Instrumente bedeutet dieses Ziel, 

dass ein sehr geringer Fotodiodenstrom 

als Reaktion auf eine LED- 

Anregung zuverlässig erkannt werden 

muss. Ein hochempfindliches 

System muss zum Beispiel in der 

Lage sein, PD-Ströme in der Größenordnung 

von einigen Picoampere 

als Reaktion auf LED-Anregungsströme 

in der Größenordnung von 

einigen 100 mA zu erkennen. Dies 

bedeutet, dass das System in der 

Lage sein muss, PD-Fluoreszenz 

bei einer optischen Dämpfung von 

etwa 140 dB zu erkennen. 

Bild 2: Ein typisches diagnostisches PoC-Fluoreszenzdetektionssystem 


Komponenten 

Bild 3: Ein PoC-Detektionssystem mit integriertem optischen Frontend 

Um eine solche Leistung zu 

erreichen, ist eine Kombination 

aus elektronischen und Systemdesign-Überlegungen 

erforderlich. 

Die Gestaltung des analogen 

Front-Ends (AFE) für die Fotodiode 

ist besonders wichtig. Da 

der PD-Strom im Verhältnis zum 

Grundrauschen oft sehr schwach 

ist, muss der TIA eine hohe Verstärkung 

und einen niedrigen 

Eingangsstrom aufweisen. Weitere 

wichtige Parameter sind 

eine niedrige TIA-Eingangsoffsetspannung 

sowie ein Mindestabstand 

zwischen der Fotodiode 

und dem TIA. 

Systemdesign 

Das Systemdesign ist ebenfalls 

sehr wichtig, um eine hochempfindliche 

Erkennung zu gewährleisten. 

Die Fluoreszenzdetektion muss mit 

der LED-Anregung synchronisiert 

werden, was einen Controller erforderlich 

macht, der diese Synchronität 

gewährleistet. Um das schwache 

Stromsignal der Fotodiode vom 

Grundrauschen zu unterscheiden, 

ist häufig eine Mittel wertbildung aus 

mehreren Fluoreszenzmesswerten 

erforderlich. 

Diese Mittelwertbildung ist eine 

wichtige Funktion des Systemcontrollers. 

Das Umgebungslicht sowie 

die Drift der LED-Beleuchtung können 

zum Systemfehler beitragen. 

Eine Steuerung, die die Unterdrückung 

des Umgebungslichts ermöglicht 

und die Auswirkungen der 

Drift der LED-Beleuchtung berücksichtigt, 

kann einen Vorteil für die 

Gesamtleistung des Systems darstellen. 


Vorteile eines integrierten 

optischen Front-End- 

Empfängers 

Bei der Entwicklung der elektronischen 

Empfängerkette für ein PoC- 

Lesegerät stehen zwei verschiedene 

Architekturen zur Auswahl: eine 

vollständig diskrete Lösung wie in 

Bild 2 oder die Verwendung eines 

integrierten optischen Frontends, 

wie in Bild 3 dargestellt. 

Der erste eindeutige Vorteil einer 

integrierten Lösung liegt in der Vereinfachung 

des Systemdesigns. Das 

Bild 4: Ein Blockschaltbild des MAX86171 

Problem der Synchronisierung der 

Fluoreszenzdetektion mit der LED- 

Anregung entfällt, da dies intern 

durch das optische Frontend erledigt 

wird. Integrierte optische Frontends 

stellen außerdem eine kompaktere 

Lösung mit weniger elektronischen 

Komponenten dar. Dies verringert 

die Komplexität der Stückliste und 

des Liefermanagements und ermöglicht 

gleichzeitig ein kleineres Endgerät. 

Der wichtigste Vorteil eines 

integrierten optischen Frontends 

ist jedoch die Möglichkeit, wichtige 

Konfigurationsparameter wie Fotodiode, 

LED-Treiber und Signalfilterung 

per Firmware anpassen zu 

können. Die Programmierbarkeit ist 

bei diskreten Lösungen nicht gegeben, 

ohne dass neue Hardware entwickelt 

werden muss. Diese Art der 

Konfigurierbarkeit ist von entscheidender 

Bedeutung, wenn eine Plattform 

im Laufe der Zeit angepasst 

werden muss, um mit neuen oder 

veränderten Testverfahren arbeiten 

zu können. Da häufig neue Varianten 

und Krankheiten in die Testmenüs 

aufgenommen werden, ist 

die Entwicklung einer Empfängerplattform, 

die für neue Testverfahren 

modifiziert werden kann, ohne 

dass Hardwareänderungen erforderlich 

sind, von großem Vorteil. 

Integrierte optische Frontends 

haben eindeutige Vorteile, allerdings 

ist die Bestimmung der Leistung 

eines optischen Frontends 

in Schwachlicht-Fluoreszenzanwendungen 

keine triviale Aufgabe. 

Der Vergleich des Signal-Rausch- 

Abstands (SNR) zwischen integrierten 

optischen Frontends gibt keinen 

wirklichen Aufschluss über die tatsächliche 

Leistung eines optischen 

Empfängers im Betrieb. Da die Lichtpegel 

in der Regel niedrig sind, ist 

das absolute Grundrauschen der 

53

Komponenten 

Bild 5: Schwachlichtmessung eines Detektors mit dem MAX86171 

optischen Frontends und nicht das 

SNR der entscheidende Parameter. 

Bei der mit den Fluoreszenzmessungen 

verbundenen Zeitskala kann 

die Mittelwertbildung eingesetzt werden, 

um dieses Grundrauschen zu 

reduzieren, wenngleich die Komponente 

des 1/f-Rauschens eine natürliche 

Schranke für die durch Mittelwertbildung 

erzielbaren Verbesserungen 

darstellt. Daher ist das absolute 

Dunkelstromrauschen, insbesondere 

das Flickerrauschen, der 

dominierende Faktor. Das Dunkelstromrauschen 

eines vollständigen 

Systems einschließlich der 

Foto diode ist in den Datenblättern 

vieler integrierter optischer AFEs 

nicht beschrieben und muss separat 

gemessen werden. 

Integrierte Frontends 

von Analog Devices 

Die integrierten optischen Frontends 

von ADI, wie zum Beispiel der 

MAX86171 eignen sich ideal für 

PoC-Fluoreszenzanwendungen. 

Die Integration der analogen Signalkette 

zusammen mit dem digitalen 

Controller ermöglicht die Implementierung 

eines optischen Empfängers 

in einem einzigen IC. Der 

MAX86171 enthält signalaufbereitete 

Foto diodeneingänge, einen 19-Bit- 

ADC mit Ladungsintegration, rauscharme 

LED-Treiber sowie eine serielle 

Schnittstelle mit FIFO-Pufferung. 

Mit neun LED-Kanälen und vier 

PD-Kanälen unterstützt das AFE 

Multi-Assay-Tests und bietet ausreichend 

Kanäle für zukünftige 

Test-Erweiterungen ohne Hardware-Upgrades. 

Die Programmierung 

über SPI oder I 2 C ermöglicht 

die Feinabstimmung von Parametern 

für einen vorgegebenen Test, 

wie beispielsweise Integrationszeit, 

Mittelwertbildung und Dynamikbereich. 

Ein FIFO-Einheit ermöglicht 

es den MCUs, während der Messungen 

im Schlafmodus zu bleiben, 

was die Batterielebensdauer in tragbaren 

PoC-Systemen verlängert. 

Vor allem aber ermöglichen die 

hohe Leistung und das geringe 

Rauschen des Bauelements ein 

hochempfindliches Detektionssystem. 

Mittelwertbildung und 

geringes 1/f-Rauschen ermöglichen 

ein Dunke lstromrauschen von nur 

11 pA rms für die gesamte optische 

Signalkette bei einer Fotodiodenfläche 

von 7,5 mm 2 . Dies ermöglicht 

die zuverlässige Erkennung niedriger 

Fotodiodenströme im Bereich 

von 1 pA bis 10 pA, die typisch für 

Fluoreszenz anwendungen mit geringer 

Lichtausbeute sind. Darüber 

hinaus erleichtern eine ausgezeichnete 

Störspannungsunterdrückung 

sowie eine hervorragende Fremdlichtunterdrückung 

die Arbeit des 

Systementwicklers bei der Konstruktion 

des Netzteils und des mechanischen 

Gehäuses. 

Validierung 

Zur Validierung der Leistung 

des MAX86171 wurde eine vom 

MAX86171 angesteuerte LED durch 

verschiedene Stufen optischer Filter 

mit neutraler Dichte (ND) geleitet 

und über eine Fotodiode vom 

MAX86171 empfangen (siehe Bild 5). 

Durch Erhöhung der Dichte der 

ND-Filter kann die optische Dämpfung 

von 40 dB (ND2) bis 140 dB 

(ND7) variiert werden, was eine 

Verringerung der Fluoreszenzausbeute 

in einem PCR- oder LAMPbasierten 

Detektionssystem simuliert. 

Unterhalb einer Dämpfung von 

140 dB kann der MAX86171 einen 

über der Dunkel stromgrenze um 

Komponenten 

Kleingehäuse als zweifarbige Variante 

Abmessungen universell einsetzbar. 

Zusätzlich bietet das hauseigene 

Service-Center viele Möglichkeiten, 

um aus dem Standardgehäuse 

ein kundenindividuelles 

Produkt zu kreieren: z. B. durch 

mechanische Bearbeitung, Bedruckung, 

Lackierung, Laserbeschriftung, 

EMV-Beschichtung oder auch 

Montagetätigkeiten. ◄ 

Der kleinste Uhrenquarz der Welt 

Speziell für die Integration 

minia turisierter Elektronikbauteile, 

Sensoren und Funktechnologien 

hat OKW Gehäusesysteme GmbH 

das Kleingehäuse MINI-DATA-BOX 

entwickelt. 

Es ist klein, aber dennoch 

robust und überzeugt obendrein 

mit seinem hochwertigen Erscheinungsbild. 

Odenwälder Kunststoffwerke 

Gehäusesysteme GmbH 

www.okw.com 

Die Anwendungsbereiche finden 

sich auch im IoMT (Internet of 

Medical Things). Hier werden Informationen 

über ein sicheres Netzwerk 

übertragen und verbinden so 

Patienten, Ärzte und medizinische 

Geräte miteinander. 

Die Standardfarben RAL 9016 

(verkehrsweiß) und RAL 7016 

(anthrazitgrau) werden nun in der 

Flanschausführung um eine weitere 

moderne, zweifarbige Variante 

ergänzt: Oberteil in RAL 9016 und 

das Unterteil in einem gedeckten 

Grauton nach RAL 7042 (verkehrsgrau 

A). Die im Standard enthaltene 

Schutzart IP40 kann mit der 

als Zubehör erhältlichen Dichtung 

bis IP65 erhöht werden. 

Als Wand- oder Tischgehäuse, 

mit verschiedenen Befestigungsmöglichkeiten 

auch an Decken, 

Rohren oder Ähnlichem, ist das 

Designgehäuse mit seinen Mini- 

Bei immer umfangreicherer 

Funktionalität und einer größeren 

Anzahl von Komponenten 

auf der Platine darf man keinen 

wertvollen Platz verschenken. 

Mit dem TFX-05X-Uhrenquarz 

seines Partners River 

liefert die coftech GmbH nach 

eigenen Angaben den kleinsten 

32,768-kHz-Uhrenquarz der Welt. 

In der Stimmgabeltechnologie 

ausgeführt, passt der Quarzblank 

in ein Gehäuse mit den Abmessungen 

von 1,2 x 1 x 0,35 mm. Er 

hat ein Eigengewicht von lediglich 

0,8 mg. Die derzeitige Produktionskapazität 

liegt bei über 

40 Mio. Stück pro Monat. 

Bei einer Arbeitstemperatur von 

-40 bis +105 °C kann der kleine 

Quarz in vielen Anwendungsbereichen 

eingesetzt werden. 

Die Standard-Lastkapazitäten 

von 5/7/9 und 12,5 pF sind 

wählbar. Die Frequenztoleranz 

ist mit ±20 ppm spezifiziert. Der 

äqui valente Serienwiderstand 

beträgt max. 90 kOhm. Auch ist 

das Bauteil bereits AEC-Q200 

zertifiziert. Kundenspezifische 

Lösungen können ebenfalls produziert 

werden. 

Typische Anwendungen sind 

Smart Phones, kleine Funkmodule, 

medizinische Apparaturen, 

Wearables, Industriefunkmodule, 

Smart-Metering-Systeme u.a. 

coftech GmbH 

www.coftech.de 

www.sepa-europe.com 

Sie möchten Ihr 

medizintechnisches 

Gerät zuverlässig kühlen? 

Unser Radiallüfter HY60Q05P ist nur 5 mm hoch, hat eine 

sehr lange Lebensdauer und ist angenehm leise!

Komponenten 

Einfach und sicher Positionieren 

Der motorisierte Positionierungsarm von Interventional Systems unterstützt Ärzte bei minimal-invasiven Eingriffen. 

Jauch Quartz GmbH 

info@jauch.com 

www.jauch.com 

Bei minimal-invasiven Eingriffen 

ist es sehr wichtig, so genau wie 

möglich zu arbeiten. Der motorisierte 

Arm zum Positionieren und 

Halten von medizinischen Geräten 

des österreichischen Unternehmens 

Interventional Systems (INS) unterstützt 

Ärzte bei diesen Eingriffen. 

Angetrieben von einer Jauch-Batterie, 

macht er das Positionieren und 

Repositionieren von Instrumenten 

so einfach wie nie zuvor und hält 

sie gleichzeitig ruhig. 

Das Medizintechnikunternehmen 

hat seinen Hauptsitz in Kitzbühel, 

Österreich, und unterhält Niederlassungen 

in Österreich, Deutschland 

und Portugal. „Wir wollen interventionelle 

Radiologen und Onkologen 

mit einer vollwertigen medizinischen 

Robotik-Plattform ausstatten, die 

ihnen hilft, bessere Patientenergebnisse 

durch mikroinvasive Eingriffe 

zu erzielen”, erklärt INS Marketing 

Managerin Margarida Gonçalves. 

Motorisierter 

Positionierungsarm 

Der motorisierte Positionierungsarm 

ist Teil von Micromate, einer 

von Kopf bis Fuß reichenden medizinischen 

Robotikplattform, die Ärzte 

mit einem einfach zu bedienenden 

Miniaturroboter für Nadeleingriffe 

unterstützt. Der motorisierte Arm 

ist für die Positionierung und das 

Halten medizinischer Geräte bei 

minimalinvasiven Eingriffen vorgesehen. 

Er besteht aus einem flexiblen 

mechanischen Arm mit zwei kugelförmigen 

Gelenken an jedem Ende 

und einem einfachen mittleren 

„Ellbogen”-Gelenk. Er kann an einem 

Ende an medizinischen Tischen 

und am anderen Ende an medizinischen 

Geräten befestigt werden. 

Mit einem Gewicht von weniger 

als 2,5 kg ist er leicht zu transportieren, 

bietet aber dennoch eine 

stabile Haltekraft. 

Selbstverriegelungsmechanismus 

„Mit seinem Selbstverriegelungsmechanismus 

ist der motorisierte 

Arm eine Weiterentwicklung des 

rein mechanischen Positionierungsarms, 

bei dem die Ver- und Entriegelung 

per Knopfdruck erfolgen kann. 

Außerdem kann der Bediener dank 

des universellen Schnellanschlusses 

die Instrumente leicht austauschen”, 

erläutert Pedro Pinto, Systems 

Engineer bei INS. Der Arm 

funktioniert auch unter Live-Bildgebung. 

Herausforderung 

Als Lösung war eine kleine und 

leistungsstarke Batterie erforderlich. 

„Der Positionierungsarm 

wird von einer Batterie betrieben, 

genauer gesagt von einem 18650 

1s1p Lithium-Akkupack. Mit einer 

Kapazität von 3350 mAh haben wir 

die Lösung mit der größtmöglichen 


Komponenten 

Energiekapazität auf kleinstem 

Bauraum gewählt”, erklärt Jérémie 

Deloof, Sales Manager bei Jauch. 

Die Batterie musste klein genug 

sein, um in den begrenzten Raum 

zu passen und die maximale Stromaufnahme 

zu liefern, die für das vorgesehene 

Schließmoment und die 

Schließgeschwindigkeit des Arms 

erforderlich ist. Natürlich muss die 

Batterie auch für viele Ver- und 

Entriegelungszyklen zwischen den 

Ladevorgängen sicher und langlebig 

sein. 

Tests und Zulassungen 

Ein weiteres sehr wichtiges 

Thema ist das Bestehen aller Tests, 

um die medizinische Zulassung 

zu erhalten. „Die Batterie für INS 

hat die UN38.3 und die IEC62133 

Zerti fizierung. Bei Jauch sind wir 

in der Lage, beide Zertifizierungen 

an unserem Hauptsitz in Villingen- 

Schwenningen zu prüfen. Zudem 

sind wir mit den regulatorischen 

Anforderungen im medizinischen 

Bereich vertraut. Daher haben wir 

das PCM von Anfang an so entwickelt, 

dass es die anspruchsvollen 

Tests be stehen wird”, berichtet 

Deloof. 

Alternative Möglichkeiten 

Außerdem ist es gerade in der 

MedTech-Branche wichtig, die Versorgung 

mit Batteriezellen aufrechtzuerhalten. 

Da die Zellenknappheit 

zu Beginn des Projekts ein Thema 

war, legte Jauch einen besonderen 

Schwerpunkt auf die Suche nach 

alternativen Zellen. Also wurde eine 

alternative Zelle ausgewählt und 

zertifiziert, um INS stets mit Batterien 

beliefern zu können. 

Warum Jauch? 

„Die Zusammenarbeit mit Jauch 

war ausgezeichnet. Das Team war 

immer erreichbar und hat schnell 

auf unsere Fragen geantwortet, 

von weiteren Informationen über 

die Leistung der Batterie bis hin 

zur Klärung von Zweifeln über die 

Prüfung der Batterie nach den einschlägigen 

Normen. Für uns ist es 

sehr wichtig, mit einem Unternehmen 

zusammenzuarbeiten, das die 

Qualität seiner Produkte garantieren 

kann, die medizinische Zertifizierungsprozesse 

durchlaufen können,” 

berichtet Pedro Pinto, INS 

Systems Engineer. 

Aktueller Stand 

Bleibt noch die Frage: Wie ist der 

aktuelle Stand des Produkts? INS 

teilte uns mit, dass der motorisierte 

Positionierungsarm alle Sicherheitstests 

nach ISO60601 erfolgreich 

bestanden hat. 

Das Unternehmen bereitet sich 

darauf vor, das Produkt noch in 

diesem Jahr auf den Markt zu 

bringen. ◄ 

Ein 18650 1s1p Lithium-Akkupack 

mit einer Kapazität von 3350 

mAh versorgt den motorisierten 

Positionierungsarm mit Strom. 

Nichtmagnetische Dünnfilm-Widerstände 

für Präzisions-Anwendungen 

Für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen hat der japanische Dünnfilm-Spezialist Susumu seine 

neue Widerstands-Produktfamilie NRG konzipiert. Durch ihren Aufbau aus nichtmagnetischen Materialien 

lassen sie sich in Umgebungen einsetzen, wo andere Widerstände die Waffen strecken müssen. 

Die Dünnfilm-Widerstände aus 

der Susumu NRG-Familie sind aus 

nichtmagnetischen Materialien hergestellt 

und bieten eine hohe Genauigkeit 

von ±0,05 Prozent des 

Nominalwertes. 

Langzeitstabil und 

rauschfrei 

Ihr äußerst niedriger 

Temperatur koeffizient von, je 

nach Ausführung bis herunter auf 

±5 ppm (Parts per Million) pro Grad 

Celsius, steht zudem für 

eine außerordentliche Temperaturstabilität. 

Die anorganische 

Passivierung der 

Bauteile gewährleistet eine 

hohe Langzeitstabilität, ihr 

Dünnschicht-Aufbau stellt 

eine hohe Rauschfreiheit 

sicher. Gleichzeitig schütz 

dieser Aufbau gegen die 

Einlagerung von Schwefel- 

Schwebeteilchen, die zu 

Korrosion und Kontaktablösungen 

führen könnten. 

Das Ergebnis dieses Aufbaus 

ist eine überzeugende 

Langzeit-Zuverlässigkeit. 

Einsatzbereiche 

Mit diesen Eigenschaften sind 

Susumus Dünnfilm-Widerstände 

der NRG-Familie ideal für den 

Einsatz in der Medizinelektronik 

und der Präzisions-Mess technik 

in Labor und Industrie sowie 

generell in Anwendungen elektronischer 

Systeme im Bereich 

starker Magnetfelder. 

Vier Ausführungen 

Die Widerstände der NRG- 

Familie werden in vier Ausführungen 

für Nennleistungen von 

1/16 Watt bis 1/4 Watt hergestellt. 

Diese Ausführungen sind wiederum 

in zahlreichen Widerstandswerten 

zwischen 10 Ω und 1 MΩ 

erhältlich. Sämtliche Widerstände 

der NRG-Familie lassen sich 

im Temperaturbereich zwischen 

-55 °C und 155 °C einsetzen. Sie 

sind blei- und halogenfrei und erfüllen 

die RoHS-Richtlinien. 

Susumu Deutschland GmbH 

info@susumu.de 

www.susumu.de 


57

Komponenten 

Das richtige Verfahren, der richtige Steckverbinder 

So gelingt Komponentenschutz 

Die Elektronikbranche ist im Wandel, 

ob im Automotive-Bereich, in 

der Solar- und Windkraft oder der 

Industrieautomation. Mit der stetig 

zunehmenden Vernetzung stieg in 

den vergangenen Jahren jedoch 

auch die Zahl der Elektronikpannen 

– lt. dem Center for Automotive 

Research um ganze 29%. Je 

nach zu erwartenden Umwelteinflüssen 

wird daher ein Komponentenschutz 

von Elektronikbauteilen 

notwendig. Durch ihn kann die Elektronik 

zuverlässig geschützt werden 

– dazu benötigen Anwender 

jedoch auch eine entsprechend vergusskompatible 

Anschlusslösung. 

Steigender Bedarf an 

Komponentenschutzverfahren 

Unterschiedliche Verfahren 

schützen die elektronischen Bauteile 

vor Schock, Vibration, Feuchtigkeit, 

Schmutz, hohen Temperaturen, 

anhaltende Temperaturschwankungen 

und deren Folgeschäden. 

Ein Komponentenschutz 

kann also wesentlich zur Verbesserungen 

von Lebensdauer, Funktionssicherheit 

und Zuverlässigkeit 

der Endprodukte beitragen. 

Aus diesem Grund kommen 

Komponentenschutzverfahren 

in vielen Anwendungen bereits 

regelmäßig zum Einsatz: E-Mobility, 

Industrie-Automation, Bahnanwendung, 

Medizintechnik, Windkraft 

und Solartechnik, Kommunikationselektronik, 

in der Landwirtschaft 

und bei Haushaltsgeräten 

– Elektronik ist heute fast überall 

im Einsatz. Eine wachsende 

Herausforderung besteht dabei 

im zunehmenden Trend zur 

Miniaturisierung. Die Elektronik 

wird immer kleiner und erfordert 

unterschiedliche Schutzmaßnahmen, 

um Kriechstrecken wieder 

zu vergrößern und Luftstrecken 

zu eliminieren. 

Je nach Stress- und Einsatzsituation 

der Komponenten wählt man 

daher zwischen verschiedenen Verfahren: 

Potting-Verguss, Conformal 

Coating und Hotmelt Moulding sind 

die populärsten unter ihnen. 

Potting-Verguss 

Sehr häufig werden 1- und 2-Komponenten-Vergussstoffe, 

sogenannte 

Potting Compounds, eingesetzt. 

Bei den 2-Komponenten- 

Vergussstoffen werden Harz und 

Härter in einem Mischungsverhältnis 

mit entsprechender Maschinentechnik 

vermischt und im Standard 

über ein statisches Mischrohr in die 

Kavität eingegossen. Somit ist dieser 

Kalt-Verguss ein nicht-formgebendes 

Verfahren und benötigt ein 

Gehäuse, in das die Vergussmasse 

eingefüllt wird. 

Ein Potting-Verguss bietet dabei 

viele Vorteile: So sorgt er nicht nur 

für eine hervorragende elektrische 

Isolierung, hohe Wärmeableitung 

und Vibrations- und Schockreduzierung, 

sondern verfügt zudem 

über Chemikalien-, Feuchtigkeits-, 

Thermoschock- und Zyklenbeständigkeit, 

schützt die Elektronik vor 

Staub sowie Feuchtigkeit und hat 

darüber hinaus flammhemmende 

Eigenschaften. 

Standardgemäß kommen dabei 

je nach spezifischer Anforderung 

Epoxid-, Polyurethan- und Silikonharze 

zum Einsatz. Sie alle unterscheiden 

sich hinsichtlich ihrer 

Eigenschaften (Tabelle 1). 

Neben den genannten Materialien 

gibt es auch noch Spezialvergussstoffe 

und Gießharze. Diese 

kommen jedoch nur unter Extrembedingungen 

zum Einsatz. So schützen 

sie gemäß der ATEX-Anforderungen 

beispielsweise vor Explosionen, 

indem sie die chemische Reaktion 

von Zündquelle, brennbarem 

Stoff und Sauerstoff unterbinden. 

Außerdem ermöglichen sie eine 

elektrische Isolierung gegen Hochspannung 

(bis 30 kV/mm), schützen 

gegen Überhitzung durch partielle 

Wärmeentwicklung und bieten 

mit der Schutzklasse IP68 Schutz 

gegen Staub sowie gegen dauerhaftes 

Untertauchen. 

Ein Potting-Verguss bietet dem 

Anwender viele Möglichkeiten. Typische 

Produkte, bei denen das Verfahren 

angewandt wird, sind Akkupacks, 

Leistungs- und Steuerelektronik, 

Ladegeräte, EX-geschützte 

Elektronik, Sensoren, Monitore und 

Displays. 

Conformal Coating 

Mit dem Conformal Coating werden 

Leiterplatten vollständig oder 

Autoren: 

Laura Mitlewski 

Martin Adamczyk 

ept GmbH 

www.ept.de 

Jörg Buch 

Werner Wirth GmbH 

www.wernerwirth.de 

Sehr robuste Systeme 

Leicht aufzutragen 

Epoxidharze 

Geringer Wärmeausdehnungskoeffizient 

Ausgezeichneter Schutz gegen Feuchtigkeit und aggressive Chemikalien 

Gute Flexibilität auch bei niedrigen Temperaturen 

Ideal für empfindliche Bauteile 

Polyurethanharze 

Äußerst breite Auswahl an verschiedenen Härtestufen 

Leichtere Kontrolle der Aushärtegeschwindigkeit 

Sehr weiter Betriebstemperaturbereich 

Hervorragende Leistung auch bei hohen Temperaturen 

Silikonharze 

Ausgezeichnete Flexibilität 

Optisch klare Versionen erhältlich 

Tabelle 1: Die gängigsten Potting-Vergussstoffe und ihre Eigenschaften 


Komponenten 

Bild 2: Hotmelt Moulding am Beispiel eines Feuerwehrhelms. 

Mittig zu erkennen: Steckverbinder, die mittels Dam & Fill ausgespart 

wurden © Werner Wirth 

Bild 1: Dünnschichtbeschichtung (links), Dickschichtbeschichtung (Mitte) 

und Potting-Verguss (rechts) im Vergleich © Werner Wirth 

nur selektiv beschichtet. Im Falle 

einer Selektivbeschichtung werden 

nur notwendige Bereiche der Leiterplatte 

mit einer Schutzschicht überzogen. 

In der Regel unterscheidet 

man zwischen zwei Varianten des 

Coatings: Die Dünnschichtbeschichtung 

verspricht mit ihrer schnellen 

Härtung und der angepassten Viskosität 

eine hohe Wirtschaftlichkeit 

der Fertigungsprozesse. Ein 

besonders hoher Kanten- und Flächenschutz, 

der elektronische Baugruppen 

insbesondere vor extremer 

Feuchte bewahrt, wird dagegen mit 

der Dickschichtbeschichtung erzielt. 

In beiden Fällen bauen die Conformal 

Coatings nach der Trocknung 

lediglich Schichtstärken zwischen 

30 und 2000 µm auf. Somit kann 

die elektronische Baugruppe immer 

noch bei engen Platzverhältnissen 

verbaut werden. 

Aufgrund von unterschiedlicher 

Viskosität der Schutzlacke und 

somit unterschiedlichem Ausfließverhalten, 

wird gerne das Prinzip 

DAM & FILL auf den bestückten 

elektronischen Baugruppen angewandt. 

Hier wird mit einem thixotrop 

eingestellten Schutzlack ein „Dam“ 

(deutsch „Damm“), z.B. um die Bauteile 

gelegt, die nicht vergossen 

werden dürfen, beispielsweise um 

Steckverbinder. Die übrigen Komponenten 

werden anschließend mit 

einem niederviskosen Schutzlack 

benetzt („Fill“, deutsch „Füllung“). 

Für das Conformal Coating werden 

unterschiedliche Polymere- 


Werkstoffe eingesetzt. So können 

Anwender unter anderem zwischen 

silikonbasierten und UVvernetzenden 

Produkten wählen. 

Erstere eignen sich aufgrund ihres 

breiten Temperaturspektrums von 

-40 bis +200 °C hervorragend für 

harsche Einsatzbedingungen wie 

in der Luft- und Raumfahrt oder 

Offshore. Letztere bestehen aus 

Acrylaten und Polyurethanen oder 

Hybriden beider Werkstoffe. Sie 

zeichnen sich vor allem dadurch 

aus, dass sie durch UV-Initiierung 

sehr schnell aushärten und eine 

sehr gute thermische Schockbeständigkeit 

mitbringen. 

Die Einsatzgebiete des Conformal 

Coatings sind vielfältig und reichen 

vom Automotive-Bereich bis hin zur 

Bahntechnik, Sensorik, Industrieelektronik, 

Medizintechnik sowie 

zur genannten Offshore-Windkraft 

und Luft- und Raumfahrttechnik. 

Hotmelt Moulding 

Eine besondere Form des Vergusses 

ist das Hotmelt Moulding. 

Bei diesem Verfahren wird in einem 

Arbeitsschritt die Baugruppe mit 

einem Material umhüllt, wobei eine 

Gehäusestruktur entsteht und die 

Baugruppe gleichzeitig geschützt 

wird. Die Elektronik wird dabei nicht 

beschädigt, da die niederviskosen, 

thermoplastischen Materialien eine 

niedrige Verarbeitungstemperatur 

aufweisen und mit einem weitaus 

geringeren Einspritzdruck als beim 

normalen Kunststoff-Spritzguss verarbeitet 

werden. Das schont zum 

einen die Bauteile, lässt zugleich 

die Thermoplaste schnell aushärten 

und macht das Verfahren relativ 

preiswert. 

Der Niederdruck-Spritzguss ermöglicht 

somit, dass selbst sensible 

Bauteile wie Kontakte, Sensoren, 

Leiterplatten und Spulen 

umweltfreundlich umhüllt, verklebt 

oder nach IP68 abgedichtet werden 

und damit auch vor stärksten Belastungen 

geschützt sind. 

Eine von äußeren Einflüssen massiv 

betroffene Branche ist beispielsweise 

die Landwirtschaft. Maschinen 

unterliegen hier täglich unterschiedlichen 

Witterungsverhältnissen. 

Zum Schutz ihrer Elektronik eignet 

sich Hotmelt Moulding perfekt: 

Es bewahrt zuverlässig und langanhaltend 

vor Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen, 

Korrosion 

und Erschütterungen. 

Potting, Conformal Coating 

oder Hotmelt Moulding? 

Welches Komponentenschutzverfahren 

sich am besten eignet, ist 

immer vom jeweiligen Einsatzgebiet 

Bild 3: Schliffbild zweiteiliger Steckverbinder vs. einteiliger 

flexilinkb-t-b © ept GmbH 

59

Komponenten 

Bild 4: Der flexilinkb-t-b Leiterplattenverbinder mit der ept Tcom press Einpresszone © ept GmbH 

der Elektronik und den damit verbundenen 

Anforderungen abhängig. 

Eine One-Size-Fits-All-Lösung 

gibt es nicht. 

Problemstellung 

Steckverbinder 

Extremtemperaturen, Schmutz 

und Feuchtigkeit, chemischer 

oder mechanischer Stress: Mit 

dem geeigneten Komponentenschutzverfahren 

ist die Elektronik 

vor nahezu jeder äußeren Einwirkung 

geschützt. Ein Aspekt muss 

dabei jedoch bedacht werden: 

Ein Verguss ist nur dann möglich, 

wenn die Funktionalität der verbauten 

Komponenten durch die 

eingesetzten Werkstoffe nicht eingeschränkt 

wird. Dazu ist jedoch 

auch eine entsprechend vergusskompatible 

Anschlusslösung vonnöten 

– der Einsatz gewöhnlicher 

Leiterplatten-Steckverbindungen 

ist damit ausgeschlossen. Grund 

hierfür ist die meist zweiteilige 

Feder-Messer-Kontakttechnologie, 

bei der die Verguss masse in 

den vulnerablen Steckbereich eindringen 

und somit die Kontaktierung 

behindern kann. 

Bei herkömmlichen Steckverbindern 

muss daher mittels Dam & Fill 

der Kontaktbereich vor dem Verguss 

abgedichtet werden, um keine 

Beeinflussung durch die Vergussmasse 

zu riskieren. Hierbei geht es 

darum, dass die Vergussmasse im 

Kontaktbereich zum einen die Kontaktpunkte 

beeinträchtigen und damit 

eine Signalübertragung unterbrechen 

kann. Zum anderen würde 

sie die Relaxationseigenschaften 

der Feder hemmen. 

Um einen Verguss dennoch zu 

ermöglichen und dabei die erforderliche 

Ausfallsicherheit zu gewährleisten, 

empfiehlt sich die Wahl einer 

einteiligen Anschlusslösung, also 

eines Steckverbinders, der ohne 

den herkömmlichen Steckbereich 

auskommt. Bei einem solchen einteiligen 

Stecker ist das Eindringen 

der Vergussmasse in den Kontaktbereich 

unmöglich. 

Einpresstechnik als 

Anschlussmethode der Wahl 

Einteilige Steckverbinder bringen 

demnach die nötige IP-Schutzart 

für diese Werkstoffe mit, um einen 

Verguss – und damit eine dauerhafte 

und robuste Anschluss lösung 

– zu ermöglichen. Doch auch die 

Wahl der Anschlusstechnik spielt 

hier eine wichtige Rolle. Mithilfe 

Bild 5: Lochspezifikation der ept-Einpresszone © ept GmbH 

von beidseitigen Einpresszonen 

wird der Anschlussbereich aufgrund 

der Kaltverschweißung zwischen 

der Kupferhülse und der 

Einpresszone gasdicht und bildet 

somit eine vergießbare Verbindung 

zwischen zwei Leiterplatten, 

die sich im Feld bereits milliardenfach 

bewährt hat. 

Um diese gasdichte Verbindung 

zu gewährleisten, ist es jedoch 

zwingend notwendig, die Durchkontaktierung 

gemäß der ept-Spezifikation 

zu realisieren: 

Der Wegfall des Steckbereichs 

lässt den Steckverbinder in Kombination 

mit der Einpresstechnik 

somit auch Schockbelastungen 

von bis zu 200 g standhalten. Auch 

Materialbewegungen in Folge großer 

Temperaturschwankungen 

sowie der Einfluss von Schadgas 

beeinträchtigen die Verbindung 

nicht. Durch die Einpresstechnik 

erhöht sich die Zuverlässigkeit 

im Vergleich zur Löttechnik 

um ein Vielfaches, da weder 

kalte noch gebrochene Lötstellen 

auftreten können. Außerdem lassen 

sich so aufwendige selektive 

Lötarbeiten, teure Kabellösungen 

und Abstandshalter vermeiden, 

wodurch sich Entwickler nicht nur 

Platz auf der Leiterplatte sparen, 

sondern zusätzlich die Kosten um 

bis zu 50% senken können. 

Mit nur einem Bauteil wird 

sowohl eine mechanische als auch 

elektrische Verbindung hergestellt. 

Gerade bei modular gestalteten 

Baugruppen mit konfigurierbaren 

Funktionen oder unterschiedlichen 

Performance-Levels lässt sich der 

Einpressvorgang hervorragend am 

Ende des Bestückungsprozesses 

einbringen. Hier können nach Wahl 

unterschiedliche Module auf Basis- 

Leiterplatten aufgebracht werden. 

So lässt sich in einem schnellen 

Arbeitsschritt eine hohe Vielfalt 

an Produkten fertigen. Da auch 

ein abschließendes Vergießen 

der Baugruppe möglich ist, bleibt 

die elektrische und mechanische 

Verbindung zuverlässig bestehen. 

Durch einen Verguss können 

Anwender ihre elektronische Baugruppe 

maximal vor aggressiven 

Umwelteinflüssen schützen. Wer 

für seine Anwendung jedoch einen 

Komponentenschutz in Betracht 

zieht, muss auch die Wahl eines 

geeigneten Steckverbinders in 

Kombination mit der geeigneten 

Anschlusstechnik berücksichtigen. 

Einteilig, eingepresst und 

vergossen – in dieser Kombination 

sind elektronische Baugruppen 

gegen (fast) alle Einwirkungen 

gewappnet. ◄ 


Radiallüfter schützt Röntgengeräte effektiv 

vor Überhitzung 

Komponenten 

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Röntgengeräten 

sind entscheidend für ihre optimale 

Leistung und den reibungslosen Betrieb. Eine 

der häufigsten Herausforderungen bei der Entwicklung 

solcher Geräte ist die effektive Wärmeableitung, 

um Überhitzung zu verhindern. 

Der Radiallüfter LY60B von Sepa Europe bietet 

eine Reihe von Vorteilen, die ihn zu einer 

optimalen Wahl für die Kühlung von Röntgengeräten 

macht. Er ist nicht nur sehr klein, schmal 

und flach, er überzeugt auch mit einer bemerkenswerten 

Leistung. 

Der Radiallüfter LY60B zeichnet sich durch 

seine bemerkenswerte Kombination von Leistung 

und Größe aus. Trotz seines äußerst 

kompakten, flachen und leichten Designs bietet 

er eine beeindruckende Luftförderleistung von 

11 m 3 Luft pro Stunde. Er baut im Extremfall bis 

zu 110 Pa Druck auf und sorgt somit für eine 

effiziente Kühlung von elektronischen Geräten. 

Dank seiner hohen Volumenstrom und des optimierten 

Designs ermöglicht er eine zuverlässige 

Wärmeableitung und trägt so zur Verlängerung 

der Lebensdauer von Geräten bei. 

Der LY60B ist beidseitig ansaugend und in 

5 V und 12 V bestellbar. Alle Modelle verfügen 

über einen Tachoausgang und die 5-V- Variante 

verfügt zusätzlich über einen PWM-Eingang. 

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit stehen bei 

diesem Lüfter an erster Stelle, denn durch das 

bewährte MagFix Lagersystem beträgt seine 

Lebensdauererwartung (MTBF) bei 40 °C 

stolze 210.000 h. Er bietet nicht nur zuverlässige 

Leistung, sondern ist auch über einen 

langen Zeitraum hinweg verfügbar. Das macht 

ihn zu einer vertrauenswürdigen Wahl für verschiedene 

Anwendungen. 

Ein besonderes Feature ist außerdem der 

optionale IP-Schutz. Durch eine schutzlackierte 

Leiterplatte ist es möglich den LY60B mit IP55 

zu liefern. 

SEPA EUROPE GmbH 

www.sepa-europe.com 

905-nm-Pulslaserdiode mit 120 W Ausgangsleistung 

und niedriger Betriebsspannung 

Excelitas Technologies Corp. 

www.excelitas.com 

Excelitas Technologies präsentiert eine 

neue gepulste Laserdiode (PLD) bei 905 nm 

im SMD-Format zur effizienten Verarbeitung 

in automatisierten Bestückungslinien. Mit 

einer hohen Ausgangsleistung von 120 W 

bei 40 A ist die TPG3AD1S09 bereit für die 

Anforderungen von morgen in vielfältigen Einsatzbereichen: 

LiDAR, Time-of-Flight (ToF), 

Laserentfernungsmessung, Laserscannen 

für unbemannte Fahrzeuge, Infrarot-Nachtbeleuchtung, 

Laserbehandlung und elektronische 

Materialanregung in medizinischen 

und analytischen Anwendungen. 

Durch einen von Grund auf überarbeiteten 

Chip erreicht diese dritte Generation der TPG- 

Baureihe von Excelitas exzellente Stabilität, 

Strahlqualität und Zuverlässigkeit in den 

anspruchsvollsten Anwendungen. Für erhöhte 

Flexibilität in verschiedensten Elektronik designs 

lassen sich die PLDs wahlweise horizontal 

oder vertikal verbauen – mit entsprechender 

Strahlorientierung. 

Die leistungsstarken Drei-Streifen- Emitter 

ermöglichen längere Distanzen bei der Laserentfernungsmessung 

und, bei kurzen und mittleren 

Distanzen, einen effizienteren Betrieb und 

längere Laufzeiten von batterie betriebenen 

Lasermessgeräten. ◄ 


61

Komponenten 

Sichere und robuste Winkel-Steckverbinder 

für knappen Bauraum 

Winkelvarianten der Serien 720/770 

Gewinkelte Kunststoff-Steckverbinder 

mit Snap-in-Verriegelung sind 

empfindlich für Fehl bedienungen und 

daher konstruktiv anspruchsvoll. Für 

die Miniatur-Serie 720 hat binder 

eine sichere und robuste konfektionierbare 

Winkel version entwickelt, 

die Applikationen mit beengten Einbauverhältnissen 

adressiert. Auch 

die Miniatur-NCC-Serie 770 ist jetzt 

gewinkelt erhältlich – mit variabler 

Richtung des Kabelabgangs. 

Franz Binder GmbH & Co. 

Elektrische Bauelemente KG 

info@binder-connector.de 

www.binder-connector.de 

binder, ein führender Anbieter 

industrieller Rundsteckverbinder, 

hat seine Produktserien 720 und 

770 um konfektionierbare Winkelvarianten 

ergänzt. Einsatzgebiete 

derartig kompakter gewinkelter 

Steckverbinder sind die Geräte-, 

Gebäude- und Anlagentechnik: Vor 

allem dort, wo auf engstem Raum 

sichere elektrische Verbindungen zu 

etablieren sind, bieten die Winkelausführungen 

der Serien 720/770 

mit Schnapp- beziehungsweise 

Bajonettverriegelung eine zuverlässige 

und platzsparende Alternative 

zu den geraden Versionen. 

Hintergrund: 

Bediensicherheit 

Bei den Steckverbindern der 

Snap-in-Serie 720 wird die elektrische 

Verbindung mechanisch 

gesichert, indem Schnapphaken 

in eine dafür vorgesehene Öffnung 

einrasten und so die Schnittstelle 

verriegeln. Diese Verschlussart ist 

jedoch anfällig für Fehlbedienung: 

Wird der Steckverbinder nicht axial, 

sondern in einem Winkel zu seiner 

Achse abgezogen, kann dies je nach 

Betrag und Richtung der Zugkraft 

die Kunststoff-Schnapp haken zerstören. 

Um diesem Anwendungsfehler 

vorzubeugen, haben die Produktentwickler 

bei binder einen 

Gewindering zwischen Kontaktkörper 

und Winkelgehäuse eingefügt. 

Selbst bei Krafteinwirkung 

schräg zur Verbindungsachse sind 

die Schnapphaken so vor Bruch 

geschützt und die Steckverbinder 

bis weit über die Normforderungen 

hinaus belastbar. 

Zusätzlicher Gewindering 

Mithilfe des zusätzlichen Gewinderings 

ließen sich noch zwei weitere 

konstruktive Forderungen erfüllen: 

• Das Konzept ermöglicht es binder, 

auch die Serie 770 – mit 

vielen Gleichteilen – als Winkelvariante 

anzubieten. 

• Der Kontaktkörper lässt sich 

in Schritten von 90° drehen, 

sodass der Anwender die Richtung 

des Kabelabgangs selbst 

wählen kann. 

Generell ist der Kabelanschluss 

bei Gehäusen mit 90°-Winkel problematisch. 

Wie aus anderen Produktserien 

bekannt, ist es oft schwierig, 

die Kabel um 90° zu biegen. Daher 

wurde für die neuen Gehäuse ein 

Winkel von 100° gewählt, womit 

sich die Montage der Kabel stark 

vereinfacht. 

Die Winkelsteckverbinder 

im Detail 

Die neuen gewinkelten Versionen 

der Snap-in-Serie 720 kommen 

unter anderem in Installationen 

der Lichttechnik, in Heiz systemen 

für Gewächshäuser sowie in 

E-Bikes zum Einsatz. Die Serie ist 

für Bemessungsspannungen von 

60 V bis 250 V und -ströme von 

2 A bis 7 A ausgelegt. Der Kabelanschluss 

erfolgt bei den 3- bis 

12-poligen Schnittstellen mittels 

Löten. Sie genügen der Schutzart 

IP67 (gesteckt) und überdauern 

mehr als 500 Steckzyklen. 

NCC-Winkelsteckverbinder 

(NCC = Not Connected Closed) 

der Serie 770 mit Bajonettverriegelung 

finden sich beispielsweise 

in kompakten Handbediengeräten, 

in Medizingeräten zur 

Heimanwendung beim Patienten 

sowie in Labormessinstrumenten, 

die besonders platzsparend – zum 

Beispiel in unmittelbarer Wandnähe 

– installiert werden müssen. 

Die 8-poligen Schnitt stellen sind 

ebenfalls mit Lötanschlüssen ausgestattet; 

Bemessungsspannung 

und -strom betragen 175 V beziehungsweise 

2 A. 

Neben IP67 in gestecktem 

Zustand erreichen die Flanschdosen 

dank der NCC-Technik von 

binder auch ungesteckt die Schutzart 

IP67, und sie überdauern mehr 

als 5.000 Steckzyklen. 

Die Steckverbinder sowohl der 

Serie 720 als auch der Serie 770 

sind neben Schwarz in den Farben 

Rot, Grün und Blau sowie in dem 

für medizintechnische Anwendungen 

typischen Weiß (RAL 9002) 

erhältlich. 

Anwendungsgebiete 

• Beleuchtungs- und Wärmetechnik, 

Elektromobilität 

(Serie 720) 

• Mobil- und Laborgerätetechnik, 

Medizintechnik, Labor mes s- 

technik (Serie 770) 

Eigenschaften 

• Verschlussart: 

Snap-in (Serie 720), 

Bajonett (Serie 770) 

• Anschlussart: Löten 

• Polzahl: 3- bis 12-Pol 

(Serie 720), 8-Pol (Serie 770) 

• Bemessungsspannung: 

60 V bis 250 V (Serie 720), 

175 V (Serie 770) 

• Bemessungsstrom: 

2 A bis 7 A (Serie 720), 

2 A (Serie 770) 

• Farbige Ausführungen 

• Variabler Kabelabgang 

• Schutzart: IP67 (gesteckt) 

• Steckzyklen: 

> 500 (Serie 720), 

> 5.000 (Serie 770) ◄ 


Komponenten 

Individuelle Positioniersysteme 

mit integrierter Elektronik 

Steinmeyer Mechatronik realisiert kundenspezifisch integrierte Platinen 

Als Spezialist für maßgeschneiderte mechatronische 

Positioniersysteme entwickelt und 

produziert Steinmeyer Mechatronik kundenspezifisch 

integrierte Platinen, die keinerlei 

Wünsche offenlassen. Das Ergebnis sind sehr 

kompakte Lösungen mit hoher Funktionalität, 

die exakt auf die Kundenanforderungen zugeschnitten 

sind. 

Steinmeyer Mechatronik 

info@steinmeyer-mechatronik.de 

www.steinmeyer-mechatronik.de 

Werden Motion Controller und Ansteuerung der 

Kundenperipherie direkt in das Positioniersystem 

integriert, lassen sich besonders kompakte 

Lösungen mit sehr kurzen Motor- und Encoder- 

Leitungen realisieren. Für den Anwender ergeben 

sich dadurch entscheidende Vorteile wie 

hohe Leistungsfähigkeit, geringer Platzbedarf, 

weniger Störungen im System sowie minimierter 

Aufwand in Bezug auf EMV. Dezentrale Steuerungen 

erlauben zudem die Einbindung elektronischer 

Datenblätter. Wichtige Informationen 

wie die Seriennummer, Anwendungs parameter, 

Verfahrwege, Sensordaten oder Grenzwerte 

stehen damit digital zur Verfügung und können 

unmittelbar genutzt werden. 

Maßgeschneiderte 

Embedded-Control-Elektronik 

Die Integration der Elektronik erfordert spezialisiertes 

Know-how, mechatronisches Denken 

sowie ein tiefes Verständnis der Anwendung. 

Steinmeyer Mechatronik gehört zu den führenden 

Herstellern von hochgenauen Positionierlösungen 

für optische und feinmechanische 

Systeme und ist dank seiner Innovationskraft ein 

wichtiger Partner der europäischen Hightech- 

Industrie. Eine besondere Stärke liegt dabei auf 

der Entwicklung und Konstruktion individueller 

Sonderanfertigungen. Da bildet die Embedded- 

Control-Elektronik keine Ausnahme. 

Kundenspezifische 

Hardware- und Softwarelösungen 

Ob individuell angepasste Kommunikationsschnittstellen 

(z. B. RS232, RS485, CAN, 

CANopen, EtherCAT, SPI etc.), die integrierte 

Ansteuerung von Aktuatoren wie Motoren, LED, 

Laser und Ventile oder das Lesen von Messsystemen, 

Sensoren sowie Analog- und Digitalsignalen: 

Die Möglichkeiten der Individualisierung 

seitens Steinmeyer Mechatronik sind praktisch 

unbegrenzt und werden den unterschiedlichsten 

Applikationsanforderungen gerecht. Auch 

kunden spezifische Bauformen, Anschlüsse und 

Elektronikdesigns sowie die Systemintegration 

und Tests im Endprodukt (Positioniersystem) 

sind umsetzbar. 

Einzigartige Kapazitäten in den 

Bereichen Elektronik und Mechanik 

Möglich wird dies durch eine hohe Engineering- 

Kompetenz, langjährige Erfahrung, eine konsequente 

Kundenorientierung und die passende 

Infrastruktur. So verfügt Steinmeyer Mechatronik 

über ausreichend Fertigungs- und Montagekapazitäten 

für OEM-Serienfertigungen, eine 

eigene Elektronikentwicklung und eine eigene 

Softwareabteilung. Viele Bauteile und Komponenten 

werden im eigenen Haus gefertigt und 

sämtliche Produkte komplett montiert, selbst 

komplexeste Positioniersysteme. Am Standort 

Dresden arbeiten alle Abteilungen – Entwicklung, 

Mechanik, Elektronik, Software, Fertigung, 

Montage, Messlabore, Testzentrum – vernetzt 

unter einem Dach. So können Synergien optimal 

genutzt und spezifische Kundenanforderungen 

schnell und unkompliziert realisiert werden. 

Dreh-Hub-Aktor 

mit integrierter Steuerung 

Ein Praxisbeispiel ist der industrietaugliche 

Dreh-Hub-Aktor für die automatisierte Präzisionsmontage. 

Die interne Steuerung mit Feldbus- 

Schnittstelle ist plug-and-play-fähig und befindet 

sich direkt in der Positioniereinheit. Die 

gesamte Embedded-Control-Elektronik ist auf 

einer einzigen Leiterplatte untergebracht – zwei 

19-Zoll-Racks landeten so auf der Fläche einer 

halben Postkarte. Diese erlaubt zudem eine 

interne Speicherung der produktspezifischen 

Daten, Prozess- und Lebensdauerinformation. 

Ein Konzept für die Fernwartung und Ferndiagnose 

ist ebenfalls integriert. ◄ 


63


Stromversorgung für mobile Geräte in der Medizin 

Autobatterien? Eigentlich indiskutabel! 

Hochleistungs Akku-Packs versorgen medizinische Geräte unterwegs 

und am Patientenbett. Die archaische und dennoch weit verbreitete 

Stromversorgung mit Autobatterien ist damit obsolet. 

Alle Bilder © Concept International 

Concept International GmbH 

www.concept.biz 

In Krankenhäusern kommen 

zunehmend hochmoderne, mobile 

elektronische Geräte auch direkt 

beim Patienten am Pflegebett zum 

Einsatz. Der Strom für PC, Tablet, 

EKG und Co. kommt allzu oft aber 

immer noch aus dicken und schweren 

Autobatterien, verbaut im Rollfuß 

eines Visitenwagens. Dabei gibt es 

zuverlässigere, sicherere und auch 

leistungsfähigere Alternativen, die 

zudem feuerpolizeilich keine Probleme 

aufwerfen. Mike Finckh, 

Geschäftsführer des Value Added 

Distributors Concept International, 

versorgt medizinische Einrichtungen 

mit Hardware. Er erklärt, warum der 

Wechsel auf leichte Hochleistungs- 

Akkus oft schwerfällt. 

Warum ist mobiler Strom 

in der Medizin so wichtig? 

Am Patientenbett entstehen 

unglaublich viele Daten, die den 

gesamten weiteren Therapieverlauf 

bestimmen. Digitale Krankenakte, 

Aufnahme der Vitalwerte, Kontrollierte 

Ausgabe von Medikamenten, 

Tracken von Anwendungen, Präsentation 

von Röntgen-, MRT- oder 

CRT-Aufnahmen für Erklärungen – 

das medizinische Personal ist auf 

den mobilen Zugang zu Daten und 

Netzwerken angewiesen. Und dafür 

braucht es Strom – für medizinische 

Tablets, All-In-One-PCs oder Vitalmonitor- 

und EKG-Geräte, um nur 

eine kleine Auswahl zu nennen. 

Wo kommt der Strom 

für die Patienten denn her? 

Die Visitenwägen mit den entsprechenden 

Geräten und Monitoren 

werden fast ständig bewegt. Man 

braucht also Akkus. Die befinden 

sich entweder in den Geräten selbst 

oder fungieren als eigenständiges 

Kraftwerk, in das die Mitarbeiter 

Geräte wie Scanner und Sensoren 

einstöpseln. Gängige Praxis war 

und ist hier die Autobatterie, montiert 

im rollenden Fuß des Visitenwagen. 

Allerdings hat die Lösung 

viele Nachteile und ist schon lange 

nicht mehr zeitgemäß. 

Was ist denn an Autobatterien 

so schlecht? 

Zunächst sind Autobatterien ganz 

schön schwer. Eine allein kann bis 

zu 30 kg wiegen. Krankenschwestern 

und Pfleger wuchten also mit 

Wagen und Gerätschaften gerne 

über vierzig Kilo über die Flure. 

Stellen Sie sich einfach einen übervollen, 

riesigen Einkaufswagen vor. 

Dazu kommt, dass es immer zwei 

Wägen braucht, da einer zum Laden 

ständig ausfällt. Nicht zuletzt sind 

Autobatterien gefährlich. Haben Sie 

schon einmal einen elektrischen 

Brand gesehen? Der lässt sich 

praktisch nicht löschen. Feuerpolizeilich 

müsste in jedem Bereich, 

in dem Starterbatterien eingesetzt 

werden, eigentlich eine große Kiste 

Löschsand bereitstehen. Eine sehr 

große Kiste. 

Gibt es denn gangbare 

Akku-Alternativen? 

Im Prinzip gibt es zwei alternative 

Lösungsansätze. Da wären handliche 

Akku-Packs, die mit mehreren 

Hochleistungs-Wechselakkus 

bestückt sauber und sicher am Visitenwagen 

angebracht werden. Eine 

Ladestation sorgt immer für Nachschub, 

der während des Betriebes 

gewechselt werden kann. Das ist 

dasselbe Prinzip wie die fragwürdige 

Autobatterielösung – nur ohne 

die Nachteile. Die komplett mobilen 

Strommanagementsysteme 

machen das Leben für das Krankenhauspersonal 

buchstäblich leichter: 

es gibt Systeme, die sind nicht 

größer als vier dicke Taschenbüchern 

übereinander und wiegen, 

inklusive Gehäuse und Halterung, 

knapp über zwei Kilo. 

Interviewpartner: 

Mike Finckh, 

Gründer und Geschäftsführer 

Concept International mit 

Sitz in München. 

Concept International ist ein 

Value Added Distributor und 

Hardware-Assemblierer für 

Industrie, Service, Wartung, 

Gesundheitswesen und Handel. 



Mit drei „Hot Swap“-Akkus ist der Dauerbetrieb kein Problem. Die All-In-One- 

PCs und Monitore von DT Research können sogar noch bis zu drei weitere 

Geräte mit Strom versorgen. Vor allem auf Visitenwägen ein echter Vorteil. 

Und der zweite Lösungsansatz? 

Das sind „Hot-Swap“-fähige 

Geräte wie All-In-One-PCs, Tablets 

oder auch einfache Bildschirme, 

bei denen man ohne Arbeitsunterbrechung 

die Stromquellen 

tauschen kann. 

Geht die Energie zur Neige, greift 

sich das Personal neue Wechselakkus, 

packt die verbrauchten in 

die Lade station und weiter geht’s. 

Diese All-in-One PCs und Monitore 

gibt es auch mit weiterführenden 

Stromanschlüssen. Sie versorgen, 

vergleichbar einer integrierten 

Powerbank, Scanner, Vitalmonitor, 

Drucker und dergleichen ebenfalls 

mit Strom. Voraussetzung ist, dass 

sie über eigene, dedizierte Stromanschlüsse 

in 12 V, 15 V und 19 V 

verfügen – das sind die Stromstärken, 

die medizinische Geräte für 

den Patienteneinsatz verwenden. 

Zwei Lösungsansätze – 

bedeutet das auch, dass zwei 

verschiedene Systeme zum 

Einsatz kommen? 

Es bietet sich an, ein und denselben 

Formfaktor zu verwenden. 

Dann gibt es nur ein System in 

verschiedenen Ausprägungen und 

keine unnötigen Redundanzen und 

keine Verwirrung. Weder auf der 

Nutzer- noch auf der Zuliefererseite. 

Es kommt nicht darauf an, ob die 

Akkus in Akku-Packs oder in Endgeräten 

stecken, die weitere Stromverbraucher 

mitbetreiben. Wichtig 

ist nur, dass der Betrieb bei einem 

Wechsel unterbrechungsfrei weitergeht. 

Am besten eben mit identischen 

Akkus für beide Systeme. 

Das klingt so einfach. Warum 

findet sich die Autobatterie 

dann immer noch in so vielen 

Krankenhäusern? 

Autobatterien sind zwar unhandlich, 

auf lange Sicht zu teuer und 

aus feuerpolizeilichen Gründen 

völlig indiskutabel – aber sie haben 

sich nun mal in der Vergangenheit 

als funktionsfähige Lösung 

etabliert. 

Krankenhäuser müssen leider 

nach dem Prinzip „never change a 

runnig system“ arbeiten, rotstiftgeplagt 

wie sie nun einmal sind. Außerdem 

leiden sie auch noch enorm 

unter IT-Fachkräfte- Anämie. Da 

gibt es viele „Brände“ zu löschen, 

der elektrische Notstand fällt da oft 

unter den Tisch. 

Es braucht jemanden, der das 

in die Hand nimmt, sich informiert, 

vergleicht und die Genehmigungsprozesse 

antreibt. Im Idealfall 

entlastet die Krankenhäuser bei 

Evaluation und Beschaffung ein 

Experte, wie ein erfahrener Distributor, 

der nicht nur schnell und 

günstig liefern kann, sondern auch 

gute Beratung und guten Service 

bietet und sich in Krankenhäusern 

auskennt. 

Dann ist das kein Hexenwerk, 

das Leben bei der Visite leichter 

und sicherer zu machen. ◄ 

Pro Minute fallen 21 Hektar Wald. 

So schnell kann er 

leider nicht weglaufen. 

Hilf mit! Gemeinsam schützen wir weltweit Wälder 

und ihre Bewohner. Spende jetzt auf wwf.de/wald 

Die Vernichtung der Wälder in Amazonien und weltweit bedroht Millionen von 

Arten – und unsere Gesundheit. Der WWF setzt sich in Projekten vor Ort, bei 

Unternehmen und auf politischer Ebene für ihren Schutz ein. Hilf uns dabei 

mit deiner Spende. WWF Spendenkonto: IBAN DE06 5502 0500 0222 2222 22


Hochwertige und höchst zuverlässige Netzteile 

Die UMA-Serien, verfügbar mit 30 und 60 W, sind für Body Floating (BF)-Anwendungen geeignet und erfüllen 

die Sicherheitsanforderungen für 2x MOPP. 

Die wichtigsten Fakten zur 

UMA30F und UMA60F-Serie im Überblick: 

• 30 und 60 W im kompakten 2” x 3”-Formfaktor 

• Medizinische Isolierung 2x MOPP 

(Ein-/Ausgang) 

• BF-ready 

• Eingebaute Schutzfunktionen: 

Überlast, Überspannung 

• Entspricht EN 60335 

• Zulassung nach ANSI/AAMI ES 60601-1, 

EN 60601-1, UL 62368-1, EN 62368-1 

• 5 Jahre Herstellergarantie 

Die Serien UMA30F und UMA60F sind ab sofort bei Emtron erhältlich. 

Neu im Programm von Emtron 

electronic GmbH sind die Serien 

UMA30F und UMA60F von Cosel. 

Die für anspruchsvolle medizinische 

Anwendungen konzipierten Netzteile 

sind für Body Floating (BF)- 

Anwendungen geeignet und erfüllen 

die Sicherheitsanforderungen 

für 2x MOPP (Ein-/Ausgang) und 

1x MOPP (Ausgang/Erde). 

Emtron electronic GmbH 

www.emtron.de/ 

Neben medizinischen Anwendungen 

eignen sich diese hochwertigen 

und höchst zuverlässigen 

Netzteile auch für industrielle 

Anwendungen, Test- und Messanwendungen 

sowie für den Einsatz 

in „Haushalts- und ähnlichen elektrischen 

Geräten“. 

Die UMA-Familie kann im so 

genannten Universellen Eingangsspannungsbereich 

von 85 bis 

264 VAC betrieben werden und 

hat einen typischen Wirkungsgrad 

von bis zu 91 %. Derzeit sind 

standardmäßig vier Ausgangsspannungen 

für das UMA30F verfügbar: 

5, 12, 24 und 48 VDC und 

fünf für das UMA60F: 5, 12, 15, 24 

und 48 VDC. 

Die vielseitigen und robusten 

Netzteile können in einem Umgebungstemperaturbereich 

von -20 bis 

+70 °C betrieben werden (Derating 

beachten). Die UMA-Familie ist für 

den medizinischen Bereich ausgerichtet 

und die Isolation zwischen 

Eingang und Ausgang entspricht 

2x MOPP, zwischen Eingang und 

Erde 1x MOPP und zwischen Ausgang 

und Erde 1x MOPP. 

Die Geräte sind zugelassen nach 

ANSI/AAMI ES 60601-1 und EN 

60601-1 3rd Edition. Dank eines 

geringen Patientenableitstroms von 

75 µA eignen sich die Netzteile aus 

der UMA-Familie hervorragend für 

BF-Anwendungen (Body- Floating- 

Anwendungen). Zudem verfügt die 

UMA-Familie auch über Zu lassungen 

nach UL/EN 62368-1 und findet 

somit auch in industriellen Anwendungen 

ihren Platz. Außerdem erfüllt 

sie die Anforderungen der EN 60335- 

1, was auch den Einsatz in Haushaltsgeräten 

ermöglicht. ◄ 

Medizinische 4:1 60W-DC/DC im Miniaturgehäuse 

Recom stellt DC/DC-Technologie mit hoher Leistungsdichte vor 

teil. Dank ihres Wirkungsgrades von 

über 90 % arbeiten die DC/DCs bis 

zu 105 °C Umgebungstemperatur 

mit Derating oder beispielsweise 

bis zu 83 °C bei voller 60 W Ausgangsleistung 

mit 2 m/s Luftstrom 

(REM60-4824SW). 

Patientensicherheit 

Die REM60-W Serie verfügt über 

eine verstärkte 2x MOPP-Isolierung, 

5 kVAC/1min für 250 VAC 

Arbeitsspannung, mit einer Kriechund 

Luftstrecke von mehr als 8 mm 

Recom hat sein Portfolio um 

einen Board-mount 60W-DC/DC 

mit hoher Leistungsdichte und 

medizinischer Isolierung erweitert. 

Der kostengünstige REM60-W ist 

mit zwei Eingangsbereichen erhältlich, 

9-36 VDC und 18-75 VDC, 

jeweils mit einer Auswahl an 

regulierten Einzel- und Doppelausgängen: 

5 V, 5,1 V, 12 V, 15 V, 24 V 

±12 V und ±15 V. Das Gehäuse ist 

nur 2,3“ x 1,5“ x 0,5“ (57,9 x 36,8 

x 12,7 mm) groß und erreicht eine 

Leistungsdichte für ein 60-W-Bauzwischen 

Ein- und Ausgang. Der Patientenableitstrom beträgt maximal 

4,5 µA und eignet sich für medizinische B-, BF- und CF-Anwendungen. 

66 

meditronic-journal 4/2023


DC/DC-Abwärtswandler im 1/16 Brick Format 

bis 60 A und mit einstellbarer Strombegrenzung 

im Computerbereich und in tragbaren 

batteriebetriebenen Geräten. 

Hoher Wirkungsgrad 

Wirkungsgrade von bis zu 97 % 

minimieren die internen Verluste 

drastisch und ermöglichen den 

Betrieb des 60A i7A bei Umgebungstemperaturen 

von -40 °C bis 

+125 °C, selbst bei geringer Luftströmung. 

Das Design des i7A bietet 

eine geringe Ausgangswelligkeit 

und ein hervorragendes Regelverhalten 

bei dynamischen Lasten. Im 

Vergleich zu diskreten Lösungen 

sind nur minimale externe Komponenten 

erforderlich, was Kosten 

und Platz auf der Leiterplatte spart. 

TDK Corporation gibt die Ergänzung 

der TDK-Lambda i7A-Serie 

nicht isolierter Buck-DC/DC-Wandler 

mit Standard-1/16 Brick Pinout 

bekannt. 

TDK-Lambda Germany GmbH 

www.emea.lambda.tdk.com 

Medizinische Sicherheitszertifizierungen 

Die neuen Modelle liefern bis 

zu 60 A Ausgangsstrom bei einer 

maximalen Leistung von 400 W. Die 

Ausgangsspannung ist im Bereich 

von 0,8 bis 8 V einstellbar und wird 

aus nominal 12 V versorgt. Darüber 

hinaus gibt es jetzt für alle Modelle 

der i7A-Serie ein neues Feature-Set 

mit einstellbarer Strombegrenzung 

für Konstantstrom-Betrieb. Diese 

Funktion eröffnet vielfältige Einsatzmöglichkeiten 

zum Laden von Batterien 

und Kapazitäten und erlaubt 

die exakte Anpassung der Überstromgrenze 

and die tatsächlichen 

Anforderungen in der Anwendung. 

Die medizinischen Sicherheitszertifizierungen 

umfassen: IEC/EN 

60601-1 3rd Edition sowie ANSI/ 

AAMI ES60601-1 und CAN/CSA- 

C22.2 No. 60601-1:14 für den nordamerikanischen 

Markt. Die Produkte 

entsprechen der EN 60601- 

1-2 für EMI-Immunität für medizinische 

Geräte. Die IEC/UL/EN 

62368-1-Zertifizierungen für den 

IT-/Multimedia-Markt liegen vor, die 

EMV-Normen EN 55032 Klasse A 

und B können mit einem einfachen 

externen Filter erfüllt werden. Die 

REM60-W Serie ist für den Betrieb 

in 5000 m Höhe und für eine Umgebung 

mit Verschmutzungsgrad 2 

(PD2) ausgelegt. Die Zuverlässigkeit 

ist mit über 1 Million Stunden 

MTBF gemäß MIL-HDBK-217F, 

25 °C, bodennahe Bedingungen 

ebenfalls hoch. 

Schutzfunktionen 

Die REM60-W Serie umfasst 

eine Ein/Aus-Steuerung, eine Spannungs-Kompensationsleitung 

und 

eine Ausgangsspannungs-Trimmung 

mit vollem Schutz gegen 

Übertemperatur, Ausgangsüberlast, 

Kurzschluss und Eingangsunterspannung. 

Der Betrieb bei 

Nulllast ist möglich, die Effizienz 

bei geringer Last ist hoch und der 

Leistungsstarke 

Niederspannungsausgänge 

Die 60A i7A-Modelle ermög lichen 

die Bereitstellung leistungsstarker 

Niederspannungsausgänge aus 

einer 9-18 VDC Busspannung. Der 

Verzicht auf eine galvanische Trennung 

resultiert gegenüber isolierten 

DC/DC-Wandlern in einem viel höheren 

Wirkungsgrad und erlaubt erhebliche 

Kosteneinsparungen. Diese 

sehr kompakten Produkte eignen 

sich für den Einsatz in der mobilen 

Robotik, in Drohnen, in der Medizin, 

in der Industrie, in der Prüf- und 

Messtechnik, in der Kommunikation, 

Ruhe- und Standby-Strom ist niedrig. 

Die Pinbelegung entspricht dem 

Industriestandard. 

„REM60-W ist ein hochspezialisiertes 

Modul mit hoher Leistungsdichte, 

das in medizinischen 

und anspruchsvollen industriellen 

Anwendungen geschätzt wird,“ 

erklärt Matthew Dauterive, DC/ 

DC Produktmanager bei Recom 

Die Produkte haben eine dreijährige 

Garantie. Muster und OEM- 

Preise sind bei allen autorisierten 

Händlern oder direkt bei Recom 

erhältlich. 

RECOM Power GmbH 

www.recom-power.com 

Flache Bauweise 

Wie die 33A- und 45A-Versionen 

wird auch die 60A-Variante in drei 

verschiedenen mechanischen Konfigurationen 

angeboten. Alle Module 

beruhen auf einer Grundfläche mit 

34 mm Breite und 36,8 mm Länge. 

Das 11,5 mm hohe Open-Frame- 

Modell eignet sich für Anwendungen, 

die möglichst flach aufgebaut 

sein sollen. Die Version mit Baseplate 

kann über einen externen 

Kühlkörper kontaktgekühlt werden 

und ist 12,7 mm hoch. Modelle 

mit integriertem Kühlkörper für 

Konvektions- oder forcierter Kühlung 

sind 24,9 mm hoch. 

Zusätzliche 

Einstellmöglichkeiten 

Alle i7A verfügen über eine Möglichkeit 

zur Einstellung der Ausgangsspannung, 

+ Remote Sense, 

Remote On-Off mit negativer Logik, 

Eingangsunterspannungs-, Überstrom- 

und Übertemperaturschutz. 

Mit dem neuen Feature-Set kommt 

zusätzlich die Möglichkeit zur Einstellung 

der Überstrombegrenzung hinzu. 

Für eine vereinfachte Qualifizierung 

sind Evaluierungsboards erhältlich. 

Sicherheitszertifizierung 

Alle Modelle verfügen über eine 

Sicherheitszertifizierung gemäß den 

Normen IEC/UL/CSA/EN 62368-1 

sowie eine CE- und UKCA-Kennzeichnung 

gemäß den Niederspannungs- 

und RoHS-Richtlinien. ◄ 


67

Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren 

UKP-Lasermarkierer der neuesten Generation 

FOBA kommt mit Ultrakurzpulslaser auf den Markt. 

FOBA F.0100-ir Ultrakurzpuls-Lasermarkiersystem mit Laserkontrolleinheit sowie Versorgungseinheit 

FOBA 

Laser Marking + Engraving 

(Marke der ALLTEC Angewandte 

Laserlicht Technologie GmbH) 

www.fobalaser.com/de/ 

FOBAs neues Markiersystem 

F.0100-ir erzielt tiefschwarze Markierungen 

auf medizinischem Edelstahl, 

Titan oder Kunststoffen. Seine 

variabel einstellbare Pulsbreite bei 

10 Watt Laserleistung ermöglicht 

Präzision auf diversen Oberflächen. 

In Kombination mit FOBAs validierungsfähiger 

Prozesslösung erzielt 

F.0100-ir einen Vorsprung für die 

Medizinproduktefertigung. 

Zuverlässige Markierung 

Der Ultrakurzpulslaser markiert 

im tiefsten, matten und nicht reflektiven 

Schwarz, ohne dass ein hoher 

Wärmeeintrag am Werkstück entsteht. 

Selbst durch weitere Bearbeitungsschritte, 

wie zum Beispiel 

Passivierung, bleibt die Markierung 

zuverlässig lesbar und korrosionsbeständig. 

Durch die sehr kurzen 

Pulse bis in den Femtosekunden- 

Bereich, in Kombination mit hohen 

Pulsenergien, können verschiedene 

Edelstähle, Titan und unterschiedliche 

Kunststoffe beschriftet werden. 

Integrierbarkeit 

FOBA hat bei der Entwicklung 

seines Ultrakurzpuls-Lasersystems 

besonderen Wert auf die Integrierbarkeit 

in den bewährten FOBA- 

Workflow gelegt. „Für unsere Kunden 

ist natürlich entscheidend, 

dass unsere Laser durchgängig 

zuverlässige Markierergebnisse 

erzielen. Aber ebenso vertrauen 

sie darauf, dass der gesamte Prozess 

stimmt, und da muss auch 

ein neues Markiersystem mithalten“, 

sagt FOBAs Direktor Produktmanagement 

Philipp Febel. 

Variabel einstellbare 

Pulsbreiten 

Die Integration einer leistungsstarken, 

kompakten und sehr flexiblen 

Laserquelle war während der Entwicklung 

das oberste Ziel. „Unser 

Lasersystem bietet für bestimmte 

Materialerfordernisse variabel einstellbare 

Pulsbreiten. Dies ist im 

Ultrakurzbereich nicht selbstverständlich“, 

so Philipp Febel. Damit 

einher gehen ein breites Anwendungsspektrum, 

hohe Präzision 

und herausragende Prozessstabilität. 

„Der Laserkopf ist so kompakt, 

dass wir ihn in unsere M-Serien-Markierarbeitsplätze 

integrieren können. 

Und das wiederum ist häufig 

Voraussetzung bei unseren Kunden“, 

erklärt Febel weiter. Da das 

System außerdem luftgekühlt ist 

und kaum Verbrauchsmaterialien 

benötigt, kommt man mit geringstmöglicher 

Wartung aus. Außerdem 

ermöglichen die hohe Markiergeschwindigkeit 

sowie die Kombination 

mit FOBAs etablierten Kameraund 

Softwarelösungen eine schlanke 

und wirtschaftliche Teilefertigung. 

Mustermarkierungen 

FOBA bietet interessierten 

Anwendern Mustermarkierungen 

mit dem neuen UKP-Markiersystem 

an. Geeignet sind Markieranwendungen 

aus der Medizinprodukteherstellung, 

Automobilbauteileproduktion 

oder Elektronik. 

Es kommen auch Materialien 

infrage, die üblicherweise mit anderen 

Wellenlängen wie UV markiert 

werden. Eine eingehende Beratung 

zur bestmöglichen Markierkonfiguration 

ist darüber hinaus 

selbstverständlich. ◄ 

FOBA F.0100-ir ist die neueste Generation von FOBAs Markierlasern und mit 

einer Ultrakurzpuls-Laserquelle ausgestattet 


Sensoren 

Kraftsensoren für statische und dynamische Messungen 

Inelta Sensorsysteme verfügt 

über eine umfassende Produktpalette 

von Kraftsensoren für präzise 

dynamische und statische Messungen 

in sämtlichen industriellen 

Bereichen des Maschinenbaus, 

der Automatisierungstechnik, 

der Labor- und Medizintechnik 

sowie für Sonderapplikationen. 

Zum Sortiment der auf Basis 

von Foliendehnungsmessstreifen 

(DMS) arbeitenden Kraftsensoren 

gehört die für Messbereiche von 

1 kN bis 500 kN ausgelegt Baureihe 

KMM65. Die robusten, zur 

Druck- und Zugmessung in Industriepressen, 

Prüf- oder Wägeanlagen 

konzipierten Aufnehmer im 

vernickelten Stahl gehäuse – oder 

optionaler Edelstahlausführung – 

erreichen Schutzart IP65. 

Mit den Modellen KMM30 und 

KMM62 hält der Sensorspezialist 

kompakte Sensoren zur Aufnahme 

kleiner Kräfte von 0,1 kN 

bis 2 kN in Zug- und Druckrichtung 

vorrätig, die sich dank regulärer 

Normgewinde einfach montieren 

lassen. Des Weiteren führt 

Inelta Ringkraft aufnehmer für die 

Messung axial wirkender Kräfte 

an Schrauben, Wellen oder Achsen 

im Programm. Zu den typischen 

Anwendungen zählt die 

Ermittlung von Vorspannkräften 

bei Verschraubungen. Die Ringkraftsensoren 

der in Schutzart 

IP67 gefertigten Baureihe RKT60 

sind für Nennkräfte von 5 kN bis 

20 kN ausgelegt. Sie integrieren 

einen Überlastschutz sowie einen 

Messverstärker mit 4…20 mA-Analogausgang 

und sind durch Verguss 

gegen Vibration, Staub und 

Feuchtigkeit geschützt. 

Für taktile Kraftmessungen in 

medizintechnischen Geräten und 

Roboterarmen oder für Belastungsprüfungen 

kleiner Bauteile hat 

Inelta den Miniatur-Kraftaufnehmer 

FS12 für Druck- und Zugkräfte 

bis 100 N, 200 N bzw. 500 N entwickelt. 

Dieser Biegebalken-Kraftsensor 

ist mit einem Gewicht von 

nur 20 g der kleinste Kraftsensor 

im Produktprogramm. ◄ 

Inelta Sensorsysteme 

GmbH & Co. KG 

www.inelta.de 

SMD-Foliensensoren - Take it, stick it, use it! 

folienbasierten Sensoren. Durch 

die gedruckte Sensortechnologie 

ermöglicht accensors eine einfache 

Massenproduktion, was die Verfügbarkeit 

und Skalierbarkeit der Sensoren 

erhöht. Die Flexibilität der Sensoren 

ermöglicht Messungen auch 

abseits von starren PCBs. 

Insgesamt bieten die SMD-Foliensensoren 

eine präzise und flexible 

Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen 

in z. B. der Medizintechnik, 

Biotechnologie und Lebensmittelindustrie. 

Die Sensortechnologie ermöglicht 

nun die Anwendung, Sensoren 

wie Sticker aufzukleben und 

damit präzise Messungen durchzuführen. 

Das Motto des Unternehmens für 

2023 „Stick your Sensor“ beschreibt 

perfekt, wie einfach es ist, diese 

Sensoren zu verwenden. 

accensors 

info@accensors.com 

www.accensors.com 

OEM-Sensoren für die Medizintechnik 

Wie wäre es, wenn man einen 

hochpräzisen Sensor einfach wie 

einen Sticker aufkleben könnte? 

Bei accensors ist das möglich. Mit 

seinen SMD-Foliensensoren ist das 

Messen von verschiedenen Parametern 

so einfach wie das Aufkleben 

eines Stickers. Die Größe beträgt 

nur 7,60 x 5,60 mm bei einer aktiven 

Messfläche von Ø2,5 mm. 

Der SMD-Foliensensor wurde 

auf der Sensor+Test präsentiert. In 

Zukunft können mit den SMD-Foliensensoren 

ganz einfach verschiedene 

Parameter wie pH-Wert, Temperatur 

und Bioparameter gemessen 

werden. Die Sensoren sind readyto-use 

und können einfach an verschiedenen 

Kontaktierungspunkten 

geklebt werden, um dort eine 

präzise Messung durchzuführen. 

Diese SMD-Foliensensoren sind 

das Ergebnis einer langjährigen 

Erfahrung in der Entwicklung von 

Messung der Stösselkraft 

in Insulinpumpen 

Senstech AG 

CH-8320 Fehraltorf 

Telefon +41 44 955 04 55 

ISO 9001 · ISO 13485 

www.senstech.ch 


Senstech_Ins_2023_91x66_meditronic-journal_A.indd 1 08.11.22 09:59 

69

Produktion 

Extrem effiziente Werkzeuge für die Zerspanung 

EMO 2023: Die Crazy Tools in voller Aktion! 

Der CrazyDrill Cool Titanium ATC/PTC bohrt sich mit maximaler 

Geschwindigkeit durch Titan und seine Legierungen bei 3-mal höheren 

Standzeiten und höchster Prozesssicherheit. Alle Bilder © Mikron Tool 

Rentabilität durch den Einsatz 

effizientester Werkzeuge, Prozessbeschleunigung 

durch dynamische 

Zerspanungsstrategien bei bester 

Bauteilqualität und der damit verbundene 

Nutzen für die Anwender: 

Das steht bei der Entwicklungs arbeit 

der Mikron Tool an erster Stelle. 

In der Tat hat der innovationsund 

technologiebegeisterte Tessiner 

Zerspanungsspezialist auch 

dieses Jahr wieder ziemlich „verrückte“ 

Werkzeugideen und ganzheitliche 

Fertigungslösungen für 

den Highend-Markt parat. Bei der 

diesjährigen Weltleitmesse für Produktionstechnologie, 

der EMO in 

Hannover, die vom 18. bis zum 23. 

September 2023 stattfindet, können 

sich die Besucher bei LIVE- 

Präsentationen direkt am Messestand 

der Mikron Tool davon überzeugen, 

was die Crazy Tools bei 

schwer zerspanbaren Werkstoffen 

so „drauf“ haben. 

Zerspanungstechnische 

Unterschiede bei 

Titansorten 

Dieses Jahr dreht sich viel um 

den anspruchsvollen Werkstoff 

Titan. Und Titan ist nicht gleich 

Titan, behauptet Mikron Tool. Will 

man Titan – für die Konstrukteure 

ein Traum, von den Zerspanern 

eher gefürchtet – wirtschaftlich bei 

höchster Prozesssicherheit zerspanen, 

kommt der Anwender mit Universalwerkzeugen 

nicht weit. Was 

sich für Reintitan eignet, stößt bei 

seinen Legierungen an Grenzen 

und umgekehrt. Deshalb sind beim 

Entwerfen eines neuen Hochleistungswerkzeugs 

die verschiedenen 

Titansorten detailliert zu analysieren 

und die Spezifika ihrer Zusammensetzung 

herauszuarbeiten, 

die sich in Form zerspanungstechnischer 

Unterschiede stark bemerkbar 

machen. 

Jedem Titan seinen Bohrer 

Beim Konzipieren von Titanbohrern 

der neuesten Generation hat 

Mikron Tool diese Unterschiede 

berücksichtigt und als „gegenwärtig“ 

beste Lösung bei der Auslegung 

solcher Bohrer eine werkstoffspezifische 

Schneidengeometrie 

identifiziert. Das Ergebnis 

ist der neue Crazy Drill Cool Titanium 

ATC/PTC, der mit einer Geometrie 

ATC für Titanlegierungen 

und mit einer Geometrie PTC für 

Reintitan verfügbar ist. 

Komplettes Sortiment 

Anlässlich der EMO präsentiert 

das Unternehmen erstmalig das 

komplette Sortiment der neuen 

Titanbohrerserie, und zwar in voller 

Aktion. Auf einem 5-Achs Highspeed-Bearbeitungszentrum 

des 

Typs DMP 35 von DMG MORI wird 

EMO: Halle 3, Stand I05 

Mikron Switzerland AG, 

Division Tool 

www.mikrontool.com 

Der neue CrazyDrill Cool Titanium ATC/PTC ist mit einer Geometrie ATC für Titanlegierungen und mit einer Geometrie 

PTC für Reintitan verfügbar. 


Produktion 

Bei einer zervikalen Knochenplatte aus 

Reintitan Grad 2 (3.7035 - EN Ti 2 / ASTM B348) 

erzielen die Schweizer Zerspanspezialisten eine 

hervorragende Oberflächengüte. 

ein medizintechnisches Werkstück aus Titan 

Grad 2, einem unlegierten Reintitan, zerspant. 

Hier bringt der Bohrer des Typs PTC seine außergewöhnlichen 

Eigenschaften voll zur Geltung. 

Die zweite Version „ATC“ wird seine Leistung 

beim Bohren der anspruchsvollen Titanlegierung 

Grad 5 TI6AIV4 demonstrieren – und zwar 10 x d 

in einem Schuss. Das gab es bisher noch nicht. 

Medizintechnische Fertigungsstrategie 

live erleben 

Mikron Tool macht bei den Werkzeugen nicht 

halt. Ihre hohe Zerspankompetenz setzt sie auch 

bei der Entwicklung hochdynamischer Fertigungsstrategien 

komplexer Bauteile ein – auch für die 

Medizintechnik. Bei Kundenprojekten loten die 

Profis des Technology Centers alle Sparpotenziale 

aus, wobei der Fokus auf Kosten und Zeit 

liegt. Einsparungen von über 50 % sind keine 

Seltenheit. Dabei behalten die Spezialisten die 

hohen Anforderungen an die Qualität der Werkstücke 

genau im Blick und sorgen für stetige Optimierung. 

Davon können sich die Messebesucher 

auf dem Stand der Mikron Tool selbst ein Bild 

machen. Das Team des Technology Centers präsentiert 

eine acht-minütige Fertigung einer anterioren 

zervikalen Knochenplatte aus dem nicht 

unproblematischen Reintitan Grad 2 (3.7035 - 

EN Ti 2 / ASTM B348) - das in der Medizintechnik 

wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit 

und ausgezeichneten Biokompatibilität als 

Referenz für sämtliche Implantat-Materialien gilt. 

Bearbeitungszeit um 70 % gesenkt 

Die medizintechnische Komponente wird von 

den Zerspanspezialisten in einer Aufspannung 

aus dem Vollen mit insgesamt zehn Werkzeugen 

(darunter lagerhaltige Katalogwerkzeuge 

wie auch Sonderwerkzeuge) zerspant. Die 

Stützstege werden auf ein Minimum reduziert, 

um die Nachbearbeitung so gering wie möglich 

zu halten. Der Produktionszyklus wurde 

signifikant reduziert, unter Berücksichtigung 

der hohen Ansprüche an die Oberflächenqualität. 

Das Ergebnis lässt sich sehen. Es gelang 

Mikron Tool die Bearbeitungszeit um 70 % zu 

senken bei einer reduzierten Anzahl von Werkzeugen, 

die sich durch hohe Standzeiten auszeichnen. 

Die Komponente ist quasi gratfrei und 

die Oberflächengüte zeigt hervorragende Werte 

auf: R a = 0,13 µm (R z = 0,93 µm). ◄ 

Cool Micro 

micro milling 

DER KLEINSTE DER WELT MIT 

INTEGRIERTER KÜHLUNG 

DAS IST NEU! 

• S + SX: 2 Geometrien für 

schwierigste Materialien 

• Durchmesser von 0,2 bis 1,0 mm 

• Keine Werkzeugabdrängung 

• Gratfreies Fräsen 

IHR NUTZEN! 

• Fräsen: 3 Mal schneller 

• Standzeit: 3 Mal länger 

• Maximale Prozesssicherheit 

HALLE 3 STAND I05 

MIKRON SWITZERLAND AG 

Division Tool 

6982 Agno | Schweiz 

mto@mikron.com 

www.mikrontool.com 

A 

STAR 

IS 

BORN 

Das Team des Technology Centers entwickelt bahnbrechende Fertigungsstrategien für die 

Medizintechnik und präsentiert diese auf der diesjährigen EMO. 


71

Produktion 

Mikro-3D-Druck optimiert Nähgerät 

für minimalinvasive Chirurgie 

Nähgerät mit aus Stahl gefräster Spitze 

Optimierung der Nadelführungs-Komponente 

der Spitze mit 3D-gedruckten Prototypen 

Das 3D-gedruckte Bauteil 

stabilisiert die Nadelführung 

Der 3D-Druck im Mikromaßstab mit innovativen 

Polymerharz-Druckern von Boston Micro 

Fabrication (BMF) beschleunigt und verbessert 

die Produktentwicklung. Mit 3D-gedruckten 

Bauteilen konnte das Unternehmen Sutrue 

im englischen Colchester zum Beispiel ein automatisches 

Nähgerät für die minimalinvasive 

Chirurgie zur Marktreife bringen. 

Boston Micro Fabrication 

www.bmf3d.com 

Die minimalinvasive Chirurgie führt zu kürzeren 

Rekonvaleszenzzeiten, besseren Heilungsergebnissen 

und weniger Komplikationen. Doch 

noch gibt es nicht genug Instrumente für diese 

sehr präzisen Eingriffe auf engstem Raum. 

Sutrues minimalinvasives Nähgerät wurde speziell 

für die Schlüsselloch-Chirurgie entwickelt, für 

laparoskopische und robotergestützte Eingriffe. 

Bisher gab es kein Instrument, das den für 

die minimal-invasive Chirurgie erforderlichen 

geringen Durchmesser von nur acht Millimetern 

erreicht. 

Automatisches Nähgerät 

Die Idee für ein solches automatisches Nähgerät 

hatte Alex Berry, Gründer und technischer 

Leiter bei Sutrue, während er sich 2008 von 

einem gebrochenen Knöchel erholte. Nach jahrelangen 

Forschungen und Experimenten hatte 

Berrys Team ein Handgerät entwickelt, das 

automatisch eine Nähnadel mit Faden durch 

das Gewebe und wieder in das Gerät zurückführt. 

Die Nadel dreht sich dabei auf einer festen 

Bahn aus dem Gerät heraus und wieder hinein, 

während sie auf der dritten Achse waagerecht 

bleibt. Die Spitzen des Geräts wurden als Prototypen 

aus Stahl gefertigt, was einen erheblichen 

Zeitaufwand bedeutete und Änderungen 

am Design erschwerte. 

Prototyping eines wichtigen Bauteils 

Doch eine der wichtigsten Komponenten der 

Spitze musste aktualisiert werden, um die Stabilität 

der Nadelführung zu verbessern. Eine maschinelle 

Bearbeitung des Teils hätte die Erprobung 

des Produkts um mehrere Monate verzögert, 

erhebliche Kosten verursacht und keinen Spielraum 

für verschiedene Varianten gelassen. 

Der 3D-Druck des zu ersetzenden Teils ermöglichte 

es dem Team, verschiedene Versionen 

zu testen und in kurzem Zeitrahmen verschiedene 

Toleranzen zu prüfen. Außerdem konnte 

das Team beim 3D-Druck auch die Ästhetik 

berücksichtigen und die Teile in zwei verschiedenen 

Farben drucken lassen. 

„Dank der Genauigkeit der Mikro 3D-Drucker 

von BMF konnten wir drei verschiedene Teile 

ausprobieren, um die ideale Lösung zu finden. 

Nun funktioniert unser Gerät wie geplant, ohne 

die Kosten zu überschreiten und ohne Zeitverzögerung 

für eine maschinelle Bearbeitung“, 

erklärt Alex Berry. „Die von BMF gedruckten 

Teile entsprechen dem Design und sind durchweg 

präzise.“ 

Fortschritte in der 

minimalinvasiven Chirurgie 

Die Fortschritte in der Medizintechnik werden 

die Möglichkeiten der minimalinvasiven Chirurgie 

weiter vorantreiben. Durch den 3D-Druck 

von Prototypen mit der Auflösung, Größe und 

Toleranz von Präzisionsspritzgussteilen lassen 

sich die für minimalinvasive Eingriffe erforderlichen 

Instrumente schnell weiterentwickeln. ◄ 

Sutrues Nägerät für die minimalinvasive 

Chirurgie 


Produktion 

Hybride lichthärtende HLC-Klebstoffserie 

Dymax, einer der international führenden Hersteller von schnell aushärtenden Materialien und Geräten, gibt 

die Markteinführung von Dymax HLC-M-1000 bekannt, dem ersten Produkt seiner neuen Hybrid Light-Curable 

(HLC)-Serie von Klebstoffen. 

Schnelle Aushärtung in Schattenzonen auf unterschiedlichsten, 

auch lichtundurchlässigen Substraten 

Die von Dymax zum Patent angemeldete 

neuartige Hybrid Light- 

Curable-Technologie vereint die 

besten Eigenschaften der chemischen 

anionischen und radikalischen 

Aushärtung in einer innovativen 

Formulierung. Die HLC- 

Klebstoffe sind die nächste Generation 

bestehender UVCAs und vereinen 

die außergewöhnlichen physikalischen 

Leistungsmerkmale der 

lichthärtenden Dymax-Klebstoffe 

Dymax 

www.dymax.de 

mit den feuchtigkeits-/kontakthärtenden 

Eigenschaften der extrem 

schnell anionisch vernetztenden 

Materialien. Der Kontakthärtungsanteil 

gewährleitstet nicht nur eine 

schnelle und vollständige Verklebung 

in Schattenzonen, sondern 

ermöglicht auch den Einsatz der 

Hybrid Light-Curable-Produkte bei 

opaken oder sogar lichtundurchlässigen 

Materialien. 

Schnelle Aushärtung bei 

geringer Lichtintensität 

Zu den Vorteilen der HLC-Materialien 

gehören neben der schnellen 

Aushärtung bei geringer Lichtintensität 

auch eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit 

(auch ohne Lichteinwirkung), 

geringe bis gar keine 

Ausblühungen bei vollständiger 

Aushärtung und flexiblere Klebeverbindungen 

im Vergleich zu den 

üblichen CAs. Dabei müssen die 

Substrate nicht zwangsweise lichtdurchlässig 

sein, jedoch erhöht die 

Aushärtung mit Licht die Tiefe der 

Verklebung und reduziert das Ausblühen 

in exponierten Bereichen. 

Arbeitsschritte reduzieren 

Dymax-Produkte mit HLC-Technologie 

stellen eine ganz neue Alternative 

zu den am Markt erhältlichen 

Klebstofftypen dar, einschließlich 

1- und 2-komponentiger Epoxide, 

Cyana crylate, Hotmelts, mechanischer 

Befestigungen, RTV-Silikone, 

PSAs und UV-Acrylate. HLC-Materialien 

benötigen keinen Primer und 

sind besonders für Hersteller geeignet, 

die ihre Fertigungsprozesse optimieren 

und die Verwendung mehrerer 

Klebstoffe sowie zusätzlicher 

Arbeitsschritte im Zusammenhang 

mit den herkömmlichen Klebemethoden 

vermeiden wollen. 

Hohe spaltfüllende 

Eigenschaften 

Zu den weiteren potenziellen Vorteilen 

von HLC-Materialien gehören 

eine geringere Wärmeentwicklung 

während der Aushärtung, hohe 

spaltfüllende Eigenschaften und eine 

geringere Spannungsrissbildung. 

Die Materialien weisen außerdem 

eine geringe bis keine Oberflächenklebrigkeit 

auf und sind sicher in der 

Anwendung. Daher führt der Einsatz 

dieser neuen HLC-Klebstoffe 

von Dymax zu erheblichen Produktivitätssteigerungen 

und Kostensenkungen 

im Montageprozess. 

Erfüllt verschiedene 

Biokompatibilitätsnormen 

Das erste Produkt der Serie, 

Dymax HLC-M-1000, ist speziell für 

die Montage medizinischer Geräte 

konzipiert. Der Klebstoff erfüllt verschiedene 

Biokompatibilitätsnormen 

und eignet sich gut für Klebeanwendungen 

an Kathetern, Schlauchsets, 

Diagnose- und Therapiegeräten, 

Autoinjektoren und Endoskopen. 

Seine integrierte Feuchtigkeits-/Kontakthärtungsfunktion 

ermöglicht 

die vollständige Aushärtung 

des Klebstoffs auch in lichtundurchlässigen 

Bereichen. 

Sekundenschnelle 

Aushärtung 

Dymax HLC-M-1000 härtet sekundenschnell 

mit UV-/Breitbandlicht 

aus, ist LED-optimiert (405 nm) und 

kann auch bei sehr geringer Intensität 

(~ 20 mW/cm 2 ) vernetzen. Die 

Aushärtung beginnt, sobald das 

HLC-Material in Kontakt mit der 

Substratoberfläche kommt, und 

wird durch Lichteinwirkung noch 

beschleunigt und verbessert. 

Klebfreie Oberfläche 

Zu den weiteren postiven Eigenschaften 

gehören eine klebfreie 

Oberfläche nach Lichthärtung, 

die extrem niedrige Viskosität 

von 3 mPas für sehr enge Spaltanwendungen 

und die Kompatibilität 

mit vielen Kunststoffen und 

Metallen. 

Für technische Fragen zur HLC- 

Technologie steht ein Expertenteam 

von Dymax-Anwendungstechnikern 

und Systemintegratoren 

zur Verfügung, um für den Anwender 

maßgeschneiderte Dosierlösungen 

zu entwickeln, bei Herausforderungen 

in der Materialhandhabung 

zu unterstützen und Kunden 

während des gesamten Herstellungsprozesses 

zu begleiten. 

Weitere Dymax HLC-Materialien 

für medizinische Geräte 

und auch für industrielle Anwendungen 

kommen im Laufe dieses 

Jahres auf den Markt. 

Fazit 

Durch den Einsatz von Dymax- 

Produkten können Hersteller ihre 

Produktionsraten erhöhen, die 

Arbeitskosten senken und von den 

weiteren Vorteilen wie hoher Leistung, 

verbesserter Qualität und 

reduziertem Ausschuss profitieren. 

Alle lichthärtenden Materialien von 

Dymax sind lösungsmittelfrei, einkomponentig, 

bestehen zu 100 % 

aus Feststoffen und sind RoHSkonform, 

was sie umweltfreundlich 

für Unternehmen macht, die grüne 

Initiativen zur Nachhaltigkeit erfüllen 

wollen. ◄ 


73

Lasertechnik 

Prozessgarant Thermomanagement 

Warum eine präzise Temperaturregelung in Laserverfahren maßgeblich über die Sicherheit 

und Ergebnisqualität entscheidet 

Das aktive Kühlsystem piko ist ideal für Anwendungen, die eine besonders 

hohe Temperaturstabilität benötigen. Als Einschubkühler lässt sich piko in 

unterschiedliche Systeme integrieren. Alle Bilder © technotrans SE 

Effektives Thermomanagement 

ist für temperaturintensive Laseranwendungen 

unerlässlich. Doch es 

ist weit mehr als ein notwendiges 

Übel, sondern trägt entscheidend 

zur Sicherheit, Ergebnisqualität und 

Reproduzierbarkeit bei. Angesichts 

innovativer (Weiter-)Entwicklungen 

im Laserbereich, wächst die Bedeutung 

einer präzisen Temperaturregelung. 

Anwender fordern von Kühlsystemen 

ein hohes Maß an Flexibilität 

in Form maßgeschneiderter 

Lösungen, maximale Präzision und 

hohe Zuverlässigkeit. 

Nachfrage 

nach Faserlasern steigt 

Die Laserindustrie hat in den 

vergangenen Jahren ein starkes 

Wachstum erlebt, angetrieben durch 

die steigende Nachfrage nach präziser 

Materialbearbeitung und fortschrittlicher 

Technologie in verschiedenen 

Branchen. Einer der 

vielleicht spannendsten Trends 

ist der zunehmende Einsatz von 

Festkörper lasern, insbesondere 

Faserlasern, in der Industrie. Diese 

haben sukzessive CO 2 -Laser aus 

unterschiedlichen Anwendungsgebieten 

verdrängt. 

Autorin: 

Sandra Kraft 

Marketing-Managerin 

technotrans SE 

www.technotrans.de 

CO 2 -Laser sind zwar aufgrund 

ihrer höheren Wellenlänge leistungsstärker 

und eignen sich häufig besser 

für die Bearbeitung von nichtmetallischen 

Materialien wie Holz, 

Acryl, Papier, Kunststoffen, Leder 

und Textilien. Allerdings benötigen 

sie im direkten Vergleich mehr Platz 

und verursachen höhere Anschaffungs- 

und Betriebskosten. Faserlaser 

sind hingegen kompakter und 

wirtschaftlicher. Zudem werden sie 

immer leistungsfähiger und können 

heute schnell und präzise selbst stärkere 

Metalle schneiden, schmelzen 

oder gravieren. 

Kühlung für Präzision 

Einer der gängigsten Anwendungsbereiche 

für Faserlaser ist 

die Blechbearbeitung im Automobilbereich. 

Dabei werden Bleche 

mit bis zu einem Millimeter Materialstärke 

geschnitten, geschweißt 

oder gelötet. Hier herrschen extrem 

niedrige Toleranzen, damit einerseits 

die Optik der Karosserie im fertigen 

Fahrzeug makellos ist und andererseits 

die Fügestelle die notwendige 

Stärke aufweist. Um solche feinen 

Bearbeitungen wie die Verschmelzungen 

von Metallen kontrolliert und 

prozesssicher umzusetzen, bedarf 

es einer sehr hohen Präzision. Hier 

kommt die Temperatur ins Spiel: 

Denn diese Präzision ist nur mittels 

einer optimalen Laser-Kühlung 

möglich. „Exakt kontrollierte Parameter 

wie unter anderem Laserleistung 

und Temperatur sind im 

Metal Processing maßgeblich, um 

die gewünschten Ergebnisse zu 

erzielen“, sagt Ingo Gdanitz, Business 

Development Manager bei der 

technotrans SE. 

Punktgenaue 

Temperaturkontrolle 

als Schlüsseltechnologie 

Der Thermomanagement-Spezialist 

verfügt über langjährige Expertise 

auf diesem Gebiet: technotrans- 

Lösungen kühlen den Laser und die 

Peripherie wie etwa den Laserkopf 

oder integrierte Motoren. Die Temperierung 

sorgt dabei für Sicherheit 

im Schmelz- und Abkühlprozess. 

Entscheidend dabei ist eine konstante 

Temperatur an der Laserquelle 

und den strahlemittierenden 

Komponenten, da der Laser sonst 

eine schwankende Energiemenge 

einbringen könnte – was wiederum 

zu einer unbeständigen Einbrenntiefe 

führt. „Es gibt im Grunde 

zwei Bereiche, mit denen wir den 

anspruchsvollen metallurgischen 

Prozess indirekt beeinflussen können: 

Zum einen unterstützen wir 

durch ein konstantes Temperaturniveau 

die Leistungsstabilität des 

Lasers. Zum anderen verhindern 

unsere Lösungen in der Geometrie 

Wärmeverzüge beziehungsweise 

Wärmedehnungen“, erklärt Gdanitz. 

Geringer Platzbedarf 

Mit Blick auf Kühlsysteme als 

Ganzes, ist Kompaktheit ein wichtiges 

Thema. Anwender fordern eine 

möglichst geringe Aufstell fläche 

in ihrer Produktion. technotrans 

setzt hierbei auf den Bau schlanker, 

säulenförmiger Kühllösungen. 

Denn eine gewisse Fläche ist für 

den Wärmeausgleich unabdingbar. 

Denn die Kühlsysteme sind mit 

Luft-Wasser-Wärmetauschern ausgestattet, 

die einen ausreichenden 

Luftdurchsatz benötigen. Trotz der 

kompakten Bauweise verfügen die 

Systeme durch ein intelligentes 

Maschinendesign über eine hohe 

Leistungsdichte und Energieeffizienz. 

Ihr modularer Aufbau ermöglicht 

zudem eine flexible Anpassung 

an die individuellen Anforderungen 

der jeweiligen Prozesse. 

Flüsterleise Leistungsträger 

Während die Merkmale Laufruhe 

und Geräuschemissionen von Kühlsystemen 

in der Metallbearbeitung 

durchaus eine wichtige Anforderung 

darstellen, sind sie in anderen 

Anwendungen absolut maßgeblich: 

beispielsweise in der Medizintechnik. 

Hier kommen Laser insbesondere 

bei minimalinvasiven Eingriffen 

zum Einsatz. „In der Medizintechnik 

sind die Laserleistungen zwar 

deutlich niedriger als in der Metallbearbeitung, 

allerdings sind unsere 

Kühllösungen in unmittelbarer Nähe 

von Menschen im Einsatz, die sich 

auf ihre Arbeit konzentrieren müssen“, 

erklärt Gdanitz. Hinzu kommt, 

dass sich die Kühler nicht selten im 

Reinraum befinden – zum Beispiel 

in aseptischen OP-Räumen oder 

Laboren. In diesen Umgebungen gilt 

es, Luftbewegungen, die üblicherweise 

durch die integrierten Lüfter 

eines Kühlers verursacht werden, 

möglichst zu vermeiden. 

Peltier-Technologie 

Um das zu erreichen, setzt technotrans 

Lösungen auf Basis der 

Peltier-Technologie ein. Die Kälte- 

Die pure.line ist die 

kostenoptimierte und kompakte 

Variante des modularen 

technotrans-Chillers, die über eine 

leicht bedienbare Mikroprozessor- 

Steuerkonsole bedarfsgerecht 

konfiguriert werden kann. 


Lasertechnik 

erzeugung erfolgt dabei durch 

Peltier- Elemente mithilfe von Halbleitern 

in Plattenform. An diesen 

Elementen wird eine Spannung 

erzeugt, sodass die eine Plattenseite 

kalt und die Gegenseite warm 

bleibt. Aus diesem Grund enthalten 

die technotrans-Peltier-Geräte keine 

beweglichen Teile, es entstehen 

weder Vibrationen noch Schallemissionen. 

Die Halbleiterplatten reagieren 

zudem besonders schnell und 

passen die Kühlleistung bei Änderung 

der Spannung direkt an. Das 

ermöglicht eine schnelle und präzise 

Regelung der Vorlauftemperatur. 

Energieeffiziente Kühlung 

Egal ob in der Metallbearbeitung 

oder in der Medizintechnik: Die 

wenigsten Laserprozesse arbeiten 

mit einer durchgehend aktivierten 

Laserstrahlung. Stattdessen wird 

der Laser häufig in extrem schneller 

Taktung an- und ausgeschaltet, 

beispielsweise in der Perforation, bei 

der Laserstrahlen in kurzen Abständen 

mikroskopisch kleine Löcher 

erzeugen. Das ist eine Herausforderung 

für den Kühlprozess, da es 

durch die variierende Wärmelast, 

die in das System eingebracht wird, 

zu einer periodischen Schwankung 

der Kühlwassertemperatur kommen 

kann – einer sogenannten Pulsung. 

Wird diese nicht kontrolliert und es 

tritt beispielsweise eine zu schnelle 

Pulsung auf, entsteht ein ungleichmäßiges 

Temperaturprofil im Kühlwassersystem. 

Die Mini-Tower Version des 

pe004 Peltier-Kühlers mit einer 

Kühlleistung von 200 bis 400 Watt 

überzeugt mit ihrer kompakten 

Baugröße, einem besonders 

energieeffizienten Aufbau und 

hochwertigen Design. 

Dynamische 

Regelungstechnik 

Die möglichen Folgen sind eine 

unzureichende Prozessqualität, 

mangelhafte Reproduzierbarkeit 

und Schäden an den Bauteilen. 

technotrans begegnet dieser 

Herausforderung mit einer dynamischen 

Regelungstechnik und 

dem Einsatz drehzahlgeregelter 

Verdichter, die die benötigte Kälteleistung 

in hoher Geschwindigkeit 

regulieren. „Dadurch stellen 

wir mit unseren Kühllösungen nicht 

nur konstante Prozessbedingungen 

sicher, sondern arbeiten gleichzeitig 

äußerst energieeffizient. Wir 

rufen immer nur die Kälteleistung 

ab, die in dem Moment tatsächlich 

benötigt wird. Das ermöglicht, je 

nach Anwendung, Energieeinsparungen 

von bis zu 30 Prozent gegenüber 

herkömmlicher Technik“, 

sagt Gdanitz. 

Vernetzung hebt 

Steuerungs- und 

Optimierungspotenziale 

Mit Blick auf die Zukunft von 

Laseranwendungen ist eines bereits 

heute eindeutig: Die Komplexität der 

Technologie nimmt weiter zu und 

damit steigen auch die individuellen 

Anforderungen an das Thermomanagement. 

Gdanitz: „Die Nachfrage 

nach maßgeschneiderten kundenindividuellen 

Lösungen überwiegt 

gegenüber Standard-Varianten 

bereits heute – Tendenz steigend.“ 

Ein anhaltender Trend sei beispielsweise 

die Systemintegration. Anwender 

wünschen sich häufig nicht nur 

eine physikalische Anpassung des 

Kühlsystems durch die Konfiguration 

von Kühlkreisen und Zusatzfunktionen. 

Vielmehr geht es um 

die Kommunikation und den Datenaustausch 

mehrerer Geräte im Prozess. 

Das erreicht technotrans durch 

eine datentechnische Vernetzung 

seiner Geräte mit dem Gesamtsystem. 

Durch die Ausstattung der 

Kühlsysteme mit modernen Steuerungseinheiten 

sind diese in der 

Lage, sämtliche Prozessdaten der 

Kühlung, beispielsweise die Vorund 

Rücklauftemperatur oder Volumenströme, 

jederzeit am Gerät oder 

remote zu visualisieren und anzupassen. 

Dieser wird dadurch transparent 

und kontrollierbar. Das ist insbesondere 

hilfreich für die Bereiche 

Fehleranalyse, Optimierung und 

Dokumentation. 

Der ECOtec.chiller xtend ist die hochflexible Option des modularen 

Kühlsystems und bietet thermisches Management mit höchster 

Energieeffizienz und Anpassungsfähigkeit. 

High-Tech-Laser 

Darüber hinaus werden Zukunftstechnologien 

schon bald eine größere 

Rolle einnehmen, etwa spezielle 

High-Tech-Laser in der Halbleiterproduktion. 

Auf diesem Gebiet 

unterstützt technotrans innovative 

Anwendungen, die es mittels lithografischer 

Verfahren ermöglichen, 

die Produktionsgeschwindigkeit 

von Chips beziehungsweise dem 

bearbeiteten Halbleiterausgangsmaterial 

(Wafer) zu steigern. Speziell 

auf die Anwendung entwickelte 

und präzise abgestimmte Temperierlösungen 

sind auch in diesen Verfahren 

eine Grundvoraussetzung. 

Wer schreibt: 

Die technotrans SE ist ein global 

agierender Technologie- und 

Dienstleistungskonzern. Die Kernkompetenz 

des Unternehmens sind 

anwendungsspezifische Lösungen 

aus dem Bereich des Thermomanagements. 

Als integraler Bestandteil 

der Kundensysteme dienen diese 

der energetischen Optimierung und 

Steuerung des Temperaturhaushalts 

anspruchsvoller technologischer 

Anwendungen. ◄ 

Die energieeffizienten p1000-Flüssigkeitskühlmodule sind optimal für 

den Einsatz in der Laser- und Halbleiterindustrie sowie der Medizin-, Laborund 

Analysetechnik geeignet. Diese Baureihen gehören zu den kleinsten 

Kompressor-Kühlsystemen auf dem Markt. 


75

Kommunikation 

Fünf wichtige Aspekte bei vernetzten 

Medizingeräten 

Autor: 

Brad Jolly 

Senior Applications Engineer 

Keysight Technologies 

www.keysight.com/ 

Internetfähige medizinische 

Geräte und Apparate sind heute 

ein zentraler Bestandteil der Diagnose, 

Behandlung und Überwachung 

von Patienten. Diese Technologien 

haben zwar den Pflegestandard 

erheblich verbessert, 

bringen aber auch eine Reihe von 

Herausforderungen für das medizinische 

Personal, die Verwaltung 

und die Patienten mit sich. Mit dem 

richtigen Vorgehen können diese 

jedoch Probleme in der Entwicklungs- 

und Designphase gemildert – 

oder in einigen Fällen sogar beseitigt 

– werden. 

Um die kontinuierliche Beschleunigung 

des vernetzten Gesundheitswesens 

zu unterstützen, müssen 

Hersteller einige Aspekte berücksichtigen. 

Im Folgenden sind fünf 

wichtige Überlegungen zusammengefasst. 

1. Sicherheitsschwachstellen 

angehen 

Laut einer Studie [1] weisen 53 % 

der vernetzten Medizingeräte kritische 

Schwachstellen auf, die 

sowohl den Datenschutz als auch 

die Patientensicherheit gefährden. 

Einrichtungen des Gesundheitswesens 

sind sich bewusst, dass sie 

im Fadenkreuz von Hackern stehen, 

übersehen aber oft Schwachstellen 

in der vorgelagerten Lieferkette, 

wenn es darum geht, die 

Gerätesicherheit zu erhöhen. Diese 

Schwachstellen sind in der Regel 

tief in den Protokollstapeln von 

Embed ded-Systemen von Drittanbietern 

versteckt. Daher bleiben 

sie bei Sicherheitsscans oft 

unentdeckt und finden ihren Weg 

in die Produktionsgeräte. So können 

Hacker die integrierten Sicherheitskontrollen 

umgehen und ein 

Gerät zum Absturz bringen, blockieren 

oder einfrieren. 

Protokoll-Fuzzing 

Um diese Bedrohungen zu 

bekämpfen, müssen die Gerätehersteller 

einen umfassenden Testmechanismus 

namens Protokoll- 

Fuzzing implementieren. Bei diesem 

Verfahren werden verschiedene 

Fehler in einen Kommunikationsaustausch 

injiziert, um die Einheit 

am anderen Ende einer Verbindung 

zu verwirren und es den 

Teams zu ermöglichen, Schwachstellen 

auf Protokollebene zu identifizieren. 

Es ist auch eine bewährte 

Praxis, Stresstests für Protokolle in 

die allgemeine Cybersecurity-Validierungsstrategie 

zu integrieren, um 

Gerätehacks dauerhaft zu verhindern 

und sicherzustellen, dass die 

Privatsphäre und die Sicherheit der 

Patienten bei der Einführung von 

Innovationen im Bereich der vernetzten 

Medizin geschützt werden. 

2. Positive Nutzererfahrung 

sicherstellen 

Die Nutzererfahrung ist ein weiterer 

wichtiger Aspekt bei der Förderung 

der kontinuierlichen Innovation 

im Bereich der vernetzten 

Medizin. Das kann aus der Sicht des 

Testens eine Herausforderung sein, 

da es in der Regel viele verschiedene 

Anwender für ein bestimmtes 

Gerät oder eine Anwendung gibt. 

Zahlreiche Tester einzustellen, um 

die Leistung manuell zu testen und 

zu validieren, ist ein kostspieliges 

und zeitaufwendiges Unterfangen, 

bei dem die verschiedenen demo- 


Kommunikation 

5. Messfehler reduzieren, 

um bessere Entscheidungen 

zu treffen 

Schließlich ist es wichtig, dass 

die Hersteller die Drift in den Griff 

bekommen, um sicherzustellen, 

dass sie kontinuierlich konsistente, 

genaue und reproduzierbare Messungen 

durchführen können. Eine 

regelmäßige und ordnungsgemäße 

Überprüfung ist unerlässlich, um 

sicherzustellen, dass die Messgeräte 

genau sind, dass sie innerhalb 

der Spezifikationen arbeiten und 

dass die Rückverfolgbarkeit durch 

eine Zertifizierung gewährleistet ist. 

Weiterhin ermöglicht eine regelmäßige 

Kalibrierung den Teams, den 

Arbeitsaufwand zu reduzieren, 

Verzögerungen zu vermeiden und 

sicherzustellen, dass Innovationen 

im Bereich des vernetzten Gesundheitswesens 

einen maximalen Nutzen 

für die Patienten bringen. 

grafischen Gruppen von Anwendern, 

die täglich mit der Technologie 

interagieren, nicht berücksichtigt 

werden. Oft handelt es sich bei diesen 

Anwendern nicht um geschultes 

medizinisches Personal, sondern 

um die Patienten selbst, was 

bedeutet, dass die Anwenderprofile 

eine Reihe von Altersgruppen, 

Hintergründen und technischen 

Kenntnissen umfassen. Außerdem 

erwarten die Anwender oft, dass 

die Anwendungen im Gesundheitswesen 

auf einer Vielzahl von physischen 

Plattformen und Betriebssystemen 

korrekt funktionieren. Denken 

Sie nur an die vielen verschiedenen 

Desktop- und Laptop-Computer, 

Tablets, Telefone und sogar 

Smartwatches sowie an die unterschiedlichen 

Betriebssysteme, die 

sie unterstützen. 

KI-gesteuerte 

Testautomatisierung 

Aus diesen Gründen ist es besser, 

KI-gesteuerte Testautomatisierung 

zur Bewertung der Nutzererfahrung 

zu verwenden. Softwarebasierte 

Lösungen können mehr 

Pfade durch komplexe Anwendungen 

finden und alle möglichen 

User Journeys testen. Ebenso können 

sie wesentlich schneller Ergebnisse 

liefern als herkömmliche Tests 

und automatisch mehr Aufmerksamkeit 

auf Testbereiche lenken, 

in denen Fehler vorherrschen. So 

wird sichergestellt, dass Hersteller 

allen Anwendern termingerecht ein 

effektives, sicheres und effizientes 

Gerät zur Verfügung stellen. 

3. Die richtige Batterie 

auswählen 

Auch wenn die technischen Daten 

etwas anderes besagen, sind nicht 

alle Batterien gleich, und die Wahl 

der falschen Batterie kann die 

Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit 

eines Geräts beeinträchtigen. 

Um sicherzugehen, dass Sie 

die richtige Batterie verwenden, 

kann der Anwender mit einer Emulationssoftware 

ein Profil von echten 

Batterien erstellen. Diese Profile 

können dann importiert und in 

Tests verwendet werden, ohne dass 

die physischen Modelle zum Einsatz 

kommen müssen. Während 

die Ladung der Batterie verbraucht 

wird, können Teams deren Zustand 

messen und aufzeichnen, um das 

Verhalten der Batterie besser zu 

verstehen. Mit diesen Erkenntnissen 

können sie bestimmen, welche 

Batterie für das jeweilige Gerät am 

besten geeignet ist. 

4. Signalintegrität 

auch bei zunehmender 

Datenverarbeitung 

sicherstellen 

Die zunehmende Datenverarbeitung 

in vernetzten Geräten kann 

zu Problemen mit der Signalintegrität 

führen, die sich mit der Einführung 

neuer medizinischer Innovationen 

noch verschärfen. Übersprechen 

von benachbarten Leiterbahnen, 

Platinen, die mit niedrigeren 

Spannungen betrieben werden, 

und mehr On-Board-Verarbeitung 

sind nur einige Faktoren, die 

die Qualität der elektrischen Signale 

beeinträchtigen. Da die Wirksamkeit 

von intelligenten Medizingeräten 

in hohem Maße von der Signalintegrität 

abhängt, ist es wichtig, 

dass die Hersteller alle Probleme 

beseitigen. 

Ein guter erster Schritt ist die 

Verwendung von Software-Emulationstools, 

um Probleme zu erkennen 

und zu beseitigen, bevor die 

Leiterplatte hergestellt wird. Ein 

weiteres bewährtes Verfahren ist 

die Dokumentation der gewonnenen 

Erkenntnisse im Qualitätsmanagementsystem, 

um Risiken zu 

verringern und zukünftige Designs 

schneller auf den Markt zu bringen. 

Verbindungen zu den 

Bedürfnissen von morgen 

Es ist zu erwarten, dass vernetzte 

medizinische Geräte in den 

kommenden Jahren immer komplexer 

werden und damit auch ihr Weg 

auf den Markt. Deshalb müssen die 

Hersteller unbedingt erkennen, dass 

Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit, 

Batterielaufzeit und andere Aspekte 

der vernetzten Medizin bereits in 

der Designphase berücksichtigt 

werden müssen. Unternehmen, 

die ihre Arbeitsabläufe bei Bedarf 

umgestalten, werden am besten in 

der Lage sein, sichere, wirksame 

und intuitive Technologien zu entwickeln, 

die sich auf dem Markt 

behaupten können. 

Quellen 

[1] https://healthitsecurity. 

com/news/53-of-connected-medical-devices-contain-critical-vulnerabilities 

Wer schreibt: 

Brad Jolly erhielt seinen Bachelor 

in Mathematik von der University 

of Michigan. Er ist seit mehr als 

26 Jahren bei Keysight Technologies 

(zuvor Hewlett-Packard und 

Agilent Technologies) tätig, wo er 

unter anderem in den Bereichen 

Software R&D, UI-Design, Lehrmittel, 

Anwendungstechnik, Produktsupport, 

Schulung, Produktmarketing 

und Produktmanagement 

tätig war. ◄ 


77

Dienstleistung 

cms electronics 

mit neuer Tochtergesellschaft pcbwhiz 

CelsiStrip ® 

Thermoetikette registriert 

Maximalwerte durch 

Dauerschwärzung 

Diverse Bereiche von 

+40 bis +260°C 

GRATIS Musterset von celsi@spirig.com 

Kostenloser Versand DE/AT ab Bestellwert 

EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt) 

www.spirig.com 

cms electronics 

www.cms-electronics.com 

www.pcbwhiz.com 

Mit dem Einsatz von modernster 

Technologie verwendet pcbwhiz eine 

KI-gestützte Plattform für sofortige 

file: TI1CSmini-4565_2023 

Angebotslegung für die Produktion 

von Prototypen. Die Software analysiert 

automatisch die 

dimension: 45 x 65 mm 

Spezifikationen 

und extrahiert 4C mithilfe eines 

Algorithmus die wichtigsten technischen 

Parameter. 

Dadurch wird eine sofortige 

Abgleichung mit den technischen 

Möglichkeiten der Produktion ermöglicht. 

Ebenso erfolgt eine sofortige 

Prüfung der Materialverfügbarkeit 

am Markt und eine automatisierte 

Preiskalkulation der Prototypen. 

Technische Rückfragen oder 

alternative Vorschläge für Bauteile 

bei unzureichender Materialverfügbarkeit 

werden dem Kunden 

noch vor Abschluss des Bestellvorgangs 

auf der Plattform angezeigt. 

Dadurch wird sichergestellt, 

dass Kundenaufträge zeitnah nach 

der Bestellung in die Produktion eingeleitet 

werden und das Material 

automatisiert bestellt wird. Insbesondere 

bleibt der Preis nach der 

Bestellung unverändert, wodurch 

sich pcbwhiz von bestehenden 

Lösungen abhebt (Instant Quote). 

Aktuell bietet pcbwhiz die Möglichkeit, 

den Produktionsstandort 

in Europa oder Asien auszuwählen 

(bald auch in Südamerika und Südost-Asien). 

Besonderer Wert wird auf 

Daten sicherheit und Datenschutz 

gelegt, daher werden sämt liche 

Kundendaten dieser Software in 

Frankfurt (Deutschland) gespeichert. 

Zudem ist die Software ISO270001 

(Information security management 

system) und DSGVO-konform. 

„Diese Flexibilität und angewendete 

Technologie/Systematik in der 

Abwicklung wird die Prototypenfertigung 

revolutionieren. Das Tool 

ermöglicht es dem Kunden, vor der 

Bestellung die DFM- Prüfung der 

PCB und die Analyse der BOM 

hinsichtlich Materialverfügbarkeit 

und Lebenszyklusstatus rund 

um die Uhr online durchzuführen“, 

erklärt Markus Quendler, Director 

von pcbwhiz Limited. 

Die Integration von pcbwhiz 

als neue Tochtergesellschaft von 

cms electronics verspricht eine 

auf regende Zukunft für die Elektronikfertigungsindustrie. 

Kunden 

profitieren von den kombinierten 

Stärken beider Unternehmen und 

erhalten Zugang zu erst klassigen 

Prototyping-Lösungen. Dieser 

Schritt unterstreicht die Innovationskraft 

und das Engagement 

von cms electronics, den Kunden 

stets die neuesten und effizientesten 

Technologien anzubieten. ◄ 


AUTORISIERTER 

HDISTRIBUTORH 

Edge-AI-Workstations mit 

NVIDIA Jetson Orin NX 

Die EAC-6000-Serie für 

höchste Edge-Computing- 

Anforderungen – wie z. B. 

Medical Imaging, mobile 

Robotik und andere 

Industrie-Applikationen. 

NVIDIA Jetson Orin NX Prozessoren – bis zu 100 TOPS AI 

Performance 

NVIDIA Ampere GPU-Architektur, mit 1024 Rechenkernen 

und 32 Tensor-Cores 

Zahlreiche Schnittstellen, z. B.: bis zu 6 GigE LAN mit 

4 PoE+, 3 USB 3.1, 2 COM RS-232/422/485, 4 M.2- 

Steckplätze, 4x GMSL-Schnittstellen für Video- und 

Multimediaanwendungen + CAN-Bus (EAC-6100) 

Irrtum und Änderungen vorbehalten. Erwähnte Firmen- und Produktnamen 

sind evtl. eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Hersteller. 

© PLUG-IN Electronic GmbH 2023 

WWW.PLUG-IN.DE 

Am Sonnenlicht 5 – 82239 Alling – Telefon +49 (0) 81 41 . 36 97 - 0 – E-Mail info@plug-in.de

4-2023

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