12 Titelstory Eine Behinderung ist keine Krankheit - 22 MED Elektronik & Komponenten - MED-engineering
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22 MED Elektronik & Komponenten
3D-Vision treibt Automatisierung
voran
34 MED Software
Vom Medizingerät zum
Internet of Medical Things
56 MED Recht & Normen
5 | 2 020 MDR – First Lessons Learned
12 Titelstory
Eine Behinderung ist
keine Krankheit
Mediadaten 2021
Nummer 11
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Heft 1/2021 Februar Heft 5/2021 September
MED Elektronik MED Software
MED Geräte Medizintechnik aus den Fokusregionen
MED Komponenten MED Komponenten
Heft 2/2021 März Heft 6/2021 Oktober
MED Komponenten MED Fertigung
MED Software MED Komponenten
MED Prothetik MED Geräte
Inklusive MED engineering career MED Materialien & Verfahren
Inklusive MED engineering MARKET
Heft 3/2021 April Heft 7/2021 November
MED Geräte MED Elektronik & Komponenten
MED Komponenten MED Software
MED Elektronik MED Recht & Normen
MED Prothetik
Heft 4/2021 Juni MED engineering International 2021
MED Elektronik Jahresausgabe in englischer Sprache
MED Fertigung
MED Materialien & Verfahren
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Mediaberatung MED engineering
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Editorial
MAXIMALE
D FLEXIBILITÄT
ie Medizintechnikbranche blickt auf ein bewegtes Jahr zu-
rück. Durch die Corona-Pandemie und den damit in
Deutschland verbundenen Lockdown kam es zu folgen-
schweren Umsatzrückgängen in der Branche. Bei einer Befragung
durch den BVMed gehen 57 % der Unternehmen von einem Um- UND
satzrückgang von 4,9 % aus. Und das, obwohl man im Vorjahr noch
schwarze Zahlen mit einem Umsatzplus von 3,3 % schreiben
konnte. Neben den ausgebliebenen Operationen fielen auch die
ROBUSTHEIT
Einschränkungen im Kundenkontakt ins Gewicht. Dennoch
schaffte es mehr als die Hälfte der Unternehmen, ihre Mitarbeiter
zu halten – meist durch die Nutzung von Kurzarbeit.
Doch die große Hürde für die gebeutelten Unternehmen wird noch
Ein bewegtes Jahr ALLENSER
für die Branche AUS EI
HAND
kommen: Die Medical Device Regulation (MDR) wurde zwar ODU MEDI-SNAP®
Corona-bedingt um ein Jahr verschoben, aber dennoch macht sie
den Unternehmen bereits jetzt das Leben schwer. Denn die neuen Break-Away
Regularien müssen in den Firmen umgesetzt werden – und das am
besten mit der Hilfe einer ausgebildeten Fachkraft. Wie wir auf S. Individuelle Konfigurierbarkeit:
54 sehen werden, gehen die meisten Firmen von Extrakosten in Hö-
• Gerade Version u.a. als vollständig
he von 5 % des Jahresumsatzes für die benötigten Experten aus.
umspritzte Systemlösung
Darüber hinaus hakt es bei der Papierarbeit. Experten des TÜV
SÜD berichten uns auf S. 56, dass gerade bei der technischen Do- • Abgewinkelte Version als
kumentation noch dringend Verbesserungsbedarf besteht. platzsparende Ausführung
Ich hoffe, Sie können die eine oder andere Anregung für das eigene
Hohe Widerstandsfähigkeit
Unternehmen aus dieser Ausgabe mitnehmen und wünsche Ihnen gegenüber einer Vielzahl von
ein erfolgreiches Restjahr 2020 – trotz der gegebenen Umstände. Umwelteinflüssen
Mit der MED engineering geht es dann im neuen Jahr mit der inter-
nationalen „Best-of“ Ausgabe weiter. Sekundenschnelle Notentriegelung
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Inhalt
Kompetenz& Inhalte für die
Medizintechnik
Im Interview verrät uns der neu
gewählte VDE-Präsident Prof. Dr.
Armin Schnettler seine Pläne für
die Medizintechnikbranche.
09
Kontakt zumVerlag:
Redaktion:
Marc-Benjamin Aurin
Tel. +49 (0) 9221 949-411
Fax +49 (0) 9221 949-377
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46
MED engineering 5/2020
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Zertifiziert nach DIN EN ISO 13485:2016
07 Zahlen, Daten, Fakten Funktionale Sicherheit
08 Umsätze brechen um 4,9 Prozent 34 Vom Medizingerät zum Internet of
ein Things
09 Interview: Kompetenz und 36 Ergonomie und der „Reasonably
Inhalte für die Medizintechnik Forseeable Misuse“
11 Personalia 38 Machine Learning bei
12 Eine Behinderung ist keine Medizinprodukten
Krankheit 41 MED fokus – N wie Neurochirurgie
42 Schutz und Lizenzierung der
MEDElektronik & Embedded Software
Komponenten 44 Schlüsselelemente eines sicheren
Designs Entwicklung
Elektronische Bauelemente und Produktion
14 Lithium-Akkus richtig lagern und Applikations-Software von Steckver-
betreiben 46 Eine neue Ära der bindersystemen
Hautkrebsfrüherkennung
Hybridstecker
Sensorik
16 Sensorik für aggressive Simulation Kabel- und
Produktionsprozesse 48 Medizinprodukte aus der Steckverbinder-
18 Beatmungsgeräte mit virtuellen Welt konfektion
Flow-Sensorik 50 CPQ für die Medizintechnik
20 Zutrittsampel & Sensorik: Umspritzte
Besucherströme lenken MEDRecht & Normen Kabel und
Steckverbinder
Kameras 52 Quo vadis MDR? Produktion auch
22 3D-Vision treibt die 54 EU-MDR-Konformität ohne im Reinraum
Automatisierung voran Software-Lösung
kunde
nspez
Optische Bauelemente Zertifizierung Made ifisch
24 „Medical-Grade“ USB 3.0 Leitung 56 MDR – First Lessons Learned in Ge
rman
58 Pragmatisch & normgerecht: wirts y
chaft
lich
Usability Engineering
MEDMaterialien &
Verfahren Medizinrechtliche Normen
60 Verpflichtendes E-invoicing für
Werkstoffe B2G-Transaktionen
26 Hochleistungswerkstoff für die
Medizintechnik Qualitätssicherung
28 Tribo-Polymere in der 62 Es herrscht Gesprächsbedarf
Medizintechnik
Oberflächenbehandlung
32 Keine Chance für Bakterien und
Co.
Titelseitenhinweis
„Eine Behinderung ist keine Krankheit“ Sprechen Sie mit uns unverbindlich über die
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5
MED Szene Aktuelles
Anlässlich der MEDICA 2020, die in diesem Jahr erstmals virtuell chen Folgen der CORONA-Pandemie vom ersten Halbjahr 2020 widerspie-
stattfindet, veröffentlicht der Branchenverband SPECTARIS die geln. Auch wenn die erste Jahreshälfte in einigen Bereichen geringere Um-
nunmehr 13. Ausgabe seines Jahrbuches „Die deutsche Medizintechnik-In- sätze aufweist, zeigt der Trend mittlerweile wieder deutlich in eine andere
dustrie“. Das Jahrbuch hat sich in einer Zeitspanne von über 10 Jahren zum Richtung. Zudem kam die EU-Kommission auf regulatorischer Ebene den
Standardwerk der deutschen Medizintechnikbranche entwickelt. Zum Medizintechnikherstellern sehr entgegen. Der Geltungsbeginn der Medical
ersten Mal in der Geschichte des Jahrbuchs nimmt eine Krankheit Einfluss Device Regulation – kurz MDR – der eigentlich für den 26. Mai 2020 vorge-
auf den Inhalt der neuen Ausgabe. Die CORONA-Pandemie wirkt sich ver- sehen war, wurde um ein Jahr verschoben. Hingegen berichtet der EZ-Scout
13. AUSGABE DES SPECTARIS-JAHRBUCHS
heerend auf alle Nationen unseres Erdballs aus. Gerade dadurch zeigte bei SPECTARIS über die desaströsen Zustände in Ostafrika. SPECTARIS setz-
sich, wie gut im internationalen Vergleich unser Gesundheitssystem funk- te sich in der letzten Ausgabe 2019 mit der Ethik bei Pflegebetten auseinan-
tioniert, aber auch wie insta- der. In der aktuellen Publikation geht es nun um das 2020 gelaunchte ei-
bil das vieler Länder ist. gens entwickelte Ethik-Siegel, bei der sich die Bettenhersteller von
Covid-19 stellte die deutsche SPECTARIS zur Einhaltung bestimmter ethischer Kriterien verpflichtet ha-
Medizintechnikbranche vor ben. Des Weiteren präsentiert das neue Jahrbuch die Ergebnisse der neuen
sehr große Herausforderun- digitalen Jobstudie@Medizintechnik, die darlegen, wie hoch der Bedarf an
gen, gerade in Hinblick auf die digitalen Experten derzeit aussieht. Weitere Kapitel widmen sich wieder dem
Bereitstellung von Schutzaus- Marktzugang in verschiedenen Ländern und dem Brexit. Es gibt Neues zu
Bild: Industrieverband SPECTARIS
rüstungen, wie Mundschutz- den Themen Hilfsmittelversorgung und Compliance im Gesundheitswesen.
masken und von Beatmungs- Beiträge über spannende und aktuelle Forschungsprojekte runden die Pub-
geräten. Gleichfalls sorgte der likation ab.
Lockdown auch in der Medi-
zintechnikbranche für viele Das rund 130 Seiten umfassende SPECTARIS Jahrbuch „Die deutsche Medizin-
Betriebe große Umsatzeinbu- technik-Industrie“ wird zur Virtuell.MEDICA 2020 veröffentlicht und kann dann
ßen und einen wirtschaftli- über die SPECTARIS-Website L ➚ https://www.spectaris.de/medizintechnik he-
chen Einbruch. Im Jahrbuch 2020/2021 legt SPECTARIS daher seinen The- runtergeladen werden. Alternativ kann das Buch kostenfrei (zzgl. Versandkos-
menschwerpunkt auf die Auswirkungen des CORONA-Virus auf die Medizin- ten) beim Industrieverband als Hardcopy bestellt werden.
technikindustrie. In dieser Ausgabe erwarten unsere Leser wieder die
Branchendaten aus 2019 und erste Marktzahlen, welche die wirtschaftli- www.spectaris.de
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
Die MEDICA 2020 und die COMPAMED 2020 werden als die welt- Zeiten die passenden Tools zur Vernetzung und den wertvollen Wissens-
führenden Informations- und Kommunikationsplattformen für transfer zu bieten“, hebt Horst Giesen, Global Portfolio Director Health &
die Medizintechnik-Branche und den Zuliefererbereich der Medizintech- Medical Technologies der Messe Düsseldorf, hervor.
nik-Industrie vom 16. – 19. November komplett im virtuellen Format
stattfinden. Im Rahmen der ’virtual.MEDICA’ und ’virtual.COMPAMED’ er- „Zum Termin der MEDICA 2020 und COMPAMED 2020 werden wir mit den
wartet die Entscheider aus allen Bereichen der Gesundheitswirtschaft involvierten Verbänden und Partnern das Beste für das Streaming heraus-
dann auf virtual.MEDICA.de und virtual.COMPAMED.de ein umfangrei- suchen aus den bislang geplanten 600 Sessions der Fachforen und Konfe-
MEDICA UND COMPAMED 2020 NUN VIRTUELL
ches Angebot bestehend aus den drei zentralen Bereichen: ’Conference renzen. Insbesondere Highlights mit hoher Corona-Relevanz erwartet die
Area’ (Konferenz- und Forenprogramm), ’Exhibition Space’ (Aussteller und Teilnehmer der virtuellen Formate. Dazu kommen vielfältige Web-Präsenta-
Produktneuheiten) sowie ’Networking Plaza’ (Netzwerken/ Matchmaking). tionen der Aussteller zu ihren Innovationen sowie der Online-Matchmaking-
Die Folgeveranstaltungen MEDICA 2021 und COMPAMED 2021 werden im Bereich zum Knüpfen wertvoller Business-Kontakte inklusive Video-Web-
nächsten Jahr im hybriden Konzept, bestehend aus der Kombination von meeting-Funktion“, gewährt Horst Giesen einen Ausblick auf die Agenda.
Live-Plattformen für Fachbesucher auf dem Düsseldorfer Messegelände
plus digitaler Angebote, durchgeführt. Das Fachprogramm der MEDICA ist inhaltlich stets am Puls der Zeit mit in
diesem Jahr digitalen Programmpunkten in Bezug auf technische, ökonomi-
Top-Ausgangsbasis durch etablierte Online-Portale sche oder auch gesundheitspolitische Trends und Fragestellungen. Alle In-
formationen zur Beteiligung an der MEDICA 2020 und COMPAMED 2020 im
„In den letzten Jahren haben wir kontinuierlich die digitalen Angebote aus- virtuellen Format sind online abrufbar.
gebaut und verfügen deshalb mit den Web-Portalen der MEDICA und der
COMPAMED über etablierte internetbasierte Branchen-Plattformen. Diese www.virtual.medica.de
können wir nun einsetzen, um unseren Kunden auch in herausfordernden www.virtual.compamed.de
MED engineering 5/2020
6 www.med-eng.de
ZAHLEN | DATEN | FAKTEN
5 / 2020
Miniaturisierung und Weltrekorde in der Medizintechnik
Kleinster Zweikammer-
Herzschrittmacher
10-mal
Ohne Drähte oder Taschenlegung
wird dieser Schrittmacher in Größe kleiner
einer Tintenpatrone direkt
ins Herz eingepflanzt
Kleinster Ultraschalldetektor
Basierend auf miniaturisierten
100-mal optischen Schaltkreisen auf der
Oberfläche eines Siliziumchips
kleiner sorgt er für ultrahochauflösende
Bildgebung
Kleinster mikroelektronischer Roboter
Quellen: Helmholtz Zentrum München,
TU Chemnitz, St. Vincenz Hospital
Er ist 0,8 mm lang und breit und
stellt On-board-Energie für einen
Zwillings-Düsenjet, eine Licht- Ø 16 mm
quelle und einen Greifarm bereit zu 0,8 x 0,8
mm
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MED Szene Aktuelles
Die Unternehmen, die im Bundesverband Medizintechnologie
organisiert sind, erwarten in diesem Jahr einen Umsatzrückgang
von durchschnittlich 4,9 Prozent.
Umsätze brechen um
4,9Prozent ein
D
ie COVID-19-Pandemie hat auch auf die Medizin- Euro verzeichneten im Schnitt sogar einen Umsatzrückgang
technik-Branche dramatische Auswirkungen. Die von minus 6,4 Prozent. Die erwartete weltweite Umsatzent-
Unternehmen, die im Bundesverband Medizintech- wicklung fällt mit einem durchschnittlichen Minus von 4,7
nologie, BVMed, organisiert sind, erwarten in diesem Jahr Prozent ebenfalls dramatisch aus.
einen Umsatzrückgang von durchschnittlich 4,9 Prozent –
nach einem Umsatzplus von 3,3 Prozent im Vorjahr. Der Ab- Erwartete Umsatzentwicklung 2007 – 2020 in %
sturz betrifft vor allem kleinere und mittlere Unternehmen. 8 % 7,0 6,8
„Hinzu kommen starke Rückgänge beim für die Branche so 6% 5,4 5,5 5,3
5,9 5,9 5,9 5,8
lebenswichtigen Export“, erläuterte BVMed-Geschäftsfüh- 4,4 4,6 4,3 4,2
4,0
4% 4,4
rer Dr. Marc-Pierre Möll bei der Vorstellung der Ergebnisse 4,0 3,3
3,4
2% 2,8
der BVMed-Herbstumfrage auf der digitalen Jahres-Presse- 2,6
Daten für die Abbildung: BVMed
konferenz des deutschen MedTech-Verbandes am 1. Okto- 0%
Inland
ber 2020. Möll forderte stärkere vor allem regulatorische –2% – 2,1
Entlastungsmaßnahmen für die mittelständisch geprägte Weltweit
–4%
MedTech-Branche. 38 Prozent der BVMed-Unternehmen – 4,7
–6%
nutzen das Instrument der Kurzarbeit, um Entlassungen zu 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
vermeiden. So bleibt die Zahl der Arbeitsplätze insgesamt
stabil. Die größten Hemmnisse in der weiteren Entwicklung Nach einem Umsatzplus im Vorjahr wird bei den im BVMed organisier-
der Branche sehen die MedTech-Unternehmen in den stark ten Unternehmen ein Rückgang von 4,9 % erwartet.
gestiegenen regulatorischen Anforderungen beispielsweise
durch die EU-Medizinprodukte-Verordnung (MDR). „Die Die mit dem Lockdown verschobenen Operationen sind der
Unternehmen fordern hier eine vereinfachte Neuzertifizie- wichtigste Faktor für die Umsatzrückgänge der MedTech-
rung für bewährte Bestandsprodukte“, so Möll. Branche in diesem Jahr in Deutschland. 70 Prozent der be-
fragten Unternehmen sind davon betroffen. 57 Prozent
Umsatzentwicklung und Gewinne nennen die Einschränkungen der Kundenkontakte für den
Außendienst als negativen Faktor. Knapp die Hälfte hat
57 Prozent der befragten Unternehmen gehen von einem Um- unter ausbleibenden Arztbesuchen und dem damit verbun-
satzrückgang in diesem Jahr aus. Bei einem Drittel der Unter- denen Rückgang von Verordnungen zu leiden.
nehmen sind die Umsatzrückgänge sogar im zweistelligen Be-
reich. Das zeigt, wie dramatisch die MedTech-Branche von Trotz der Umsatzeinbrüche ist nach den Ergebnissen der
der Verschiebung elektiver Eingriffe und den rückgängigen BVMed-Herbstumfrage erkennbar, dass die Unternehmen
Arztbesuchen betroffen ist. Diese Auswirkungen können auch ihr Personal halten wollen.
bei weitem nicht durch den Mehrbedarf an medizinischer
Schutzausrüstung und Hygieneprodukten kompensiert wer- KONTAKT
den. Aus den gewichteten Umsatzangaben der BVMed-Unter-
BVMed – Bundesverband
nehmen ergibt sich im deutschen Markt ein durchschnittli-
Medizintechnologie e. V.
cher Umsatzrückgang von 2,1 Prozent. Der ungewichtete Rheinhardtstr. 29
Wert liegt sogar bei minus 4,9 Prozent. Das zeigt, dass die D-10117 Berlin
kleineren Unternehmen stärker von den Rückgängen betrof- www.bvmed.de
fen sind. Unternehmen mit einem Umsatz unter 25 Millionen
MED engineering 5/2020
8 www.med-eng.de
MED Szene Aktuelles
Kompetenz und Inhalte
für die Medizintechnik
Prof. Dr. Armin Schnettler (57) ist der neue VDE Präsident. Der
CEO New Energy Business bei Siemens Energy ist bereits seit
vielen Jahren im VDE aktiv und trieb maßgeblich die Themen
Energiewende und Netzausbau an. Im Interview mit der Redak-
tion verrät er uns seine Pläne für die Medizintechnikbranche.
Bild: VDE / Anja Rottke
MED: Herr Prof. Dr. Schnettler, zunächst einmal herzlichen
Glückwunsch zu der neuen VDE-Präsidentschaft. Erzählen
Sie unseren Lesern doch kurz etwas über sich.
Prof. Dr. Schnettler: Da geben Sie mir eine nicht ganz Prof. Dr. Armin Schnettler ist neuer VDE Präsident.
leichte Aufgabe ;). Man hat mir kürzlich gesagt, dass ich
einer der wenigen Wanderer zwischen den Welten der Aka- MED: Der VDE ist der Verband für Elektrotechnik, Elektronik
demia/Wissenschaft und dem operativen Geschäft bin. Das und Informationstechnik. Welchen Stellenwert hat die Medi-
ist sicherlich richtig. Als Elektroingenieur interessiere ich zintechnik bei Ihnen? Wie können Sie die vielen kleinen und
mich natürlich für Technik, Wissenschaft und innovative mittleren mittelständischen Unternehmen aus der Branche
Lösungen – wichtig ist aber, dieses Know-how in ein ent- unterstützen?
sprechendes Geschäft zu überführen. Das interessiert
mich und dafür engagiere ich mich. Ich bin fest davon über- Prof. Dr. Schnettler: Der VDE befasst sich seit vielen Jahren
zeugt, dass wir letztlich über Inhalte erfolgreich werden – mit Medizintechnik. Wir erstellen Studien und Positionen,
und damit haben wir sofort den Bezug zu meiner Präsident- vermitteln Wissen in Fachveranstaltungen, erarbeiten Stan-
schaft beim VDE. Der VDE steht für unabhängige Kompe- dards und Normen, erbringen Prüf- und Zertifizierungsleis-
tenz und Inhalte. Und diese gilt es, zu sichern und auszu- tungen und bieten praktische Unterstützung bei allen Fragen
bauen. der Zulassung und CE-Zertifizierung von Medizinprodukten
und Software. Aktuell ist die Medizintechnik einem starken
Wandel unterzogen. Dies betrifft vor allem zwei Aspekte: Digi-
talisierung und Regulierung. Beides hat zur Folge, dass etab-
lierte Geschäftsmodelle hinterfragt werden müssen. Vor allem
für den Mittelstand kann dies zu einer Herausforderung wer-
„Aktuell ist die Medizintechnik den. Wir haben uns als VDE mit dem Geschäftsbereich Health
einem starken Wandel unterzo- organisatorisch neu ausgerichtet, um dieser Entwicklung
Rechnung zu tragen. Neuausrichtung bedeutet vor allem, die
gen. Dies betrifft vor allem zwei Expertise der gesamten VDE Gruppe zu Medizintechnik, Digi-
Aspekte: Digitalisierung und talisierung und Regulierung zusammenführen, innovative Ge-
Regulierung. Beides hat zur sundheitstechnologien voranzubringen und damit einen
Mehrwert für die gesamte Wirtschaft als neutrale und beraten-
Folge, dass etablierte Ge- de Technologieorganisation zu bieten.
schäftsmodelle hinterfragt wer-
den müssen. Vor allem für den MED: Sie betonten bereits in einer ersten Stellungnahme,
dass Sie in Ihrer Amtszeit maßgeblich das Thema der Nach-
Mittelstand kann dies zu einer haltigkeit angehen wollen. Was denken Sie, könnte im Be-
Herausforderung werden.“ reich der Medizintechnik in dieser Sache verbessert werden?
Prof. Dr. Schnettler: Wenn wir über Nachhaltigkeit, Dekarboni-
sierung oder den ökologischen Fußabdruck unserer Wirtschaft »
www.med-eng.de
9 MED engineering 5/2020
MED Szene Aktuelles
sprechen, stehen zumeist die energiehungrigen Bereiche im Mit- Prof. Dr. Schnettler: Deutschland befindet sich bei KI-Lösun-
telpunkt der Diskussion, allen voran Energie und Mobilität. Fakt gen in einem harten internationalen Wettbewerb, auch in der
ist jedoch: Der Bereich Gesundheit ist mit etwa 6 Mio. Beschäf- Medizintechnik. Es ist aber auch seit 2018 deutlich gewor-
tigten ein sehr großer und wichtiger Wirtschaftszweig in Deutsch- den, dass die entscheidenden Schlachten nicht um die Leis-
land und hinterlässt demzufolge auch einen erheblichen ökologi- tungsfähigkeit von Algorithmen, um die geschickte Nutzung
schen Fußabdruck. Die Medizintechnik ist dabei ein bedeuten- von Synergien zwischen Ärzten und Technik oder um die bes-
der Teil der Gesundheitswirtschaft. Sie stellt Medizingeräte, ten Roboter geschlagen werden, sondern um den Zugang zu
-systeme oder komplette Lösungen bereit und beeinflusst den Patientendaten. Hier bemühen sich Google, Amazon, Apple
ökologischen Fußabdruck somit stark. Es gibt viele Beispiele, und andere gezielt darum, ihren starken und datenträchtigen
wie hier über die Medizintechnik positiv Einfluss genommen wer- Zugang zu ihren Kunden außerhalb der medizinischen Versor-
den kann, insbesondere über den Energie- und Wasserver- gung auszunutzen, um auf diese Weise in den jeweiligen Ge-
brauch, die Auswahl und Verwendung von Materialien, über Wie- sundheitssystemen selbst Fuß zu fassen. Dies gelingt, weil
derverwendung und Abfallvermeidung aber auch über konstruk- die Konzerne sich nicht um die Versorgungs- und Erstattungs-
tive Merkmale oder Produkt-Lebenszyklen. Ich gehe davon aus, logik unseres Gesundheitswesens kümmern müssen und sich
dass uns das Thema Nachhaltigkeit in der Medizintechnik stär- daher vielen der traditionellen Stellschrauben entziehen kön-
ker als bisher beschäftigen wird. Wir müssen Medizintechnik und nen. Der aktuelle Diskussionsprozess rund um einen Euro-
Nachhaltigkeit vor allem besser mit den Anwendern und Betrei- pean Health Data Space zeigt die Wichtigkeit des Themas. Wir
bern erörtern. Das sind zuallererst die Krankenhäuser. müssen hier zu einem ausbalancierten Kompromiss zwischen
potenziellem Gesundheitsnutzen durch Nutzung von Gesund-
MED: Als weiteres Thema haben sie den Bereich Safety & Se- heitsdaten einerseits und Anspruch auf informationelle
curity genannt. Gerade in der Medizintechnik ist man auf ho- Selbstbestimmung andererseits kommen.
he Sicherheitsanforderungen angewiesen, da ein Versagen
schnell zu drastischen Komplikationen führen kann. Wie MED:Apropos Innovationsgefahr: Die Medical Device Regula-
unterstützt der VDE die Hersteller hier? tion (MDR) macht trotz Verschiebung des Geltungsbeginns
vielen kleinen, mittelständigen Unternehmen in der Branche
Prof. Dr. Schnettler: Sicherheit ist eine unabdingbare Anfor- Sorgen. Die Umsetzung der neuen Richtlinien zu stemmen ist
derung an alle Medizinprodukte, denn es geht letztlich um für viele Unternehmen eine Mammutaufgabe – besonders in
Menschenleben. Daher erarbeitet VDE DKE Medizintechnik- Zeiten der Corona-Pandemie. Steht der VDE mit der Politik in
normen und das VDE Institut prüft, ob Sicherheitsanforderun- dieser Sache im Austausch?
gen an Medizinprodukte eingehalten werden. Was wir sehen
ist, dass die schnell voranschreitende Digitalisierung Sicher- Prof. Dr. Schnettler: Ich würde hier eher von einer Regulie-
heitsanforderungen in der Medizintechnik stark beeinflusst. rungs- anstelle einer Innovationsgefahr sprechen, denn die
Medizingeräte werden stärker vernetzt, Gesundheitsdaten MDR wird dazu führen, dass es viele Medizinprodukte zukünf-
stehen in wachsendem Umfang zur Verfügung, und die Daten tig nicht mehr geben wird. Die neuen Anforderungen sind hoch,
werden in der medizinischen Versorgung eingesetzt. Daher schwer verständlich und vielfach nicht umsetzbar. Seit Inkraft-
sind sowohl Datenschutz als auch IT-Sicherheit für Medizin- treten der MDR, d.h. in den vergangenen 3 Jahren, hat die EU-
produktehersteller und -betreiber zu sehr wichtigen Themen Kommission wesentliche Voraussetzungen für die Umsetzung
geworden. Die Anforderungen sind zweierlei: Zum einen müs- der MDR nicht schaffen können. Beispiele sind die nicht funk-
sen Hersteller und Betreiber ihre Systeme härten und ange- tionsfähige EUDAMED-Datenbank, zu wenige Benannte Stel-
messen auf Bedrohungen reagieren können. Zum anderen len und fehlende Rechtsakte. Warum also sollte das jetzt in den
müssen sie eine Reihe von Gesetzen, Datenschutzbestim- vor uns liegenden „Corona-Monaten“ bis zum 25. Mai 2021 ge-
mungen und Dokumentationspflichten berücksichtigen. Der lingen? Wichtig ist mir aber: Auch wenn die MDR derzeit das be-
VDE hat hier zum einen mit seinem Computer Emergency Re- herrschende Thema der Medizintechnikbranche ist, sollten wir
sponse Team, dem CERT@VDE, ein Angebot geschaffen, das nicht aus dem Blick verlieren, was Innovation letztlich aus-
hilft, Bedrohungen früh zu erkennen und damit effektiv umzu- macht. Innovationen sind technologisch und medizinisch über-
gehen. Zum anderen richtet sich mit VDE MeSo ein Bera- zeugende Produkte und Lösungen, die einen echten Mehrwert
tungsangebot ausdrücklich an Hersteller medizinischer Soft- bieten. Diese werden sich in internationalen Märkten durchset-
ware, die Unterstützung bei der regulatorischen Compliance zen. Dafür brauchen wir die richtigen Rahmenbedingungen,
ihrer Medizinprodukte benötigen. und diese werden wir intensiv im Dialog mit der Politik und allen
anderen Stakeholdern erörtern.
MED: In diesem Zug möchte ich auf Künstliche Intelligenz zu spre-
chen kommen. Der VDE warnte im Jahr 2018 davor, dass Deutsch- MED:Vielen Dank für das Interview, Herr Prof. Dr. Schnettler!
land der KI hinterherläuft. Ist Innovationsgefahr in dieser Angele-
genheit Ihrer Meinung nach noch immer ein schwieriges Thema? Das Interview führte Marc-Benjamin Aurin
Gerade in der Medizintechnik erreichen uns viele Meldungen über
innovative Lösungen in der Bildgebung, die auf KI basieren. L
➚ www.vde.com/de
MED engineering 5/2020
10 www.med-eng.deMED Szene Personalia
DR. BIRGIT HABENSTEIN NEUE GESCHÄFTSFÜHRERIN DER
DEUTSCHEN GESELLSCHAFT FÜR BIOMEDIZINISCHE TECHNIK
Dr. Birgit Habenstein (38 Jahre) ist neue Geschäftsführerin der Deutschen ralen Invasion. Hierfür hatte sie über 1 Million Euro eingeworben und ihre
Gesellschaft für Biomedizinische Technik im VDE (VDE DGBMT). Die Mut- Ergebnisse in über 50 Veröffentlichungen in peer-reviewed wissenschaft-
ter zweier Kinder war zuletzt als Junior Research Scientist am Institute of lichen Zeitschriften publiziert. „Wir haben mit Frau Dr. Habenstein eine
Chemistry and Biology of Membranes and Nanoobjects (CBMN), CNRS, an sehr kompetente und engagierte Geschäftsführerin gewinnen können, mit
der University of Bordeaux, France, tätig. Seit 2015 forschte Birgit Ha- der wir die DGBMT im Sinne der Mitglieder weiterentwickeln werden,“ sagt
benstein zusammen mit ihrem Team an der Identifikation neuer Ansatz- Prof. Dr. Jens Haueisen, Vorsitzender des VDE DGBMT Vorstandes. VDE
punkte zur Umgehung von Antibiotikaresistenzen der bakteriellen und vi- DGBMT stimuliert, trägt und fördert einen dynamischen Dialog zwischen
Ingenieuren aus der Akademia und der Industrie und Ärzten aus For-
schung und Anwendung in dem interdisziplinären Feld der Medizintechnik
in Deutschland. In seiner alleinstellenden Rolle, die Nachwuchsexzellenz
mit den Ikonen der Medizintechnik zusammenbringt, bietet sie die einzig-
artige Plattform für einen innovativen und ergebnisreichen Austausch.
Der zentrale Jahreskongress, der morgen am 29.09. virtuell stattfindet, ist
das zentrale Kommunikationsorgan der DGBMT.
Die Registrierung ist dieses Jahr spontan durch das virtuelle Format unter
L
➚ https://www.bmt-congress.de/en möglich.
vde.com/de
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
DR. MARTIN LEONHARD LEITET AUCH IN ZUKUNFT DIE
MEDIZINTECHNIK BEI SPECTARIS
Dr. Martin Leonhard, Bereichsleiter ne Wiederwahl zum stellvertretenden Vorsitzenden konnte sich auch Thors-
Technologie Management der Karl ten Weide (Drägerwerk AG) freuen.
Storz SE & Co KG, wurde am Don-
nerstag (10.09.) auf dem SPECTA- Anlässlich seiner Wahl betonte Dr. Leonhard die Herausforderungen der Me-
RIS-Branchentag Medizintechnik dizintechnik-Branche: „Mir ist es ein Anliegen, der stark mittelständisch
als Vorsitzender wiedergewählt. geprägten Branche mit guten Argumenten eine Stimme zu geben. Gerade in
der politischen Kommunikation gilt es, die Besonderheiten und die Vielfalt
Der promovierte Physiker bleibt da- der Medizintechnik herauszuarbeiten, um die Rahmenbedingungen für ein
mit auch für die nächsten drei Jah- innovations- und wachstumsfreundliches Klima in Deutschland weiter zu
re an der Spitze der Medizintechnik verbessern.“
des Industrieverbandes. Über sei- spectaris.de
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ROHM SEMICONDUCTOR EUROPE BERUFT WOLFRAM
HARNACK ZUM GESCHÄFTSFÜHRER
Ab dem 1. Oktober 2020 ist Wolf- ram Harnack Präsident der European Semiconductor Division bei Mitsu-
ram Harnack neuer Geschäfts- bishi Electric Europe.
führer der ROHM Semiconductor
Europe GmbH. Er berichtet direkt Für Wolfram Harnack bedeutet dies de facto eine Rückkehr zu ROHM, da er
an Toshimitsu Suzuki, den Präsi- im Januar 2008 als Sales Director zu ROHM kam. Davor war er 12 Jahre lang
denten des Unternehmens. für Toshiba Electronics Europe tätig. Im Jahr 2015 verließ Wolfram Harnack
ROHM und wechselte zu Mitsubishi, doch jetzt hat er sich entschieden, eine
Die Position wurde neu geschaf- neue Herausforderung anzunehmen: Er kehrt mit beeindruckenden Erfolgen
fen und ist von strategischer Be- unter anderer Flagge zurück, um nun die Weichen für die Zukunft von ROHM
deutung für das Wachstum von in Europa zu stellen.
ROHM in Europa. Zuvor war Wolf- www.rohm.de
www.med-eng.de
11 MED engineering 5/2020MED Szene Titelstory
Robert Riener ist der Initiator des Cybathlons. Er teilt seine
Gedanken darüber, wie wir mithilfe von Technologie sensible
Probleme angehen können.
„Eine Behinderung ist
keine Krankheit“
B
eim Cybathlon dreht sich alles um Menschen mit Be-
hinderungen – kein einfaches Thema in unserer Ge-
sellschaft. Mir ist immer wieder aufgefallen, dass es
Barrieren zwischen Menschen mit und ohne Behinderung
gibt; dass viele Ängste und Tabus bestehen. Deshalb ist es
wichtig, sich diesen Ängsten zu stellen und ein Bewusstsein
für Menschen mit Behinderungen zu schaffen. Unser Ziel
beim Abhalten des Cybathlon ist es nicht nur, die Technolo-
gie voranzutreiben, sondern auch die Aufmerksamkeit auf
dieses Thema zu lenken und so indirekt die Angst vor Kon-
takten nehmen.
Wie können wir also das Interesse an der Thematik wecken
und die Fantasie der Menschen anregen? Mit Robotik und
cooler Technologie. Auf diese Weise können wir die Menschen
auf unterhaltsame, aber würdevolle Weise besser mit dem
Thema Behinderung vertraut machen. Allerdings sollten wir
realistisch bleiben. Wir werden viele Events wie den Cyba-
thlon und einiges an Geduld brauchen, bis wir einen sichtba-
Bilder: maxon motor GmbH
„Einer der ersten Erfolge des
Cybathlon ist jedoch sicherlich
der verstärkte Austausch zwi-
Prothesen von SoftHand Pro werden mit DCX 19 und GPX 19 Motoren
schen Benutzern und Entwick- von maxon unterstützt. Die Teilnehmerin Maria Rosanna Fossati
schätzt vor allem die Flexibilität der Prothese.
lern von Assistenzsystemen. Alle
Teams beziehen die Piloten und ren Effekt in der Gesellschaft in Bezug auf die vollständige In-
Ärzte in die Entwicklungsphase klusion von Menschen mit Behinderungen erzielen.
ein. Natürlich liegt der Fokus zu-
Einer der ersten Erfolge des Cybathlon ist jedoch sicherlich der
nächst auf der Entwicklung von verstärkte Austausch zwischen Benutzern und Entwicklern von
Hightech, aber auch die Wün- Assistenzsystemen. Alle Wettkampfteams beziehen die Piloten
sche und Bedürfnisse von Men- und Ärzte in die Entwicklungsphase ein. Natürlich liegt der Fo-
kus auf der Entwicklung von Hightech, aber auch die Wünsche
schen mit Behinderungen wer- und Bedürfnisse von Menschen mit Behinderungen werden be-
den berücksichtigt.“ rücksichtigt. Dadurch wird die Technologie schneller und ge-
zielter entwickelt. Schließlich müssen die Systeme im Alltag
MED engineering 5/2020
12 www.med-eng.deMED Szene Titelstory
der Menschen nützlich sein. Und wir sollten auch nicht verges- auf einer neuen Plattform in einem einzigartigen Live-Pro-
sen, dass selbst die verrückteste Technologie in zwanzig Jahren gramm übertragen. In der Cybathlon 2020 Global Edition zei-
etabliert und erschwinglich sein könnte. gen Pilotinnen und Piloten mit ihren Entwicklungsteams, was
sie in den vergangenen Jahren gemeinsam geschafft haben
Übrigens haben große Prothesenhersteller aufgrund der Er- und bieten Zuschauerinnen und Zuschauern so ein unver-
fahrungen, die sie beim Cybathlon sammeln konnten, Pro- gessliches Wettkampferlebnis.
dukte früher auf den Markt gebracht. Weiterhin sind neue
Start-ups entstanden, die jetzt z. B. Treppenrollstühle ver-
kaufen. Wir haben auch verschiedene Organisationen für
Menschen mit Behinderungen an Bord geholt, um uns fach-
lich zu beraten.
Autor:
Prof. Dr. Robert Riener
Was wir jetzt noch brauchen, ist mehr Kommunikation zwi- Initiator Cybathlon 2020
schen Menschen mit- und ohne Behinderung. Menschen sind ETH Zürich
nur dann behindert, wenn sie auf das Unüberwindliche sto-
ßen. Es sind nicht nur physische Hindernisse zu überwinden,
wie z. B. das Reisen mit dem Zug oder Einkaufen. Die meisten KONTAKT
Barrieren bestehen in den Köpfen der Menschen und führen
maxon motor GmbH
dazu, dass Menschen mit Behinderungen in der Öffentlich-
Truderinger Str. 210
keit oft übersehen oder sogar ignoriert werden. Wir müssen die D-81825 München
Akzeptanz von Vielfalt im Allgemeinen erhöhen. Zu viele Men- Tel. +49 89 4204930
schen sind immer noch der Meinung, dass eine Behinderung www.maxongroup.de
als Krankheit angesehen werden sollte.
In einigen Bereichen haben wir alle unsere Grenzen – in mei-
nem Fall ist es der Ballsport. Aber im Ernst: Jeder hat unter-
schiedliche Stärken und Schwächen – und das ist auch völlig Exkurs: maxon Medical
in Ordnung. Ich wünsche mir, dass es eines Tages keine Bar-
rieren mehr geben wird, weder in unserer Umgebung noch in Unsere Motoren verrichten in hochpräzisen Geräten, wie
unseren Köpfen. aktiven Implantaten, Insulinpumpen, Operationsrobotern,
Powertools, Beatmungsgeräten, Hand- und Fußprothesen
ihre zuverlässige Arbeit mit bester Qualität.
Der Cybathlon 2020
Denn gerade in der Medizintechnik sind die Anforderun-
Beim Cybathlon treten Menschen mit körperlichen Behinde- gen an die Antriebskomponenten sehr hoch: Präzision,
rungen bei Hindernisrennen gegeneinander an - unterstützt Sterilisierbarkeit, hohe Laufruhe und Lebensdauer sowie
durch modernste technische Assistenzsysteme. Die Teams eine geringe Erwärmung der DC und EC-Antriebe sind er-
und ihre Piloten treten in sechs Disziplinen an: Rennen mit forderlich.
Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI), Radrennen mit funk-
Kompakte und dennoch leistungsstarke Antriebe von
tioneller elektrischer Stimulation (FES), Rennen mit angetrie- maxon sind in vielen verschiedenen Prothesen und Orthe-
benen Armprothesen, Rennen mit angetriebenen Beinprothe- sen im Einsatz.
sen, Rennen mit angetriebenen Exoskeletten und Rennen mit
angetriebenen Rollstühlen. Besonders Zuverlässigkeit und Präzisionsfertigkeit spielen
eine große Rolle. Generell muss auf eine hohe Leistungs-
Der Cybathlon wird von der Eidgenössischen Technischen dichte, ein geringes Gewicht und einen hohen Wirkungs-
grad geachtet werden.
Hochschule in Zürich (ETH) ausgerichtet. Mit dieser Veran-
staltung bietet das Institut eine Plattform für den Austausch Beim Einsatz von Antriebstechnik im Bereich des Exoske-
zwischen Technologieentwicklern, Menschen mit Behinde- lett sind außerdem spielarme Getriebe bzw. spielfreie Ge-
rungen und der Öffentlichkeit. triebe sehr wichtig. Wie im Industrie-Robotik Bereich sind
teilweise auch hoch-dynamische Antriebe besonders
Aus aktuellem Anlass findet der Cybathlon 2020 am 13.-14. wichtig.
November 2020 – global und in ganz neuem Format, überall
Gerne beraten Sie unsere maxon Mitarbeiter zu Ihrer An-
dort, wo die Teams zu Hause sind – statt. Die Teams stellen triebsaufgabe. Kommen Sie gerne auf uns zu, wir freuen
ihre Infrastruktur für den Wettkampf selbst auf und filmen uns auf Ihre Anfrage!
ihre Rennen. Statt direkt nebeneinander, wie bisher, starten
die Pilotinnen und Piloten also einzeln und unter Aufsicht von L
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Cybathlon-Offiziellen. Von Zürich aus werden die Wettkämpfe
www.med-eng.de
13 MED engineering 5/2020MED Elektronik Elektronische Bauelemente
Lithium-Ionen-Akkus sind heute in vielen mobilen Geräten im
Einsatz. Hält man einige Grundregeln ein, beeinflusst das die
Leistung und Lebensdauer der Akkus positiv.
Lithium-Akkus richtig
lagern und betreiben
W
er liest schon die Bedienungsanleitung? Ein Prob- nischer Defekt von außen nicht sichtbar. Auch längere Zeit
lem, das wohl jeder kennt: Gerade bei Gegenstän- nach dem mechanischen Defekt kann es noch zum inneren
den mit intuitiver Bedienung werden Herstellerhin- Kurzschluss kommen. Ebenso kann durch eine äußerliche Be-
weise gerne übergangen. Waren die alten Nickel-Cadmium schädigung Luft und Luftfeuchtigkeit in die Zelle eindringen
und Nickel-Metallhydridzellen recht unempfindlich gegen- und zu unerwünschten chemischen Reaktionen führen. Das
über Fehlverhalten, stellen die neueren Lithium-Akkus einige gilt nicht nur für den Transport neuer Energiespeicher, son-
Anforderungen an den Benutzer. Fehlverhalten verkürzt ihre dern vor allem für Akkus im mobilen Einsatz! Hier kann ein
Lebensdauer und kann schlimmstenfalls zum Brand führen. Sturz oder Schlag zur Beschädigung und im ungünstigsten
Fall zum Brand führen.
Artgerechte Akku-Haltung
Dass Überladen schlecht ist, leuchtet ein, aber Lithium-Io-
Grundsätzlich gelten für alle Lithium-Ionen-Akkus einige es- nen-Akkus können auch bei Tiefentladung durch innere Kurz-
senzielle Vorgaben: Solche Akkus altern schneller bei höherem schlüsse in Brand geraten. Ähnlich verhält es sich bei einer
Ladezustand und höheren Temperaturen. Ebenso wichtig: Überlastung: Bei mehr als 60 °C sollte kein Akku betrieben
Eventuell flüssige oder gelförmige Elektrolyte in der Zelle dür- werden. Selbst eine minimale lokale innere Überhitzung führt
fen nicht unter dem Gefrierpunkt geladen werden. Ist das Akku- sonst zum sogenannten Thermal Runaway (thermischen
werkzeug also nach einem winterlichen Außeneinsatz oder über Durchgehen) und kann einen Brand verursachen. Ein mobiles
Nacht im eiskalten Auto gelagert, sollte es nicht sofort aufgela- Gerät sollte nicht im heißen Fahrzeug oder nahe einer Hitze-
den werden. Dennoch ist ein rechtzeitiges Nachladen gut, denn quelle, dazu zählt z.B. auch der heiße Heizkörper im Winter,
bei einer durchschnittlichen Selbstentladung von im Schnitt 3 gelagert und danach sofort voll eingesetzt werden.
Prozent pro Monat bei Zimmertemperatur sollte etwa alle sechs
Monate der Akku auf 55 bis 75 Prozent aufgeladen werden. Sicherer Schutz in der Praxis
Auch selten genutzte Akkus gilt es daher alle paar Monate auf
den Ladezustand zu kontrollieren und nachzuladen, das gilt Weitgehenden Schutz während der Nutzung bietet die Einhal-
erst recht für Akkus, die im Notfall zuverlässig bestimmte Zei- tung weniger Regeln: Akkus sollten immer nur in den dafür
ten überbrücken müssen. Ideal für die Lebensdauer, aber kaum vorgesehenen Geräten verwendet werden. Das schließt so-
praxistauglich wäre ein nur wenig geladener, kühl gelagerter, re- wohl eine Überlastung während der Energieabgabe wie auch
gelmäßig kontrollierter Akku, der vor Gebrauch geladen und da- eine Tiefentladung weitgehend aus. Zudem sollten Akkus nur
nach gegebenenfalls teilweise wieder zu entladen wäre. mit dem explizit dafür vorgegebenen Ladegerät geladen wer-
den! Sind viele akkubetriebene Geräte im Einsatz, ist schnell
Gefahrenpotenzial Akku mal das falsche Gerät gewählt und ein enormer Stresstest
durch das Laden nicht auszuschließen.
Dass Lithium-Ionen-Akkus gefährlich sind, zeigt unter ande-
rem die Einstufung aller Lithium-Batterien seit dem 1. Januar Natürlich sind Akkubrände selten; sie kommen aber vor, ins-
2009 als Gefahrgut der Klasse 9. Für den Versand muss, in besondere bei Fehlbedienung, und das Risiko steigt mit der
der Regel durch den Zell- bzw. Batteriehersteller, zunächst Zahl der Akkus. Für Betriebe, die eine größere Anzahl an Li-
der Transport-Test UN 38.3 durch ein akkreditiertes Prüflabor thium-Ionen-Akkus betreiben, ist daher eine zusätzliche Si-
durchgeführt werden. Mechanische Schäden gilt es durch ge- cherung bei der Lagerung und bei Ladevorgängen wichtig. Da
eignete Verpackung auszuschließen, denn oft ist ein mecha- selbst neue Akkus durchaus Zellen mit unterschiedlichem La-
MED engineering 5/2020
14 www.med-eng.deMED Elektronik Elektronische Bauelemente
dezustand enthalten können, müssen sie als erstes aufgela- beispielsweise 360 Wh (Akkugröße 36 V / 10 Ah) wären das
den und auf gleiches Ladeniveau gebracht werden. Bei Aufbe- immerhin 3,6 kWh thermische Energie, was dem Äquivalent
wahrung in einem Akku-Sicherheitsschrank von CEMO würde von ca. 100 ml Benzin entspricht. Um einen Gebäudebrand
sich die Flammbildung damit auf das Schrankinnere be- zu starten, reicht das aus, zumal benachbarte Akkus dabei
schränken. Das kann ein wichtiger Baustein im Brandschutz- auch mit durchgehen können, der enthaltene Elektrolyt wie
konzept sein. Auch im medizinischen Bereich ist eine solche Benzin brennt und sich Lithium-Akkus mit Wasser nur küh-
sichere Lademöglichkeit ideal, denn wer kann schon sagen, len, aber nicht mit vollständiger Gewissheit ablöschen las-
ob nicht mal der Akku heruntergefallen oder das mobile Gerät sen. Für kleinere Mengen Alt-Akkus bietet sich daher ein er-
irgendwo hart angeschlagen ist? Ähnliches gilt für besonders probter und zugelassener Akku-Sammelbehälter an oder
sicherheitskritische Einsatzbereiche wie der USV. Kommt es eine Akku-Sicherheitstonne.
nach einer mechanischen Schädigung beim Ladevorgang
zum inneren Kurzschluss, verhindert ein Sicherheitsschrank
ein noch größeres Unglück. Zudem senken manche Versiche-
rungen die Prämien, wenn man geeignete Brandschutz-Vor-
kehrungen nachweisen kann.
Autor:
Dipl. Chem. Andreas Zeiff
Alt, aber nicht harmlos Redaktionsbüro Stutensee
Brandschutz ist auch bei der Lagerung verbrauchter oder KONTAKT
schadhafter Lithium-Ionen-Akkus wichtig. Wie schon be-
CEMO GmbH
schrieben, kann sowohl eine Tiefentladung als auch eine me-
In den Backenländern
chanische Beschädigung zu inneren Kurzschlüssen und D-71384 Weinstadt-Strümpfelbach
thermischen Durchgehen führen. Nach einer Daumenregel Tel. +49 7151 96360
erzeugt ein Akku rund 10-mal so viel thermische Energie im www.cemo.de
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15 MED engineering 5/2020MED Elektronik Sensorik
Leitfähigkeits- und Durchflussmessung in nasschemischen
Anlagen.
Sensorik für aggressive
Produktionsprozesse
B
ei Galvanikprozessen oder in nasschemische Anlagen,
BIlder: RENA Technologies GmbH, Bürkert Fluid Control Systems
in denen Leiterplatten geätzt oder Wafer für Solarzel-
len hergestellt werden, herrschen aggressive Umge-
bungsbedingungen, da die Produktionsprozesse den Einsatz
von Säuren und Laugen erfordern. Sensoren, die hier arbei-
ten, müssen deshalb besondere Anforderungen erfüllen.
Stahl- oder Edelstahlgehäuse beispielsweise sind nicht mög-
lich, sie würden innerhalb kürzester Zeit zerstört, selbst wenn
sie nicht direkt mit den aggressiven Medien in Kontakt kom-
men. Gleichzeitig erfordert Reinstwasser inerte Sensoren, um
eine Kontamination sicher auszuschließen. Sensoren für Leit-
fähigkeits- und Durchflussmessung, deren Gehäuse aus
hochwertigen Kunststoffen wie PVDF oder PP bestehen, sind
Konduktives Leitfähigkeitsmessgerät zur Qualitätsüberwachung von
deshalb für nasschemische Anlagen das Mittel der Wahl. Reinstwasser.
Als Spezialist für Produktionsanlagen zur nasschemischen induktive oder konduktive Leitfähigkeitssensoren im Ein-
Oberflächenbehandlung in der Halbleiter- und Medizintech- satz. Dank der verwendeten hochwertigen und speziell auf
nik gilt seit vielen Jahren die Firma RENA mit Hauptsitz in Gü- die Anwendung in Galvanik und Nasschemie optimierten,
tenbach im Schwarzwald. Ihr Produktportfolio ist breit gefä- chemisch inerten Kunststoffmaterialien eignen sich die
chert und passt flexibel zu unterschiedlichsten Herstellungs- Sensoren hervorragend für den Einsatz unter aggressiven
prozessen. Funktionalität, Zuverlässigkeit und Sicherheit Umgebungsbedingungen. Verschiedene Fittings, Dichtun-
spielen dabei eine entscheidende Rolle. Die nasschemischen gen und Nennweiten ermöglichen eine einfache Integration
Inline- und Batch-Prozesse für die Solarzellenfertigung bei- in unterschiedliche Anlagen.
spielsweise, bei denen RENA Weltmarktführer ist, sind rund
um den Globus im Einsatz und arbeiten viele Jahre zuverlässig Mischungsverhältnisse und
und sicher. Das stellt an die eingesetzten Komponenten hohe Kühlwasserkreisläufe überwachen
Anforderungen, z.B. an die Sensoren, die zu Leitfähigkeits-
messungen bei der Verteilung von demineralisiertem Wasser Zur Bestimmung der Konzentration von Säuren und Laugen
oder zur Überwachung der Wärmetauscher beim Ätzprozess ist die induktive Leitfähigkeitsmessung das Mittel der Wahl.
eingesetzt sind. Durch einen in der Primärspule (Sender) fließenden Wechsel-
strom wird ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches im
Stillstandszeiten der nasschemischen Prozesse z.B. für umgebenden ionisch leitfähigen Medium einen Strom indu-
einen ungeplanten Sensoraustausch sind unter allen Um- ziert. Der Stromfluss im Medium erzeugt wiederum ein Mag-
ständen zu vermeiden. Deshalb verlassen sich die Anlagen- netfeld, das in der Sekundärspule (Empfänger) des Sensors
bauer aus dem Schwarzwald bereits seit vielen Jahren auf eine Spannung und damit einen Stromfluss erzeugt. Dieser ist
die Lösungen des Fluidikspezialisten Bürkert Fluid Control ein Maß für die Leitfähigkeit des Mediums. Da die Leitfähig-
Systems, der Sensorik in robusten Kunststoffgehäusen keit von Flüssigkeiten zudem maßgeblich von der Temperatur
schon lange im Programm hat. Heute sind in den nasschemi- abhängig ist, erfasst ein zusätzlicher Temperaturfühler im
schen Anlagen zur Oberflächenbehandlung gleich mehrere Sensor kontinuierlich die Temperatur des Mediums. Der Tem-
MED engineering 5/2020
16 www.med-eng.deMED Elektronik Sensorik
peratureinfluss wird über den in der Elektronik eingestellten Das von Bürkert konstruierte Sensor-Fittingsystem gewähr-
Temperaturkoeffizienten (TK-Wert) kompensiert. Das indukti- leistet einen einfachen Einbau der Geräte in alle Rohrleitun-
ve Leitfähigkeitsmessgerät Typ 8228 von Bürkert stellt diesen gen. Die Sensoren eignen sich für Fließgeschwindigkeiten von
Messwert dann der Steuerung als störsicheres 4...20 mA- 0,3 bis 10 m/s.
Signal zur Verfügung, das sich in den oft sehr großen An-
lagen auch über weite Strecken problemlos übertragen Ihre Gehäuse bestehen ebenfalls aus PVDF oder glasfa-
lässt. serfreiem PP und sind absolut dicht. Für den Einsatz in
der aggressiven Umgebung nasschemischer Anla-
In den Anlagen zur nasschemischen Oberflächen- gen oder Galvanikprozessen sind sie also eben-
behandlung übernehmen diese Messgeräte gleich falls bestens geeignet.
zwei Aufgaben: Bei Ätzprozessen beispielsweise
überwachen sie den Kühlwasserkreislauf. Im (sel-
tenen) Fall eines Durchbruchs des Wärmetau-
schers würde z.B. zwanzigprozentige Flusssäure in
den Sekundärkreislauf eindringen.
Die Leitfähigkeitssensoren erken-
nen in einem solchen Fall die
Konzentrationsänderung, mel-
den sie der Steuerung, die den
Prozess automatisch abschaltet
und so Folgeschäden verhindert.
Eine andere Aufgabe für die indukti-
ven Leitfähigkeitsmessgeräte findet sich bei der Konzentra-
tionsüberwachung alkalischer Texturen. Hier sind die richti-
gen Mischungsverhältnisse entscheidend für die Bearbei-
tungsqualität. Die Messgeräte arbeiten in einem großen
Messbereich von 100 µS/cm bis 2 S/cm, die Auflösung be- Autor:
Martin Schramm
trägt 0,1 µS/cm. Field Segment Manager
Bürkert Fluid Control Systems
Leitfähigkeitsmessung bei demineralisiertem
Wasser
KONTAKT
Demineralisiertes Wasser, VE-Wasser oder Reinstwasser ist
Bürkert Fluid Control Systems
bei der Waferproduktion zur Reinigung notwendig. Seine Qua-
Christian-Bürkert-Str. 13-17
lität wird in den nasschemischen Anlagen ebenfalls per Leit- D-74653 Ingelfingen
fähigkeitsmessung überwacht. Da die Leitfähigkeit dieses Tel. +49 794 01 00
Wassers nur sehr gering ist, übernehmen diese Aufgabe kon- www.buerkert.de
duktive Messgeräte vom Typ 8222 neutrino. Ihr Sensor be-
steht aus zwei medienberührenden Elektroden sowie einem
Temperaturfühler und arbeitet in einem Messbereich von
0,05 µS/cm bis 10 mS/cm. Das Messsignal wird ebenfalls di-
rekt im Sensor verarbeitet und als störunempfindliches 4...20
CodeMeter – Katalysator
mA-Signal an die Steuerung übertragen. Die Leitfähigkeits-
der IoT-getriebenen Wirtschaft
messgeräte haben sich mittlerweile in vielen Anwendungen
bewährt und RENA verlässt sich auch bei anderen Sensoren,
die für die nasschemischen Bearbeitungsprozesse benötigt
■ Nachbau verhindern
werden, auf Bürkert-Lösungen.
■ Geräte individualisieren
Präzise Durchflussmessung ■ Cybersecurity
■ Mehr Geräte
Für kontinuierliche Messungen der Medienzufuhr oder Lecka- verkaufen
geüberwachung werden oft das Inline-Durchflussmessgerät
Typ 8030 oder das Inline-Dosiergerät Typ 8035 eingesetzt.
Beide bestehen aus einem kompakten Sensor-Fitting mit Flü-
gelrad und einem Transmitter, die mit einem Bajonettver-
schluss schnell und einfach verbunden werden.
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Voraussetzung für die patientenorientierte Beatmung ist es,
Atemgas-Flussraten möglichst genau zu berücksichtigen.
Beatmungsgerätemit
Flow-Sensorik
P
roximale, also patientennah platzierte Flow-Sensoren, anschließt. „Diese Anordnung trägt zur Genauigkeit bei, ließ
ermöglichen es, die inspiratorische und exspiratori- sich aber nur deshalb realisieren, weil wir neuartige, beheizte
sche Atemgas-Flussrate präziser als mit bisheriger Sensoren verwenden, sodass sich kein Kondensat bilden
Sensorik zu messen. Nur auf dieser Basis lässt sich das Atem- kann“, erklärt Jens Amberg, Entwickler bei der Firma Fritz
zug-Volumen exakt berechnen. Bei herkömmlichen patien-
tenfernen Messungen entstehen Ungenauigkeiten, verur-
sacht durch Beatmungsschläuche, Befeuchtungsgeräte, Fil-
ter und Adapterstücke. Geräte-Toträume – also Volumina, die
nicht zur Beatmung beitragen – und Leckagen sorgen dann als
unbekannte Größen dafür, dass die gemessenen Flussraten
von den tatsächlich beatmeten Werten abweichen, zum Teil
ganz erheblich. Doch nur anhand exakter Werte lässt sich pa-
tientengerecht beatmen und individuelle pathophysiologi-
sche Veränderungen laufend berücksichtigen, sodass bei-
Bild: Nicolay GmbH
spielsweise ein Einatem-Wunsch des Patienten vom Gerät mit
einer Druck- oder Volumenerhöhung beantwortet wird. „Das
ist entscheidend für eine effektive Beatmung von Erwachse-
nen, bei Frühchen aber aufgrund der Geräte-Toträume noch Die bei Fritz Stephan eingesetzte Sensor-Kabel-Komplettlösung ist
wichtiger“, erklärt Bernd Höhne, Geschäftsführer bei der Fritz zugekauft und stammt aus einer Zulieferer-Kooperation: Kabel und
Steckverbinder kommen von der Nicolay GmbH, Sensoren von der
Stephan GmbH, die spezialisiert ist auf Beatmungslösungen
Sensirion AG.
für Frühgeborene, Kinder und Erwachsene. Denn das Verhält-
nis von Toträumen und Patientenlungen- bzw. Beatmungsvo-
lumen stehe bei den kleinsten Patienten in einem ungünsti- Stephan. „Ein weiterer Vorteil ist, dass diese Sensoren ohne
gen Verhältnis: „Bei etwa 5 ml Beatmungsvolumen pro Kilo- jegliche Kalibration einsatzfähig sind.“ Die eingesetzte Sen-
gramm Körpergewicht und geschätzten Geräte-Toträumen sor-Kabel-Komplettlösung ist zugekauft und stammt aus
von ca. 5 ml kann es bei den ganz kleinen Frühchen im einer Zulieferer-Kooperation: Kabel und Steckverbinder kom-
Extremfall bei eins zu eins stehen.“ Eine effektive Beatmung men von der Nicolay GmbH, Sensoren von der Sensirion AG.
setzt dann sehr genaue Messwerte voraus. Und die lassen sich Sie stehen Medizintechnik-OEMs ganz ohne Entwicklungs-
nur proximal ermitteln. und Werkzeugkosten in unterschiedlichen standardisierten
Varianten zur Verfügung. Was die Sensoren betrifft, kommt in
Flow-Sensoren können nur dann proximal platziert werden, „Eve In“ (für die Intensivstation) der SFM3300 für die Beat-
wenn sie mit der warmen, feuchten Atemluft klarkommen, mung von Erwachsenen zum Einsatz. In „Eve Neo“ für die Be-
das heißt, wenn sich kein Kondensat bildet, das die Mess- atmung von Neu- und Frühgeborenen ist es der SFM3400, der
ergebnisse beeinträchtigt. Denn da die Nase bei intubierten speziell für die sehr kleinen zu messenden Volumen in der
Patienten umgangen wird, muss einerseits die zugeführte Be- Neonatologie entwickelt wurde. Die Geräte erkennen den an-
atmungsluft erwärmt und angefeuchtet sein und andererseits geschlossenen Sensor automatisch, was vor allem beim „Eve
ist die Ausatemluft bei 37° C zu 100 % gesättigt. Bei der ak- Tr“ (für den Rettungsdienst mit integrierter Turbine) von Vor-
tuellen Beatmungsgerätefamilie „Eve“ der Firma Fritz Ste- teil ist, weil sich damit sowohl Frühchen als auch Erwachsene
phan ist der Flow-Sensor das erste Element, das an den Tubus mit dem jeweils passenden Flow-Sensor beatmen lassen. Da-
MED engineering 5/2020
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