22 Titelstory Medizintechnik baut auf innovative Fertigung - MED-engineering
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18 MED Geräte
Durchdachtes Design für
Gerätehalterungen
30 Special Medizinelektronik
DisplayPort überschreitet bislang
geltende Grenzen
56 MED Verfahren
Flexibles Fahrwerk für
1-2 | 2015 www.med-eng.de schwere Lasten
22 Titelstory
Medizintechnik baut auf
innovative Fertigung
INTERNATIONALE FACHMESSE
FÜHREND IN DER PRÄZISIONSMECHANIK
UHREN- UND SCHMUCKINDUSTRIE – MIKROTECHNOLOGIEN – MEDTECH
825
AUSSTELLER
18569
BESUCHER
IN 2014
2. BIS 5. JUNI
2015
G E N F
WWW.EPHJ.CH
Editorial
EXAKT
DOSIEREN
Die neuen
Miniatur-Membranpumpen
W
enn ein Sensor ohne Blutentnahme den Blutzuckerge-
halt nur per Hautkontakt misst, dann kann man mit
Recht vom Fortschritt in der Medizintechnik sprechen. Typ LPL2
Wissenschaftler und Entwickler des Schweizer Forschungsinsti- für Flüssigkeiten
tuts Empa haben zusammen mit dem Universitätsspital Zürich ein
solches Sensorsystem samt Mikrodialyse-Messkopf und Mikroflui-
dik-Chip entwickelt. Dasselbe gilt auch für einen neuen Audiopro-
zessor für Cochleaimplantate oder das Medical Eyetracking –
nachzulesen hier in diesem Heft Seite 26 ff. und ab Seite 60. Auf
der weiteren Spurensuche nach technischen Highlights gerät
schnell eine Elektronikmesse ins Scheinwerferlicht, die überra-
schend viele Exponate aus dem Bereich des Medical Engineering
zu bieten hat. Medical goes Embedded ist zwar kein überraschend
Entwicklerkompetenz Besuchen Sie uns:
stärken MEDTEC 2015
Stuttgart
21.-23. April
Halle 7, St. D 02
neuer Trend, doch auf der „embedded world“ in Nürnberg steigt � Mediengetrennte Bauform
die Zahl der Anbieter von Medtech-Produkten (siehe Beitrag ab � Leistungsaufnahme nur 2,5 W
Seite 34). Tenor bei den meisten Herstellern: Medizingeräte wer- � Elektrischer Steckeranschluss
den mit Elektronik nicht nur digital und vernetzbar, sie werden � Kein Totvolumen
auch rundum besser und ebnen den Weg für neue Anwendungsop- � Verschiedene Typen verfügbar:
tionen. Doch man muss nicht gleich das Hohelied auf Innovation 25µl oder 50µl pro Impuls, ± 6%
und Wachstum anstimmen, um der technologischen Entwicklung � 12VDC oder 24VDC
und damit der Medizintechnik insgesamt eine rosige Zukunft zu � Schaltfrequenz 2Hz max.
bescheinigen. Im Fall der Ultraschalltechnik beispielsweise - und
damit der klinischen Sonographie – ist viel in Bewegung. 4D-
Screening auch mit Mobilgeräten ist keine Zukunftsmusik mehr
und in der Mamma-Diagnostik wächst die Nachfrage nach Ultra-
schallgeräten ebenso wie beim Organscreening (siehe Seite 6). Es
gilt also Kernkompetenzen aufzubauen, neue Netzwerke zu knüp-
fen und das Potential moderner Ingenieurskunst voll auszuschöp-
fen. In diesem Sinne wünsche ich Ihnen eine spannende und er-
hellende Lektüre. Bis zur nächsten
Ausgabe, Ihr
LEE Hydraulische
Miniaturkomponenten GmbH
@ www.med-eng.de/
m.med-eng.de
Andreas Beuthner, Chefredakteur
a.beuthner@mg-oberfranken.de
Am Limespark 2 · 65843 Sulzbach
Telefon 06196 / 773 69-0
E-Mail info@lee.de
www.med-eng.de www.lee.de
3
Inhalt
Stromspartricks für mobile
Geräte
Größe, Gewicht, Zuverlässig-
keit, Sicherheit und Stromauf-
nahme sind die entscheidenden
Kriterien beim Design moder-
ner, tragbarer medizinischer Ge-
räte. Das Power-Management
lässt sich mit einem strom-
sparenden System-on-Chip
entscheidend verbessern.
12
Kontakt zum Verlag:
Redaktion:
Andreas Beuthner
(verantwortlich) Auf dem Weg zu Medical 4.0
Tel. +49 (0) 9221 949-238
Die Kosten für die Gesundheits-
Anzeigen: versorgung steigen weltweit, das
Daniela Höhn
Tel. + 49 (0) 9221 949-253 Internet der Dinge (Internet of
Abo/Vertrieb Things, IoT) könnte Abhilfe
Simone Sesselmann schaffen. Intelligente Geräte
Tel. +49 (0) 9221 949-311
Fax: +49 (0) 9221 949-377 reduzieren teuren Ressourcen-
E-Mail: verbrauch und bieten neue
bfv.vertrieb@mg-oberfranken.de
Perspektiven in der Pflege und
Mediengruppe Oberfranken –
Fachverlage GmbH & Co.KG
der ambulanten Gesundheits-
E.-C.-Baumann-Str. 5 versorgung zu Hause.
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42
www.med-eng.de
E-Mail:
a.beuthner@mg-oberfranken.de
Fax: +49 (0) 9221 949-377
Augensteuerung im OP
Fachbeirat: Eyetracking ist ein Element der
Natural User Interfaces (NUI)
Prof. Dr. Armin Bolz, Corscience;
Kurt Eggmann, und wertet die Blicke des An-
Weidmann Plastics; wenders aus. Im OP-Alltag führt
Prof. Dr.-Ing. Petra Friedrich,
Hochschule für angewandte das zu einer erleichterten Inter-
Wissenschaften, Kempten; aktion mit Computersystemen
Dr. Martin Leonhard,
KARL STORZ; und machen diese zugänglicher
Theodor Lutze, Aesculap;
Prof. Dr. Peter Schaff, und anwenderfreundlicher.
TÜV SÜD;
Dr. Timo Schirmer
GE Healthcare; 60
Sigrid Uhlemann,
DQS Medizinprodukte
MEDengineering 1-2/2015 www.med-eng.de
4
Intelligent Solutions
MED Szene 40 Elektronik auf Glas
Gerätehhygiene spielt eine
06 Ende des Nischen-Daseins wichtige Rolle
Ultraschallgeräte werden
kompakter, leistungsfähiger 42 IoT erleichtert die Versorgung
und kostengünstiger Großes Neuerungspotential
durch vernetzte Geräte
09 Biomaterial beflügelt
Medizintechnik 46 Störungsarmes
3D-Druck profitiert von Elektrokardiogramm
Individualprothetik Verfälschende Messstörungen
lassen sich unterdrücken
MED Geräte 48 Baukasten für das HMI
Bei modernen Bedienoberflächen
12 Stromspar-Tricks bei mobilen steht Ergonomie im Vordergrund
Geräten
Anforderungen an ein effizientes Saving Energy –
Power-Management steigen MED Software Say Sharp
16 Effiziente Hebevorrichtung 52 OS-Sicherheit für mobile
Ein-Säulen-Lösung bewegt medizinische Geräte
problemlos schwere Lasten Viele Hürden bei der
Zertifizierung
18 Durchdachtes Produktdesign
Energiesparende TFT Displays
Hygienische Halterungen
schützen vor Risiken MED Materialien & der neuen Generation
Verfahren
22 Medizintechnik baut auf innovati-
ve Fertigung 56 Flexibles Fahrwerk aus dem
Kompetente Hilfe für die Entwick- Baukasten
lung von TFT-Monitoren Ein omnidirektionaler Antrieb
eröffnet neue Perspektiven
26 Robustes Cochleaimplantat
Moderne Systementwicklungen 60 Augensteuerung im OP
für natürliches Hören Eyetracking erleichtert die
Kommunikation mit Computer-
systemen
MED Special Elektronik
30 Volle Auflösung MED Service
Neue Wege in der Signal-
übertragung 62 Index
• Bildschirmdiagonalen von 2,5cm (0,99“) bis
63 MED Service Partner
34 Messevorbericht: 66 Vorschau/Impressum 11,2cm (4,4“) verfügbar
embedded world 2015 • Monochrome / Multicolor TFTs mit
Treffpunkt der Community und Auflösungen von 128 x 128 Pixel bis zu
Medtech-Entwickler in Nürnberg
400 x 240 Pixel
• Ideal für industrielle, medizinische und
sicherheitstechnische Anwendungen
Titelseitenhinweis
• Semikundenspezifische Anzeigen mit LED
MSC Technologies Hintergrundbeleuchtung
Outsourcing ist bei Herstellern von modernen Medizingeräten ein zen- • Leistungsaufnahmen von 10µW bis 200µW
trales Thema. Gerade wenn es um die Entwicklung neuester Produkte
geht, wie z. B. von hochwertigen TFT-Monitoren mit integrierter PCAP (unbeleuchtet)
Touch-Technologie. Der Lösungsanbieter MSC Technologies Systems
unterstützt Hersteller von medizintechnischen Geräten bei der Entwick-
lung und Fertigung von einzelnen Komponenten bis hin zu komplexen
Systemen. Während die Produkte in spezialisierten Design Centern, die
in Deutschland dezentral verteilt sind, entwickelt werden, erfolgt die 2015
Fertigung der innovativen Industriesysteme am MSC-Standort Freiburg. Halle 2
24. – 26. Februar Stand 240
MSC Technologies GmbH
76297 Stutensee, Industriestraße 16
www.msc-technologies.eu
MSC Technologies GmbH
+49 7249 910-0 • info@msc-technologies.eu
www.med-eng.de www.msc-technologies.eu
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MED Szene Ultraschall
Die Ultraschalltechnik nimmt Fahrt auf, sei es in der Hybridbild-
gebung, als portables Diagnostikgerät oder in der Kinderradiologie.
Leistungsstarke Geräte werden kompakter und kostengünstiger.
Ende des
Nischen-Daseins
D
ie Fachwelt ist sich einig: Moderne Ultraschallgeräte ging Technologie) gemeint, die zu einer größeren Informati-
reichen in ihrer diagnostischen Aussagekraft dicht an onsdichte gegenüber herkömmlichen Geräten führt, da die
Großgeräte wie Computertomograph (CT) oder Mag- Software die Eigenschaften der menschlichen Anatomie er-
netresonanztomograpen (MRT) heran. Mitunter sprunghafte kennt. Die gewonnen Daten lassen sich mit anatomischen
Verbesserungen gibt es in den letzten Jahren bei der Konturer- Strukturmodellen aus der Datenbank abgleichen und dadurch
kennung, der Bildauflösung und 3D-Darstellung sowie der zu aussagekräftigen Bildern mit bis dato nicht erhältlichen
mobilen Verfügbarkeit ultraschallgestützter Diagnostikgerä- Zusatzinformationen zusammenführen. Weitere Funktionen
te. Hersteller und Zulieferer erwarten weiteres Wachstum im wie AutoSCAN, Auto Doppler und SmartExam erleichtern und
Bereich ultraschallgestützter Geräte. Fortschritte zeichnen vereinfachen zudem die diagnostische Vorgehensweise.
sich bei der Signalerfassung und der eingesetzten Software
ab. Philips Healthcare beispielsweise spricht bereits von dem Farbdoppleraufnahmen in Echtzeit
Beginn eines neuen Ultraschall-Zeitalters und kann auf haus-
eigene Entwicklungen verweisen: die Ultraschall-Plattform Im Fokus von Siemens Healthcare stehen ebenfalls Innovatio-
EPIQ und deren Weiterentwicklungen wie die Affiniti-Ultra- nen in der Ultraschall-Bildgebung. An erster Stelle rangiert
schallplattform. ein neuer TEE-Schallkopf für Echtzeit Vollvolumen-Farbdop-
pleraufnahmen zur Visualisierung des Blutflusses bei Herz-
Affiniti basiert auf derselben Technik wie die Philips EPIQ Ul- klappeneingriffen. Die neue Version des Premium Ultra-
traum Neuralrohrschallplattform. Neben der sehr detailrei- schallsystem Acuson SC2000 für die kardiovaskuläre Bildge-
chen Bildauflösung ist es vor allem die so genannte anatomi- bung entschärft dank neuer Schallkopftechnik ein Handicap
sche Intelligenz, die bereits bei der Erstpräsentation der Gerä- herkömmlicher Verfahren: Die Bildgebung mit 3D-TEE erfor-
te vor mehr als einem Jahr für Aufmerksamkeit sorgte. Mit dert bislang das Zusammenfügen mehrerer Herzschläge im
„Intelligenz“ ist eine Bilderkennungstechnik (nSIGHT Ima- Computer, um ein vollständiges Bild der Herzfunktion und -
Bild: GE Healthcare
Neben der Hochfrequenz-Sonographie wird künftig die Echtzeit-Elastographie und der mobile Einsatz eine besondere Rolle spielen.
durchblutung zu erreichen (Stitching). Diese getriggerte Ak-
quisition hat einen Nachteil: Bei Patienten mit EKG-Anomali-
täten entstehen ungenaue Aufnahmen mit zahlreichen Bild-
artefakten, welche die Ergebnisse verzerren. Der neue
TEE-Schallkopf Z6Ms für das Acuson SC2000 Prime bietet
dagegen als erste Sonde von Siemens tatsächliche Volumen-
3D-TEE mit 90° mal 90°-Echtzeiterfassung und Volumen-
Farbdoppler, sodass 3D-Bilder des Herzens für jeden Herz-
schlag ohne Stitching möglich sind. Die neue Technologie für
echte Volumenbildgebung ist auch als Upgrade für frühere
Versionen des Ultraschallsystems Acuson SC2000 erhältlich.
Seit einigen Jahren zielt die Produktentwicklung von Siemens
und seinen Engineering-Partnern auf wirtschaftliche Ultra-
schalllösungen mit einer strapazierfähigen Architektur, neu-
en Technologien und neuen Workflowlösungen, die zuvor nur
im oberen Preissegment erhältlich waren. Mit dem Aufrüsten
der Mittelklasse und dem Anschluss von low-cost-Geräten an Farbdoppler-Verfahrens einer der wichtigsten Neuerungen ge-
Standards der Mittelklasse will der Hersteller am Geräte- genüber der konventionellen Ultraschallbildgebung. Mit der
Boom teilhaben. Tissue Strain Analyse lässt sich die mechanische Gewebe-
steifheit feststellen. Damit liefert diese Technologie mehr kli-
Zu den neuen Bildgebungstechnologien gehören etwa Real nische Information und hilft dabei, gutartiges von bösartigem
time spatial compounding und Dynamic TCE (tissue contrast Gewebe in Abdomen und in kleinvolumigen Strukturen zu un-
enhancement) zur Reduktion von Bildartefakten und verbes- terscheiden. Wenn klinische Anforderungen sich ändern, ver-
serter Bildrand-Detektion, was insgesamt zu einer verbesser- einfachen verschiedene anpassbare Optionen wie beispiels-
Bild: Philips
ten Detail- und Kontrastauflösung führt. Für den Bereich Ge- weise micro-pinless (MP) Schallkopf-Konnektoren eventuell
burtshilfe und Gynäkologie bieten drei neue Volumenschall- nötige Updates.
köpfe bessere 3D/4D-Bildqualität zur Visualisierung
komplexer fetaler und mütterlicher Anatomie. Das System GE Healthcare stärkt sein Engagement für Ultraschallsysteme
beinhaltet außerdem zahlreiche wissensbasierte Anwendun- seit kurzem durch Direktvertrieb in so genannten Sonostores.
gen für einen verbesserten klinischen Workflow. Weiterentwi- Die US-Company ist überwiegend im mittleren und High-End-
ckelte Ultraschallsysteme haben meist ein besseres Preis- Segment unterwegs und zählt neben Mindray zu den bekann-
Leistungsverhältnis als ihre Vorgängerversionen. Bei Siemens testen US-Anbietern. Bei den Sonostores handelt es sich um ei-
sind es beispielsweise innovative Bildgebungs-Technologien, ne Kombination aus Informations-, Trainingszentrum und Ver-
wie die eSie Touch Elastizitätsbildgebung, die auch schon bei kaufsausstellung, bei der Ultraschall-Systeme von GE
Ultraschallsystemen im mittleren Preissegment zu finden Healthcare vorgestellt werden. In den bis dato zwei deutschen
sind. Die Tissue Strain Analyse ist neben der Einführung des Sonostores in Solingen und München zeigen GE-Experten das
gesamte Ultraschall-Produktportfolio und verschiedene Vari-
anten eines Basissystems, das sich auch testen lässt. In Zu-
kunft will GE Healthcare die Räumlichkeiten für Veranstaltun-
gen und als Plattform für intensives Networking innerhalb der
Ultraschall-Community nutzen beispielsweise zu den Themen
Softmarker im pränatalen Screening oder Darmsonographie.
Bild: Mindray
Das Kernstück aus dem GE-Entwicklungslabor ist die TrueS-
can-Architektur. Darauf aufbauend gibt es inzwischen die so
genannte HDlive- Darstellungsmethode, die beeindruckend
realistische Bilder von menschlichen Föten anhand von Sono-
graphiedaten liefert. Diese neue Methode nutzt die überragen-
de Bildqualität der Strahlformungstechnologie der neuesten
Generation sowie spezielle Algorithmen für die Unterdrückung
von Speckle-Artefakten. Für gynäkologische Anwendungen
stellen die Entwickler das so genannte Compound Resolution-
Bildgebungsverfahren zur Verfügung. Die Referenzmodelle im
High-End-Bereich heissen Voluson E8 und Voluson E8 Expert.
Zahlreiche Geräte beherrschen neben der 3D- Darstellung, die
Sichten aus beliebigen Blickwinkeln auf das Objekt erlaubt, »
www.med-eng.de MEDengineering 1-2/2015
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MED Szene Ultraschall
auch die Präsentation von 4D-Bildern. Im 4D-Ultraschall kön-
nen dreidimensionale realistische Ultraschallbilder in Echtzeit
dargestellt werden. Das bedeutet, dass beispielsweise fetale
Bewegungen und andere dynamische Vorgänge visuell in meh-
reren Ebenen simultan zugänglich sind. Aus diesem Grund
wird der 4D-Ultraschall auch Live-3D-Ultraschall genannt.
Ein weiteres Zugpferd sind mobile Screening-Geräte mit ein-
gebetteter Systemsoftware im Chipdesign und sehr schnellem
Signalprocessing. Aktuelle Sonogeräte auf Rollen oder in
Notebook-Ausführung erreichen die Performance von konven-
tionellen Standgeräten und liegen bei Gewicht, Größe und
Kosten weit unter deren Niveau. Portable Ultraschallsysteme
im Laptopformat sind mittlerweile soweit fortentwickelt, dass
sie Untersuchungen mit Kontrastmitteln ermöglichen und die
Bildauflösung an stationäre Geräte heranreicht.
Das CX50 von Philips ist so ein kompaktes Ultraschallsystem,
Bild: GE Healthcare
das selbst bei schwer schallbaren Patienten Leistung der Spit-
zenklasse bietet. Das Einsatzfeld ist die mobile Gefäßsonogra-
phie und verfügt über Funktionen und Tools des Ultraschallsys-
tems iU22 xMATRIX. Dazu gehören beispielsweise PureWave
Schallköpfe, die Untersuchungen bei verschiedenen Patien- Das Innovationspotential bei Schallköpfen ist noch nicht ausgeschöpft.
tentypen erlauben und von Breitband-Convex- und Breitband-
Sektor-Schallköpfen unterstützt werden. Auch in punkto Ergo- Tastendruck wichtige Systemparameter sowohl im 2D- als auch
nonomie und Useability haben sich die Entwickler einiges ein- im Doppler-Betrieb in kurzer Zeit automatisch an den Patienten
fallen lassen. Mit Hilfe der iSCAN Optimierung lassen sich per und die Untersuchungsart anpassen. (abeu)
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
AUS DEM NÄHKÄSTCHEN EINES BERATERS:
DR. LEDERERS MANAGEMENT-TIPPS
Vermeidungs-Helden sind gefragt. „Die Krise ist ein produktiver Zu-
stand“, befand Max Frisch, und das ohne den Hauch einer Ahnung von moder-
nen Projektkrisen. Der Meister der Literatur bezog sich auf Lebens- und Iden-
titätskrisen. Was er wohl zu hochgekrempelten Ärmeln, Samstagsarbeit, außer
Kraft gesetzten Geschäftsprozessen, unzähligen Pizzakartons und der Identi-
tät „Wir sind die Krisen-Helden“ sagen würde? Ich jedenfalls denke über so
etwas profanes und nicht-heldenhaftes wie Früherkennung und Vermeidung
von Projektkrisen nach. Der Business-Case dazu ist eindeutig: Budgetüber-
schreitungen um den Faktor 3–6 sind die Regel in Krisenprojekten. Und es ist
Vorsicht geboten: Sind die „Budgetschleusen“ erst einmal geöffnet, gibt es
kein Zurück mehr. Woran können Sie drohende Projektkrisen erkennen? Einer
der Indikatoren ist ein Riesen-Innovationshub, den das Projekt stemmen soll.
Da müssen es neben dem neuen Material auch noch ein neuer Prozessor, eine
neue Entwicklungsumgebung, ein neues Produktionsverfahren und zwei neue
Hauptlieferanten sein. Diese Last auf den Projektschultern führt fast immer
Karikatur: Heinrich Schwarze-Blanke
zum Genickbruch. Und sie wird fast nie gebraucht, um den gewünschten
Kundenwert darzustellen. Sie meinen, das sei übertrieben? Nicht in der
schillernden Projekt- und Krisen-Welt meiner Kunden. Mein Tipp: Noch
produktiver als die Krise selbst ist deren Vermeidung. Werden Sie zum
Dr. Dieter Lederer „Vermeidungs-Helden“ indem Sie Ihre Projekte von all den Innovationen
ist Unternehmensberater, professioneller Speaker
und Veränderungsexperte mit 15 Jahren internationaler entschlacken, die keinen Kundenwert bringen. Ich bin sicher, dass Sie
Consultingerfahrung. fündig werden, und das nicht zu knapp. www.dieterlederer.com
MEDengineering 1-2/2015 www.med-eng.de
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Fachtagung Biomaterialien
BIOMATERIAL BEFLÜGELT MEDIZINTECHNIK
Additive Fertigungsverfahren bieten Einsatzpotential für Individualprothetik
Auf der Fachtagung Biomaterialien 2014, die Ende letzten aus Lupburg bestätigt, dass die Serienfertigung von Wirbel-
Jahres unter Federführung des Forums Medtech Pharma in säulenimplantaten (Cages) mit verbessertem Einwachsver-
Würzburg stattfand, zählten generative Fertigungsverfahren halten auf Basis von generativer Fertigungstechnologie längst
zu den Schwerpunktthemen. Sowohl aus Sicht der Material- praktiziert wird. Die Verarbeitung von biokompatiblem Titan
forschung als auch für Hersteller bietet die Medizintechnik- Grade 2 und Titan Grade 5 erzeugt ähnliche mechanische Ma-
Branche mit ihrem stetig wachsenden Bedarf an individuali- terialeigenschaften mit Zugfestigkeiten von 900 MPa wie das
sierten Lösungen ein breites Anwendungsfeld hinsichtlich konventionell geschmiedete Titan. Zu den Biomaterialien
neuer biokompatibler Bauteile. Meist gehen Weiterentwick- oder Implantatmaterialien zählen synthetische oder nichtle-
lungen im 3D-Printing Hand in Hand mit neuen biokompatib- bende natürliche Materialien oder Werkstoffe wie korrosions-
len Werkstoffen. Bereits heute findet die Biofabrikation medi- beständige Metalle, Keramik und Kunststoffe. Die Materiali-
zinischer Implantate auf Basis einer generativen Fertigung en treten in unmittelbaren Kontakt mit biologischem Gewebe
vielfältige Beachtung beispielsweise in der Entwicklung bio- des Körpers und rufen chemische, physikalische und biologi-
sche Wechselwirkungen mit den entsprechenden biologi-
schen Systemen hervor. Entscheidend für den therapeuti-
schen Einsatz ist deren Biokompatibilität sowie ihre funktio-
nale Ähnlichkeit zu körpereigenen Strukturen. Im Bereich der
Prothetik müssen künstliche Teile nahezu dieselben funktio-
nellen Eigenschaften wie das zu ersetzende Organ, Gewebe-
strukturen oder Knochen erfüllen, vor allem hinsichtlich der
Härte, Elastizität und Langzeitstabilität der zu ersetzenden
biologischen Gewebe und Strukturen. Im Bereich des Tissue
Engineering leisten bislang resorbierbare Biomaterialien wie
Hydroxylapatit (HA), ein auf Calciumphosphat basierender
Gerhard Kappelt, Peter Brehm GmbH: „Implantatsysteme lassen sich Werkstoff zum Knochenersatz, gute Dienste. Es kommt meist
optimal an Defektsituationen anpassen.“ als Beschichtungsmaterial oder als Stützstruktur (Scaffold)
für Knochenzellen zu Einsatz und fördert das Anwachsen ei-
logischer oder biofunktionalisierter Implantate. Fachtagungs- nes Implantats an den Knochen. Neuerdings spielen resor-
teilnehmer PETER BREHM GmbH mit Sitz nahe Erlangen fer- bierbare Magnesiumlegierungen bei Stents, Marknägel oder
tigt Implantate und Instrumente für den künstlichen Gelen- Nahtmaterialien mit begrenzter Standzeit eine Rolle. Für
kersatz. In seinem Vortrag unterstreicht Gerhard Kappelt aus Christian Klose, Bereichsleichter für Biomedizin und Leicht-
Sicht des Herstellers, die Vorteile hochspezialisierter modula- bau bei an der Universität Hannover bieten Magnesiumlegie-
rer Implantatsysteme für die Individualprothetik. Experten rungen gegenüber kommerziellen degradierenden Kunststof-
aus dem eigenen Hause nutzen generative Fertigungsverfah- fen bessere mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig ho-
ren, um anhand der 3D-CT-Daten des Patienten optimal ange- her Verträglichkeit der Abbauprodukte (Biokompatibilität).
passte Implantate herzustellen. Das additive Verfahren sei Allerdings bestehe die Herausforderung in der optimalen An-
materialsparend, weniger aufwändig und biete kürzere Bear- passung der Eigenschaften resorbierbarer Magnesiumlegie-
beitungszeiten gegenüber herkömmlichen Verfahren, so das rungen an die Anwendung – bei gleichzeitiger Wahrung maxi-
Fazit von Kappelt. Auch Thomas Gradl von der FIT Production maler Biokompatibilität. (abeu) www.medtech-pharma.de
Bilder: Bayern Innovativ
www.med-eng.de MEDengineering 1-2/2015
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MED Szene Entwicklungssystem
dungen nicht nur schnell reagieren, sondern auch kostensparende Lösun-
ULTRASCHALL-TECHNO- gen anbieten“, sagt Tretbar. Das System nutzt Basiskomponenten wie Main
Board, Spannungsversorgung sowie Steuerungssoftware, die immer gleich
LOGIE NACH MASS bleiben. „Die anwendungsspezifischen Komponenten, die Front-End
Boards, setzen wir dann in dieses Main Board ein – wie bei einem Baukas-
Mehr Flexibilität für die Entwicklung tensystem“, erläutert Tretbar.
von Ultraschallsystemen
Um ein System an eine Anwendung anzupassen, ist der Frequenzbereich der
Das Einsatzspektrum von Ultraschall ist riesig – dementsprechend unter- Ultraschallwellen eine zentrale Stellschraube: Sonarsysteme bewegen sich
scheiden sich die eingesetzten Technologien. Heute gibt es bereits eine Viel- typischerweise im niederfrequenten Bereich (vom Kilohertz-Bereich bis et-
zahl an ultraschallgestützten Systemen, die einen hohen Entwicklungsbe- wa 2 MHz). Damit erhält man zwar keine hohe Ortsauflösung der Bilder,
darf für die Anpassung im Einzelfall benötigen. Einfacher geht es mit einem kann jedoch bis zu mehrere hundert Meter weit „sehen“. Beim Einsatz in der
modularen Baukastensystem. Fraunhofer-Wissenschaftler haben eine mo- Medizin benötigt der Arzt möglichst hochaufgelöste Aufnahmen. Die Schall-
dulare Ultraschallplattform entwickelt, die eine große Anwendungsband- wellen müssen dazu jedoch keine weiten Strecken zurücklegen, sondern nur
breite abdeckt: Vom Sonarsystem über medizinische Ultraschallverfahren ein paar Zentimeter in den Körper eindringen. Daher bewegt sich medizini-
bis hin zum Hochfrequenzbereich für die Werkstoffprüfung. „Meist werden scher Ultraschall meist in einem Frequenzbereich zwischen 2 bis 20 MHz.
anhand der Kundenanforderungen komplette Spezialsysteme entwickelt. Sehr hohe Frequenzen bis in den 100 MHz-Bereich ermöglichen Auflösungen
Vor dem Hintergrund, dass sich diese nur für einen sehr eingeschränkten im µm-Bereich, zum Beispiel für die Werkstoffprüfung oder die Bildgebung
Bereich nutzen lassen, ist der Entwicklungsaufwand jedoch recht hoch„, von Kleintieren, die bei der Entwicklung von neuen Verfahren erforderlich ist.
erklärt Steffen Tretbar vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik Für alle drei Bereiche haben die Forscher entsprechende Front-End Boards
IBMT in St. Ingbert. entwickelt.
Basiskomponenten senken Kosten Schnelle Schnittstellen zum Rechner
Die mehrkanalige Ultraschallplattform mit modularem Aufbau lässt sich an Um das System feinzujustieren, muss dann lediglich noch die Software ent-
ganz unterschiedliche Anwendungen wie die Echtzeit-Therapiekontrolle an- sprechend konfiguriert werden. „Wir haben sehr schnelle Schnittstellen zum
passen. „Damit können wir auf Kundenanfragen für verschiedenste Anwen- PC realisiert. Damit können wir die Systeme in Echtzeit steuern, eine sehr
rasche Signalverarbeitung mit Wiederholraten im kHz-Bereich ermöglichen
und einfach neue für unterschiedliche Applikationen angepasste Softwa-
realgorithmen implementieren“, erläutert Tretbar. Ein weiterer Vorteil der
Ultraschallplattform: Die Wissenschaftler können nicht nur auf klassische
Bilddaten zurückgreifen, sondern auf die unverarbeiteten Rohsignale jedes
Elements eines Ultraschallarrays. Damit lassen sich völlig neue Verfahren
entwickeln.
Die verschiedenen Module sind einsatzreif – vor allem Unternehmen aus
dem medizinischen Bereich haben Interesse an den Entwicklungen signali-
siert. Um die Technologie in konkrete Produkte zu implementieren, bieten die
Experten vom IBMT zwei Vorgehensweisen an: Entweder stellen sie zu den
Ultraschallsystemen Software-Schnittstellen zur Verfügung, die direkt in
das System des Kunden integriert werden. Die zweite Möglichkeit ist, die
Anwendung des Kunden in die Software des Ultraschallsystems einzubinden
und dann eine Software für die Gesamtapplikation zu realisieren. Im Rah-
men der Forschungsplattform deckt die Entwicklungskompetenz des IBMT
sämtliche Technologiekomponenten ab – vom Ultraschallwandler über neue
Ultraschallverfahren bis hin zu Komplettsystemen und deren Zertifizierung
oder Zulassung als Medizinprodukt.
Klinische Studien unterstreichen die Leistungen moderner Sonographie. Ul-
traschall ist universell einsetzbar, schnell verfügbar und hat bedeutenden
Einfluss auf die Therapie. Das besagt zum Beispiel eine Studie der Univer-
Bild: Fraunhofer Gesellschaft
sität Regensburg. In 10 Prozent der Fälle habe die Sonografie den Behand-
lungspfad verändert. In rund einem Drittel der Fälle wurden durch die Sono-
grafie bisher nicht bekannte Veränderungen im Körper entdeckt.
Sonarsysteme müssen sich leicht anpassen lassen. www.ibmt.fraunhofer.de
MEDengineering 1-2/2015 www.med-eng.de
10MED Szene Messe
BRANCHENTREFF
W3+ FAIR
Seminarprogramm mit moderner
Recruiting-Mechanik
Fachinformationen und gebündelte Kompetenz rund um Optik, Elektro-
nik und Mechanik sind gefragter denn je. Zum zweiten Mal treffen sich „Wir erwarten großen Zulauf
in Wetzlar am 25. und 26. März 2015 die Fachleute der drei Branchen, vor allem wegen dem um-
fangreichen Seminnarpro-
um sich über die aktuellen Themen ihrer Fachgebiete auszutauschen.
gramm und den Recruiting-
Die W3+ FAIR versteht sich als Netzwerkmesse und Branchenforum, das chancen für Unternehmen
neben einer Ausstellung auch ein attraktives Seminarprogramm mit und Bewerber mit innovati-
ver Matching-Mechanik“,
moderner Recruiting-Mechanik bietet. 125 Aussteller, Partner und Spon- sagt der Messeveranstalter
soren haben sich bisher zur Veranstaltung angemeldet – darunter zahl- Christoph Renevier.
reiche Unternehmen aus den Niederlanden, der Schweiz, Großbritannien
und Asien.
Daneben bildet Recruiting ein zentrales Thema der W3+ FAIR. Dank der
Klarer Vorteil der Veranstaltung ist die räumliche Nähe zu Key Playern neuen Kooperation mit dem Service von mittelhessen connect (www.ta-
und Hidden Champions am Optik-Standort Wetzlar. Im Fokus der Fach- lentsconnect.com/w3plus) können sich Unternehmen und Bewerber ge-
vorträge stehen Optikfertigung, Sicherheit, Biophotonik, Innovations- zielt finden. Das intelligente Matching-Verfahren erlaubt Ausstellern ei-
und Personalmanagement sowie Globalisierung. Als Referenten konnten ne individuelle Vorauswahl der Kandidaten, die auf der Messe in der
nationale und internationale Experten und Key Notes gewonnen werden Recruiting Lounge empfangen werden können und Jobsuchende haben
wie Prof. Yu-Lung Lo aus Taiwan, Alexander Biebel von Merck oder Tho- den Vorteil, passende Positionen angeboten zu bekommen – erste Ge-
mas Le Blanc von der Phantastischen Bibliothek in Wetzlar. Bereits am spräche können dann kompakt auf der Messe geführt werden.
Vortrag der Messe organisiert Wetzlar Network ein Seminar zum Thema
Microdisplays und Anwendungen. Renommierte Sprecher bieten mit Re- In Zukunft rechnet der Veranstalter mit dem weiteren Ausbau des medi-
feraten über Head Mounted Displays, Augmented Reality und Data Glas- zintechnisch orientierten Angebots.Die Veranstaltung geht auf eine In-
ses einen fachgerechten Messeeinstieg. dustrieinitiative in Wetzlar und Mittelhessen zurück, die die Vernetzung
der drei Branchen Optik, Elektronik und Mechanik vorantreiben will.
Laut Christoph Rénevier, Geschäftsführer bei Fleet-Events und Veran- Durch neue Schnittstellen sollen zukunftsweisende Technologien auf
stalter der W3+ FAIR, ist die Medizintechnik von großer Bedeutung für den Weg gebracht werden. Ausgerichtet wird die W3+ FAIR vom Hambur-
die W3+ FAIR: „Wir gehen davon aus, dass mindestens zwei Drittel aller ger Messeveranstalter FLEET Events (www.fleet-events.de). Unterstützt
Aussteller direkt oder indirekt für die Medizintechnik tätig snd“, unter- wird die Veranstaltung vom Namensgeber Wetzlar Network
streicht Rénevier. Unternehmen wie Leica Microsystems, Oculus, Schölly (www.wetzlar-network.de).
und andere bieten innovative Entwicklungen wie Mikroskope, ophthal-
mologische Geräte, Endoskope sowie Laser oder Sensoren für MRT an. www.w3-messe.de
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Stromspar-Tricks bei
mobilen Medizingeräten
G
röße, Gewicht, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Strom- einen DAC, Operationsverstärker, Komparatoren, analoge
aufnahme sind die entscheidenden Faktoren beim De- Schalter und eine Spannungsreferenz. Der Einsatz derart vieler
sign moderner, tragbarer medizinischer Geräte. Ein ty- diskreter Bauelemente kann Auswirkungen auf die Zuverlässig-
pisches portables Medizingerät erfordert eine ganze Reihe keit des Systems haben, während die Kosten und die Leiter-
von Makroblöcken. Dies sind das Batteriemanagement für die plattenfläche auf jeden Fall zunehmen.
Energiequelle (Primärzelle oder Akku), ein Analog Front-End
(AFE) zur Aufbereitung und Digitalisierung des vom jeweili- Eine integrierte Lösung mit zwei Chips besteht aus einem Mi-
gen Sensor kommenden Signals und ein Mikrocontroller. krocontroller-SoC und einem PMIC und verbessert die Leis-
Letzterer ist dafür zuständig, mathematische Berechnungen tungsfähigkeit des Geräts im Ganzen. Das Mikrocontroller-
mit dem erfassten Signal anzustellen, die Informationen auf SoC MAX32600 basiert auf einem Cortex-M3-Core. Von kon-
dem integrierten LCD anzuzeigen oder die Daten drahtlos oder kurrierenden Stromversorgungs-Lösungen unterscheidet es
per Leitung an ein anderes Gerät zu übermitteln. sich durch sein leistungsfähiges AFE und seine integrierten,
fortschrittlichen Sicherheitsfunktionen für den Vertrauens-
Ein effizientes Power-Management ist von entscheidender schutz. Ein leitungsgebundenes und ein drahtloses Kommu-
Bedeutung für solche tragbaren Geräte. Das lässt sich an ei- nikations-Interface bieten den Anwendern mehrere Alternati-
nem stromsparenden SoC (System-on-Chip) für Medizingerä- ven für den Anschluss des Medizingeräts an einen portablen
te mit Primärbatterie oder aufladbarem Akku sowie an einem Host wie etwa einen PDA oder ein Smartphone.
weiteren Design mit einem zusätzlichen Power-Management-
IC (PMIC) demonstrieren. Das AFE enthält als zentrales Element einen SAR-ADC. Die
hohe Abtastrate dieses A/D-Wandlers von 500 kSPS und seine
Ausgangspunkt ist zunächst ein typisches diskretes Design. Auflösung von 16 Bit ermöglichen es dem Mikrocontroller, die
Der Batteriemanagement-Block besteht aus dem Batterietren- Auflösung durch Oversampling und Mittelwertbildung (Aver-
ner, dem Batterielader, der Messung des Batterieladezustands, aging) zu verbessern, wenn die Bandbreite des Eingangssig-
der Stromversorgung für die Hintergrundbeleuchtung und dem nals begrenzt ist. Oversampling und Averaging vergrößern den
Linear-/Schaltregler. Das AFE erfordert in der Regel einen ADC, Signal-Rauschabstand und machen damit bei der Auflösung
zusätzliche Bits gut. Für jedes weitere Bit Auflösung muss das
Signal um den Faktor vier überabgetastet werden.
Der ADC lässt sich so konfigurieren, dass er in regelmäßigen
Ein erheblicher Prozentsatz Zeitabständen Daten-Bursts erfasst, die Daten per DMA (Di-
der Weltbevölkerung muss re- rect Memory Access) im SRAM ablegt und anschließend den
gelmäßig persönliche Vitalpa- Prozessor weckt. Das Interface des ADC ermöglicht eine pro-
grammierbare Burst-Abtastrate (TS ist unabhängig von
rameter wie den Blutzucker- TS_avg) und eine ebenfalls programmierbare Burst-Länge für
spiegel, den Blutdruck oder die die Mittelwertbildung (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128).
Sauerstoffsättigung überwa-
Das Eingangssignal wird mithilfe eines konfigurierbaren mas-
chen. Portable Medizingeräte sebezogenen oder differenziellen Multiplexers gewählt. Dem
können diese Aufgaben über- ADC vorangeschal-
nehmen und zusätzlich weitere tet ist ein Differenz- KONTAKT
verstärker mit einer
Funktionen zur Verfügung stel- programmierbaren
Maxim Integrated Products GmbH
D-80687 München
len. Dieser Trend wird sich in Verstärkung von 1, 2 Tel.: 089 857990
Zukunft weiter fortsetzen. oder 4. Die auf Fax: 089 85799292
Spannungen von www.maximintegrated.com
1,0 V, 1,5 V, 2,0 V
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12Blockschaltbild einer aus mehreren diskreten Bauelementen zusammengesetzten elementaren Stromversorgungs-Lösung für ein portables
Medizingerät.
und 2,5 V programmierbare Spannungsreferenz sorgt für ei- betriebsfähig ist, ist ein entscheidender Vorteil für Medizinge-
nen maximalen Dynamikbereich. Für die weitere Signalaufbe- räte, die aus Primärbatterien gespeist werden. Der eingebet-
reitung sind vier frei verfügbare Operationsverstärker mit tete Core weist eine Stromaufnahme von 175 µA/MHz (bei 24 »
Komparatormodus und vier einpolige Umschalter vorhanden.
Zwei 12-Bit-DACs, zwei 8-Bit-DACs, eine zusätzliche Span-
nungsreferenz (ebenso wie die erste programmierbar), ein
Temperatursensor, der eine interne oder externe PN-Sperr-
schicht verwenden kann, sowie programmierbare Stromsen-
ken zum Ansteuern von LEDs komplettieren das analoge De-
sign. An den 12-Bit-DACs und 8-Bit-DACs steht ein Interpola-
tionsfilter zur Verfügung, um die Dynamik zu verbessern und
die Busbandbreite zu reduzieren. Der Beginn des DAC-Pat-
terns lässt sich mit der Abtastung des ADC synchronisieren.
Dies erlaubt einfache Impedanzmessungen durch digitale
Wellenformsynthese und synchronisiert Schaltungen für die
kohärente Wellenform-Generierung und ADC-Datenerfas-
sung.
Eingebaute Sicherheit ist von entscheidender Bedeutung, um
die Integrität der vom Medizingerät generierten Daten zu
schützen. Die SoC-Firmware ist geschützt, weil sich der
Flash- und der SRAM-Speicher mithilfe eines im internen bat-
teriegepufferten Speicher abgelegten Schlüssels chiffrieren
lassen. Die Authentifizierung des Geräts selbst erfolgt mit ein-
gebetteten Krypto-Blöcken, die sich für symmetrische und
asymmetrische Kryptografieverfahren eignen.
Die geringe Stromaufnahme zählMehrere interne Mechanis-
men haben Anteil an der Senkung der Stromaufnahme. Die
Tatsache, dass das SoC bis zu einer Spannung von 2,2 V herab Optimierter Mikrocontroller-SoC ist für portable Medizingeräte.
www.med-eng.de MEDengineering 1-2/2015
13MED Geräte Stromversorgung
Eine integrierte Lösung aus einem Mikrocontroller-SoC MAX32600 und einem PMIC vereinfacht das Design und verbessert die Performance.
MHz) auf. Hinzu kommen ein Low-Power-Modus mit 1,8 µA Peripheriefunktionen realisieren. Bei einem portablen Medi-
bei aktiver Echtzeituhr (Real-Time Clock – RTC) sowie mehre- zingerät mit einer externen wieder aufladbaren Energiequelle
re Power-Management-Modi zur Senkung der Leistungsauf- ergeben sich Effizienzsteigerungen durch das PMIC des Typs
nahme. Weitere Einsparungen bringt die optionale Abschal- MAX14663. Dieses enthält eine geschaltete Ladeschaltung
tung inaktiver Peripheriefunktionen. Ein sechskanaliger für Lithium-Ionen-Akkus (Li+) und empfiehlt sich als opti-
DMA-Controller ermöglicht den Betrieb der Peripherie auch mierte Stromversorgungs-Lösung für portable Medizingeräte
während sich der Mikrocontroller im Sleep-Modus befindet. mit beengten Platzverhältnissen. Zusammen mit dem Mikro-
controller-SoC MAX32600 sorgt es für maximale Leistung, ei-
Die eingebauten Peripheriefunktionen stellen sämtliche ne wertvolle Platzersparnis und zusätzliche Features.
Funktionen bereit, die zur Implementierung eines portablen
Medizingeräts benötigt werden. Ein USB 2.0 Full-Speed Con- Der MAX14663 enthält einen speziellen Batterietrennschal-
troller mit physischer Schnittstelle (PHY) erlaubt die direkte ter, der die Batterie so lange abtrennt, bis das Medizingerät
Verbindung mit dem USB-Kabel. Dieses Design benötigt we- erstmals vom Benutzer eingeschaltet wird. Zum Beispiel ist es
niger Leiterplattenfläche und senkt die allgemeinen System- möglich, am Ende des Produktionsprozesses mit einem I²C-
kosten. Ein integrierter Spannungsregler erlaubt ein intelli- Befehl oder durch entsprechende Beschaltung des SEAL-
gentes Umschalten von der Hauptstromversorgung auf VBUS Pins die Batterie zu trennen, damit die Ladung bis zum Ver-
beim Anschließen an einen USB-Host – ein sehr vorteilhaftes kauf erhalten bleibt. Zum Zuschalten der Batterie muss ledig-
Feature für Systeme, in denen VDD von einer Batterie bereit- lich eine mit dem Eingang KIN verbundene Taste betätigt oder
gestellt wird. eine Verbindung zu einem USB-Host hergestellt werden.
Bis zu drei SPI-Master-UARTs ermöglichen eine synchrone Füllstandsmesser maximiert den Ladezustand
Kommunikation mit mehreren als Slaves fungierenden Peri-
pheriegeräten. Für den Sende- und den Empfangspuffer wird Ein integrierter Füllstandsmesser ermittelt den Ladezustand
DMA unterstützt. Die beiden I²C-Master/Slave-Schnittstellen des Akkus allein anhand der Spannung. Mithilfe eines sehr
Alle Grafiken: Maxim Integrated
lassen die Kommunikation mit einer großen Vielzahl weiterer detaillierten, nichtlinearen Modells des Akkus werden die La-
I²C-fähiger Peripheriefunktionen zu. Zwei USART-Ports (Uni- dung und das Verhalten des Akkus präzise überwacht. Das
versal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) un- Batteriemodell, das von Maxim nach einer werksseitigen Cha-
terstützen wahlweise die asynchrone Vollduplex- oder die syn- rakterisierung zur Verfügung gestellt wird, muss für eine ein-
chrone Halbduplex-Kommunikation. Weitere Anschlussmög- wandfreie Funktion in den internen, flüchtigen Speicher des
lichkeiten lassen sich durch optionale drahtlose Bausteins geladen werden. Die aktive Stromaufnahme des
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14Schmierfrei
führen leicht
gemacht Web:
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Finder
3D-CAD
Lebensdauer
Rund-Führung drylin R ®
T-Führung drylin T ®
Die Grafik zeigt ein System, das gegen Verpolung mit Spannungen bis -5,5 V an VBUS sowie
gegen Überspannungen bis 28 V geschützt ist.
Füllstandsmessers beträgt 23 µA. Bei niedriger Lade- oder Entladerate wechselt die
Funktion automatisch in einen Tiefschlaf-Modus mit 4 µA Stromaufnahme, ohne dass
die Genauigkeit der Füllstandsmessung durch diesen Hintergrundmodus beeinträch-
tigt wird. Alarme ermöglichen eine Absenkung der Systemverlustleistung, indem dem Flach-Führung drylin N ®
System das komplette Abschalten und sogar die Deaktivierung einiger Oszillatoren er-
laubt wird, um diesen Hintergrundmodus mit 4 µA zu erreichen. Mit einem Alarm
kann der Füllstandsmesser alle Funktionen wieder reaktivieren.
Ein getakteter Akkulader reduziert die Verluste auf ein Minimum. Diese Funktion ver-
hindert, dass während des Ladens irgendwelche Hot-spots auf der Leiterplatte entste-
hen, wenn es um die Messung kleiner, gegen Temperaturänderungen empfindlicher Si- Vierkant-Führung drylin Q ®
gnale geht. Die Ladeschaltung überwacht ein am Akku angebrachter Thermistor , ein
Power Selector verlängert die Akkulebensdauer.
Sogar der Anschluss von LEDs und OLED-Display sind kein tabu. Ein induktivitätsbes-
tückter Aufwärtswandler kann die hohe Spannung erzeugen, die für ein OLED-Display
oder einen String aus weißen LEDs für eine LCD-Hintergrundbeleuchtung benötigt
wird. Die Ausgangsspannung des Wandlers lässt sich per I²C auf Werte zwischen 6 V
Baukasten drylin W ®
und 17 V (in 1-V-Schritten) einstellen. Ein echter Trennschalter trennt den Verbrau-
... drylin
cher komplett ab, um die Stromaufnahme zu minimieren. Drei unabhängige, lineare ®
Stromregler lassen sich direkt an die vom Aufwärtswandler erzeugte Spannung legen.
Linearlager
Der Strom lässt sich damit in 25 Schritten auf Werte bis 32,5 mA regeln. Zum Dimmen
kann ein PWM-Signal verwendet werden.
Die neuen integrierten Schaltungen von Maxim sorgen für eine maximale Ausnutzung Kosten senken mit Kunststoff-Linearlagern
des Energievorrats. Sie steigern außerdem die Flexibilität und erleichtern die Reali- Schmutzresistent, verschleißfest, schmier-
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15 Besuchen Sie uns: Anuga FoodTec – Halle 8.1 Stand D58/50,
Hannover Messe – Halle 17 Stand H04MED Geräte Hubsäulen
Hubsäulen spielen im Klinikalltag und im Umgang mit Patienten
eine erhebliche Rolle. Selbst übergewichtige Menschen lassen
sich mit einer Ein-Säulen-Lösung problemlos bewegen.
Effiziente Hebevorrichtung
U
m mehr Effizienz im Klinikbetrieb ging es den Ent-
wicklern von SKF bei der CPMT-Ein-Säulen-Lösung
für medizinische Anwendungen. Die CPMT-Hubsäule
ist eine platzsparende Hebevorrichtung, die von allen Seiten
den ungehinderten Zugang zum Patienten ermöglicht. Da-
durch sorgt sie für ebenso ergonomisches wie sicheres und zu-
dem zeitoptimiertes Arbeiten - ein ideales Hilfsmittel für den
täglichen Klinikbetrieb.
Durch eine Druckkraft von bis zu 6.000 N können Patienten
mit einem Gewicht von bis zu 450 kg auf dem jeweiligen Be-
handlungstisch oder -stuhl untersucht werden. Um die nötige
Sicherheit zu gewährleisten, ist die CPMT-Hubsäule bis zu
15.000 N statischer Belastung selbsthemmend. Das bedeu-
tet, dass die SKF Lösung bis zu dieser Last die vorgegebene
Position hält – selbst bei Stromausfall. Alle angegebenen Be-
lastungsdaten wurden bereits mit einem vierfachen Sicher-
heitsfaktor beaufschlagt.
Gemäß „Americans With Disabilities Act“ (US-ADA) ist zu-
dem eine gesetzliche Einstiegshöhe von 17 bis höchstens 19
Zoll erforderlich. Um diesen Vorgaben zu entsprechen und Beispiel für eine mögliche Systemlösung: CPMT-Hubsäule, Aktuato-
auch Patienten mit eingeschränkter Mobilität einen beque- ren und Profilschienenführungen in einem Behandlungsstuhl.
men Einstieg zu ermöglichen, weist die CPMT ein minimales
Einbaumaß von nur 320 mm auf. Gleichzeitig ist aber ausrei- keit, eine eigene Steuerung zu verwenden. Die Systemlösung
chend Hub vorhanden: bis zu 600 mm. Das ermöglicht dem von SKF ermöglicht es dem Konstrukteur, zusätzliche Aktua-
behandelnden Personal das ergonomische Arbeiten am Pati- toren, zum Beispiel zum Heben und Senken von Kopf- und
enten. Nicht zuletzt verfügt die SKF Lösung über eine erhöhte Fußablage, oder auch weitere Hubsäulen in die Steuerung
Verfahrgeschwindigkeit von bis zu 34 mm/s, um die Behand- einzubinden. Der für die Steuerung zu hinterlegende Parame-
lungseffizienz zu steigern. tersatz kann aus einer Sammlung von Standard-Parameter-
sätzen gewählt oder individuell auf die Applikation angepasst,
Für Hersteller von Behandlungstischen und -stühlen bietet sprich: anwenderspezifisch, von SKF erstellt werden.
die Hubsäule eine enorme Flexibilität in Sachen Design, Ver-
sorgungsspannung, Verkabelung und Stecker. Hinzu kommt, Je nach Anwendung stehen dem Anwender zwei Versionen der
dass sich am Schutzrohr der Säule beispielsweise auch zu- CPMT-Säule zur Verfügung: Die Variante CPMT-S bietet maxi-
sätzliche Bohrungen zur Montage weiterer Anbauteile anbrin- malen Hub bei mini-
gen lassen. malem Einbaumaß. KONTAKT
Demgegenüber er-
SKF GmbH
System mit Zusatzoptionen möglicht die Varian-
D-97421 Schweinfurt
te CPMT-M die Auf- Tel.: +49 (0) 97 21 56-0
Der Anwender hat die Wahl zwischen einem „Plug & Play“- nahme von maxima- Fax: +49 (0) 97 21 56-60 00
System von SKF, das neben der CPMT-Hubsäule auch die len dynamischen www.skf.com
Steuerung sowie ein Bediengerät beinhaltet und der Möglich- und statischen Mo-
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16Bilder: SKF
Die CPMT-Hubsäulen überzeugen durch geringes Einbaumaß bei er- Zu den Design-Optionen CPMT-Hubsäule von SKF gehört auch die
höhter Nennkraft, die von allen Seiten den ungehinderten Zugang Möglichkeit, an der Säule zusätzliche Anbauteile montieren zu
zum Patienten ermöglicht. können.
mentenlasten bei einem größeren Einbaumaß. Sie kann stati- von SKF entsprechen Normen und Konformitäten wie IEC
sche Momente von bis zu 3.000 Nm und dynamische bis zu 60601-1:2005, Ansi/AAMI ES60601-1:2005, IEC 60601-
1.400 Nm aufnehmen.Die UL zertifizierte CPMT-Hubsäulen 1-2 (EMC), CE, RoHS und REACH.
Medizintechnik der nächsten Generation
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Der Name Microchip, das Logo und PIC sind eingetragene Warenzeichen der Microchip Technology Incorporated in den USA und in anderen Ländern. Alle anderen hier erwähnten Marken sind im Besitz
der jeweiligen Eigentümer. © 2014 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. MEC0021Ger09.14MED Geräte Halterungen
Anforderungen und Vorgaben für Entwickler medizintechnischer
Geräte steigen. Hygienische Halterungen schützen vor Risiken in
der täglichen Handhabung.
Durchdachtes
Produktdesign
F
unktionsweise und Anwendungsumfang rücken in die Effizienz und Leistungsfähigkeit der eingesetzten Sys-
den Fokus der Ingenieure. Auch weil die Systeme bei teme. Während sich die Entwickler der Geräte auf entspre-
höherem Kostendruck immer mehr leisten sollen. chende Innovationen und die Optimierung konzentrieren,
Damit Aspekte wie Ergonomie, Useability und hygieni- entstehen auch in der Peripherie der Apparate intelligente
scher Einsatz nicht in den Hintergrund geraten, kümmern Lösungen. Moderne medizintechnische Tragarme und Hal-
sich Designer bei der Produktenwicklung um die entschei- terungen unterstützen die Systeme und ihren Einsatz. Hin-
denden Merkmale hinsichtlich der Formgebung und der tergrund dafür sind präzise Kenntnisse der Arbeitsabläufe
eingesetzten Materialien. und Anwendungsfälle in der täglichen Praxis.
Ein Blick in moderne Krankenhäuser oder Praxen zeigt, wie Unterschiedliche Anforderungen
vielfältig Einsatzorte und Nutzung medizintechnischer Ge-
räte sind. Dabei geht es neben den Kosten der fortschrei- Ebenso wie PDMS oder Monitore kommen Tragarme und
tenden Technisierung von Behandlung und Pflege auch um Halterungen in ganz unterschiedlichen Umfeldern und Si-
Hier dürfen keine Monitoringapparate im Weg stehen, deshalb ist Flexibilität und Useabilty gefragt.
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18tuationen zum Einsatz. Im OP-Bereich verlängern sie etwa
Monitore, die endoskopische Bilder zeigen und Chirurgen
bei minimal-invasiven Eingriffen unterstützen. Ebenso fle-
xibel wie die Operationsgeräte müssen dabei auch die Bild-
schirme sein, um die Ärzte bei ihrer Arbeit optimal zu un-
terstützen. Diese Bewegungsfreiheit müssen die Halterun-
gen unterstützen und das auch bei schweren Monitoren.
Gefragt ist Flexibilität auch auf der Intensivstation, denn
hier kommt es auf jede Sekunde an. Menschen in kriti-
schen Situationen werden dort beobachtet und versorgt.
Verschlechtert sich der Zustand, müssen Pfleger und Ärzte
schnell vollen Zugang zum Patienten und zu allen lebens-
wichtigen Informationen erhalten. Monitoringapparate
dürfen dabei nicht im Weg sein und müssen sich leicht in
die erforderliche Position bringen lassen. Anders sieht es
im Patientenzimmer aus. Dort bereiten sich Menschen auf
Eingriffe vor oder erholen sich von diesen. Medizintechni-
sche Halterungen sollen deshalb die Routineaufgaben des
Pflegepersonals besonders unterstützen. Ergonomie und
maximale Hygiene stehen dabei an oberster Stelle. Mitar-
beiter unterschiedlicher Schichten müssen sich die Geräte
bequem so einrichten können, dass sie sich hauptsächlich
auf den Patienten und seine Bedürfnisse konzentrieren
können. Und um etwa Infektionen vermeiden zu können, Je länger der Tragarm ist, desto höher ist die Beanspruchung.
ist eine einfache und zuverlässige Reinigung nicht nur von
Monitoren, sondern auch der Halterungen erforderlich.
Arbeit erleichtern
Lösungen finden Sind Ort und Nutzung für die medizintechnischen Geräte
geklärt, lassen sich die Leistungsparameter der benötigten
Umgebung und Nutzung der Medizintechnik machen klare Halterungen bestimmen. Mittlerweile müssen Trägerlö-
Vorgaben für die Auswahl der passenden Halterung. Zu- sungen wieder enorme Lasten ausbalancieren. Nachdem
dem ergeben sich weitere Fragen: Welche Platzverhältnis- etwa Monitore durch neue Technologien zunächst immer
se herrschen vor Ort? Welche Systeme werden angebun- leichter wurden, machen höhere Auflösung und größere
den? Und wie sieht die Integration in vorhandene Lösungen Formate die Geräte wieder deutlich schwerer. Bildschirme
aus. Für Operationssäle werden PDMS oder Monitore oft an wiegen heute oft bis 20 kg oder mehr. OEMs brauchen Hal-
Deckenstative angebracht, an denen bereits andere Syste- terungen, die mehr leisten und mehr als 20 kg sicher tra-
me befestigt sind. So wird der Platz optimal ausgenutzt gen. Gleichzeitig belasten ständige Bewegung und Neu-
und das Krankenhauspersonal erhält maximale Bewe- ausrichtung die Halterungen. In der Konstruktion sind des- »
gungsfreiheit. Die angebundenen Tragarme sind höhenver-
stellbar und werden zudem nach unten ausgerichtet sowie
die Geräte rückseitig montiert.
Die Informationssysteme und Monitore lassen sich so ein-
CodeMeter ® – Embedded-Schutz
fach und bequem auf Augenhöhe der Nutzer ausrichten. ■■ Aktivierung oder Dongle
Sie können Tastaturen und Ablagen leicht erreichen und ■■ Schutz vor Reverse-Engineering
auch über mehrere Stunden ergonomisch arbeiten. Gerade
■■ Security gegen Cyber-Angriffe
bei längeren Operationen ist die gesunde Körperhaltung
■■ Flexible Lizenzierung
der Ärzte und Pfleger entscheidend. Nur so können sie sich
■■ Einfache Integration in Prozesse
über die gesamte Dauer voll auf den Patienten konzentrie-
ren. Auf Basis dieser und anderer Informationen zur Nut-
zung der Geräte lassen sich die passenden Trägerlösungen Embedded World 2015
entwickeln. Wer Zulieferer frühzeitig einbindet, kann dabei 24. - 26.2.2015
Halle 4 | Stand 369
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19Sie können auch lesen
