11-12 | 2015

20 MED Elektronik und Komponenten Medizingerätetechnik optimiert

Notfalleinsätze

38 MED Geräte 3D-Druck und Biofabrikation

54 MED Software Beste Architektur mit Best Practices

18 TitelstoryUltraschallsensor löst zwei Aufgaben auf engstem Raum

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Kürzlich war in einer Fachzeitschrift zu lesen: Wenn dieTechnik versagt, rufen wir nach dem Menschen, und wennder Mensch versagt, muss es die Technik richten. Unbe-

stritten, die Interaktion von Mensch und Technik ist und bleibt einwichtiges Thema. Auch - oder gerade in der Medizintechnik. Inge-nieure und Forscher entwickeln unermüdlich und mit hoher Inno-vationskraft hochpräzise medizintechnische Produkte, weshalb inder Medizin mittlerweile ein immenser Apparatepark zum Einsatzkommt und ein OP-Saal ohne Gerätepark inzwischen überhauptnicht mehr vorstellbar ist. Zugleich erfordern die Bedienung derGeräte und die Interpretation der Untersuchungsergebnisse, diedie hochkomplexen medizinischen Apparate liefern, meist einehohe Fachkompetenz. Nur mit fundiertem Wissen lässt sich die

Zuverlässigkeit der Technik mit der Expertise des Menschen ver-binden. Somit bildet die Kombination ausmedizinischemSpezial-wissen und technischem Fortschritt das Fundament für eine fort-schrittliche medizinische Behandlung.

Wie stark sich die Technik weiterentwickeln wird, thematisiertauch dieses Jahr wieder die Fachmesse der Medizintechnik, dieCompamed. Über 700 Aussteller stellen dort die neuesten Ent-wicklungen der Medtech Branche vor. Damit Sie sich bereits vorabeinen ersten Überblick über die wichtigsten Innovationen ver-schaffen können, habenwir in dieser Ausgabe somanche Entwick-lung genauer betrachtet. Vielleicht ist ja die eine oder andere Neu-vorstellung dabei, die zur nächsten technischen Errungenschaftbeitragen kann. Lassen Sie sich inspirieren. In diesem Sinne wün-sche ich Ihnen eine anregende Lektüre der vorliegenden Ausgabe.

Wissen undFortschritt

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MEDengineering11-12/2015 www.med-eng.de

COMPAMED 2015: Trendzur Miniaturisierung derMedizintechnik hält anErstmals wird die COMPAMED,16.–19. November 2015, kom-plett zeitgleich zurMEDICA statt-finden. Bei den erneut mehr als700 Ausstellern der COMPAMEDist eine weiter zunehmendeMini-aturisierung der Medizintechnikzu beobachten. Im Trend liegenweiterhin optische Verfahrenfür eine bessere Diagnostik.

„Metallische Muskeln“eröffnen ungeahnteMöglichkeitenBekannt geworden sind die FGL-Materialien in der Medizintech-nik maßgeblich aufgrund ihrespseudoelastischen Verhaltens.Weniger bekannt ist, dass dieseFGL-Materialien zusätzlich elek-trisch ansteuer- und sensierbarund damit in der Lage sind, eineSensor/Aktor-Kombination aufkleinstem Raum darzustellen.

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MED Szene

06 Alternativen für zweikanaligeSicherheitsarchitekturenUmdie Erstfehlersicherheit zu er-reichen, gibt es alternative risiko-minderndeMaßnahmen

10 Intelligente Medizinelektronikkommt viel zu langsam voran„E-Health-Gesetz“ soll denWeg

12 7. TuttlingerMedTech Forum2015Leitthema „Industrie 4.0 – Poten-ziale undKonzepte in derMedizin-technik“

MED Elektronik undKomponenten

18 Ultraschallsensor löst zweiAufgaben auf engstem RaumDurchflussmessungmit Luft-blasendetektion kombiniert

20 Medizingerätetechnik optimiertNotfalleinsätzeModerne Ersthilfegeräte in denRettungswagen können über Le-ben und Tod entscheiden

24 Grid-EYE Infrarot-Array-SensorEvaluation KitFür ein schnelleres Prototypingvon IoT-Anwendungen

26 Power+Board-Bundles fürschnelle SystementwicklungDas perfekte Zusammenspiel vonNetzteil undMainboard

30 Schneller zumMedizintechnik-produkt dank OutsourcingOutsourcing und Kooperationenmit spezialisierten Partnern kön-nen helfen, Wettbewerbsnachtei-le zu kompensieren

32 Multimediales Qualitäts-sicherungssystemSpeziell auf denmedizinischenBereich ausgelegtes Kamerasys-temmit besonders hoher Auflö-sung immedical 4k-Standard

34 Diese Pumpe gibt HerzpatientenHoffnungMinipumpemit bürstenlosemDC-Motor

MED Geräte

38 3D-Druck und BiofabrikationEin neuer Trend in der modernenFertigungstechnik sind generativeVerfahren

41 VomMikroskop zumNanoskopStimulate Demission Depletion(STED)Methode ermöglicht eine hö-here Auflösung in der Mikroskopie

44 Neue Erkenntnis liegt nur eineMillisekunde entferntHochdruckgefrieranlage mit vollintegrierter Lichtstimulation

48 Laser-Kunststoffschweißenverändert ProduktionsprozesseFeine Schweißnähte ohne Beein-trächtigung der Bauteile

51 Mehr Möglichkeiten: M12mitzwölf PinsZwölfpolige M12-Kabel und -Steckverbinder

MED Software

54 Beste Architektur mit BestPracticesNicht einfach nur ein Abbild derSoftware-Struktur

57 Least Privilege Separation KernelHypervisorenErfüllen, was Multikernprozessorenund Hardwarevirtualisierung füreingebettete Systeme versprechen

61 Effizienz durch vereinteGegensätzeAgile Softwareentwicklung er-laubt ein flexibles Reagieren

65 Ein Ansatz zu Industrie 4.0: VomPrototyp bis zur SerienfertigungDie Verlässlichkeit von Geschäfts-partnern kann für dieWettbewerbs-fähigkeit ausschlaggebend sein

Titelseitenhinweis

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MEDSzene

Umdie Erstfehlersicherheit zu erreichen, werdenmedizinischeelektrische Geräte häufig mit zweikanaligen Architekturen ausge-stattet. Doch es gibt alternative risikominderndeMaßnahmen.

Alternativen für zweikanaligeSicherheitsarchitekturen

Mit der Sicherheit von Medizinprodukten ist es so eineSache. Einerseits muss ein höchstes Maß an Sicher-heit integriert werden, um die geforderte Erstfehlersi-

cherheit von Medizinprodukten gemäß EN 60601-1 zu errei-chen. Andererseits spielen auch wirtschaftliche Aspekte eineRolle, die die Auswahl und den Einsatz von risikominderndenMaßnahmen beeinflusst.

Medizinprodukte mit zweikanaligen Architekturen auszustat-ten, stellt eine weit verbreitete Methode dar und ist zunächsteinmal keine schlechte Idee, erhöht jedoch unter Umständendie Komplexität eines Systems. Darüber hinaus fallen in der Re-gel auch die Material- und Herstellkosten bei zweikanaligenSystemen oder Subsystemen höher aus. Es stellt sich daher dieFrage, ob eine vergleichbare Sicherheitsintegrität auch mit we-niger Aufwand zu erlangen ist, oder, um der Sache noch mehrauf den Grund zu gehen, ob eine Zweikanaligkeit für das zu ent-wickelnde Medizinprodukt überhaupt erforderlich ist. Allge-meingültige Antworten gibt es leider nicht. Mit etwas Entwick-lungserfahrung und einer systematischen Vorgehensweise, dieauf einemRisikomanagement-Prozesses gemäßEN ISO14971beruht, lassen sich allerdings individuelle Lösungsansätze erar-beiten. Der Startpunkt bildet dabei die Risikoanalyse, die unteranderem die Betrachtung möglicher Fehler in den verschiede-nen Funktionsblöcken einesMedizinproduktes sowie die Analy-se der daraus resultierenden Gefährdungen beinhaltet. Mit derBestimmung der Schweregrade und der Auftretenswahrschein-

lichkeiten der Schäden können daraufhin die Risiken der jewei-ligen Gefährdungen bzw. der Gefährdungssituationen beurteiltwerden. In einem nächsten Schritt folgt dann die Auswahl derrisikominderndenMaßnahmen.

Bei diesen aufgeführten initialen Analysetätigkeiten entstehenunter anderem zwei essentielle Fragestellungen: (1) Welchemöglichen Fehlerursachenmüssen bei der Betrachtung vonGe-fährdungen überhaupt angenommen werden und (2) welche ri-sikomindernden Maßnahmen sind ausreichend, um die Erst-fehlersicherheit zu gewährleisten? Antworten findet man aufbeide Fragen in der EN61508-2, die als Sicherheitsgrundnormzwar einen Stand der Technik darstellt, auf Medizinproduktestreng genommen jedoch nicht anwendbar ist. Es gibt aller-dings kaum eine vergleichbare Quelle, die in einer ähnlichenForm funktionsbezogene Ausfallarten sowie zugehörige risiko-mindernde Maßnahmen in einer recht übersichtlichen Darstel-lung bietet inklusive einer Aussage über derenWirksamkeiten.

In Tabelle A.1 der EN61508-2 sind verschiedene elektronischeKomponenten mit möglichen Fehlerursachen aufgeführt, diebei einer Fehlerbetrachtung herangezogen werden müssen[Tab. 1]. An diskretenBauteilen undSensorik-Baugruppen sindbeispielsweise Stuck-at-Fehler, offene Ausgänge undAusgängemit hoher Impedanz, Kurzschlüsse zwischen Signalleitungensowie Drift und Oszillation zu betrachten. Allein schon aus derVielzahl der möglichen Fehler lässt sich erahnen, dass ohne zu-

Bauteil / Komponente TabelleSchweregrad eines Schadens

niedrig mittel hoch

Diskrete HardwareA.3

A.7, A.9stuck-at stuck-at; Kurzschluss;Unterbrechung, Drift; Oszillation

Sensoren A.13 stuck-at stuck-at; Kurzschluss;Unterbrechung, Drift; Oszillation

Veränderlicher Speicher A.6 stuck-at bei Daten/Adressenstuck-at;

Soft-Errors; …stuck-at; Soft-Errors; dyn. Kopplung; …

Taktquellen A.11Sub-/Super-

harmonische; JitterFalsche Frequenz; Jitter

Kommunikation A.12falsche Daten / Adressen;

keine Übertragungalle Fehler, die Daten beeinflussen; falsche Daten / Adressen; falsche Übertragungszeit / -reihenfolge

Tab. 1: Fehlerannahmen für zufällige Hardware-Ausfälle (in Anlehnung an EN 61508-2; Tabelle A.1)

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sätzliche risikomindernde Maßnahmenmit einer einkanaligen Architektur eineErstfehlersicherheit nicht erreicht werdenkann. Allerdings muss nicht jeder Fehlerzu einem Schaden führen und das Scha-densausmaß kann auch von Fehler zu Feh-ler unterschiedlich sein. Folglich kann derSchweregrad eines Schadens als grundle-gende Größe für die Fehlerbetrachtung so-wie die Auswahl von risikominderndenMaßnahmen herangezogen werden.

Mit dieser Sichtweise kannmannunwiederauf die Tabelle 2 zurückgreifen. Die zu be-trachtenden Fehlerarten sind in die Stufen„niedrig“, „mittel“ und „hoch“ aufgeteilt,die sich auf die Anforderungen des bean-spruchten Diagnosedeckungsgrades bezie-

hen. Der Diagnosede-ckungsgrad soll andieser Stelle nichtnäher erläutert wer-den und wird statt-dessen mit dem Be-griff „Schweregradeines Schadens“ alsMaß der möglichenAuswirkung einer Ge-fährdung in Bezugauf das Risikoma-nagement bei Medi-zinprodukten ersetzt.Je höher also derSchweregrad einesSchadens ist, destoumfangreicher soll-ten Fehler, beispiels-weise in einer FMEA,betrachtet werden. InRisikoanalysen wer-den meist mehr alsdrei Stufen für dieSchweregrade vonSchäden verwendet,für die im nächstenSchritt folgende Aus-wahl von risikomin-derndenMaßnahmenreichen aber die drei

Stufen in der Tabelle A.1 als Anhaltspunktvollkommen aus.

Aus der Tabelle1 erhält man nicht nur ei-nen Hinweis auf die in einer Risikobe-trachtung anzunehmenden Fehler, son-dern in der zweiten Spalte auch einen Ver-weis auf weitere insgesamt dreizehnTabellen, in denen passend zu den ver-schiedenen Komponenten, diverse Mög-lichkeiten für die Risikominderung aufge-zeigt werden [Tab. 2]. Auch in diesen Ta-bellen kann die Begrifflichkeit des„Diagnosedeckungsgrades (DC)“ mit dem„Schweregrad eines Schadens“ ersetztwerden, wobei die drei Stufen „niedrig“,„mittel“ und „hoch“ vor allem als Maß fürdieWirksamkeit der jeweiligenMaßnahmeangesehen werden kann. Je höher dieWirksamkeit einer Maßnahme, desto um-fangreicher werden potentielle Fehler er-kannt. An dieser Stelle wird nun der Vorteilder vorgestellten Vorgehensweise deut-lich:Man kann einen direkten Zusammen-hang zwischen dem Schweregrad eines

risikomindernde Maßnahmen

VerweisEN 61508-7

Schweregrad eines Schadens / Wirksamkeit

Überwachung während des Betriebs

A.1.1 niedrig/mittel

Analogsignal- Überwachung

A.2.7 niedrig

Dynamische Prinzipien A.2.2 mittel

Hardware mit automatischen Tests

A.2.6 hoch

Überwachte Redundanz

A.2.5 hoch

Testmuster A.6.1 hoch

Referenzsensor A.12.1 hoch

Tab. 2: Struktur der Tabellen A.2 – A.14 für risikominderndeMaßnah-men (in Anlehnung an EN 61508-2; Tabellen: A.3 für elektronischeBauteile und A.13 für Sensoren)

EN 61508-2 (Tabellen A.2 – A.14)

EN 61508-2 (Tabelle A.1)

Risikomanagement (EN 14971)

Schweregrad eines Schadens

niedrig niedrig niedrig

mittel mittel mittel

hoch hoch hoch

Umfang der Fehlerbetrachtung

Wirksamkeit der risikomindernden

Maßnahmen

Tab. 3: Zusammenhang zwischen Schweregrad eines Schadens, Um-fang der Fehlerbetrachtung undWirksamkeit von risikominderndenMaßnahmen

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MEDSzene

Schadens und den geeigneten risikomindernden Maßnahmenerkennen [Tab. 3]. Auf Grundlage dieses Postulats ist in Tabelle2 auch erkennbar, dass eine zweikanalige Architektur („über-wachte Redundanz“) eher für Ausfälle in Frage kommt, die ei-nen hohen Schweregrad eines Schadens nach sich ziehen. FürAusfällemitweniger gravierendenAuswirkungen stellt die Zwei-kanaligkeit eine eher überdimensionierte Maßnahme dar. Si-cherlich eine zu diskutierende Behauptung, zumal im AnhangZA der EN ISO 14971 klargestellt wird, dass ökonomische Be-trachtungen bei der Risikominderung keine Rolle spielen dür-fen und Risiken so weit wie möglich reduziert werden müssen.Wenn die inhärente Sicherheit allerdings schon mit einfachentechnischen Mitteln erreicht werden kann, wird sich das Risikomit aufwendigeren oder zusätzlichen Maßnahmen auch nichtmehr weiter senken lassen.

Anhand einiger Beispiele werden die oben aufgeführten As-pekte sicherlich etwas transparenter. In Medizinproduktenwird die Sensorik oft zweikanalig ausgelegt. Ziel ist es dabeizwei unabhängigeMesswerte zu erhalten, diese zu vergleichenund bei unterschiedlichen Werten auf einen Fehler in einemder Sensoren zu schließen. Im Falle einer einkanaligen Ausle-gung müsste man Fehler mit alternativen risikominderndenMaßnahmen aufdecken. Orientiert man sich dabei an derTab.1 der EN 61508-2, sollte für jeden potentiellen Fehler ei-ne entsprechende Maßnahme gefunden werden, um diesenaufzudecken. „Überwachung während des Betriebs“ und„Analogsignal-Überwachung“ sind Maßnahmen, die man

auch mit dem Überbegriff Plausibilitätsabfragen deklarierenkann. Diese sind häufig ein bewährtes Mittel, um Unterbre-chungen, Kurzschlüsse oder auch stuck-at-Fehler aufzude-cken [Tab. 4]. Sobald das Signal nicht mehr einem definiertenErwartungswert entspricht, kann man auf einen Fehler schlie-ßen. Eine Voraussetzung für die Wirksamkeit der Maßnahmewäre allerdings, dass das Sensorsignal dynamisch ist, sich alsostetig verändert. Liegen in einer Applikation dahingegen stati-sche Signale vor, wären eher „Hardware mit automatischenTests“ oder „Testmuster“ die geeigneten Maßnahmen. In die-sem Fall werden zyklisch Testsignale oder Testmuster auf dasNutzsignal oder direkt auf den Sensor gegeben, um festzustel-len, ob die Sensorik noch in der Lage ist, die Signalpegel rich-tig darzustellen und auszuwerten. Je nach Applikation undUmsetzung dieser Maßnahme ist es sogar möglich, die weite-ren anzunehmenden Fehlerursachen Drift und Oszillation auf-zudecken, indem man beispielsweise ein Referenzobjekt zy-klisch von der einkanaligen Sensorik vermessen lässt. Bei op-tischen Sensoren könnte das ein Testbild sein, beiDrucksensoren eine Referenzmessung, gegebenenfalls imRu-hezustand vor jeder Anwendung. Für die Erkennung von Driftund Oszillation ist auch ein „Referenzsensor“ eine adäquateMaßnahmemit hoher Wirksamkeit, die allerdings auch wiederals eine Variante einer zweikanaligen Architektur anzusehenist undmanmöglicherweise vermeidenmöchte.

Auf ähnlicheWeise kannman imRisikomanagement Schritt fürSchritt weitere Komponenten und Funktionsblöcke einesMedi-zinproduktes bearbeiten [Tab. 5]. In der zweiten Spalte der Ta-bellen in Tabelle 2 sind Verweise auf entsprechende Kapitel derEN61508-7 aufgeführt, in der die einzelnenVerfahren zurRisi-kominderung noch detaillierter beschrieben sind, wodurchmannützliche Hinweise für die praktische Umsetzung erhält.

Eine zweikanalige Architektur ist bei einer Sensorik sicherlicheine einfache Methode, um die Erstfehlersicherheit zu gewähr-leisten und erfordert relativ wenig Entwicklungsaufwand. Werallerdings eine zentrale Controllereinheit zweikanalig aufsetzenmöchte, steht vor einer großen Herausforderung und ist für dievorgestellte alternative Vorgehensweise sicherlich dankbar.Diese erfordert zwar eine vergleichbare Sorgfalt bei der Ausar-beitung, kann sich jedoch bei den Material- und Herstellkostenlangfristig positiv auswirken. Dies ist im Einzelfall sicherlichkritisch zu betrachten. Festzuhalten aber bleibt, dass ein einka-naliges System mit entsprechenden Maßnahmen durchaus miteiner zweikanaligen Architektur konkurrieren und eine ver-gleichbare Wirksamkeit bezüglich der Risikominderung herbei-führen kann. Eine in der Regel geringere Systemkomplexität istmeist noch ein positiver Nebeneffekt, da jede zusätzliche Kom-ponente – und das kann auch ein zweiter Kanal sein – zusätzli-che Fehlerursachen und Risiken mit sich bringen kann, die eszu vermeiden gilt.

Autor JochenMetzgerLeiter des Geschäftsbereichs Medical Engineering bei embex

EN 61508-2Risikomanagement (EN 14971)

Tabelle A.1Risikoanalyse

Risikobewertung

Risiko- beherrschung

Tabelle A.2 – A.14Analyse der

Wahlmöglichkeiten zur Risikobeherrschung (EN 14971, Kapitel 6.2)

Identifizierung von Gefährdungen

(EN 14971, Kapitel 4.3)

Tab. 5: Risikomanagement mit Unterstützung der EN 61508-2

anzunehmendeFehlerursachen

risikomindernde Maßnahmenüberwachte Redundanz

(Zweikanaligkeit)

Überwachung während

des Betriebs

Hardware mitautomatischen

Tests

stuck-at ✔ ✔ ✔

Unterbrechung ✔ ✔ ✔

Kurzschlüsse ✔ ✔ ✔

Drift ✔ ✘ ✔

Oszillation ✔ ✘ ✔

Tab. 4: Beispiele für die Wirksamkeit von alternativenMaßnahmen.Die Wirksamkeit ist abhängig von der detaillierten applikationsspezi-fischen Umsetzung der jeweiligenMaßnahme!

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Intelligente Medizin-elektronik kommt vielzu langsam voranDen Weg ebnen soll das Gesetz für sichere digitale Kom-munikation und Anwendung im Gesundheitswesen, kurzdas „E-Health-Gesetz“. Es soll demnächst verabschiedetwerden. Damit könnten Anwendungen wie etwa der elek-tronische Arztbrief und Medikationspläne schon baldzum Standard werden. Ferner sieht das neue E-Health-Gesetz eine Stärkung des Datenschutzes vor - ein wichti-ger Baustein, da viele Bürger zwar oftmals bedenkenlospersönliche Daten in sozialen Netzwerken preisgeben,bei medizinelektronischen Anwendungen jedoch massi-ve Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes haben.

Dennoch greift das neue Gesetz in Anbetracht der wach-senden Bedeutung des Homecare-Bereiches vielen nichtweit genug. Etwa dem Industrieverband SPECTARIS, derdie Interessen von über 170Medizinprodukteherstellernund nichtärztlichen Leistungserbringern vertritt. „Gera-de die Belange der letztgenannten Gruppe deckt der Ge-setzentwurf nicht ab. Die Potenziale der Telemedizin las-

sen sich somit nicht ausschöpfen“, sagt Marcus Kuhl-mann, Leiter des Fachverbandes Medizintechnik vonSPECTARIS.

Laut dem aktuellen Gesetzentwurf sollen ausschließlichÄrzte auf Patientendaten zugreifen können. Die Betreu-ung im häuslichen Bereich übernehmen hingegen meistnichtärztliche Leistungserbringer, die Homecare-Provi-der. So werden aktuell nach Aussage des Fachverbandesca. 2,5 Millionen Patienten zuhause gepflegt und ver-sorgt. Die steigende Tendenz ist dem demografischenWandel und dem Fortschritt in der Medizin geschuldet.Mit einer Sektor übergreifenden Vernetzung ließe sichhier die Qualität und Effizienz der Versorgung erhöhen.Darüber hinaus wäre es möglich, damit dem Ärzte- undPflegekräftemangel insbesondere in strukturschwachenRegionen entgegenzuwirken. Außerdemkönnten zukünf-tig TechnologienAufgabenübernehmen, die bisher Fach-kräften erledigen. Ärzte und Pflegekräfte hätten damitmehr Zeit für die Patienten. Um das Potenzial der Tele-medizin ausschöpfen zu können, ist es jedoch notwendig

Marcus Kuhlmann, Spectaris

Mit intelligenter Medizin-elektronik lässt sich klinischeExpertise ohne direkte Anwe-senheit eines Arztes bis in diehäusliche Umgebung eines Pa-tienten einbringen. Ein Vorteilder Telemedizin, der in unsererGesundheitsversorgung schonin naher Zukunft eine wichtigeRolle spielen wird. Expertensind indessen überzeugt, dieTechnologie kommt noch vielzu langsam in Fahrt.

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Kliniken,ArztpraxenunddenhäuslichenBereich teleme-dizinisch anzubinden. Die hierfür benötigten Regelun-gen fehlen derzeit jedoch noch.

Weiteren Handlungsbedarf sieht der Fachverband auchim Bezug auf das Interoperabilitätsverzeichnises (IOV).Mit dem E-Health-Gesetzes bietet der Gesetzgeber derGesellschaft für Telematik die Möglichkeit, Gebühren fürbestimmte Leistungen zu erheben. Beispielsweise Ent-gelte für die Nutzung der Telematik Infrastruktur (TI), dieeine sichere und zuverlässige Kommunikation gewähr-leisten soll. Was bislang fehlt, ist eine neutrale Preisauf-sicht wie sie etwa in anderen Bereichen durch die Bun-desnetzagentur erfolgt.Zudem setzt sich das zuständige Gremium lediglich ausÄrzten und Vertretern der Krankenkassen zusammen. Ex-perten aus dem Bereich der Medizinprodukteherstellersowie Vertreter der Verbände nichtärztlicher Leistungser-bringer sind dagegen bislang nicht eingebunden. Aller-dings handelt es sich dabei um diejenigen, die zukünftigbeispielsweise die neuen elektronischen Verfahren an-stelle der papiergebundenen Verfahren anwenden sollen.

Überdies fokussiert der aktuelle Gesetzentwurf lediglichauf einzelne Anwendungen wie etwa Röntgendiagnostik,elektronischer Arztbrief, Notfalldatensatz und Medikati-onsplan. Andere Aspekte wie beispielsweise das Tele-EKG, mit dem sich Vorhofflimmern frühzeitig feststellenließe und Telemonitoring, das dieÜberwachung von Pati-enten mit chronischer Herzinsuffizienz ermöglicht, blei-ben dagegen unerwähnt. Indessen konnte der Nutzen fürchronisch kranke Patienten und eine verbesserte Versor-gung anhand verschiedener telemedizinischer Projektebereits nachgewiesen werden.

„Es ist wichtig, Voraussetzungen zu schaffen, die denAustausch der Daten eines Patienten von der Klinik überdie Arztpraxis bis hin zum häuslichen Bereich ermögli-chen“, sagt Kuhlmann. „Nur wenn auch nichtärztlicheLeistungserbringer undweitere, bereits heute angewand-te eHealth-Einsatzgebiete berücksichtigt werden, lassensich die Potenziale der Telemedizin bestmöglich aus-schöpfen.“ Somit ruht die Hoffnung vieler Experten be-reits vor der Verabschiedung des E-Health-Gesetzes aufeiner baldigen Gesetzesnovelle. CaT

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SPECTARIS – DeutscherIndustrieverband für optische,medizinische und mecha-tronische Technologien e.V.Werderscher Markt 15D-10117 BerlinTel. +49 (0)30 41 40 21-0info@spectaris.dewww.spectaris.de

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Einen festen Platz im Kalender von so manchem Vertreter der Medizin-technikbranche hat sicherlich das Tuttlinger MedTech Forum erobert.Das Leitthema der diesjährigen Konferenz lautete „Industrie 4.0 –Potenziale und Konzepte in der Medizintechnik“.

7. TuttlingerMedTech Forum 2015Mit interessanten Fachvorträgen lieferten die Refe-

renten einbreitesSpektrumanFakten.Dabei erhiel-ten die Zuhörer neben Anwendungsbeispielen auch

Informationen zu den regulatorischen Anforderungen, die In-dustrie 4.0 mit sich bringt. Die Keynote zur Veranstaltunghielt Andreas Bildstein, Gruppenleiter des Bereichs IT-An-wendungen und Services am Fraunhofer IPA im Kompetenz-zentrum Digitale Werkzeuge für die Produktion (DigITools).Mit Industrie 4.0 komplexe Produktionsprozesse zu erfassenumdamit einenWettbewerbsvorteil zu sichernwar für denRe-ferenten ein zentraler Aspekt. Dazu sei es notwendig, dieKomplexität der stark veränderten Produktion darzustellen.

War ursprünglich die Anzahl der verkauften Produkte bei ho-her Produktvielfalt noch sehr gering, änderte sich dies starkmit den Anfängen der Industrialisierung und der Serienferti-gung. Die kundenindividuelle Massenproduktion ermöglichtees schließlich, individuelle Produkte und Dienstleistungen zuStandardpreisen anzubieten. Die aktuellen Herausforderun-gen sind in der Globalisierung und dem Trend zur Personali-sierung zu sehen, da damit die Anzahl der Produkte und somitdie Anforderungen an die Produktion drastisch ansteigen. In-zwischen wünschen Kunden individuelle Produkte zum Preisder Massenfertigung bei entsprechend kurzen Lieferzeiten.

Das erhöht die Komplexität der Produktion enorm. Gleichzei-tig wurden neue Technologien entwickelt. Eine digitalisierte,auf IT-Applikationen basierte Produktion, kurz Industrie 4.0,ermöglicht den Einsatz intelligenter Produktionsverfahrenund das Vorantreiben der notwendigen Prozesse.

Die Vorträge im Überblick:

Industrie 4.0 Stragegie der SAP

Tony Aschwanden ist bei der SAPSchweiz imBereich der Pro-duktionslösung als SolutionAdvisor zuständig für Software imUmfeld Industrie 4.0. Während seines Vortrages zeigte derRedner Sichtweise und Strategie des Unternehmens im Be-zug auf Industrie 4.0 auf und erläutert die Optionen, die dieSoftware bietet, umMaschinen- und Sensoren-Daten mit En-terprise Systemen zu verbinden. Auch hob er die Entwicklungder Technologie hervor. So waren bereits 2006 mehr Dingemit dem Internet verbunden und generierten im Jahr 2012mehr Internet-Traffic als Menschen. Daten, aus denen sichein Mehrwert in der Maschine zu Maschine Kommunikationgenerieren lässt. SAP zielt daher darauf ab, seinen KundenServices über die gesamte Kette anzubieten, umdie Losgrößeeins zu Kosten der Massenproduktion zu ermöglichen.

Die Referenten der Veran-staltung v. l. n. r.: MarcusKuhlmann, Spectaris e.V.,Alexander Braun, Harting ITSystem Integration GmbH &Co. KG, Tony Aschwanden,SAP (Schweiz) AG, MathiasBothe, DHC GmbH, PhilippReusch, Reusch Rechtsan-wälte, AndreasSchiefelbein,Endress+Hauser Messtech-nik GmbH & Co. KG, Christi-an Neu, DHC GmbH

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MEDSzene

WarumMessgeräte nicht nur messen

AndreasSchiefelbein, VertriebsleiterUmwelt vondem inhaber-geführten Unternehmen Endress + Hauser Messtechnik, stell-te den Einfluss von Sensoren auf die Produktion heraus. Als In-formationslieferanten physikalischer oder chemischer Größenbilden Sensoren die Grundlage für die Prozesssteuerung undQualitätssicherung. Sie liefern vielfältige Daten über unter-schiedliche Kommunikationswege, die zu Wissen verarbeitetwerden. Auch im Bereich der Betriebssteuerung nehmen Sen-soren facettenreich Einfluss. So stellen sie beispielsweise imUmfeld der verfahrenstechnischen Anlagenwichtige Daten be-reit, etwa zumLebenszyklus einer Anlage. All diese Informatio-nen dienen dazu, die Produktion und Instandhaltungsaufga-ben zu steuern. Industrie 4.0 ermöglicht es, diemannigfaltigenInformationen in unterschiedliche Ebenen zu bündeln.

Praxisvortrag – von der Wasserwaage lernen

Martin Marx, bei HARTING für die Markterschließung zum The-ma Industrie 4.0 verantwortlich, sprach über künstliche Intelli-genz. Während die traditionelle künstliche Intelligenz auf einersymbolischen Darstellung basiert, der beispielsweise Algorith-men zugrunde liegen, wird dies bei der „Communicational In-telligence„ bewusst aufgeweicht. Am Beispiel einer Wasser-waage erklärte der Sprecher, wie sich mit künstlichen neurona-len Netzen Mess- und Steuerungsgrößen generieren lassen.Dazu stellte der Sprecher einen Versuch vor: Zwei auf einerWip-pe montierte und mit Wasser gefüllte zylindrische Behälter bil-den eine Waage. Diese Waage ist mit einer Pumpe, Gewichts-und Neigungssensoren sowie einem Industrie-PC ausgestattet,der sich über ein iPod ansteuern lässt. Während Probandendurchschnittlich bis zu drei Minuten benötigten, um die Was-serbehälter ins Gleichgewicht zu bringen, konnte die Softwareüber das künstliche neurale Netz dieWaage innerhalb kürzesterZeit stabilisieren. Marx veranschaulichte weiter das hohe Po-tenzial künstlicher neuraler Netze, das sich aus dem Versuchbeispielsweise für Instandhaltungsprozesse ableiten lässt.

Aktuelle Branchensituation der Medizintechnik

Der Leiter des Fachverbandes Medizintechnik beim Industrie-verband SPECTARIS, Markus Kuhlmann, erläuterte die aktuelleMarktsituation. Laut seinen Ausführungen ist der Inlandsmarktderzeit durch einen Investitionsstau und schwache Zuwächsegekennzeichnet. Der internationale Geschäftsbereich legt dage-gen kontinuierlich zu, auchwenn sichdieWachstumsdynamik inden letzten Jahren etwas abgeschwächt hat. Europa bleibt Um-

satzgarant trotz steigender Be-deutung der Emerging Markets.Für Deutschland ist die Medi-zintechnik ein essenziellerWirt-schaftsfaktor, wobei eine dergroßen Herausforderung die Zu-nahme der regulatorischen An-forderungen sei.

Industrie 4.0 und regulatorische Anforderungen

Der Gründungssozius der REUSCH Rechtsanwälte, PhilippReusch, ging in seiner Präsentation auf die regulatorischenAnforderungen ein, die Industrie 4.0 mit sich bringt. Er ver-wies auf die juristisch interessante Sachlage der Smart Facto-ry. Denn, rein juristisch gesehen, kommt ein Vertragsab-schluss durch die Willenserklärung zweier Menschen zustan-de. Im Bereich der Smart Factory geben jedoch Maschinenautomatisch Bestellungen auf. Eine juristisch interessanteSachlage. Aktuell liegt zwar einschlägige Literatur vor, ein Ge-setz oder ein Urteil gibt es hierzu jedoch noch nicht.

Industrie 4.0 Szenarien für die Medizintechnik

Den letzten Vortrag der Veranstaltung hielt Christian Neu, Consul-tant im Bereich der Produktionsplanung und –steuerung der DHCGmbH. Er zeigte verschiedene Szenarien für die Umsetzung vonIndustrie 4.0 im Bereich der Medizintechnik auf – beispielsweisedurch den Einsatz cyber-physikalischer Systeme, den 3D-Druckund Systemlösungen zur effizienten Steuerung der Fertigung. DieAusrichtung auf Industrie 4.0 berge Chancen für den Industrie-standort Deutschland, wobei Innovation und Variantenvielfalt dieBasis bilden. Hinzu kommen Wertschöpfungspotenziale durchneue, nachgelagerte Dienstleistungen sowie die Analyse undechtzeitnahe Verarbeitung von Daten, die eine wesentliche Vor-aussetzung für die Nutzung der anfallenden Datenmengen dar-stelle. Notwendig sei es jedoch, eine Referenzarchitektur und ei-nen Handlungsrahmen zur Sicherstellung der Kompatibilität mitbestehenden IT-Systemen herauszuarbeiten. CaT

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DHC Dr. Herterich& Consultants GmbHLandwehrplatz 6–766111 Saarbrückenwww.dhc-gmbh.comx

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COMPAMED 2015: Trendzur Miniaturisierung derMedizintechnik hält an„Aus der engen Verzahnung von Entwicklungsprozessen aufSeiten der Zulieferer sowie auf Seiten ihrer Kunden, erklärtsich der Erfolg der COMPAMED“, bringt es Joachim Schäfer,Geschäftsführer der Messe Düsseldorf, auf den Punkt, warumimHinblick auf Medizintechnik-Innovationen neben demBe-such der weltgrößtenMedizinmesseMEDICA auch der der in-ternational führenden Fachmesse für den Zuliefermarkt derMedizintechnik eine einzigartige Chance darstellt für denBlick in die Zukunft und auf aktuelle Trends.Mit jährlich immer neuen Top-Werten in Bezug auf die Zahlder Aussteller und Besucher hat sich die COMPAMED längstzur international führenden Markt- und Kommunikations-plattform für die Zulieferer der Medizintechnik-Industrie ent-wickelt. Erstmals wird die COMPAMED vom 16. bis 19. No-vember 2015 komplett zeitgleich zur MEDICA stattfinden.Bislang endete die COMPAMED stets einen Tag früher. Neusind ab diesem Jahr auch die Laufzeit-Wochentage Montagbis Donnerstag.Das Plus an Zeit für Gespräche mit ihren Kunden aus der Me-dizintechnik-Industrie, nämlich maßgeblich den rund 4.500MEDICA Messe Ausstellern, dürfte den erneut mehr als 700Ausstellern der COMPAMED (in den Messehallen 8a und 8b)sehr entgegenkommen. Denn der Markt für Medizintechnikund Medizinprodukte ist ein sehr dynamischer. Der Innovati-onszyklus ist deutlich kürzer als in anderen Branchen. Dabeibildet oft bereits die Entwicklungskompetenz der Zuliefererden Ausgangspunkt für teils bahnbrechende Innovationenhinsichtlich einer effizienten und wirkungsvollen medizini-schen Versorgung.

In Zukunft Realität? Nanoroboter als Arznei-Taxi für das Vordringen in den Tumor

Das gilt etwa für die weiter zunehmendeMiniaturisierung. Einbesonders ausgefallendes Beispiel, das derzeit noch anScience Fiction erinnert, sind Nanoroboter in der Blutbahn,die selbstständig Operationen durchführen. EntsprechendeVorstellungen hat das Max-Planck-Institut (MPI) für Intelli-gente Systeme (Stuttgart) mit zwei verschiedenen Mikro-schwimmern entwickelt. Dabei handelt es sich einerseits umeineArtMuschel, die sich durchÖffnenundSchließen fortbe-

wegt, sowie um eine Schraube, die durch Rotation voran-kommt. Ihr Durchmesser liegt bei nur 100 Nanometern, ihreLänge bei 400 Nanometern. Ein rotierendes Magnetfeld, dasvon außen angelegt wird, bringt die Minischraube in Bewe-gung. Das Herstellungsverfahren für die speziellen Schwim-mer ist der 3D-Druck, der bei der COMPAMED für verschie-denste Anwendungen immermehr an Bedeutung gewinnt. Al-le eingesetzten Materialien wie Polydimethylsiloxan sindbiokompatibel und körperverträglich. Die Forscher stellensich vor, dass die Nanoroboter eines Tages zum Beispiel Tu-mortherapeutika direkt bis in den Tumor bringen. „Theore-tisch ist bei der Größe unserer Konstruktion sogar eine Ver-wendung innerhalb von Zellen denkbar“, erläutert Peer Fi-scher, Leiter der ArbeitsgruppeMikro-, Nano- undMolekulareSysteme am MPI für Intelligente Systeme. In jedem Fall sol-len dieWinzlinge dazu beitragen, Eingriffe minimal zu gestal-ten, ihre Effektivität zu verbessern und die dafür notwendigeZeitspanne zu verkürzen. Allerdings dürfte es noch eine Reihevon Jahren dauern, bis diese Science-Fiction Realität wird.

Klein, aber „oho“ undmit höchstem Anspruchan Präzision

Viele „Mini“-Lösungen sind unterdessen jetzt schon Realität,denn die Nachfrage nach immer kleineren Systemen ist in derMedizintechnik ungebrochen. „Die Life-Science-Industrieweist eine steigende Nachfrage zur Miniaturisierung, Mikro-strukturierung und Integration von optischen und elektri-schen Funktionen in kostengünstigenKomponenten auf“, be-stätigt Peter Kirkegaard, CEO der schweizerischen IMT Mas-ken und Teilungen AG. IMT adressiert diesen Bedarf mit demEinsatz von Fertigungstechnologien aus der Halbleiterindust-rie. Auf Basis von Glas fertigt das Unternehmen Mikrokanäle,Durchgangslöcher, Elektroden, optische und elektrische Be-schichtungen,Wellenleiter undGitter – die kleinsten Struktu-ren haben winzige Abmessungen bis hinab zu nur noch 150Nanometern. Ihr Einsatzgebiet sind unter anderem Lab-on-a-Chip-Systeme. Ebenfalls als Auftragsfertiger ist die MicreonGmbH tätig – das Unternehmen gehört zu den weltweit aner-kannten Spezialisten für die Mikrobearbeitung mit Ultrakurz-lasern im Piko- und Femtobereich. Bei der Herstellung von

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MEDSzene

medizinischen Implantaten, Instrumenten oder Messgerätenin derMedizintechnik nimmt der Laser zunehmend einewich-tige Position ein. Da bei medizinischen Produkten höchstePräzision undQualität gefordert sind, eröffnen sich gerade fürUltrakurzpuls-Laserverfahren immer neue Anwendungsmög-lichkeiten. Beispiel Gefäßwandstützen (Stents) aus organi-schen Materialien. Da die bioresorbierbaren Polymere sehrtemperaturempfindlich sind, ist der Femtosekunden-Laserdas einzige Werkzeug, mit dem die extrem fein strukturiertenBauteile ohne Beschädigung gefertigt werden können.

Rekordbeteiligungam IVAM-Gemeinschaftsstand

IMT und Micreon sind mit weiteren rund 50 Ausstellern aufdem Gemeinschaftsstand des Fachverbandes für Mikrotech-nik IVAM vertreten, der in Halle 8a erneut einen Schwerpunktfür Mikrosystemtechnik, Nanotechnologien sowie Produkti-onstechnik und Prozesssteuerung bildet. „Das ist ein neuerRekord, unsere Fläche liegt damit bei fast 700 Quadratme-tern“, erklärt Mona Okroy-Hellweg, Sprecherin des IVAM. DerFachverband richtet auch dieses Jahr wieder das COMPAMEDHIGH-TECH FORUM (Halle 8a) aus. Eine Session behandeltmit dem VTT Technical Research Centre of Finland ein The-ma, das immer mehr auch in der Medizintechnik an Bedeu-tung gewinnt: gedruckte Elektronik. Auch das Thema desdiesjährigen Frühjahrsforums „Laser – Optik – Photonic“ wirdnoch einmal in den Mittelpunkt einer Session gestellt. „Daviele Sensor-Hersteller auf unserem Stand vertreten sind, ar-beiten wir zudem an einer Session zum Thema `Smart SensorSolutions´“, so Okroy-Hellweg.Parallel inHalle 8b findet wieder das COMPAMEDSUPPLIERSFORUM statt, das schon traditionell von der FachzeitschriftDeviceMed veranstaltet wird. Im Mittelpunkt der zahlreichenVorträge mit Spezialisten international führender Unterneh-men stehen aktuelle Entwicklungen entlang der gesamten Pro-zesskette. Neu sind in diesem Jahr Vorträge zur Lieferperfor-mance in der Medizintechnik, einschließlich der Vorstellungvon Stellhebeln für Leistungsverbesserungen. Ebenfalls einThema ist der vom Bundeministerium für Bildung und For-schung initiierte „Innovationslotse“, der InnovationsprozesseSchritt für Schritt entlang der Innovationsstufen Forschung –Entwicklung – Zertifizierung –Erstattung –Markt begleitet. Ab-gerundet wird das Programm durch praktische Anleitungenzum Schutz von Innovationen sowie zur IT Security.

Hightech für dreidimensionale Aufnahmen vonGewebestrukturen

Im Trend liegen weiterhin optische Verfahren für eine bessereDiagnostik. So entwickeln seit April 2015 das Fraunhofer-In-stitut für Elektronische Nanosysteme ENAS, das schon mehr-fach auf der COMPAMED vertreten war, die sächsische FirmaEDC Electronic Design Chemnitz GmbH und die kanadischeFirma Preciseley Microtechnology Corperation gemeinsam einMikro-Opto-Elektro-Mechanisches System (MOEMS) für die

optische Kohärenztomographie (engl. Optical Coherence To-mography - OCT). Die angestrebte Lösung soll eine hochaufge-löste in-vivo OCT-Diagnostik ermöglichen. Erst durch den Ein-satz integrierter piezoelektrischer Sensoren und einer anwen-dungsspezifischen integrierten Regelungsschaltung kanneine Erhöhung der Präzision des OCT-Verfahrens bei gleichzei-tiger Miniaturisierung erreicht werden. Dadurch ist es mög-lich, einen hochpräzisen Kohärenztomografen in ein Endo-skop zu integrieren und nicht-invasiv dreidimensionale Auf-nahmen von Gewebestrukturen zu erhalten. Die OCT findet ineiner Vielzahl von medizinischen Fachbereichen Anwendung,wie zum Beispiel in der Augenheilkunde. Durch nicht invasiveOCT-Untersuchungen lassen sich die Beschaffenheit sowiemögliche Erkrankungen der Netzhaut erkennen. Mittels OCTist esmöglich, dreidimensionale Abbildungen vomAufbau derGewebestrukturen zu erhalten. Der Vorteil gegenüber konkur-rierenden Verfahren ist die hohe Eindringtiefe in das Gewebemit hoher Auflösung. Die OCT basiert im Gegensatz zur Sono-grafie nicht auf einem akustischen Verfahren, sondern auf op-tischer Interferometrie (Abstandsmessung). Ermöglicht wirddas Verbundprojekt durch eine Initiative des Ministeriums fürhöhere Bildung von Alberta (EAE) und dem Bundesministeri-um für Wirtschaft und Technologie (BMWi).

Beschichtungen, die Bakterien abtöten können

Ein „Dauerbrenner“ auf der COMPAMED sind Beschichtun-gen, vor allem mit antimikrobieller Wirkung. Biofilme auf Ka-thetern können zu Infektionen bei Patienten führen. Deshalbwerden in den USA bereits zwei Drittel aller gehandelten Ka-theter antimikrobiell und/oder antithrombogen beschichtet.Auch wenn in Europa eine andere Gesetzgebung herrscht,werden inzwischen auch hier derartige Katheder eingesetzt.Der nordspanische Zulieferer Cikautxo hat nach der so ge-nannten „non leaching method“ Katheder entwickelt, derenOberfläche mit einer Substanz behandelt ist, die Bakterienabtötet, sobald diese in ihre Nähe kommen. Bei dieserMetho-de werden also keine Substanzen ins Gefäßsystem abgege-ben, so dass auch keine Nebenwirkungen resultieren. Cikaut-xo arbeitet mit einem antimikrobiellen Überzug aus Polyme-ren und deren antithrombogener Wirkung auf der Grundlagevon Heparin.

Klaus JoppFreier Wissenschaftsjournalist (Hamburg)

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MesserundgangCompamed

FUNKTIONALEBESCHICHTUNGENAUS DEM REINRAUMIn der Medizintechnik gewinnt die Funktionalisierung von Oberflächendurch spezielle Beschichtungssysteme immer mehr an Bedeutung. Siebringen Erleichterungen für Patienten, Prozessoptimierungen für Ärzteund Personal sowie Kostensenkungen. Die hohen Anforderungen an Funk-tionalität und Qualität der Oberflächen auf den verschiedenen Substratenerfüllt die ADELHELM Unternehmensgruppe mit einem breiten Portfoliospezieller FDA-konformer und biokompatibler Beschichtungssysteme, vondenen der überwiegende Teil Weiter- bzw. Eigenentwicklungen aus derADELHELM Unternehmensgruppe sind.Um den stetig steigenden Anforderungen aus behördlichen Vorgaben odersensibleren Qualitätsnormen gerecht zu werden, realisiert das Unterneh-men die medizinischen Beschichtungsprozesse in einem Reinraumtech-nik-Umfeld der Klasse ISO 7/8. Dies gilt sowohl für maßgeschneiderteFDA- konforme als auch biokompatible, funktionale Beschichtungssyste-me. Gereinigt und nach DIN-Richtlinien verpackt, verlassen die Substratedie Reinräume und gelangen auf direktem Weg in die Reinräume desEmpfängers. Das Einschleusen gestaltet sich durch die Vorbehandlungenzügig. Angeboten wird ein breites Reinigungsspektrum, das mit lösemit-telfreien Reini-gungsanlagen sowie Ultraschallreinigungsbädern – aufdie individuellen Anforderungen zugeschnitten werden kann. Die ADEL-HELM-Medizintechnik entwickelt und appliziert in den neuen, 500 m² gro-ßen Rein- und Sauberraumbereichen hochwertige, innovative Oberflä-chen-Funktionalisierungen mit unterschiedlichen Applikationstechnikenauf Einzelstücken, Kleinserien sowie in der Massenfertigung. Der Work-flow der Beschichtungsprozesse in den neuen Produktionsbereichen er-füllt hohe Sicherheitsstufen und senkt zudem Systemkosten.Die Palette der Beschichtungswerkstoffe umfasst dabei reine Fluorkunst-stoffe und Fluorpolymerderivate, viele nicht fluorierte Polymere (PA, PEEK,PU) sowie Silikone und Silikonderivate, die speziell für Führungsdrähteoder zur Gleitoptimierung von LSR-Substraten verwendet werden. Nahezualle Beschichtungen werden auch in antimikrobieller Ausstattung ange-boten. Mehr über das breite Portfolio unter www.adelhelm-medizintech-nik.de.Auf der Compamed 2015 werden die medizin-technischen, funktionalenBeschichtungssysteme gezeigt.

www.adelhelm-medizintechnik.de/Halle 8a, Stand L10

KLEINE, ABER LEISTUNGS-STARKE PRIMÄRBATTERIEFÜR AKTIVE IMPLANTATELITRONIK Batterietechnologie GmbH, ein Unternehmen der MST Grup-pe, bietet eine neue Primärbatterie für Implantate mit Anforderungenan mittlere Pulsleistungen, wie z. B. Herzschrittmacher oder Neurosti-mulatoren mit Telemetriefunktionen, an.Die u-förmige LiS 2650 M ist klein und leichtgewichtig, aber leistungs-stark. Mit Abmessungen von 25,6 mm x 27,3 mm x 5 mm und einemGewicht von nur 11 Gramm liefert sie eine Kapazität von 900 mAh beieiner Nennspannung von 3,2 V und eine Energiedichte von 1010mWh/cm3. Die Batterie basiert auf der Lithium-Mangandioxid-Techno-logie. Durch eine Pulsleistung von bis zu 9 mA können Telemetrieein-heiten direkt versorgt werden. Des Weiteren zeichnet sich die LiS 2650M durch eine niedrige Selbstentladungsrate von < 1 % pro Jahr aus.Der patentierte Elektrodenaufbau mit Shutdown-Separator garantierteine hohe Betriebssicherheit, eine lange Lebensdauer und selbst beivollständiger Entladung ein sehr geringes Anschwellen der Batterie.Die Batterien werden in einer sehr eng kontrollierten Atmosphäre ge-fertigt, um so höchst reproduzierbare elektrische Eigenschaften sicherzu stellen. Das Edelstahlgehäuse wird mit Hilfe von Schweissprozes-sen hermetisch abgedichtet.Um den hohen Anforderungen der Medizintechnik an Qualität und Zu-verlässigkeit zu entsprechen, werden alle Batterien einer Röntgenana-lyse und verschiedenen elektrischen Tests unterzogen. Ein strengesQualitätsmanagementsystem und 100 % Rückverfolgbarkeit bei allenProzessen und Materialien gewährleisten höchste Zuverlässigkeit.

www.mst.com/Halle 8a, Stand 8aC03

Medium-Rate-Batterie LiS 2650M für aktive Implantate. Bild: MST

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MesserundgangCompamed

KOMPROMISSLOS IN ALLEN DISZIPLINEN DER LABORANALYSEPrinzipiell unterscheiden sich die Anforderungen an Fluidregelungen im kleinen Raum nicht von größeren Ausführungen: hohechemische Beständigkeit, exzellente Spülbarkeit, Schaltgeschwindigkeit, Lebensdauer, Dichtheit und Leitungsaufnahme sinddie vielfältigen Merkmale, auf die es ankommt. Auf der kommenden Fachmesse COMPAMED präsentiert Bürkert ein medien-getrenntes Wippenventil Typ 6724, das die Leistungen marktüblicher Mikroventile weit übertrifft. Mit einer Schaltzeit von3 ms, einer überdurchschnittlichen Lebensdauer von bis zu 30 Millionen Schaltzyklen und einer Leitungsaufnahme von 1 Weignet sich das Mikroventil ideal für den Labor- und Medizinbereich. Das neue 2/2 und 3/2-Wegeventil Typ 6724 ist Teil der imletzten Jahr vorgestellten WhisperValve-Baureihe, die Durchflüsse besonders leise schaltet.Lärm kann zur Belastung werden. Insbesondere dann, wenn er an Orten auftritt, die Ruhe verlangen, wie beispielsweise immedizinischen Umfeld oder im Labor. Die WhisperValve-Baureihe reagiert mit einem neu konzipierten Antrieb, bei dem dertypische Metall-Metall-Anschlag eines Magnetventils entfällt. Weniger als 30 dB sind vom neuen Antriebskonzept zu hören,dass beispielsweise in der In-Vitro-Diagnostik oder im Analysebereich Patienten und Mitarbeiter entlastet. Wem das noch zu

laut ist, lässt sich das Ventil mit einer einfachen elektronischen Schaltung ergänzen, die das Ventil mit einem Schaltge-räusch kleiner 20 dB nahezu geräuschlos macht. Neben einem fast lautlosen Schalten profitieren Anwender auch vomgeringen Gewicht der Baureihe. Mit einem kompakten Design von 8,9 mm Baubreite und 1,2 mm Nennweite sind Anwen-dungen auf Dosierarmen, Pippetierarmen oder Dosierrobotern möglich, ohne die fluidische Leistung zu reduzieren.

Einmalig mediengetrenntes WippenventilNeben der geringen Lautstärke setzt das neue Ventil dort an, wo andere aufhören. Das wird bei der Aufnahmeder elektrischen Leistung besonders deutlich. Im Dauerbetrieb benötigt das Ventil eine maximale Leistungsauf-nahme von 1 W. Ein Wert, der beim Wettbewerb mit vergleichbaren fluidischen Leistungsdaten bei 3,3 W liegtund nach dem Schaltvorgang mit zusätzlicher Leistungsreduzierungselektronik auf 1 W abgesenkt wird. Wäh-rend bei anderen Geräten im Prozessablauf Einschalt- und Wartezeiten berücksichtigt werden müssen, sind

dank eines sparsamen Antriebs und einer Einschaltdauer von 100 % mit dem Typ 6724 mehr Analysen pro Stunde möglich. Schnellere Schaltzeiten bedeutenin der Microfluidik höhere Dosiergenauigkeiten. Dank eines neuen Antriebsprinzips sind Betätigungszeiten von kleiner 3 ms möglich. Bei marktüblichenmediengetrennten Ventilen liegt dieser bei 15 bis 25 ms. Mit dieser außergewöhnlichen Performance können die Dosiermengen reduziert und die Genauigkeiterhöht werden. Mit einem maximalen Betriebsdruck von 3 bar zeigt sich eine weitere Besonderheit des Analyseventils, da diese üblicherweise bei 2 bar liegt.Je kleiner die Bauteile, und das gilt nicht nur für die Analyse- und Dosiertechnik, desto leichter lässt sich die Technik an den Point-of-Use oder im Falle derMedizintechnik an den Point-of-Care heranbringen. Mögliche Anwendungsbeispiele des mediengetrennten Mikroventils liegen in den Bereichen der klini-schen Chemie, Hämatologie, Immunologie, Urinuntersuchungen, Dialyse, Beatmungsgeräte und innerhalb von Dosiersystemen für Arzneimittel. In der 3-Wege-Ausführung ist es ideal für den Einsatz mit Spritzenpumpen. Aber auch für Industrieanwendungen wie Tintenstrahldruckern ist das Ventil geeignet.Dank des modularen Aufbaus und der möglichen Werkstoffvarianten für das Gehäuse (PEEK und PPS) sowie für die Membran (FFKM, EPDM und FKM) ist dasMikroventil für praktisch alle Flüssigkeiten und Gase, ob neutral oder aggressiv, in den Bereichen Life Sciences und industrieller Anwendungen einsetzbar.

www.buerkert.de Halle 8b, Stand 8bH07

HOCHGENAUES FÜGENUND MONTIEREN

An ihrem Stand auf der COMPAMED präsentiert nanosystec Beispielaufbau-ten für das Laserschweißen von transparenten Kunststoffen, das Laserfein-wuchten von Rotoren sowie das hochpräzise Platzieren und Fügen kleinsterBauteile.

Präzisionsschweißen von transparenten KunststoffenMit dem neuen System VersaWeld-TLPW bietet nanosystec einen wichtigen,kosteneffizienten Fertigungsschritt für medizinische Bauteile im industriel-len Maßstab. Die neuen Schweißanlagen verarbeiten jedes thermoplasti-sche Polymer, ob Polycarbonat, COC oder PMMA und ermöglichen das Laser-schweißen transparenter Kunststoffe ohne Additive, was die Biokompatibi-lität bewahrt und deshalb für medizinische Systeme unabdingbar ist.Herz des Systems ist ein Faserlaser kombiniert mit einem hochgenauenPositioniersystem. Dies ermöglicht die hochpräzise Fertigung z. B. vonLab-on-a-Chip-Systemen auch mit komplexen Geometrien. VersaWeld

kann autark gefahren oder unkompliziert in bestehende Produktionslinienintegriert werden.

Pick-and-Place für mittlere und kleine ProduktionsloseNanoPlace positioniert hochgenau optoelektronische und medizinischeBauteile mit hoher Präzision auf planaren Strukturen für das anschlie-ßende Fügen mit UV-empfindlichen Klebern oder Laserlöten. Lagefehlervon weniger als 1 µm sind möglich. Die Station kann kundenspezifischauf die jeweilige Aufgabe angepasst werden.

Feinwuchtsysteme mit präzisem LaserabtragFeinste Unwuchten an Rotoren und Impellern trägt der NanoBalancer mitgepulsten Lasern „on-the-fly“ während des Wuchtvorgangs kontrolliert ab,synchronisiert mit der Wuchtmaschine. Je nach Material kommen unter-schiedliche Laserquellen zum Einsatz. Für Impeller aus Kunststoff, bietetsich ein CO2-Laser als Strahlquelle an und selbst Glasfaserfüllungen zurVerstärkung stellen kein Hindernis dar. Für die Bearbeitung von Metallenstehen Laser mit entsprechend hohen Spitzenleistungen und Pulsen imPicosekundenbereich zur Verfügung. www.nanosystec.com/Halle 08a / E19

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Mit dem neuen 2/2- und 3/2-Wege-ventil Typ 6724 bringt Bürkert einmediengetrenntes Mikroventil aufdenMarkt, das besonders schnell,leise, präzise und zuverlässig schal-tet.

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MEDElektronik undKomponenten Ultraschallsensor

Mit dem SONOFLOWCO.56 bietet die SONOTEC GmbH einenberührungslosen Ultraschallsensor, der die Durchflussmessungmit der Luftblasendetektion kombiniert.

Ultraschallsensor löst zweiAufgaben auf engstem Raum

Der Ultraschallspezialist aus Halle (Saale) hat dabeiden in der Medizintechnik bewährten Durchflusssen-sor SONOFLOWCO.55 um die Funktion der Blasener-

kennung ergänzt. Der Kombi-Sensor kommt in verschiedenenmedizintechnischen Applikationen als Clamp-On-Kompo-nente zum Einsatz.

In der Medizin geht es um Menschenleben, daher ist der An-spruch an die Technik besonders hoch. Maschinen ersetzenwichtige Körperfunktionen oder versorgen den Patienten mitden nötigen Nährstoffen undMedikamenten. Daher muss dieeinwandfreie Funktion aller eingesetzten Geräte jederzeit ge-währleistet sein: Vor allem, wenn es um Infusionen, Blut-,Sauerstoff- oder Kühlmittelpumpen geht. Bei der Kontrolleder Flüssigkeitszufuhr in solch anspruchsvollen humanmedi-zinischen Anwendungen kann die Kopplung von Durchfluss-messung und Luftblasendetektion sinnvoll sein. SONOTEChat einenUltraschallsensor auf denMarkt gebracht, der beideFunktionen in einer kompakten Lösung kombiniert.

Für dieMessung von Strömungsgeschwindigkeiten schalltrans-parenter Flüssigkeiten in Schläuchen wie Wasser oder mensch-liches Blut bietet SONOTECmit dem SONOFLOW CO.56 einenUltraschallsensor, der Durchflussmessungen schnell, bidirek-tional und berührungslos realisiert. Letzteres ist besonderswichtig für die hohen Hygienestandards in der Medizintechnik.Gleichzeitig detektiert der Sensor Luftblasen ab einerGröße von1/3 desSchlauchinnendurchmessers. „In der Praxis wurden so-gar Blasen, die kleiner als 2 µl sind, sicher erkannt. Damit eig-net sich der Kombi-Sensor hervorragend für die hochpräziseDurchflussmessung sowie für die parallele Klassifizierung vonBlasen“, erläutert Peter Ködderitzsch, zuständig für den Ver-trieb Medizin- und Labortechnik von SONOTEC.

Die Funktionsweise der Ultraschalllösungen lässt sich dabeirelativ einfach erklären. Die eingesetzten Sensoren schickenein Ultraschallsignal durch den zu überwachenden Schlauchan den gegenüberliegenden Empfänger. Befindet sich eineLuft- oder Gasblase im Schlauch, wird das Ultraschallsignalan der Grenzschicht zwischen Luft und Flüssigkeit reflektiert.

Dies sorgt dafür, dass am Empfänger ein deutlich schwäche-res oder auch gar kein Signal mehr ankommt. Ein Mikropro-zessor wertet dies aus und sendet ein vorab definiertes Signalan die angeschlossene Steuerung der Maschine.

Ultraschallsensor mit integrierter Elektronik

Im Unterschied zu allen anderen Sensoren am Markt ist dieleistungsstarke Auswerteelektronik bereits im Ultraschallsen-sor integriert, so dass keine zusätzliche externe Platine benö-tigt wird. Somit kann eine variable Anzahl an Sensoren flexibelin die jeweilige Anwendung integriert werden, ohne kostbarenRaumzu verschwenden. Auch derMontage- und Verdrahtungs-aufwandwird so erheblich reduziert. Als Clamp-On-Lösung eig-net sich der äußerst präzise Kombi-Sensor insbesondere fürProzesse mit hohen hygienischen Anforderungen. Er wurde

streng nach medi-zintechnischenGrundsätzen entwi-ckelt und ist alsKomponente für Me-dizingeräte zugelas-sen. Wie andere Ult-raschallsensoren

Der Clamp-On-Ultraschallsensor SONOFLOWCO.56 vereint die be-rührungslose Durchflussmessung und Luftblasendetektion in einerkompakten Lösung.

KONTAKT

SONOTEC UltraschallsensorikHalle GmbHNauendorfer Str. 2, 06112 HalleTel. +49/345 133 17-0www.sonotec.de

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MEDElektronik undKomponenten

Geht unter die

Haut

Antriebssysteme für

3 Patientennahe Anwendungen

3 Elektronisch gesteuerte Medikamentenabgabe

3 Infusion und Medikation3 Ambient Assisted Living

f as t fo r ward so lu t ions

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Wir freuen uns auf Ihren Besuch:

Compamed in Düsseldorf

16.11. – 19.11.2015 | Halle 8a | Stand K15

von SONOTEC erfüllt auch der SONO-FLOW CO.56 die Medizingerätenorm EN60601-13.Edition.DieSoftwareentwick-lung entspricht der NormDIN IEC 62304.

Einfache Handhabung– einfacher Einbau

Die Handhabung des Clamp-On-Sensorsist denkbar einfach. Der flüssigkeits-durchströmte Schlauch wird lediglich indas Gerät gelegt. Als Schlauchmaterialkommen Materialien wie zum BeispielPVC oder Silikon in Frage. Wichtig sind injedem Fall eine glatte Oberfläche und dieElastizität des Materials. Da der Ultra-schallsensor nach dem Prinzip der Tro-ckenkopplung arbeitet, wird kein Koppel-medium benötigt. Das heißt, derSchlauch kann über Monate im Detektorbleiben und liefert dennoch absolut zu-verlässige Messergebnisse. „Ein Koppel-medium wie Gel würde mit der Zeit aus-trocknen und dann zu Problemen füh-ren“, so Peter Ködderitzsch.Der SONOFLOW CO.56 passt sich bei derakustischen Messung problemlos dyna-misch variierendenUmgebungsbedingun-gen an und kann dadurch eine hoheMess-wertstabilität sicherstellen. Der Messzyk-lus der Komponente für Medizingeräteliegt bei 400 µs, die Reaktionszeit typi-scherweise bei 2 ms. Somit erkennt derSensor Luftblasen in flüssigkeitsdurchst-römten Schläuchen und Messkammerngenauso zuverlässig wie die Clamp-On-Ultraschallsensoren zur Luftblasendetek-tion der SONOCHECK-Serien ABD05,ABD06 und ABD07. Er erlaubt sowohl dieFlüssigkeitsüberwachung als auch dieNass-Trocken-Meldung.

SONOTEC bietet den Sensor standardmä-ßig in den für dieMedizintechnik typischenGrößen und Messbereichen an: Damit eig-nen sich die Messlösungen zum Beispielfür Herz-Lungen-Maschinen, Katheter-Ab-lationen amHerzen und Infusionen.

Blutstrommessung in derHerz-Lungen-Maschine

Jahr für Jahr werden weltweit hunderttau-sende Operationen am offenen Herzendurchgeführt. Für die Dauer des Eingrif-fes müssen Herz und Lunge stillgelegt

werden. Herz-Lungen-Maschinen erset-zen währenddessen die Pumpfunktiondes Herzens und die Lungenfunktion desPatienten, um die Organe weiterhin mitSauerstoff zu versorgen. Das Blut verlässtden Körper über ein Schlauchsystem,wird mit Sauerstoff angereichert und wie-der zurückgeführt. Außerdem sorgt dieMaschine für die Elimination von Kohlen-stoffdioxid und die Temperaturregulationdes Körpers während der OP.Der SONOFLOWCO.56 unterstützt dabeiim Wesentlichen die Steuerung von Rol-lenpumpen und Zentrifugalpumpen, dieals arterielle Hauptpumpen die Arbeitdes Herzens verrichten. Je nach Produkt-ausführung liegt der Messbereichsend-wert zwischen sechs (1/4-Zoll-Schlauch)und zwölf Litern in der Minute (3/8-Zoll-Schlauch). Die Genauigkeit der Sensorenbeträgt fünf Prozent (bei menschlichemBlut, einem Durchfluss größer als einemLiter pro Minute, einer Bluttemperaturvon 37° Celsius und einem Hämoglobin-wert kleiner/gleich 12 g/dl).Der Luftblasendetektor des Ultraschall-sensors erkennt zuverlässig das Eindrin-gen von Luft in den Blutkreislauf und sen-det ein definiertes Signal an das ange-schlossene Gerät, welchesmit einer zuvorfestgelegten Warnmeldung reagiert. Sowird zumBeispiel einer gefährlichen Luft-embolie vorgebeugt, die für denPatientenlebensbedrohlich werden kann.

Software für kundenspezifischeAnpassungen

Wie für alle Sensoren der SONOFLOW-Serie bietet SONOTEC optional eine leis-tungsfähige und doch einfach zu bedie-nende Software an. Dieses Zubehör er-laubt den komfortablen Test derUltraschallsensoren und bei Bedarf dieÄnderung der Sensorparameter. So kannder Anwender unter anderem die Emp-findlichkeit des Kombi-Sensors anpas-sen oder die elektrischen Schnittstellenumschalten. Dadurch lässt sich der SO-NOFLOWCO.56 individuell auf die jewei-lige Anwendung abstimmen. Das Unter-nehmen bietet zudem applikationsspezi-fische Anpassungen hinsichtlich Design,Schnittstellen und Eigenschaften wiebeispielsweise Sicherheitsroutinen oderSpannungsversorgung an.

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Medizingerätetechnikoptimiert NotfalleinsätzeDie leichte Bedienbarkeit und höchste Funktionalität

der Ersthilfegeräte plus integrierte Diagnosefunktio-nen vereinfachen die Arbeit der Ersthelfer und können

für das Überleben der Patienten entscheidend sein. Embed-ded Technologien sind dafür ein wesentliches Element.

Pro Jahr werden in Deutschland im öffentlichenRettungsdienstetwa 12,1 Millionen Einsätze gefahren, das sind je eintausendEinwohner 123Einsätze. Täglich gehen bei denRettungsdiens-ten etwa 31.000 Hilferufe ein, von denen 46 Prozent nachträg-lich als Notfälle eingestuft werden, wobei es in 54 Prozent derFälle zu einem Krankentransport kommt. An der Hälfte allerNotfalleinsätze ist ein Notarzt beteiligt. Das einspricht 2,33Millionen Notarzteinsätzen. Diese Zahlen ergeben sich aus Er-hebungen und Statistiken, die der Deutsche Verkehrssicher-heitsrat (DVR) Bonn sowie die Bundesanstalt für Straßenwesen(BAST) Bergisch-Gladbach veröffentlichen. Laut der vorliegen-den Statistiken handelt es sich bei nur fünf Prozent aller Not-falleinsätze um Verkehrsunfälle. Der Rest verteilt sich auf inter-nistische Probleme (44 Prozent), Arbeitsunfälle (ein Prozent)sowie sonstige Unfälle oder Notfälle (49 Prozent).

Besonders kritisch ist ein Notfalleinsatz, wenn Notärzte miteinem plötzlichen Atemstillstand oder akuter Atemnot kon-frontiert sind. Ohne rasche Hilfe steht dabei innerhalb weni-

ger Sekunden oft das Leben eines Patienten auf dem Spiel.ErstemechanischeNotfallbeatmungsgeräte gab esbereits vormehr als 100 Jahren. Seitdem hat die Medizintechnik eineenorme Evolution durchlebt. Heutige Intensivbeatmungsge-räte arbeitenmit mikroelektronischer Steuerung und anderenhochtechnischen Komponenten, die ein lungenschonendesBeatmen, d.h. die jederzeitige Möglichkeit zur Spontanat-mung sowie das Mitverfolgen der Atemluftverteilung in derLunge ermöglichen.

Am ursprünglichen Grundprinzip der Beatmung hat sich seitder Entwicklung der ersten Notfallbeatmungsgeräte nicht vielverändert. Bis heute lösen die maschinellen Atemhübe in dieLunge einen Druckanstieg aus. Beim passiven Ausatmen sinktder Druck wieder ab. Das Beatmungsgerät hält den Gasaus-tausch in der Lunge aufrecht. Moderne Intensivbeatmungsge-räte versorgen den Notfallpatienten über einen gewissen Zeit-raum mit Sauerstoff, bis die eigene Atmung wieder einsetzt.Das verschafft auch demNotfallteam die notwendige Zeit, umweitere medizinische Maßnahmen durchzuführen und überweitere Aktionen zu entscheiden. Die einfache Bedienung derGeräte, eine hohe Funktionalität sowie integrierte Diagnose-funktionen optimieren die Arbeit der Ersthelfer und können fürdas Überleben der Patienten entscheidend sein. ModernsteTechnologien sind dafür eine grundlegende Voraussetzung.

Embedded Technologien auf dem Vormarsch

„Embedded goes Medical“ steht bereits seit einigen Jahrenals Slogan für eine neue Entwicklung in der Medizintechnik.Bei den so genanntenEmbeddedSystems, handelt es sich umkleineRechnersysteme, die immer häufiger inmedizintechni-

ModerneErsthilfegeräte in denRettungswagen können überLeben und Tod entscheiden.Neben Defibrillatoren sind dasbesonders die Intensivbeat-mungsgeräte. Sie können bei ei-nem plötzlichen Atemstillstandoder akuter Atemnot Leben ret-ten und betroffene Patientenmit Sauerstoff versorgen, bisderen eigene Atmung wiedereinsetzt.

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Ausstellerauf der

ComPaMED Stand 8A E02

sche Geräte eingebaut werden. Damit eröffnen sich für dieNotfallmedizin sowie die medizinische Behandlung in allenSegmenten neueMöglichkeiten und Behandlungsmethoden.So hat beispielsweise das Schweizer IT-Unternehmen imtme-dical ein neues, innovatives Intensivbeatmungsgeräte entwi-ckelt, das mit COM Express Modulen von Kontron arbeitet.Zielwar es,Notfallmedizinern einGerät andieHand zugeben,das extrem einfach zu bedienen ist, eine extrem zuverlässigeBeatmung garantiert und zusätzlich Diagnosemöglichkeitenintegriert, um demPatienten bestmöglich zu helfen. Gemein-sammit dem Technologiehersteller IMT wurde die Produktfa-milie Bellavista entwickelt, deren Kernelement ein COM Ex-press Modul von Kontron ist.

Bei dem für die Bellavista-Intensivbeatmungsgeräte verwen-deten Embedded Modul handelt es sich um eine technolo-gisch ausgereifte Komponente, die weltweit in Geräten für einbreit gefächertes Anwendungsspektrum zum Einsatz kommt.Für das medizinische Umfeld ist die Lösung prädestiniert,weil sie nicht nur robust ist, sondern zusätzlich eine moderneTouch-Bedienung bietet sowie die anschauliche Visualisie-rung der Patientendaten ermöglicht. Darüber hinaus könnendie Datenausgabe sowie eventuelle kritische Alarmierungenin Echtzeit an das Fachpersonal in der Notaufnahme des wei-terbehandelnden Krankenhauses übergeben werden, was dieweitere Versorgung der Patienten optimiert.

Kritische Situationen zuverlässig meistern

Intensivbeatmungsgeräte kommen in der Regel in kritischenSi-tuationen zum Einsatz, weshalb die Komponenten stabil undmit hoher Zuverlässigkeit arbeiten müssen. „Intensivbeat-mungsgeräte entziehen mittels einer Turbine die Luft aus derUmgebung. Diese wird gefiltert und dem Patienten mit erhöh-tem Druck zugeführt“, erklärt Müller die Funktionsweise. DieSteuerung des Drucks und das zu verabreichende Volumen soll-ten bei Bellavista verschiedene Prozessoren übernehmen, dienach neusten technologischen Standards arbeiten. EmbeddedModule haben sich seit Jahren im medizinischen Umfeld be-währt und ermöglichen auf der Basis der Computer-on-Module-Technologie die Realisierung zahlreicher Lösungen für unter-schiedlichste Einsatzbereiche in der Medizin. Basis für die Mo-dule ist der COM Express-Standard. Module, die auf diesemStandard basieren, zeichnen sich durch Robustheit, schnellePerformance und die obligatorischen Sicherheitsmerkmaleaus.DieSchweizer Entwickler der Intensivbeatmungsgeräte ha-ben sich für das Kontron COM Express Modul COMe-bSC2 imbasic-Formfaktor entschieden, weil es neben genügend Prozes-sorleistung auch zusätzliche, flexibel konfigurierbare DigitalDisplay Interfaces (DDI) für SDVO, DisplayPort und HDMI/DVIbietet. Zudem stehen für sicherheitskritische Applikationen biszu zweiGigabyte integriertes fehlersicheres ECCDDR3RAMzurVerfügung. Als CPU kam der Celeron B810E zum Einsatz.

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Normenmüssen erfüllt werden

Medizinische Systeme unterliegen strengen Normen, dieauch für die integrierten Komponenten gelten. Auf allen Ent-wicklungsstufen muss eine Lösung daher Modul-, Integrati-ons- und Systemtests in den Disziplinen Software, Elektronikund Hardware durchlaufen, damit einer erfolgreichen Markt-einführung nichts im Wege steht. Das für die Intensivbeat-mungsgeräte verwendete Prozessor-Modul absolvierte in derersten Version innerhalb eines Zeitraums von rund 2.000Stunden im Rahmen klinischer Prozesse eine Vielzahl vonAufgaben. Die Embedded-Technologie ermöglicht es, dassbei den Folge-Versionen nur noch die Änderungen überwachtund zusätzlicheDauerbetriebstests gefahrenwerdenmüssen.

Mehr Flexibilität durch Embedded-Technologie

Bei den Intensivbeatmungsgeräten kann das Fachpersonalneue Beatmungseinstellungen über die intuitive Touch-Be-dienung kurzfristig und individuell vornehmen und die Leis-tung des Gerätes individuell an die Situation sowie den Zu-stand des Patienten anpassen. Die Anzeige und Visualisie-rung der aktuellen Beatmungsparameter, die durchEchtzeitkurven und numerische Messwerte dargestellt wer-den, erfolgt durch das Embedded-Modul. Die Notfallmedizi-ner erhalten damit zeitnah eine differenzierte Aussage überden aktuellen Gesundheitszustand des Patienten. Darüberhinaus werden die Patientendaten laufend ausgewertet undüberwacht. Ungeeignete Einstellungen und potenzielle Ge-fährdungssituationen für den Patienten erkennt das Systemautomatisch und sendet visuelle und akustische Alarme.

Während des gesamten Einsatzes werden die Patientendatendurch das Embedded-Modul des Intensivbeatmungsgeräteskontinuierlich aufgezeichnet und bis zu einem Jahr gespei-chert. Da gängige Schnittstellen zum Einsatz kommen, ist einDatenexport auf eine Vielzahl von Speichermedien möglich,was die schnelle und sichere Analyse durch Fachärzte verein-

facht. Die kontinu-ierliche Aufzeich-nung der Echtzeitda-ten jedes Atemzugs -rückwirkend bis zuzwei Wochen – er-leichtert die Analysedes Therapieverlau-fes.

KOMPAKTE UND EFFIZIENTE AC-DC- NETZTEILE

Roal Electronics ist ein italienisches Unternehmen, Marktführer im Bereich Hochleistungs-Schalt-netzteile (SMPS), LED-Treiber, High-Power LED-Module, Motorsteuerungen und Benutzer-schnittplatten für Haushaltsgeräte. Roal bietet Standard-, modifizierte Standard-und kundenspezifische Lösungen mit dem kleinsten, leistungsfähigs-ten und zuverlässigsten Energieumwandlungslösungen in der heuti-gen Industrie. Während der Compamed wird Roal Electronics seineDDP600 Reihe äußerst kompakte und effiziente AC-DC- Netzteile prä-sentieren. Mit 600 Watt bei 24,36 und 48 VDC Einzel-Ausgangsspan-nung, die Serie hält alle Funktionsparameter unverändert in der gesam-ten 85 - 305VAC erweiterten Eingangsspannungsbereich. Eine 94% typi-sche Effizienz, 2 x MOPP medizinischen Schutzgrad, ein mehr als 0,9 PFC bei allenArbeitsbedingungen und eine 800 Watt Spitzenleistung für 10 Sekunden, sind die DDP600Serie Hauptmerkmale.Roal Electronics ist Aussteller auf der Compamed 2015, Halle 08b, Stand K 31.

www.roallivingenergy.com ¦ sales.roal@roallivingenergy.com

KONTAKT

Kontron AGLise-Meitner-Straße 3 – 586156 AugsburgTel.: +49 (0) 821 4086-0E-Mail: sales@kontron.comwww.kontron.de

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Neue Prozessoren

Prozessoren Cores Cache [MB]

Clock [GHz]

Turbo Mode [GHz]

TDP [W]

Grafik

GX-222GC 2 1 2,4 3,4 10 / 15 AMD Radeon ™ R5E

GX-412HC 2 1 1,6 3,4 5 / 7 AMD Radeon ™ R53

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NEUE AMD G-SERIESBASIERTE MOTHERBOARDS

Grafikstarke Low-Power Mini-ITX Boards mit SoC-integrierter AMD Radeon Grafik und konfigurier-barer TDP für durchweg industriegerechte Syste-mauslegungen. Die congatec AG erweitert mitdem AMD Embedded G-Series SoC-Prozessor (Co-dename „Steppe Eagle“) basierten conga-IGX ihrdurchweg industriegerecht ausgelegtes Mini-ITXMotherboard Portfolio um zwei besonders energie-effiziente Low-Power Boards mit leistungsfähiger,SoC-integrierter AMD Radeon Grafik.Die neuen Motherboards der weit skalierbaren LowPower Klasse (5-15 Watt max. TDP) erweitern dasMini-ITX Portfolio um eine leistungsfähige AMD

Radeon Grafik, die im konkreten Fall unter anderem bis zu zwei unabhängige Displays unterstütztund eine Auflösung von bis zu 4k (3840 x 2160 Pixel) bietet. Ein sehr effizientes Feature ist die kon-figurierbare TDP der Prozessoren, durch die man die Auslegung der Kühlung und Stromversorgungund die Systemkosten als ganzes applikationsspezifisch optimieren kann.Die neuen Boards mit Gen 2 AMD Embedded G-Series SoC-Prozessoren sind zudem durchweg indust-riegerecht ausgelegt: Von der Bauelementeauswahl und dem Platinenaufbau für höchste Zuverläs-sigkeit über die I/O- und IoT-Unterstützung sowie den Treiber- und Design-In Support bis hin zu denflexiblen Fertigungslosgrößen und einer Langzeitverfügbarkeit, die für die Mini-ITX Boards conga-IGXsieben Jahre umfasst.Anwendungsbereiche der neuen Mini-ITX Motherboards finden sich vor allem in Applikationen, beidenen eine höchst leistungsfähige Grafik für kosteneffiziente Low-Power Devices gefragt ist. conga-tec erwartet, dass die neuen Boards Branchen des allgegenwärtigen Computings wie Retail, DigitalSignage und Gaming sowie Medical Imaging, Vision Systeme und Industrial Automation adressieren.

Das Featureset im Detail:Die neuen Boards mit der zweiten Generation der AMD Embedded G-Series SoC Prozessoren sind ineiner leistungsstarken 2,2 GHz Dual-Core Auslegung (10/15 W max. konfigurierbare TDP) oder alsMultiprocessing optimierte 4x 1,2 GHz Quad-Core Plattform (5/7 W max. konfigurierbare TDP) verfüg-bar. Mit dem integrierten AMD Radeon R5E/R3E Next-Generation Graphics Core bieten die neuenBoards zudem leistungsstarken 4k Grafiksupport inklusive DirectX11.1 und OpenGL 4.2. Bis zu zweiDisplays können via DisplayPort 1.2, DVI oder LVDS unabhängig voneinander angesteuert werden.Zudem unterstützen sie auch OpenCL™ 1.2, womit rechenintensive Paralleltasks auf der GPUschneller und effizienter als auf der CPU bearbeitet werden können.Erweitern lassen sich die Boards über einen PCIe x4 Gen 2.0 Slot, 1x MiniPCIe, 2x USB 3.0 sowie 6xUSB 2.0. Über einen speziellen Sockel können Applikationen zudem einfach mittels handelsüblicherUSB-Sticks kostengünstig mit beispielsweise WLAN, Mobilfunkanbindung oder Sicherheitsmecha-nismen (Dongle) erweitert werden. Für die IoT Vernetzung führen die Boards 2x Gigabit LAN aus.Zwei serielle Schnittstellen sowie PS/2 Anschlüsse für Maus und Keyboard unterstreichen die durch-weg industriegerechte Auslegung der neuen conga-IGX Boards. Stereo-Audio Ein- und Ausgängerunden das Featureset ab. www.congatec.com

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Grid-EYE Infrarot-Array-Sensor Evaluation Kit für ein schnelleresPrototyping von IoT-Anwendungen

Grid-EYE Infrarot-Array-Sensor Evaluation KitPanasonic Automotive & Industrial Systems plant die-

sen Herbst die Einführung eines Grid-EYE Infrarot-Ar-ray-Sensor Evaluation Kits, das das „nanopower“

Bluetooth Smart-Modul PAN1740 und einen Microcontrollerauf einer Platine vereint.

Die Kombination der neuen IR-Sensortechnologie mit Blue-tooth-Funktionalität und einer Software für die IR-ErkennungvonPersonen undObjekten auf einer einzigen Platine versetztKunden in die Lage, schnelle Prototypen zu entwickeln undmit kurzer Vorlaufzeit eigene Funksensor-Anwendungen fürdas „Internet der Dinge“ zu erstellen.

Alexander Hoch, Teamleiter Schaltungskomponenten in derPanasonic Device Solutions Business Division: „Mit Einfüh-rung des Grid-EYE Evaluation Kits stellen wir unseren hoch-modernen Grid-EYE-Sensor und die innovative IR-Personen-erkennungssoftware (einschließlich Basis-API und Bildverar-beitung) erstmals auch unseren Endkunden zur Verfügung.Außerdem haben wir eine PC-Software und eine Smartphone-App entwickelt, mit deren Hilfe die Kunden unseren Sensormit verschiedenen Anwendungen testen können.“

Grid-EYE kombiniert einen innovativen Infrarot-Array-Sensormit der ersten 64-Pixel-IR-Kamera überhaupt und wird in ei-nem kompakten All in One-SMD-Paket bereitgestellt. Die aufder MEMS-Technologie (Micro Electro Mechanical Systems)basierende Lösung verfügt über einenMEMS-Sensorchip, eindigitales ASIC (I2C-Schnittstelle) und eine Siliziumlinse.Der Sensor ist mit 64 Thermophile-Elementen ausge-stattet, die in einer 8x8-Matrix angeord-net sind und eine berührungslo-se Messung der absoluten Ober-flächentemperatur ermöglichen.Anders als herkömmliche Senso-ren nutzt Grid-EYE eine patentierte,aus einem Silizium-Wafer herausge-ätzte Linse mit einem Erfassungsbe-reich von 60° – die mit 0,3 mm Dickederzeit kleinste auf demMarkt verfügbare

Linse überhaupt. Dank der Bündelung hochmoderner undausgereifter Technologien kannPanasonic einSensorgehäusebereitstellen, das mit seinen Abmessungen von nur 11,6 mmx 8mm x 4,3 mm bis zu 70% kleiner ist als die Mitbewerber-produkte. Im Vergleich zu pyroelektrischen Sensoren erkenntGrid-EYEnicht nur sich bewegende, sondern auch unbewegli-chePersonenundObjekte und identifiziert zudemauchderenBewegungsrichtung und genaue Oberflächentemperatur ineinem Bereich von -20°C bis +100°C. Dank des großen Tem-peraturmessbereichs erzielt Panasonic eine Temperaturauf-lösung (Noise Equivalent Temperature Difference, NETD) von

+/- 0,5°C bei Raumtemperatur.

Mit diesem Funktionsprofil eröffnet derGrid-EYE-Sensor ein breites Spektrum anAnwendungsmöglichkeiten. Diese rei-chen von Energieeinsparungen in derBeleuchtungsindustrie bis hin zume-dizinischen Anwendungsbereichen(z. B. Sturzdetektion und Patien-tenlagerung). Darüber hinaus istGrid-EYE in der Lage, Personen

zu erkennen und zuverlässig von an-

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Aus Helix Medical und MedVenture wird Freudenberg Medical. Freudenberg Medical ist Ihr globaler Partner für Design, Entwicklung und Produktion innovativer Medizinpro-dukte. Unser Angebot umfasst sowohl Katheter-Lösun-gen für minimal-invasive Eingriffe und Komponenten aus komplexen, medizinischen Materialien wie auch Präzisionsformteile und Schläuche aus Silikon und

Thermoplast sowie metallene Hypotubes. Freudenberg Medical ist Teil der Freudenberg Gruppe, eines Tech-nologieunternehmens mit über 165-jähriger Tradition. Als Entwicklungspartner tragen wir dafür Sorge, dass jedes Innovationsprojekt unserer Kunden durch unsere einzigartige Kombination aus globalem Netzwerk, fi -nanzieller Stabilität und großer Flexibilität unterstützt und zu wirtschaftlichem Erfolg geführt wird.

INNOVATING TOGETHER

www.freudenbergmedical.de

A HELIX MEDICAL COMPANY

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deren Wärmequellen wie Displays oder Heizkörpern zu unter-scheiden. Da Grid-EYE auf Infrarotsensor-Technologie ba-siert, erfolgt die Erkennung und Erfassung von Menschen na-hezu unabhängig von den Umgebungslichtverhältnissen. Einweiterer entscheidender Vorteil des Grid-EYE-Sensors be-steht zudemdarin, dass er imGegensatz zuKameras ohneVer-letzung der Privatsphäre eingesetzt werden kann.

Bei dem in das Evaluation-Kit integrierten Bluetooth-ModulPAN1740 (P/N ENW89846A1KF) handelt es sich um ein

Single-Mode Bluetooth Smart System-on-Chip-Modul, dasfür eine geringe Leistungsaufnahme optimiert ist (nur 4, 9mAim Sende- und Empfangsbetrieb) und einen äußerst kleinenFormfaktor bietet (nur 9,0mmx9,5mmx1,8mm). Die SMD-Komponente verfügt über ein vollständig abgeschirmtes Ge-häuse, eine Chip-Antenne und integrierte Quarzoszillatoren.Der niedrige Stromverbrauch von 4,9mA ermöglicht den Ein-satz von Knopfzellenbatterien und reduziert die Batteriean-forderungen im Vergleich zu anderen derzeit auf dem Markterhältlichen BLE-Geräten um 50%.

KONTAKT

Panasonic Automotive &Industrial Systems Europe GmbHRobert-Koch-Str. 10085521 Ottobrunneu.industrial.panasonic.comwww.panasonic.eu

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Power+Board-Bundles fürschnelle SystementwicklungFürHersteller von rechnerbasierten Systemen für die Me-

dizintechnik ist das perfekte Zusammenspiel von Netz-teil undMainboard von zentraler Bedeutung. Systement-

wickler investieren deshalb viel Zeit in die Suche, Auswahl undQualifizierung einer zuverlässigen Kombination und in die an-schließenden Testläufe. Ist das Mainboard erst einmal defi-niert, gilt es, das passende Netzteil zu finden. Die vielfältigenFragestellungen undAnforderungen hinsichtlichNormen, Leis-tung, Sicherheit, Effizienz und Preis begegnen den Vertriebs-und Entwicklungsingenieuren des Stromversorgungsspezialis-ten Bicker Elektronik täglich in der Design-In-Beratung undProjektierung. Gemeinsam mit den Kunden geht es darum, diebeste Lösung für eine spezifische Applikation zu finden. Beirechnerbasierten Systemen ist ein ganzheitlicher Ansatz unum-gänglich, d. h. es darf nicht nur die Stromversorgung isoliert be-trachtet werden, sondern der Stromversorgungshersteller mussüber den eigenen Tellerrand hinaus denken und zentrale Kom-ponenten wie das Mainboard und dessen Eigenschaften in dieKonzeption einbeziehen. Aus der langjährigen Erfahrung mitdieser Thematik entstand die Idee für das Power+Board-Pro-gramm von Bicker Elektronik mit Mainboards von Fujitsu, AS-Rock, Perfectron und Avalue (Bild 1). Dieser Service für Sys-tementwickler umfasst umfangreiche Tests im hauseigenenLabor (Bild 2). Hochwertige Medizin-Netzteile werden in Ver-bindung mit ausgewählten Mainboards auf „Herz und Nieren“geprüft um sicherzustellten, dass die Kombinationen perfektzusammenpassen. Die getestetenMedizin-Netzteile in den ver-schiedensten Bauformen (PS/2, 1HE, Open-Frame sowie exter-ne Tischnetzteile) verfügen über internationale Medizinzulas-sungen und entsprechen demSicherheitsstandard für den Pati-entenschutz (2x MOPP). Bei den Labortests wird u.a. dasSystemverhalten an den Belastungsgrenzen des Netzteiles so-wie bei dynamischenLasten analysiert. Eine zentrale Forderungdes „Power Supply Design Guides“ ist die Einhaltung der Span-nungstoleranzen an allen DC-Ausgängen. Kritisch werden dieseRahmenbedingungen für ein Schaltnetzteil immer dann, wennes im Bereich seiner Minimal- bzw. Maximallast arbeitet oderhochfrequente Lastsprünge ausgleichen muss. DynamischeLaständerungen entstehen auf dem Mainboard, wenn die CPUvom energiesparenden Standby-Modus oder dem Leerlaufpro-zess (Idle-Mode) in einen rechenintensiven Zustand wechseltoder umgekehrt.Gleiches gilt für den teils stark schwankendenLeistungsbedarf von Grafikkarten und Peripheriegeräten. Dannist die Regelung des Netzteiles gefordert, diese sprunghafteLaständerung innerhalb von Sekundenbruchteilen ohne signifi-kanten Einbruch oder Überschwingen der Ausgangsspannung

nachzuregeln und somit innerhalb der definierten Grenzwertezu bleiben. Anderenfalls kann es zu undefinierten Reaktionenoder gar Abstürzen des Rechnersystems kommen. Im Laborwird diese Situationmit dem jeweiligen Netzteil reproduzierbargetestet: Zusätzlich zur Stromversorgung des Testsystems mitMainboard, CPU, Lüfter, RAM, SSD/HDD wird an den Netztei-lausgängen jeweils eine pulsierende elektronische Last ange-schlossen, welche Lastsprünge im Bereich von 1 – 10.000 Hzdurchführt (Bild3).WährendderMessungen läuft auf demTest-system eine spezielle Testsoftware zur entsprechenden System-auslastung. DieMessergebnisse zeigen schließlich, in welchemToleranzbereich sich die Ausgangsspannungen der jeweiligenPower+Board-Kombination bewegen und stellen die Einhal-tung der Grenzwerte sicher. Eine Problematik, die sich in denkommenden Jahren noch verschärfen wird. Betrachtet man et-wa die aktuellen Entwicklungen hinsichtlich Schnittstellen-Standards wie beispielsweise USB Typ C: Hier können pro PortGeräte mit einer Leistung von bis zu 100 Watt spontan an- undabgesteckt werden.

Bei der Vor-Ort-Beratung und dem persönlichen Gespräch mitdem Systementwickler gilt es, den tatsächlichen Leistungsbe-darf eines Systems so genau wie möglich zu definieren, umletztlich eine Über- oder Unterdimensionierung der Stromver-sorgung zu vermeiden. Zudem gilt es, auch die Frage des Wir-kungsgrades und des resultierendenWärmeeintrags in das Sys-tem zu klären und anschließend im Labor zu analysieren. Beiden Produktfeatures von Schaltnetzteilen wird oftmals der ma-ximaleWirkungsgrad genannt,welcher inderRegel immittleren

Bild1: Geprüfte Netzteil-Mainboard-Kombinationenmit Industrie-Mainboards in fünf Formfaktoren.

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Weitere Produktinformationen unter: Haseke GmbH & Co. KG | Tel. 05731 7607 - 0 | www.haseke.de

Traglast von 1 bis 21 kg Hubhöhe 1130 mm Liftlänge 910 mm Schwenkbereich 330° mit Anschlag Optional mit Drehstecker für Schwenkbereich 360°

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Leistungsbereich liegt. DieserWert gilt dann schnell als absolu-tes Auswahl- und Kaufkriterium. Doch auch hier lohnt es sich,genauer hinzusehen und die realen Bedingungen zu untersu-chen. Mit entsprechend automatisiertemMess- und Softwaree-quipment kann im Labor wattgenau ein Effizienz-Profil jedesNetzteiles erstellt und mit dem Lastprofil des Mainboards bzw.des Systems verglichen werden.Mehrere Einzeltests beimPow-er+Board-Programmwidmen sich zudemderUntersuchungdesEinschalt- und Timingverhaltens (Bild 4). Die ATX-konformenSpannungen an den Netzteilausgängen müssen sich in einerdefinierten zeitlichen Abfolge zueinander aufbauen und inner-halb eines definierten Zeitfensters (Risetime) den nominalenRegelungstoleranzbereich erreichen. Die Einhaltung dieserzeitlichenAbläufe ist für dasperfekte Zusammenspiel vonNetz-teil und Mainboard entscheidend. Parallel zu den Spannungenwerden im Testlabor die Einschaltströme in ihrem zeitlichenVerlauf gemessen und analysiert. Im Einschaltmoment werdendurch kapazitive Lasten inFormvonKondensatorenundSchalt-reglern auf Mainboard und Systemkomponenten sehr hoheStröme verursacht. Die erfassten Daten geben Aufschluss dar-über, welche Einschaltspitzenströme das Netzteil innerhalb ei-nes bestimmten Zeitabschnittes sicher liefern bzw. entspre-chend begrenzenmuss. Neben den definierten kapazitiven Las-ten in der ATX-Norm ist vor allem das geschulte Auge und die

Erfahrung des Testingenieurs bei der Beurteilung der Oszillogr-amme gefragt, da es gilt, kritische Anstiegsflanken und mögli-che Konflikte sicher zu erkennen und zu beurteilen.

Eine entsprechend großzügige Auslegung der leistungselektro-nischen Bauelemente, ein ausgereiftes Schaltungsdesign undnicht zuletzt die Verwendung hochwertiger Komponenten sor-gen dafür, dass sich ein Schaltnetzteil nicht ständig am Randeseiner Belastbarkeit befindet.

Apostolos BaltosDesigning Engineer bei der Bicker Elektronik GmbH

Bild 2: ImhauseigenenLaborwerden Industrie- undMedizinnetzteilemit ausgewählten Mainboards auf „Herz und Nieren“ getestet.

Bild 3: Simulierte dynamischeLastsprünge führen zuSchwankun-gen der Ausgangsspannungen. DieRegelung des Schaltnetzteilesmuss diese Spannungsschwankun-gen blitzschnell ausgleichen unddie Netzteilausgänge stabilisieren.

Bild 4: Während des System-starts müssen sich die einzelnenAusgangsspannungen amNetz-teil in einem definierten zeit-lichen Verlauf zueinander auf-bauen, um einen reibungslosenStart zu ermöglichen.

Bild 3: Simulierte dynamischeLastsprünge führen zuSchwankun-gen der Ausgangsspannungen. DieRegelung des Schaltnetzteilesmuss diese Spannungsschwankun-gen blitzschnell ausgleichen unddie Netzteilausgänge stabilisieren.

Bild 4: Während des System-starts müssen sich die einzelnenAusgangsspannungen amNetz-teil in einem definierten zeit-lichen Verlauf zueinander auf-bauen, um einen reibungslosenStart zu ermöglichen.

Bild 2: ImhauseigenenLaborwerden Industrie- undMedizinnetzteilemit ausgewählten Mainboards auf „Herz und Nieren“ getestet.

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Bicker Elektronik GmbHLudwig-Auer-Str. 2386609 DonauwörthTel. 0906 70595-37www.bicker.de

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Kundenspezifische HMI'saus dem BaukastenIn der Medizintechnik ist die Gerätebedienung mittels

Human Machine Interface allgegenwärtig, weil glatteFlächen eine hygienische und effiziente Bedienung er-

lauben. Dabei bieten sich für das Bedienen von Systemendurch Berührung unzählige Möglichkeiten an. Etwa Touch-sensoren mit integriertem oder externem Controller und un-terschiedlichen optischen Eigenschaften. Hinzu kommenvielfältige Beschichtungsmöglichkeiten der Touch-Oberflä-chen in verschiedenen Abstufungen wie zum Beispiel Anti-Glare, Anti-Reflective oder Anti-Fingerprint. Touchtechno-logien und die Ausführung des Deckglases sind deshalb be-sonders beratungsintensiv.

S.I.E. - System Industrie Electronic GmbH - steht seinenKunden als externer Entwicklungspartner für HMI-Lösun-gen zur Verfügung. Das Unternehmen hat zudem ein hoch-modulares HMI-Baukasten-System entwickelt, das sowohlHardwaremodule wie etwa Display, Touchtechnologie, Con-trollerboard sowie kundenspezifische Peripherieboards alsauch Software-Module enthält. Damit haben Kunden Zu-griff auf bereits validierte Systeme, die der Embedded-Spe-zialist individuell an die kundenseitigen Anforderungen un-ter Berücksichtigung der charakteristischen Gerätefunktio-nen und der individuellen Integration mechanischerBauteile anpasst. „Die Herausforderung ist oftmals nicht in

den technischen Funktionalitäten zu suchen. Sie bestehenmeist darin, die optimale Lösung für den Kunden zu fin-den“, sagt Markus Dillinger, Head of R&D und Prokurist vonS.I.E.

Ein entscheidender Faktor für die Entwicklung eines zulas-sungsreifen Systems unter Einhaltung aller unternehmens-spezifischen und regulatorischen Anforderungen ist die of-fene Kommunikation mit dem Partner. Deshalb definierendie Spezialisten gemeinsammit dem Kunden in Workshopsund Vorprojekten einen möglichst vollständigen Anforde-rungskatalog und klären wichtige Fragen bereits in der Spe-zifikationsphase. Die Mitarbeiter bewerten, kommunizierenund dokumentieren präzise Änderungen, die sich währendder Entwicklungsphase ergeben. Darüber hinaus nimmt dasRisikomanagement einen besonders hohen Stellenwert ein.Schließlich soll sich der Kunde ganz auf seine Kernkompe-tenz konzentrieren und seine Technologie in ein zulassungs-reifes Systemmit aktueller Touch- und Rechnertechnologieintegrieren können.

Das Baukastenkonzept erlaubt es, auch bereits bestehendeHMI-Systememit neuen Funktionalitäten ausrüsten. So hatder Spezialist zum Beispiel für ein bestehendes In-Vitro-Di-agnostic System eine neues HumanMachine Interface Sys-tem entwickelt, das sich in die kundenseits vorhandenenSchaltkreise integrieren lässt. Weder die bestehende Mess-elektronik noch die Mechanik waren hier auszutauschen.

Moderne Bedienoberflächenfür stationäre oder mobile Sys-teme werden immer kleiner,wobei der Funktionsumfangstetig zunimmt. Mit einer mo-dularen Entwicklungsplattformlassen sich Geräteoberflächenexakt an kundenspezifischeAnforderungen anpassen.

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Aber auch die Software-Bausteine lassen sich für weitereAnwendungen nutzen. Die Grundlage hierfür bilden bereitsgetestete und genau dokumentierte Softwarekomponenten.Änderungen anSoftwarebausteinenwerden automatisch ei-nem SIL (Software in-the-loop) und einem HIL (Hardwarein-the-loop) Test unterzogen, wodurch sich der manuelleTestaufwand reduzieren lässt. Kundenspezifisch entwickeltwerden dagegen das Design, Datenbanken und das Soft-ware-Frontendmit spezifisch angeordneten Elementen undentsprechender Benutzerführung.

Das österreichischeUnternehmen entwickelt dasHMI-Bau-kasten-System permanent mit dem Ziel weiter, bestehendeSysteme zu vereinfachen und Systemressourcen noch bes-ser zunutzen.Dazuwerden alleKomponenten ständig denneuesten Trends undTechnolo-gien angepasst. Angefangenbei der Displaygröße über dieToucheigenschaften bis hin zurLeistungsfähigkeit der HM-Schnittstelle. Durch das voll-ständig skalierbare Dienst-leistungsportfolio für HMI-Systeme auf Basis von stan-dardisierten und IP basiertenHardware- und Softwarekom-ponenten ist es zudem mög-lich, eventuell auftretendePro-bleme schnell zu lokalisierenund zu lösen. Der Kunde kannsomit Risiko und Entwick-lungskosten reduzieren undvon einer reduzierten Time-to-Market profitieren.

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System IndustrieElectronic GmbHMillennium Park 12A-6890 LustenauTel. +43 (0)5577 89900-0www.sie.at

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MEDElektronik undKomponenten Kameras

Schneller zumMedizintechnikproduktdank OutsourcingTime-to-Market – das ist in der wettbewerbsintensiven

Medizintechnik ein wichtiger Erfolgsfaktor. Das Kon-zept einer Spezialkamera für die Wund- und OP-Doku-

mentation in Kliniken entwickelte die sächsische Xotonics-MED GmbH. Die Entwicklung des elektronischen Innenle-bens vertraute das Unternehmen dem Sensorik- undElektronikspezialisten First Sensor an. Outsourcing mit Er-folg: Jetzt wird die XotoCAM 1.0 auf der wichtigsten Fach-messe vorgestellt – nur sechs Monate nach dem Start-schuss für die Kooperation beider Unternehmen.

Fotoaufnahmen werden in dermedizinischen Dokumentati-on immer wichtiger. Die Motive sind breit gefächert: Be-fundstellung, Dokumentation des Heilungsverlaufs, Lehr-zwecke oder auch die Vermeidung von Haftungsrisiken fürKlinik undKlinikpersonal. „DiesewichtigenFunktionen ste-hen in keinem Verhältnis zu den Geräten, die heute in denKliniken genutzt werden: von der klassischen Kamera bishin zum Mobiltelefon. Die Auflösung und Farbechtheit derAufnahmen ist mangelhaft. Auch die Prozesse in der Klinikwerden nicht effizient unterstützt: Die Geräte lassen sichmit Handschuhen nur schwer bedienen, sind nicht desinfi-zierbar und Aufnahmen mit nichtssagenden Kürzeln müs-sen dann später aufwendig den elektronischenPatientenak-ten zugeordnet werden – mit hohem Fehlerrisiko auch inpuncto Datenschutz“, erläutert Uwe Seidel, Geschäftsfüh-rer der XotonicsMED GmbH die Situation in den Kliniken.

Uwe Seidel und sein Team konzipierten daher ein Kamerasys-tem, das beiHygiene, Qualität und Integrationsmöglichkeitenden Anforderungen imKlinikalltag optimal entspricht: die Xo-toCAM. Uwe Seidel hat in seiner Karriere bereits einige Pro-dukte entwickelt und in den Markt eingeführt. Er weiß daher:„Der Medizintechnikmarkt ist überschaubar, hinzu kommendie Test- und Zulassungsverfahren und die notwendige Zu-sammenarbeit mit Kliniken – die großen Hersteller wissenschnell, wer wann was Neues bringt und können reagieren.Für kleine, innovative Unternehmen ist es daher wichtig, dieZeit zwischen Konzeption und Markteinführung auf ein Mini-mum zu verkürzen – ohne die unternehmerischen Risiken all-zu sehr zu vergrößern.“ Das Erfolgsrezept des Unternehmers:Die umfassende Kooperation mit externen Spezialisten.

Auf Empfehlung

Auf Empfehlung eines Partners aus früheren Projekten tra-fen sich Uwe Seidel und sein Team dann imMärz 2015mitden Sensor- und Elektronikspezialisten von First Sensor.„Wir wollten das Produkt auf der Medica im Herbst vorstel-len. Dieser ehrgeizige Zeitplan erforderte bei der Elektro-nikentwicklung einen erfahrenen Partner mit entsprechen-den Zertifizierungen, der für das Projekt bereits auf vorher-gehende Entwicklungen und Baugruppen aufsetzenkonnte“, so Uwe Seidel. Und dieses galt für einige Berei-che.Die XotoCAMsollte nicht nurmit einer überlegenenop-tischenSensorikmitmedizintauglicher 4K-Auflösung, son-dern auch mit LEDs zur Ausleuchtung, integriertem Mikro-fon und Audio-Chips, lasergesteuerter 3D-Vermessung,SSD-Speicher und Touchdisplays ausgerüstet sein. Hinzukommen Standardthemen wie Stromversorgung, Akku,HDMI-, WLAN- und Ethernet-Schnittstellen etc. Entspre-chend komplex waren Sensorik und Platine, die von FirstSensor als Projektpartner entwickelt werden sollte, um die-se Vielzahl an Funktionalitäten unterstützen zu können.

Schon bei den erstenBesprechungen zeigte sich: First Sen-sor konnte nicht nur auf seine Kompetenzen imBereich Fo-tosensorik und zertifizierten Verfahren für Elektronik- undMedizintechnikentwicklungen zurückgreifen, sondern in

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Die kompakte Kamera lässt sich auchmit Handschuhen leicht bedie-nen und liefert DICOM-konforme FullHD- oder medical 4k-Qualität.Gleichzeitig können Kommentare eingesprochen oder eingegebenwerden, diemit der Aufnahme drahtlos ins KIS oder PACS übertragenwerden. Quelle: XotonicsMED

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MEDElektronik undKomponenten

vielen Fällen auf bestehende, im Unternehmen standardi-sierte Basisdesigns von Baugruppen aufbauen und diesedann in kurzer Zeit anwendungsspezifisch anpassen.

Pflichtenheft imMai, Prototypenim Oktober

Nach den ersten Treffen im März waren sich beide Partnerschnell über dieKooperation einig, imMai hattendie Teamsdann das Pflichtenheft abgestimmt und man konnte mitder konkreten Entwicklung beginnen. Im August gab es be-reits allererste Samples, mit den Prototypen im Oktoberwird die Fachmesse Medica bestritten.

Ein großer Vorteil der Kooperation: First Sensor übernimmtnicht nur die komplette Entwicklung der Elektronik, son-dern auch deren Tests und die Fertigung. Die Fertigungser-fahrung, die bereits etablierte, enge Zusammenarbeit zwi-schen Entwicklerteam und Elektronikfertigung sowie derZugriff auf eigene Kapazitäten bedeutet für XotonicsMEDnicht nur einen großen Zeitgewinn, sondern auch eine enor-me Entlastung des Projektmanagements.„Auch bei diesem Projekt haben unsere Teamswieder ein umfassendes Aufgabenpaket in Ei-genverantwortung übernommen. Gerade bei soengen Zeitplänen bietet die von uns geboteneKomplettübernahme von Entwicklung und Fer-tigung viele Vorteile, der Kunde und sein Pro-jektteam können sich auf die übrigen, meistauch sehr umfangreichenAufgaben konzentrie-ren“, so Wilhelm Prinz von Hessen, Geschäfts-führer der First Sensor Mobility GmbH inDresden.

Varianten und Optimierung

Beide Partner sind jetzt gespannt auf das Ergebnis der Erst-vorstellung auf der Medica und das Echo der potenziellenKunden aus aller Welt. Uwe Seidel ist vom Erfolg fest über-zeugt und konzipiert bereits Zubehör und Varianten der Xo-toCAM für Rettungsdienste und die Videodokumentationim OP.

„Sollen Innovationen für ein Unternehmen erfolgreich sein,muss das Timing der Markteinführung stimmen. Hier habengroßeUnternehmenmit ihrenRessourcen andereMöglichkei-ten als Kleinunternehmen und Mittelständler. Unser Projektzeigt: Outsourcing und Kooperationen mit spezialisiertenPartnern können helfen, dieseWettbewerbsnachteile zu kom-pensieren. Natürlich erfordert es Vertrauen zum Partner undsolche Kooperationen und Projekte müssen präzise gesteuertwerden, aber das gilt ja auch fürProjektemit internenTeams“,ist Uwe Seidel überzeugt.

COMPAMED 2015, Halle 8a / L14

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MEDElektronik undKomponenten Kameras

XotonicsMED GmbH hat das nach eigenen Angaben weltweit erste,speziell auf denmedizinischen Bereich ausgelegte Kamerasystementwickelt, das eine besonders hohe Auflösung immedical 4k-Stan-dard und zusätzliche Datenmit DICOM-Konformität bietet.

Multimediales Qualitäts-sicherungssystemDasGerät mit einem 32 GB-SSD-Speicher ist vollständig

desinfizierbar. Die XotoCAM 1.0 nimmt zusätzlich zumBild per Tastatur oder Spracherkennung Notizen auf

und übergibt alle Informationen direkt in die Akte des Patien-ten. Das vermeidet Fehler und spart Zeit bei der Dokumentati-on. Durch Verschlüsselung wird der Datenschutz gewährleistet.

Herzstück der Kamera ist ein 18 Megapixel-CMOS-Fotosensor.Durch den integrierten Fix-Fokus stellt die Kamera das Objektsofort scharf, eine umständliche manuelle Justierung entfälltebensowie dasWarten auf die korrekte Einstellungmit Auto-Fo-kus. Das Objektiv wird durch einen LED-Lichtring ergänzt, derfür die optimale Ausleuchtung des Zielbereichs und eine spek-tralgetreue Wiedergabe sorgt. Dank teilautomatisierter Hilfs-mittel muss der Benutzer die XotoCAM 1.0 nur auf die Wundebeziehungsweise den Patienten richten und bekommt aufKnopfdruck ein sauberes, verwertbares Bild. Auf dem 7“-gro-ßen Touch-Display mit maximaler Helligkeit von 1.000 cd/m²lassen sich die Aufnahmen in hoher Qualität begutachten.

Dokumentation 2.0:Den Patienten wählen und Bilder erstellen

Die kompakteKameramit einem32GB-SSD-Speicher verfügtüber eine direkte Anbindung per WLAN oder Ethernet an kli-

nikspezifische Informationssysteme wie KIS oder PACS überdie Datenaustauschstandards HL7, BDT und DICOM. Der Pa-tient wird aus einer Arbeitsliste (Worklist) im Vorfeld der Auf-nahmeviaBarcodeoder über dieEingabedesNamensauf demTouchdisplay ausgewählt. Alle folgenden Fotos werden so demrichtigen Patienten und seiner Akte direkt zugeordnet. Ergän-zend dazu lassen sich Audiokommentare einsprechen oderNotizen eingeben. „Statt die Bildnummer zur Patientennum-mer zu notieren und später von Hand in die elektronische Ver-waltung zu übertragen, wird hier das Foto automatisch an derdazugehörigen Stelle archiviert“, erklärt XotonicsMED-Ge-schäftsführer Uwe Seidel. Alle Angaben und Daten sind zurGewährleistung des Datenschutzes streng verschlüsselt. DieKamera selbst kannmit einer Benutzereinschränkung und ver-schiedenen Optionen zur Benutzer-Authentifizierung wie ID,Sprach- oder Gesichtserkennung ausgestattet werden. Das in-tegrierte Spezialmikrofon lässt dabei eine Verifizierung vonverschiedensten Quellen in bisher nicht gekannter Präzisionzu.

Die Wunddokumentation profitiert zudem vom integrierten Ab-stands- und 3D-Vermessungstool, das per Laser die Dimensio-nen derWunde berührungslos erfasst. DieMessdaten liegen da-bei sofort digital verwertbar vor und ein Papier- oder Plastik-messstab wird überflüssig.

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Neben der Bilddokumenation lässt sich die Xoto-CAM auch für Videomitschnitte oder Live-Streams von Operationen verwenden. Selbst fürlängere Einsätze ist dabei kein Netzkabel nötig,da das Gerät über die Ethernet-AnbindungmitStrom versorgt werden kann.

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MEDElektronik undKomponenten

Für den Einsatz im OP oder auch zum LiveStreaming kann die Kamera darüberhinaus mit einer speziellen Halterung ausgestattet werden. Die Ausrichtung derKamera ist hier – wie auch beim Fotografieren – über das große Display bequemsteuerbar. Per HDMI kann die XotoCAM 1.0 bei Bedarf auch direkt an Monitoreim Raum oder ein vorhandenes Videomanagementsystem angeschlossen wer-den. Dank Power-over-Ethernet (PoE) genügt zur Stromversorgung im Dauerein-satz ein RJ45-Datenkabel.

Einfach zu bedienen, absolut hygienisch und flexibelanpassbar

Die Kamera entspricht Klasse I nach dem Medizinproduktegesetz (MPG). Sieverfügt über eine hohe Ergonomie, ist einfach zu bedienen und komplett zu rei-nigen. Aufgrund des selbsterklärenden Systems wird keine Einlernphase benö-tigt. Die großenKnöpfe und der gummierte Griff lassen sich auchmit Handschu-hen bequem handhaben, zumal das Gerät nur wenig wiegt und der Schwerpunktim Haltegriff liegt. Das Gehäuse selbst ist nach Schutzgrad IP 54 staub-sowiespritzwassergeschützt und kann vollständig desinfiziert werden, da nur chemi-kalienresistente Kunststoffe und Elastomere verbaut wurden. Display und Ob-jektiv sind durch robuste Schutzgläser gegen Beschädigungen abgesichert. Derleistungsstarke Akku gewährleistet eine ganztägige Einsatzbereitschaft. Er wirdin nur zwei Stunden wieder vollständig geladen. Die Ladestation kann dabei jenach Konfiguration des Anwenders auch als WLAN-Hotspot oder zur kabelge-bundenen automatischen Übertragung der Aufnahmen dienen.

Die offene Systemarchitektur der Kameralösung erlaubt eine Anbindung an an-dere Systeme wie einen Fußschalter oder Dokumentationssysteme zur verzöge-rungsfreien Checklisten-Bearbeitung. Zusätzlich ermöglicht das mitgelieferte

Kommunikations-Gateway auf web-basierten Diensten (RESTful) nebender Kommunikation mit den Informa-tionssystemen sowohl die Fernwar-tung als auch die Fernauslösung derKamera. Signale von bis zu 20 Bild-quellen lassen sich mit dem Systemeinspeisen.

MEDICA 2015, Halle 10 / D60

Fotografieren und dokumentieren in einem: Die weltweit einzigartige XotoCAMwurdespeziell alsmultimediales Qualitätssicherungsgerät für denMedizinbereich geschaffenund vereint hohe Bildqualität mit einfacher Bedienung und zeitsparender Archivierungin der Patientenakte.

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MEDElektronik undKomponenten Pumpen

Wissenschaftler nutzen einen bürstenlosen DC-Motor vonmaxonfür eine Minipumpe, die den Blutkreislauf unterstützt. Diese wirdohne chirurgischen Eingriff eingesetzt und verschafft dem ge-schwächten Herzen Ruhepausen, damit es sich erholen kann.

Diese Pumpe gibtHerzpatienten HoffnungChronische Herzpatienten schauen gespannt nach

Texas (USA). Dort haben Biowissenschaftler die erstePumpe zur Kreislaufunterstützung entwickelt, die sich

per Katheter einsetzen lässt und für den langfristigen Einsatzvorgesehen ist.Aortix™ von Procyrion Inc. bietet eine Behandlungsmöglich-keit für Menschenmit chronischen Herzstörungen, die wegenihres Gesundheitszustands keine Medikamente einnehmenkönnen. Alleine in den USA sind davon zwei Millionen Leutebetroffen. Noch ist das Produkt in der Testphase. Doch schonbald haben Kardiologen die Möglichkeit, jüngere Herzpatien-ten damit zu behandeln, um einer weiteren Schädigung desHerzens vorzubeugen.

Anker fixieren die Pumpe in der Aorta

Die intraaortale Pumpe unterstützt die natürliche Herzfunkti-on und bietet damit eine Alternative zu großen, chirurgischeingesetzten Herzpumpen, die das Herz vollständig entlasten.Der Einsatz dieser Geräte ist oft mit Risiken verbunden. Nichtso bei Aortix. Mit einem Durchmesser von 6 Millimetern und

einer Länge von 6,5 Zentimetern kann die Pumpe von einemKardiologen mit einem Katheter durch die Oberschenkelarte-rie in dieBrustaorta gebrachtwerden.Dort spreizen sich kleineAnker, die aus einer Nickel-Titan-Legierung bestehen, selbst-ständig ab und fixieren die Pumpe an der Aortawand.

Organe werden besser durchblutet

Und so funktionierts: Aortix nimmt einen Teil des Blutes aufund gibt ihn als Strahl durch stromab gerichtete Öffnungenwieder ab. Der Strahl fließt im natürlichen Blutstrommit undüberträgt dabei seine Energie an das kardiovaskuläre System.Damit verbessert Aortix die Blutversorgung lebenswichtigerOrgane wie der Nieren. In einemModell für chronisches Herz-versagen ließ sich der Energieverbrauch des Herzens durchAortix um 39 Prozent senken. Damit beschleunigt die PumpedenRehabilitations- undErholungsprozess beiHerzpatientenentscheidend.

Über zwei Jahre hinweg entwickelten Procyrion undmaxon ei-nen Motor für diese einzigartige und anspruchsvolle Anwen-dung. Als Grundlage diente ein bürstenloser EC 6 Motor. Die-ser erhielt einen hocheffizienten Motorkern, mit dem sich dieLebensdauer der Batterie verlängert und die Wärmeentwick-lung reduziert.

Technologie aus Erdölförderung auf Herzan-wendung übertragen

Zusätzlich entstand in enger Kooperation zwischen maxonund Procyrion ein Magnetantrieb, der die Umschalung desMotors in einer hermetisch abgedichteten Kammer ermög-licht. Das verhindert das Eindringen von Blut in den Motor-kern. Jedes Aortix-Gerät istmit einemStromkabel verbunden,das durch einen Tunnel zu einem Ausgang geführt wird. Alter-nativ ist mit einem Akku-Implantat eine drahtlose Energieü-bertragung über die Haut möglich (transkutan). Derzeit läuftdasGerät über acht Stundenmit einemeinzigenAkku. Der ex-Die Pumpe von Procyrion ist nur 6mm dick. © 2014 Proxyrion

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MEDElektronik undKomponenten

terne Akku und die Steuereinheit können im laufenden Betrieb ausgetauschtwerden. Das Team von Procyrion hat zudem ein Ladesystem für die transkutaneEnergieübertragung entwickelt, welches den Akku durch die Haut hindurch lädt.Diese Konstruktion verringert das Infektionsrisiko deutlich.

Herkömmliche Geräte ersetzen die Herzfunktion komplett, sodass ein Ausfalltödlich enden kann. DaAortix dieHerztätigkeit unterstützt, ohne den natürlichen

Blutfluss zu behindern, besteht bei ei-nem Geräteversagen keine Lebensge-fahr für den Patienten. Das Gerät kannzudem problemlos ausgetauscht wer-den.

GEWINDESPINDELN DER MIKRO-SERIE FÜR DIE INSULINBRANCHEHaydon Kerk Motion Solutions hat Gewindespindeln mit einem Spindeldurchmesser von 2 mmmit Muttern aus kundenspezifischen Material für spezielle medizinische Anwendungen vorge-stellt.Der Hersteller verfügt über langjährige Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Entwicklern vonInsulinpumpen und Förderpumpen zur Medikamentenverabreichung. Dank eines speziellenGewinderollverfahrens kann nun mit den Möglichkeiten, die der hausinterne Kunststoffspritz-guss und Werkzeugbau bieten, eine kundenspezifische Lösung entwickelt werden, die den Her-ausforderungen bei der Entwicklung der nächsten Generation von Insulinpumpen und anderenpersönlichen Zuführsystemen für Medikamenten gerecht wird.Durch den Einsatz von Kerkite® Verbundpolymeren oder kundenspezifischen Werkstoffen (dar-unter auch PEEK) unterstützt Haydon Kerk die Entwicklung und Herstellung von Spindelmut-tern, die eine ebenmäßige und effiziente Umsetzung einer Rotations- in einer Linearbewegungermöglichen. Die Verwendung einer Kerkote® TFE-Beschichtungen hilft, das für die Kolbenbe-wegung erforderliche Drehmoment deutlich zu reduzieren. Dadurch kann die Lebensdauer derBatterie verlängert und möglicherweise sogar ein kleinerer Motor gewählt werden.

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MEDGeräte Antriebe ¦ Nanotechnik

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GALIL EINZELACHSENSTEUERUNG DMC-30019PiezoMotor Uppsala AB kündigt seine neueste Antriebsoption für die PiezoLEGS® Motorenserie an. Die neue DMC-30019 ist eine Einzelachsensteue-rung. Der Motion Controller arbeitet autark oder kann per Ethernet mit demPC verbunden werden. Zur Ausstattung gehören PID Regler mit Geschwin-digkeits- und Beschleunigungsvorsteuerung, Programmspeicher mit Multi-taskfunktion für eine gleichzeitige Ausführung von vier Programmen undflexible, optisch isolierte Ein- und Ausgänge für die Synchronisation vonBewegungen mit externen Ereignissen. Betriebsarten sind: Punkt zu PunktPositionierung, Jogging, Konturierung, PVT, elektronische Getriebe und elek-tronische Kurvenscheibe. Wie alle Galil Motion Controller, verwenden dieseController eine einfache Befehlssprache, mit dieser ist eine einfache Pro-grammierung möglich. Die „Galil Tool Software“ vereinfacht den Systemauf-

bau, mit „grafischer Bedienoberfläche undEchtzeitdisplay für Positionierungs- und Ge-schwindigkeitsinformationen.„Galil produziert High-End Controller, die weitverbreitet in Bereichen wie Halbleiter, Medizin-technik, Automatisierung und Forschung ein-gesetzt werden“, sagt Marketingmanager OlleLindkvist. „Ingenieure weltweit können nunvon der Vertrautheit mit der Galil Steuerschnittstelle profitieren, wenn sieSysteme mit piezoelektrischen Motoren entwickeln. Der Piezo LEGS®, zu-sammen mit der neuen DMC-30019, bietet herausragende Leistungen beiHochpräzisionsanwendungen.“ www.faulhaber.com

FERTIGUNG VON EINWEGMOTOREN IN HOHER STÜCKZAHLBEI HOHER ZUVERLÄSSIGKEITEinweg- und Wegwerfartikel sind schon aus Hygienegründen in der Gesund-heitsbranche üblich. Motoren wurden aber aus Kostengründen in solchen Ein-wegartikeln bisher nicht verbaut. Dank der in der Automobilbranche erprobtenGroßserien-Fertigung kann Sonceboz SA jetzt qualitativ hochwertigste Moto-ren auch für Einwegartikel in der Medizintechnik bieten. Der Trend in der Me-dizin geht hin zu mehr häuslicher Pflege durch Angehörige und ungeschultesPersonal. Um aber ohne medizinische Ausbildung die richtige Dosierung vonMedikamenten oder die Steuerung beispielsweise von Pumpen zu gewährleis-ten, müssen Medizinprodukte – sogenannte Home Use Devices - speziell fürdie Bedienung durch nicht-medizinisches Personal entwickelt werden. Nebenhöchster Sicherheit ist die intuitive Bedienbarkeit ein zentraler Aspekt. Des-halb werden immer mehr dieser Geräte mit einem Motor und Elektronik aus-gestattet um die vorgesehene Arbeit wie etwa die Abgabe eines Medikamenteszu verrichten. Für ältere Menschen und pflegende Personen ist es häufig kom-fortabler und sicherer, wenn das kleine Gerät vollautomatisch funktioniert.Unter den Home Use Devices finden sich heute schon zahlreiche Mehrwegpro-

dukte, Semi-Disposables und Einwegartikel. Die richtige Wahl der Komponen-ten spielt für die Hersteller von Medizinprodukten aus unterschiedlichstenGründen eine wichtige Rolle: Dazu gehören die Art des Geräts und dessenZweck, Zulassung, Risikobeurteilung, Kosten, Herstellung, Kostenerstattung,Vertrieb und anderes. Auch die Stückzahlen variieren je nach Kategorie (Mehr-wegprodukt, Semi-Disposable, Wegwerfartikel) sehr stark und können bei Ein-wegartikeln rasch auf mehrere Millionen Stück pro Jahr ansteigen. In diesemFall setzen die Hersteller von Medizinprodukten gerne auf vollautomatisch ge-fertigte Produkte. Sie bieten durch vielfache Zwischenprüfungen höchste Qua-lität bei gleichzeitig niedrigen Stückkosten. So kann sich der Hersteller erlau-ben, den Motor ganz genau an die spezifischen Anforderungen anzupassenund gegebenenfalls weitere Funktionen des Geräts beispielsweise ins Gehäu-se des Antriebs zu integrieren. Sonceboz SA ist Zulieferspezialist (ISO 13485)für die Entwicklung und Fertigung von kundenspezifischen Motoren und An-triebseinheiten (mit Getriebe und Elektronik. In 2014 wurden bereits über 60Mio. Motoren produziert – jeder einzelne geprüft. www.sonceboz.com

BESSERER KORROSIONSSCHUTZ DURCH NEUESPEZIALBESCHICHTUNG

SCHOTT hat eine besondere Beschichtung entwickelt, durch die die Salzne-bel-Anforderungen der Industrie an Hybridgehäuse übertroffen werden kön-nen. Sie schützt Glas-Metall-Gehäuse selbst nach 24-stündigen Salznebel-tests beständig vor Korrosion und verbessert so die Zuverlässigkeit der her-metischen Packages. Um diesen hohen Korrosionsschutz zu erreichen,kommen korrosionsresistente Materialen zum Einsatz. Die Packages sinddauerhaft geschützt, denn selbst beim Abbrechen von Teilen des Glasman-tels werden nur beschichtete Stellen freigelegt. Mit der ab sofort verfügba-ren Beschichtung weisen die Gehäuse selbst nach äußerst aggressiven 24-stündigen Salznebeltests höchste Korrosionsbeständigkeit auf. „Das Be-sondere unserer Lösung ist, dass der Korrosionsschutz die mechanischeIntegrität des Glas-Metall-Verbunds in keinerlei Weise beeinträchtigt“, be-stätigt Robert Hettler, Leiter R&D Opto-Electronics von SCHOTT ElectronicPackaging. Hermetisch dichte Hybrid-Gehäuse in Glas-Metall-Technologie

kommen in zahlreichen Anwendungen zur Verkapselung von Multi-Chip-Mo-dulen zum Einsatz. Von Sensoren über Komponenten für Mess- oder Steuer-elektronik bis hin zu Mikroprozessoren. Diese werden beispielweise in derLuftfahrt für Radaranwendungen, Laser-Warner-Systeme oder DC/DC-Kon-verter eingesetzt. Die besondere Herausforderung bei der Herstellung sol-cher Mikroelektronik-Gehäuse liegt darin, Glas und Metall dauerhaft mitein-ander zu verschmelzen. Denn aufgrund der typischerweise unterschiedli-chen thermischen Ausdehnungskoeffizienten müssen alle Materialienperfekt aufeinander abgestimmt werden. “Wir verfügen über jahrelange Er-fahrung in der Beratung unserer Kunden und können die beste Technologiesowie leistungsfähige Materialkombinationen empfehlen und auch liefern.Wir nutzen dazu unser Wissen über Metalle, Gehäusedesigns, Glasherstel-lung und -verarbeitung sowie Einschmelz- und Löttechnologien“, so Hettler.

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NEUE PRODUKTE – NEUE MARKTCHANCENDie Institute der „Deutschen Industriefor-schungsgemeinschaft Konrad Zuse“ liefernentscheidende Impulse für neue medizin-technische Lösungen und Produkte. SpeziellmittelständischeBranchenunternehmenkön-nen davon profitieren.

An der Eindämmung der Ebola-Seuche in Westafrikahat ein Mitgliedsinstitut des Anfang 2015 gegründe-ten Zuse-Bündnisses Anteil: Wissenschaftler des For-schungszentrums für Medizintechnik und Biotechno-logie fzmb in Bad Langensalza entwickelten ein Test-verfahren, mit dem sich eine Infektion binnen Minutengesichert feststellen lässt: „Nach erfolgreicher Vali-dierung vor Ort ist der auch kostenseitig alternativlo-

se Ebola-Test nun weltweit verfügbar“, informiert Dr.Peter Miethe. Derzeit forschten die Mitarbeiter daran,die Sensitivität weiter zu erhöhen, um eine gesicherteAussage bereits nach zwei statt bisher vier Tagen abKrankheitsausbruch beim Patienten zu ermöglichen.Perspektivisch könnten neben Blut auch andere Kör-perflüssigkeiten einen Nachweis erlauben, zeigt sichder fzmb-Chef zuversichtlich.

Anwendungsbereite Lösungen für den MittelstandGeräte und Materialien mit präventiv, diagnostischoder therapeutisch nutzbaren neuen Eigenschaftenwerden in Krankenhäusern, Praxen und Reha-Einrich-tungen in wachsender Zahl benötigt; den Herstellerneröffnen sie vielfältige Marktchancen. Die 68 Grün-dungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft (www.zuse-gemeinschaft.de), darunter mehrere mit interdiszipli-närer medizintechnischer Kompetenz, schaffen alsForschungspartner des Mittelstandes einen Teil desnotwendigen technologischen Vorlaufs. Unter demDach des Wissenschaftsverbandes arbeiten derzeit in

zwölf Bundesländern über 5.000 Wissenschaftler aneiner Vielzahl zeitnah industriell umsetzbarer Ent-wicklungsprojekte.So soll ein Beschichtungsverfahren zur nachträgli-chen antibakteriellen Ausstattung von Medizinpro-dukten die Zahl der Todesfälle durch multiresistenteKeime und infizierte Wunden verringern: „Mit unsererAtmosphärendruck-Plasmabestrahlung lassen sichPflaster, Wundauflagen oder Kompressionsverbändein der Produktion und auch nachträglich mit einer nur30 bis 50 Nanometer starken antibakteriellen Schichtversehen“, erläutert Sebastian Spange vom Technolo-gieentwickler Innovent in Jena. Geringster Material-bedarf beim Wirkstoff verbinde sich mit einer besse-ren Freisetzungskontrolle über den gezielten Schicht-aufbau. Die Herstellungskosten könnten dabeigeringer als jene vergleichbarer klassischer Wund-auflagen ausfallen.In der Laser- und Medizintechnik GmbH, Berlin, wirdderzeit der Prototyp eines optischen Sensors zur nichtinvasiven Bestimmung des Hämoglobin-Gehalts vonBlutkonserven getestet; ein Sensor zur Prüfung der Al-terung von Blut vor Transfusionen geht demnächstbereits in Serie. Zuse-Institute mit medizintextilenForschungsschwerpunkten beschäftigen sich u. a.mit faserbasierten Implantaten (ITV Denkendorf)oder, wie das DTNW Krefeld in einem Projekt,mit Ge-webeersatz für die Augenmedizin. Am SächsischenTextilforschungsinstitut Chemnitz wird an neuartigenWerkstoffen für Krankenhaus-Wäsche geforscht; hiergeht es um Themen wie Antidekubitus-Bekleidungoder Smart Textile-Bettwäsche.

ZUSE als dritte deutsche WissenschaftssäuleBesondere Industrienähe, schneller Ergebnistransferund beste regionale Vernetzung: Die zur dritten Säuledes Wissenschaftssystems vereinten gemeinnützigenInstitute, bundesweit gibt es davon rund 130, konzen-trieren sich inhaltlich vor allem auf Forschungsfelder,die sich mit der Hightech-Strategie der Bundesregie-rung einschließlich dem „Strategieprozess Innovatio-nen in der Medizintechnik“ decken. Überregional wur-de das einzigartige Potenzial der leistungsfähigen,hoch flexiblen FuE-Dienstleister bislang kaum wahr-genommen. Das soll sich ändern: „Unter dem Zuse-Dach bündeln wir Kompetenzen und schaffen Syner-gien; zugleich hat der Mittelstand erstmals direktenZugriff auf ein abrufbares, riesiges Forschungspoten-zial zur Lösung drängender betrieblicher Herausfor-derungen“, erläutert Dr. Bernd Grünler, Innovent-Chefund Vizepräsident der Gemeinschaft. Er hält die Ver-zahnung zwischen Industrie und marktnaher For-schung für „überlebenswichtig für den innovationso-rientierten deutschen Mittelstand.“

Plasmabehandlung von Innovent: Funktionalisie-rung von Textil-, Kunststoff-, Glas- oder Metallober-flächen dank hauchdünner Beschichtung unterNormaldruck. (Quelle: Innovent)

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Ein neuer Trend in der modernen Fertigungstechnik sind generati-ve Verfahren, die sich für bestimmteAnwendungen imBereich desHartgewebe-Implantats wie etwa Knochen oder Gebiss eignen.

3D-Druck undBiofabrikation

Autooder Fahrrad defekt? Kein Problem! Ab in dieWerk-statt oder zum Fachhändler und ein Ersatzteil für den„Patienten“ besorgen. In der heutigen Zeit ist die Ver-

fügbarkeit von Ersatzteilen jeglicher Art eine Grundvorausset-zung für das moderne Leben. Für die Fertigung von mechani-schen Ersatzteilen kommen die verschiedensten Verfahrenzum Einsatz. So werden beispielsweise metallische Bauteiledurch zerspanende (Fräsen; Drehen) oder umformende Ver-fahren (Tiefziehen), durch Gießen oder Sintern hergestellt.Ein neuer Trend in der modernen Fertigungstechnik sind diegenerativen Verfahren. Bei generativen oder additiven Verfah-ren wird ausgehend von einem digitalen 3D-Modell (CAD;computer aided design) durch physikalische Prozesse wieSchmelzen oder chemische Prozesse wie einer Polymerisati-on ein Bauteil mit nahezu beliebig komplexer Geometrie er-zeugt (CAM; computer aided manufacturing). Die bekanntes-ten Verfahren sind dabei für Kunststoffe das SLS (SelectiveLaser Sintering) und die Stereolithographie. Bei Metallenkommt das SLM (Selective Laser Melting) als Verfahren zurAnwendung. Selbst im Heimgebrauch für die Herstellung vonkleinen Modellen aus Kunststoff haben generative Verfahrenwie beispielsweise das FDM (Fused deposition modeling) mitkostengünstigen 3D-Druckern bereits Einzug gehalten.

Doch was ist nun, wenn der „Patient“ kein Autooder Fahrrad ist, sondern ein Mensch?

Können diese Fertigungstechnologien auch auf medizinischeFragestellungen und Produkte angewendet werden? Für ge-wisse Anwendungen im Bereich des Hartgewebe-Implantats(wie Knochen oder Gebiss) lautet die Antwort bereits „ja“.Schon heute wird das SLM-Verfahren für die industrielle Seri-enfertigung z. B. für Dentalrestaurationen aus CoCr sowie fürindividuelle Hüftpfannen aus Titan eingesetzt. BeimSLMwer-den Bauteile in hauchdünnen Schichten aus feinstem Pulverhergestellt, indem das Pulver selektiv entsprechend einem inSchichten aufgeteilten CAD-Modell mittels Laserstrahlungaufgeschmolzen und mit den darunterliegenden Schichtenschmelzmetallurgisch verbunden wird. Durch den schichtwei-sen Aufbau könnenBauteile von beinahe beliebiger Komplexi-tät hergestellt werden. Gerade im Bereich des Knochen- undGelenkersatzes eröffnen sich dadurch völlig neue Möglichkei-ten. Zum einen können Implantate patientenindividuell ge-staltet und gefertigt werden (personalisierte Medizintechnik).Zum anderen wird die Integration von offenen, interkonnekti-ven Porenstrukturen in die Implantate ermöglicht. Dadurchkann z. B. die Festigkeit des Implantates an die biomechani-

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sche Belastung angepasst oder das Einwachsen von neuemGewebe in das Implantat begünstigt werden. Die Werkstoffei-genschaften wie z. B. die Festigkeit der generativ hergestell-ten Implantate liegen im gleichen Bereich wie gegossene odergeschmiedete Implantaten und entsprechen daher den Anfor-derungen für einenmedizinischen Einsatz.

Um das SLM-Verfahren weiter zu etablieren, arbeiten For-scher des Lehrstuhls für Lasertechnik LLT aktuellmit anderenInstituten derRWTHundderUniklinik Aachen sowiemit Part-nern aus der freien Wirtschaft an der Entwicklung einer Pro-zesskette, die von der Planung über die biomechanische Mo-dellierung bis zur Herstellung von individualisiertem Kniege-lenkersatz mittels SLM reicht. Aber nicht nur im Bereich despermanenten Knochen- und Gelenkersatzes wird an der Wei-terentwicklung des Verfahrens geforscht. Auch imBereich derbiodegradierbaren Implantate wollen die Forscher in engerKooperationmit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILTdie Vorteile des SLM-Verfahrens nutzbar machen. Im Gegen-satz zu gängigen, nicht degradierbaren Implantaten aus Me-tallen oder Kunststoffen werden biodegradierbare Implantatevom Körper abgebaut und im Idealfall durch körpereigenenKnochen ersetzt. Somit werden Entnahmeoperationen vonImplantaten nach einem abgeschlossenen Heilungsprozessüberflüssig und es könnte sogar ein „mitwachsendes“ Im-plantat für Anwendungen inderKinderchirurgie realisiertwer-den. Gerade bei biodegradierbaren Implantaten ist die Mög-lichkeit, interkonnektive Porenstrukturen in das Implantat zuintegrieren, ein entscheidender Vorteil gegenüber konventio-nellen Herstellungsverfahren. Schon direkt nach der Implan-tation kann körpereigenes Gewebe in das gesamte Implantateinwachsen, so dass eine natürliche Stärkung während desAbbauprozesses erreichtwird.Gleichzeitig kanndieMengeanabzubauendem Material durch solche Porenstrukturen dras-tisch reduziert werden. Für einen Kompositwerkstoff aus ei-

nem abbaubaren Polymer und einer osteokonduktiven Bioke-ramik konnte das Potential des SLM für die generative Ferti-gung von bioresorbierbaren Implantaten bereits in einerKleintierstudie erfolgreich nachgewiesen werden. In Koope-ration mit Forschern des Fraunhofer ILT wird aber schon ander nächsten Evolutionsstufe der biodegradierbaren Implan-tate geforscht. Die Weiterentwicklung des SLM zur Verarbei-tung von biodegradierbaren Metallen wie Magnesiumlegie-rungen soll zukünftig den Einsatz von biodegradierbaren,maßgeschneiderten Implantaten mit interkonnektiver Poren-struktur auch für stärker belasteteRegionen imKörper ermög-lichen, für die die mechanische Stabilität von Implantaten,auf Basis von biodegradierbaren Polymer-Keramik-Komposit-werkstoffen, nicht ausreichend ist. Dabei werden vor allemaufgrund der Reaktivität von Magnesiumlegierungen völligneue Anforderungen an die Anlagentechnik und Prozessfüh-rung gestellt. Auch das im Vergleich zu anderen Metallen wieTitan kleine Prozessfenster zwischen Schmelz- und Verdamp-fungstemperatur bedeutet hier eine neue Herausforderung.Knochen und Zahnprothesen sind ein mögliches Einsatzge-biet für generative Fertigung, doch welcheMöglichkeiten undAussichten gibt es im Bereich der Weichgewebe, wie z. B.Blutgefäße, Fettgewebe oder sogar Organe?

Für die Herstellung von Weichgewebe im Labor als medizini-scher Gewebeersatz oder als Testsystem für Pharmazeutikamüssen neben einem biologisch aktiven Stützgerüst und ei-ner Biologisierung durch Zellen weitere wissenschaftlicheund technologische Hürden genommen werden, um einelangzeitstabile und biologisch funktionale Gewebestruktur zuerhalten. Ein wesentlicher Punkt hierbei ist eine Vaskularisie-rung (Ausbildung von Blutgefäßen) des Zellkonstrukts, um ei-ne ausreichende Nährstoffversorgung und einen Abtransportvon Stoffwechselprodukten zu ermöglichen. Der Lehrstuhl fürLasertechnik LLT widmet sich in enger Kooperation mit dem »

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und einem europäi-schenKonsortium (ArtiVasc 3D) der Entwicklung von vaskula-risiertem Weichgewebe für die Herstellung von künstlichemGewebsersatz (z. B. Haut). Die künstliche Vaskularisierungsoll Weichgewebe mit mehreren Millimetern Dicke ermögli-chen und das umgebende Gewebe nach dem Einwachsen mitNährstoffen versorgen. Auf derzeit noch rein wissenschaftli-cher Ebene wird der Einsatz von generativen Verfahren für dieFertigung von künstlichen Blutgefäßen geprüft. Mit Hilfe vonlaserbasierter Stereolithographie und Multiphotonenpolyme-risation werden verzweigte Gefäßstrukturen in der Größenord-nung vom Millimeter- bis hin zum Mikrometerbereich herge-stellt. Für die Vaskularisierung werden Endothelzellen undPerizyten auf diesen verzweigtenGefäßenkultiviert. Die resul-tierenden Blutgefäße werden mit anderen Technologien undMaterialien wie elektrogesponnenen Vliesen und Hydrogelenz. B. auf Hyaluronbasis kombiniert und zu einemHautmodellzusammengeführt. Das angestrebte künstliche Gewebe kannim Rahmen der Pharmaforschung zukünftig dazu beitragen,den Einsatz von Tierversuchen zu reduzieren. Langfristig ori-entieren sich die Forschungsaktivitäten in Richtung der Her-stellung von medizinischem Gewebeersatz sowie komplexen,künstlichenBlutgefäßsystemen. In einemalternativenAnsatzverfolgt der Lehrstuhl für Lasertechnik LLT in Zusammenar-beit mit dem Institut für Angewandte Medizintechnik AMEderzeit eine biohybride Lösung dieser Fragestellung. Biohy-brid bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die techni-schen Materialien ein feines Gerüst vorgeben, an denen in ei-nem Bioreaktor durch Ansiedelung von Zellen selbstständignatürliche Blutgefäße ausgebildet werden. Im Rahmen derERS Seed-Fund Förderung der RWTH Aachen wurde eineerste Machbarkeitsstudie als Projekt „HypeVasc“ zu diesemThema gefördert. Weitere Projekte zu diesem Ansatz sollenfolgen und die Initiativen zwischen Medizin und Technik inRichtung biohybrider Fertigungstechnologien der RWTH Aa-chen stärken.

Neben den generativen Prozessen selbst spielen die Materia-lien und die Zell-Material- bzw. Zell-Oberflächen-Wechselwir-kungen eine besondere Rolle. Neue Anwendungen erfordernneue, angepasste Materialien. Bei stereolithographischenProzessen liegt die besondere Herausforderung in der Ent-wicklung neuer lichthärtender Polymersysteme, die in derBiokompatibilität, der Prozessierbarkeit und in der Einstell-barkeit vonProdukteigenschaftenwie Festigkeit oder Elastizi-tät den Ansprüchen medizinischer Anwendungen entspre-chen. Der Lehrstuhl für Lasertechnik LLT beschäftigt sichdabei in enger Kooperation mit material- bzw. polymer-wissenschaftlichen Partnern (z. B. dem Leibniz-Institut fürInteraktive Materialien - DWI) mit der Entwicklung und Prü-fung neuer Materialsysteme. Bei den lichthärtenden Syste-men für 3D-Druckprozesse wie z. B. der Stereolithographie,projektionsbasierten Druckverfahren wie DLP (digital lightprocessing) undMPP (Mehrphotonenpolymerisation) konzen-triert sich der Lehrstuhl für Lasertechnik LLT auf die Formu-lierung der Photoharze und die Weiterentwicklung der Anla-gentechnik für das optimale Zusammenspiel von Prozess undMaterial. Dabei sind konventionelle Photoharze (z. B. Acrylat-oder Epoxyharze), sowie neuartige Materialsysteme auf Thiol-En Basis Gegenstand aktueller Forschung.

Fernziel der gebündelten FuE-Aktivitäten im Bereich Biofab-rikation und 3D-Druck ist die zeitnahe, individualisierte undwirtschaftliche Herstellung von Hart- und Weichgewebeim-plantaten. So könnte es in rund 15–20 Jahren möglich sein,einem Patienten nach einem Unfall ohne lange Wartezeiteneinen maßgeschneiderten Wirbel mit elastischer Bandschei-be zu implantieren oder einen Patienten nach einem Brand-unfall großflächig Haut aus körpereigenen Zellen zu implan-tieren, ohne dass er langwierige und schmerzvolle Transplan-tationen über sich ergehen lassenmüsste.

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VomMikroskopzum NanoskopDie Auflösungsgrenze in der konventio-

nellen Lichtmikroskopie liegt bei derHälfte der Wellenlänge des eingesetz-

ten Lichts, das entspricht einer Auflösung vonca. 200 nm für blaues Licht. Diese Grenze wur-de von Ernst Abbe postuliert und galt jahrzehn-telang als unüberwindbar. Grund dafür ist dieBeugung, die bei zwei auseinanderzuhaltendenObjekten auftritt, und beide Objekte im Augedes Betrachters zu einem einzigen verschwim-men lässt. Mit Hilfe der von Prof. Stefan Hellentwickelten Stimulate Demission Depletion(STED) Methode ist es möglich, eine höhereAuflösung in der Mikroskopie weit unter deroben genannten Grenze zu realisieren. Das Mi-kroskop wird zumNanoskop.

Bei der Methode wird eine Zelle durch eine La-serquelle zum Fluoreszieren gebracht, unmit-telbar danach wird diese Zelle mit Hilfe eineranderen Laserquelle wieder abgeregt. Die Be-sonderheit dabei ist, dass der abregende Laser-strahl ein Loch in der Mitte hat, d. h. es wirdnicht die gesamte Lichtintensität abgelöscht,sondern der verbleibende Spot kann bis zurGröße einesMoleküls verkleinert werden.Mole-kulare Prozesse können, anders als in der Fluo-reszenzmikroskopie, in vivo (am lebenden Ob-jekt) und in Echtzeit verfolgt und untersuchtwerden.Um den Anforderungen gerecht zu werden,muss der Scanningprozess innerhalb derSTED-Mikroskopie sehr schnell stattfinden.Piezoelektrische Tische, Kippelemente undObjektivpositionierer sind hervorragende In-

strumente, die in einem entsprechendenSTED-Setup notwendig sind. Die Objektivposi-tionier Serie MIPOS, die Serie PSH von Spie-gelkippelementen sowie der Z-AchsenscannerPZ300 CAP AP sind Beispiele aus der Produkt-reihe von der piezosystem jena GmbH, die beiSTED-Mikroskopie eingesetzt werden können.Dank ihrer nahezu unbegrenzten Auflösungsind diese Elemente in der Lage, vorgegebenePositionen schnell, hochgenau und bis auf denNanometer reproduzierbar anzufahren.

Bei der Serie MIPOS handelt es sich um Posi-tionierer für Mikroskopobjektive und den ge-samten Mikroskoprevolver. Diese Elementekönnen an allen typischen Mikroskopstativenwie z. B. von Zeiss, Olympus, Leica oder Nikonbefestigt werden. Dieser Technologievorteilwird in der hochauflösenden Super ResolutionMicroscopy, der Single Photon Microscopyebenso wie in der Laser Scanning Microscopyausgenutzt. Der PZ300 AP gilt als ein weiteresProdukt für diesen Anwendungsbereich. DieserProbenpositioniertisch ist neben seiner gerin-genBauhöhedurcheine große Innenapertur zurAufnahme von Proben und Mikroskopie-Acces-soires gekennzeichnet. Ein weiterer Vorteil desElements bezieht sich auf die Kompatibilitätmit XY-Mikroskoptischen von Märzhäusern undPRIOR Scientific. Durch den integrierten Uni-versal-Mikroskopieeinsatz wird die Aufnahmevon Petrischalen, Mini-Inkubatoren, Objektiv-trägern und weiteren Mikroskopiezubehör un-terstützt. Die Kippelemente dienen der schnel-len und präzisen Positionierung von optischenKomponenten wie z. B. Spiegel oder Prismen.

Die spezielle Steuerungelektronik von der pie-zosystem jena GmbH ermöglicht eine präziseundhochauflösendePositionskontrolle der Pie-zoelemente. Die digitale Piezoansteuerung d-Drive pro und seine Möglichkeit Triggersignaleein- und auszugeben, mit dem integriertenFunktionsgenerator für Sinus, Dreieck und ar-bitrary-Funktionen rundet dieses Angebot ab.

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Formgedächtnislegierungen (FGL) dienen der Fertigung vielfältigerHalbzeuge, die als Rohr, Draht oder Flachbleche weiterverarbeitetwerden. Elektrisch ansteuer- und sensierbar, um eine Sensor/Aktor-Kombination auf kleinstem Raum darzustellen.

„Metallische Muskeln“eröffnen ungeahnteMöglichkeitenBekannt geworden sind die FGL-Materialien in der Me-

dizintechnik maßgeblich aufgrund ihres pseudoelas-tischen Verhaltens. Das heißt, das Material kehrt wie-

derholbar, ohne Temperaturänderung, beim Entlasten seinerinneren Spannung wieder in die Ursprungsform zurück. Halb-zeuge in der Medizintechnik werden zu Stents, Gide wiresoder in derDentaltechnik zuSpeedBracketsweiterverarbeitetund sind dort als Industrie-Standard etabliert.

Weniger bekannt ist, dass diese FGL-Materialien zusätzlichelektrisch ansteuer- und sensierbar und damit in der Lagesind, eine Sensor/Aktor-Kombination auf kleinstem Raumdarzustellen. Darüber hinaus sind die erfolgreichen Umset-zungen dieser Fähigkeiten in Serienprodukte in der Automo-bil- und Smartphone-Industrie nicht breit veröffentlicht.

In der Automobil-Industrie werden seit mehr als zehn Jahrenbis zu 15 Millionen Fluidikventile jährlich produziert. DieFluidikventile könnenGase und Flüssigkeiten sehr genau pro-portional dosieren und sind gegenüber vergleichbaren nicht-proportionale Elektromagnetventilen in Bezug auf Gewichtund Raumbedarf um Faktoren kleiner. Diese Ventiltechnikwird aufgrund seines hohen Automatisier- und Skaliergradsnach wie vor in Deutschland weiter entwickelt und gefertigt.

Noch kleiner undpräziser arbeitet die FGL-Technologie in Ver-stellmechanismen, integriert in Smartphone Kameras. UmeinGefühl dafür zu entwickeln, welcheDimensionen dabei er-reicht werden, seien ein paar Dimensionsangaben – als Bei-spiel die vom Komplexitätsgrad einfachste Verstellung, derFokusiereinrichtung - aufgeführt: Ein 25 μm dicker FGL-

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Draht bewegt die 6-teilige 6,5 mm durchmessende Linse, inder 8 x 8 mm großen Kamera senkrecht zum Bildsensor um0,4 mm auf und ab. Der gesamte Verstellweg wird in wenigerals 50 Millisekunden durchlaufen. Die 50 anzufahrendenEinzelpositionen regelt das System inweniger als 20 μsecmiteiner Genauigkeit von 3 μm ein. Selbstredend sind für dieseApplikationen extrem hohe Schaltzyklen (> 1Million) und einbreit angelegter Temperaturbereich vorausgesetzt.

Komplexere Verstellungen inder SmartphoneKamerabewegendas gesamte Kameramodul mit Hilfe von vier hauchdünnenFGLDrähten in zwei Achsen, umz.B. eineBildstabilisierung zurealisieren. Eine aktuell nur durch FGL realisierbare Verstel-lung zielt auf einschwenkbare Farbfilter, die eine selektive Aus-wahl an Farbbandbreiten zum Bildsensor gewährleisten – dieswird mit einer maximalen Aufbauhöhe von 0,5mm erreicht.

Die eigentlich entscheidenden Faktoren zur Auswahl von Ak-tuatoren, die mit FGL Technologie angetrieben werden, sindschnell zusammengefasst. Die FGL Technologie schlägt her-kömmliche Technologien in folgenden Punkten:

+ Gewicht – FGL-Antriebe sind mehr als 5-mal leichter alsherkömmliche elektromotorische/-magnetische Antriebe

+ Lautstärke – der eigentliche Antrieb ist vollkommen ge-räuschfrei

+ Formfaktor – in aller Regel nutzt man Drähte dünner alsein menschliches Haar, um große Kräfte zu entfalten, diehoch in die Mechanik integriert werden sollen

+ EMV – der Draht wirkt als rein ohmscher Verbraucher undentwickelt bei korrekter Ansteuerung minimalste elektro-magnetische Abstrahlung

Des Weiteren ist man heute in der Lage, die Verstell-Positionsehr genau über den Draht-Widerstand zu ermitteln, was zu-sätzliche Positionssensoren überflüssig macht. Neben demreinen Kostenvorteil, ist es der Platzbedarf, der die FGL Tech-nologie immer dann interessantmacht, wenn andere Aktuato-rik aus Platzbedarf nicht mehr integrierbar ist.Gerade die neuen Herausforderungen in der Medizintechnik

fragen nach diesen Fähigkeiten - Verstellungen auf kleinstemRaum: regelbar, robust und verträglichmitmenschlichemGe-webe. Damit bieten sich FGL-Aktuatoren in der Endoskopieund der minimalinvasiven Chirurgie an, um z. B. im spezifi-schen bei Einflussnahme auf bildgebende Verfahren undMa-nipulation der Verfahr-Winkel (Krümmungen / Kanäle) nach-zufahren und besser zugängig zumachen.

Eine andere Einsatzmöglichkeit besteht in der Prothetik oderder Fernoperation, wobei der metallische Muskel einenmenschlichenMuskel nachempfinden kann. An der Universitätdes Saarlands unter der Leitung von Prof. Stefan Seelecke wur-den dazu bereits erste Funktionsmuster einer Hand aufgebaut.

Zuletzt soll die nahe liegendste Integration der heutigen FGL-Aktuatorik in der Medizintechnik noch erwähnt sein. Es sollterelativ zügig gelingen bereits bestehende proportional regel-bare Ventile zu Dosierzweckeoder für Umlagerungssystemein der Dekubitus Prophylaxeeinzusetzen. Hier schlagen dieVorteile der Geräuschlosigkeit,die minimale elektromagneti-sche Abstrahlung und die präzi-se Durchflussregelung die kon-ventionellen Antriebe um Län-gen. Die ASG ist nun demForum MedTech Pharma beige-treten, um im Rahmen diesesNetzwerks den Mitglieder dieTechnologie zugängig zu ma-chen und damit gemeinsameInnovationen zu schaffen, diedie deutsche Medizintechnikeinen großen Schritt voran-bringt.

Dipl.-Ing. (FH) Markus KöpferGeschäftsführer

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Neue Erkenntnis liegt nureine Millisekunde entferntMit der Leica EM ICE hat Leica Microsystems eine

Hochdruckgefrieranlage mit voll integrierter Licht-stimulation auf den Markt gebracht, die mit der Ge-

nauigkeit einer Millisekunde arbeitet. Derzeit ist das Hoch-druckgefrieren die einzige Methode zur Konservierung was-serhaltiger Proben in ihrem nativen Zustand. Die Leica EMICE ermöglicht die Kryofixierung der Proben ohne Strukturän-derung, sodass diese im möglichst nativen Zustand im Elek-tronenmikroskop mit Nanometer-Auflösung abgebildet wer-denkönnen. Zudemeröffnet dieKombinationdesHochdruck-gefrierens mit der Lichtstimulation Möglichkeiten für völligneuartige Versuche. Es lassen sich komplexe Veränderungenin feinen Strukturen oder grundlegende Prozesse in der Life-Science- sowie der Materialforschung zeigen.

Die LeicaEM ICEerlaubt die Synchronisierung desHochdruck-gefrierens mit der Lichtstimulation mit einer Genauigkeit voneiner Millisekunde und erfasst so dynamische Vorgänge, diemit Nanometer-Auflösung analysiert werden können. Die präzi-se Korrelation zwischen Lichtimpuls und Gefrierzeit ist die Vor-aussetzung dafür, dass die elektronenmikroskopischen Bilderforschungsrelevante Einsichten liefern. Die Leica EM ICE bie-tet fünf unterschiedliche Wellenlängen für die Lichtstimulati-on und kann mit ihrem Aufbewahrungssystem bis zu neun auf-einander folgende Proben gefrieren. Innerhalb einer Sekunde

nach Einlegen in den Objektträger erfolgt die Cryofixierung.Unmittelbar danach werden die Proben durch Abkühlung bisauf Stickstofftemperatur (-195,7°C) stabilisiert.

Dr. Cveta Tomova, Produktmanagerin bei Leica Microsystems,sagt: „Die Leica EM ICE ist ein leistungsstarkes Instrument,das neue Erkenntnisse ans Licht bringen und sogar zum Ver-ständnis lebensnotwendiger Prozesse beitragen kann. Es istdas einzigeGerät, dasHochdruckgefrierenundLichtstimulati-onmit der Genauigkeit einer Millisekunde synchronisiert. Die-se Plattform stellt eine Verbindung von Licht, Zeit und Proben-konservierung ohnegleichen dar. Wir haben Qualität mit tech-nologischer Innovation vereint, um Forscher bei derGewinnung bahnbrechender Erkenntnisse zu unterstützen.Das Verfahren des Hochdruckgefrierens mit Lichtstimulationkannbei allen lichtempfindlichenVerbindungenwie Lotionen,photoaktivierbaren Verbundstoffen, Proteinen sowie verschie-denen biologischen Präparaten angewendet werden. Es kannunser Verständnis hochdynamischer Prozesse, wie zum Bei-spiel Neurotransmission an der Synapse, weiter entwickeln.“

Für die Lichtstimulation mit der Leica EM ICE sind verschie-dene Wellenlängen möglich, nämlich blau, UV, grün, rot undbernsteingelb. Dafür sorgt der eingebaute Anschluss für dieLED-Lichtmodule, die vonderGerätesoftware automatisch er-kannt werden. Die Software ermöglicht auch die Programmie-rung vielfältiger Parameter für die Planung von „Flash-and-Freeze“-Experimenten. Die integrierte Lichtstimulation derLeica EM ICE erleichtert die präzise Korrelation zwischenLichtimpuls und Gefrierzeitpunkt. „Das alles sorgt für Stan-dardisierung und Zuverlässigkeit, gepaart mit der Flexibilität,Forschungsaufgaben auf diversen wissenschaftlichen Gebie-ten zu erleichtern“, sagt Tomova.

Gerade für eine optimale Probenkonservierung ist die Zeit einwesentlicher Faktor. Der automatisierte Gefrierzyklus der LeicaEM ICE gewährleistet, dass die Probe innerhalb einer Sekundenach Einlegen in den Probenträger gefroren ist. Der rechnerge-steuerteProzessbeginntmit demgleichzeitigenSchliessenderKartusche und dem Einleiten des Gefriervorgangs und endetmit dem automatischen Einwurf der Probe in einem Flüssig-stickstoffbehälter zur Vermeidung von Eiskristallbildung.

Die Möglichkeit, bis zu neun Proben nacheinander zu gefrie-ren, reduziert den Bearbeitungsaufwand und erleichtert esden Anwendern, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren.

Leica Microsystems bringt Hochdruckgefriereinrichtungmit vollintegrierter Lichtstimulation für „Flash-and-Freeze“-Experimenteauf denMarkt.

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Die Lagerung im Dewargefäß erfolgt nach einer programmier-baren Aufbewahrungssequenz für drei separate Positionen.So können Kombinationen unterschiedlicher Proben oderauch unterschiedliche Zustände der gleichen Probe hinter-einander gefroren werden.

In der EM-Probenpräparation setzt Leica Microsystems aufWorkflow-Lösungen. Dabei spielt die Leica EM ICE in vielenArbeitsabläufen eine Schlüsselrolle.

„Letztendlich geht es uns darum, dass unsere Kunden bahn-brechenden Erkenntnisse gewinnen können. Deshalb bietenwir eine bisher unerreichte technologische Leistungsstufe“,sagt Tomova. „Gleichzeitig wollen wir Forschern komfortablesund standardisiertes Arbeiten ermöglichen. Ein Beispiel: Umdie komplexen Veränderungen in der Feinstruktur einer Son-nenlotion unter UV-Licht zu verstehen, kann eine Probe in der

Leica EM ICE mit einer bestimmten UV-Strahlungsdosis sti-muliert und hochdruckgefroren werden. Die gefrorene Probekann dann - noch immer unter Kryobedingungen - imHochva-kuum-Beschichtungssystem Leica EM ACE600 beschichtetund anschließend in einem Kryo-Rasterelektronenmikroskopabgebildet werden. Das Transportsystem Leica EM VCT100dient als Shuttle zwischen den verschiedenen Arbeitsschrit-ten, wobei die Kryo- und Vakuumbedingungen stets eingehal-ten werden.“

KUGELZAPFEN EINFACH PERHAND EINBAUEN

Dank der neuen igubal Clips-Gelenklagerbuchse von igus lassen sich M6-Kugelzapfen mühelos montieren. Hierfür wird lediglich eine zylindrischeBohrung in einer zehn Millimeter dicken Aufnahme benötigt. Dadurch, dasssich Buchse und Kugelzapfen ebenso leicht demontieren lassen, eignet sichdiese wartungsfreie Neuheit ideal für den Prototypenbau.Die neuen schmier- und wartungsfreien igubal Clips-Gelenklagerbuchsen(ZCLM-06-10) lassen sich mühelos per Hand montieren. Die „06„ steht da-bei für einen Kugelzapfen in der Größe M6, die „10“ am Ende der Bezeich-nung für die Blechstärke der Aufnahme in Millimetern. Und dies ist – nebeneiner zylindrischen Bohrung mit 12 Millimetern Durchmesser – bereits alles,was benötigt wird. „Der Kugelzapfen wird in die Buchse gesteckt, anschlie-ßend wird diese einfach bis zum Einrasten in die Aufnahme geschoben“,erklärt Thomas Preißner, Produktmanager igubal Gelenklager von igus dieNeuheit. „Klassische Anwendungsgebiete hierfür sind Koppelstangen, Dop-

pelgelenklager oder auch andere Lösungen zur Ansteuerung von Verbin-dungsstangen. Konstrukteure haben hiermit große Freiheiten in der Gestal-tung ihrer Geometrien.“ Im Innern der Buchse befindet sich eine sphärischeAufnahme für den Kugelzapfen, die diesen sicher in Position hält. Angebo-ten werden Kugelzapfen in verzinktem Stahl oder Edelstahl.Die erneute Demontage ist ebenso simpel wie der Zusammenbau: DurchZusammendrücken der um 90 Grad versetzten Rastnasen an der Unterseiteder Buchse kann daraufhin der Kugelzapfen mitsamt der Buchse wieder ausder Aufnahme herausgezogen werden. Gerade im Prototypenbau ist dieseMöglichkeit eine wichtige Eigenschaft. Die Haltekraft von 120 Newton bleibtdabei auch nach mehrmaligem Ein- und Ausbau erhalten. Die Clips-Gelenk-lagerbuchse besteht aus dem Werkstoff iglidur J von igus. Der Werkstoff istselbstschmierend und trockenlaufend, wodurch auf eine nachträglicheWartung verzichtet werden kann. Weitere Abmessungen der igubal Clips-Gelenklagerbuchse sind bereits in Planung. Auf Anfrage bietet igus weitereSonderlösungen zu Geometrien oder Werkstoffen der Kugelzapfen.

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BeilagenhinweisBeachten Sie bitte folgende Beilagen in dieser Ausgabe:

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SCHAFFT JEDE VERBINDUNGDas vielseitige Steckverbindersystem CombiTac von Multi-Contact kommt in der industriellen Automation und Robotik,Maschinenbau, Prüfanwendungen, automatisierten Ferti-gungslinien undMedizintechnik zum Einsatz.

CombiTac schafft individuell konfigurierbare, hochzuverlässi-ge Verbindungen. Der Hersteller bietet Module für Signaleund Daten, Leistung bis 300 Ampere oder Hochspannung bis5.000 Volt, Druckluft, Flüssigkeiten, Lichtwellenleiter undvieles mehr. Deutlich zugenommen hat in jüngster Zeit dieNachfrage nach Batterie-Anschlusslösungen in der Eisen-bahn- und Transporttechnik und in der Automobilbranche.Die modulare Bauweise von CombiTac ermöglicht Fahrzeug-herstellern die maßgeschneiderte Konfiguration elektrischeroder hybrider Steckverbinder. EinBeispiel dafür sind dieHyb-ridbusse der „Transports Metropolitans de Barcelona“ (TMB)mit ihren zwei Elektromotoren. CombiTac überträgt hier nichtnur den Ladestrom der Batterien sondern auch Steuersignaleund die Druckluft für Federung, Türen und Bremsen.

Die „CombiTac harsh“ Version „CT-HE“ mit Leistungs- undSignalkontakten wurde speziell für Batteriepacks in rauerUmgebung, wie in der Bahntechnik, entwickelt. Der robusteCT-HE in Einschubtechnik überträgt sogar Ströme bis 400Ampere. Fehlstellungen werden beim Stecken ausgeglichen,so dass die Module in schlecht einsehbaren Orten problemlosblind gesteckt werden können. Das Zusammenspiel von hoherKontaktqualität und robusten Komponenten sorgt bei denCombiTac-Systemen für höchste Funktionssicherheit ohneLeistungseinbußen über lange Wartungszeiträume hinweg.

In der Medizintechnik sorgt CombiTac unter anderem für dieStromversorgung der Detektoren von Computertomographen.Diese Anwendung fasst Leistungskontakte und zusätzlicheSteuerkontakte zur Signalübertragung zusammen. Im Opera-tionssaal verbindet CombiTacmobile Chirurgie- und Anästhe-siegerätemit demVersorgungsanleger. „Die erforderlichenSi-gnal-, Daten- und Leistungskontakte ebenso wie Druckluft-und Flüssigkeitskupplungen können in ein und demselbenSteckverbinder untergebracht werden. Die Verbindungen las-sen sich auch von technischen Laien sicher anschließen“, er-läutert Martin Yiapanas, CombiTac Product Manager.

Jeder CombiTac-Steckverbinder ist exakt auf die Bedürfnissedes Anwenders zugeschnitten. CombiTac gibt es in vielenBau-

größen, sowohl als Aufbau Version, mit fliegender Kupplungals auch in schwimmender Ausführung für die Einschubtech-nik. Die Auswahl an verfügbaren Verbindungsmöglichkeitenist unerreicht umfangreich. Anwender können Hochstrom-und Signalverbindungen, Druckluft und Industrievakuum,Thermoelemente, Lichtleiter, Ethernet und vieles mehr in ei-nem Rahmen kombinieren. „Mit dem „CombiTac-Configura-tor„ stellt sich der Anwender nahezu spielerisch eine schierunendliche Zahl von Kombinationsmöglichkeiten aus unserenKatalog-Modulen zusammen. Und sollten die Anforderungenseines aktuellen Projekts darüber hinausgehen, steht unserExpertenteam bereit, jede Art von Sonderlösung zu realisie-ren“, erläutert Yiapanas, und er fährt fort: „Auf Wunsch kon-fektionieren wir den Steckverbinder mit den AnschlusskabelninSerie und lieferndie kompletteBaugruppe100%getestet.“

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Neue Verbandsseite von healthcare-network.eu

Ab dieser Ausgabe erscheint die neue Verbandsseite des Netzwerks an dieser Stelle. Wir präsenti eren Mitglie-der des Netzwerks und die Kompetenzen des Netzwerks. healthcare-network.eu vereint Unternehmen und Einrichtungen der Healthca-re-Branche auf einzigarti ge Weise und umfasst ebenso die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Netzwerke CarboMedTech und NeZu-Med. Werden Sie kostenfrei Mitglied im Netzwerk!

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HARTER Oberfl ächen- und Umwelttechnik GmbHFon +49 (0) 8383/9223-0 www.harter-gmbh.de

WIR TROCKNENALLES. SICHER. UND ENERGIESPAREND.

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Innovati ve Trocknungstechnologie

Schnell, schonend und sicher trocknen – diesem Leitspruch hat sich Harter GmbH aus Sti efenhofen im Allgäu verschrieben.

Harter ist ein inhabergeführtes, mitt elständisches Unterneh-men, das seit 25 Jahren ener-giesparende Trocknungssyste-me für die Industrie entwickelt, ferti gt und vertreibt. Die eigens entwickelte „Kondensati ons-trocknung auf Wärmepumpen-basis“ ist eine effi ziente Lösung in allen Fragen der Trocknung. Durch unsere Art zu trock-nen, bringen wir Innovati on in Ihren Prozess. Über 1000 Trocknungsanlagen sind in zahlreichen Industriezweigen im Einsatz. Niedrige Temperaturen,kurze Trocknungszeiten

Mit der eigens entwickelten Airgenex® - Kondensati ons-trocknung werden Waren aus Metall, Glas und Kunststoff bei niedrigen Temperaturen zwischen 20° und 90° C scho-nend und stressfrei getrocknet. Durch den Einsatz extrem trockener Luft und einer indivi-

duell angepassten Luft führung werden sehr kurze Trock-nungszeiten mit gleichzeiti g hochwerti gen Trocknungser-gebnissen umgesetzt. Die inte-grierte Wärmepumpentechnik sorgt für höchste Effi zienz im Trocknungsprozess. Die Trock-nung fi ndet stets im geschlos-senen System statt und ist daher völlig klimaunabhängig. Somit sind beste Qualität und höchste Prozesssicherheit gewährleistet. Die Airgenex® - Kondensati onstrocknung ist ein fl exibles System, das in jede Prozessart integrierbar ist. Die Luft entf euchtung mitt els Wärmepumpe ist für Batch-betriebe jeglicher Art genauso einsetzbar wie für alle konti nu-ierlichen Verfahren. Airgenex® - Trocknungsanlagen erfüllen GMP und GAMP Vorgaben.

Trocknungsversuche

Eine Besonderheit bei Harter ist die Möglichkeit das Kunden-produkt im hauseigenen Tech-nikum auf seine Trocknungsei-genschaft en testen zu lassen. Dabei werden die relevanten Parameter wie Temperatur, Zeit, Feuchte, Luft volumen-strom und Luft geschwindigkeit ermitt elt und dokumenti ert. Die Ergebnisse fl ießen dann in die weitere Konzepti on ein.

UNSERE ART ZU TROCKNEN IST BESONDERS.

BESONDERS SICHER.BESONDERS SCHNELL.BESONDERS EFFIZIENT.BESONDERS SCHONEND.

Mitglied im:

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MEDGeräte Verbindungstechnik

Laser-Kunststoffschweißenverändert Produktions-prozesseDas Laserschweißen von thermoplastischen Kunststof-

fen ist etabliert. Die Technologie lässt sich etwa auf dasJahr 2000 zurückführen –damals gründeten sich erste

Unternehmen aus dem universitären Umfeld der UniversitätErlangen-Nürnberg. Das Prinzip des Laser-Durchstrahl-schweißens gilt noch heute, und es unterscheidet sichwesent-lich vomherkömmlichen Schweißen. Dort wird ausgehend vonder Oberfläche eine Schmelze erzeugt und durch den oberenFügepartner bis in das darunterliegende Bauteil erweitert. Da-mit sind immer Schweißmarken auf der Oberfläche sichtbar.

Beim Laser-Kunststoffschweißen werden ein lasertranspa-renter und ein laserabsorbierender Werkstoff zusammenge-schweißt. Die Laserstrahlung dringt durch den oberen Füge-partner in die Fügezone und wird dort vom unteren Fügepart-ner an dessen Oberfläche absorbiert. Der untere Teil derSchweißnaht wird bis zum Aufschmelzen erwärmt.

Durch Wärmeübertragung übernimmt der obere Fügepartnerdie Energie und erwärmt sich so weit, dass Molekülketten imBerührungsbereich diffundieren. Nach dem Abkühlen ent- steht eine stoffschlüssige Verbindung. Die Festigkeiten einer

Laserschweißnaht sind denen im vollen Material ähnlich underreichen nahezu Schweißfaktor 1. Diese Technologie wirdauch als Laser-Durchstrahlschweißen bezeichnet.

Grundsätzlich lassen sich fast alle thermoplastischen Kunst-stoffe sicher fügen, sofern die thermischen Bearbeitungs-fenster dies zulassen. Das bedeutet: Beide beteiligte Füge-partner müssen in einem ausreichend breiten gemeinsamenTemperaturbereich aufschmelzen. Bei gleichartigen Kunst-stoffen ist dies selten ein Problem. Die üblichen Kunststoffesind in ihrer natürlichen Form meist ausreichend lasertran-sparent als obere Fügepartner. Farbpartikel oderRuß, die demKunststoff des unteren Fügepartners beigegeben werden, er-höhen dessen Absorptionsraten.

Die eingesetzten Laserquellen weisen üblicherweise Laser-wellenlängen im Nahen Infrarotbereich (NIR) auf – zwischen800 und 1100 µm – und Leistungen zwischen 30 und 600Watt. Dabei haben moderne, wartungsarme Dioden- oder Fa-serlaser die lampengepumpten und damit anfälligen Laser-quellen der Anfangsphase vollständig ersetzt.

Beim Laser-Durchstrahlschweißen erfolgt die Plastifizierung aus-schließlich in der Fügezone.

Das Laser-Kunststoffschweißenist eine Erfolgsgeschichte mitdrei wesentlichen Vorteilen: Esist besonders wirtschaftlich, esbietet eine gesicherte Qualitätund ermöglicht neuartige Pro-duktlayouts und hat sich in denletzten 15 Jahren mit den An-forderungen der Industrie stetigweiterentwickelt.

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MEDGeräte

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Da die Laserstrahlung im nicht sichtbaren Bereich liegt, kön-nen auch Kunststoffe gefügt werden, die optisch undurch-sichtig erscheinen. Das erhöht die Flexibilität. In umfangrei-chen Messreihen wurden optimale Laserparameter für unter-schiedliche Kunststoff- und Farbkombinationen ermittelt.

Laser-Durchstrahlschweißen im Vergleich mitherkömmlichen Fügeverfahren

Alle Verfahren zum Fügenvon Kunststoffen haben in-dividuelle Stärken undSchwächen. Je nachStückzahl eines Produktsfließendie Vorlaufkosten indie Gesamtkostenrech-nung ein. Die Anschaf-fungskosten moderner La-serschweißsysteme nähernsich zunehmend denen an-derer Verfahren an. Das La-serverfahren punktet klarbei den Werkzeugkosten,den Verbrauchsmaterialienund verschleißbedingtenAufwänden. Im Gegensatzzu Vergusstechnik undKle-

betechnologien benötigt das Laser-schweißen keine Zusatz-werkstoffe und es werden keine Partikel freigesetzt. Danebenentfallen Reinigungsaufwendungen, weil Werkzeuge nicht mitflüssigenWerkstoffen in Kontakt kommen.

Da keine nennenswerten mechanischen, dynamischen undthermischen Belastungen auf Fügesystem und Bauteile wir-ken, sind zum Beispiel die Spannwerkzeuge und Bauteilauf-nahmen zumeist einfach konstruiert und lassen sich schnellaustauschen. Dies und die softwaregesteuerten Laserwege er-lauben wirtschaftliche Produktionsabläufe auch bei hoherBauteilvielfalt.

Das Laser-Schweißsystem ist nahezu wartungsfrei und kannmit Funktionen zur Prozessüberwachung ausgestattet wer-den. Der Vorteil: Das Lasersystem kann Unregelmäßigkeitenim laufenden Prozess erkennen, und durch die Trennung vonGut- und Schlechtteilen Produktionsqualität gewährleisten.Außerdem lassen sich alle Parameter erfassen und für ein lü-ckenloses Tracking & Tracing übernehmen.

Die geforderten Produkteigenschaften sind ein weiteres Aus-wahlkriterium für die Fügeverfahren. Durch eine Inline-Pro-zesskontrolle kann bei lasergeschweißten Bauteilen eine se-parateDichtigkeitsprüfung entfallen. Einwichtiger Aspekt füranspruchsvolle Bauteile ist die mikrostrukturelle Qualität derFügezone. Beim Laser-Durchstrahlschweißen treten andersals bei Reibverfahren keine Partikel auf, es werden keine Zu-satzstoffe in die Bauteile eingebracht und die Schweißnähtegenügen höchsten optischen Ansprüchen – ein wesentlicherVorteil bei Schweißungen im unmittelbaren Sichtbereich.

Als Fazit kann gelten: Mit steigenden Ansprüchen an die Qua-lität der Schweißung und bei empfindlichen Bauteilen hatsich das Laser-Durchstrahlschweißen eine bevorzugte Positi-on erarbeitet. Wichtige entscheidungsrelevante Argumentefür die Laserschweißtechnologie sind die um bis zu ein Drittelgeringeren projektspezifischen Kosten, die größere Flexibili-tät der Anlagen, die integrierte Prozesskontrolle und die bes-sere Ausbeute an Gutteilen, auch bei schwankender Qualitätder Vorprodukte.

Unter der Lupe: Links eine Schweißnaht aus dem Laser-Durchstrahl-schweißen, rechts das Vibrationsschweißen in gleicher Vergrößerung[150-fach].

Feine Schweißnähte ohne Beein-trächtigung der Bauteile – hier einKunststoff-Bauteil zur präzisenDosierung flüssiger Medikamente.

Unter der Lupe: Links eine Schweißnaht aus dem Laser-Durchstrahl-schweißen, rechts das Vibrationsschweißen in gleicher Vergrößerung[150-fach].

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MEDGeräte Verbindungstechnik

Laserschweißen für die Mikrofluidik

Vor wenigen Jahrenmussten Patienten beimArztbesuch nocheinige Tage auf Laborergebnisse waren – heute übernehmenMini-Labore diese Aufgabe. Ein Tropfen Blut wird auf eineKartusche gegeben, und das Analysegerät wertet die benötig-ten Daten nach wenigenMinuten aus.

Dies ist ein Anwendungsge-biet der Mikrofluidik. Bei mik-rofluidischen Systemen sindfeine, hochpräzise Kanäle an-geordnet. Diese Kanäle müs-sen abgeschlossen werden.Für viele Anwendungen isttransparentes Material erfor-derlich, weil die Auswertungder Reaktionen optisch er-folgt. Auch dabei liefert ein

spezielles Laser-Schweißverfahren gute Dienste. Beim LPKFClearJoining durchstrahlt ein Laser mit 2 µmWellenlänge diebeiden Fügepartner und fokussiert die Laserenergie exakt inder Schweißebene. Dann reicht der geringe Absorptionswertdes Kunststoffs für eine sichere Schweißung aus. Durch einespezielle Überdruck-Spanntechnik kann oft auf spezifischeWerkzeuge verzichtet werden. Diese Spanntechnik gleichtAufwölbungen aus, die beim Anlegen der Kanäle entstehen.

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Stärken und Schwächen gängiger Verfahren zum Fügen von Kunststoffbauteilen im Vergleich.

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MEDGeräte Verbindungstechnik

Die phg Peter Hengstler Verbindungstechnik GmbH& Co. KGfertigt zwölfpolige M12-Kabel und -Steckverbinder nach indivi-duellen Kundenspezifikationen für denMedizintechnik-Einsatz.

Mehr Möglichkeiten:M12 mit zwölf PinsM12als Steckverbindung ist keine Neuheit – hoch

individualisierbare Steckverbinder- und Kabellö-sungen indieserDimensionundmit 12Polenhin-

gegen schon. Die phg Peter Hengstler GmbH& Co. KG bie-tet die 12-polige M12-Steckverbinder-Variante nun in ho-her Verarbeitungsqualität und aus unterschiedlichenMaterialien auch für den Einsatz in derMedizintechnik an,und das mit frei wählbaren Konfigurationen bei der Verka-belung zu attraktiven Preisen.

M12-Steckverbinder sind inzwischen dasMaß aller Dinge: Zuverlässige Datenüber-tragung, kompakte Bauart und guteHandhabbarkeit sind die Vorteile, die inunterschiedlichstenBranchendieseArtder Verbindung zum Standard werdenließen. Durch immer neue Anwendungs-bereiche steigt auch die Nachfrage nachhöheren Polzahlen. So sind 12-poligeM12-Verbindungen stark im Kommen.Doch wenn es um individuelle und hoch-wertige Auslegung von Steckverbinderund Kabel geht, wird das Angebot imMarkt schnell dünn.

Denn Qualität ist, wenn neben den Mate-rialien auch Konzept und Verarbeitung ei-ner Verkabelungslösung stimmen. Mitdiesem Verständnis erweitert das Unter-nehmen nun die Familie der RundsteckerM12 um 12-polige Ausfüh-rungen. DerUnterschied zu den imMarkt bereits erhält-lichen Lösungen liegt im Detail: Die Kundenkönnen in bewährter Form ihre individuellenAnforderungen abseits der anderswo üblichenBaukasten-Standards benennen, der Herstellersetzt diese in einbaufertige Kabelgarniturenum. Bei den 12-poligen M12-Steckverbindernstehen bei dem Unternehmen aus dem baden-

württembergischen Deißlingen sowohl umspritzte Kabel-stecker als auch gerä-teseitig Flanschstecker und Flansch-buchsen bereit.

„Wir führen in der 12-poligen M12-Steckverbinder- undKabelkonfektion unsere Philosophie fort, die wir auch beianderen Standards zugrunde legen“, erklärt Alfons Honer,Geschäftsführer des Unternehmensbereichs Verbindungs-

technik von phg. „Unsere Kunden wollen für ihrejeweilige Anwendung die optimale Lösung,nicht irgendeinennur halbwegs tauglichenKompromiss.“ Wie konsequent dieseOrientierung am Kundenwunsch ist,das lässt sich am besten an den vielenvariierbaren Parametern ablesen, wennes um12-poligeM12-Stecker geht. Beiden Kabelgarnituren können zum Bei-spiel der Kabeltyp und die Kabellängekundenspezifisch definiert werden. Eineindividuelle Steckerbelegung ist ebensomöglich wie eine eigene Steckerkonturmit Kundenlogo und eine Umspritzung inFirmenfarbe.

Die Gerätesteckverbinder sind, ebensowie die Kabelstecker, mit gedrehten undvergoldeten Kontakten ausgestattet undwerden mittels Crimptechnik mit unter-schiedlichsten Litzentypen bis zum maxi-malen Leiterquerschnitt von 0,25 mm²konfektioniert. Die Codiernase verhindertein Fehlstecken und ist massiv im Stecker-

gehäuse integriert – für größtmögliche Si-cherheit auch bei rotativ wirkenden Kräften.

Die Materialauswahl für die Gehäuse reicht vonKunststoff über Messing bis hin zu Edelstahl.

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»M12-Stecker 12-polig, geschirmt, A-Codierung, 90° abge-winkelt

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MEDGeräte Verbindungstechnik

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Für eine optimale Dichtheit der Stecker sorgen sowohl dieUmspritzung der Kabel als auch die Möglichkeit des Ver-gießensderGerätesteckverbinder. Damit sinddie Leiteran-schlüsse perfekt gegen mechanische Einflüsse und gegeneindringenden Staub und Feuchtigkeit geschützt. Das Er-gebnis dieser mannigfaltigen Kombinationsmöglichkeitensind immer auf dieKundenbedürfnisse zugeschnitteneKa-belgarniturenundSteckerkonfektionenmit hoherQualität,die einbaufertig und zu 100 % elektrisch endgeprüft aus-geliefert werden.

„All diese individuellen Vorteile müssen dabei nicht ein-mal teurer sein als „Baukasten-Lösungen“, sagt AlfonsHo-ner: „Für uns sind Investitionen in die Ergänzung und Er-weiterung der M12-Steckerserien eine Investition in einehoffentlich lange Kundenbeziehung.“ Zahlreiche Kundenaus Branchen wie Sensorik, Antriebstechnik, Automatisie-rung oder Medizintechnik nutzen diese Vorteile bereits.

Diagnostik- und Therapiegeräte vieler Hersteller werdenebenso mit Verbindungslösungen von phg ausgerüstet wiemoderne Operationstechnik. Von der klassischen Litzen-bearbeitung über Konfektion, Integration von Elektronik,verschiedene Formen der Umspritzung oder Gehäusetech-nik bis hin zur kundenspezifischen Verpackung mit Labe-ling und Logistik – das Unternehmen deckt die kompletteProzesskette ab. Und das auch aus dem Reinraum heraus:Der Hersteller schafft derzeit zusätzliche Kapazitäten, umProdukte wie Single-Use-Steckverbindungen in noch grö-ßeremUmfang herstellen und damit der steigenden Nach-

frage gerecht werden zu können. Das Qualitätsmanage-mentsystem ist zertifiziert nach der Norm DIN EN ISO13485 für Medizinprodukte.Das entsprechende Zertifikat ist aber nur ein Beleg untervielen für die Expertise auf diesem Gebiet: Die Stärke imCo-Engineering und die hohe Fertigungstiefe sorgen dafür,dass die Kompetenz für die Medizintechnik kontinuierlichnachgefragt und somit weiter ausgebaut wird.

200-W-MEDIZINSTROMVERSORGUNG FÜRDIREKTEN PATIENTENKONTAKT SKIIPassend zur Vorschrift 60601-1-11, dass Geräte imHomecarebereich nur als Schutzklasse II ohne Erdan-schluss gebautwerdendürfen, bietetMagic Power Tech-nology GmbH eine Baureihe von 200-W-Netzteilen im3x5“Maßstab an. Als Ausgangsspannungen stehen12 V, 24 V und 36 V zur Verfügung. Alternativ bestehtüber dieOptionSBeine5Vstby Spannung zur Verfügungund die Hauptspannung lässt sich per High/Low Signalschalten.

Durch den geringen ausgangseitigen Ableitstrom sowiedie erhöhte Isolation kann die Serie auch für direktenPatientenkontakt der Klasse BF eingesetzt werden. DerSchutzerder ist für Anwendungen inSchutzklasse I auchoptional amNetzteil angeschlossen. Die Serie ist 3rdedition zulassungskonform. Für kleinere Leistungensteht die ReiheMPM-S10Xmit 115 Wmit 2x4“ auch inSKII zur Verfügung.

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Alfons Honer, phg-GeschäftsführerUnternehmensbereich Verbindungstechnik

M12-Flanschstecker und Kabelbuchse, 12-polig.

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MEDSoftware Telemedizin

Architektur ist nicht einfach nur ein Abbild der Software-Struktur,sondern folgt festen Konstruktionsregeln, die als Stand der Tech-nik veröffentlicht und durch regulatorische Anforderungen näherbeschrieben oder eingegrenzt sind.

Beste Architekturmit Best PracticesDer VDI bietet im Rahmen der MedConf 2015 eine

Vortragsreihe an, die am Beispiel des „VDInsulin-managers“ die Entwicklung eines medizinischen

Software-Systems darstellt, konform zu Normen und demStand der Technik und durchgängig von denAnforderungenbis zur Zulassung. Während das MedicalSPICE, als VDIRichtlinie 5702 Blatt 1, alle regulatorischen Anforderun-gen aus IEC62304, ISO13485 etc. harmonisiert, wird2016 im Blatt 2 der Stand der Technik in Form von BestPractices veröffentlicht. Der vorliegendeBeitrag beschreibtdessen Anwendung für die Erstellung der Architektur fürden „VDInsulinmanager“.

Der VDInsulinmanager

Der VDInsulinmanager ist als Gesamtsystem konzipiert(Bild 1). Damit kann ein Diabetes-Patient regelmäßig seineBlutzuckerwerte und andere Vitalwerte mittels Handy-Appan einen Cloud-Server übertragen. Diese Werte lassen sichder App manuell oder durch das Messgerät direkt via Blue-tooth übermitteln. Der behandelnde Arzt kann die Datenüber eine Browser-Anwendung abrufen und Parameter fürdie Berechnung der Insulin-Behandlung justieren. Ein Al-gorithmus auf demServer berechnet die Behandlungsemp-fehlungen. Die App zeigt dem Patienten stets die nächsteDosisempfehlung an und gibt in kritischen Fällen einenAlarm aus. Der Server kann diesen Alarm anderen Personenübermitteln. Ohne weitere Einschränkungen der Zielgrup-pe ist davon auszugehen, dass ein Patient die Empfehlun-gen der App stets befolgt. Da dies im Fehlerfall potenzielltödlich ist, wird die Appmit der Sicherheitsklasse C gemäßIEC 62304 eingestuft.

Die Architektur

Die Architektur gibt eine grobe Strukturierung des Systemsvor. Siemuss bereits ermöglichen, dass amEnde alle Anfor-derungen umgesetzt werden. Daher wird die Architekturaus den Anforderungen abgeleitet. Zusammenmit der Risi-ko-Analyse entsteht der erste Entwurf für die Software-Ar-chitektur, der auch Risiko-Kontrollmaßnahmen berück-sichtigt. Da spätere Änderungen der Architektur potenzier-te Aufwände und teils unbeherrschbare Risiken nach sichziehen, ist die Architektur das Fundament,mit besonderemAugenmerk auf die Stabilität der groben Strukturen und ih-rer Schnittstellen. Dazu muss der Entwurf klar und so ein-fach wie möglich bleiben und bewährten Designprinzipienfolgen. Notwendige Veränderungen der Details im Innerender Architekturelemente bleiben dann auch zu späterenZeitpunkten beherrschbar.Bild 1: Gesamtsystem eines VDInsulinmanagers.

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Der Input für den Entwurf

Eine grobe Aufstellung der Anforderungen für die App könnteso aussehen:1. Die App läuft auf gängigenMobilgeräten.2. Die App erlaubt die manuelle oder übertragene Erfassung

vonWerten des Blutzuckerspiegels (u. a. Vitalparameter).3. Die App berechnet Empfehlungen von Basalrate

und Bolusdosen.4. Die App warnt beim Unter- oder Überschreiten von

Grenzwerten.5. Die App visualisiert Verlaufswerte.

Daran schließt die Risiko-Analyse an: Welche Ursachenkönnen zur Falschanzeige einer Dosis oder zur falschenÜbermittlung von Messwerten führen und wie wahrschein-lich sind diese? Die Risiken für den Patienten müssen mitRisiko-Kontrollmaßnahmen gemindert werden. Welche Ri-siken bzw. welche Ursachen für einen Patientenschadensindmöglich?

I. Ein Software-Fehler in der App berechnet falscheEmpfehlungen.

II. Ein Software-Fehler oder Angreifer verfälscht dieeingegebenen oder empfangenen Daten, so dass dieEmpfehlungen falsch berechnet werden.

III. Die Datenübertragung wird korrumpiert, so dass falscheDaten empfangen oder auf den Server gespielt werden,mit falschen Empfehlungsberechnungen als Folge.

Der erste Entwurf

Schrittweise gelangt man zum ersten Entwurf (Bild 2): An-forderung 1 adressiert die Portierbarkeit auf unterschiedli-che mobile Betriebssysteme. Die bewährte Antwort daraufist ein Abstraction Layer. Da die App Interaktion mit demBenutzer vorsieht (Anforderungen 2 und 5), benötigt maneinenUser Interface Layer (UI Layer). UmdenDatenschutzzu gewährleisten und das Risiko iii. zu kontrollieren, formu-liert man einen Security Layer. Da ein Großteil der Risikenunmittelbar mit der Ein- oder Ausgabe von Werten auf dem

App UI

Safety

Application

Security

Service Abstraction Graphic Abstraction

Mobile OS

Authentication De-/Encryption

Bild 2: Erster Entwurf einer möglichen Software-Architektur nachdem Layer Pattern, wobei die rote Komponente eine SOUP darstellt.

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MEDSoftware Telemedizin

UI zusammenhängt, formuliertmandirekt unter demUILa-yer einen Safety Layer. Alle funktionalen Anforderungen(v. a. 3 und 4) werden im Application Layer gekapselt.

Eine Best Practice sieht vor, dass jede Komponente eine klareVerantwortlichkeit hat (Separtion-of-Concerns):

+ App UI: Ermöglicht die grafische Interaktion mit dem Be-nutzer zum Zwecke der Visualisierung oder der EingabevonWerten.

+ Safety: Beinhaltet Maßnahmen zur Minderung des Risi-kos, dass sich falsch berechnete oder korrumpierte Datenfür den Patienten schadhaft auswirken. Daten werden aufIntegrität und Plausibilität geprüft.

+ Application: Ist für die Berechnung von Basalraten undBolusdosen aufgrund eingelesener, eingegebener oderempfangener Daten verantwortlich.

+ Security: Ist für die Datensicherheit zuständig.– Authentication: Stellt sicher, dass Gerät und Backendzusammenpassen (z. B. Prüfung der MAC-Adressen).Stellt sicher, dass sich Benutzer und angeschlosseneMessgeräte authentifizieren.

– De-/Encryption: Führt die passwortgestützte Ver- undEntschlüsselung aller Daten durch, die übertragen,empfangen oder lokal gespeichert werden.Diese Komponente ist eine sog. Software of UnknownProvenance (SOUP), weil sie als fertige Komponenteeines anderen Herstellers übernommen und integriertwird.

+ Service Abstraction:Bietet high-level Funktionen zurDatenübertragung und lokalen Speicherung an.

+ Graphic Abstraction:Erlaubt demAppUI die plattformun-abhängige Nutzung grafischer Steuerelemente.

Durch das Layer-Prinzip kann man bereits frühzeitig dieStruktur des Systems bilden, ohne sämtliche Anforderungenund Risiko-Kontrollmaßnahmen zu kennen. Es hat sich be-währt, die späteren Iterationen der Architektur mit struktu-rierten Review-Verfahren, wie etwa Architecture Trade OffAnalysis (ATAM), dahingehend zu prüfen, ob alle Anforderun-

gen abgedeckt und alle Risiken kontrolliert werden. WeitereBest Practices unterstützten ThemenwieSchnittstellen-Defi-nition oder Segregation.

Fazit

Mit dem MedicalSPICE VDI 5702 erhalten Hersteller dieMöglichkeit, die Anforderungen an ihre Dokumente und Pro-zesse erheblich besser einzuschätzen und abzudecken. Zu-künftig wird die VDI5702Blatt 2 denStand der Technik doku-mentieren und den Herstellern einen Praxisleitfaden für dieUmsetzung regulatorischer Anforderungen bieten.

Dr. Tobias Maierist Senior Consultant bei Method Park

Dipl.-Ing. Markus Manleitnerist Software Quality Assurance Officer bei Dräger Medical

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MEDSoftware Betriebssysteme

Least Privilege Separation Kernel Hypervisoren erfüllen das, wasMultikernprozessoren und Hardwarevirtualisierung für eingebet-tete Systeme versprechen.

Least Privilege SeparationKernel Hypervisoren

Der britische Schriftsteller Anthony Powell sagte ein-mal, Eltern erwiesen sich bisweilen als Enttäuschungfür ihre Kinder, da sie das so Verheißungsvolle ihrer

frühen Jahre nicht erfüllten. Kein Elternteil ist so brillant wiees sein fünfjähriges Kind glaubt. Andererseits auch nicht an-nähernd so nutzlos, wie später der Teenager es den Elternweiszumachen versucht. Wenn es um Virtualisierung geht,sinddiePositionen eindeutiger. FragenSie nachderMeinungder IT-Verantwortlichen, die sich um Patientendaten und dieBetriebsdaten eines Krankenhauses mithilfe von Unterneh-mens-IT kümmern, wird Ihnen eher der Enthusiasmus jünge-rer Kinder begegnen. Aus derWelt der EmbeddedSysteme istdas Geknurre von Halbwüchsigen wahrscheinlicher.

Seit 2009 verzeichnet der Enterprise Computing-Marktmehrauf virtuellen Maschinen (VM) eingesetzte Images von Be-triebssystemen (OS) als direkt auf physikalischen Serverneingesetzte OS. Bis 2015 waren schließlich 83 Prozent der

Neuinstallationen auf VM installiert. Analysen legen nahe,dass eine wichtige Triebfeder für diese Verschiebung die tat-sächliche Kostenersparnis durch die daraus resultierende ef-fizientere Nutzung und das bessere Management der Hard-ware war.

Solche Eigenschaften müssen doch ähnlich attraktiv in ein-gebetteten medizinischen Systemen sein, wo die Aussichtauf ein einfacheres Hardwaredesign noch wünschenswerterist. Speziell tragbare Geräte profitieren von Einsparungen amGewicht, während jeder Entwickler von vernetzten Gerätenvon den sicherheitsrelevanten Eigenschaften dieser Techno-logie angetan sein dürfte. Dennoch ist die volle Anwendungvon Virtualisierungstechnologie, wie sie in vielen heutigenProzessoren zu finden ist, ziemlich selten, vor allem in kriti-schen Anwendungen der funktionalen Sicherheit und der Da-tensicherheit (Safety und Security). Sogenannte 'Least Privi-lege' Separation Kernel Hypervisoren versprechen Abhilfe.

Abb. 1: Die feinere Granularität infolge von Least Privilege-Prinzipien für die Separation Kernel-Blöcke beschränkt die Anzahl der Abläufe vieleffektiver.

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Die Least-Privilege- undMILS-Prinzipienverheiraten

Bereits vor 30 Jahren führten Saltzer und Schroeder aus, dass“jedes Programm und jeder Benutzer nur die Rechte erhält,die zur Erfüllung der jeweiligen Aufgaben absolut erforderlichsind.“ Dieser simple und vernünftige Ansatz der geringstmög-lichenPrivilegien oderRechtewird dringendnotwendig, wennAnwendungen unterschiedlicher Kritikalität in unmittelbarerNähe zueinander ausgeführt werden. Das Konzept eines Se-paration Kernels bildet die Grundlage der Initiative 'MultipleIndependent Levels of Security' (MILS).MILS forciert den Zu-sammenschluss von Komponenten und Subsystemen zu Ein-heiten, die klein genug sind, um einer strengen, genauestenPrüfung unterzogen werden zu können.

Sowohl beiMILS als auch bei Least Privilege liegt der Schwer-punkt auf den Vorzügen der Modularisierung. Traditionell fo-kussierte der Separation Kernel jedoch auf die Isolierung vonRessourcen, was bedeutet, dass er nicht der Granularität dieGeltung verschaffte, die die Least Privilege-Prinzipien verlan-gen. Die Abbildung 1 zeigt die „Subjects“ (aktive, ausführba-reEinheiten)mit denwenigsten/ geringstenRechtenundRes-sourcen, die über die Separation Kernel Blocks gelegt sind.Wo der Separation Kernel die Granularität der Flusskontrolleje Subject und je Ressource unterstützt, werden weit wenigerunerwünschte Kontrollflüsse zugelassen, als wenn die Fluss-kontrolle jeweils per Block verwaltet werden würde.

Hardwarevirtualisierung

Entwickler hosten heute oftmals mehrere Betriebssysteme(OS) auf demselbenComputermithilfe kommerziell verfügba-rer Software. Virtualisierungwird herangezogen, umProgram-me einschließlich des OS in einer Softwareumgebung auszu-führen als habe sie eine eigene Hardware. Diese Umgebung

Abb. 2: Hardwarevirtualisierung kombiniert mit dem Prinzip der ge-ringstmöglichen Privilegien und einemSeparation Kernel ermöglichtunzählige praktische, bereits heute in der „echtenWelt“ einsetzbareKonfigurationsoptionen.

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Nürnberg, 24. – 26.11. Halle 4 Stand 282

nennt man Virtual Machine Monitor (VMM) oder Hypervisor. In diesen Desktop-Domainsläuft das Gastbetriebssystem auf einer niedrigeren Berechtigungsstufe als der zugrunde-liegende VMM (welcher die Ressourcen zu managen hat), während das Betriebssystemvon der darunterliegende Hardware durch Binär-Translation 'abgekoppelt' wird.

Auf Unternehmensebene hingegen veranlasste der überwältigende Erfolg der Virtualisie-rung Halbleiterentwickler dazu, die Anzahl der Cores pro CPU zu erhöhen und ihre Hard-waremit ausgeklügelter Virtualisierungsunterstützung zu versehen. Hardwareunterstütz-te Virtualisierungstechnologien wie VT-x von Intel vermeiden Privilegierungsprobleme,wie sie bei der Nutzung herkömmlicher Software-Virtualisierungstechnologien auftau-chen. Mit ihnen wird es viel einfacher, von den Vorteilen der Virtualisierung speziell füreingebettete Systeme zu profitieren. Infolge einesweiteren, ausschließlich für die Virtua-lisierung gedachten Berechtigungskonzepts wird der Hypervisor im Root-Modus unter-halb des normalen Berechtigungslevels ausgeführt, so dass die hardwareunterstützte vir-tualisierte Leistung nahezu verlustfrei ist. Damit ist das Problem der Deprivilegierung ge-löst undmuss nicht mehr über Binär-Translation softwareseitig implementiert werden.

Hardwarevirtualisierung und den Least Privilege Separation Kernelwirksam einsetzen

Abbildung 2 zeigt einen SeparationKernel undHypervisor (SKH). In dieser Konfigurationgibt es als 'subjects' ein Echtzeitbetriebssystem (RTOS), ein Allzweckbetriebssystem(GPOS), und eine vertrauenswürdige (Trusted) Bare Metal-Anwendung zur Implementie-rung einer hochkritischen Funktion. Die Mechanismen des SKH sorgen dafür, dass dieSubjekte so wenig wiemöglichmiteinander kommunizieren. Der vertrauenswürdige Codedes SKH selbst ist winzig, denn er ist auf die Virtualisierung von Hardware ausgelegt. DieLeistung der Anwendungen wird nicht beeinträchtigt, wenn jedem Subjekt ein eigenerKern zugeordnet ist.

Drei typische Konfigurationen zeigen auf, was möglich ist:

Sichere Separierung zwischen Bedientechnik und Informations-technik im IoT

EinSKH funktioniert als idealePlattform für ein IoT-Gateway.Nehmenwirmit Verweis aufAbbildung2mal an, einEchtzeitbetriebssystem (RTOS) diene zur Steuerungder Prozess-anlage einer Neugeborenen-Intensivstation. Ordnet man dem RTOS-Subject einen CPU-Kern zu, steht seine deterministische Performance voll zur Verfügung.Gleichzeitig stellt ein Allzweckbetriebssystem (GPOS) eine über das Internet erreichbareSchnittstelle zur Verfügung um abrufbereitem Wartungspersonal den Fernzugriff auf ak-tuelle Daten des Werks zu gewähren.Sollte das GPOS einem bösartigen Angriff zum Opfer fallen, kann der SHK aufgrund sei-ner Struktur und der sorgfältig geregelten Kommunikationspfade das RTOS bestens ver-teidigen. Der Datenfernzugriff wird beeinträchtigt, doch die Anlage kann sicher weiterbe-trieben werden.

Virtualisierung von Zielobjekten als kostengünstige Methode Hard-ware aufzufrischen

Ein Echtzeit-, also RTOS-basiertes Strahlentherapiesystem ist zu entwickeln mit der An-forderung eines kontinuierlichen Supports über einen Zeitraum von 15 Jahren. Durch dieInstallation des RTOS als SKH-Subjekt kann jedes eingesetzte Objekt virtualisiert – dasheißt, vom Secure Virtual Device Driver (Abbildung 2) verwaltet – werden. Das RTOS be-nötigt für die virtualisierten Objekte lediglich Treiber. Auch wenn die zugrundeliegendeHardware erneuert und 'aufgefrischt' wird, erfolgen alle Treiber-Updates extern auf dasRTOS-Image, das nicht geändert werdenmuss.

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Kalender

CompamedHigh tech solutions for medical technology www.compamed.de

16.- 19.11.2015, Düsseldorf

Embedded world 2016Die internationale Weltleit-messe für Embedded- Systemewww.embedded-world.de

23.-25.2.2016, Nürnberg

sps ipc drivesElektrische Automatisierung – Systeme u. Komponentenwww.mesago.de/sps

24.-26.11.2016, Nürnberg

MED.softwareSoftware als Medizinproduktwww.medsoftware- tagung.de

13.4.2016, Nürnberg

.softwareMEDtec

The International Exhibition for European Medical Device Manufacturerswww.medteceurope.com/de

12.–14.4.2016, Stuttgart

conhITConnecting Healthcare ITwww.conhit.de

19.–21.4.2016, Nürnberg

Plattformkonsolidierung durch dieVirtualisierung verschiedener Umgebungenmit unterschiedlichen Safety- und Security-Integritätsstufen

Angenommen, ein medizintechnisches Gerät verfügt über ei-nen PC für eine grafische Benutzerschnittstelle und die Netz-werkanbindung, und dass dedizierte Prozessoren jeweils eineder drei Koordinatenachsen steuern.

Diese vier Objekte lassen sich allesamt mit einem SKH auf ei-ner einzigen Mehrkernplattform konsolidieren. Vielleicht wirdjede Achse von einer Anwendung gesteuert, die ein RTOS ver-wendet, vielleicht finden sich dort Bare Metal-Anwendungen.Wie auch immer, der Determinismuswird nicht beeinträchtigt,wenn jeder Achse ein dedizierter Prozessor zugewiesen ist.

Ist es erforderlich, dass die grafische Benutzerschnittstelle aufeinem niedrigeren Sicherheitsniveau arbeitet als die Maschi-nenachsensteuerungen, bietet ein SKH zuverlässig die benö-tigte Trennung. Damit lässt sich sicherstellen, dass die kriti-scheren Subjekte nicht durch die weniger kritischen beein-trächtigt werden und dass jegliche Sicherheitsgefährdung desAllzweckbetriebssystems der GUI keinerlei Auswirkungen aufdie Maschinenachsensteuerungen haben kann und habenwird.Der sperrige Name Least Privilege Separation Kernel Hypervi-sor veranschaulicht das Zusammenspiel der sich ergänzen-

den Prinzipien des 'Least Privilege', des Separation Kernelsund des Hypervisors – ein theoretisches Idyll, praktisch er-möglicht durch das Aufkommen der Hardwarevirtualisierung.Trotz ihrer Herkunft aus der Unternehmens-IT bietenMultico-re-Prozessoren, die mit Hardwarevirtualisierung ausgestattetsind, die Möglichkeit Separation Kernel Hypervisoren in un-zähligen Anwendungen einzusetzen.Vielleicht wollen wir kei-ne Embedded-Spezialisten mit dem naiven Enthusiasmus ei-nes fünfjährigen Kindes. Doch bedeutet das Mündigwerdendes Least Privilege Separation Kernel Hypervisors, dass Mul-ticore-Prozessoren sehr viel mehr Beachtung seitens der Em-bedded-Welt verdienen als das Achselzucken eines Teen-agers.

Mark PitchfordTechnical Manager, EMEA, Lynx Software Technologies

KONTAKT

Lynx Software Technologies UK400 Thames Valley Park DriveThames Valley ParkReading, RG6 1PT / UKTel. +44/118 965 3827www.lynx.com

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Effizienz durch vereinteGegensätzeDasZiel: Die Neuentwicklung eines medizinischen Ge-

räts der Klasse 2a zur Augendiagnose als Vorbereitungfür eine spätere Behandlung. Der Hersteller plante,

die Geräteentwicklung eigenverantwortlich zu steuern undkonnte hierfür auf interne Entwicklungsprozesse nach demklassischen Projektmanagement (V-Modell) zurückgreifen.Gleichzeitig verfügte er über die nötigen regulatorischen Pro-zesse zur Dokumentation und späteren Zulassung des Pro-dukts sowie über fundiertes Fachwissen hinsichtlich aller wis-senschaftlichenAnforderungen auf demGebiet der Optik. Füralle anderen Entwicklungsbereiche wie beispielsweise dieElektronik oder Mechanik waren externe Partner vorgesehen,so dass unter der Leitung des Herstellers ein interdisziplinä-res Entwicklungsteammit vielen Zulieferern entstand, darun-ter auch drei Softwareanbieter mit unterschiedlichen Teilauf-gaben. Die infoteamSoftware AG zeichnete verantwortlich fürdas Entwickeln der Middleware aller Elektronik- und Steue-rungskomponenten, das Einbinden von Datenbanken undSoftwarebibliotheken für die Bildverarbeitung sowie das Ent-wickeln der grafischen Benutzeroberfläche inklusive Multi-

Agile Softwareentwicklung er-laubt ein flexibles Reagierenauf Änderungen und bietetdem Kunden die Möglichkeit,ohne eigenes Know-how dieSoftwareentwicklung aktivnach seinen Wünschen mitzu-gestalten. Ein Praxisbeispielaus der Medizintechnik.

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bildungen:©

infoteam

SoftwareAG

Touch-Anwendung und Testautomatisierung. Die Umsetzungsollte gemäß dem infoteam Prozessmodell zur normkonfor-men Erstellung und Pflege von Software für Medizinproduktenach IEC 62304 erfolgen.

Klassisches Projektmanagement vs.agile Softwareentwicklung

Da sich das Projekt zu Beginn der Softwareentwicklung nochin der Vorentwicklungsphase befand, mussten aus einem ex-istierenden Laboraufbau Requirements überführt und Anfor-derungen an die Software definiert werden. Tatsächlich konn-te der Kunde zu Projektbeginn aber noch keine konkreten Vor-gaben für die finale Software formulieren. Ebenso wenigwaren die finalen Hardwarekomponenten für das Gerät defi-niert. Daraus ergab sich, dass die Software möglichst flexibelmit Komponentenänderungen jeglicher Art umgehen können,also eine modular erweiterbare sowie reduzierbare Software-architektur darstellen musste. Zudem sollte die Softwareent-wicklung in kleinen Iterationsschritten erfolgen, sodass derKunde in kurzen Zeitintervallen neue Versionen testen undÄnderungswünsche sowie Erweiterungen durch neue Er-kenntnisse anregen konnte. Diese Herausforderungen derFlexibilität und der strategischen Kundeneinbindung in denProzess der Softwareentstehung lässt sich am effizientesten

mit agilen Entwicklungsmethoden wie beispielsweise Scrumumsetzen. Demgegenüber standen aber sowohl der Kunde,sprich Gerätehersteller, wie auch zahlreiche für die Software-entwicklungwichtige externeEntwicklungspartnern, die nachklassischem Projektmanagement arbeiteten.

Der Weg zum Ziel

Die infoteam Software AG verfügt über ein Kooperationsmo-dell, das bei größeren Entwicklungsprojekten eine Qualitäts-sicherungsvereinbarung im Rahmen der AuftragsgestaltungundderRahmenverträgemit demKunden vorsieht. Darinwer-den die Rollenverteilung und Verantwortlichkeiten innerhalbdes Projektteams festgelegt – beispielsweise die Dokumenta-tionspflicht, die sich aus der IEC 62304 ableitet. Die Idealli-nie verläuft so, dass infoteam die gesamte Paketverantwor-tung für die Softwareentwicklung trägt und der Kunde überdefinierte Schnittstellen (z. B. Requirements) Zugriff auf denArbeitsprozess hat. Ebenso ist er beispielsweise Review-Part-ner für die Softwarearchitektur und für Testspezifikationen,muss jedochnichtmit einemCode-Review in die Tiefe einstei-gen. Hier garantiert infoteam die Qualität inklusive der erfor-derlichenDokumentationen für eine Zulassung. Im konkretenBeispiel bot das demGerätehersteller den großenVorteil, dasser, neben den anderen externen Zulieferern, das mit bis zu

Abb. 1: Das infoteam-Kollaborationsmodell legt Verantwortlichkeiten und Rollenverteilungen zwischen infoteam und demKunden fest. ImIdealfall verläuft die Trennlinie so, dass die technische Umsetzung und Dokumentation bei infoteam liegt (grüner Bereich) und der Kunde(grauer Bereich) klar definierte Stellschrauben für das Projekt hat – beispielsweise Requirements oder Reviews.

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MEDSoftware

zehn Entwicklern besetzte Softwareteam nicht selber aus-steuern musste, sondern der infoteam-Projektleiter als Ver-mittler fungierte.

Einweiterer, zentraler Verbindungspunktwar der vomHerstel-ler vorgegebene Projektplan für das Gesamtprojekt, der klas-sisch Meilensteine für beispielsweise vorgegebene Releasesoder Messe-Demos enthielt. Daraus leitete sich der langfristi-ge Iterationsplan für die Softwareentwicklung ab: WelcheZiele müssen softwareseitig in den kommenden drei Monatenfür das Einhalten des übergeordneten Projektplans realisiertwerden? Diese Ziele spiegelten sich in den jeweils über vierWochen andauernden Iterationsschritten und darin veranker-ten konkreten, messbaren Iterationszielen wider, die sich ih-rerseits in einzelne Arbeitspakete für jeden Mitarbeiter imEntwicklerteamaufgliederten. AmEnde jeder Iteration erfolg-te ein Vergleich des Ziel- und Ist-Zustands. So ließen sich Zie-le als erledigt abschließen, verzögerte Arbeiten in den nächs-ten Iterationsschritt einarbeiten, Ziele neu definieren oderfehlende Grundlagen für einen erfolgreichen Start des Ar-beitspakets zeitnah an den Kunden kommunizieren.

Das wichtigste Element jeder monatlichen Iteration war einelauffähige Software inklusive der aktuellen Dokumentation,die an den Gerätehersteller geliefert wurde. So konnte derKunde die Software frühzeitig testen, Rückmeldung hinsicht-lich Funktionen und Design liefern sowie weitere Ideen entwi-ckeln. Zudem war er so aktiv in den Entwicklungsprozess ein-gebunden, ohne selber das Know-how für Softwareentwick-lung besitzen zu müssen. Änderungswünsche konnten sofortin den nächsten Iterationsschritt integriert und rasch umge-setzt werden.

Die letzte Hürde zum Ziel

Der Kunde hatte eine Vermittlerrolle zu den externen Zuliefe-rern inne, die für die Softwareentwicklung mitunter wichtigeBestandteile bereitstellen mussten. Der skizzierte Entwick-lungsprozess offenbarte jedochdieHerausforderung, dass diegemeinsame Synchronisation zwischen infoteam, Kunde undZulieferern an ihre Grenzen stieß:

+ Welche konkreten Vorleistungen von Kunden- und Zu-liefererseite sind für die Umsetzung von Iterations-schritten notwendig?

+ Bis wann kann diese Vorleistung geliefert werden, biswann wird sie spätestens benötigt?

+ Bis wann kann infoteam den resultierenden Iterations-schritt umsetzen?

Daraus resultierten anfangs Zeitverluste in Form von Leerläu-fen bei infoteam aufgrund fehlenden Inputs sowie Verzöge-rungen beimKunden, da Aufgaben aus kurzfristig geliefertemInput von Anforderungen mit der Größe des Entwicklerteamsund dem bestehenden Iterationsplan nicht sofort umgesetztwerden konnten.

Agile Entwicklung im klassischenManagement

Auf Basis des skizzierten Iterationsmodells wurde intern„Scrum“ als agile Entwicklungsmethode eingeführt, so auchdie üblichen Rollen des „ScrumMasters“, „Product Owners“und „Entwicklungsteams“. Pro Iterationsschritt erfolgtenzwei Sprints: der erste für die Entwicklung, der zweite für

Abb. 2: Aus dem klassischen Projektplan für das gesamte Projekt leitet sich der Iterationsplan für die Softwareentwicklung (1) mit einzelnenIterationszielen (2) ab. Daraus entstehen konkrete Arbeitspakete für die Softwareentwickler (3).

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Tests, Stabilisierung, Dokumentation und Lieferung an denKunden. Hierbei übernahm der Product Owner die formulier-ten Iterationsziele in das Product Backlog Item (z. B. klassi-sche User Stories für Features inklusive Akzeptanzkriterien,Risikomanagement sowie Aufgaben infolge regulatorischerAnforderungenwie etwa CodeReviews) und stimmte die kom-menden Aufgaben und Arbeitspakete mit dem Entwicklungs-team ab. Um den Kunden auch ohne bestehende Scrum-Kenntnisse bestmöglich einzubinden, dienten feste Pla-nungsmeetings dazu, Anforderungen festzulegen,Arbeitsschritte zu priorisieren, benötigten Input zu kommuni-zieren und dabei die Verfügbarkeit von Schlüsselpersonenbeim Kunden bzw. bei Zulieferern sowie von benötigten Test-geräten in die Planungen zu integrieren. Da sich durch die agi-le Entwicklung die Kommunikation in Richtung des Kundendeutlich verbessern und konkretisieren ließ, konnten mit ihmzusammen sehr präzise, umsetzbareArbeitspakete für die Ite-rationsschritte mit konkretem Zeitaufwand definiert, Puffer-zeiten für flexible Soforteinsätze beim Kunden eingeplant,Leerlaufzeiten auf beiden Seiten minimiert und die Effizienzmaximiert werden. Weil der Kunde die Fäden des globalenProjektmanagements in der Hand behielt und durch kleineIterationsschritte und präzise Kommunikation die Software-

entwicklung flexibel steuern konnte, gleichzeitig die infoteamSoftware AG aber die konkrete Umsetzung und Teamausteue-rung eigenverantwortlich übernahm, ließ sich eine sehr hoheKundenzufriedenheit und ein optimales Produktergebnis rea-lisieren.

Birgit StehlikBusiness Segment Manager Medical Devices, infoteam Software AG

Patrick KrausPublic Relations Manager, infoteam Software AG

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Eine kurze Entwicklungszeit trägt entscheidend zur Wettbewerbs-fähigkeit bei. Die Verlässlichkeit vonGeschäftspartnern kann hier-für ausschlaggebend sein.

Ein Ansatz zu Industrie 4.0:Vom Prototyp bis zurSerienfertigung

ExBMW-Aufsichtsratsvorsitzender Eberhard von Kuen-heim hat es bereits in den 1990ern gesagt: „Nicht dieGroßen fressen die Kleinen, sondern die Schnellen

überholen die Langsamen.“ GLP systems GmbH Geschäfts-führer Dr. Robert Hecht zitiert Kuenheim nur zu gern, dennmit diesem Wahlspruch ist er auf dem besten Weg zum Welt-marktführer für Laborautomation. Gebraucht hat er dafürnoch nicht einmal zwei Jahre und sein Ass imÄrmel für diesesZiel ist der Hersteller Proto Labs mit seinem Express-Spritz-guss-Service.

In seiner früheren Position entwickelte Dr. Robert Hecht erstekleine Automatisierungsgeräte für Einzelarbeitsplätze undbelieferte ein Großlabor. Dessen Inhaber, Dr. André von Fro-reich, befasste sich mit kettenfreien Transportsystemen. Der70 jährige Laborchef fand in Dr. Robert Hecht den idealenKompagnon, um seine Idee voranzureiben. Als Veterinär undMaschinenbauingenieur verfügte er über die richtige Mi-schung.

Intelligente „Cars“ statt stupider Bänder

„Primär geht es um die Ausfallsicherheit. Wenn bei einemKettensystem der Antrieb ausfällt, steht die ganze Anlage. Ineinem großen Labor kommen innerhalb von vier Stunden20.000Proben.DerRückstau ist enorm.Bei unseremSystemfahren einzelne Transporter, sogenannte Cars, in einer Füh-rungsrille. Jedes Car verfügt über einen eigenen Antrieb undentsprechende Sensoren, um sich selbstständig auf den Wegzu seiner Destination zu machen. Fällt ein Car aus, hat dieskeinerlei Auswirkung auf das Gesamtsystem“, erläutert Dr.Hecht die Grundfunktion. Anfang 2011 wurde diese Idee ge-boren, knapp zwei Jahre später steht das Unternehmen un-mittelbar vor der Weltmarktführerschaft.

„Wie komme ich schnell an100 Kunststoffteile?“

Die Ursache dafür sieht Dr. Hecht in einem seiner wichtigstenDienstleister Proto Labs „Wir erreichen durch Proto Labsatemberaubend schnelle Entwicklungszyklen.Wofür ein Kon-

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zern sieben Jahre benötigt, brauchen wir zwei. Meine Kon-struktionen im SolidWorks 3D-CAD System für die Gehäuseder Cars und für die Schienen habe ich im Handumdrehenrealisieren können. Meine Anforderung lautete: wie kommeich schnell an 100bis 200Kunststoffteile für das Chassis un-serer Cars. Rapid-Prototyping-Modelle halfen mir nur in Be-zug auf den Geometrieabgleich. Ich brauche aber Erkenntnis-se in Bezug auf das Material und das Reibpaarungsverhaltenvon Chassis und Schiene, um Abrieb zu vermeiden.“

Geniale Machbarkeitsanalyse innerhalb einesTages

„Nahezu genial ist, dass ich von Proto Labs innerhalb einesTages ein unverbindlichesAngebot für denSpritzguss-Serviceund eine Analyse meiner Konstruktion zur spritzgusstaugli-chen Fertigung erhalte. Mit visueller Darstellung und klaren

Designvorgaben. Für Laien im Kunststoffbereich ist das gera-dezu paradiesisch, da man sehr schnell sehr viel lernt undobendrein ist die Analyse auch noch kostenlos. In Bezug aufdas Material kann ich nur jedem raten, den sehr guten Custo-mer Service vonProto Labs zu kontaktieren.Hier ist nicht eineanonyme Internetplattform am Werkeln, hier stehen einemKunststoffspezialisten zur Seite, mit denen ich bisher nochjede Herausforderungmeistern konnte.“

Günstige Werkzeuge erlaubenEntwicklungssprung

„Mit Proto Labs und der Dienstleistung imSpritzguss hat sichunser Revisionszyklus bis zum optimalen Produkt drastischverkürzt. Für das Car habe ich vier Werkzeugemachen lassen,obwohl bereits der erste Wurf absolut praxistauglich gewesenwäre. Die anderen drei waren kleine Änderungen, die mansonst vielleicht aus Kostengründen nicht gemacht hätte. Mitdieser Lösung lagen die Kosten für die vier Werkzeuge unter10.000 Euro und innerhalb von 15 Arbeitstagen hatte ich dieoptimale Lösung. Letztendlich entscheidet die Gesamtkalku-lation von Teilepreis in Verbindung mit dem Werkzeugpreis,und der eingesparten Entwicklungszeit. Bei Standardwerk-zeugen habe ich hohe Anfangsinvestitionen und bin für Ände-rungen nicht offen, da sie hohe Kosten nach sich ziehen.Selbst wenn ich bei Proto Labs die teuerste Variante mit Auf-preis für die verkürzte Expresslieferzeit wähle, lohnt sich dasfür uns, da wir Entwicklungszeit sparen. „Time-to-market“ istdas Stichwort. Während andere noch testen und entwickeln,verkaufen wir unsere Produkte bereits in einem hochgradigausgereiften Stadium. Wir lassen bei Proto Labs selbst Halterfür Hauben, Abstützelemente, Rohrstopfen und andereKleinteile fertigen. Durch das einfache System und die hoheLiefertreuewerdenwir immermehr ermutigt, Dinge in kosten-günstigem Kunststoff fertigen zu lassen.“

Eigentum verpflichtet

„Bis dato haben wir ca. 20Werkzeuge fertigen lassen, mit da-zugehörigen Losgrößen von über 1.000 Teilen. Wir peilen so-gar im nächsten Jahr 20.000 – 40.000 Teile an, selbst wennwir die 100.000 erreichen, würde ich Proto Labs als LieferantinErwägung ziehen.Bei Proto Labswird dasWerkzeugbei Ver-schleiß einfach erneuert. Ich zahle – nach einmaligem Werk-zeugbau – lediglich meine Teile und muss mir keine Sorgenum die Lagerung, Wartung und Pflege des Werkzeugs ma-chen. Bei einem Partner wie Proto Labs, lege ich keinen Wertauf das Eigentum amWerkzeug.“

Weltweite Aufmerksamkeit

Die schnelleMarktreife des Produkts hat weltweit in der Bran-che Aufmerksamkeit erregt. „Durch unsere Leistungsfähig-

Probentransportsystem: Proben werdenmittels Cars auf einzelnenFührungsrillen zum jeweiligen Ziel transportiert und vermindert dasAusfallrisiko.

Vergleich zwischen Prototyp (rechts) und fertigem Car.

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keit ist ein international großes Diagnostikunternehmen aufuns aufmerksam geworden, welches uns nun in sein Liefer-programm aufnimmt. Neulich hatten wir ein Unternehmenaus Australien imHaus. Das System sollte bei diesemKundenüber zwei Stockwerke verteilt laufen. Ich entwickelte dazu ei-ne Art Wendeltreppe für die Cars. Der Kunde trat am Freitagseine Rückreise an, am Dienstag hatte er das Angebot für dieSonderkonstruktion und die Schienenteile auf dem Tisch lie-gen.“

Liefertreue bringt Kunden

„Die Verlässlichkeit von Proto Labs, in Bezug auf Lieferzeitund Teilepreis, wirkt sich direkt auf unsereWettbewerbsfähig-keit aus. Kein anderer bekommt das so schnell hin. Die Kun-den und der Wettbewerb sind oftmals völlig perplex, wieschnell wir, als GLP systems GmbH, reagieren. Unser Ziel, dieWeltmarktführerschaft, ist damit in greifbare Nähe gerückt.Im Schnitt haben wir drei Jahre Vorsprung vor dem Wettbe-werb. Diesen immensen Vorsprung haben wir zu einem gutenTeil Proto Labs zu verdanken, weshalb wir zukünftig kein Pro-jekt mehr ohne diesen Service angehen.“ erklärt Dr. Hecht.

Was Proto Labs auszeichnet

Proto Labs ist die weltweit schnellste digitale Quelle für indi-viduell gefertigte Prototypen und Produktionsteile in Kleinse-rien. DasUnternehmen verwendetmodernste Technologien inden Bereichen Additive Fertigung, CNC-Bearbeitung undSpritzguss, umTeile innerhalbweniger Tage herzustellen. DasErgebnis ist ein großer Vorteil für Produktentwickler und Kon-strukteure, denen kurze Produkteinführungszeiten wichtigsind.

Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Herstellung von indivi-duellen Prototypen und Kleinserien-Produktionsteilen im Ex-pressverfahren. Ein automatisiertes Angebotssystem und ei-ne rechtlich geschützte Software verwandeln 3D-CAD-Model-le in Befehle für Hochgeschwindigkeits-Fertigungsanlagen.DasErgebnis sindTeile, die in1bis15Arbeitstagen versendetwerden können.

DasUnternehmenbasiert auf drei primärenDienstleistungen:Spritzguss, CNC-Bearbeitung und der Additiven Fertigung.Das Spritzgussverfahren wird zur Expressherstellung von Pro-totypen, zum Bridge-Tooling und zur Kleinserienproduktionvon bis zu 10.000 Teilen und darüber hinaus eingesetzt. DasAngebot umfasstmehr als 100 thermoplastischeKunststoffe,Metalle und Flüssigsilikon, die alle als Basis zur Angebotser-stellung online zur Verfügung stehen. Zur Metallbearbeitungsetzt Proto Labs Fräs- und Drehmaschinen zur Bearbeitungvon Prototypen und Funktionsteilen aus technischen Kunst-stoffen und Metallen ein. Die Additive Fertigung verwendetmodernste Rapid Prototyping-Techniken, mit denen extrem

genaue Prototypen mit komplexen Geometrien hergestelltwerden können. Additive Teile werden mittels Stereolithogra-phie hergestellt. Darüber hinaus ist eine Erweiterung der Ser-vices um selektives Lasersintern und direktem Metall-Laser-sintern mit einer Vielzahl anWerkstoffen zeitnah geplant.

Dr. Robert HechtLaborchef

KONTAKT

Proto Labs Ltd.Alte Neckarelzer-Str. 24D-74821 MosbachTel. +49 (0) 6261 6436 947customerservice@protolabs.dewww.protolabs.de

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Schritt 1: Login-Daten anfordern

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Service

Fachbeirat

Prof. Dr. Armin BolzCorscience GmbH

Kurt EggmannWeidmann Plastics Technology AG

Prof. Dr.-Ing. Petra FriedrichTU München – Heinz Nixdorf

Dr. Martin LeonhardKarl Storz GmbH & Co. KG

Theodor LutzeAesculap

Prof. Dr. Peter SchaffTÜV Süd Management Service GmbH

Sigrid UhlemannDQS Medizinprodukte GmbH

Inserenten/Index

MEDengineering 5-6/2015 www.med-eng.de62

Index

InserentenBICKER Elektronik GmbH, Donauwörth 43

Bühler Motor GmbH, Nürnberg 19

CIM med GmbH, München 58

Comité EPMT/EPHJ, EPMT, SMT, CH/Genf 9

congatec AG 23

CPC Colder Products Company GmbH, Großostheim 21

CSA Group Europe GmbH, Frankfurt am Main 2

Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, Schönaich 5

FORTEC Elektronik AG, Landsberg am Lech 59

Framos GmbH, Taufkirchen 31

Freudenberg Medical Europe GmbH, Kaiserslautern 25

GlobTek Inc., Northvale/USA 1

Haseke GmbH & Co. KG, Porta Westfalica 27

HOERBIGER Automatisierungs­technik Holding GmbH, Altenstadt 23

igus GmbH, Köln 39

Jos. Schneider Optische Werke GmbH, Bad Kreuznach 49

KOCO MOTION GmbH, Dauchingen 29

LEE Hydraulische Miniatur­komponenten GmbH, Sulzbach (Taunus) 7LINAK GmbH, Nidda 65Maxon Motor GmbH, München 76Micro Systems Technologies, Baar/CH 33MICRO­EPSILON Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg 3piezosystem Jena GmbH, Jena 67RECOM Power GmbH, Gmunden/A 11ROAL Electronics SpA, Castelfidardo/IT 13SANTOX Gehäuse­Systeme GmbH, Löffingen 37SCHMIDT Technology GmbH, St. Georgen im Schwarzwald 35senetics healthcare group GmbH & Co. KG, Erlangen Beilagesenetics/NeZuMed/Harter Ober­flächen­ und Umwelttechnik, Erlangen 47SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH, Halle (Saale) 1Staiger GmbH & Co. KG, Erligheim 56System Industrie Electronic GmbH, Lustenau/A 41VDW Verein Deutscher Werkzeug­maschinenfabriken, Frankfurt am Main 55WIBU­SYSTEMS AG, Karlsruhe 45

UnternehmenADELHELM Kunststoffbeschichtun-gen GmbH 16ASG Actuator Solutions GmbH 43Bicker Elektronik GmbH 27Christian Bürkert GmbH & Co. KG 17DHC Dr. Herterich & Consultants GmbH 13Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG 36Dräger Medical GmbH 56embeX GmbH 8First Sensor Mobility GmbH 31Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT 40Haydon Kerk 35igus GmbH 45Infoteam Software AG 64Kontron AG 22Leica Microsystems GmbH 45LPKF Laser & Electronics AG 50Lynx Software Technologies 60Magic Power Technology GmbH 52maxon motor gmbh 35Method Park Consulting GmbH 56Micro Systems Technologies 16Multi-Contact AG 46nanosystec GmbH 17Panasonic Automotive & Industrial Systems Europe GmbH 25phg Peter Hengstler GmbH + Co. KG 52piezosystem Jena GmbH 41

Proto Labs Ltd. 67ROAL Electronics SpA 22Schott AG 36SONCEBOZ AG 36SONOTEC Ultraschallsensorik 19SPECTARIS 11System Industrie Electronic GmbH 29XotonicsMED GmbH 31, 33

PersonenApostolos Baltos 27Alfons Honer 52Dr. Robert Hecht 67Lucas Jauer 40Klaus Jopp 15Markus Köpfer 43Patrick Kraus 64Holger Leonards 40Dr. Tobias Maier 56Markus Manleitner 56Jochen Metzger 8Marcus Kuhlmann 11Mark Pitchford 60Birgit Stehlik 64

MEDService Partner

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Produkte für Lagerung, Transport, Reinigung und Sterilisation von medizinischem Sterilgut

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Prototypenbau• Instrumenten- und Schrauben-Boxen• Sterilisationsbehälter• Endoskop- und Implantat-Trays• Siebkörbe• Bohrdrahtspender• Kleinteile-Waschkörbe• Sonderlösungen

LK Mechanik GmbH | Sanderweg 1D-35452 Heuchelheim (Germany) | Tel. +49 (0)641/96242-0

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Wasch- und Sterilisations behälter für die Medizintechnik

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SW-Entwicklung nach IEC 62304 Rapid-Control-Prototyping: Regler- und Algorithmenentwurf Virtuelle Absicherung: MiL, SiL, HiL Testautomatisierung Mock-Up Modellbasierte SW-Entwicklung

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EntwicklungsdienstleistungenEntwicklungsdienstleistungen

Finden Sie in uns einen Partner, auf den Sie sich verlassen können. Denn wir entwickeln nicht nur, sondern übernehmen auch Verantwortung.

Unser starkes Team ist für Sie da, wenn es z.B. um die Entwicklung von Embedded Echtzeitsystemen, Desktop- oder Webapplikationen geht.

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Professionelles Software- & Systems- Engineering

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Systempartner fürIndustrie- und Medizin-Elektronik

Elektronik, die funktioniert, kommt von Menschen, die Bescheid wissen.Wir realisieren Elektronikprojekte von der Idee bis zur Serienproduktion.

Ihr Partner für+ Elektronik-Entwicklung+ Leiterplatten-Layout+ Prototypen & Industrialisierung/NPI+ Elektronik-Produktion

Das macht Iftest AG aus+ 30 Jahre Erfahrung + 160 Mitarbeitende + 6000 m2 Betriebsfläche

Zertifiziert nach ISO 9001 | ISO 13485 | ISO 14001 | EKAS 6508 und UL ZPVI2

Iftest AG | CH-5430 Wettingen www.iftest.ch | info@iftest.ch

E²MS – Electronic Engineering and Manufacturing Service

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Die grenzenlose Welt der Elektronik – von der Idee bis zur Serien-produktion

■ Entwicklung kundenspezifischer elektroni-scher Baugruppen und Geräte (Hardware, Software, System-on-Chip, Layout, Mechanik)

■ Fertigung von Prototypen bis zur Großserie

■ Baukastensystem mit fertigen Lösungs-bausteinen

■ Zertifiziert nach ISO 13485

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■ Entwicklung kundenspezifischer elektroni-scher Baugruppen und Geräte

■ Fertigung von Prototypen bis zur Großserie

■ Obsolescence Management, Product Lifecycle Management

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Entwicklungsdienstleistungen

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MDSS bietet Interpretation und Umsetzung von regulatorischen Anforderungen für Ihre Medizin-produkte.

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RAFI Eltec entwickelt und produziert als Technologiedienstleister, von der Idee bis zum fertigen Produkt, elektronische Baugruppen und Systeme nach kundenspezifischen Anforderungen.

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...auf Basis■ ISO 13485 ■ ISO 13485 CMDCAS■ ISO 9001■ ISO 15378■ Richtlinie 93/42/EWG■ weitere Begutachtungen in Kooperation

mit der DQS-UL GruppeDQS-MED■ mehr als 1200 Kunden ■ 100 praxiserprobte Auditoren ■ internationale Präsenz

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Vorschau

EMBEDDED SYSTEMSDie Steuerung von Gerätenmittels Embedded Software spieltmittlerweile eine bedeutende Rolle in der Entwicklung vonmedizinischen Behandlungsgeräten wie Infusionspumpen,Dialysegeräten oder Elektrostimulationsgeräten. Die in die-sen Geräten enthaltenen Systeme und deren Software werdenin den nächsten Jahren letztendlich noch komplexer werden.

AUSGABE 1/2016

+ Erscheinungstermin: 16. 2. 2016

UNSERE WEITEREN THEMEN:+ Antriebstechnik

+ Positioniersysteme

+ Mikrosysteme

+ Gehäusetechnik

Impressum

Herausgeber / VerlagMediengruppe Oberfranken – Fachverlage GmbH & Co. KG E.-C.-Baumann-Str. 5 95326 Kulmbach Tel. +49 (0) 9221/949-311 Fax +49 (0) 9221/949-377 www.med-eng.de

GeschäftsführerWalter Schweinsberg, Bernd Müller

VerlagsleiterAlexander Schiffauer

ChefredakteurinCarola Tesche Schulstr. 3a, 85586 Poing Tel.: +49 (0) 9221/949-238 c.tesche@mg-oberfranken.de

FachbeiratProf. Dr. Armin Bolz, Corscience; Kurt Eggmann, Weidmann Plastics; Prof. Dr.-Ing. Petra Friedrich, Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten; Dr. Martin Leonhard, KARL STORZ;Theodor Lutze, Aesculap; Prof. Dr. Peter Schaff, TÜV SÜD; Sigrid Uhlemann, DQS Medizin- produkte

AnzeigenleiterAlexander Schiffauer (verantwortlich) Tel.+49 (0) 9221/949-219 a.schiffauer@mg-oberfranken.de

MediaberaterinDaniela Höhn (Anzeigendisposition) Tel.+49 (0) 9221 949-253 d.hoehn@mg-oberfranken.de

VertriebSimone Sesselmann Tel.+49 (0) 9221/949-311 bfv.vertrieb@mg-oberfranken.de

Druckcreo Druck & Medienservice, Bamberg

PreislisteNr. 5 vom 1. 1. 2015

ISSN 2190-8788

Erscheinungsweise6x jährlich + Internationale Ausgabe + MED Market

BezugJahresabonnement Inland Printausgabe 65,– Euro inkl. MwSt., inkl. Versand Jahresabonnement Digitale Ausgabe 60,– Euro inkl. MwSt.Kombipreis (Print- inkl. Digitale Ausgabe) 77,– Euro inkl. MwSt., inkl. Versand:

65,– Euro Printausgabe zzgl. 12,– Euro Digitale Ausgabe.Jahresabonnement Ausland Printausgabe: 71,– Euro inkl. MwSt., inkl. VersandKombipreis Ausland (Print- inkl. Digitale Ausgabe): 83,– Euro inkl. MwSt., inkl. Versand.Die Abonnementdauer beträgt ein Jahr. Das Abonnement verlängert sich automatisch um ein weiteres Jahr, wenn nicht spätestens sechs Wochen vor Ende des Kalenderjah-res eine schriftliche Kündigung dem Verlag vorliegt.

CopyrightAlle Rechte vorbehalten; Nachdruck und Angebot in Lesezirkeln nur mit schriftlicher Genehmigung der Redaktion. Das gilt auch für die Aufnahme in elektronische Datenbanken und Mailboxes, CD-ROM sowie Vervielfältigungen in jeder Form. Autoren geben grundsätzlich ihre von der Redaktion unabhängige Meinung wieder. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen (bitte Rückporto beifügen). Alle Angaben (insbesondere Therapievor-schläge, Anzeigeninhalte, Programmangaben usw.) sind unverbindlich und ohne Gewähr. Insbesondere für Angaben zu Dosierungen und Applikationsweise von Arzneimitteln kann von Verlag, Herausgeber und Redaktion keine Gewähr übernommen werden. Alle Angaben sind gegebenenfalls vom

Anwender auf Richtigkeit hin zu überprüfen.Manuskriptrichtlinien: Es werden nur unveröffentlichte Manuskripte angenommen, die auch nicht gleichzeitig an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht sein dürfen. Herausgebergemeinschaft und Redaktion gehen davon aus, dass der Autor für alle zur Publi- kation eingereichten Abbildungen das Veröffentlichungsrecht hat.

GebrauchsnamenDie Wiedergabe von Gebrauchsna-men, Handelsnamen und dgl. in dieser Zeitschrift berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche Namen ohne weiteres von jedermann benutzt werden dürfen: Oft handelt es sich um gesetzlich geschützte Warenzeichen, auch wenn sie nicht als solche gekennzeichnet sind.

Auflagenkontrolle durch IVW

Foto:M

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Mediengruppe Oberfranken – Fachverlage GmbH & Co. KG · E.-C.-Baumann-Straße 5 · 95326 Kulmbach · Tel.: +49 9221 949-311 · Fax: +49 9221 949-377 · www.med-eng.de

Software als Medizinprodukt 13. April 2016 im Maritim Hotel Nürnberg

Erleben Sie mit uns eine interessante Tagung mit Vorträgen aus Industrie und Forschung. Wir bieten Ihnen einen kompakten Überblick über Trends und aktuelle Entwicklungen in der Medizintechnik.

Programm

ab 8:00 UhrRegistrierung und Frühstück Session I: Regulatorisches.

9.00 – 9.30 Uhr Begrüßung Sven Wittorf

9.30 – 10.00 Uhr Was ändert sich durch die neue Medizin pro dukteverordnung?Susanna Dienemann

10.00 – 10.30 Uhr Was erwartet einen Hersteller bei einem unangekündigten Audit?Dr. Markus Wagner

10.30 – 11.00 Uhr Welchen rechtlichen Risiken setzt sich ein Medizin-Software-Hersteller aus?Werner Bachmann

11.00 – 11.30 Uhr Diskussion

11.30 – 12.50 Uhr Mittagspause

12.50 – 13.00 Uhr Einführung in Session II: Software Engineering

13.00 – 13.30 Uhr Was gibt es für Qualitätsattribute für Software und wie stelle ich sie sicher?

N.N.

13.30 – 14.00 Uhr Wie stelle ich die Qualität von meinem Code sicher? N.N.

14.00 – 14.30 Uhr Wie könnte Objektorientierung aussehen, wenn man sie ernst nimmt?Ralf Westphal

14.30 – 15.00 Uhr Diskussion

15.00 – 15.40 Uhr Kaffeepause

15:40 – 15:50 Uhr Einführung in Session III: Zukunft der Medizin technik

15.50 – 16.20 Uhr Standardisierung in der medizinischen Kommunikation – Traum oder bald Realität?Prof. Dr. Rainer Röhrig

16.20 – 16.50 Uhr Was sind die Medizin produkte-Disziplinen für die Zukunft?Dr. Christoph Pinkwart

16.50 – 17.30 Uhr Diskussion

17.30 – 17.40 Uhr Zusammenfassung / Schlussworte / EndeSven Wittorf

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(Änderungen vorbehalten)

Frühbucherpreis:

495 € zzgl. MwSt.

Gültig bis 31.12. 2015

Regulärer Veranstaltungspreis

595 € zzgl. MwSt.

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maxon EC motor und Steuerung: Dynamisch, intelligent, vernetzt.

maxon-Antriebe in Armprothesen.

Wenn es drauf ankommt.Auch die Medizintechnik setzt auf unsere Antriebssysteme. Die stecken z.B. in modernen Armprothesen, welche dem Träger das Ausführen von präzisen Bewegungen ermöglichen.

Moderne Armprothesen sind durch Gedan-ken steuerbar: Der Träger denkt an eine Bewegung, worauf Elektroden die Impulse aus den Nervenbahnen an die Elektronik weiterleiten. maxon-EC-max-Antriebe setzen diese Informationen in präzise Bewegungen um.

Das maxon-Produktprogramm ist modular aufgebaut und besteht aus: bürstenlosen sowie bürstenbehafteten DC-Motoren mit eisenloser maxon Wicklung, Flachmotoren mit Eisenkern, Planeten-, Stirnrad- und Spezialgetrieben, Istwertgebern und Steuer elektronik.

maxon motor ist der weltweit führende Anbieter von hochpräzisen Antrieben und Systemen bis 500 Watt. maxon motor steht für kundenspezifische Lösungen, höchste Qualität, Innovationskraft und ein weltweites Vertriebsnetz. Testen Sie uns: www.maxonmotor.de

ComPaMED, Düsseldorf16.–19. November 2015Halle 8a, Stand K11