Konvergente Technologien wie diese haben nicht nur die Möglichkeiten von medizinischem Fachpersonal zur direkten Patientenversorgung in Kliniken und Krankenhäusern erheblich erweitert, sondern auch zur Fernüberwachung des Patientenzustands beigetragen. In der heutigen vernetzten Welt ist es üblich, dass sich medizinisches Fachpersonal mit Kollegen in anderen Städten weltweit austauscht. Mobile Kommunikationsmittel werden zunehmend zur Überwachung und Behandlung von Patienten mit chronischen Erkrankungen wie Diabetes eingesetzt. Die Gesundheitsreform hat auch integrierte Strategien für die Echtzeit-Patientendiagnose und -überwachung vorangetrieben. Moderne Telekommunikationssysteme bieten eine schnelle Möglichkeit zur Verwaltung digitaler Informationen, beispielsweise durch das Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS). PACS ermöglicht die elektronische Speicherung und Anzeige von Bildern wie Röntgenaufnahmen und CT-Scans, arbeitet nahezu papierlos und verbessert die Diagnosemethoden. Ärzte und andere medizinische Fachkräfte können Bilder per Knopfdruck abrufen und vergleichen.
Obwohl Medizingerätehersteller ihre bestehenden Produkte kontinuierlich verbessern und neue, auf neuesten Technologien basierende Produkte auf den Markt bringen, stehen Ingenieure vor den besonderen Herausforderungen der Medizinbranche, die Design und Fertigung vor größere Probleme stellen. Dies gilt insbesondere im aktuellen wirtschaftlichen Umfeld, in dem der Gesundheitssektor unter Kostendruck steht. Medizinische Verbindungstechnik wird zwar üblicherweise von spezialisierten Herstellern unterstützt, die Branche übernimmt jedoch zunehmend Standards aus anderen Sektoren wie der Unterhaltungselektronik und der Telekommunikation.
Bei der Entwicklung medizinischer Geräte müssen Hersteller der Langlebigkeit und Zuverlässigkeit mehr Aufmerksamkeit widmen als im Konsumgüter- und Telekommunikationsmarkt. Denn von medizinischen Geräten wird erwartet, dass sie viele Jahre halten und, im Falle invasiver Geräte, auch unter relativ rauen Bedingungen zuverlässig funktionieren. Dies stellt eine echte Herausforderung dar, da im medizinischen Bereich branchenübliche Verbindungen zum Einsatz kommen müssen, deren Formfaktor zwar stimmen mag, deren Lebensdauer jedoch möglicherweise nicht den Erwartungen entspricht.
Der Bedarf an leicht verfügbaren, modifizierbaren Verbindungen (MOTS) wird durch die Nutzung bestehender Technologien gedeckt, beispielsweise durch die Verwendung des HDMI-Anschlusses in audiovisuellen Geräten. Dieser wird bei Bedarf durch Ummantelungen und sichere Befestigungsmechanismen verstärkt, um ihn beispielsweise in Medizingeräten einzusetzen. MOTS-Lösungen bieten einen erheblichen Mehrwert für Geräteentwickler und Verbindungsanbieter. So kann beispielsweise durch die Verwendung von 80 % einer etablierten Technologie die Entwicklung einer kundenspezifischen Verbindung entfallen. Bei der Auswahl einer MOTS-Lösung empfiehlt es sich, die Risiken und Vorteile des jeweiligen Verbindungssystems in Zusammenarbeit mit den Anwendungstechnikern des Unternehmens zu ermitteln.
Das Problem besteht darin, dass viele Medizinprodukte mit Patienten verbunden sind. In diesen Fällen stehen viele Entwickler von Medizinprodukten vor der zusätzlichen Herausforderung, biokompatible Funktionen auf engstem Raum zu integrieren. Die Mikrotechnik muss der Nachfrage nach Geräten gerecht werden, die sich dem menschlichen Körper möglichst genau anpassen, wie beispielsweise Herzschrittmacher und Hörgeräte. Die Bauform mag zwar die richtige Größe haben, doch Biokompatibilität und Benutzerfreundlichkeit können zu entscheidenden Kriterien werden. Angesichts der spezifischen Anforderungen des Medizinproduktemarktes wird es stets einen gewissen Grad an Individualisierung geben, der eine detaillierte Spezifikation (SPEC) erfordert. Anwendungen mit hohen Spezifikationen können bestehende Designs aus anderen Branchen nutzen und an die Anforderungen der Medizintechnik anpassen.
Ein entscheidender Aspekt für Gerätehersteller ist die Auswahl von Verbindungen, die eine zuverlässige Übertragung von Daten, Signalen, Bildern und Strom gewährleisten. Die Leistungsfähigkeit medizinischer Geräte hängt maßgeblich von robusten, zugrundeliegenden elektronischen Verbindungen ab, die den einwandfreien Betrieb der Geräte ermöglichen.
Die Verbindungen medizinischer Geräte müssen sichere Kontakte mit hoher Kopplungszahl, langer Lebensdauer und robusten Materialien aufweisen, um den Belastungen des täglichen Gebrauchs in Umgebungen mit verschiedenen Flüssigkeiten standzuhalten. Die Geräte müssen zudem potenziellen versehentlichen physischen Störungen, wie z. B. durch Krankenhauswagen, die Kabel kreuzen, widerstehen. Darüber hinaus müssen die Verbindungen zahlreiche weitere Anforderungen erfüllen und Herausforderungen meistern, wie z. B. enge Toleranzen für die Signalintegrität, hohe Kopplungs- und Betätigungszyklenzahlen, geringe Widerstandsverluste und strenge Vorschriften bezüglich magnetischer Störungen, Funkfrequenzen und Übersprechen.
Bei der Auswahl von Verbindungselementen für Medizinprodukte empfiehlt es sich, mit einem Hersteller zusammenzuarbeiten, der nachweislich Erfahrung in der Entwicklung von Steckverbindern für die anspruchsvollen Umgebungen anderer Branchen wie Chemie, Solarenergie, Fertigung, Pharmazie, Verteidigung und Telekommunikation hat. Diese Sektoren erfordern teilweise dieselben strengen Standards wie die Medizintechnikbranche, und Hersteller mit Erfahrung in der Entwicklung von Verbindungselementen für diese Umgebungen bieten in der Regel eine Reihe beschichteter Steckverbinder an, die eine hohe Langlebigkeit gewährleisten.
Wichtige Merkmale von Verbindungsleitungen für Medizingeräte
: - Zuverlässigkeit für konstant präzise Ergebnisse.
- Langlebigkeit für jahrelangen Betrieb unter anspruchsvollen Bedingungen (einschließlich Sterilisation).
- Miniaturisierung für Portabilität und einfache Integration in kleine Geräte.
- Flexibilität beim Biegen
und Verlegen.
- Integration in andere Medizingeräte und -systeme.
- Einfaches Trennen für Reinigung und Entfernung.
- Hochgeschwindigkeitsübertragung mit Kupfer- und Glasfaserkabeln für PACS.
Angesichts der kritischen Leistungsfähigkeit von Medizingeräten ist es heute wichtiger denn je, Verbindungsleitungen zu verwenden, die all diese Merkmale bieten. Aufgrund der rasanten Entwicklung und der zunehmenden Vernetzung von Elektronik ist eine Risiko-Nutzen-Analyse der Verbindungsleitungen durch den Geräteentwickler unerlässlich. Der Ausfall eines Herzmonitors birgt beispielsweise ein ungleich höheres Risiko als ein defektes Smartphone oder ein fehlerhafter Router, der Telefongespräche von Endverbrauchern verarbeitet.
Angesichts der steigenden Gesundheitskosten, die die Patientenbehandlung erheblich beeinflussen werden, und der zunehmenden Verbreitung der häuslichen Pflege wird die Nachfrage nach kleineren, tragbareren Medizingeräten in den kommenden Jahren zweifellos deutlich steigen. Unternehmen, die Medizintechnik entwickeln, müssen ihre Verbindungstechnologien sorgfältig auswählen, um diesem Bedarf gerecht zu werden.
Autor:
Anthony Kalaijakis, Molex Incorporated.
Über den Autor:
Anthony J. Kalaijakis ist Direktor für strategisches Medizinmarketing bei Molex Incorporated, einem weltweit führenden Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung von elektronischen, elektrischen und faseroptischen Verbindungsystemen.
