Entwicklungskits mit Displays und Boards Komplettlösungen für die Medizintechnik

Klemmt der Arzt im Film Röntgenbilder vor den Leuchtschirm, ahnt man: Jetzt sieht’s schlecht aus für den Helden. In vielen Praxen und Kliniken sind solche Szenen schon Vergangenheit, denn auch Medizingerätehersteller setzen zunehmend auf Displays. Deren Realisierung ähnelt jedoch oft der Suche nach dem richtigen Medikament: Eine ganze Fülle an Faktoren gilt es zu bedenken. Komplettlösungen mit optimal abgestimmten Komponenten vereinfachen und beschleunigen die Entwicklung - und das ganz ohne Nebenwirkungen.

Ob Dialyse-, Ultraschall- oder Gerät zur Patientenüberwachung - medizinische Anwendungen sind sehr vielfältig, sie stellen jedoch alle die gleichen Hauptanforderungen an Displaylösungen. Eine der wichtigsten ist die Langzeitverfügbarkeit, denn nahezu jede Änderung an einem medizinischen Gerät erfordert eine neue aufwändige und meist langwierige Freigabe bzw. Zertifizierung. Deshalb vermeiden Hersteller Produktänderungen und -wechsel so lange wie möglich.

Hohe Qualität und damit geringe Ausfallraten verstehen sich als Kriterium für Medizinanwendungen fast von selbst - schließlich hängen nicht selten Menschenleben vom Gerät selbst ab oder von der richtigen Diagnose, die der Arzt aufgrund der Anzeige auf dem Display trifft. Daraus ergibt sich bereits die Forderung nach hohen Auflösungen. Eine detaillierte Darstellung ist oft unerlässlich für den korrekten Befund, etwa wenn es darum geht, feinste Haarrisse im Knochen oder kleinste Veränderungen im Gewebe zu erkennen.

Auch Hochspannung, wie sie beim Einsatz von CFL-Hinterleuchtungen nötig ist, sollte in den Geräten nach Möglichkeit vermieden werden. Sie löst häufig Störsignale aus und kann so zu Störungen innerhalb der Applikation aber auch bei benachbarten Geräten führen. LED-Backlight-Lösungen benötigen keine Hochspannung, kommen ohne Inverter aus und haben eine geringe Leistungsaufnahme.

Bei der Komponentenauswahl gilt es weitere Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. So muss zum Beispiel die Ablesbarkeit auch dann gewährleistet sein, wenn das Licht der Sonne oder von OP-Leuchten auf die Sichtfläche des Displays trifft. Lösungsmöglichkeiten sind ein transflektives Display oder eine entsprechend leistungsstarke Hinterleuchtung - diese erhöht durch ihre Verlustleistung jedoch die Temperatur im Inneren des Geräts und könnte die maximale Wärmeableitfähigkeit des Gehäuses übersteigen.

Deshalb muss die zusätzliche Abwärme unbedingt in die Berechnungen einfließen und wenn nötig mittels zusätzlicher Belüftung abgeführt werden. Hinzu kommt der Wunsch der Hersteller, sich mit fortschrittlichen Applikationen auf dem umkämpften Markt zu behaupten. Dazu ist neben innovativen Komponenten auch eine möglichst kurze Markteinführungszeit notwendig. Komplettlösungen, die alle genannten Anforderungen erfüllen, verkürzen die Entwicklungszeit erheblich.

Vollständige Display-Kits

Ein Display-Kit besteht meist aus der TFT-Anzeige, einem Backlight-inverter oder -konverter, den nötigen Kabeln, um das Display an einem Ansteuerboard zu betreiben, sowie optional Touchlösungen inklusive Controller. Auf Wunsch kommen Embedded-Boards und Speichermedien hinzu. Speziell für Medizin-anwendungen sind die Displays von NEC interessant aufgrund ihrer langen Verfügbarkeit von bis zu zwanzig Jahren.

Ihre hochwertigen Komponenten und Verarbeitung sorgen zudem für eine besonders hohe Ausfallsicherheit. Bringt der Hersteller ein Nachfolgemodell auf den Markt, ist dieses mechanisch und elektronisch identisch mit dem Vorgänger bei besseren optischen Eigenschaften. Sharp, URT und Tianma bieten garantierte Verfügbarkeiten von drei bis fünf Jahren. Ist eine Bedienung mit Finger oder Stift gewünscht, kommen Touchlösungen zum Einsatz, beispielsweise auf Basis resistiver oder kapazitiver Technik.

Welche sich am besten eignet, hängt davon ab, ob die Anwendung auch mit Handschuhen bedienbar oder besonders unempfindlich sein muss. In Sachen Embedded-Boards geht der Trend derzeit hin zu CPU-Plattformen auf Atom-Basis, da sie bei relativ hoher Rechenleistung einen geringen Stromverbrauch haben. Rutronik konzentriert sich hier vor allem auf das Design von »Computer-on-Modules«, weil sie sich ganz flexibel, je nach Leistungsbedarf, einsetzen und austauschen lassen.

Der Formfaktor richtet sich dabei ganz nach den Vorgaben des Kunden, hier stehen Modelle von »nanoETXexpress« bis »ETX« zur Verfügung. Ist auch ein Speichermedium notwendig, sind Flashspeicher das Mittel der Wahl. Da sie ohne mechanisch bewegliche Teile auskommen, verbrauchen sie weniger Energie als andere Festspeicher, haben kürzere Zugriffszeiten, eine geringere Wärmeentwicklung, sind geräuschlos und sehr resistent gegen Erschütterungen.

Besonders empfehlenswert, speziell für den Medizinbereich, sind die CF-Karten, SD-Karten oder Disc-on-Modules von Swissbit oder Apacer. Denn sie haben eine »Fixed Bill of Material«, die Karten oder Module mit derselben Bezeichnung bestehen also immer aus denselben Komponenten. Andere Hersteller behalten hingegen die Bezeichnung häufig auch dann bei, wenn sie teilweise andere Elemente verbauen, was oft unerwartete und unerklärbare Probleme bei der Produktion oder im Gebrauch hervorruft - gerade im Medizinbereich unakzeptabel. Zudem setzen Swissbit und Apacer ausschließlich Flash-Chips in SLC-Technik (Single-Level-Cell) ein, welche die Lebensdauer und die Geschwindigkeit des Speichers erhöht und seine Fehlerraten senkt.

Maßanfertigung oder von der Stange?

Eine Display-Komplettlösung könnte etwa aus dem NEC-Display »NL10276BC24-19D«, einem Embedded-Board »D3003-S« von Fujitsu mit AMD-Single- oder Dual-Core-Prozessor inklusive aller Verkabelungen und Konverter bestehen. Dazu kann der Kunde zusätzliche Komponenten auswählen wie zum Beispiel eine der Touchvarianten von Hantouch, einen weiteren RAM-Baustein oder einen Datenträger.

Rutronik hat eine Vielzahl derartiger Display-Kits in einem datenbankbasierten System hinterlegt. Damit verfügt der Distributor über vorkonfigurierte Lösungsansätze, auf deren Basis sich individuelle Kundenanforderungen durch kleinere Anpassungen kostengünstig, effizient und schnell erfüllen lassen. Jedes Kit ist getestet und entspricht den geltenden Industrienormen. Sämtliche Datenblätter der Bauelemente werden gegengeprüft, um zu gewährleisten, dass die Einzelkomponenten optimal aufeinander abgestimmt sind.

Darüber hinaus werden auch marktspezifische Gegebenheiten wie die Zertifizierung der Komponenten berücksichtigt. So ist gewährleistet, dass die Kunden eine auf die Anwendung maßgeschneiderte Komplettlösung erhalten - und damit nicht nur von einer schnelleren Marktreife profitieren, sondern auch von Planungssicherheit, Flexibilität im Design und einer Konzentration im Einkauf.

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