Embedded-Bauteile für die Medizintechnik
Für gesunde Embedded-Systeme
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Der Rollstuhl als Smart-Home-Gerät
Ob für Insulinpumpen oder Beatmungsgeräte – Digi International zeigte in Nürnberg seine kleinen und stromsparend ausgelegten System-on-Modules (SoM), die mit DigiConnect Security Services in Medizinprodukten das Power-Management übernehmen wie auch mit integrierter Hardware- und Software-Sicherheit vernetze Medizingeräte vor Angriffen schützen. Die SoM-Packages decken also auch nach dem Verkauf oder Release Sicherheitsrisiken und Schwachstellen auf. »So können auch neu bekannt werdende Sicherheitsprobleme, die auf Chip-Ebene gar nicht in der Kontrolle der Medtech-Hersteller liegen, mit passenden Patches schnell und über alle am Markt befindlichen Geräte gelöst werden«, sagt Senior-Produktmanager Bob Blumenscheid. Die integrierte TrustFence-Technologie bringt Sicherheits-Features auf Prozessorebene und sorgt mit einem Software-Security-Framework für Hacker-geschütztes Medical-Edge-Computing und Netzwerksicherheit. Digi unterstützt MedTech-Kunden mit einer umfangreichen Dokumentation und Rückverfolgbarkeit auf dem Weg zur FDA-Zertifizierung.
EnSilica ist ein Fabless-Anbieter von komplexen Mixed-Signal-ASICs für OEMs und zeigte an seinem Messestand den Healthcare-Sensor-Chip ENS62020 für das Patienten-Monitoring in Wearables wie Uhren, Healthcare-Ringen oder auch klinischen Systemen. Die hochpräzise MedTech-Komponente vereint mehrere Sensoren, u. a. für die EKG- und Temperaturmessung. Der Chip ist so konzipiert, dass er mit dem geringstmöglichen Stromverbrauch im Zehntel-Mikroampere-Bereich arbeitet und so die Batterielebensdauer verlängert. Er verfügt über ein integriertes Power-Management mit einem breiten Spannungsbereich, sodass er sowohl direkt von der Batterie gespeist werden kann als auch in der Lage ist, Energie direkt von NFC-Geräten zu ziehen. Der Chip enthält zwei Fotodiodentreiber und einen Fotodetektor, die für die Messung des Blutdrucks, der Sauerstoffsättigung, NIRS-Analysen, fluoreszierende Glukose und weitere medizinische Signal-Anwendungen genutzt werden kann. Er enthält auch eine kapazitive Sensorschnittstelle, die mit Femto-Farad-Kapazitätswerten den exakten Druck messen kann. Der ENS62020 ist als fertiger Building-Block für die Medizintechnik erhältlich, kann individualisiert werden und kommt mit einer FDA-bereiten Dokumentation.
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Am Stand von Hy-Line stand für die Medizintechnik der neue SDVoE-Standard im Fokus der embedded world. »Weltweit setzen bereits über 100 Firmen auf den Video-over-IP-Standard, u. a. auch ein führender Endoskopie-Hersteller«, so Christian Kaufmann, Business Development Manager für Signalmanagement. Als Vorteil nennt er, dass Video-, Audio, USB oder RS-232-Verbindungen nicht nur Point-to-Point, sondern frei im Netzwerk konfiguriert werden können, auch im Nachhinein. Mit einem optionalen IP-Master-Controller können wie bei einem Matrix-Switch Ein- und Ausgänge beliebig einander zugeordnet werden. »Mit SDVoE verschwinden teure Matrizen, der Ethernet-Switch ist 10G-fähig und kann sowohl über CAT- wie auch Glasfaserkabel 4K-Auflösung liefern.« Der neue Standard sei vor allem in der Endoskopie und komplexen OP-Szenarien von Vorteil, aber auch die Remote- und Telemedizin sowie medizinische Videokonferenzen profitieren laut Kaufmann. »Und natürlich werden alle Signale – wie für die Medizintechnik gefordert – galvanisch getrennt.«
»Die digitale Transformation des Gesundheitswesens braucht vor allem intelligente, integrierte und datengesteuerte Lösungen sowie eine Vernetzung und Datenverarbeitung in Hochgeschwindigkeit über interoperable Systeme«, sagt Mark A. Carrier, Market Development Director von RTI. Am Messestand drehte sich alles um das Datenmanagement und die sicherere und schnelle Datenübertragung zwischen Medizingeräten und in Medical-Netzwerken. Die kalifornische Firma stellte ihre Software-Konnektivitätsplattform Connex vor, die als Core-Data-Bus verschiedene Datenstränge zusammenbringt, orchestriert und speziell in der robotergestützten Chirurgie und der medizinischen Bildgebung für eine latenzfreie Übertragung und Steuerung sorgt. »Der wachsende Healthcare-Markt ist für RTI sehr wichtig. Wir sind beispielsweise sehr stolz, dass GE in seinem Revolution-CT die Connex-Architektur zur Datenkoordination einsetzt«, so Carrier in Nürnberg. »Eine sichere, präzise Datenübertragung in Echtzeit und mit sehr hoher Auflösung, also ohne Latenzen oder Flackern, ist die Basis für jegliche Telemedizin, Remote-Operationen und fortschrittliche Anwendungen in der medizinischen Bildgebung.«
Für den Distributor Rutronik ist die Medizintechnik ein wichtiger Entwicklungsbereich. Auf der embedded world zeigte er Komponenten und Systeme aus den Produktbereichen Displays, Boards & Systems, Wireless und Storage sowie digitale Anwendungen, auch speziell für die Entwicklung von Medizingeräten. Rutronik bietet mit dem RDK3 u. a. ein eigenes Entwicklerboard für medizinische Wearables und unterstützt MedTech-Hersteller und -zulieferer bei der Komponentenauswahl hinsichtlich Funktion, Preis, Langzeitverfügbarkeit, Second Sourcing sowie der Vorzertifizierung. Für Innovationsleiter Stefan Menze ist die Kombination von Sensorik und KI eines der spannendsten Wachstumsfelder, aber auch die Verschlüsselung und Sicherheit bei drahtlosen Verbindungen nennt er als wichtige Features der Zukunft. Als Beispiel nannte Menze die umfassende Patientenüberwachung: »Mithilfe unseres RAB1-Sensorfusion-Boards entwickelte Medizin-Applikationen bemerken, wenn ein Patient aus dem Bett fällt, und können Alarme an Ärzte oder Pfleger senden. Über das Adapterboard zur Sprachausgabe können diese Alarme auch mündlich ausgespielt werden.« Ähnliche Szenarien sind mit der Überwachung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder CO2-Gehalt der Luft möglich. »Unsere Development-Kits werden mit Beispielsoftware ausgeliefert, der Kunde kann über das RDK sofort mit seiner eigenen Entwicklung starten.«
Teoresi ist ein italienischer IT- und Technologiedienstleister und war dieses Jahr erstmals auf der embedded world vertreten. Das 1987 in Turin gegründete Unternehmen entwickelte sich vom Reseller zum Engineering-Partner und entwickelt heute auch für die Medizintechnik wegweisende Gesamtsysteme. Fabio Gadda, Business-Intelligence-Experte, stellt das Portfolio vor: »Ein Fokus von Teoresi liegt auf der Modernisierung von Medizingeräten, also ein funktionelles Redesign unter Einsatz neuester Technologien wie z. B. KI. Wir entwickeln zudem kundenspezifische Medizinsysteme wie etwa das Mini-Diagnose-Tool ‚Das Krankenhaus in einer Nadel‘ auf Basis von Nanotechnologie, welches Diagnose und Therapie zur Krebsbekämpfung vereint.« Ein weiteres Projekt der Italiener, die auch mit drei Standorten in Deutschland vertreten sind, sind autonom fahrende Rollstühle mit Alexa-Sprachsteuerung. »Mit dem autonomen Rollstuhl kombinieren wir unsere ADAS-Expertise aus dem Fahrzeugmarkt, der Software-Entwicklung und Sprachsteuerung sowie künstlicher Intelligenz«, sagt Gadda. Der Rollstuhl soll als Smart-Home-Gerät in Innenräumen wie Kliniken oder auch Wohnungen die Beweglichkeit von Patienten mit Mobilitätseinschränkungen deutlich verbessern.
»Beim Schreiben von Software passieren Fehler«, stellt Verifysoft-Geschäftsführer Klaus Lambertz fest. In Medizingeräten können Schwachstellen in der Software jedoch schwere Folgen haben, daher ist die SW-Prüfung nach IEC 62304 auch Teil der Zertifizierung. Auf der embedded world stellte Verifysoft u. a. das GrammaTech CodeSonar für die statische Analyse von Quell- und Binärcode aus, sowie für die dynamische Prüfung den Code-Coverage-Analyser Testwell CTC++, der das Testing nachverfolgt, auf Vollständigkeit checkt und dokumentiert. »Wir sind seit 20 Jahren am Markt und haben viel Erfahrung mit den strengen Normen für Medizinprodukte-Software. Insbesondere auch mit der FDA: Die guckt nochmal schärfer«, so Lambertz. In der neuen Version ist die Benutzeroberfläche des Tools mit individuellen Reports konfigurierbar. »So kann der Entwickler genau das sehen, was er für seine Arbeit braucht – oder was der TÜV als Benannte Stelle für die Zertifizierung sehen muss.«
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