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Verbindungstechnik

Klemmen für die Medizintechnik: Langlebigkeit ist Pflicht

11. November 2024, 8:00 Uhr | Von Petra Adamik für Weco

Von der durchgängigen Funktionsbereitschaft medizinischer Geräte hängen oft Leben ab, die Anforderungen an sämtliche Komponenten sind besonders hoch. Auch kleinste Bauteile wie Leiterplattenklemmen, Flachsteckklemmen und weitere Verbindungselemente müssen robust und verläßlich ihren Dienst tun.

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Investitionen in medizinische Geräte sind ein großer Posten im Finanzbudget von Praxen, Krankenhäusern oder Laboren. Die Erwartungen an deren Zuverlässigkeit, Robustheit und Langlebigkeit sind deshalb hoch. Hinzu kommt die Forderung nach Einhaltung von Sicherheitsstandards und Normen. Hier greift die IEC 60601-1, die neben den üblichen Normen für länderspezifische Gerätesicherheit wie VDE, UL (USA) und CSA (Kanada) die Norm für Geräte und Produkte definiert, die in der Medizintechnik und in medizinischen Bereichen zum Einsatz kommen.

Auch für Klemmen und Steckverbinder sind die Normen verbindlich. Im Fokus stehen besonders die Anforderungen an die Erstfehlersicherheit und die Temperaturstabilität. So müssen die für die Steckverbinder genutzten Kunststoffe erhöhten Temperatur standhalten und schwer entflammbar sein. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass die Klemmen und Stecker strenge Prüfverfahren durchlaufen, bevor sie zum Einsatz kommen.

Hohe Anforderungen an Medizin-Komponenten

Medizinische Geräte müssen beispielsweise auch resistent gegen alle Arten von Kontaminationen sein. Das soll Verunreinigungen verhindern, die zu Ausfällen führen und damit den Patienten schaden können. Zwingend erforderlich ist die Resistenz gegen einige möglicherweise eindringende Gase sowie gegen Reinigungs- und Lösemittel auf Basis von Alkoholzusätzen. Einsickernde Flüssigkeiten dürfen die Steckverbindung nicht beeinträchtigen oder gar zum Ausfall führen. Eine besondere Konstruktion der Gehäuse mit eingebauten »Schikanen«, also Verlängerungen der Kunststoffisolationswände, kann dafür sorgen, dass die Flüssigkeiten nicht an die stromführenden Teile kommen.

Darüber hinaus ist die sichere Bedienbarkeit essenziell. Dazu zählt der Schutz gegen Stromschläge, Kurzschlüsse, Überspannungen oder andere Einflüsse, die das medizinische Personal oder den Patienten gefährden könnten. Die integrierten Verbindungselemente spielen daher für die Sicherheit von medizinischen Geräten eine unsichtbare, aber zentrale Rolle.

Verbindungselemente sind stille Helfer und eine zentrale Komponente im Inneren von medizinischen Geräten. Das Spektrum ihrer Einsatzfelder reicht von der Beleuchtung in Behandlungsräumen und Operationssälen über mobile Geräte, die z.B. bei der Dialyse eingesetzt werden, bis hin zu Überwachungs-Apparaten, mit denen die Werte von Patienten rund um die Uhr kontrolliert werden. Das Spektrum lässt sich beliebig erweitern.

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Licht hat keine Redundanz

Beleuchtungseinheiten beispielsweise müssen an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhr reibungslos funktionieren. Zuverlässigkeit ist das A & O. Das Behandlungsfeld, an dem z.B. ein Zahnarzt oder das medizinische Team im Operationssaal arbeitet, muss während eines Eingriffs nahtlos ausgeleuchtet sein. Kleinste Abweichungen im Sichtfeld können für den Patienten dramatische Folgen haben, denn Licht hat keine Redundanz.

»Umso wichtiger ist es, dass die Qualität sämtlicher Komponenten innerhalb eines Beleuchtungssystems verlässlich funktionieren«, erklärt Detlef Fritsch, Geschäftsführer von Weco Contact. »Die Verbindungselemente, die hier zum Einsatz kommen, müssen unempfindlich gegen Reinigungsmittel und Dämpfe sein, damit während eines Eingriffs das Licht nicht ausgeht.«

Geforderte Resistenz von Lichtanlagen

Das gilt auch in manchen Bereichen der Industrie, in der die Beleuchtung ein professionelles Medium ist, von der die ordentliche Durchführung diverse Arbeitsabläufe abhängt. In Reinräumen beispielsweise ist eine hohe Robustheit der Beleuchtungssysteme essenziell. In diesem Umfeld entstehen häufig Durchströmungen und thermische Veränderungen, die eine hohe Resistenz der Lichtanlage erfordert. »Für diese Einsatzfelder sind schraub- und schraublose Steckverbindersysteme besonders geeignet, die schon heute bei namhaften europäischen Herstellern von medizinischen Geräten im Einsatz sind«, so Detlef Fritsch. »Diese Komponenten bieten optimale Anschlussmöglichkeiten für unterschiedliche Szenarien. Zusätzliche Sicherheit bietet dabei ein Rasthaken, mit dem der Verbinder optimal auf der Stiftleiste einklinkt. Ein unbeabsichtigtes Lösen bei Anwendungen in Umgebungen mit starken Vibrationen oder Durchflusssteuerungen ist somit nahezu ausgeschlossen.«

Weco-Produkte für Medizingeräte
Serie 308 Serie 110/120/121 Serie 930 und 950 Serie 302 Doppelmantelklemmen (explosionsgefährdete Bereiche

Medizinische Geräte – mobil und flexibel

Der mobile Einsatz medizinischer Geräte ist eine weitere Herausforderung. Dialyse-Geräte für die Blutwäsche beispielsweise, sind bei Nierenschädigungen überlebenswichtig. Sie sind in der Regel an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhr im Einsatz. Das gilt im Krankenhaus ebenso, wie in ambulanten Dialyse-Praxen. Hygieneaspekte spielen hier eine essenzielle Rolle. Hinzu kommen hohe Anforderungen an die Steuerung und Zuverlässigkeit der Geräte. Verbindungsstecker, die in diesem Umfeld genutzt werden, müssen robust sein, da Dialysegeräte mehrfach täglich den Standort wechseln. Deshalb müssen sie Unebenheiten oder gelegentlich auch Stöße abgefedert können. Für diese Einsatzfelder bietet sich die Verwendung von Flachsteckklemmen an. Diese eignen sich perfekt für den Einsatz in Dialysegeräten, können z.B. aber auch in Haushaltsgeräten verwendet werden. In der Industrie lassen sie sich u.a. bei Einschüben und Racks nutzen, die ihre Aufgaben teilweise fest in einem Produktionskreislauf erfüllen oder mobil an verschiedenen Stellen zum Einsatz kommen. Die Robustheit der Komponenten sorgt auch im rauen industriellen Umfeld für eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Geräte.

Patientendaten prüfen und kontrollieren

Prüfgeräte spielen in der medizinischen Versorgung von Patienten eine zentrale Rolle. Welche Werte genau ermittelt werden müssen, legt der behandelnde Arzt für jeden Patienten individuell fest. Ohne die entsprechenden Geräte direkt am Krankenbett läuft in der modernen Medizin nichts. Prüfgeräte überwachen den Blutdruck und die Dosierung der Medikamente, sorgen bei Bedarf für die Beatmung des Patienten und/oder kontrollieren den Kreislauf und die Herzfunktion. Alle Ergebnisse werden aufgenommen und zentral verarbeitet.

Die Anforderungen an die Geräte sind hoch. Sobald sie angeschlossen sind, müssen sie funktionieren und zuverlässige Ergebnisse liefern. »Kleinste Unregelmäßigkeiten haben möglicherweise bedrohliche Folgen«, bringt es Detlef Fritsch auf den Punkt. »Steckverbinder in solchen Geräten müssen daher von hoher Qualität sein. Ein lockeres Kabel beispielsweise kann im schlimmsten Fall tödlich sein, weshalb Hersteller medizinischer Geräte keine Kompromisse eingehen dürfen.«

Steck- und Schraubverbindungen in medizinischen Prüfgeräten müssen robust sowie in der Lage sein, durch ihre spezielle Gehäusegeometrie Vibrationen abzufangen. Sie dürfen keine Verschleißerscheinungen zeigen und sollten korrosionsbeständig sein. Flammenhemmende Kunststoffmaterialien sind ebenso ein Muss, wie die Resistenz gegen Reinigungs- und Desinfektions-Flüssigkeiten, sowie diverse Gase. Darüber hinaus fordert der Krankenhausbetrieb von den eingesetzten Komponenten eine hohe Langlebigkeit, damit sich die Investitionen in moderne medizinische Geräte im Gesundheitswesen langfristig rentieren. (uh)