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Peripherals: Die Achillesferse medizinischer Komplettsysteme

27. Juni 2025, 10:35 Uhr | Hwa Jung Ok, Data Modul

Bild 1. Die Auswahl und Integration von Peripherals ist anspruchsvoll und erfordert bei der Entwicklung von Embedded Boards für Medizingeräte oft maßgeschneiderte Pakete.

Von ISO-Standards bis zum Lebenszyklusmanagement: Die Auswahl und Integration der richtigen Peripherals gleicht einem Minenfeld und ist doch essenziell für den Erfolg von Medizingeräten. Customized Embedded Set Solutions können Fehler und Aufwand erheblich reduzieren.

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Bei der Entwicklung medizinischer Geräte wollen Hersteller sehr häufig bereits bestehende Systeme durch einzelne oder weitere Komponenten erweitern. Gleichzeitig besteht ein wachsender Bedarf an elektronischen Komplettsystemen. Embedded Boards jedoch werden in der Regel ohne Peripherals angeboten und deren kompatible Auswahl und Integration ist rundum anspruchsvoll. Technische Kompatibilität, nahtlose Integration und maßgeschneiderte Anpassung an die jeweilige Applikation sind zentrale Aspekte.

Was sind eigentlich Peripherals?

Peripherals lassen sich in verschiedene Produktgruppen einteilen. Zu den Kernkomponenten gehören u. a. CPU, Massenspeicher und dynamischer Speicher. Ergänzt werden sie durch Stromversorgungen, Kabel und Kühllösungen. Besonders im medizinischen Bereich sind zuverlässige Kühllösungen, unterbrechungsfreie Stromversorgung sowie Datenintegrität bei plötzlichen Stromausfällen essenziell. Weitere wichtige Komponenten sind Display- und Monitor-Zubehör wie LED-Controller und Bedienelemente wie z. B. Encoder oder Wheel on Display. Zudem stehen zahlreiche Erweiterungsmöglichkeiten zur Verfügung, darunter Wifi-Bluetooth-Module, RFID-Systeme, Mikrofone, Antennen, LTE-Module, Radarsensoren, und Kamera-Module.

Medizintechnikhersteller, die nicht selbst über die notwendigen Ressourcen verfügen, um die komplexe Zusammenstellung solcher Systeme zu bewerkstelligen, lagern diese Aufgabe meist aus. Ein Lösungsansatz dazu ist das Konzept der Customized Embedded Set Solution (CESS), das Hardware, Software und Services kombiniert, um individuelle Komplettlösungen bereitzustellen. Aber was sind dabei die besonderen Herausforderungen an Peripherals für medizinische Geräte?

Was ist CESS grundsätzlich?

CESS umfasst die Auswahl und Beschaffung optimal kompatibler Peripherals sowie die vollständige Systemintegration inklusive Muster- und Funktionstests. Auch regulatorische Anforderungen, das Lieferanten-Management und Qualifizierungsprozesse werden übernommen. So wird das gesamte System-Set gemäß seinen Spezifikationen qualifiziert, damit der Medical OEM am Ende ein maßgeschneidertes Set erhält, das auf seine spezifischen Umwelt-, regulatorischen und technischen Anforderungen zugeschnitten ist. Im Gegensatz zum Assembly-Testing wird mit CESS nicht nur die technische Funktion getestet, sondern auch qualifiziert, ob es den definierten technischen Anforderungen entspricht. Bei Outdoor-Anwendungen könnte dies zum Beispiel ein weiter Temperaturbereich sein.

Sobald die Komponenten für Erstmuster verfügbar sind, erfolgt die Montage und abschließende Prüfung der Funktionalität. Dadurch wird das Risiko technischer Probleme minimiert und der administrative Aufwand reduziert. Ein weiterer Vorteil liegt in der direkten Anpassung der Komponenten an die spezifischen Anforderungen einer Applikation. Medizintechnikhersteller profitieren von einer lückenlosen Integration, die sowohl technische als auch ökologische Vorgaben berücksichtigt. Zudem können sowohl marktverfügbare als auch kundenspezifische Komponenten ins System eingebunden werden.

Der Mehrwert von CESS

Da Embedded Boards von vielen Herstellern ohne Peripherals angeboten werden, ist deren Auswahl eine anspruchsvolle Aufgabe. SSDs, RAM oder Wireless-Module müssen beispielsweise sowohl die Schnittstellenanforderungen des Embedded Boards als auch weitere Anforderungen wie Temperaturbereich, Schock- und Vibrationsfestigkeit oder auch ggfs. Länder-Zulassungen, wie für Wireless-Module, erfüllen. Eine unsachgemäße Auswahl führt zu Inkompatibilitäten und nachträglichen Anpassungen. Durch den Einsatz von CESS entfällt dieser Trial-and-Error-Prozess, wodurch Zeit und Kosten eingespart werden.

Da das Angebot an Peripherals sehr groß ist, besteht die Herausforderung darin, eine funktionale und wirtschaftlich sinnvolle Lösung zu finden. Während eine umfangreiche Ausstattung höhere Kosten verursachen kann, sind kosteneffizientere Lösungen möglicherweise nicht für jede Anwendung geeignet. Die optimale Balance zwischen Leistung und Budget zu definieren, erfordert fundierte Marktkenntnisse und technisches Fachwissen.

Mehr Effizienz dank Bündelung

Bündelungseffekte sind ein wesentlicher Vorteil von CESS. Werden Bedarfe aus verschiedenen Projekten bei demselben Lieferanten gebündelt, lassen sich günstigere Konditionen erzielen. Dies führt nicht nur zu Kostensenkungen, sondern auch zu optimierten Lieferzeiten und einem verbesserten, zentralen Support.

Etablierte Systemanbieter übernehmen zudem das Lieferanten- und Qualitätsmanagement sowie die ERP-gestützte Verwaltung der Komponenten. Das reduziert den organisatorischen Aufwand für Unternehmen erheblich, da komplexe Prozesse wie Mustertests und das Management des Produktlebenszyklus ausgelagert werden können.

Wie CESS Mehrwert liefert, wird an einem Defibrillator ersichtlich, der bei -25 Grad Celsius funktionieren muss. Zum System gehört ein Embedded Board mit zehn Peripherals. Selbst wenn alle zehn Peripherals integriert sind und jedes für einen erweiterten Temperaturbereich spezifiziert ist, kann es dennoch sein, dass das Gesamtsystem unter solchen Bedingungen nicht korrekt funktioniert – etwa, weil das Timing des DRAM nicht entsprechend eingestellt ist. Doch wer kommt auf diese Ursache? Ein CESS-Service wirkt mit technischem Fachwissen, Expertise und angepassten Qualifizierungsmaßnahmen möglichen Fehlfunktionen entgegen und garantiert dem Medical OEM ein maßgeschneidertes Set nach allen spezifischen Anforderungen.