Stromversorgungen für medizinische Ausrüstung in Notzeiten
05.03.2020
Auch wenn die Nachfrage nach modularen Spannungsversorgungen für medizinische Anwendungen derzeit hoch ist, dürfen die erforderlichen Zertifizierungen nicht außer Acht gelassen werden, damit die Sicherheit von Patient und Bedienpersonal jederzeit gewährleistet bleiben. Dieser Artikel fasst die wichtigsten Produktspezifikationen zusammen, die zu berücksichtigen sind.
Die schwierige Situation seit dem Ausbruch des Corona-Virus COVID-19 im Januar 2020 wirkt sich auch auf die weltweite Wirtschaft aus. Besonders betroffen ist China, wo einige Technologieunternehmen den Betrieb vorübergehend eingestellt haben, um das Infektionsrisiko für ihre Mitarbeiter zu senken. Viele haben die Arbeit inzwischen wieder aufgenommen, nachdem die Zahl der Infektionen im Epizentrum des Ausbruchs wieder rückläufig ist, aber die Lieferketten für elektronische Ausrüstung wurden unterbrochen, mit weltweit spürbaren Auswirkungen. Die Aktienmärkte haben große Verluste erlitten, da viele Unternehmen vom Smartphone-Hersteller bis zur Airline mit sinkenden Gewinnen rechnen, aber auch hoffen, dass sich nach einem Nachfrageeinbruch im Bereich der Konsum- und Industriegüter ein Rebound-Effekt einstellen wird.
Nachfragespitzen bei medizinischer Ausrüstung in Zeiten des medizinischen Notstands
Während wir die Anschaffung unseres neuen Heim-Entertainment-Systems oder den Urlaub auf bessere Zeiten verschieben können, ist der Bedarf in anderen Bereichen weitaus dringender. Regierungen weltweit haben Notfallmaßnahmen ergriffen, um die Ausbreitung der Erkrankung einzudämmen und räumliche Kapazitäten für die Untersuchung, Isolation und Behandlung von Patienten zu schaffen. Und dazu ist medizinische Ausrüstung erforderlich. Wir konnten beobachten, in welchem Tempo China neue Krankenhäuser errichtet hat – vom leeren Grundstück zum fertig ausgestatteten Gebäude in 10 Tagen. Tausende Arbeiter und jede Menge schweres Gerät haben das Unmögliche möglich gemacht. Jedes neue Bett muss mit einer Reihe von diagnostischen und therapeutischen Geräten ausgestattet werden, um Patienten effektiv behandeln zu können. Medizinische Einrichtungen an Flughäfen und anderen Verkehrsknotenpunkten weltweit brauchen zusätzliche mobile Temperaturmessgeräte. Sogar das Patientenbett selbst soll heutzutage smart sein, den Patientenstatus regelmäßig überwachen und automatisch in verschiedene Positionen einstellbar sein. Lieferanten medizinischer Ausrüstung kommen mit der Erfüllung von Aufträgen kaum hinterher, versuchen verzweifelt, die notwendigen Komponenten zu beschaffen, doch die gesamte Versorgungskette ist durch den Corona-Ausbruch unterbrochen. In manchen Fällen sind die Einkäufer daher gezwungen, Anwendungsteile von anderen Lieferanten beziehen.
Zertifizierte Hersteller medizinischer Ausrüstung wissen, wie wichtig es ist, hohe Produktqualität und Sicherheit zu gewährleisten. Kompromisse sind hier keine Option. Aber gerade in Notzeiten kann es nicht schaden, noch einmal auf die Anforderungen für eine der sicherheitskritischsten Komponenten in medizinischen Anwendungen zu verweisen – das Netzteil.
Medizinische Anwendungen erfordern Spannungsversorgungen nach medizinischem Standard
Medizinische Geräte können über das Wechselstromnetz oder zunehmend auch über eine interne Batterie gespeist werden, in beiden Fällen ist der Schutz vor Stromschlägen entscheidend. Häufig sind AC/DC-Stromversorgungen für Haushalt, Gewerbe, Industrie, IT und Medizin in einem gemeinsamen Formfaktor verfügbar, um die Wirtschaftlichkeit in der Fertigung zu erhöhen. Äußerlich können sie identisch aussehen, und die Leistungsangaben für Eingangs- und Ausgangsnennleistungen können die gleichen sein, wobei die meisten Endgeräte mit einem für eine andere Kategorie vorgesehenen Netzteil auch erwartungsgemäß funktionieren. Der Unterschied liegt in den Sicherheitsspezifikationen. Spannungsversorgungen medizinischer Qualität weisen besondere Eigenschaften auf, die der sensiblen Umgebung entsprechen, in der Überwachungsgeräte möglicherweise direkt am Körper eines geschwächten und verletzungsanfälligen Patienten angebracht werden.
Ein AC/DC-Wandler in medizinischer Qualität im branchenüblichen 5”x 3” Standardgehäuse
Kategorien medizinischer Anwendungen müssen ermittelt werden
Die neuesten medizinischen Sicherheitsstandards unterscheiden verschiedene Anwendungsszenarien: Geräte, bei denen kein direkter Körperkontakt zum Patienten besteht, z. B. OP-Beleuchtung oder Analyseausrüstung im Labor, Geräte des Typs B (Body) und Geräte mit direktem Patientenkontakt wie Inkubatoren, Betten mit elektronischer Steuerung oder Ultraschallgeräte, Typ BF (Body Float). Eine weitere Kategorie ist CF (Cardiac Float), bei der direkter Kontakt zum Herzen des Patienten besteht, wie beispielsweise bei einem Defibrillator. Für Anwendungen vom Typ B muss eine AC/DC-Spannungsversorgung mit 2 x MOOP (Two Measures of Operator Protection) zertifiziert sein. Bei Typ BF und CF ist die Zertifizierung 2 x MOPP erforderlich (Two Measures of Patient Protection) und für Anwendungen des Typs CF zusätzlich eine sehr strenge Begrenzung des Netzableitstroms. Spannungsversorgungen, die diese Anforderungen erfüllen, verfügen über spezifische Isoliersysteme mit minimalen Kriech- und Luftabständen zwischen stromführenden und Ausgangsanschlüssen und einem kontrollierten maximalen Netzableitstrom. Dies ist der Strom, der unter normalen Bedingungen oder unter Bedingungen eines Einzelfehlers von der Wechselstromversorgung zum Ausgang oder Gehäuse des Geräts und von dort aus weiter zu einem Bediener oder Patienten fließen könnte. Nach der vierten und neuesten Auflage der medizinischen Sicherheitsnorm ES/IEC/EN 60601-1 gelten noch strengere EMV-Anforderungen als zuvor und in anderen Anwendungsumgebungen üblich. In manchen Fällen muss die Spannungsversorgung zwingend vom Boden isoliert sein und es gibt weitere Erwägungen, zum Beispiel, ob es noch andere Verbindungen zur Spannungsversorgung oder Endgeräten gibt, wie etwa Kommunikationsverbindungen.
Auch DC/DC-Wandler benötigen gegebenenfalls eine medizinische Zertifizierung
Man würde es kaum vermuten, aber bei medizinischen Anwendungen können auch DC/DC-Wandler mit geringer Eingangs- und Ausgangsspannung eine Sicherheitszertifizierung erfordern. Oft wird ein DC/DC-Wandler verwendet, um bei einem AC/DC-Wandler mit niedrigerer Sicherheitsstufe eine zusätzliche Sicherheitsisolierung zu erreichen. Auf diese Weise kann der kostengünstigere 2 x MOOP AC/DC-Wandler in einer 2 x MOPP Anwendung verwendet werden, sofern der DC/DC-Wandler das erforderliche Schutzniveau und die Vorgaben bezüglich der Luft- und Kriechstrecken erfüllt. DC/DC-Wandler in batteriebetriebener Ausrüstung können ebenfalls eine Sicherheitsbarriere bilden, wenn die Ausrüstung über das Wechselstromnetz aufgeladen wird oder eine Kommunikationsverbindung angeschlossen ist, zum Beispiel an einen geerdeten Laptop. In diesem Fall verhindert der DC/DC-Wandler bei defekter Ausrüstung einen tödlichen Stromfluss, der durch den Patienten, das batteriebetriebene Gerät und durch den Laptop zum Boden fließt. Modulare DC/DC-Wandler werden oft mit hohen Spannungspegeln beworben (z. B. 3kVDC), aber das ist nicht immer ausreichend und nur ein Maß für die Immunität gegen transiente Spannungen, nicht für die Sicherheitsisolierung. Für medizinische Anwendungen muss der DC/DC-Wandler eine für die jeweilige Konfiguration, Umgebung und Verbindung geeignete 1 x oder 2 x MOOP bzw. MOPP Zertifizierung besitzen. Anders als AC/DC-Wandler, die in der Regel nicht für höchste AC-Netzspannungen wie 250VAC ausgelegt sind, können DC/DC-Wandler mit MOPs für niedrigere Systemspannungen angeboten werden, die für die Anwendung nicht ausreichend sind. Hier ist eine genaue Lektüre des Datenblatts erforderlich.
Zertifizierte Spannungsversorgungen sind verfügbar
Bei der Auswahl eines AC/DC- oder DC/DC-Wandlers sollte die Entscheidung trotz des dringenden Bedarfs mit Bedacht getroffen werden. Der österreichische Hersteller RECOM bietet eine breite Auswahl an AC/DC- und DC/DC-Wandlern an, die für medizinische Anwendungen zertifiziert sind, und berät bezüglich der Kompatibilität mit bestimmten Anwendungen. RECOM verfügt über ein weltumspannendes Vertriebsnetz mit hohen Bestandszahlen, um mögliche Nachfragespitzen bewältigen zu können. Durch Ereignisse wie den aktuellen COVID-19-Ausbruch sind bei RECOM keine größeren Auswirkungen auf die Produktverfügbarkeit und die Lieferzeiten zu erwarten. Im März 2020 läuft die Produktion bei RECOM in vollem Umfang weiter, und der Komponentenbestand der Produktionsstätte in Taiwan ist gut bevorratet. Auch die Standorte in Italien und China arbeiten weiterhin bei voller Auslastung.
RECOM: We Power your Products
Nachfragespitzen bei medizinischer Ausrüstung in Zeiten des medizinischen Notstands
Während wir die Anschaffung unseres neuen Heim-Entertainment-Systems oder den Urlaub auf bessere Zeiten verschieben können, ist der Bedarf in anderen Bereichen weitaus dringender. Regierungen weltweit haben Notfallmaßnahmen ergriffen, um die Ausbreitung der Erkrankung einzudämmen und räumliche Kapazitäten für die Untersuchung, Isolation und Behandlung von Patienten zu schaffen. Und dazu ist medizinische Ausrüstung erforderlich. Wir konnten beobachten, in welchem Tempo China neue Krankenhäuser errichtet hat – vom leeren Grundstück zum fertig ausgestatteten Gebäude in 10 Tagen. Tausende Arbeiter und jede Menge schweres Gerät haben das Unmögliche möglich gemacht. Jedes neue Bett muss mit einer Reihe von diagnostischen und therapeutischen Geräten ausgestattet werden, um Patienten effektiv behandeln zu können. Medizinische Einrichtungen an Flughäfen und anderen Verkehrsknotenpunkten weltweit brauchen zusätzliche mobile Temperaturmessgeräte. Sogar das Patientenbett selbst soll heutzutage smart sein, den Patientenstatus regelmäßig überwachen und automatisch in verschiedene Positionen einstellbar sein. Lieferanten medizinischer Ausrüstung kommen mit der Erfüllung von Aufträgen kaum hinterher, versuchen verzweifelt, die notwendigen Komponenten zu beschaffen, doch die gesamte Versorgungskette ist durch den Corona-Ausbruch unterbrochen. In manchen Fällen sind die Einkäufer daher gezwungen, Anwendungsteile von anderen Lieferanten beziehen.
Zertifizierte Hersteller medizinischer Ausrüstung wissen, wie wichtig es ist, hohe Produktqualität und Sicherheit zu gewährleisten. Kompromisse sind hier keine Option. Aber gerade in Notzeiten kann es nicht schaden, noch einmal auf die Anforderungen für eine der sicherheitskritischsten Komponenten in medizinischen Anwendungen zu verweisen – das Netzteil.
Medizinische Anwendungen erfordern Spannungsversorgungen nach medizinischem Standard
Medizinische Geräte können über das Wechselstromnetz oder zunehmend auch über eine interne Batterie gespeist werden, in beiden Fällen ist der Schutz vor Stromschlägen entscheidend. Häufig sind AC/DC-Stromversorgungen für Haushalt, Gewerbe, Industrie, IT und Medizin in einem gemeinsamen Formfaktor verfügbar, um die Wirtschaftlichkeit in der Fertigung zu erhöhen. Äußerlich können sie identisch aussehen, und die Leistungsangaben für Eingangs- und Ausgangsnennleistungen können die gleichen sein, wobei die meisten Endgeräte mit einem für eine andere Kategorie vorgesehenen Netzteil auch erwartungsgemäß funktionieren. Der Unterschied liegt in den Sicherheitsspezifikationen. Spannungsversorgungen medizinischer Qualität weisen besondere Eigenschaften auf, die der sensiblen Umgebung entsprechen, in der Überwachungsgeräte möglicherweise direkt am Körper eines geschwächten und verletzungsanfälligen Patienten angebracht werden.
Ein AC/DC-Wandler in medizinischer Qualität im branchenüblichen 5”x 3” Standardgehäuse
Kategorien medizinischer Anwendungen müssen ermittelt werden
Die neuesten medizinischen Sicherheitsstandards unterscheiden verschiedene Anwendungsszenarien: Geräte, bei denen kein direkter Körperkontakt zum Patienten besteht, z. B. OP-Beleuchtung oder Analyseausrüstung im Labor, Geräte des Typs B (Body) und Geräte mit direktem Patientenkontakt wie Inkubatoren, Betten mit elektronischer Steuerung oder Ultraschallgeräte, Typ BF (Body Float). Eine weitere Kategorie ist CF (Cardiac Float), bei der direkter Kontakt zum Herzen des Patienten besteht, wie beispielsweise bei einem Defibrillator. Für Anwendungen vom Typ B muss eine AC/DC-Spannungsversorgung mit 2 x MOOP (Two Measures of Operator Protection) zertifiziert sein. Bei Typ BF und CF ist die Zertifizierung 2 x MOPP erforderlich (Two Measures of Patient Protection) und für Anwendungen des Typs CF zusätzlich eine sehr strenge Begrenzung des Netzableitstroms. Spannungsversorgungen, die diese Anforderungen erfüllen, verfügen über spezifische Isoliersysteme mit minimalen Kriech- und Luftabständen zwischen stromführenden und Ausgangsanschlüssen und einem kontrollierten maximalen Netzableitstrom. Dies ist der Strom, der unter normalen Bedingungen oder unter Bedingungen eines Einzelfehlers von der Wechselstromversorgung zum Ausgang oder Gehäuse des Geräts und von dort aus weiter zu einem Bediener oder Patienten fließen könnte. Nach der vierten und neuesten Auflage der medizinischen Sicherheitsnorm ES/IEC/EN 60601-1 gelten noch strengere EMV-Anforderungen als zuvor und in anderen Anwendungsumgebungen üblich. In manchen Fällen muss die Spannungsversorgung zwingend vom Boden isoliert sein und es gibt weitere Erwägungen, zum Beispiel, ob es noch andere Verbindungen zur Spannungsversorgung oder Endgeräten gibt, wie etwa Kommunikationsverbindungen.
Auch DC/DC-Wandler benötigen gegebenenfalls eine medizinische Zertifizierung
Man würde es kaum vermuten, aber bei medizinischen Anwendungen können auch DC/DC-Wandler mit geringer Eingangs- und Ausgangsspannung eine Sicherheitszertifizierung erfordern. Oft wird ein DC/DC-Wandler verwendet, um bei einem AC/DC-Wandler mit niedrigerer Sicherheitsstufe eine zusätzliche Sicherheitsisolierung zu erreichen. Auf diese Weise kann der kostengünstigere 2 x MOOP AC/DC-Wandler in einer 2 x MOPP Anwendung verwendet werden, sofern der DC/DC-Wandler das erforderliche Schutzniveau und die Vorgaben bezüglich der Luft- und Kriechstrecken erfüllt. DC/DC-Wandler in batteriebetriebener Ausrüstung können ebenfalls eine Sicherheitsbarriere bilden, wenn die Ausrüstung über das Wechselstromnetz aufgeladen wird oder eine Kommunikationsverbindung angeschlossen ist, zum Beispiel an einen geerdeten Laptop. In diesem Fall verhindert der DC/DC-Wandler bei defekter Ausrüstung einen tödlichen Stromfluss, der durch den Patienten, das batteriebetriebene Gerät und durch den Laptop zum Boden fließt. Modulare DC/DC-Wandler werden oft mit hohen Spannungspegeln beworben (z. B. 3kVDC), aber das ist nicht immer ausreichend und nur ein Maß für die Immunität gegen transiente Spannungen, nicht für die Sicherheitsisolierung. Für medizinische Anwendungen muss der DC/DC-Wandler eine für die jeweilige Konfiguration, Umgebung und Verbindung geeignete 1 x oder 2 x MOOP bzw. MOPP Zertifizierung besitzen. Anders als AC/DC-Wandler, die in der Regel nicht für höchste AC-Netzspannungen wie 250VAC ausgelegt sind, können DC/DC-Wandler mit MOPs für niedrigere Systemspannungen angeboten werden, die für die Anwendung nicht ausreichend sind. Hier ist eine genaue Lektüre des Datenblatts erforderlich.
Zertifizierte Spannungsversorgungen sind verfügbar
Bei der Auswahl eines AC/DC- oder DC/DC-Wandlers sollte die Entscheidung trotz des dringenden Bedarfs mit Bedacht getroffen werden. Der österreichische Hersteller RECOM bietet eine breite Auswahl an AC/DC- und DC/DC-Wandlern an, die für medizinische Anwendungen zertifiziert sind, und berät bezüglich der Kompatibilität mit bestimmten Anwendungen. RECOM verfügt über ein weltumspannendes Vertriebsnetz mit hohen Bestandszahlen, um mögliche Nachfragespitzen bewältigen zu können. Durch Ereignisse wie den aktuellen COVID-19-Ausbruch sind bei RECOM keine größeren Auswirkungen auf die Produktverfügbarkeit und die Lieferzeiten zu erwarten. Im März 2020 läuft die Produktion bei RECOM in vollem Umfang weiter, und der Komponentenbestand der Produktionsstätte in Taiwan ist gut bevorratet. Auch die Standorte in Italien und China arbeiten weiterhin bei voller Auslastung.
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