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3-2022

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Stromversorgung

Stromversorgung Patientenableitstrom Der Patientenableitstrom fließt über das Anwendungsteil durch den geerdeten Patienten Gehäuseableitstrom Der Der Gehäuseableitstrom kann kann über über den den geerdeten Patienten fließen, wenn der der Patient geerdet ist ist und und gleichzeitig eine eine leitende Verbindung zwischen Gehäuse und und Patient hergestellt wird. wird. aktives Medizin- Produkt teil teil Medizin- Anwendungs- aktives Produkt Bild 5: Ableitstromschema bei geerdetem Patienten mit Kontakt zu einem elektrischen Anwedungsteil Bild 6: Ableitstromschema bei geerdetem Patienten mit Kontakt zur Stromquelle über eine weitere Person • dies zu einer Gefährdung für das Leben des Patienten führt und / oder • eine Wiederholung für den Patienten unzumutbar ist, oder • durch den Ausfall Untersuchungsergebnisse unwiederbringlich verloren sind. Produktgruppen für die sichere Stromversorgung in medizinischen Bereichen Medizinische Trenntransformatoren Die Stromversorgung von ME- Systemen muss eine sehr hohe Ausfallsicherheit haben. Die medizinischen Trenntransformatoren haben eine sehr hohe Ausfallsicherheit und sind speziell gegen Halbwellenausfälle immun. Zu hohe Überströme im Trenntransformator werden verhindert, und die Geräteeingangs sicherung wird nicht ausgelöst. Durch eine sichere galvanische Trennung vom konventionellen Versorgungsnetz bieten die nach der Norm IEC 60601-1 geprüften medizinischen Trenntransformatoren Patienten, Bedienungspersonal und Dritten optimalen Schutz. Medizinische Netzteile Medizinische Netzteile in unterschiedlichen Leistungsklassen, als Tisch- bzw. Steckernetzteile, sind nach medizinischen Normen wie der DIN EN 60601-1 geprüft und Bild 7: In weniger als 5 Sekunden sind Patient, Anwender und Inventar vor gefährlichen Ableitströmen geschützt (Baaske Medical Netzwerkisolator MI2005) zur Herstellung von ME-Systemen geeignet. Mit diesen Netzteilen können zum Beispiel TFT-Displays elektrisch sicher versorgt werden. Sichere Steckdosenleisten Wichtig beim Kauf von Steckdosenleisten für den medizinischen Bereich: Für bestehende elektrische Systeme, die innerhalb der Patientenumgebung eingesetzt werden, gibt die Norm IEC 60601 klar vor, dass diese nicht ohne erneute Prüfung verändert werden dürfen. Aus diesem Grund müssen medizinische Steckdosenleisten gegen das versehentliche Herausziehen oder Hinzufügen von Steckern gesichert sein (Bild 3). Der Abzugsschutz der Steckdosenleisten darf dabei nur mit Werkzeug und von einem Fachmann zu öffnen sein. Produktekombination Bei Kombination von medizinischen elektrischen Geräten (ME Geräte) und medizinischen elektrischen Systemen (ME Systeme) ist der Einsatz einer Mehrfachsteckdose unerlässlich (Bild 4). Die Norm für elektrische Sicherheit medizinisch elektrischer Geräte schreibt in Kapitel 16.9.2.1 vor, dass Mehrfachsteckdosen über einen Trenntransformator versorgt werden müssen. Die Mehrfachsteckdose mit Galvanischer Trennung, bestehend aus Baaske MED X Steckdosen leiste und Baaske Trenntransformator MEX T1200, erfüllt die Anforderungen der Norm DIN EN 60601-1 und bietet so ein Maximum an Sicherheit und Normenkonformität des Systems. Die Bilder 5 und 6 zeigen die Ableitströme. Ideal für die normgerechte galvanische Trennung Sichere galvanische Trennung durch Umsetzung von USB-Signalen auf Glasfaser-Kabel und zurück. Nach diesem Prinzip arbeitet der USB-Isolator. Durch die Umsetzung auf eine Glasfaser-Verbindung können so im Bedarfsfall Strecken von bis zu 45 Metern überbrückt werden. Das mit dem PC verbundene Primärelement der USB-Isolation wird vom PC mit Strom versorgt, das sekundäre Element wird beispielsweise über ein, nach DIN EN 60601-1 geprüftes Netzteil, mit Strom versorgt. Das Prinzip der RS232-Isolation beruht auf der Umsetzung von elektrischen Signalen in Lichtimpulse und zurück. Auf diese Weise kann die serielle Leitung effektiv gegen Überspannung (Blitz) geschützt werden. Die Geräte sind mit einem Glasfaser-Anschlussstecker ausgestattet, der es erlaubt, jede be liebige Kabellänge bis maximal 100 Meter herzustellen. 38 meditronic-journal 3/2022

Stromversorgung Bild 9: Medical Mini-PC e-medic Silence ST-M(i) im Einsatz Bild 8: Beispiel Medical Mini-PC e-medic Silence ST-M(i) mit bereits integrierten, galvanisch getrennten Schnittstellen Auch Ethernet-Schnittstellen müssen isoliert werden: Gemäß den Anforderungen der DIN EN 60601-1 (Ausgabe 3.2) verfügt der Netzwerkisolator MI 2005 über zwei 40 W und 60 W Open-Frame-Netzteile unabhängige Schutzmaßnahmen (2 x MOPP) zum Patienten und eignet sich daher ideal für die normgerechte galvanische Trennung von Ethernet-basierten Signalschnittstellen innerhalb der Patientenumgebung. Unter Stressbedingungen garantiert der Netzwerkisolator bis zu 10 kV DC (10 Sek.) Isolationsfestigkeit und 5 kV AC (60 Sek.). Darüber hinaus werden problemlos 8 kV Kontaktentladung und 16 kV Luftentladung erfüllt. Einige Hersteller bieten bereits PCs mit integrierten, getrennten und bis min. 4 kV isolierten RS232 und RJ45 Schnittstellen an – so ist der normenkonforme Einsatz innerhalb der Patientenumgebung ohne zusätzliche Elemente bequem möglich (Bild 7). Die bilder 8 und 9 zeigen einen Medical Mini- PC mit bereits integrierten, galvanisch getrennten Schnittstellen. Quellen: • Baaske Medical • VDE • DGUV • Unfallkassen und Berufsgenossenschaften • MDR ◄ Die 40W- und 60W-Open-Frame- Netzteile der kostengünstigen FCS- Serie von XP Power aus dem Schukat-Portfolio decken eine breite Palette von Anwendungen in den Bereichen Medizin, Haushalt, ITE und Industrie ab. Durch die Kombination von niedrigen Stückkosten, einem hohen Wirkungsgrad und geringen Emissionen erfüllen die Netzteile die aktuellen Anforderungen des Marktes und lassen sich durch ihre Zulassungen einfach in verschiedenste Endgerätemärkte integrieren. Der weite Einsatztemperaturbereich reicht von -25 °C bis +70 °C. Mit geringer Bauhöhe und Ausgangsspannungen von 12 V bis 48 V hat die FCS-Serie einen Wirkungsgrad von bis zu 86 %. Über ein integriertes Potentiometer lässt sich die Spannung um ±10 % anpassen, um sie für bestimmte Lastanforderungen oder Spannungsabfälle zu optimieren. Als Teil der „Green Power“- Reihe von XP Power minimeren die Netzteile den Leerlaufstrom auf unter 0,3 W, was die Einhaltung neuer Umweltvorschriften erleichtert. Dank der Fähigkeit zur Konvektionskühlung bei bis zu +70 °C mit De-Rating ist bei vielen Systemen ein Lüfter nicht erforderlich. Das spart Energie, Kosten und Gewicht und erhöht die Systemzuverlässigkeit. FCS40 und FCS60 verfügen über umfangreiche Sicherheitszulassungen, die Entwicklern eine Zulassung auf Applikationsebene erleichtern. Für medizinische Anwendungen sind die Netzteile nach IEC/EN/ES60601 mit 2x MOPP zertifiziert. Außerdem erlauben zwei Eingangssicherungen einen Klasse-II- Betrieb für medizinische Anwendungen in der häuslichen Pflege. Für ITE- und Industrieanwendungen sind die Netzteile nach IEC/EN/UL 62368-1 zugelassen und erfüllen die Anforderungen der Niederspannungsrichtlinie (LVD). Für Applikationen im Haushalt sind sie zudem nach IEC60335-1 zertifiziert. Die Serien FCS40 und FCS60 von XP Power sind mit einer Garantie von drei Jahren ab Lager Schukat verfügbar. Schukat www.schukat.com meditronic-journal 3/2022 39

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