ODM-Services für Medical-Computer-Technologie

Medizintechnik geht
mit dem Trend

Autor Jens Unrath ist Director Business Development Medical bei Kontron.

Für viele Hersteller von Medizintechnik gilt es, mit aktuellen Entwicklungen der Computer-Technologien Schritt zu halten. Hier bieten Original Design Manufacturer Entlastung, die sich mit der Norm EN60601 – Sicherheitsanforderungen an medizinische elektrische Geräte – auskennen. Als sinnvoll zeigt sich, wenn für die Entwicklung und Fertigung individuell ausgelegter Medical-Computer aus einer Hand kommen. Das entlastet Entwickler beim Medizingerätehersteller und kann die Markteinführungszeiten für neue Lösungen verkürzen. Denn trotz aller Innovationskraft sind auch die Ansprüche an Zuverlässigkeit, Qualität sowie Langzeitverfügbarkeit nachhaltig zu erfüllen.

Die Anforderung an Medizingeräte und Medical-IT steigen derzeit rasant. Gefordert werden u.a. neue Bedienkonzepte mit Multitouch für mehr Bedienkomfort, Datensicherheit der vernetzten Lösungen – für Patientendaten, sofort und an jedem Ort, und Echtzeit-Fernüberwachung von Vitaldaten zur Optimierung der Intensivpflege. Aber auch präzisere Grafik für minimalinvasive Operationen und Befunden sowie Software auf Basis von Open Source zur Steigerung der Langzeitverfügbarkeit und Sicherheit gilt es bereit zu stellen. Ziel ist, die medizinisch eingesetzte Computertechnologie und damit die medizintechnische Gesamtlösungen kontinuierlich zu verbessern. Bisher bestand im Rahmen solcher Lösungs-Optimierungen kein Zweifel daran, dass die nächste und bessere Generation an Prozessoren der x86-Architektur zum Einsatz kommt. Derzeit taucht jedoch auch in der Medizintechnik die Frage auf, ob man nicht zumindest teilweise der Entwicklung aus der Konsum-Elektronik folgen sollte: Weg von den vertrauten leistungsfähigen Desktop- oder Notebook-Systemen, hin zu flexibel einsetzbaren, kleinen mobilen Systemen wie Tablet-PCs. Solche mobilen Systeme benötigen einfachere Prozessor-Konzepte als in der klassischen Computerwelt, z.B. SoCs auf Basis von ARM, MIPS, PowerPC oder x86- Architekturen. Ein solcher Wandel auf dem Markt der Embedded- und Medical-Computertechnologie hat auch Auswirkungen auf die verwendeten Betriebssysteme bzw. stelt einen schonenderen Umgang mit den Hardware-Ressourcen dar und die Art der Anwender-Programme (Apps). ARM-Prozessoren beispielsweise haben darüber hinaus schon in anderen Märkten ihre Langzeitverfügbarkeit bewiesen. Vor der Definition neuer Gerätegenerationen sollten sich daher Medizingerätehersteller überlegen, ob eine Umstellung der Medical-Computer-Technologie auf solche mobile Low-Power Plattformen notwendig wird.

Sichere Roadmaps und hohe Langzeitverfügbarkeit

Aber ganz gleich, ob die Hersteller nun ARM einsetzen wollen oder die aktuellen Intel Atom-Prozessoren der 22nm SoC-Baureihe. Die verwendeten Technologieplattformen müssen immer langzeitverfügbar sein, bisweilen auch deutlich über eine Dekade und damit über mehrere Generationen einer Technologieplattform hinweg. Denn aufgrund langer Entwicklungs- und Zertifizierungszyklen bis zur endgültigen Zulassung und Markteinführung streben Medizingerätehersteller lange Betriebszeiten an. Hier zeigen standardisierte embedded Formfaktoren bei der Elektronik wie COM Express-Module Vorteile. Sie vereinfachen zum einen das elektrische Design, sodass sich Systeme schneller entwickeln lassen. Sie stellen außerdem sicher, dass für die komplette Lösung auch nach mehreren Jahren noch funktionsidentische Building-Blöcke bezogen werden können, sollte ein spezifisches Bauelement dann doch wider Erwarten vorzeitig abgekündigt worden sein. Medizingerätehersteller binden sich damit weniger an einzelne Prozessor- bzw. Bauelemente-Lieferanten. Dies ist auch deshalb wichtig, weil die Standzeiten in der Medizintechnik und damit der Lebenszyklus eines Medizingerätes häufig über den Lebenszyklus der eingebetteten Computertechnologie hinausgehen.

Neue Prozessorarchitekturen in bestehende Systemdesigns

Für Zulieferer von Medizintechnik, die standardisierte embedded Formfaktoren einsetzen, bietet sich die Möglichkeit einer sanften Migration, um einfacher Technologiegrenzen zu überwinden. Der Markt bietet Motherboards im Pico-ITX- oder Mini-ITX-Format oder Module nach dem Smarc-Standard beispielsweise schon sowohl mit x86- als auch ARM-Prozessoren und lassen sich somit für etablierte wie auch neue Lösungen einsetzen. Systeme mit neuen Prozessorarchitekturen lassen sich so vergleichsweise einfach in bestehende Systemdesigns integrieren. Einheitliche Programmierschnittstellen wie Keapi helfen dabei auch software-seitig, die Migrationen zu erleichtern. U.a. bietet Kontron als Hersteller von Embedded-Systemen umfassende Migrationsservices an. Wichtig ist, dass solch ein Service aus einer Hand kommt, um wertvolle Synergieeffekte zu realisieren.

Individuelle Systeme aus

fertigen Komponenten

Standard-Baugruppen und deren Integration von der Stange zu beziehen genügt vielen medizinischen Markenherstellern jedoch oft nicht. Sie wollen vielmehr die kompletten Systeme, die sie in ihren Medizingeräten einsetzen, als fertige Komponenten geliefert bekommen. Die Systemverantwortung für diese fertigen Komponenten soll dabei weitestgehend in einer Hand liegen. Hierfür muss ein Medical-Computer-Hersteller auch kundenspezifische Komplettsysteme entwickeln und fertigen können: Er muss also von der Board-Entwicklung bis hin zur Fertigung kundenspezifischer Medical-Computer den gesamten Prozess beherrschen und im Idealfall umfassende Original Design and Manufacturing (ODM) Dienste anbieten können. Hierzu gehören zusätzlich zur reinen Entwicklung der Systeme auch die Assemblierung der Systeme, das Management der gesamten Lieferantenkette sowie das Lifecycle-Management. Dann kann sich der Medizingerätehersteller auf seine eigentlichen Kernaufgaben konzentrieren und den Medical-Computer bei Bedarf just-in-time als fertige Komponente beziehen. Kontron ist Anbieter solcher ODM-Services und betreut bereits seit mehreren Jahren Medizingerätehersteller. Die Systeme und Baugruppen für Medizingeräte werden auf die individuellen Anforderungen dieser Kunden zugeschnitten. Insbesondere erfüllen die Produkte den Wunsch nach einfacher Zertifizierbarkeit sowie langer Verfügbarkeit und sind für erweiterte Umweltanforderungen ausgelegt, sodass die damit entwickelten Lösungen langzeitstabil und zuverlässig arbeiten. Hinzu kommt die Flexibilität der Fertigung und des Engineerings, was die Berücksichtigung individueller Anwenderwünsche ermöglicht. Das Zusammenspiel der Entwicklungs- und Fertigungskompetenz macht die Systemverantwortung dabei nahezu frei von Schnittstellen. Original Design und Manufacturing Services bieten damit hohe Produkt- und Servicequalität.