Medical PCs für das Gesundheitswesen des 21. Jahrhunderts
Der sich rasant weiterentwickelnde technische Fortschritt hat für Veränderungen im medizinischen Bereich gesorgt. Auch wenn digitale Patientenakten oder die schnellere elektronische Übermittlung von Patientendaten mittlerweile weit verbreitet sind: moderne Computersysteme ermöglichen in Kombination mit der Cloud vorher unvorstellbare Lösungen.
Die steigende Verfügbarkeit von schnellem mobilen Internet hat die Telemetrie in der Medizin etabliert. Klinikinformationssysteme werden bereits flächendeckend eingesetzt und integrieren die verschiedenen administrativen und klinischen Subsysteme. Kleinere Praxen setzen vermehrt auf digitale Patientenmanagement-Systeme und digitale Videosysteme.
In naher Zukunft werden Themen wie Virtual Reality, Cloud-Computing, Big Data und Machine Learning zunehmend an Bedeutung gewinnen. Patienten können beispielsweise ihre via Smartphone oder Wearable gesammelten Daten auf unkomplizierte Art und Weise mit behandelnden Ärzten teilen. Genome von Tumoren und anderes kompliziertes Erbgut können mittlerweile digitalisiert werden und somit schneller verarbeitet werden. Das Analysieren sehr großer Mengen an Daten ist gerade im medizinischen Bereich von hoher Wichtigkeit und wird durch Big Data stark vereinfacht und beschleunigt.
Neben diesen Möglichkeiten, bringt der Alltag im Gesundheitswesen aber auch Anforderungen mit sich, die mit den üblichen Rechnersystemen nicht abgedeckt werden können. Diese reichen von erhöhten Hygienestandards (antibakterielle, leicht zu reinigende Oberflächen) in den Bereichen, wo die Systeme mit den Patienten in Kontakt kommen, bis zu einer erweiterten Störunanfälligkeit in Bezug auf elektromagnetische Strahlung, um zum einen auch in hochbelasteten Bereichen noch zu funktionieren, zum anderen aber auch, um selbst nicht als Störer aufzutreten und Behandlungen zu behindern oder Messergebnisse zu verfälschen. All dieses erfordert eine dedizierte Hardware mit speziellen, den Gesundheitswesen eigenen Features.
Wichtige Normen und Zertifikate für medizinische elektrische Geräte
EN 60601: Die DIN-Normen für die Medizintechnik bestimmen Sicherheitsanforderungen und Leistungskriterien für am Stromnetz betriebene elektrische Geräte für die Diagnose und Überwachung von zu behandelnden Personen. Die aktuelle dritte Ausgabe wurde stark überarbeitet, vor allem im Bereich Risikomanagement.
IEC 60601-1: Hierbei handelt es sich um das von der International Electrotechnical Commission herausgegebene internationale Gegenstück der europäischen EN 60601 Norm.
PCs für den Einsatz im Gesundheitswesen
Neben den klassischen Einsatzgebieten im industriellen Umfeld, stellen auch andere Einsatzgebiete zum Teil Anforderungen an die verwendeten Rechner, die mit herkömmlicher Standardhardware nicht zu erfüllen sind. So stellt auch die Verwendung im Gesundheitswesen einen Sonderfall dar. Je nach Anwendungsprofil treten hier neben den üblichen Eigenschaften, wie Langzeitverfügbarkeit, Langlebigkeit und Robustheit, noch weitere in den Fokus die sonst eher im Hintergrund stehen.
Patienten-Infotainment
Panel-PCs direkt am Patientenbett, die zum einen der Unterhaltung des Patienten durch TV und Internet dienen sollen, zum anderen aber auch Informationen wie Speisepläne u.a. liefern können. Während der Arztvisite können dem Patenten vom behandelnden Arzt Diagnose, Darstellungen, Röntgenbilder u.a auf dem Bildschirm gezeigt werden. Manche dieser Systeme sind auch als Telefon zu verwenden. Wichtigster Unterschied zu anderen Industrie-PPCs sind hier die Hygieneanforderungen, die an die Geräte gestellt werden, so müssen diese in der Regel auch mit scharfen Reinigungsmitteln zu säubern sein oder gar über antibakterielle Oberflächen verfügen.
Nursing
Auch die Aufnahme von Daten am Patientenbett oder die Gabe von Medikamenten geschieht heute zumeist mit IT-Unterstützung. Hierzu werden mobile, akkubetriebene Geräte verwendet, die vom Pflegepersonal mitgeführt werden. Oft sind dieses Tablet-PCs die den Anforderungen gemäß mit Ausstattungsmerkmalen ausgerüstet sind, die bei anderen Tablets unüblich sind, wie z.B. RFID- und Barcodereader für die Erfassung von Medikamenten, leicht zu reinigende Oberflächen oder zum Teil sogar eingebaute Taschenlampen, um schlafende Patienten bei der nächtlichen Kontrolle der Vitalfunktionen nicht zu wecken. Eine weitere, häufig Verwendung findende, Bauform sind Nursing-Carts, Wagen, auf denen ein kompletter medical-PC mit Display oder ein medical Panel-PC mit mobiler Stromversorgung untergebracht sind. Diese können von den Schwestern ans Patientenbett geschoben werden. Auf und in dem Wagen können dann auch Medikamente und Materialien, die von der Schwester benötigt werden, mitgeführt werden.
Diagnostik und Gerätemedizin
In der Medizintechnik müssen häufig Bilder zur Begutachtung durch einen Arzt in höchster Qualität abgebildet werden. Hierzu sind zum einen eine hohe Auflösung bis 4k von Nöten, aber auch ein definierte, kontrastreiche Farbwiedergabe, um Fehldiagnosen z.B. beim Betrachten von Röntgenaufnahmen zu vermeiden.
Alle im Gesundheitswesen eingesetzten Rechner müssen zudem über eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit verfügen, zum einen, um selbst vor Feldern, die von den medizinischen Gerätschaften erzeugt werden geschützt zu sein, zum anderen aber auch, um selber nicht zum Störer zu werden und Messwerte zu verfälschen. Hierzu werden die PCs gemäß ihres Einsatzzweckes in entsprechenden Testverfahren zertifiziert.
Medical Embedded PCs |
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Der MEDS-BS200 von Medwel ist ein kompakter, lüfterloser Embedded PC auf Basis des 4“ WUX-3455 Boards, das durch die Verwendung von Intel Apollo Lake 2- und 4-Kern-CPUs eine hohe Rechen- und Grafikleistung mit nur sehr geringer Verlustleistung kombiniert. Der Rechner kann mit bis zu 8GB RAM ausgestattet werden und verfügt neben einem GigaBit-Ethernet-LAN-, einem RS232- und sechs USB-Anschlüssen auch über einen microSD-Karten-Slot zum einfachen Datenaustausch. Über eine M.2-Schnittstellen können weitere drahtlose Kommunikationskanäle wie WLAN, Bluetooth, 3G und 4G realisiert werden. Der Rechner verfügt über die leistungsstarke Intel Gen9 Grafikmaschine, die insbesondere die 3D-Grafikleistung verbessert und schnelle 4K Codecs unterstützt. Es können zwei Bildschirme über DisplayPort und HDMI mit 4K-Auflösung angeschlossen werden. Die robuste, wartungsarme Architektur, die kompakten Abmaße und die geringe Verlustleistung (und damit Wärmeentwicklung) von lediglich 6W/10W qualifizieren den MEDS-BS200 neben der stationären Anwendung auch zur Verwendung in mobilen Notfallzentren, Krisengebieten und Einsatzfahrzeugen der Rettungskräfte.
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Der MD711-SU von DFI ist ein lüfterloser Hochleistungs-PC für die Anwendung in Operationssälen, Praxen, der Gerätemedizin und ähnlichem. Der Rechner ist kompakt, reinweiß, durch glatte Oberflächen leicht zu reinigen und mit einer antibakteriellen Schicht aus Nanosilber versehen. Der Rechner verfügt neben DP- und DVI-Ports zum Anschluss eines Bildschirms und vier standard USB-Anschlüssen auch noch über je zwei USB, COM und Gbit LAN-Schnittstellen mit 4kV Isolation zum Schutz gegen Überspannungen. Als Prozessoren können Intel Core-i CPUs der 6. Generation eingesetzt werden, die auf bis zu 32GB Arbeitsspeicher zurückgreifen. Ein zusätzlicher PCIe x16 Steckplatz ermöglicht die Erweiterung des Systems um Module zur hochauflösenden Bildgebung zur Steuerung verschiedener medizinischer Anwendungen, wie Ultraschall, Endoskopie, Magnetresonanztomographie und ähnlichem.
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Medical Displays |
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Der MEDS-M1900 ist ein 19“ medical-grade Monitor mit eingebautem kapazitiven Touchscreen. Das reinweiße Gehäuse und die „true-flat“ Oberfläche sind leicht zu reinigen, und machen ihn zu einem idealen Bildschirm zur Verwendung in Untersuchungs- und Behandlungsräumen.
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Der MEDS-M2200 ist ein 22“, 16:9 medical-grade Monitor für kritischere Anwendungsszenarien, wie Operationssäle, Labore und Pflegestationen. Der Bildschirm bietet hohen Kontrast und hohe Helligkeit unter einem großen Betrachtungswinkel, somit wird eine konsistente und verlässliche, hochqualitative Anzeige von medizinischen Bildern gewährleistet.
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Medical Panel PCs |
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Der HID-2132 von Avalue ist ein multitouch medical PPC im slim Design (Tiefe lediglich 45,5mm) mit einer Bildschirmdiagonalen von 21,5“ im Seitenverhältnis von 18:9. Die maximale Auflösung liegt bei 3840x2160 Bildpunkten (standard 1920x1080) bei einer Helligkeit von 250nits und einem hervorragenden Kontrastverhältnis von 3000:1. Der PPC kann mit leistungsstarken CPUs aus Intels 6. Generation von Core-i-Prozessoren oder einem Celeron 3955U bestellt und mit bis zu 16GB DDR4 RAM ausgestattet werden. Eine Besonderheit stellen die optional isolierten Schnittstellen dar, die den PPC vor Überspannungen von bis zu 5kV schützen (Blitzeinschlag). Per optionalem Batterypack, das bei Stromausfällen eine autarke Versorgung von bis zu 20 min. ermöglicht, kann die Funktionssicherheit zusätzlich erhöht werden. Das Gehäuse ist zudem antibakteriell beschichtet,. All dieses macht den PPC ideal für die Verwendung in kritischsten Anwendungsgebieten, z.B. in Operationssälen. Um die Funktionalität noch weiter zu erhöhen, kann der PPC per Zusatzmodul mit Magnetstreifen-, Smartcard- und RFID-Lesern , NFC und Barcodescanner ausgestattet werden.
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Der MEDS-P1001 ist ein kompakter 10,1“ PPC der zur Benutzung am Patientenbett (als Infotainmentsystem für den Patienten oder Anzeige von Vitalfunktionen für das Pflegepersonal) entworfen wurde, wobei die glatten, antibakteriell beschichteten Oberflächen durch ihre Alkoholresistenz leicht und effektiv zu reinigen sind, um eine optimale Hygiene am Patientenbett zu gewährleisten. Der PPC ist mit einem 10-Finger Multitouchscreen ausgestattet und bietet durch eine eingebaute 5 Megapixel-Frontkamera dem Patienten die Möglichkeit zur Videotelefonie. Die Anbindung ans Netz erfolgt über Gbit-LAN oder WLAN. Als Schnittstellen stehen 2x USB, 1x COM und Bluetooth zur Verfügung, um z.B. drahtlose Kopfhörer anzubinden. Über einen eingebauten RFID-Leser können sich hingegen Ärzte und Pflegepersonal indentifizieren, um Patientendaten abzurufen und anzeigen zu lassen.
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WMP-249 Mit dem WMP-249 bietet Wincomm einen hochgradig konfigurierbaren medical Panel-PC in der Bildschirmgröße 24“ mit 10-Finger Multitouch an. Er kann mit Intel Core-i CPUs der 4. Generation ausgestattet werden und bis zu 16GB Arbeitsspeicher verwalten. Zu den Standard-Schnittstellen gehören 6x USB, 2x COM, 2x Gbit-LAN, 1x DVI-D (Video-in zur Verwendung als Anzeige), 2x DP zum Anschluss weiterer Monitore. Über einen PCIe x16- und zwei miniPCIe-Steckplätzen sowie einem zweiten Laufwerksschacht, sind aber noch folgende Optionen realisierbar, die den PPC zu einem der vielseitigst einsetzbaren in seiner Klasse machen: WLAN, Bluetooth, 5 Megapixel Kamera, Batteriesatz, PoE, Smart Card Reader, DVD-Laufwerk, zweiter Massenspeicher, 4kV Isolation card (2x COM, 1x LAN, 1x USB), RFID-Reader, zwei weitere COM, Full-HD Capture Card usw. Auf Wunsch wird der PPC auch nach DICOM-Standard für die kontrast- und farbgetreue Darstellung von Röntgenbildern und ähnlichem ausgeliefert.
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Medical Rugged Tablets |
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Das MTab-1202 12” mit Intel Cherry Trail-T Z8550 ist ein medical Tablet, das speziell auf die Verwendung im Gesundheitswesen zugeschnitten ist. Es verfügt über eine Intel Cherry Trail-T Z855ß CPU und läuft unter Windows 10 und bietet somit eine hohe Kompatibilität zu weiteren Rechnern im Krankenhausnetz. Die Oberfläche ist antibakteriell beschichtet und alkoholresistent, somit leicht zu reinigen und zu sterilisieren. Optional kann das Tablet mit Magnetstreifen-, Smartcard- und Barcode-Lesern ausgestattet werden. Neben der Bedienung des P-CAP Touchscreens mit den Fingern, ist auch eine Bedienung mit dem optional erhältlichen aktiven Stylus möglich, die Gefahr versehentlicher Fehlbedienungen z.B. durch Auflegen des Handballens minimiert.
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Das RX10H ultradünne und leichte Rugged Tablet mit Windows 10 für den Gesundheitsbereich ermöglicht Ärzten, Pflegern und medizinischen Assistenten den schnellen Zugang zu Patientenhistorien und Testergebnissen sowie die zuverlässige Überwachung des Behandlungsverlaufs. Dabei können mittels der 1D/2D Barcode-Scanfunktion Armbänder am Handgelenk der Patienten oder anderweitige elektronische Patientenakten ausgelesen werden, um die Richtigkeit der Daten zu überprüfen.
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