Form, Funktion und Funk

Schalter - Die Geräte beim Arzt oder im Operationssaal müssen ermüdungsfrei und intuitiv zu bedienen sein. Deshalb gelten hier besonders strenge Anforderungen an die Ergonomie der Mensch-Maschine-Schnittstelle.

16. Oktober 2007

Wer früher als Konstrukteur Mensch-Maschine- Schnittstellen von Werkzeugmaschinen gestaltet hat und zur Medizintechnik wechselt, muss umdenken. Bei medizintechnischen Geräten sind die Anforderungen an die Ergonomie viel höher, denn eine Fehlbedienung kann die Gesundheit des Patienten gefährden.

Ergonomie verfolgt hier das Ziel, ein ermüdungsfreies Arbeiten sicherzustellen, bei dem der Bediener sich auf die Prozesse konzentrieren kann - und das auch über lange Zeiträume hinweg. Das gilt in anderen Bereichen des Maschinen- und Apparatebaus auch, aber in der Medizintechnik liegt die Messlatte des ergonomischen Arbeitens besonders hoch. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle muss daher mit besonderer Sorgfalt gestaltet werden. Dies wird künftig auch in den Normen verankert: Die neue, dritte Fassung der IEC 606011, die zurzeit als Entwurf publiziert ist, enthält eine Norm für Gebrauchstauglichkeit und Ergonomie von medizintechnischen Geräten (IEC 6060116). Ein Beispiel macht die Anforderungen deutlich: Der Zahnarzt beugt sich über seinen Patienten, hält mit der einen Hand den Bohrer, mit der anderen den Spiegel und muss dann - teilweise auch noch spiegelverkehrt - millimetergenau den Karies entfernen.

Konzentration auf den Prozess und den Patienten

Die Drehzahl des Bohrers steuert er mit dem Fuß, ebenso Zusatzfunktionen wie Spray, Spanbläser, Rechts/Linkslauf - all das in einer ergonomisch eher ungünstigen Arbeitsposition. Für den Entwickler der Mensch-Maschine-Schnittstelle ›Fußanlasser‹ - so nennt der Zahnarzt das Fußschaltpult zur Steuerung von Bohrer und Behandlungsstuhl - ergibt sich daraus die Anforderung: Der Fußschalter muss die Arbeitsabläufe bestmöglich unterstützen, und das in jeder Arbeitsposition. Nach dieser Maßgabe hat der Steute-Geschäftsbereich Medizintechnik einen universellen Fußanlasser entwickelt und im Vorfeld zunächst bei einer großen Anzahl von Zahnärzten die Arbeitabläufe analysiert. Ziel war, die Stärken und Schwächen unterschiedlicher Systeme zu analysieren. Berücksichtigt wurden dabei u. a. die sitzende oder stehende Arbeitshaltung, die Berufserfahrung der Zahnärzte und ihre Vorliebe für bestimmte Bedienweisen sowie die Bedienung mit dem rechten oder linken Fuß. Erstes Ergebnis dieser Entwicklungsarbeit ist ein modular aufgebauter Fußanlasser, der wahlweise mit einem Gehäuse aus Aluminium-Strangpressprofil oder einem Kunststoffgehäuse lieferbar ist. Das Hauptbedienelement - die Drehzahlregulierung - kann der Zahnarzt mit der Fußspitze und minimalem Heben des Fußes bedienen. Mit dem zentralen Joypad verstellt er vier Positionen des Behandlungsstuhls, und für Hilfsfunktionen sind vier Taster vorgesehen. Die Kunststoffgehäuse-Version kann mit einem Trage und Schutzbügel ausgestattet werden, mit dem man den Schalter leicht in die gewünschte Position bringt. Auf Wunsch kann der Bügel auch mit einer Not-Stopp-Funktion ausgestattet werden: Wird der Bügel geklappt, stoppt der Bohrer. Auf der Basis dieser Schaltgeräte, die innovative Merkmale bieten, hat Steute nochmals die Anforderungen der Zahnärzte an diese Mensch-Maschine-Schnittstelle untersucht und entwickelt zurzeit eine optimierte Baureihe von Fußanlassern. In anderen Bereichen der Medizintechnik sind die Ergonomie-Anforderungen sogar noch strenger, weil hier eine Fehlbedienung weitreichende Folgen haben könnten. Dies gilt z. B. für Geräte der Laserchirurgie. Hier fordert die Norm, dass der Schalter nicht unbeabsichtigt betätigt werden kann. Das macht eigentlich eine feststehende Schutzhaube zur Pflicht - die aber kann die Bewegungsfreiheit des Bedieners beeinträchtigen. Die Idee von Steute: Der Fußschalter ist im ›Ruhezustand‹ in eine klappbare Schutzhaube integriert. Wenn das Personal das Lasergerät bedienen möchte, tippt es mit dem Fuß auf die Schutzhaube, die aufklappt und den Fußschalter freigibt. Der Vorteil dieser Konstruktion: Der Schalter ist mit eingeklappter Schutzhaube nicht höher als das Fußpedal. Das verbessert die Ergonomie, weil das Personal sich nicht von der Schutzhaube gestört fühlt.

Hohe Präzision und optimale Ergonomie werden auch von den Mensch-Maschine-Schnittstellen in der Laser-Ophthalmologie gefordert. Gemeinsam mit einem Gerätehersteller entwickelte Steute einen Multifunktions-Fußschalter mit einem zentralen Pedal und vier weiteren kleineren Pedalen, die mit der Fußspitze oder der Ferse betätigt werden können. Hier sind die Betätigungsfunktionen eng mit dem Steuerungskonzept verknüpft: Je nach dem Menü, das der Bediener wählt, betätigt er über den Fußschalter unterschiedliche Funktionen. Um die Ergonomie weiter zu optimieren, kann man bei diesen kundenspezifisch entwickelten Multifunktionsschaltern sogar den Pedalweg und die Kraft, die zur Betätigung des Pedals nötig ist, an die Anforderungen des Bedieners anpassen.

Ergonomie per Funk

Auch die Neutral-Position der Höhenverstellung (die in zwei Richtungen betätigt wird) ist einstellbar. So findet der Bediener mit Sicherheit die optimale Position, die ein präzises Arbeiten erfordert - und die braucht er, denn mit dem Gerät lassen sich Schnitte am Augapfel anbringen, um den Grauen Star zu heilen. Auch die Funktechnologie, die Steute eigens für die Medizintechnik entwickelt hat, verbessert die Ergonomie der Schaltgeräte. Denn zum einen verschwinden mit dem Kabel auch die Stolperfallen in OP und Praxis, zum anderen kann man kabellose Fußschaltpulte besser in die jeweils gewünschte Position bringen. Deshalb sind Universal-Fußanlasser für die Dentaltechnik optional in kabelloser Ausführung mit Funktechnik auf Bluetooth-Basis lieferbar. Das kompakte Funkmodul lässt sich auch in andere Schalterbaureihen der Medizintechnik sowie in kundenspezifische Ausführungen integrieren.

Thomas Kutschan,

Geschäftsbereich Medizintechnik,

Steute Schaltgeräte

Erschienen in Ausgabe: 07/2007