Kabel auf Rezept

Kabel - Lückenloses Patienten-Monitoring oder gestochen scharfe Endoskopie-Bilder aus jedem Winkel des menschlichen Körpers: Kabel sind in der modernen Medizintechnik fast immer dabei. Kabelsysteme müssen absolut funktionssicher sein und wenig Platz einnehmen.

11. Oktober 2006

Bei den maßgeschneiderten ›Hightech-Kabeln auf Rezept‹ passt alles - vom Kabelaufbau über Leiterwerkstoffe, Schirmung und Mantel bis zur notwendigen Zulassung. Gemeinsam mit dem Kunden wird der Einsatz präzise geplant. Die hohen applikationsspezifischen Anforderungen lassen sich mit Kabeln von der Stange nicht realisieren. Ein zentrales Thema ist - neben der Sicherheit - die Größe der Leitung. »Die Medizintechnik ist einer der Motoren bei der ra­santen Miniaturisierung von Elektroniksystemen«, unterstreicht Lothar Klick, Geschäftsführer des Kabelherstellers Ernst & Engbring (E& ), der ausschließlich kundenspezifische Leitungen anbietet und sich mit einem eigenen Fertigungsbereich für Miniaturkabel gezielt auf diesen Markt eingestellt hat. Unter kontrollierten Produktionsbedingungen können hier auch metallische Leiter von gerade 25 µm (AWG50) verarbeitet werden. Zum Vergleich: Dies entspricht etwa dem halben Durchmesser eines menschlichen Haares!

Endoskopie oder Mikrochirurgie fordern immer schlankere Einheiten, in denen viele Funktionalitäten auf engstem Raum untergebracht sind. Im Trend liegen winzige Hybridkabel mit einer Vielzahl haarfeinen Leitern, die für die parallele Übertragung von Daten- oder Bildsignalen und die Spannungsversorgung zuständig sind.

Vielfalt auch beim Mantel

Nicht nur das filigrane Innen­leben stellt Hersteller von Medizinkabeln auf die Probe. Know-how ist auch bei der Spezifikation - und der sachgerechten Fertigung - der Ummantelung gefordert. Kabelmäntel für die Medizin haben eigene Gesetze: Sie müssen nicht nur Schutz nach außen garantieren, sondern sollen sich auch möglichst ›gut anfühlen‹. Ideal ist ein Kabel, das der Patient kaum spürt! Hygiene ist ein zentraler Faktor: So muss vor Auswahl des Mantels geklärt werden, ob die Leitung auf chemischem Wege oder durch Heißdampfsterilisation entkeimt werden kann. Danach richtet sich die Auswahl der speziellen Mantelmateria­lien. Das Spektrum reicht von ›Medical-Grade‹-Werkstoffen − von E& speziell für solche Anwendungen entwickelt − die Kabeln ein besonders softes Feeling verleihen, bis zu hochwertigen thermoplastischen Elastomeren. Machbar sind z.?B. körperverträgliche, autoklavierbare Silikon-Außenmäntel.

»Bei der optimalen Medizinleitung greift das große Einmaleins des Kabelmachens«, so Klick. »Erreichen kann man dies nur mit erfahrenen Konstrukteuren und einem extrem hohen Fertigungsaufwand!«

Was damit gemeint ist, zeigen einige Praxisbeispiele von E& :

Die Pulsoxymetrie ›SPO2‹ ist eine zuverlässige Methode, die Sauerstoffsättigung des Blutes zu bestimmen. Dabei muss ein Sensor in der Nähe eines pulsierenden Gefäßkapillars platziert werden: Bevorzugte Messorte sind Ring- oder Mittelfinger. Der Sensor, der mit einem Clip auf der Fingerkuppe angeklemmt wird, ist komplex und erfordert ein mehradriges Anschlusskabel. Da in den Fingerspitzen viele Nerven zusammenlaufen, müssen Clip und Leitung gut sitzen. Die Kabel­oberfläche muss glatt, hautsympathisch und gut zu reinigen sein. Gefordert war ein schadstofffreier Mantel, der keine Al­lergien auslöst. Alle diese Eigenschaften weist die von E& entwickelte Sensorleitung auf.

Mit weniger als 4 mm Außendurchmesser versorgt und kontrolliert sie über vier miniaturisierte Steueradern und ein ebenso kleines, verdrilltes Adernpaar mit Abschirmung den Mess-Sensor. Eine geflochtene Gesamtabschirmung garantiert EMV und verlässliche Messwerte. Ein Zugentlastungselement sorgt für ein reißfestes Ensemble - von der Steckverbindung bis zum Sensor. Der hochwertige Medical-Grade-Mantel liefert die gewünschte Haut- und Hygienefreundlichkeit.

Monitoring von Mutter und Kind

Gleich mehrere Sensorleitungen wurden in ein kompaktes Anschlusskabel integriert, das E& für den kombinierten Sensor eines namhaften Medizintechnik-Herstellers entwickelte. Der neue Kombi-Sensor sorgt für optimales Monitoring von Ungeborenem und Mutter bei problematischen Schwangerschaften: Simultan werden EKG-Daten (Herztätigkeit des Ungeborenen), Ultraschall-Aufnahmen und Daten zur Wehentätigkeit erfasst und über das Sensorkabel übertragen. Da der Sensor unmittelbar auf der Haut anliegt, kam auch hier ein entsprechend ausgelegter Spezialmantel zum Einsatz.

Zusätzlich wurde eine Ader zur Energieversorgung des Sensors in die Leitung integriert. Um die elektromagnetische Verträglichkeit zu gewährleisten, wurde der Leitungsverbund mit einer Gesamtabschirmung versehen. Ein superfeines Geflecht übernimmt diese Funktion - ohne signifikant auf die mechanischen Eigenschaften des Kabels einzuwirken, das einen Gesamtdurchmesser von 4 mm aufweist. Damit gehört die Kombi-Sensor-Lösung eher noch zu den ›Schwergewichten‹ im Medizin-Portfolio von E& . Höchstes Maß der Technik zeigt die Miniaturisierung eines maßgeschneiderten Hybridkabels für Endoskopie-Systeme. Das extrem schlanke ›All-in-one‹-Kabel begnügt sich mit einem Außendurchmesser von gerade mal 1,4 mm - und zeigt anschaulich, was auf engstem Raum machbar ist. Untergebracht sind in dem Hy­bridkabel gleich neun 50 ?-Ko­axial-Leitungen für den Signaltransfer und zwei kompakte AWG46-Adern für die Spannungsversorgung.

Kai-Uwe Schreiner, Ernst & Engbring GmbH & Co. KG

FAKTEN

- Auch bei Medizinleitungen ist die Konfektionierung ein zunehmend wichtiges Thema.

- Bei Bedarf gibt es die Winzlinge als fertige Kabelgarnituren.

- Die Endoskopie-Hybridleitung wird bei E& mit einem flexiblen Folienstecker als Anschluss für CCD-Kameras konfektioniert.

Erschienen in Ausgabe: 07/2006