Effiziente Entwicklung von Medizintechnik mit modularer Pneumatik-Toolbox

Der Weg zur Modularen Pneumatik-Toolbox

Die Entwicklung von Medizingeräten wie Beatmungsgeräten stellt Ingenieure vor hohe technische und regulatorische Anforderungen. Eine modulare Toolbox, die speziell auf die Medizintechnik abgestimmt ist, bietet neue Möglichkeiten, Entwicklungsprozesse flexibler zu gestalten. Sie unterstützt einen strukturierten Prozess von der Konzeptphase bis zur finalen Validierung, ermöglicht schnellen Austausch und Anpassung einzelner Module und verkürzt so die Entwicklungszyklen erheblich.

Flexibilität durch verschiedene Module

Die Pneumatik-Toolbox der IMT basiert auf einem modularen Systemansatz. Sie ermöglicht es, verschiedene Module je nach Anwendungsfall zu kombinieren und nahtlos in diverse Entwicklungsumgebungen zu integrieren. Ein CAN-Bus verbindet sämtliche Module, die durch ein zentrales Steuergerät wie eine Speedgoat-Maschine (Simulink Real-Time) oder einen PC mit einem USB-CAN-Adapter gesteuert und ausgelesen werden können.

Im Rahmen dieses Projekts wurden mehrere wesentliche Module entwickelt, welche die Funktionalität und Vielseitigkeit der Pneumatik-Toolbox erheblich erweitern, wie:

• Gebläse (Turbine): Ein Modul, das hohe Drehzahlen und präzise Steuerung ermöglicht, essenziell für Anwendungen in der Beatmungstechnik.
• Proportionalventil (Stromregler): Dieses Modul steuert den Durchfluss von Gasen, was in der Pneumatik von entscheidender Bedeutung ist.
• Spannungsregler: Damit könne andere Module oder Komponenten mit einer geregelten Spannung versorgt werden.
• Piezo-Pumpen-Modul: Ermöglicht präzise Steuerungen von Gasflüssen in Anwendungen, die geringe Fördermengen erfordern.
• Schrittmotor-Modul: Für die präzise Positionierung und Bewegung mechanischer Komponenten.
• Sensormodul: Zur Erfassung von Druck, Massendurchfluss und Temperatur, zentral für die Regelung und Überwachung pneumatischer Systeme.
• UART-Modul für IMT Analytics Geräte: Ermöglicht die direkte Kommunikation mit spezifischen Messgeräten, welche im Portfolio der IMT Analytics zu finden sind. Damit kann zum Beispiel sehr einfach eine genaue Flussmessung integriert werden.
• ADC/DAC-Modul: Wandelt analoge Signale in digitale und umgekehrt, um die Integration von analogen Sensoren und Aktoren zu ermöglichen.

Entwicklungsprozess und Vorteile

Für eine erfolgreiche Produktentwicklung sollten Medizingerätehersteller bereits in der Planungsphase grundlegende Anforderungen und Spezifikationen festlegen. Der systematische Ansatz unterstützt eine effiziente Prototypenerstellung, da die Module ohne grossen Integrationsaufwand in bestehende Systeme eingebunden werden können. Die Unabhängigkeit der Module erlaubt schnelle Tests und Anpassungen verschiedener Konfigurationen, was besonders in der frühen Produktentwicklung von Vorteil ist und Projektrisiken minimiert. Zudem lassen sich zusätzliche Sensoren oder Aktoren nahtlos in bestehende Systeme integrieren, ohne die Elektronik anzupassen.

Herausforderungen und Lösungen

Der Einsatz der modularen Toolbox senkt Entwicklungskosten, und bietet Entwicklern mehr Spielraum für innovative Lösungen. Die Toolbox ist einfach zu bedienen, selbst mit minimalen Programmierkenntnissen, und eignet sich für den Einsatz in verschiedenen Fachdisziplinen. Dank 3D Druck lässt sich die mechanische Anbindung in Testaufbauten (Gehäuse, Abdeckelemente und Halterungen) massgeschneidert fertigen. Entwicklung von zusätzlichen Modulen, Erweiterungen und angepasster Software ist auf Kundenwunsch möglich. Wir empfehlen eine frühzeitige Einbindung in die Produktplanung, idealerweise bereits in der Konzeptionsphase. So können von Beginn an massgeschneiderte Lösungen entwickelt und die Module optimal auf Ihre Anforderungen abstimmt werden.

Beispiel aus einem Entwicklungsprozess

Die Pneumatik-Toolbox der IMT AG hat sich in Projekten bewährt und ermöglicht effizientere Entwicklungsprozesse mit Erweiterungsoptionen beispielsweise für Aspiratoren, Anästhesie-, CPAP/BIPAP- und Vakuumgeräte und andere Produkte. Schon in der frühen Phase der Entwicklung eines Beatmungsgeräts konnten Messdaten mit Prototypenteilen gesammelt werden, ohne spezifische Elektronik entwickeln zu müssen. Zusätzliche Drucksensoren und Flussmessungen liessen sich mit minimalem Aufwand in Prototypen integrieren und simultan in Echtzeit auf einem System verarbeiten.

Die modulare Pneumatik-Toolbox bietet eine effektive Lösung für die Entwicklung von Medizintechnikgeräten, indem sie Flexibilität, Effizienz und einfache Integration vereint. Sie ermöglicht es Entwicklern, Projekte schneller und kosteneffizienter voranzutreiben. Die frühzeitige Einbindung einer modularen Toolbox in den Entwicklungsprozess hilft, regulatorische Anforderungen und Kosteneffizienz erfolgreich zu meistern. So wird sichergestellt, dass Medizintechnikprodukte höchsten Qualitätsstandards entsprechen und termingerecht auf den Markt gebracht werden können.

Kontaktieren Sie uns noch heute, wenn Sie Fragen zu modularen Entwicklungslösungen für Ihr Projekt haben oder um mehr über unsere Entwicklung von Medizintechnik Dienstleistungen zu erfahren. Unsere Experten stehen bereit, um Sie zu unterstützen und die Markteinführung Ihrer Geräte zu beschleunigen.