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Stromversorgung Mit Sicherheit gut versorgt

| Autor / Redakteur: Autor | Andreas Wagner / Peter Reinhardt

Was haben EKG-Geräte, multifunktionale Operationstische und bildgebende Systeme in der Medizintechnik gemeinsam? Sie alle müssen nicht nur zuverlässig arbeiten, sondern auch zahlreichen Gesetzen und Normen entsprechend mit Strom versorgt werden. Dafür kommen heute moderne Schaltnetzteile mit Weitbereichseingang zum Einsatz.

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Qualität trifft Sicherheit: Hochwertige Medizin-Netzteile schützen Patienten und Bedienpersonal vor den Gefahren des elektrischen Stromes.
Qualität trifft Sicherheit: Hochwertige Medizin-Netzteile schützen Patienten und Bedienpersonal vor den Gefahren des elektrischen Stromes.
(Bild: Bicker Elektronik)

Optisch unterscheiden sich Medizin-Netzteile kaum von herkömmlichen Standard-Netzteilen. Gleichwohl werden wesentlich höhere Anforderungen an ihre inneren Werte gestellt. Hierbei spielen die Norm „IEC 60601-1 Medizinische elektrische Geräte“ in der dritten Edition und deren regionale Umsetzungen eine zentrale Rolle. Die Norm legt fest, dass im medizinischen Endgerät grundsätzlich zwei unabhängige Sicherheitsmaßnahmen (MOP) implementiert sein müssen, damit sowohl Patienten wie auch Anwender im Normalbetrieb (NC) als auch nach einem einzelnen Fehlerfall (SFC) vor dem Risiko eines elektrischen Schlages geschützt werden. Dies kann durch die Kombination verschiedener Schutzmaßnahmen wie Luft- und Kriechstrecken, Schutzisolation und Schutzerdung sichergestellt werden.

Bedienpersonal und Patienten schützen

In der dritten Edition der IEC/EN 60601-1 wird erstmals zwischen dem Schutz von Bedienpersonal (Means of Operator Protection MOOP) und Patienten (Means of Patient Protection MOPP) unterschieden. Hierbei folgt der Bedienerschutz MOOP weitestgehend der Standardnorm für Einrichtungen der Informationstechnik IEC/EN 60950-1 (ITE), während der Patientenschutz MOPP die sehr viel strengeren Anforderungen der bisherigen IEC/EN 60601-1 in der zweiten Edition erfüllt. In der Praxis bedeutet dies, dass die vorgeschriebenen Abstände zwischen Leitern und elektrischen Komponenten bei MOPP um bis zu 60 Prozent größer sein müssen als bei MOOP. Daneben ist bei medizinischen Netzteilen nach IEC/EN 60601-1 eine doppelte Isolierung (2xMOPP) zwischen Primär- und Sekundärkreis mit einer Durchschlagfestigkeit von 4 kV (AC) gefordert. Dies stellt nicht zuletzt hohe Anforderungen an den Aufbau und die Qualität des Transformators. Zusätzlich müssen bei Medizin-Netzteilen beide eingangsseitigen AC-Netzzuleitungen (AC Phase/AC Neutral) mit einer Feinsicherung gegen Überlast und Kurzschluss abgesichert werden. Aufgrund der größeren Abstände und der zusätzlichen Isolationsmaßnahmen fallen medizinische Netzteile für MOPP-Applikationen im Patientenumfeld physikalisch etwas größer aus als vergleichbare Standard-Netzteile.

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Wird der Einsatz eines vermeintlich kostengünstigeren ITE-Standard-Netzteiles in einer MOOP-Applikation erwogen, sollte berücksichtigt werden, dass diese Entscheidung die späteren Anwendungsbereiche und damit die Marktchancen begrenzt und gegebenenfalls sogar zusätzliche Schutzmaßnahmen im Gesamtsystem erforderlich macht. Seitens Medizingeräteherstellern wird daher die Verwendung von normgerechten Medizin-Netzteilen für die Stromversorgung präferiert.

Filter gegen elektromagnetische Störungen

Primär getaktete Schaltnetzteile verursachen aufgrund von Restwelligkeit und hochfrequentem Rauschen sogenannte elektromagnetische Störungen (EMI). Daher ist der Einsatz entsprechender Filtermaßnahmen notwendig, welche ihrerseits jedoch wieder höhere Ableitströme zur Folge haben können. Hier gilt es, die Balance zwischen normgerechtem EMV-Verhalten (IEC/EN 60601-1-2) und niedrigen Ableitströmen zu meistern.

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