Miniatur-Steckverbinder mit Schnellanschluss Platz sparende Verkabelung in der Medizintechnik

GE Healthcare hat mit dem Fastlab Dispenser eine neue Generation von Dosieranlagen auf den Markt gebracht, die mit der Produktion der dreifachen Menge des radioaktiven Tracers dem Bedürfnis nach einer verbesserten Diagnostik gerecht werden. Im kompakten Gerät werden Miniatur-Steckverbinder mit Schnellanschluss eingesetzt.

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In der Medizin gewinnt die Diagnostik zunehmend an Bedeutung – Tumore und Metastasen lassen sich mit Hilfe radioaktiver Substanzen immer präziser nachweisen (Titelbild). Mit dem „Fastlab Dispenser“ von „GE Healthcare“, einem Geschäftsbereich von General Electric, können dreimal soviel Radiodiagnostika in patientengerechter Dosierung abgefüllt werden als mit herkömmlichen Geräten. Für den Anschluss der zahlreichen Sensoren werden Platz sparende Miniatur-Steckverbinder von Phoenix Contact eingesetzt.

GE Healthcare zählt zu den führenden Anbietern von medizintechnischen Lösungen und Dienstleistungen weltweit. 2006 erzielte GE Healthcare einen Umsatz von 17 Mrd. US Dollar mit weltweit über 46.000 Mitarbeitern, die den Gesundheitssektor in 100 Ländern bedienen. In Deutschland ist das Unternehmen mit über 1.700 Mitarbeitern an elf Standorten vertreten. Einer dieser Standorte ist das westfälische Münster. Hier werden von „GE Healthcare Functional Imaging“ Apparaturen zum Herstellen kurzlebiger Radiopharmaka – so genannter radioaktiver Tracer – entwickelt.

Präzise Diagnose mit Gamma-Strahlung

Die präzise Lokalisierung von Tumoren und Metastasen ist für deren Diagnose und Behandlung unerlässlich. Die Computertomographie (CT) erzeugt zu diesem Zweck Schichtaufnahmen der Körperteile. Bei einem anderen diagnostischen Verfahren, der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), wird dem Patienten ein radioaktiver Tracer als Anzeiger injiziert.

Der so genannte Fastlab Dispenser erzeugt patientenspezifische Dosierungen dieses glukoseähnlichen Tracers. Nach der Injektion wird der Tracer von den Zellen des menschlichen Körpers wie Glukose aufgenommen und im weiteren Verlauf der Stoffwechselprozesse angereichert. Die Gamma-Strahlung wird im Tomographen ortsabhängig registriert und als Schnittbild des Patienten ausgegeben. Weil sich Körperregionen mit starkem oder vermindertem Stoffwechsel hervorheben, werden Lage, Größe und Art der Tumoren und Metastasen erkannt.

Kompakte Vernetzung von Steuerung und Sensoren

Die neue Generation des Dispensers musste mit einer möglichst dichten Signalverteilung konstruiert werden. Die Sensoren und Aktoren sollten auf einfache Weise steckbar mit der SPS verbunden werden. Da die Sensoren und Aktoren meist mit Kabeln geliefert werden, müssen die Kabel bei der Montage des Dosiergeräts im Werk oder bei der Wartung im Krankenhaus gekürzt werden.

Hier kommen die CIOC-Miniatur-Steckverbinder aus der Produktfamilie Combicon von Phoenix Contact zum Einsatz. Diese Leiterplatten-Anschlusstechnik verbindet Sensoren, Schalter und Taster schnell und sicher mit IP 20-Feldverteilern. Beim verwendeten Schneidklemmanschluss wird das Kabel auf Länge geschnitten und eingelegt – und der Stecker wird mit einer handelsüblichen Zange zugedrückt.

Das Abisolieren der Aderenden oder das Crimpen von Aderendhülsen bzw. Kontakten entfällt. Die Verbindung kann durch die transparente Haube optisch kontrolliert werden und bietet so zusätzliche Sicherheit. Der Stecker wird dann auf der Grundleiste mit seiner einfach bedienbaren Verrastung fixiert. Das Klicken der Verrastung gibt die Gewissheit, dass der Stecker sicher kontaktiert ist.

Größe des Steckverbinders ist entscheidend

Als Alternative bot sich zum Beispiel das Reihenklemmen-Programm Clipline complete mit seinen unterschiedlichen Anschlusstechniken - wie Schraub-, Federkraft- oder Schneidtechnik an. Gegenüber Clipline complete bietet das CIOC-Programm den Vorteil eines Kontaktabstands von 2 mm – für den Leiteranschluss von 0,14 mm² bis 0,5 mm² – wie er bei der Sensorenverkabelung üblich ist. Die Platz sparende Verkabelung lässt die Ausmaße des Dossiergeräts schrumpfen, was letztlich die Investitionskosten senkt. Zum Schutz des Bedienpersonals muss das Gerät nämlich hinter dicken Bleiwänden betrieben werden, um unkontrolliertes Austreten von Gammastrahlung zu minimieren.

Anlagenverfügbarkeit und Service-Freundlichkeit sind wichtige Faktoren für die weltweite Akzeptanz der Geräte. Dazu ist die Kontaktsicherheit eine Grundvoraussetzung. Für eine hohe Kontaktsicherheit werden häufig M12-, M8- oder die noch kleineren M5-Verbinder mit ihren goldbeschichteten Steckkontakten eingesetzt, wie sie auch im Pluscon-Programm von Phoenix Contact enthalten sind. Die goldbeschichteten Steckkontakte erhöhen die Kontaktsicherheit deutlich.

Da der Fastlab Dispenser unter Reinraumbedingungen arbeitet sind Steckverbinder in Schutzart IP 67 nicht erforderlich. Die CIOC-Steckverbinder in Schutzart IP 20, die ebenfalls über goldbeschichtete Steckkontakte verfügen, sind hier die kostengünstigere Alternative.“

Höhere Verfügbarkeit der Anlage

Die Verfügbarkeit spielt eine wichtige Rolle, weil der Dispenser permanent in Betrieb sein muss. Für jeden Patienten wird die erforderliche Menge der radioaktiven Flüssigkeit unmittelbar vor der Untersuchung erzeugt. Eine Produktion auf Vorrat oder ein Transport über weite Strecken ist nicht möglich, da die radioaktiven Isotope – je nach verwendetem Tracer – eine Halbwertszeit von nur wenigen Minuten bis zu rund zwei Stunden haben.

Die für den Dauerbetrieb erforderliche hohe Verfügbarkeit wirkt sich auch positiv auf Service-Zeiten und –Intervalle aus. Und als Ersatzteile müssen nur die Sensoren mit der maximal benötigten Kabellänge sowie die Stecker vorgehalten werden. Zudem ist die gesamte Leiterplatten-Stecktechnik über das weltweite Vertriebsnetz von Phoenix Contact schnell verfügbar.

Die Vorteile von CIOC

• Schnelle und sichere Verbindung von Sensoren, Schaltern und Tastern mit den IP-20-Feldverteilern
• Platz sparender Aufbau von I/O-Baugruppen und Signalverteilern mit einreihigen und vierreihigen Grundleisten
• Abzweigen von Leitungen an beliebiger Stelle mit Link-Steckern, die als T-Verteiler genutzt werden
• Stecker für fliegende Verdrahtung und Wanddurchführung

*Dipl.-Wirt.-Ing. Karsten Freund ist Mitarbeiter im Produktmarketing Combicon bei Phoenix Contact in Blomberg.

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