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Human Machine Interfaces (HMI): Trends und Innovationen in der Medizintechnik

Safety Pad

EIN BEITRAG VON Dr. Christoph Schnuerer-Patschan

Der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine – insbesondere bei Medizingeräten – kommt eine zentrale Bedeutung zu. In den vergangenen zehn Jahren hat sich diese Schnittstelle in vielerlei Hinsicht weiterentwickelt. Neben der reinen Bedienung rücken zunehmend weitere Aspekte in den Fokus. Themen wie Usability, Miniaturisierung, optimierte Arbeitsprozesse und Sicherheitsanforderungen bis hin zu ersten Diagnosen und darauf basierenden Prozedurvorschlägen werden heute über moderne HMIs abgebildet.

SASSE Elektronik – Teil der ai6 Solutions Group

Seit 2023 ist SASSE Elektronik Teil der ai6 Solutions Group. Als langjähriger Entwickler und Hersteller von Bedienlösungen bringen wir unsere HMI-Expertise gezielt in das Netzwerk ein. Gemeinsam mit unserem Partner Seleon GmbH – spezialisiert auf UI/UX Softwareentwicklung – können wir moderne HMI-Konzepte ganzheitlich entwickeln und realisieren.

Personalisierte und kundenspezifische HMIs

Hersteller medizinischer Produkte haben jeweils individuelle Anforderungen an ihr HMI. Gleichzeitig besteht der Wunsch, kundenspezifische Lösungen schnell und kosteneffizient umzusetzen. Plattformansätze für Hardware und Software spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Touchdisplays oder – noch weiter gedacht – mobile Endgeräte wie Tablets eröffnen in diesem Zusammenhang neue Möglichkeiten. Sie erlauben die Umsetzung vielfältiger Bedienoptionen in Kombination mit jeweils angepassten Applikationen (Apps).

Allerdings lassen sich sicherheitskritische Bedienvorgänge nicht uneingeschränkt auf diese Weise realisieren. Aspekte wie Haptik, Redundanz sowie Safety und Security müssen berücksichtigt werden. Für diesen Zweck hat SASSE die Plattform Safety Pad entwickelt.

Die Architektur ermöglicht die Trennung sicherheitskritischer von standardmäßigen Bedienfunktionen – sowohl hardware- als auch softwareseitig. Die Kommunikation erfolgt kabellos. Das integrierte Tablet, das gegebenenfalls sogar vom Kunden vorgegeben wird, kommuniziert über WLAN. Sicherheitsrelevante Funktionen werden über Bluetooth mit einem zusätzlichen proprietären Softwarelayer übertragen. Die Auslösung erfolgt über redundante Hardwarekomponenten, die konfigurierbar sind. Im Bild sind hierfür beispielhaft Taster im Safety Pad dargestellt.

UI/UX-Softwareplattformen

Für eine benutzerfreundliche Softwareentwicklung müssen viele Aspekte berücksichtigt werden. Neben regulatorischen Anforderungen (z. B. ISO 62366-1) sind insbesondere klinische Prozessabläufe, Umgebungsbedingungen und Maßnahmen zur Risikominimierung relevant. Im Fokus steht dabei stets der Anwender, der im Rahmen des Usability Engineerings eng eingebunden werden muss.

Um diesen Prozess möglichst effizient zu gestalten, bedarf es umfangreicher Erfahrung und geeigneter Werkzeuge. In Zusammenarbeit mit unserem Partner Seleon sind wir in der Lage, auf Basis von Templates und Multi-Plattform-Ansätzen schnell Konzepte und Vorschläge zu erarbeiten. Gleiches gilt für das Testen von Hard- und Firmware. Hierfür steht uns eine eigene HIL-(Hardware-in-the-Loop)-Plattform zur Verfügung. Weitere Informationen finden Sie auf der Website unseres Partners seleon – oder sprechen Sie uns gerne direkt an.

HMI unterstützt die Mobilität medizinischer Geräte und Abläufe

Was bedeutet das konkret? Die Medizintechnik erfordert zunehmend vernetzte Systeme und optimierte Prozesse. Der Patient steht dabei im Mittelpunkt. Anwendung, Prozedur und Patientensicherheit müssen dabei Hand in Hand gehen.

Neben den softwarebasierten Abläufen, wie oben beschrieben, muss auch die Hardware diesen Anforderungen gerecht werden. Bei SASSE integrieren wir in unsere HMI-Komponenten verstärkt Sensor- und Kommunikationstechnologien. Dazu zählen etwa Kraftsensoren, die eine intuitive und sichere Steuerung von Geräten ermöglichen oder als Schutzmechanismus, z. B. bei potenziellen Kollisionen, fungieren.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Einsatz der UWB-(Ultra-Wideband)-Technologie zur Ortung und Kommunikation zwischen Medizingeräten, Anwendungsteilen und dem Patienten. UWB ermöglicht beides – Lokalisierung und Datenübertragung – simultan und mit äußerst geringer Latenz.

FAZIT

Professionalität und technisches Know-how sind in der Entwicklung von Medizintechnik essenziell – insbesondere bei HMI-Systemen. Dafür braucht es ein breites Spektrum an Technologien sowie eine enge Verzahnung verschiedener Fachbereiche. Die genannten Beispiele zeigen nur einen kleinen Ausschnitt.

Interdisziplinäres Arbeiten sowie eine kunden- und anwendungsorientierte, ganzheitliche Herangehensweise sind für uns selbstverständlich. Genau aus diesem Grund haben wir uns als Gruppe entsprechend aufgestellt – um Ihr zentraler Ansprechpartner für HMI-Lösungen in der Medizintechnik zu sein.