Embedded Systeme

HMIs: Optimale Integration in das Endgerät

14. Oktober 2020, 13:21 Uhr   |  Kay Lemke (Garz & Fricke)

HMIs: Optimale Integration in das Endgerät
© Akvigo

Tab in Time ermöglicht die Versorgung chronisch erkrankter Menschen mit lebenswichtigen Medikamenten.

Garz & Fricke entwickelt Bedienelement für Medikamenten-Management-System

Ältere und vorerkrankte Menschen zählen nicht nur zu den Risikogruppen für schwerere Krankheitsverläufe, sondern sind in vielen Fällen auf die Unterstützung durch Angehörige oder Pflegedienste angewiesen. Deren zuverlässiger Einsatz ist jedoch in Krisenzeiten, zum Beispiel die COVID-Pandemie im Jahr 2020, schwierig aufrechtzuerhalten. Krankheitsbedingte Ausfälle von Angehörigen sind ebenso denkbar wie Überlastungen der Pflegedienste sowie die gezielte Reduzierung physischer Kontakte, um Ansteckungen zu vermeiden. Die Patientenversorgung mit dem intelligenten Medikamenten-Management-System »Tab in Time« von der Akvigo GmbH, Bad Salzuflen, ermöglicht, was dann akut geboten ist - nämlich Abstand halten! Gleichzeitig schafft es Freiräume, indem es das Pflegepersonal entlastet. Die Mitarbeiter im Gesundheitssystem können die gewonnene Zeit für andere, dringend notwendige Tätigkeiten, zusätzliche Patienten oder zu ihrer Erholung nutzen. 

Das System ermöglicht die Versorgung chronisch erkrankter Menschen mit lebenswichtigen Medikamenten bei nur minimaler Einbindung einer Pflegeperson. Nach der morgendlichen Befüllung stellt das Gerät bis zu fünf separate Medikamentengaben inklusive einer angemessenen Menge an Wasser barrierefrei zur Verfügung. Es erinnert optisch und akustisch an die korrekte Einnahmezeit und verständigt bei falschen oder ausgelassenen Einnahmen selbstständig die eingespeicherte Kontaktperson via SMS. Das kann das Pflegepersonal selbst oder ein Angehöriger sein. Auf diese Weise gewährleistet das Gerät die optimale und lebensnotwendige Medikamentenversorgung von Patienten aller Altersgruppen in ihrem Zuhause sowie in Einrichtungen des Gesundheitswesens, wie beispielsweise in Pflegeheimen oder Krankenhäusern. 

Dabei stellt ein solches System aber auch besondere Anforderungen an die eingesetzten Komponenten. Tab in Time ist mit seinen Abmaßen von 20 x 50 cm kaum größer als ein Schuhkarton. Dennoch bietet das Gerät ausreichend Platz für bis zu zehn Becher – fünf für Wasser, fünf für Medikamente. Es benötigt lediglich einen herkömmlichen Stromanschluss – ansonsten sind keine Vorkehrungen erforderlich. 

Sicherheit, Flexibilität und Konnektivität

Im Rahmen der Realisierung des Systems war die Garz & Fricke GmbH, Hamburg, als Partner für das Bedienelement zuständig. Das HMI (Human Machine Interface) besteht aus Display, Touch, Recheneinheit und dazugehöriger Mechanik. Nach der grundlegenden Entscheidung für ein mechanisches Integrations-Konzept standen während des Entwicklungsprojektes Adaptionen eines Standardproduktes im Fokus. Die Entscheidung fiel auf ein »Santino LT 5.0« als Panel Mount Variante. Das Gerät besitzt einen robusten Metallrahmen für einen schnellen und leichten Einbau in ein Gerätegehäuse.

An das Medikamenten-Management-System wurden vor der Entwicklung spezielle Anforderungen gestellt. Der Hamburger Partner wurde damit beauftragt, fertige mechanische Einbaukonzepte für die einfache Integration sowie zuverlässige Dichtungen an der Front gemäß Schutzklasse IP 66 zu entwickeln. Zusätzlich sollte das System über einen performanten Touch mit schneller und zuverlässiger Reaktion verfügen, da sich Anwender im Alltag auf eine ausfallfreie Funktion verlassen müssen. Garz & Fricke implementierte das 5.0 Santion LT Panel Mount mit einer umlaufenden Dichtung, welches sich mit nur wenigen Handgriffen mittels Klemmen befestigen lässt. Die Montage erfolgt durch den Gehäuseausschnitt. 

Da der automatische Tablettendispenser bei nicht korrekt erfolgter Medikamenteneinnahme eine Warnmeldung an die im System eingetragene Person versendet, muss die Kommunikation via WLAN, Bluetooth oder GSM gewährleistet sein. Aufgrund des geringen Platzangebotes entschieden sich die Entwickler für eine Kombination aus einem WIFI/Bluetooth-Stick mit geringen Maßen und ein externes LTE-Modem. Die Softwareentwickler von Garz & Fricke nahmen dazu eine notwendige Treiberanpassung im Board Support Package (BSP) des Panels vor. Zwar ist das Santino LT als Standardprodukt verfügbar, es musste aber entsprechend der Anforderungen der beteiligten Partner adaptiert werden. Durch seine kompakte Form passte das Displaymodul samt Elektronik in das Gehäuse und lässt sich effizient sowie kostengünstig produzieren. Durch die Ergänzung mit Software und individuellen Kabeln erhielt der Kunde so ein speziell auf seine Bedürfnisse zugeschnittenes Modul. Für die Anbindung des kundeneigenen Stock-Beakon-Boards entwickelte der Partner ein passendes KeyPad-Kabel. Es wurde an den Singleboard-Computer vorkonfektioniert und mit einer eigens dafür konzipierten Kabeldurchführung ausgestattet.

Einbaufertiges HMI-Modul

Bei aufkommenden Fragen bezüglich der Einbindung der Software Applikation leisteten die Entwickler aus Hamburg entsprechenden Support. Ziel war die Zulieferung eines einbaufertigen HMI-Moduls für die Fertigung des Kundengerätes. Um dies gewährleisten zu können, wurde im Rahmen der Produktion bereits das Software-Image des Kunden auf die Geräte aufgespielt. Das erfolgte während der Boardüberprüfung am Prüfstand. So erhielt die Fertigung von Akvigo am Standort in Bad Salzuflen vorkonfektionierte Systeme, bei denen lediglich das Modul durch den Gehäuseausschnitt an der Gerätefront gesteckt und mit vier Schraubklemmen im Inneren befestigen werden musste. 

Eine weitere Besonderheit bei der Entwicklung waren detaillierte Release Notes und eine umfangreiche Dokumentation. Speziell die umfangreichen Release-Notes mit genauer Auflistung der verwendeten Software und Lizenzen sind bei der Bewertung im Rahmen der Produktzulassung hilfreich. Die Entwickler sehen auf einen Blick, was, wann, wie und in welcher Version vorgenommen oder geändert wurde. Auch die durchgeführten Tests werden genau dokumentiert. Außerdem sind alle bereits bekannten, aber noch nicht behobenen Fehler aufgeführt. Von dieser Transparenz profitieren nachfolgende Entwickler im Rahmen weiterer Risikobewertungen. Durch die langjährige Erfahrung von Garz & Fricke im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) und standardmäßig durchgeführter Modul-EMV-Tests konnten auch die strengen Auflagen der EMV-Normen im Rahmen der Produktzulassung problemlos und zuverlässig erfüllt werden.

Nützliche Links

  • Mehr Informationen zu den HMIs und Panel PCs für Labor- und Medizintechnik von Garz & Fricke finden Sie hier 
  • Mehr Informationen zum Medikamenten-Management-System Tab in Time finden Sie auf der Seite des Herstellers

Anmerkung: Dieser Artikel erschien zuerst in der medical design 4/2020 (S. 20 – 21). Hier geht’s zum kostenfreien ePaper

 

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