Medizintechnik Verfahren, Systeme und Informationsverarbeitung

Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

Rudiger Kramme (Hrsg.)

Medizintechnik Verfahren, Systeme und Informationsverarbeitung Ein anwenderorientierter Querschnitt fur Ausbildung und Praxis

Mit 389 Abbildungen und 80 Tabellen

Springer

Korrespondenz-Anschrift: Rudiger Kramme, Dipl.-Ing. Jengerstra6e 13 79238 Ehrenkirchen

Die Abbildung auf dem Einband ist auf S. 130 naher beschrieben.

ISBN 978-3-662-08645-2 ISBN 978-3-662-08644-5 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-08644-5 Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Medizintechnik - Verfahren, Systeme und Informationsverarbeitung: Ein anwenderorientierter Querschnitt flir Ausbildung und Praxis/R. Kramme (Hrsg.). Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong; London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio; Springer, 1997 NE: Kramme, Riidiger [Hrsg.] Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der VervielfaItigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine VervielfaItigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland Yom 9. September 1965 in der jeweils geitenden Fassung zulassig. Sie ist grundsatzlich vergiitungspfiichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimrnungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997 Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1997. Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1997 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirfen. Produkthaftung: Fiir Angaben iiber Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewahr iibernommen werden. Derartige Angaben miissen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit iiberpriift werden. Umschlaggestaltung: Design & Production GmbH, Heidelberg Satz: Scientific Publishing Services (P) Ltd, Madras SPIN: 10500117

23/3134/SPS - 5 432 1 0 - Gedruckt auf saurefreiem Papier

Vorwort

Die Entwicklung zahlreicher medizintechnischer Geriite und Einrichtungen wiihrend der letzten 20 Jahre ist vergleichbar mit der Entwicklung des Flugzeugs yom Doppeldecker zum vierstrahligen Diisenjet. Medizin und Technik stehen in einer dynamischen Wechselbeziehung zueinander. Medizinische Fragen fordern mehr und mehr technische Antworten. Neue Moglichkeiten der Technik beeinflussen die mod erne Heilkunde. Sie erweitern das diagnostische und therapeutische Potential mit dem Ziel, priizise Informationen iiber den Gesundheitszustand des Patienten zu liefern, die Lebensqualitiit der Kranken zu verbessern und die Verliingerung des Lebens, nicht etwa des Sterbens, zu ermoglichen. So sehr auch die Bedeutung der Technik in der Medizin als Werkzeug fiir den Anwender wiichst, bleibt dennoch die Kontinuitiit der Betreuung durch den Arzt und das Pflegepersonal von vorrangiger Bedeutung. Denn die spezifisch menschlichen Fiihigkeiten und Eigenschaften kann - gerade in der Medizin - eine Maschine niemals ersetzen. Ziel dieses Buches ist es, Neues zu vermitteln, bereits Bekanntes in Erinnerung zu rufen sowie Informationen aus den verschiedenen Bereichen der heutigen Medizintechnik bereitzustellen. Zunehmend werden Beschiiftigte im Gesundheitswesen mit medizintechnischen Geriiten konfrontiert, ohne ausreichendes Informationsmaterial zur Verfiigung zu haben. Wiihrend der iirztlichen oder pflegerischen Ausbildung, selbst in der Ausbildung angehender Ingenieure und Techniker fiir das Gesundheitswesen, wird die Medizintechnik vernachliissigt oder nur marginal behandelt. Diesem Defizit will das vorliegende Buch begegnen. Der - gemessen an der Fiille des zur Verfiigung stehenden Materials knappe Platz zwingt zur Konzentration. In der medizinischen Technik bleibt vieles erkliirungsbediirftig - auch fiir Fachleute, die auBerhalb ihres Spezialgebietes Laien sind. Die an der Praxis der Anwender orientierten, aktuellen Beitriige sind fiir technische Laien leicht verstiindlich geschrieben. Medizintechnische Fachbegriffe und Zusammenhiinge werden erkliirt und somit das Verstiindnis fiir die aktuelle Medizintechnik gefordert und vertieft. Nutzen Sie dieses Buch als Nachschlagewerk, Ratgeber oder Arbeitsbuch. Neben einem allgemeinen Teil, in dem die Rahmenbedingungen der Medizintechnik dargestellt werden, behandelt der zweite, spezielle Teil Geriite der Funktionsdiagnostik, Bildgebende Systeme, Therapiegeriite und Patienteniiberwachungssysteme. Zahlreiche Tabellen, Ubersichten und Abbildungen erleichtern das Verstiindnis. Dariiber hinaus werden zwei Spezialthemen

VI

Vorwort

(Biowerkstoff Kunststoff und Operationstischsysteme) sowie Beitrage iiber Kommunikation und Informationsverarbeitungssysteme in der Medizin angeboten. Ein schneller Zugriff zu den einzelnen Themen wird durch ein iibersichtliches und strukturiertes Inhaltsverzeichnis sowie ein umfangreiches Sachwortregister gewahrt. Dariiber hinaus wird im Anhang praktisches Hintergrundwissen anhand zahlreicher systematisierter Tabellen, Norm- und Anhaltswerte geboten. Ein Glossar zur Computer- und Kommunikationstechnik steht ebenfalls zur Verfiigung. Ohne die engagierte und kompetente Mitarbeit der Autoren ware das vorliegende Buch in dieser Form nicht zu realisieren gewesen; deshalb gilt mein besonderer Dank allen, die direkt und indirekt durch ihren Einsatz dieses Buch ermog1icht haben.

Kirchhofen, im September 1996

Riidiger Kramme

Fur die freundliche Unterstutzung mit Abbildungen und Schemata mochten wir folgenden medizintechnischen Unternehmen unseren Dank aussprechen: Aloka Deutschland GmbH, Meerbusch Arbo GmbH, Medizin-Technologie, Braunschweig Braun Melsungen AG, Melsungen Bruker GmbH, Ettlingen Dragerwerk AG, Lubeck Ergoline Vertriebsgesellschaft mbH, Medizinische Me6systeme, Bitz Erich Jaeger GmbH, Wurzburg Fresenius AG, Dialysetechnik, Bad Homburg Ganshorn Medizin Elektronic GmbH, Niederlauer GE Medical Systems Deutschland GmbH & Co. KG, Frankfurt Hewlett-Packard GmbH, Medizinelektronik, Boblingen Johnson & Johnson Medical GmbH, Norderstedt MAP Medizintechnik fUr Arzt und Patient GmbH, Martinsried medilab GmbH & Co., Wurzburg micromed Medizin-Elektronik GmbH, Gundelfingen Ohmeda GmbH & Co. KG, Erlangen Olympus Optical Co. (Europa) GmbH, Hamburg Siemens AG, Bereich Medizinische Technik, Erlangen Spiegelberg KG, Hamburg Stierlen-Maquet AG, Rastatt

Inhaltsverzeichnis

Aligemeiner Teil

Die Rolle der Technik in der Medizin und ihre gesundheitspolitische Bedeutung. R. Kramme/H. Kramme . . .

3

Medizintechnik und Hygiene. B. Wille/J. Becker. . . . . . . . . . . . . . . . .

6

Medizintechnik sieher anwenden: PILOT Ein interaktives Trainingsprogramm fUr Medizintechnik. M. Traub . . .

28

Aktuelle Vorschriften fur Medizingerate. W. Menke/M. Kindler. . . . . .

35

Technische Sicherheit medizintechnischer Gerate und Anlagen in medizinisch genutzten Raumen. R. Kramme . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56

Spezieller Teil I Funktionsdiagnostische Gerate Kardiologische Diagnostikgerate

Elektrokardiographen (EKG-Gerate). R. Kramme

63

ErgometriemeBplatz. R. Kramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

78

Pulmologische Diagnostikgerate

Spirometriesysteme. R. Kramme ............................

90

WeiterfUhrende pulmologische Funktionsdiagnostik. R.M. Schlegelmilch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

107

Neurologische Diagnostikgerate

Elektroenzephalographen (EEG-Gerate). U. Krechel

125

X

Inhaltsverzeichnis

Elektromyographen (EMG-Gedite) und evozierte Potentiale (EP).

u. Krechel ............................................

151

Interdisziplinare Diagnostik: Schlafdiagnostiksysteme. S. Madaus/K.-P. Hoffmann ................................

185

II Bildgebende Systeme Ultraschalldiagnostiksysteme. B. Kostering/S. Jost-Kostering . . . . . . ..

219

Endoskope. R. Salm/R. Kramme/D. Leutloff . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

248

Kardio-/vaskulare Angiographiearbeitsplatze. D. Gruidl ...........

283

Positronenemissionstomographie (PET). Y. Harnisch

303

III Therapiegeriite Langzeitbeatmungsgerate. E. Siegel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

335

Defibrillatoren. R. Kramme .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

362

Lasersysteme. H. Albrecht/G. Miiller/B. Schaldach . . . . . . . . . . . . . . ..

369

Infusionspumpen und Infusionsspritzenpumpen. W. Weyh . . . . . . . ..

405

Inhalationsnarkosegerate. E. Siegel ..........................

421

Blutreinigungssysteme. J. Jonas/R. Kramme

448

IV Operationstischsysteme Operationstischsysteme. H. Colberg/D. Winterhalter . . . . . . . . . . . . ..

469

V Kunststoff - Biowerkstoff in der Medizin Kunststoff - Biowerkstoff in der Medizin. H.-C. Scholz . . . . . . . . . . ..

489

VI Patienteniiberwachungssysteme Klassifizierung und Einteilung von Patienteniiberwachungssystemen. R. Kramme. . . . . . . . . . . . . . ..

503

Sensoren. R. Kramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

519

Einteilung der Uberwachungsparameter. R. Kramme. . . . . . . . . . . . ..

521

Kardiovaskulares Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

526

Inhaltsverzeichnis

XI

- Monitoring der Herzfunktion. R. Kramme. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. - Monitoring der Kreislauffunktion. R. Kramme/M. Jakobi . . . . . . . .. - Invasive Druckmessung im Hoch- und Niederdrucksystem. R. Kramme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

526 532

Respiratorisches Monitoring ............................... - Atemmechanik. R. Kramme .............................. - Gasaustausch. H. Kronberg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

550 550 551

Uberwachung der K6rpertemperatur. R. Kramme. . . . . . . . . . . . . . ..

570

Zerebrales Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. - EEG-Monitoring im Operationssaal und auf der Intensivstation. B. Schultz/A. Schultz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. - Intrakranieller Druck (ICP). H. Kronberg ....................

575

Fetales Monitoring ...................................... - Kardiotokographie. M. Sauter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

590 590

532

575 581

Medizinische Informationsverarbeitung Kommunikation Grundlagen der Vernetzung. H. Tanck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

601

Medizinische Datensysteme Klinisches Informationssystem. J.Walter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

620

Zentralseitige Datenmanagementlosung fUr den Intensivbereieh. G. Rankin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

643

Dokumentationsarbeitsplatz fUr die Anasthesie. G. Rankin .........

656

Kardiologisches Datenmanagement. C. Hiekl. . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

673

Geburteniiberwachungssysteme. M. Sauter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

964

Datenverarbeitung in der Infusionstherapie. W. Weyh. . . . . . . . . . . ..

706

Dialysedatenerfassungssysteme. J. Jonas

711

Anhang Organprofile und Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

717

Gr6Ben und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

730

Glossar zur Computer- und Kommunikationstechnik .. . . . . . . . . . ..

735

Sachverzeichnis ......................................

747

Autorenverzeichnis

Albrecht, Hansjorg, Dr. rer. nat. Laser- und Medizin-Technologie gGmbH, KrahmerstraBe 6-10, 12207 Berlin Becker, Julia, Dipl.-Ing. Institut fur Krankenhaushygiene und Infektionsverhiitung, SiemensstraBe 1, 35340 GieBen Colberg, Heinz Stierlen-Maquet AG, Postfach 2162, 76411 Rastatt Gruidl, Dietmar, Dipl.-Ing. GE Medical Systems Deutschland GmbH & Co. KG, Praunheimer LandstraBe 50, 60488 Frankfurt Harnisch, York, Dr. rer. nat. GE Medical Systems Deutschland GmbH & Co. KG, Praunheimer LandstraBe 50, 60488 Frankfurt Hiekl, Christian, Dipl.-Inform. Hewlett-Packard GmbH, SchiekardstraBe 4, 71004 Boblingen Hoffmann, Klaus-Peter, Dr.-Ing. DietrichsteinstraBe 3a, 81249 Miinchen Jakobi, Michael, Dipl.-Ing. Johnson & Johnson Medical GmbH, Aspelohe 1364, 22848 Norderstedt Jonas, Jorg, Dipl.-Ing., MSc. Fresenius AG, Dialysetechnik, Nork-Data-StraBe 1,61352 Bad Homburg v.d.H.

XIV

Autorenverzeichnis

Jost-K6stering, Stefanie, Dipl.-Ing. Aloka GmbH, Mollsfeld 5, 40670 Meerbusch Kindler, Manfred, Dipl.-Ing. Sachverstandigenburo, HelfensteinstraBe 2c, 34127 Kassel Kramme, Heike, Dipl.-Verw.-Wiss. Unternehmensgruppe Herder, Hermann-Herder-StraBe 4, 79104 Freiburg Kramme, Rudiger, Dipl.-Ing. Planungsstelle fUr Medizinische Universitatsbauten, Hugstetter StraBe 53, 79106 Freiburg K6stering, Bernd, Dipl.-Ing. Aloka GmbH, Mollsfeld 5, 40670 Meerbusch Krechel, Ursula, Dipl.-Ing. Universitatsklinikum Freiburg, Hugstetter StraBe 53-56, 79106 Freiburg Kronberg, Harald, Dr. rer. nat. Miilhauser StraBe 6, 79219 Staufen Leudoff, Dietmar Olympus Optical Co. (Europa) GmbH, WendenstraBe 14-16,20097 Hamburg Madaus, Stefan, Dr. med. habil. MAP GmbH, FraunhoferstraBe 16, 82152 Martinsried Menke, Wolfgang, Dipl.-Ing., Arzt Menke Medizin & Technik, Postfach 524, 10795 Berlin Miiller, Gerhard, Prof. Dr.-Ing. Laser- und Medizin-Technologie gGmbH, KrahmerstraBe 6-10, 12207 Berlin Rankin, Gianluigi, Dipl.-Ing. Hewlett-Packard GmbH, SchickardstraBe 4, 71034 B6blingen

Autorenverzeichnis

Salm, Richard, Priv.-Doz. Dr. med. Kreiskrankenhaus Donaueschingen, Abt. Chirurgie, SonnhaldenstraBe 2, 78166 Donaueschingen Sauter, Michael, Dipl.-Ing. Hewlett-Packard GmbH, SchickardstraBe 4, 71 034 Boblingen Schaldach, Brita, Dr. rer. nat. Laser- und Medizin-Technologie gGmbH, KrahmerstraBe 6-10, 12207 Berlin Schegelmilch, Rolf M., Dipl.-Math. medilab GmbH & Co., Postfach 5343, 97003 Wurzburg Scholz, Hans-Christian, Dipl.-Ing. Biovision GmbH, Merzhauser StraBe 112, 79100 Freiburg Schultz, Arthur, Priv.-Doz. Dr. med., Dr. hort. Medizinische Hochschule Hannover, Abt. Anasthesie IV im Krankenhaus Oststadt, PodbielskistraBe 380, 30659 Hannover Schultz, Barbara, Priv.-Doz. Dr. med. Medizinische Hochschule Hannover, Abt. Anasthesie IV im Krankenhaus Oststadt, PodbielskistraBe 380, 30659 Hannover Siegel, Erich, Priv.-Doz. Dr. rer.nat. Dragerwerk AG, Postfach 1567, 23542 Lubeck Tanck, Hajo, Dipl.-Wirtsch. Inform. bt + partner, OsterbekstraBe 90a, 22083 Hamburg Traub, Martin, Akad. OR Medien in der Medizin, Klinikum der Universitat Gottingen, Robert-Koch-StraBe 40, 37075 Gottingen Walter, Joachim, Dipl.-Inform. Hewlett-Packard GmbH, SchickardstraBe 4, 71004 Boblingen

xv

XVI

Autorenverzeichnis

Weyh, Wolfgang Braun Melsungen AG, Carl-Braun-StraBe 1, 34212 Melsungen Wille, Burkhard, Prof. Dr. med. Institut fiir Krankenhaushygiene und Infektionsverhiitung, SiemensstraBe 1, 35340 GieBen Winterhalter, Dietmar FuchseckstraBe 13, 731028 Gammelshausen

Abkurzungen, Zeichen und Symbole (Anm.: Gr6Ben und Kurzbezeichnungen sowie medizinisch gebrauchliche Abkurzungen werden im Text selbst erlautert. Siehe auch Anhang EDV-Glossar, Gr6Ben und Einheiten, Organprofile u.a.)

a a. a. O. Abb. Anm.

allg. bes. Bez. bzw. ca. CE Chern. Chir. Def.

d. h. DIN EG EU EWG etc. einschl. EN evtl. ggf. gr gr. HNO Hyg. i. a. i. d. R. i. e. S. Ind. inkl. ISO i. S. i. w. S. lat

annum (Jahr) am angegebenen Ort Abbildung Anmerkung allgemein besonders Bezeichnung beziehungsweise zirka, ungefahr Conformity European Chemie Chirurgie Definition das heiBt Deutsches Institut fur Normung (DIN-Norm) Europaische Gemeinschaft Europaische Union Europaische Wirtschaftsgemeineschaft et cetera einschlieBlich Europaische Norm eventuell gegebenenfalls griechisch groB Hals-Nasen-Ohren Hygiene im allgemeinen in der Regel im engeren Sinne Indikation inklusive International Standardizing Organization im Sinne im weiteren Sinne lateinisch

XVIII

lfd.

It. max. Med. MedGV mind. min. Mio. MPG Mrd. neg. Nr.

o. a. o. a. obj. pos. qual. quant. QS Radiol. rd. RKI s.

S. s. S. sog. spez. s. o. s. u. subj. syn. Tab. TQM

u. u. a. u. a. usw. urspr.

u. a. m. u. U. u.v. m. VDE vgl. v. H. z. B.

z. T. z. Z.

Abkiirzungen, Zeichen und Symbole

laufend(e) laut maximal Medizin Medizingerateverordnung mindestens minimal Million Medizinproduktegesetz Milliarde negativ Nummer oben angegeben oder iihnliches objektiv positiv qualitativ quantitativ Qualitatssicherung Radiologie rund Robert-Koch-Institut siehe Seite siehe Seite sogenannt(e) speziell siehe oben siehe unten subjektiv synonym Tabelle Total Quality Management und unter anderem, und anderes und iihnliche( s) und so weiter urspriinglich und anderes mehr unter Umstanden und vieles mehr Verein Deutscher Elektrotechniker vergleiche von Rundert zum Beispiel zum Teil zur Zeit

Abkiirzungen, Zeichen und Symbole

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