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GE Healthcare Systems
Von Sheelagh Kononenko
13 Sep 2011
Die marktführenden Produkte von GE ermöglichen Klinikern einen deutlicheren Einblick in die Funktionen des menschlichen Körpers. Brüel & Kjær Systeme werden in Forschung & Entwicklung und bei Lebensdauer-, Haltbarkeits- und Zuverlässigkeitsprüfungen sowie Ermüdungsversuchen eingesetzt.
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Fallstudie
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GE HealthcareGE Healthcare Systems ist einer der sechs Hauptgeschäftsbereiche von GE Healthcare. Seine branchenführenden Produkte werden zur medizinischen Bildgebung und für diagnostische Zwecke eingesetzt. Zu den Technologien zählen Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) und Positronen-Emissions-Tomographie (PET), die ein breites Spektrum medizinischer Anforderungen abdecken. Sie bieten dem Gesundheitspersonal Möglichkeiten, die Effizienz der medizinischen Versorgung zu verbessern. Für Geräusch- und Schwingungsprüfungen an den Produkten wird nahezu ausschließlich Messtechnik von Brüel & Kjær verwendet.
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GE Healthcare mit Hauptsitz in Little Chalfont, Buckinghamshire, England, ist ein Geschäftsbereich der General Electric Company mit einem Umsatz im Bereich von 17 Milliarden Dollar und mehr als 46.000 Beschäftigten, die medizinisches Fachpersonal und Patienten in mehr als 100 Ländern betreuen. Das Spektrum der Produkte und Dienstleistungen von GE Healthcare umfasst die Bereiche medizinische Bildgebung und Informationstechnologien, medizinische Diagnostik, Patientenmonitoring, Effizienzsteigerung, Arzneimittelforschung und biopharmazeutische Fertigungstechnologien und eröffnet Ärzten weltweit neue Möglichkeiten für Vorhersage, Diagnose, Information und Behandlung von Krankheiten, damit ihre Patienten ihr Leben voll ausschöpfen können. Innovative diagnostische Lösungen| „Diagnosewerkzeuge werden zunehmend verfeinert, wobei großer Wert darauf gelegt wird, weniger invasive Verfahren mit geringerem Risiko für die Patienten zu entwickeln“ |
GE Healthcare Systems hat seinen Hauptsitz in Waukesha (nahe Milwaukee), Wisconsin, USA und ist einer der sechs Geschäftsbereiche von GE Healthcare – die anderen fünf sind Life Sciences, Medical Diagnostics, Healthcare IT, Surgery und Performance Solutions. Die von Healthcare Systems verwendeten Technologien und Methoden umfassen Röntgen, digitale Mammographie, Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT), molekulare Bildgebung, Ultraschall und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und decken ein breites Spektrum medizinischer Anforderungen ab. Die Produkte von GE Healthcare Systems stellen dem Gesundheitspersonal Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sich die Effizienz der medizinischen Betreuung verbessern lässt. Manche sind recht einfach, während es sich bei anderen um komplexe Systeme handelt, die verschiedene Technologien miteinander kombinieren. Alle jedoch leisten einen entscheidenden Beitrag zur Verhütung, Diagnose und Behandlung von Krankheiten. Der positive Einfluss von CT, PET und MRT auf u.a. die Diagnose und Behandlung von Herz-, neurologischen und Krebserkrankungen ist unbestritten. Im Gesundheitswesen liegt der Fokus heute stark auf der Früherkennung von Krankheitsstadien – sowohl bei der Diagnose als auch bei der Behandlung. Als Folge hiervon werden Diagnosewerkzeuge zunehmend verfeinert, wobei großer Wert darauf gelegt wird, weniger invasive Verfahren mit geringerem Risiko für die Patienten zu entwickeln. Bewährte, zuverlässige und erprobte Technologien | | Bild vergrößern | | Dan Nemecek, leitender Maschinenbauingenieur, (links) und Prüfingenieur Scott T. Mansell, Leiter des Maschinenbaulabors, (rechts) vor einem der mobilen Aggregate von GE Healthcare |
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Bei GE Healthcare gehen Innovation und Einfühlungsvermögen Hand in Hand. Von der Entwicklung bis zum fertigen Produkt und darüber hinaus geht es darum, die Bedürfnisse der Endanwender zu verstehen – in diesem Fall der Menschen an den Geräten, unter anderem Techniker, Kliniker und Patienten. Hohe Produktqualität, Sicherheit und Komfort sind deshalb starke Triebkräfte des Unternehmens.
Prüfingenieur Scott T. Mansell hat einen Universitätsabschluss in Elektronik und ist Leiter des Maschinenbaulabors. Das seit 35 Jahren bestehende Laboratorium für Schwingungs- und Umweltprüfungen, in dem Schall- und Schwingungsprüfungen und -analysen an medizinischen Produkten, Systemen und Komponenten von GE Healthcare durchgeführt werden, wird von ihm seit 33 Jahren geleitet. In Mansells Labor werden Lebensdauer-, Haltbarkeits- und Zuverlässigkeitsprüfungen sowie Ermüdungsversuche ausgeführt, bei denen nahezu ausschließlich Brüel & Kjær-Systeme eingesetzt werden. Vor kurzem wurde ein Akustikraum mit den Abmessungen 7,3 x 7,3 x 4,9 Meter und einem Hintergrundgeräuschpegel von 30 dB(A) eingerichtet, der auf speziell entwickelten Bodenisolatoren steht und zur Bestimmung von Schallleistung und Geräuschqualität bestimmt ist. Mansell erklärt: „Wir haben vor, in naher Zukunft für unseren neuen Akustikraum ein Arraysystem zur Geräuschquellenidentifizierung anzuschaffen.“
 | | DeltaTron® TEDS Miniaturaufnehmer Typ 4507-B |
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Die Zusammenarbeit zwischen Brüel & Kjær und GE Healthcare reicht viele Jahre zurück. Mansell berichtet: „Wir haben in der Vergangenheit viele Produkte erprobt, doch seit 1977 verwenden wir fast ausschließlich Mikrofone, Beschleunigungsaufnehmer und Ladungsverstärker von Brüel & Kjær.“ Er fährt fort: „Als wir uns vor vielen Jahren nach Analysatoren für die Messwerterfassung umsahen, entschieden wir uns für den Zweikanal-Signalanalysator Typ 2032 von Brüel & Kjær und kauften vier Geräte.“ Er fügt hinzu: „Als Universal-Beschleunigungsaufnehmer verwenden wir bei GE Healthcare den DeltaTron® TEDS Miniaturaufnehmer Typ 4507-B und abgesehen von wenigen anderen Produkten arbeiten wir ausschließlich mit PULSE, auch wenn wir anfangs Bedenken hatten, zu einer PC-Plattform zu wechseln. Unser derzeitiger Wartungsvertrag wurde übrigens zu 100 Prozent mit Brüel & Kjær abgeschlossen.“ Das erste PULSE System wurde im Jahr 2000 angeschafft und heute sind bei GE Healthcare global mehr als 20 im Einsatz. Die akustische Herausforderung – ein leiserer MRT-Scanner | | Bild vergrößern | | Ein MRT-Gerät besteht im Grunde aus einer großen zylindrischen Röhre, die von einem ringförmigen Magneten umgeben ist, in dessen Zentrum der Patient geschoben wird |
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MRT ist eine nichtinvasive Untersuchung, die ohne den Einsatz von Röntgenstrahlen sehr deutliche Bilder des menschlichen Körpers liefert. Beim MRT-Verfahren werden diese Bilder mit Hilfe von einem großen Magneten, Radiowellen und einem Computer erzeugt. Ein MRT-Gerät ist eine große zylindrische Röhre, die von einem ringförmigen Magneten umgeben ist. Der Patient liegt auf einem Tisch, der in das Zentrum des Magnetrings geschoben wird. Wenn der MRT-Scanner startet, sind klopfende und summende Geräusche zu hören, die mehrere Minuten anhalten. Verursacht werden sie durch das schnelle Umschalten von Feldgradienten, das Vibrationen hervorruft, die laute Geräusche erzeugen. Die Schallintensität kann dabei erhebliche Pegel erreichen. Dies kann verständlicherweise dazu beitragen, dass Patienten die MRT-Untersuchung als sehr beängstigend empfinden, weil das Gefühl von Klaustrophobie und Unbehagen durch den Lärm noch verstärkt wird. Die Geräusche sind so laut, dass in Räumen, in denen ein MRT-Scanner steht, Gehörschutz getragen werden muss. Eine MRT-Untersuchung dauert im Durchschnitt etwa eine Stunde, wobei der einzelne Abtastvorgang zwischen zwei und sieben Minuten dauern kann. Eine der Herausforderungen für Mansell und sein Team besteht darin, eine Lösung zu finden, die den Lärmpegel drastisch senkt und den Gesamteindruck der Patienten von der MRT-Untersuchung verbessert. Dan Nemecek ist leitender Maschinenbauingenieur bei GE Healthcare und arbeitet eng mit Scott Mansell zusammen. Er wurde an der Universität von Milwaukee ausgebildet und ist seit zehn Jahren beim Unternehmen tätig. Er und Mansell führen 90 Prozent der Geräusch- und Schwingungsprüfungen durch. Nemecek erläutert: „Wir führen Geräusch- und Schwingungsprüfungen an Komponenten und Baugruppen von MRT-Geräten aus. Das soll uns helfen, die Geräusche zu verstehen, bevor das Gerät montiert wird.“ | „In Zukunft können Jurybewertungen in Betracht kommen. Es besteht kein Zweifel, dass eine bessere Geräuschqualität für die Betreiber ein wichtiges Verkaufsargument ist.“ Dan Nemecek |
Es gibt IEC-Normen für MRT-Systeme, in denen Geräuschpegel angegeben sind – diese werden von GE Healthcare eingehalten. Nemecek fährt fort: „Auch wenn die Normen statisch sind, werden die Spezifikationsvorgaben für uns strenger. Krankenhäuser und Industriedesigngruppen fordern leisere Geräte und versuchen beharrlich, die Geräusche aus den MRT-Scannern zu verbannen.“ Er fügt hinzu: „Bei GE Healthcare führen wir kein Benchmarking durch, wir wissen jedoch, dass die Geräuschqualität für unsere Kunden ein Wettbewerbsfaktor von ständig wachsender Bedeutung ist. Wir suchen aktiv nach Lösungen zur Verbesserung der Geräuschqualität unserer Produkte und in Zukunft können Jurybewertungen in Betracht kommen.“ „Es besteht kein Zweifel“, schließt er, „dass eine bessere Geräuschqualität für die Betreiber ein wichtiges Verkaufsargument ist.“ Komponenten und Systeme durchrütteln
Schwingungsprüfungen sind für alle Produkte von GE Healthcare von großer Bedeutung, z.B. wenn es um die Frage geht: Überstehen Komponenten und Subsysteme eine Ortsveränderung oder den Transport? Wie verhalten sie sich unter verschiedenen Temperatur- und Feuchtebedingungen usw.?
Mit der PULSE-Plattform führt GE Healthcare an seinen Produkten CPB-, FFT-, 1/n-Oktavanalysen und Modalanalysen durch, um ein mathematisches Modell ihres dynamischen Verhaltens zu erhalten. Verständnis und Optimierung des eigenen dynamischen Verhaltens führen nicht nur zu stärkeren und sicheren Produkten, sondern auch zu höherem menschlichen Komfort und besserer Produktleistung. Die Prüfungen reichen von einfachen Beweglichkeitsmessungen mit Impulshämmern bis zu Multi-Schwingerreger-Anwendungen, bei denen eine große Anzahl von Beschleunigungsaufnehmern eingesetzt wird. PULSE LabShop wird zur Datenerfassung für die Modalanalyse sowie für Echtzeitmessungen verwendet. Für das Postprocessing von Zeitdaten wird PULSE Reflex eingesetzt, denn, wie Mansell es ausdrückt: „Reflex ist besonders intuitiv und benutzerfreundlich.“ GE Healthcare ist derzeit dabei, von Test for I-deas zur PULSE Reflex Plattform mit Core und Modalanalyse überzugehen. Mansell rechnet auch mit einer künftigen Analyse von Betriebsschwingformen, um die Schwingungsmuster der Geräte beim Betrieb zu ermitteln.
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Bei Lebensdauerprüfungen wird die erwartete Lebensdauer eines Produkts im Zeitraffer simuliert. Manche dieser Prüfungen sind bereits in Normen definiert und allgemein in der Branche akzeptiert. Die Produkte und Subkomponenten von GE Healthcare haben im Durchschnitt eine Lebenserwartung von zehn Jahren. Um dies präzise nachzubilden, wird die Benutzung des Produkts im Zeitraffer beschleunigt und ermittelt, wie gut die verschiedenen Komponenten und Materialien standhalten. Mansell sagt: „Unsere Produkte werden in der Regel zwischen 300 und 400 Stunden lang dauergetestet. Wir verwenden eine Reihe von elektrodynamischen Schwingerregern, darunter vier von Brüel & Kjær, und auf unserem größten Schwingtisch ist Platz für komplette Systeme, wie z.B. CT-Tische. Wir können auch Schwing- und Feuchtigkeitstests über lange Zeiträume ausführen, indem wir unsere Schwingtische mit einer Klimakammer kombinieren.“ Mit Hilfe von Lebensdauerprüfungen kann GE Healthcare Probleme und Defekte rechtzeitig erkennen, so dass Zeit zum Beheben bleibt und die Möglichkeit zum Ändern von Produktdesign und Spezifikationen besteht. Innovative Technologie für alle | | Bild vergrößern | | Das F&E-Center in Bangalore unterstützt die Vision von GE Healthcare „Innovationen zu entwickeln, die Kosten reduzieren, den Zugang zu medizinischen Leistungen erleichtern und die Qualität und Effizienz der Patientenversorgung weltweit verbessern.“ |
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Auch wenn der größte Teil der Weltbevölkerung im Gesundheitswesen ihrer Länder noch keinen angemessenen Zugang zu moderner Medizintechnik hat, gibt es ermutigende Tendenzen. Zu den positiven Zeichen gehört der inzwischen weltweite Einsatz von MRT-Geräten. Noch ist es allerdings so, dass die durchschnittliche Anzahl MRT-Scanner pro Million Einwohner in den USA 25 beträgt, während in China und Indien pro Million Einwohner weniger als ein Scanner zur Verfügung steht. Damit besteht ein großer Bedarf – und ein entsprechendes Geschäftspotenzial.
GE Healthcare hat Geschäftsstellen in aller Welt und betreibt umfangreiche Aktivitäten in Frankreich, Ungarn, Japan, Finnland und Indien. Das größte F&E-Zentrum von GE Healthcare befindet sich in Bangalore in Indien und wurde mit einem Kostenaufwand von 50 Millionen Dollar errichtet. Für Mansell besteht ein wichtiger Teil der Arbeit in Reisetätigkeit, bei der er Kunden oder andere Einrichtungen von GE Healthcare besucht. Auf seinen Reisen um die Welt von Saudi Arabien bis Kolumbien und Indien führt Mansell mit dem Laptop und dem LAN-XI Messwerterfassungssystem eine Vielzahl verschiedener Aufgaben aus – von der Fehlerbehebung am Standort von Kunden bis zur Schulung und Ausbildung des indischen Mitarbeiterstabs von GE Healthcare in der Anwendung von PULSE, Unterstützung beim Einrichten eines Laboratoriums in Bangalore oder Prüfungen mit Schwingerregern in Peking. Er wird häufig um Ratschläge und Empfehlungen gebeten und hat andere dazu inspiriert, die PULSE/LAN-XI Plattform zu verwenden. Dies alles ist Bestandteil des Engagements von GE Healthcare, die Vorteile neuer Technologien und Verfahren an Schwellenländer weiterzugeben, deren Gesundheitswesen sich noch im Aufbau befindet. Für Mansell bedeutet dies, dass er bildgebende Geräte, Kunden und Einrichtungen in der ganzen Welt betreuen darf. Er drückt es so aus: „Jeder Tag ist anders. Mein Job ist derselbe, aber es gibt keine zwei Tage oder zwei Aufgaben, die einander völlig gleichen.“
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