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Das Universitätsspital Basel hat den Verbrauch seiner medizintechnischen Grossgeräte genau analysiert, um bei einem sicheren Betrieb möglichst viel Energie einzusparen.
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Die Preissteigerungen im Energiesektor werden zu einem echten Problem für die Spitäler und Kliniken. Der Energieverbrauch für medizintechnische Grossgeräte beträgt rund vier bis zehn Prozent des gesamten Energieverbrauchs für Strom und Kühlung eines Spitals.
Abbildung 1: Verknüpfungen von CT- und MRI-Geräten mit der Haustechnik
Daher ist es für Spitäler und Kliniken zentral, genau zu analysieren, wie sie bei medizintechnischen Grossgeräten Energie sparen und gleichzeitig die Notstromversorgung gewährleisten können, um auch in Zukunft einen sicheren Betrieb der medizintechnischen Anlagen zu gewährleisten.
Jeder Untersuchung im MRI und CT kann ein bestimmter Energieverbrauch zugeordnet werden. Messungen am Universitätsspital Basel haben ergeben, dass der durchschnittliche Energieverbrauch (elektrisch und Kühlung) für eine CT-Untersuchung circa 1,2 Kilowattstunden (kWh) und für eine MRI-Untersuchung circa 19,9 kWh beträgt. Der für eine Angiografieuntersuchung liegt bei circa 2 kWh. 2015 betrug der Energieverbrauch für drei CT- und vier MRI-Geräte 1 107 450 kWh für Strom und Kühlung, vergleichbar mit dem Energiebedarf eines Dorfes mit 852 Einwohnenden. Dabei wird ein beachtlicher Anteil der Energie von circa 200 000 kWh (20 %) für den Standby-Betrieb benötigt.
Der Stromverbrauch im Ruhe-Betrieb (Idle-Betrieb) von CT-Geräten beträgt bis 4,0 kWh, für MRI-Geräte circa 11-18 kWh, bei Angiografieanlagen circa 5-7,8 kWh und beim PET-CT 6 kWh. Diesen Verbrauch sollten die herstellenden Firmen reduzieren und die CT-, MRI-, PET-CT-Geräte (nur den CT-Teil) sowie die Angiografieanlagen sollten im System-off-Modus nachts und am Wochenende ganz heruntergefahren werden können.
Abbildung 2: Leistungsverlauf einer Angiografieanlage im Universitätsspital Basel
Leider haben die meisten Geräte aber auch im Off-Betrieb einen Stromverbrauch, bei CT-Geräten 0,45-0,9 kWh, bei MRI-Geräten durch die Heliumkühlung 7-8 kWh, bei PET-CT-Geräten 4 kWh und bei Angiografieanlagen 0,5-0,9 kWh. Hier wäre die Nachrüstung mit einem Schaltermodul (wall switch) bereits nach circa 1,5 Jahren rentabel, um diese Geräte vollständig vom Stromnetz trennen zu können, sofern die herstellenden Unternehmen dies zulassen.
MRI-Hersteller fordern eine Kühlwassertemperatur von maximal 12 °C. Wir gehen jedoch davon aus, dass die Kühlwassertemperatur in diesem medizinischen Grossgerät nicht tiefer als 18 °C betragen darf, damit im Gerät kein Kondenswasser entsteht. Die Haustechnik kann somit die Temperatur auf 16 °C anheben und so die Effizienz der Kältemaschine steigern.
Auch können Verantwortliche mit der Weitergabe von Daten an die Haustechnik bzgl. der Zustände System off, Standby und Patientenuntersuchung der medizinischen Grossgeräte es Spitälern und Kliniken ermöglichen, Energie zu sparen. Eine solche Zustandsweitermeldung erlaubt es Verantwortlichen, die Befeuchtung, Lüftung, Beleuchtung und Gerätekühlung zu reduzieren oder ganz auszuschalten bzw. nur bei Bedarf einzuschalten.
Die herstellenden Firmen definieren die Anforderungen an die Dimensionierung der Kühlung nach Laborhöchstwerten. Gemäss unseren Messungen ist in Mitteleuropa eine Dimensionierung auf einer durchschnittlichen Leistung ausreichend und es sollte vorgängig mit den herstellenden Unternehmen und den Planenden gemeinsam der spezifische Standort festgelegt und anschliessend mit diesen Vorgaben geplant werden. Bei den Angiografieanlagen sollten die Spitäler von den Herstellern fordern, dass die Wärme über Wasser/Wasser-Plattentauscher, analog wie bei MRI oder CT und nicht wie üblich über Wasser/Luft übertragen wird.
Unsere Untersuchung und Auswertung der Unterlagen hat gezeigt, dass eine interdisziplinäre Zusammenarbeit das Verständnis verbessert, die Weitermeldung der Geräte-Zustandswerte rasch umgesetzt und somit der Energieverbrauch gesenkt werden kann.
Zu beachten ist ferner, dass es bei den Angiografiegeräten und CTs auch im System-Off-Modus zu einem Stromverbrauch von bis zu vier kWh kommt. Dieser Energieverschleiss kann durch eine Trennung des Stromkreises, die vom Gerätelieferant mitgeliefert wird, auf null gesenkt werden. Bei gewissen Geräten kann auch bei längeren Patientenpausen das Gerät ganz abgeschaltet werden, ohne den Patientenbetrieb zu verzögern.
Beitragsbild: Pexels, Max Mishin