Erläuterungen, Messungen an Arbeitsplätzen, individuelle Störbeurteilung für Implantatträger –– Mögliche Beeinflussung von Implantaten durch EMF

Forschungszentrum für Elektro-Magnetische Umweltverträglichkeit

Mögliche Beeinflussung von Implantaten durch EMF

Erläuterungen, Messungen an Arbeitsplätzen, individuelle

Störbeurteilung für Implantatträger

––

Aufgabengebiete des IFA und FEMU

IFA

• Messung/Beurteilung der Exposition der EMF am Arbeitsplatz

• Praxisnahe Forschungsprojekte

• Regelwerke (RL, Normen, BG-Schriften…) zu EMF

• Schulungen, Seminare, Vorträge

FEMU

• Probandenstudien und Forschungsprojekte zu Wirkungen von EMF auf den Menschen (Implantate, Wahrnehmung statischer Felder …)

• Literaturdatenbank und Informationsplattform www.EMF-Portal.org zu den Wirkungen von EMF

Von jetzt auf gleich Implantatträger! Was dann?

Wiedereingliederung im Betrieb / Unternehmen

Fragen eines Implantatträgers:

• Muss ich als Implantatträger etwas tun?

 Ja, Sie müssen Ihren Arbeitgeber informieren,

denn elektromagnetische Felder können Implantate beeinflussen.

• Wer kann mir weiterhelfen?

 Über die Sicherheitsfachkraft sollten die Unfallversicherungsträger angesprochen werden. Die UVT kümmern sich um eine Beratung

• Was kann ich selber tun?

 Sie können mit der Sicherheitsfachkraft eine grobe Risiko- Abschätzung vornehmen.

Beratung durch den Unfallversicherungsträger Individuelle Störbeurteilung eines Implantats

Dazu werden benötigt:

1.

Informationen zum Implantat

2.

Informationen zu den Feldquellen (Maschinen/Anlagen)

Informationen zur Tätigkeit des Beschäftigten

4.

Informationen zum Arbeits- und Aufenthaltsbereich des Implantatträgers



Aus allen Informationen wird eine individuelle Beurteilung

der Störbeeinflussung in Form eines Berichtes erstellt.

Implantat – Arten

Was für Implantate gibt es?

Unterscheidung von passiven und aktiven Implantaten

Quelle: femu, RWTH Aachen University

Implantate – Auswirkung einer Beeinflussung

Wie werden passive oder aktive Implantate beeinflusst?



Passive Implantate können durch induzierte Wirbelströme erwärmt werden und dadurch ggf. eine Schädigung des

menschlichen Gewebes herbeiführen.



Aktive Implantate können direkt in ihrer Elektronik oder indirekt über ihre Wahrnehmung gestört werden.

Beeinflussungen der Wahrnehmung treten häufiger auf. Dabei überlagern induzierte Störspannungen die körpereigenen

Signale und können vom Implantat fehlinterpretiert werden.

Aktive Implantate – für das Herz

Funktionen:

• Stimulation wirkt antibradykard  garantiert min. Frequenz

• Defibrillation wirkt antitachykard  beendet Kammerflimmern

Herzschritt- macher (HSM)

Implantierbarer Kardioverter-

Defibrillator (ICD)

Quelle: Biotronik Quelle: St. Jude Medical

HSM / ICD – Systeme

V V I

V

V

I

VVI

1-Kammer-System

HSM / ICD – Systeme

D D D

2-Kammer-System

DDD

D

ventrikuläre Stimulation

D

ventrikuläre Detektion

D

und inhibiert (I): AAI, VVI

HSM / ICD – Systeme

unipolar bipolar

HSM / ICD – Empfindlichkeit

Empfindlichkeits- schwelle

Feldquellen / Feldarten

Welche Feldarten sind für eine Störbeeinflussung relevant?

Elektrische Felder:

Elektrische Felder dringen kaum in den Körper ein. Es entstehen aber relevante Körperströme aufgrund von Influenz.

Magnetische Felder:

Magnetische Felder durchdringen den Körper und können

Kraftwirkungen auf das Implantat ausüben oder eine Spannung ins Implantat induzieren.

Elektromagnetische Felder:

Hochfrequente elektromagnetische Felder erzeugen eine Wärmewirkung im menschliche Gewebe und können Energie in das Implantat

Feldquellen – Beispiele

Magnetische Felder: Schweißgeräte

Elektrische Felder: Hochspannungsanlagen

Feldquellen – Beispiele

Magnetische Felder: Punktschweißanlage zur Kettenherstellung Allgemeine Besonderheiten zum Schweißen:

 Gleich-/Wechselstrom

 Pulsförmige Signale

 Stromstärke

 HF-Zündspannung

 Bearbeitungsverfahren: Heften

 Schweißzyklus (Beispiel: Impulse zur Vorerwärmung)

 Bauformen der Schweißeinrichtung

Feldquellen – Beispiele

Magnetische Felder: Motoren

Magnetische Felder: Induktives Erwärmen Magnetische Felder: Magnete

Feldquellen – Beispiele

Weitere HF- Feldquellen:

 Handfunkgeräte

 RFID-Systeme

Warensicherungssysteme

 Sendeeinrichtungen

 Amateurfunk

Elektromagnetische Felder: HF-Schweißen

Arbeitsweise des Implantatträgers

Grundsatz: Mit zunehmendem Abstand zur Feldquelle

nimmt die magnetische, elektrische und elektromagnetische Feldstärke stark ab.

Mit der Betrachtung der Arbeitsweise des Implantatträgers werden die minimalen Abstände zwischen dem Implantat und der Feldquelle

bestimmt.

Außerdem sollten Handlungsmuster und Gewohnheiten bezüglich der Exposition durch magnetische, elektrische und elektromagnetische Felder erfasst werden.

Arbeits- und Aufenthaltsbereiche

Im Rahmen einer individuellen Störbeurteilung eines Implantats werden alle Arbeits- und Aufenthaltsbereiche betrachtet.

Dazu zählen:

• der Arbeitsplatz

• alle Verkehrswege, auf denen sich der Implantatträger aufhalten darf

• Nachbar-Bereiche (z.B. Schweißerei, …)

• Sozialräume (Pausenraum, …)

• Externe Arbeitsbereiche (Fremdfirma, Kundenbesuch, Exkursion, …)

Arbeits- und Aufenthaltsbereiche festlegen

Durch das Festlegen der Arbeits- und Aufenthaltsbereiche für den Implantatträger ergibt sich folgendes:

 Unklarheiten für den Implantatträger und Arbeitgeber werden beseitigt.

 Einteilung in Expositionsbereiche, in denen sich der Implantatträger aufhält (nach der DGUV Regel 103-013, vormals BGR B11)

 Wenn der Implantatträger keine kritischen Bereiche (z.B. Expositions- bereich 1) betritt, muss der Arbeitgeber keine weiteren Maßnahmen treffen. Voraussetzung: Die Arbeitsabläufe werden nicht gestört!

Messen der elektromagnetischen Felder

• Feldquelle: Angaben zur Feldquelle (Feldart, Frequenz, etc.)

• Messwert: Gemessen wird der Spitzenwert

• Messorte: Worst-Case-Betrachtung

(Messen an der Oberfläche der Feldquelle oder auf der Position des Implantats. Immer die Arbeitsabläufe berücksichtigen)

• Maximale Feldstärken: Die Auslastung der Anlagen beachten

• Betriebsmessung vor Ort:

Durch Rundgänge und Fragen vor Ort finden wir sehr oft Feldquellen, die die betroffenen Personen nicht berücksichtigt haben.

Messung von EMF – Beispiele

Schweißarbeitsplatz

 Position des Implantats

 Leitungs- und

Schlauchpaketführung

 Messort wählen

Messung von EMF – Beispiele

Versteckte Feldquellen

Bewertung der Störbeeinflussung

Wo liegen die Störschwellen von HSM / ICD?

• Normen stellen die Grundlage dar. Darin sind zulässige Werte angegeben.

• Individuell zulässige Werte können ermittelt

werden unter Berücksichtigung von Forschungsergebnissen.

Statische Felder

• Elektrische Felder verursachen keine Beeinflussung

• Magnetische Felder können den Reed-Kontakt / Hall-Sensor

schließen

 Der sogenannte ‘magnet mode’ wird aktiviert.

 HSM: Asynchrone Stimulation ICD: Deaktivierung der

Schock-Funktion und Tachykardie Detektion

 Störschwelle ab 0,5 mT

Niederfrequente Felder

 DDD-Systeme empfindlicher als VVI-Systeme

 Faktor ca. 1,5 - 2

 Unipolare Systeme empfindlicher als bipolare Systeme

 Faktor ca. 10

DDD VVI

unipolar bipolar

Niederfrequente magnetische Felder

 Norm geht von einer wirksamen Induktions- fläche von 225 cm² aus

 Individuell ermittelte wirksame Induktionsfläche liegt bei

100 cm²

 Faktor 225

100 = 2,3

Vergleich: Messwerte vs. individuelle Werte

Feldquelle Frequenz Messwert individuelle zulässige Werte

Motor 1 50 Hz 80 µT 131 µT

Motor 2 25 Hz 350 µT 262 µT

Motor 2

(Abstand 30 cm) 25 Hz 115 µT 262 µT

Dauermagnet - 12 mT 0,5 mT

Felder im Zwischenfrequenzbereich

• Störschwelle des HSM / ICD steigt mit der Frequenz

• Unter 100 Hz HSM / ICD am empfindlichsten

• Viele Anwendungen emittieren nicht-sinusförmige / gepulste Felder

• Bei gepulsten Feldern sind Feldstärke, Anstiegszeit und Periodizität zu berücksichtigen, denn obwohl Feldstärken im vermeintlich zulässigen Bereich liegen, kann es zu einer Beeinflussung kommen

 aufgrund geringer Anstiegszeiten (< 10 µs)

 aufgrund geringer Periodizität der Pulse (< 100 Hz)

Hochfrequente Felder

• Ab ca. 200 kHz kein Unterschied mehr zwischen unipolaren und bipolaren Systemen

 Zur Bewertung unipolares System annehmen

• Für körpernahe Strahlungsquellen gibt es bisher noch keine ausreichenden wissenschaftlichen Erkenntnisse, um konkrete Störschwellen anzugeben

 kritisch sind Felder mit niederfrequenter Modulation wie z.B. bei Mobilfunkstandard GSM

 Grundsatz: Eine Unterarmlänge (30 cm) Abstand zur Strahlungsquelle einhalten

• Ab ca. 10 GHz ist die Eindringtiefe in den Körper so gering, dass es praktisch zu keinen Beeinflussungen mehr kommen kann.

Maßnahmen

• Abstände zwischen dem Implantat und der Feldquelle festlegen.

(Warnhinweis mit Abstandsangabe, Markierungen, Abschrankungen)

Kernresonanzspektrometer mit 5 Gauß-Linie (0,5 mT)

Maßnahmen

• Verhaltensregeln zum Umgang mit einer kritischen Feldquelle (Elektrohandwerkzeuge,…)

Maßnahmen

• Feldstärke reduzieren

(Strom reduzieren, Anlage kurzfristig runterfahren oder ausschalten,…)

• Arbeits- bzw. Aufenthaltsverbot an kritischen Feldquellen aussprechen

Maßnahmen Zusammenfassung

• Abstände zwischen dem Implantat und der Feldquelle festlegen.

(Warnhinweis und Abstandsangabe, Markierungen, Abschrankungen)

• Verhaltensregeln zum Umgang mit einer kritischen Feldquelle (Beispiel: Elektrohandwerkzeuge, Schweißgeräte)

• Feldstärke reduzieren

(Strom reduzieren, Anlage kurzfristig runterfahren oder ausschalten)

• Arbeits- bzw. Aufenthaltsverbot an kritischen Feldquellen aussprechen

• Optional: Die Einstellungen des Implantats auf eine größere Störsicherheit prüfen lassen. Ansprechpartner: FEMU

Störsicherheit prüfen

• Exposition mit elektrischen und magnetischen 50 Hz-Feldern

• Worst-Case-Faktoren berücksichtigt

• Bestimmung der Implantat- Störschwellen in kV/m und µT

 Individuelle

Risikobewertung

Implantat- träger

Ingenieur

Kardiologe Prüfstand

Quelle: Andreas Napp et al. Circulation. 2014;129:441-450

Informationsquellen

• DGUV Information 203-043 - Beeinflussung von Implantaten durch elektromagnetische Felder; Eine Handlungshilfe für die betriebliche Praxis (bisher: BGI/GUV-I 5111)

• FB 451 Forschungsbericht: Elektromagnetische Felder am

Arbeitsplatz Sicherheit von Beschäftigten mit aktiven und passiven Körperhilfsmitteln bei Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern (Der FB 451 enthält weitere Hinweise auf Normen)

• DGUV Regel 103-013 - Elektromagnetische Felder (bisher: BGR B11)

Was kann ich selber tun?

Sie können mit der Sicherheitsfachkraft eine grobe Risiko - Abschätzung vornehmen

Wie geht man vor?

 Arbeits- und Aufenthaltsbereiche benennen

 Welche Feldquellen sind in den benannten Bereichen vorhanden

 Gefährdungspotenzial der Feldquellen mit der Tabelle aus der DGUV Information 203-043 Anhang 1 abschätzen

Hinweis: Hält sich der Beschäftigte immer im Expositionsbereich 2 auf, dann ist er in der Regel sicher, außer die oben genannte Tabelle weist auf eine mögliche Beeinflussung durch eine Feldquelle hin.

DGUV Information 203-043

Anhang 1 Typische Geräte und Anlagen

Gerät

Beeinflussung von Herzschrittmachern nicht wahr-

scheinlich möglich

Bemerkung Bürogeräte

Beleuchtung

(Decken- u. Tischleuchten) X - -

IT-Geräte (z.B. PC) X - -

Telefon/FAX-Gerät X - -

Lüfter, Heizlüfter X - -

Elektrische Bürogeräte

(z.B. Kopierer, Schreibmaschine, Aktenvernichter, Hefter)

X - -

Multimedia (Audio/Video) X - in Implantatnähe möglich

Dauermagnete (Magnetklammern,

Namensschilder, Plaketten)

X - in Implantatnähe möglich

Kontaktdaten

Ihre Ansprechpartner auf dem Gebiet der Störbeurteilung von aktiven Implantaten

Dipl.-Ing. Ingo Bömmels Dipl.-Ing. Dominik Stunder

Referat 4.4 - Strahlung Telefon: 02241 231-2826

ingo.boemmels@dguv.de

Uniklinik RWTH Aachen Telefon: 0241 80-37136

stunder@femu.rwth-aachen.de