Erfolgsgeschichte made in China: In Shenzhen produziert Siemens einen Magnetresonanz-Tomographen für kleine Budgets, der weltweit reißenden Absatz findet. Er ist ein hervorragendes Beispiel für Innovationen aus Schwellenländern, die in einem globalen Netzwerk von Ingenieuren entstehen.
Jeder Handgriff sitzt: Bevor ein MR-Gerät das Werk Shenzhen verlässt, müssen unter anderem die Nackenspulen zusammengesetzt, die Magnetspulen gewickelt und das System komplettiert werden.
Im Jahr 1946 entdeckte Felix Bloch die Kernspinresonanz – eine Erfindung, die zunächst in der chemischen Analyse Anwendung fand, und dem Schweizer Physiker sechs Jahre später den Nobelpreis bescherte. Doch erst in den 70er-Jahren revolutionierte Blochs Entdeckung auch die Medizintechnik: als bildgebendes Verfahren, das einzigartige Einblicke in den Körper erlaubt. Heute schaut der Physik-Nobelpreisträger mit durchdringenden Augen von einem Bild im dritten Stock eines Bürogebäudes am Rande der südchinesischen Industriemetropole Shenzhen und wacht über die Arbeit seiner wissenschaftlichen Enkel: Der Firmensitz von Siemens Mindit Magnetic Resonance Ltd. (SMMR) ist die Heimat der neuesten diagnostischen Bildgebungsverfahren, deren Entwicklung durch Blochs Entdeckung erst möglich wurde: mit den Magnetresonanz-Tomographen (MRT).
Bisher gehörten MR-Geräte, mit denen Ärzte scharfe Bilder vom Körperinneren ohne Röntgenstrahlung machen können, zu den teuersten Ausstattungsgegenständen moderner Krankenhäuser. Doch dank eines globalen Siemens-Entwicklungsnetzwerks in Erlangen, Oxford und Shenzhen sind MR-Tomographen inzwischen auch für Institutionen mit kleineren Budgets erschwinglich. Denn in Shenzhen wird seit 2008 das MAGNETOM ESSENZA gefertigt – ein Gerät, das eine günstige Alternative zu den aufwändigeren Highend-Systemen bietet, ohne Abstriche bei den Qualitätsstandards zu machen. Solche sogenannten S.M.A.R.T.-Produkte, die besonders zuverlässig, einfach zu bedienen, robust und kostengünstig sind, entwickelt Siemens für die Bedürfnisse der Schwellenländer – aber sie haben auch großes Potenzial, auf dem Weltmarkt erfolgreich zu sein ((siehe Artikel Chinas smarte Revolution und Pictures of the Future, Frühjahr 2009, Innovationen aus China).
„Unser MRT ist in sehr kurzer Zeit zu einem äußerst erfolgreichen Produkt geworden“, erklärt Pan Huaiyu, President und CEO von SMMR. „Sogar während der Wirtschaftskrise konnten wir den Absatz verdoppeln. Das zeigt, wie zeitgemäß dieses Gerät ist.“ Das System wurde in China und Deutschland gemeinsam entwickelt, und es wird in China produziert. Doch nicht nur in Entwicklungs- und Schwellenländern ist der Kostendruck im Gesundheitswesen hoch. Deshalb gingen von den fast 500 Geräten, die bisher hergestellt wurden, 80 % in den Export. Große Märkte sind neben asiatischen Ländern auch Europa sowie Nord- und Südamerika.
Gegründet wurde SMMR 1998 von chinesischen Wissenschaftlern, die in den USA und Europa promoviert hatten und an MR-Systemen für China arbeiten wollten. Sie entwickelten ein Einsteigermodell, doch da ihnen für anspruchsvollere Systeme das Know-how fehlte, vereinten sie ihre Kräfte 2002 mit Siemens. Der Konzern übernahm 75 % an dem Start-up. Damals hatte SMMR etwa 90 Angestellte, heute um die 500 – die Hälfte davon in der Produktion und 150 Ingenieure in der Entwicklung. Bis heute hat SMMR rund 200 Patente angemeldet, etwa für Innovationen der Anwendungen, des Kontrollsystems und der Magnettechnologie.
Zu Beginn des Joint Ventures wurden in Shenzhen nur MR-Geräte mit Permanentmagneten hergestellt, die bis heute Teil des Sortiments sind, etwa das Magnetom C! mit 100 bis 150 Stück pro Jahr. Da kein flüssiges Helium benötigt wird, sind diese Systeme für kleine Krankenhäuser in ländlichen Gegenden nach wie vor sehr attraktiv. Bei ihnen entsteht das Magnetfeld durch permanente Magnetblöcke, womit allerdings nur eine relativ geringe Flussdichte von 0,35 T erzeugt wird.
Internationale Entwicklung. Bei MR-Geräten in höheren Marktsegmenten wird das Magnetfeld von supraleitenden Magnetspulen erzeugt, die leistungsstärker und leichter sind, aber flüssiges Helium zur Kühlung brauchen. Auf genau diesem Feld hat sich SMMR seit 2008 einen Namen als Innovationsstandort gemacht, dank einer Entwicklungskooperation, die bis dato einmalig war. Zusammen mit den Siemens-Healthcare-Standorten in Erlangen und Oxford arbeitete das Shenzhener Team an der Entwicklung des MAGNETOM ESSENZA, dem preiswertesten Gerät, das es je in der 1,5-T-Klasse gab.
„Alle drei Standorte brachten Schlüsselkompetenzen ein“, erklärt Pan. Aus Erlangen kam das Know-how für die Systemintegration, also das technologische Gesamtdesign. Oxford ist Siemens’ Basis für die Entwicklung von supraleitenden Magnetspulen. In Shenzhen konzentrierte man sich darauf, die Herstellungskosten von MR-Geräten deutlich zu senken, um die Ansprüche des S.M.A.R.T.-Segments zu erfüllen.
Ein entscheidender Schritt war die Vereinfachung des Kontrollsystems für die komplexen Matrixspulen. Einfache MR-Systeme haben nur eine Empfangsspule, mit der eine bestimmte Körperregion untersucht werden kann, doch die von Siemens entwickelte Total Imaging Matrix ermöglicht die flexible Kombination von bis zu vier verschiedenen Spulen, so dass mehrere Körperregionen in einem Zyklus gemessen werden können, ohne dass der Patient neu positioniert oder das Gerät neu eingestellt werden muss.
Die Forscher in Shenzhen integrierten diese Technologie in das Siemens-MR-System, indem sie eine spezielle Schaltmatrix in die Patientenliege einfügten, mit der bis zu vier Empfangsspulen gleichzeitig benutzt werden können. Dieser Ansatz verband Kostenreduktion mit moderner Aufnahmetechnik (parallele Bildgebung), die enorm verkürzte Messzeiten und so entsprechende Einsparungen für Krankenhäuser ermöglicht. So kann etwa eine vollständige Untersuchung des zentralen Nervensystems in weniger als zehn Minuten erfolgen.
Andere Innovationen sparen Geld bei Installation, Platz- und Stromverbrauch, etwa durch den Einsatz eines leichten 3,2 t-Magneten, der in Oxford entwickelt wurde, heute aber in China gefertigt wird. Damit kann das System auch in höheren Stockwerken von Gebäuden aufgestellt werden. Zugleich erlaubt die Hochleistungselektronik gegenüber älteren Systemen Energieeinsparungen bis zu 50 %. „Mit unserem smarten MRT haben wir ein Produkt entwickelt, das es vorher nicht gab“, sagt Pan. „Es hat zwar nicht alle Funktionsmöglichkeiten von Geräten im höheren Marktsegment, aber für die meisten Anwendungen im Krankenhausalltag liefert es hervorragende Ergebnisse.“ Eine erschwingliche Alternative für Kunden, die nicht die größte Bandbreite medizinischer Anwendungsmöglichkeiten benötigen. „Unser MR-Tomograph ist ein weltweit erfolgreiches System, das nicht nur für Schwellenländer wie China attraktiv ist“, erklärt Dr. Richard Winkelmann, Produktmanager bei Siemens Healthcare.
Chinesische Qualitätsarbeit. Da sich die Kooperation zwischen den unterschiedlichen Siemens-Standorten bewährt hat, soll sie fortgesetzt werden – nicht nur in der Entwicklung, sondern auch in der Produktion. „Shenzhen hat einen Standortvorteil bei der Lokalisierung“, sagt Pan. Wurden am Anfang noch fast alle Komponenten importiert, so werden sie heute fast vollständig von chinesischen Lieferanten bezogen. „In den Aufbau unserer lokalen Zulieferbasis mussten wir sehr viel Zeit und Mühe investieren, um sicherzustellen, dass wir die richtige Qualität bekommen“, sagt Pan. „Aber der Aufwand hat sich gelohnt: Durch lokale Herstellung und kürzere Transportwege konnten wir die Produktionskosten deutlich senken.“ Weitere Einsparungen lassen sich erzielen, indem einige Bauteile künftig nur noch an einem Standort produziert werden. Das betrifft vor allem Teile, bei denen sich durch die Herstellung größerer Stückzahlen oder die Nutzung günstigerer Rohstoffe oder Arbeitskräfte Kostensenkungen erreichen lassen.
Darüber hinaus soll auch der Vertrieb zusammenarbeiten. Pan hofft, dass man dank der Kooperation mit chinesischen Krankenhäusern, die traditionell einen weiten Spagat zwischen hoher Qualität und niedrigen Kosten machen müssen, bestimmte Trends noch früher erkennen wird als in anderen Ländern. „Um die Bedürfnisse unserer Kunden zu erfüllen, müssen wir in allen Märkten sehr eng mit ihnen zusammenarbeiten und schnell auf ihr Feedback reagieren“, sagt Pan. „Dafür müssen wir heute in einem Schwellenland wie China ebenso präsent sein wie in den entwickelten Märkten Europas oder Amerikas.“