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Elektromechanik

Auch unscheinbare Bauteile können Leben retten

22. April 2021, 14:00 Uhr   |  Hengstler

Auch unscheinbare Bauteile können Leben retten
© Hengstler

Elektromechanische Komponenten: Drehgeber, Relais, Abschneider und Zähler

Elektromechanische Komponenten im Einsatz für die Medizintechnik

Medizintechnik-Anwendungen müssen zuverlässig und sehr präzise arbeiten. Hersteller medizintechnischer Geräte auf der ganzen Welt setzen deshalb seit langem Drehgeber, Zähler, Relais und Abschneider von Hengstler ein. Sie zeichnen sich durch eine hohe Qualität aus und werden bei Bedarf individuell konfiguriert.

Die Produkte des Automatisierungsspezialisten aus dem schwäbischen Aldingen kommen in vielen Diagnose- und Therapiesystemen zum Einsatz. Zu ihren Aufgaben gehört die Positionierung von Computertomografen ebenso wie die Erfassung der Hubzyklen von Beatmungsgeräten, die exakte Steuerung von OP-Robotern oder die Schaltung des Hochspannungsteils in Defibrillatoren. 

Drehgeber: Protonenstrahltherapie und OP-Roboter

Ein Anwendungsgebiet der Produkte sind Anlagen für die Protonenstrahltherapie Drehgeber wie der AD36 oder AD35 sorgen unter anderem für die exakte Ausrichtung der Schwenkköpfe der Anlagen, indem sie deren Positionsdaten in Echtzeit erfassen und an die übergeordnete Steuerung melden. Mit dieser Art der Bestrahlung können auch tief im Körperinnern liegende Tumoren zielgenau behandelt werden, ohne umgebendes gesundes Gewebe zu schädigen. Möglich wird das durch die absoluten Drehgeber, die zudem resistent gegenüber der starken Strahlung der Anlage sind. 

Der AD36 erfasst mit einer Auflösung von 19 Bit (Singleturn) bzw. 12 Bit (Multiturn) Positionsdaten vollständig digital und überträgt sie über eine bidirektionale Synchronschnittstelle (BiSS-B oder BiSS-C) mit einer variablen Taktrate von bis zu 10 MHz. Die hohe Genauigkeit der Positionsermittlung stellt Hengstler unter anderem durch die sogenannte Einschrittigkeitsprüfung sicher. Dabei wird die interne Signalverarbeitung bei jedem einzelnen Inkrement einer Plausibilitätskontrolle unterzogen. Ein Code-Check garantiert zudem, dass das Drehgebersignal die erfasste Drehung Bit für Bit wiedergibt. 

Die Drehgeber AD36 und AD35 werden aber auch in OP-Robotern eingesetzt. Dort melden sie dem Arzt die genaue Position des OP-Bestecks und der Manipulator-Arme und ermöglichen so ferngesteuerte Operationen. Da die Drehgeber die Lage des OP-Bestecks und der Manipulatoren präzise erfassen, lässt sich der OP-Raum exakt definieren. Das Risiko, angrenzende Körper-Bereiche zu verletzen, wird so auf ein Minimum reduziert.

Weitere Anwendungsgebiete in der Medizintechnik sind Flachdetektor-C-Bogen-Computertomografen und Mammographie-Geräte für die Brustkrebsfrüherkennung. Hier erfassen die Drehgeber permanent die Position der Bildgebungsanlage und der Patientenliege, um eine schnelle und sichere Erstellung des Röntgenbildes und damit eine möglichst angenehme Untersuchung zu gewährleisten. 

Zähler: Endoskope und Beatmungsgeräte

Präzision ist aber nicht nur bei der Steuerung, sondern auch bei der Überwachung medizintechnischer Geräte gefragt. Nur wenn sie richtig eingestellt sind und ihre Funktionalität ständig überprüft wird, ist die bestmögliche Behandlung des Patienten garantiert. Die Zähler von Hengstler übernehmen deshalb in vielen medizinischen Anwendungen eine wichtige Aufgabe: Sie erfassen die Betriebsstunden eines Gerätes und weisen so frühzeitig auf eine anstehende Wartung oder einen gefährlichen Verschleiß hin. Das Personal kann eingreifen und das Gerät überprüfen beziehungsweise austauschen, bevor es nicht mehr optimal arbeitet oder sogar zu einem Risiko für Patienten wird. Elektromechanische Zähler von Hengstler sind unter anderem in Röntgenanlagen oder Vorschaltgeräten von medizinisch genutzten Kaltlichtlampen zu finden. Diese Lampen werden in Endoskopen oder Operationsmikroskopen eingesetzt, weil sie eine sehr hohe Lichtintensität haben und gleichzeitig kaum Wärme erzeugen. Herkömmliche Lampen würden sich zu stark erhitzen und Gewebe zerstören.

Ein weiteres Anwendungsgebiet für Zähler von Hengstler sind Beatmungsgeräte. Hier registrieren sie jeden Hubzyklus und ermöglichen so die exakte Anpassung der Geräteleistung an die Bedürfnisse des Patienten. Auch in Maschinen für die Blutbehandlung und -analyse sowie in Pipettiersystemen spielen Zähler eine zentrale Rolle: In den Analysesystemen erfassen sie zum Beispiel die Anzahl der Blutzellen oder Bakterienkolonien. Und beim Pipettieren regeln sie das Flüssigkeitsvolumen durch das Zählen der Tropfenzahl.

Die Zähler lassen sich gut in vorhandene Netzwerke integrieren. Die hohe Kompatibilität zu bestehenden Systemen ist wichtig, da Zähler oft parallel zu speicherprogrammierbaren Steuerungen eingesetzt werden. Über die Steuerung melden sie die ermittelten Werte oder Befehlszustände an übergeordnete, zentrale Einheiten. 

Abschneider: Medikamenten-Dosiersysteme

Die Montage erfolgt über einen Schraubklemmenanschluss, eine Schlauchverschraubung oder eine Schnellsteckverbindung und ist größtenteils auch auf Leiterplatten möglich. Da die Zähler zudem kompakt sind, können sie auch in Positionen montiert werden, in denen die Funktionsfähigkeit des medizintechnischen Gerätes nicht beeinträchtigt wird. 

Wichtig für den Einsatz im medizinischen Umfeld ist auch eine große Robustheit der verbauten Komponenten. Die Zähler sind gegen magnetische Störungen geschützt und schockfest. Sie erreichen darüber hinaus hohe Geschwindigkeiten und arbeiten über einen langen Zeitraum hinweg wartungsfrei.  

Neben Zählern setzen Medizintechnik-Hersteller aber auch Abschneider von Hengstler ein – etwa in Medikamenten-Dosiersystemen. Die Abschneider sind wartungsfrei, selbstschärfend und mit verschiedenen Schnittbreiten lieferbar.  

Relais: Defibrillatoren

Auch die Relais von Hengstler finden sich in medizintechnischen Geräten. Sie sorgen beispielsweise in Defibrillatoren für die Umschaltung vom EKG zum Hochspannungsteil, sodass die Halbleiter den lebensrettenden Stromimpuls auslösen können. Darüber hinaus halten die Relais gefährliche Ableitströme vom Patienten fern. Sie eignen sich für Schaltströme zwischen 10 mA und 100 A und sind auch mit zwangsgeführten Kontakten nach DIN EN 50205 erhältlich.
 

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