Medizinelektronik

Höchstleistung für die Gesundheit

Exoskelette unterstützen Reha-Patienten beim Erlernen von Bewegungsabläufen. Absolutwertgeber sorgen hier für die genaue Positionierung der künstlichen Gelenke.
Exoskelette unterstützen Reha-Patienten beim Erlernen von Bewegungsabläufen. Absolutwertgeber sorgen hier für die genaue Positionierung der künstlichen Gelenke.
© AdobeStock.com/Framestock

Elektromechanische Komponenten für die Medizintechnik

In der bildgebenden Diagnostik ist die Güte der eingesetzten Bauteile besonders wichtig. Das betrifft auch die Drehgeber, die in Computertomographen (CT), Magnetresonanztomographen (MRT) und Mammographie-Geräten dafür zuständig sind, die genaue Position der bildgebenden Einheiten zu erfassen. Dadurch können diese präzise auf die zu untersuchenden Körperpartien des Patienten beziehungsweise der Patientin ausgerichtet werden, sodass eine sichere Diagnose gewährleistet ist. Drehgeber für CTs und MRTs sollten zum einen strahlenresistent sein. Zum anderen müssen sie die Position der bildgebenden Einheit exakt erfassen können.

Vieler Hersteller setzen in ihren Anwendungen deshalb seit langen elektromechanischen Komponenten von Hengstler ein. Das Unternehmen aus dem schwäbischen Aldingen hat sich auf hochgenaue Zähl- und Steuerungskomponenten spezialisiert und beliefert seit Jahrzehnten Medizintechnik-Produzenten mit Drehgebern, Zählern und Relais. Ganz in der Nähe – im nur rund 20 Kilometer entfernten Tuttlingen – haben zahlreiche Unternehmen der Branche ihren Firmensitz.

Präzise Positionierung sorgt für beste Bildqualität

Der Absolutwertgeber Acuro AD35 ist mit einer Bautiefe von rund 24 mm einer der weltweit kürzesten Hohlwellengeber seiner Klasse.
Der Absolutwertgeber Acuro AD35 ist mit einer Bautiefe von rund 24 mm einer der weltweit kürzesten Hohlwellengeber seiner Klasse.
© Hengstler

Die Absolutwertgeber von Hengstler eignen sich aufgrund ihrer hohen Auflösung von bis zu 34 Bit (als Multiturn-Drehgeber) und ihrer Strahlenresistenz sehr gut für diese Anwendungen. Sie werden nicht nur in den bildgebenden Einheiten der Geräte, sondern auch in den Patientenliegen der Anlagen verbaut. Die Position der Liegen kann auf diese Weise ebenfalls zehntel-millimetergenau eingestellt werden.

Dank ihrer kompakten Bauweise lassen sich die Absolutwertgeber selbst in enge Bauräume integrieren. Eine weitere Besonderheit der Encoder ist ihre Fähigkeit, die genaue Position der Welle sogar im ausgeschalteten Zustand zu bestimmen. Hengstler bietet die Drehgeber als Multiturn-Drehgeber, Singleturn-Drehgeber, Seilzug-Geber, Robotics-Encoder und Miniatur-Drehgeber an.

Die Absolutwertgeber stecken aber nicht nur in Diagnosegeräten, sondern auch in modernen Operationsrobotern. Dort erfassen sie die Position des OP-Bestecks so exakt, dass Chirurgen mit den Robotern sogar heikle Gehirn-Operationen durchführen können. Hier kommt es auf extreme Präzision an, da kleinste Abweichungen bei der Positionierung des OP-Bestecks irreparable Schäden am Gehirn verursachen können. Hersteller von OP-Robotern verbauen deshalb oft die Acuro AD35- und AD36-Drehgeber, denn diese arbeiten mit einer Positioniergenauigkeit von ±35 Winkelsekunden und einer Wiederholgenauigkeit von ±7 Winkelsekunden. Dadurch sind sehr feine Schnitte möglich, die Patienten und Patientinnen schonen sowie optimale Voraussetzungen für einen schnellen Heilungsprozess schaffen.

Den Betriebszustand immer im Blick

Der Drehgeber Acuro AD36 verfügt über eine durchgehende Hohlwelle mit 8 mm Durchmesser.
Der Drehgeber Acuro AD36 verfügt über eine durchgehende Hohlwelle mit 8 mm Durchmesser.
© Hengstler

Zu den kritischen medizinischen Behandlungssystemen zählen aber auch Dialysegeräte und Defibrillatoren. Diese Medizinprodukte müssen immer einwandfrei funktionieren, denn sie werden unmittelbar am Patienten beziehungsweise an der Patientin eingesetzt und übernehmen eine lebenswichtige Aufgabe. Zähler von Hengstler sorgen zum Beispiel dafür, dass die Betriebsdauer von Dialyse-Geräten genau erfasst wird. So lassen sich Wartungsintervalle optimal planen beziehungsweise alte Geräte können rechtzeitig vor dem Erreichen der Verschleißgrenze gegen neue ausgetauscht werden. Die Funktionssicherheit der Geräte ist damit jederzeit garantiert.

Bei der Fertigung von Defibrillatoren stehen die Hersteller vor anderen Herausforderungen. Die Geräte müssen von Laien bedient werden können und sollten daher, einfach zu handhaben sein. Aus diesem Grund ist eine Fehlbedienung auszuschließen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, setzen die Defibrillator-Produzenten Netztrennrelais, unter anderem von Hengstler, zur Spannungsregulierung ein. Die Relais stellen sicher, dass die vom Gerät abgegebene Spannung weder den Bediener noch den Patienten gefährden kann.

Präzise Positionserkennung in Exoskeletten

Neben Diagnose und Therapie ist die Rehabilitation die dritte wichtige Säule der Medizin. Auch bei den Reha-Maßnahmen hat es in den vergangenen Jahren große Fortschritte gegeben. Wer an einer Querschnittsymptomatik, Multipler Sklerose oder Lähmungen nach einem Schlaganfall leidet, kann Bewegungsabläufe inzwischen mithilfe eines sogenannten Exoskeletts trainieren. Dessen durch Motoren angetriebene Gelenke unterstützen und verstärken die Bewegungen des Patienten, der so schneller wieder mobilisiert werden kann als bisher.

Damit das funktioniert, muss das Skelett jederzeit die genaue Position der menschlichen Gelenke »kennen«. Hier kommen die Drehgeber Acuro AD35 und AD36 ins Spiel. Die Encoder erfassen mit einer Auflösung von bis zu 34 Bit (Multiturn) die exakte Position der Exoskelett-Gelenke, damit diese möglichst genau positioniert werden können. Hengstler hat die Drehgeber mit einer Tiefe von 23,7 mm (AD35) so kompakt konstruiert, dass sie kaum Bauraum benötigen. Da die Absolutwertgeber zudem nur 80 beziehungsweise 130 g wiegen, passen sie optimal in die Leichtbauweise der Exoskelette.

Anmerkung: Dieser Artikel erschien in ähnlicher Form in der Printausgabe 3/2021 der medical design (ab S. 27). Diesen und weitere können Sie im kostenfreien ePaper unter https://bit.ly/3GntrF1 nachlesen


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