Antriebstechnik
Piezomotoren für MRT-Roboter und PET-Scanner
Die Vorteile von Piezomotoren sind ideal für medizinische Anwendungen. In manchen Anwendungen der Diagnostik und vor allem in Verbindung mit Magnetresonanztomographen sind sie alternativlos. Das schwedische Unternehmen PiezoMotor hat sich auf die besonderen Antriebe spezialisiert.
Piezomotoren bieten eine geringe Baugröße und hohe Präzision – Merkmale, die bei Diagnosegeräten und Digitalscannern, Insulinpumpen und Operationsrobotern gefragt sind. Die Funktionsweise der Baugruppen, die PiezoMotor seit mehr als 20 Jahren entwickelt, basiert auf Piezoelektrizität. Eine Reihe von bimorphen Biegewandlern ist so angeordnet, dass sie sich bei Anlegen einer Spannung minimal biegen und ausdehnen. So bewegen sie kombiniert zu Paaren, die abwechselnd angesteuert werden, eine Antriebsstange in Nanometerschritten.
Piezomtoren für MRT-Roboter
Anwender schätzen laut Hersteller die Nanometer-Positioniergenauigkeit der Motoren, die exakte und reproduzierbare Ergebnisse mit hoher Auflösung bieten. So sorgt ein linearer und mit Piezoelektrizität betriebener Motor beispielsweise in einer Dosierpumpe für die gewünschte Genauigkeit im Nanoliter-Bereich. Bei Bedarf sind die Miniaturmotoren auch unmagnetisch, was sie für den Einsatz in Magnetresonanztomographen (MRT) qualifiziert.
Das Worcester Polytechnic Institute (WPI) hat mithilfe von Piezomotoren einen MRT-Operationsroboter entwickelt, der auch unter Einfluss des mehrere Tesla starken Magnetfeldes störungsfrei arbeitet. Der Roboter ermöglicht beispielsweise Präzisions-Thermoablation bei Gehirntumoren, die Positionierung von Elektroden für die tiefe Hirnstimulation zur Behandlung von Parkinson und auch MRT-geführte Biopsie bei Prostatakrebs.
Piezomotoren für PET-Scanner
Da die Motoren vakuumtauglich sind, eignet sich ihr Einsatz auch in Anwendungen, die mit Strahlung arbeiten, der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) etwa. Für die Herstellung der radioaktiven Isotope, die zum Scannen und zur Diagnose von Tumoren und kleinsten Metastasen dienen, wird ein Zyklotron benötigt. Aufgrund der Komplexität und des hohen Preises eines Zyklotrons hat jedoch nicht jede Klinik die Möglichkeit, diese Isotope herzustellen. Da diese Isotope schnell zerfallen, muss ihre Herstellung in der Nähe des PET-Scanners erfolgen. Vakuum-kompatible Piezomotoren machten die Architektur eines Zyklotrons wesentlich einfacher und die Anschaffung für die Kliniken erschwinglicher. (me)
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