Sicherheit und Präzision in der Medizintechnik

Für die Gesundheit

Ob Computertomographen, Dialysegeräte oder Defibrillatoren: Medizintechnische Geräte müssen strenge Qualitätskriterien erfüllen. Die Hersteller dieser Geräte sind in ihren Anwendungen daher auf Drehgeber, Zähler und Relais angewiesen, die hochgenau arbeiten, strahlenresistent sind und sehr wenig Bauraum benötigen.
 Die hohe Auflösung der Drehgeber ermöglicht die exakte Positionierung der bildgebenden Einheiten von CTs, MRTs und Mammographie-Geräten.
Die hohe Auflösung der Drehgeber ermöglicht die exakte Positionierung der bildgebenden Einheiten von CTs, MRTs und Mammographie-Geräten.Bild: samunella/AdobeStock

Moderne Medizintechnik ermöglicht die Erkennung und Behandlung von Krankheiten, die früher nicht diagnostizier- oder heilbar waren. Da die Geräte und Anlagen direkt am Menschen zum Einsatz kommen, bergen sie allerdings ein großes Risikopotential – sowohl für den Patienten als auch für den Therapeuten. Medizintechnische Geräte unterliegen deshalb dem Medizinprodukte-Gesetzt (MPG) und müssen umfangreiche Tests durchlaufen, bevor sie eine Zulassung erhalten. Die Produkte durchlaufen zudem ein sogenanntes Konformitätsbewertungsverfahren, in dem der Hersteller nachweisen muss, dass sein Produkt sicher ist und die beschriebenen medizinischen Leistungen erbringt. Bei medizintechnischen Geräten der Risikoklassen Im, Is, IIa, IIb und III kann das CE-Kennzeichen darüber hinaus nur durch eine staatlich überwachte Benannte Stelle verliehen werden.

Medizintechnische Geräte müssen hohe Anforderungen erfüllen

Ein Bestandteil des Zulassungsprozesses ist die Risikoanalyse. Hier wird u.a. geprüft, ob bei dem jeweiligen Gerät die mechanische, elektrische und elektromagnetische Produktsicherheit gewährleistet ist. Auch die Messgenauigkeit – z.B. von Sensoren – ist Gegenstand der Untersuchungen. Den strengen Anforderungen in puncto Leistung und Sicherheit können medizintechnische Geräte allerdings nur gerecht werden, wenn sämtliche Bauteile höchsten Qualitätsstandards genügen.

Präzise Positionierung sorgt für beste Bildqualität

In der bildgebenden Diagnostik ist die Güte der eingesetzten Bauteile besonders wichtig. Das betrifft auch die Drehgeber, die in CTs, MRTs 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 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.

Die Absolutwertgeber von Hengstler eignen sich aufgrund ihrer hohen Auflösung von bis zu 34Bit (als Multiturn-Drehgeber) und ihrer Strahlenresistenz 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.

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

Drehgeber ermöglichen selbst hochkritische Gehirn-OPs

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 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 die Acuro AD35- und AD36-Drehgeber, denn sie arbeiten mit einer Positioniergenauigkeit von ±35 Winkelsekunden und einer Wiederholgenauigkeit von ±7 Winkelsekunden. Dadurch sind feinste Schnitte möglich, die den Patienten schonen und Voraussetzungen für einen schnellen Heilungsprozess schaffen.

Den Betriebszustand immer im Blick

Zu den kritischen medizinischen Behandlungssystemen zählen aber auch Dialyse-Geräte und Defibrillatoren. Diese Medizinprodukte müssen einwandfrei funktionieren, denn sie werden unmittelbar am Patienten eingesetzt und übernehmen eine lebenswichtige Aufgabe. Sie sorgen z.B. dafür, dass die Betriebsdauer von Dialyse-Geräten genau erfasst wird. So lassen sich Wartungsintervalle planen bzw. alte Geräte können rechtzeitig vor dem Erreichen der Verschleißgrenze gegen neue ausgetauscht werden.

Bei der Fertigung von Defibrillatoren stehen die Hersteller vor anderen Herausforderungen. Diese Geräte müssen von Laien bedient werden können und daher einfach zu handhaben sein. Aus diesem Grund ist eine Fehlbedienung auszuschließen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, setzen die Defibrillator-Produzenten Netztrennrelais 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 z.B. 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 ebenfalls die Drehgeber Acuro AD35 und AD36 ins Spiel. Die Encoder erfassen mit einer Auflösung von bis zu 34Bit (Multiturn) die exakte Position der Exoskelett-Gelenke, damit diese möglichst genau positioniert werden können. Der Hersteller hat die Drehgeber mit einer Tiefe von lediglich 23,7mm (AD35) kompakt konstruiert. Da die Absolutwertgeber zudem gerade einmal 80 bzw. 130g wiegen, passen sie sich in die Leichtbauweise der Exoskelette ein.

Höchste Flexibilität in der Fertigung

Robustheit, Präzision und Zuverlässigkeit sind aber nur einige der Gründe, warum Medizintechnik-Hersteller Komponenten von Hengstler einsetzen. Ein weiteres wichtiges Argument ist die kundenspezifische Fertigung. Das Unternehmen produziert nach dem Zellenprinzip und kann deshalb sehr flexibel auf besondere Wünsche und Anforderungen eingehen.

Hengstler GmbH

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