Präzise Schnitte Augenoperationen mit Ventiltechnik

Höchste Schnittpräzision: Mit Schnellschaltventilen von Festo erreicht der QUBE pro Schnittraten von bis zu 7500 Schnitte pro Minute, um den Cutter präzise einsetzen zu können.
Höchste Schnittpräzision: Mit Schnellschaltventilen von Festo erreicht der QUBE pro Schnittraten von bis zu 7500 Schnitte pro Minute, um den Cutter präzise einsetzen zu können.

Chirurgische Behandlungen des Grauen Stars, sogenannte Katarakt-Operationen, sind heute Routineeingriffe. Einen Beitrag dazu leisten Unternehmen wie Bytec Medizintechnik, die Geräte wie den »QUBE« entwickeln, der Augenchirurgen bei einer präzisen und fehlerfreien Behandlung unterstützt.

Die Operationssysteme »QUBE« und »QUBE pro« fungieren als technische Assistenten für Augenchirurgen bei Operationen gegen den grauen Star (Katarakt, auch Phako genannt) oder an der Netzhaut. Bei der Erst-Inbetriebnahme programmieren Bytec-Servicespezialisten zusammen mit Augenchirurgen jedes Gerät und berücksichtigen dabei deren individuelle Arbeitsweisen.

Zusätzliche Funktionen sind über acht Fußtaster abrufbar – inklusive Sicherheitsfunktionen. So können die Operateure die hochpräzisen Schneide- und Absauginstrumente komfortabel nutzen, die vom QUBE pro angesteuert werden. Die präzise Regulation des Drucks im Operationssystem selbst wird dabei durch Piezotechnologie möglich; Schnellschaltventile erhöhen die Schnittraten.

Leicht, leise und präzise

Bei einer Katarakt-Operation wird die getrübte Linse mittels eines Ultraschall-Handgriffs zertrümmert. Eine hochpräzise Saug-Spüleinrichtung, die über das Proportionalventil »MPYE« von Festo angesteuert wird, saugt die entstehenden Fragmente der Linse ab. Während dieses Eingriffs wird die gewünschte Höhe des Infusionsdrucks über ein Piezoventil »VEAB« von Festo gesteuert. Nach der Spülung und Entfernung von Geweberesten setzt der Chirurg eine künstliche klare Linse ein. Die hochpräzise Druckregelung wird auch bei der Operation des hinteren Augenabschnitts, auch Vitrektomie genannt, eingesetzt.

»Sicherheit steht an erster Stelle unserer Entwicklungsziele. Bei allen eingesetzten Komponenten und Systemen gehen wir während der Entwicklungsphase bis an die Grenzen des technisch Machbaren, um am Ende die Zertifizierungen der Zulassungsorganisationen wie FDA zu erhalten«, berichtet Paul Willi Coenen, Geschäftsführer von Bytec. Daher sind auch für jede Ventilfunktion  redundante Ventile vorhanden.

Technische Basis für die meisten Funktionen ist eine komplette pneumatische Steuereinheit aus Magnetventilen und Piezoventilen. Sie sorgt für den Antrieb der chirurgischen Werkzeuge, das vakuumunterstützte Absaugen und das Fördern von Flüssigkeiten. Positive Eigenschaften der Piezoventile: Sie sind leicht, leise und präzise bei geringerer Wärmeentwicklung und praktisch verschleißfrei.

7500 Schnitte pro Minute

»Je höher die Schnittrate, desto besser und feiner kann der Operateur mit dem Cutter im hinteren Augenabschitt arbeiten«, sagt Coenen. »Daher suchten wir nach Ventilen, die diese hohen Schnittraten zuließen.« Die Schnellschaltventile »MHA2« von Festo erreichen im QUBE pro Schnittraten von bis zu 7500 Schnitte pro Minute, um den Cutter, das Schneidwerkzeug zum Entfernen von Gewebe, präzise einsetzen zu können.

Harald Pauls, Entwickler des Augenoperationsgerätes QUBE pro bei Bytec, meint: »Das Herantasten an technische Grenzen ist nur möglich, weil wir partnerschaftlich nach neuen Lösungen suchen.« Dabei beziehe man unterschiedlichste Disziplinen mit ein. »Aber sehr wichtig sind uns Zulieferer der Automatisierungstechnik, die in schneller Reaktionszeit gemeinsam mit uns schrittweise und interaktiv ein Produkt wie QUBE pro zur Serienreife bringen«, sagt Pauls.

Durchblick dank Integrationstechnik

Für das QUBE pro entwickelte Festo mit Bytec einen kompakten Ventilsteuerblock. Mit der sogenannten Integrationstechnik entstand dabei eine Kanalplatte, die sämtliche Pneumatikverbindungen geschützt und schlauchlos in Form von Kanälen aufnimmt. Außerdem ließen sich dank Integrationstechnik diverse Vorvolumen und Schalldämpfer »mitintegrieren«. Für diese hätte man sonst diskrete Sonderbauteile benötigt. Dadurch beansprucht der Steuerblock 50 Prozent weniger Einbauraum gegenüber einer konventionellen Lösung mit vielen einzelnen Schläuchen für jede Pneumatikkomponente. Die Kanalplatte hat eine zentrale elektrische Sammel-Schnittstelle für alle Magnetspulen und Sensorsignale.

Ein weiterer Vorteil: Dank vormontierter und geprüfter Anschlüsse ist ein Steuerblock schnell in das OP-Gerät QUBE pro integriert. Der Steuerblock ist kompakt, leicht zugänglich und geräuscharm. »Dabei hat uns die Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern von Festo sehr geholfen. Sie reagierten schnell mit kreativen Vorschlägen auf unsere Anregungen und leisteten damit einen großen Beitrag auf unser gemeinsames Ziel hin«, meint QUBE-pro-Entwickler Pauls.