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Antriebstechnik in der Medizin

Immer der richtige Antrieb

30. März 2015, 9:13 Uhr | von Kurt Metz

Bild 1: Wichtige Aufgabe: In den Deckenstativen von OP-Leuchten sorgen Kleinaktuatoren mit Gewindespindel für die präzise Ausrichtung der Lichtquelle

Antriebslösungen in der Medizintechnik müssen zahlreiche Anforderungen an Sicherheit und Hygiene erfüllen, gleichzeitig sind die Einsatzbereiche oft speziell. Weil Antriebstechnik von der Stange selten passt, übernehmen spezialisierte Systemhäuser das Zusammenstellen und Implementieren der Produkte.

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Die Konstruktion moderner medizintechnischer Geräte ist sehr anspruchsvoll – um sie für den Patienten so sicher und komfortabel wie möglich zu gestalten, schreibt der Gesetzgeber eine Vielzahl von Regelungen vor. Und mit der wachsenden Bedeutung der Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen müssen die Geräte zusätzlich höchste Anforderungen bezüglich Effizienz und Lebensdauer erfüllen. Dies gilt natürlich auch für Antriebe, hier sind je nach Anwendungsfall Hygiene, Baugröße, Leistung oder auch Robustheit wichtige Kriterien. Wenn es um die Auswahl der richtigen Lösungen geht, stehen spezialisierte Antriebstechnik-Systemanbieter wie A-Drive den Entwicklern beratend zur Seite. Über 30 Jahre Erfahrung machen das Unternehmen zu einem kompetenten Partner in allen Fragen rund um Motoren, Regler und Steuerungen. Besonderen Wert legen die Taunussteiner Experten darauf, die Produkte kundenspezifisch anzupassen. Um dabei möglichst schnell und kosteneffizient agieren zu können, greift A-Drive auf einen Systembaukasten zurück: Die individuelle Kombination von Standardkomponenten ermöglicht eine schnelle Optimierung auf den jeweiligen Anwendungsfall, ohne auf teure Sonderausführungen zurückgreifen zu müssen.

Zahnarztstuhl und Bohrer

Dabei sind es nicht nur hochspezielle Nischenanwendungen, bei denen ausgeklügelte Lösungen zum Einsatz kommen. So ist bei einem normalen Zahnarztbesuch Antriebstechnik auf vielen Ebenen im Spiel – angefangen beim Behandlungsstuhl. Sicherheit und Komfort spielen hier eine große Rolle, denn der Stuhl muss sich sanft und zielgenau verstellen lassen. Zudem sollte der Antrieb möglichst kompakt sein, denn ein insgesamt »schlank« konstruierter Stuhl ermöglicht dem Arzt, möglichst nahe am Patienten zu arbeiten. Selbstverständlich müssen die eingesetzten Antriebe auch den hygienischen Vorschriften entsprechen und möglichst unempfindlich gegen Reinigungs- sowie Desinfektionsflüssigkeiten sein. Bürstenlose Gleichstrommotoren können alle genannten Anforderungen erfüllen. Sie sind quasi verschleißfrei, lassen sich sehr kompakt konstruieren und können dennoch die nötige Kraft und Leistung erbringen. Die niedrige Spannung der Motoren ermöglicht zudem einen einfachen Berührungsschutz und folglich einen sicheren Betrieb.

Bei der eigentlichen Behandlung schließlich müssen die Instrumente des Zahnarztes angetrieben werden. Beispiel Wurzelbehandlung: Dabei kommen rotative Schrittmotoren zum Einsatz, die eine individuelle computergesteuerte Einstellung von Drehmoment und Drehzahl für jedes einzelne Instrument ermöglichen. So kann der Arzt besonders exakt arbeiten, andererseits lässt sich die Lebensdauer der Instrumente signifikant verlängern. Die Schrittmotoren sind zudem so vibrationsarm, dass der Patient die Behandlung kaum spürt.

Für den Zahnarzt, aber auch in allen medizinischen Operationsumgebungen, ist eine genaue Ausrichtung der LED-Beleuchtung wichtig (Bild 1). Dafür sorgen Kleinaktuatoren mit integrierten Gewindespindeln. Sie stellen eine komplette Verstelleinheit dar und sind in verschiedenen Bauarten erhältlich. Generell ist in allen (Decken-)stativen raffinierte Technik verbaut: Damit die Geräte nach der richtigen Einstellung auch in der jeweiligen Position verbleiben, werden in allen Gelenken besondere Mechaniken zum Halten eingesetzt. Um Drehmomentschwankungen auszuschließen, werden die Leitungen über Schleifringe in allen Gelenken kraftneutral umgesetzt.

Wasserstrahl dosieren

Bei speziellen Einsatzbereichen und Produkt-Neuentwicklungen ist die Beratungskompetenz von A-Drive besonders gefragt – schließlich gilt es hier, gemeinsam mit den Konstrukteuren die individuell richtige Antriebslösung zusammenzustellen. So geschehen beim Hersteller eines Geräts für die Wasserstrahl-Liposuktion. Bei dieser relativ neuen Methode wird das Fett mit einem fächerförmigen, flächigen Wasserstrahl schonend aus dem Gewebe gelöst und zeitgleich abgesaugt.

Das umliegende Bindegewebe, die Nerven und Blutgefäße bleiben dabei nahezu unversehrt. Das Verfahren ist weitgehend schmerzfrei, sodass keine Vollnarkose erforderlich ist. Um den Wasserstrahl über eine Kolbenpumpe genau dosieren und schnell anpassen zu können, erfolgt die Hubbewegung mit einem geregelten Antrieb. Hier kommt ein Hochleistungs-Stellzylinder des Typs »GSX20« mit invertiertem geschliffenen Planetenrollengewindetrieb und integrierter »T-LAM«-Motortechnik zum Einsatz (Bild 2). Diese Bauart ermöglicht besonders kompakte Bauvolumen und ist wartungsarm. Die mobile Einheit ist gemäß Schutzart IP54 zertifiziert und verfügt über eine Wicklung für eine 230-V-Wechselspannung. Die Hublänge ist individuell angepasst. Die Regelgüte und Kraftdichte der Antriebslösung sichern die Prozessqualität und Zuverlässigkeit der Absaugeinheit.