Ausgabe - 14 - Produktion

38 · Automatica-Special: Medizintechnik · Produktion · 5. April 2012 · Nr. 14
Digital Imaging
Augenheilkunde: Das Wesentliche im Blick
Produktion Nr. 14, 2012
Kamerabasierte Instrumente in der Augenheilkunde diagnostizieren
Sehfehler sicher und vereinfachen die Behandlung per Laser. Baumer
liefert hierzu die Schlüsselkomponente Kamera.
Radeberg (sp). Medizinische Diagnosegeräte
profitieren heute von
den vielfältigen Möglichkeiten digitaler
Bildverarbeitung und deren
Komponenten. Vor allem in
der Augenheilkunde (Ophthalmologie)
setzen sich kamerabasierte
Diagnoseinstrumente
durch. Bei der Wellenfrontanalyse
des menschlichen Auges werden
durch den Einsatz der Baumer-
TXG-Kameras Sehfehler sicher diagnostiziert
sowie Laserbehand-
lungen optimal vorbereitet.
Fehlsichtigkeiten können jeden
treffen und die Beeinträchtigungen
haben meist weit reichende
Folgen. Sphären- und Zylinderfehler,
als allgemein bekannte
Abbildungsfehler des menschlichen
Auges, können mittels Brillen
und Kontaktlinsen ausgeglichen
werden. Dagegen können
Abbildungsfehler höherer Ordnung,
so genannte Wellenfrontfehler,
meist nur operativ korrigiert
werden. Behandlungsgrundlage
dafür ist jedoch eine entsprechende
Diagnose.
Mithilfe der Wellenfrontanalyse
können unregelmäßige Lichtbrechungsverhältnisse
innerhalb des
Auges und sphärische Aberrationen
diagnostiziert werden. Dabei
werden die durch das Auge verursachten
Wellenfrontfehler gemessen
und auf einer Wellenfrontkarte
farbkodiert abgebildet. In den Diagnoseinstrumenten
setzen sich dabei
zunehmend kamerabasierte
Systeme durch, die auf dem Hartmann-Shack-Verfahren
oder dem
Tscherning-Prinzip basieren. Bei
der Wellenfrontanalyse nach Hartmann-Shack
wird der Augenhinter-
Reflektiertes Licht wird
aufgezeichnet und analysiert
Schau mir in die Augen – in der Augenheilkunde werden zur Diagnose hochempfindliche
CCD-Kameras von Baumer eingesetzt.
Bild: Baumer
Bei der Wellenfrontanalyse werden die entstandenen Bildpunkte (schwarze
Punkte) mit den Referenzpunkten einer idealen Optik (gelbe Punkte) verglichen.
Bild: Baumer
grund mittels eines Laser „beleuchtet“.
Das reflektierte Licht wird nach
dem Passieren der Linse außerhalb
des Auges durch ein Linsen-Array
auf ein bildgebendes System (dem
Sensor einer Kamera) fokussiert.
Die hierbei entstehenden Bildpunkte
werden mit Referenzpunkten
einer idealen Abbildungsoptik
verglichen. Durch diesen Vergleich
lassen sich Wellenfrontfehler quantitativ
ermitteln und in einer Wellenfrontkarte
darstellen. Die Analyse
nach Tscherning basiert hingegen
auf der parallelen Projektion
eines Strahlengitters oder eines
Netzes von Lichtpunkten auf die
Netzhaut. Die Abbildung dieses
projizierten Musters wird durch eine
hochempfindliche Kamera aufgenommen
und mit einem Idealbild
verglichen. Auch hier lassen
sich durch den Vergleich des tatsächlichen
Bildes mit Referenzwerten
Rückschlüsse auf die Abberation
des Auges ziehen.
Mittels beider Verfahren
kann die Wellenfrontkarte
sowohl für das
gesamte Auge als auch
nur für Fehler der Hornhaut
(korneale Wellenfrontanalyse)
erstellt
werden. Bei einer anschließenden
Operation kann anhand
dieser Karte für jeden Bereich
der Hornhaut das Abtragungsprofil
des Lasers gezielt berechnet werden.
Solch eine medizinische Anwendung
stellt höchste Ansprüche
an die Messgenauigkeit und Systemzuverlässigkeit
der eingesetzten
Komponenten. Aufgrund ihrer
hochempfindlichen CCD Sensoren
und perfekten Bildqualität mit hervorragender
Farbtreue sowie ihrer
Langzeitzuverlässigkeit
und Systemstabilität sind
Baumer Kameras der TXG-
Serie für den Einsatz in
modernen Diagnoseinstrumenten
ideal geeignet. Kameramodelle
mit bis zu 5
Megapixel Auflösung und
einer GigE-Vision-Schnittstelle erlauben
eine einfache und kostengünstige
Integration in ein Diagnoseinstrument.
www.baumer.com
Halle B1, Stand 101
Präzisionsgetriebe
Dreh- und Angelpunkt am Röntgengerät
Produktion Nr. 14, 2012
Für den Rotationsarm eines digitalen Hochleistungs-Röntgengerätes
benötigte VDL Konings aus den Niederlanden ein besonders präzises,
überlastfähiges und dabei geräuscharmes Getriebe. Dafür liefert Nabtesco
das Trochoidgetriebe RV-80E.
Der Arm mit mittiger Rotationsachse
dreht über zwei justierbare Ausleger
das Röntgenröhren- und Kollimatormodul
sowie den gegenüberliegenden
Bildverstärker um den Patienten
herum.
Bild: Nabtesco
Düsseldorf (pd). VDL Konings
aus dem limburgischen Swalmen
hat sich unter anderem auf die Entwicklung
und Produktion von mittleren
und großen Komponenten für
die Medizintechnik spezialisiert.
Ein solches Bauteil im Kundenauftrag
ist der rund 2,5 Meter lange
gusseiserne Rotationsarm eines
Röntgengerätes. Der Arm mit mittiger
Rotationsachse dreht über zwei
justierbare Ausleger das
Röntgenröhren- und Kollimatormodul
sowie den
gegenüberliegenden
Bildverstärker um den Patienten
herum, sodass eine
exakte Bildfolge aufgenommen
werden kann.
Damit diese die zu Diagnosezwecken
gewünschte hohe Qualität
aufweist, muss der Rotationsarm
mit äußerster Präzision geführt
werden, insbesondere dann, wenn
aus der Bildserie eine Computertomographie
erstellt werden soll.
Im wahrsten Sinne Dreh- und
Angelpunkt des Rotationsarms ist
das Getriebe an der Rotationsachse.
Neben einer sehr hohen Präzision
muss dieses auch kompakt konstruiert
sein und hohe Sicherheitsreserven
im Fall einer Betriebsstörung
bieten, um Verletzungen der Patienten
auszuschließen. „Das Getriebe,
das wir suchten, sollte Drehungen
des Rotationsarms von -190° bis
+190° bei einer Übersetzung von
1/158 realisieren und dabei maximal
ein Spiel von 0,05° aufweisen“,
erläutert Roel Driessens,
der Einkaufsleiter bei VDL
Konings. Aufgrund dieser
Anforderungen entschieden
sich die Swalmer für
Trochoidgetriebe der Serie
RV-E von Nabtesco.
Mit einem Hystereseverlust
von weit unter einer Winkelminute
erzielen die Trochoidgetriebe
von Nabtesco Positionierungsgenauigkeiten,
die weit über
dem Durchschnitt liegen. Da die
RV-Getriebe zudem konstruktionsbedingt
sehr kompakt und mit einem
Not-Aus-Drehmoment bis
zum Fünffachen des Nennmoments
auch im Fehlerfall überaus
sicher sind, werden sie schon in
vielen medizintechnischen Produkten
eingesetzt.
Die millionenfach bewährten RV-
Reduziergetriebe übertragen die
Kräfte wälzend über Rollen. Dies
ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad,
eine lange Lebensdauer und
ein extrem geringes Verdrehspiel.
Die rollende Reibung aller an der
Kraftübertragung beteiligten Elemente
gewährleistet außerdem ein
sehr geringes Losbrechmoment.
Das bei den RV-Getrieben von Nabtesco
verwendete zweistufige Untersetzungsprinzip
(zwischen Antrieb
und Stirnrädern sowie durch
die Kurvenscheibe) reduziert die
Vibrationen sowie die Massenträgheit
und lässt größere Untersetzungen
zu. Der nahezu hundertprozentige
Kontakt innerhalb der Trochoiden-Bolzen-Konstruktion
und die
gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb
des Getriebes erlauben zudem
eine hohe Belastung.
Die von VDL Konings an den
Drehachsen der Rotationsarme
eingesetzten Getriebe sind Trochoidgetriebe
vom Typ RV-80E. Dieses
hoch untersetzende Präzisionsbauteil
erzielt ein Nennmoment von
784 Nm und ein Not-Aus-Moment
von bis zu 3 920 Nm – ist also auch
im Fehlerfall sehr sicher für Patient
und Bedienpersonal. Da der Patient
mit dem Kopf relativ nah am Getriebe
liegt, ist ein möglichst leiser Betrieb
des Getriebes wichtig. Daher
statteten die Ingenieure von Nabtesco
auf Wunsch von VDL Konings
das RV-80E in der ersten Getriebestufe
mit geschliffenen Zahnrädern
als ‚Low-Noise‘-Variante aus. Fast
ebenso wichtig wie die Leistungsdaten
des Getriebes sind für VDL Konings
die Beratung und der Service.
„Wir haben mittlerweile mehr als
350 Systeme mit diesem Getriebe
ausgeliefert und unser Kunde und
wir sind nach wie vor mit der Leistung
und Qualität der Getriebe sehr
zufrieden“, betont Roel Driessens.
www.nabtesco.de
Halle B1, Stand 501