LIC 2100 und ECN 1123 von Heidenhain sorgen für Patientenkomfort

Heidenhain LIC 2100: Das offene Längenmessgerät mit absoluter Positionsermittlung sorgt für ruckfreie Verfahrbewegungen. (Abbildung mit freundlicher Genehmigung von Varian Medical Systems, Inc. Alle Rechte vorbehalten.)
Heidenhain LIC 2100: Das offene Längenmessgerät mit absoluter Positionsermittlung sorgt für ruckfreie Verfahrbewegungen. (Abbildung mit freundlicher Genehmigung von Varian Medical Systems, Inc. Alle Rechte vorbehalten.)

Die Medizintechnik ist in vielerlei Hinsicht ein äußerst sensibler Industriebereich und zudem auch noch sehr vielschichtig. Mit dem offenen Längenmessgerät LIC 2100 und den Drehgebern ECN 1123 sowie EQN 1135 bietet Heidenhain sichere Lösungen mit hoher Genauigkeit, z.B. für die Patientenpositionierung oder für die Positionsbestimmung in der Laborautomatisierung.

Patientenpositionierung und Laborautomatisierung sind auf den ersten Blick zwei völlig unterschiedliche Anwendungsgebiete im großen Feld der Medizintechnik. Aber gerade in Sachen Positionierung zeigen sie doch viele Gemeinsamkeiten: Beide Bereiche fordern von den eingesetzten Messgeräten eine hohe Positioniergenauigkeit, absolute, spielfreie Messungen, hohe Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit, Robustheit sowie eine kompakte Bauweise. Das offene Längenmessgerät LIC 2100 sowie die Drehgeber ECN 1123 und EQN 1135 von Heidenhain erfüllen genau dieses Anforderungsprofil.

Messgeräte für hohen Patientenkomfort und hochgenaue Bilder.

Wenn bei modernen CT- und MRT-Geräten ein Patiententisch verfahren wird, müssen verschiedenste Bewegungen gemessen und geregelt werden: Damit der Patient problemlos auf dem Tisch Platz nehmen kann, verfügt er über eine Höhenverstellung. Dann wird der Patient auf dem Tisch liegend in den Scanbereich hineingefahren. Bei beiden Abläufen steht vor allem der Patientenkomfort im Fokus. Eine ruckfreie, angenehme Bewegung vermittelt dem Patienten nicht nur das Gefühl von Sicherheit und Geborgenheit, sondern sorgt auch für einen Transport, der keine Schmerzen auslöst. Im Scanbereich des Diagnosegeräts kommt es dann auf eine exakte Positionierung des Patienten bzw. des zu untersuchenden Körperbereichs für den Start der Untersuchung an. Dazu gehört neben der Längs- und Querpositionierung auch die Einstellung der Neigung.

Danach muss der Patient – je nach Diagnoseverfahren – hochgenau und definiert durch den Scanbereich verfahren und darin gedreht werden, um Bilder in der gewünschten Schichtung und mit der erforderlichen Auflösung zu generieren. Sowohl das offene Längenmessgerät LIC 2100 als auch die Drehgeber ECN 1123 und EQN 1135 sind für diese Anwendungen hervorragend geeignet. Da sie die Position absolut – d.h. jederzeit und unmittelbar ohne Referenzfahrt – ermitteln und hochaufgelöste Positionswerte übertragen, ermöglichen sie eine hochdynamische Regelung der Antriebe. Das führt wiederum zu kaum wahrnehmbaren Beschleunigungs- und Bremsvorgängen, also zu sehr gleichmäßigen, für den Patienten sehr angenehmen Fahrbewegungen. Außerdem erfolgt die Positionierung sehr genau.

Als funktional sichere Messgeräte bieten ECN 1123 und EQN 1135 darüber hinaus ein hohes Maß an Selbstüberwachung und Selbstdiagnose. Sie liefern somit Daten für eine präventive Steuerung von Service- und Wartungsintervallen. Die Heidenhain-Schnittstelle EnDat 2.2 erlaubt darüber hinaus auch eine Online-Diagnose des Betriebszustands der Messgeräte für eine hohe Verfügbarkeit der teuren Anlagen zur diagnostischen Bildgebung. Dazu gehört auch ein mechanischer Fehlerausschluss.

Fehlerfreier Probentransfer im hochautomatisierten Labor.

Für einen verlustfreien Probentransfer in hochautomatisierten Laborgeräten wie z.B. Pipettierautomaten ist neben einer genauen Positionierung auch ein gleichmäßiges Regelverhalten für ruckfreie Verfahrbewegungen verantwortlich.
Für einen verlustfreien Probentransfer in hochautomatisierten Laborgeräten wie z.B. Pipettierautomaten ist neben einer genauen Positionierung auch ein gleichmäßiges Regelverhalten für ruckfreie Verfahrbewegungen verantwortlich.

Moderne medizinische Labore zeichnen sich durch hochautomatisierte Prozesse mit hoher Wiederholgenauigkeit aus. Ihre Aufgabe ist die Analyse kleinster Einzelproben in großen Losen binnen kürzester Zeit. Deshalb enthalten beispielsweise Mikrotiterplatten immer kleinere, immer dichter zueinander platzierte Kavitäten. Auf diese Weise lassen sich große Probenlose unter Verwendung nur geringer Mengen teurer Reagenzien analysieren.

Damit die Ergebnisse der Analysen absolut zuverlässig und korrekt sind, müssen Laborgeräte wie z.B. Pipettierautomaten für das Liquid Handling hochgenau gesteuert werden. Ein fehlerhafter Flüssigkeitstransfer hätte falsche Ergebnisse und die Zerstörung von wertvollem, gegebenenfalls unwiederbringlichem Probenmaterial zur Folge. Wie wichtig die Genauigkeit moderner Labortechnik ist, zeigt auch die Tatsache, dass viele Geräte mit redundanter Messtechnik ausgestattet sind, die permanent eine Kontrollprüfung der Position durchführt.

Hohe Positioniergenauigkeit bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten in der Laborautomatisierung stellen die absoluten Längenmessgeräte LIC 2100 von Heidenhain ebenfalls sicher. Durch die absolute Messung liegt jederzeit eine genaue Information über die Position z.B. der Pipetten im Pipettierautomaten vor, Referenzierungen des Systems sind nicht erforderlich. Die hohe Auflösung der Messgeräte und der schnelle Datentransfer von und zur Steuerung über die serielle EnDat-Schnittstelle erlauben eine sehr genaue Positionierung, gleichzeitig aber auch ein sehr ruhiges, gleichmäßiges Regelverhalten für das ruckfreie Verfahren der Proben.

Offenes Längenmessgerät LIC 2100.

Das offene Längenmessgerät LIC 2100 ist dank seiner hohen Zuverlässigkeit und seiner Genauigkeitsklasse (±15 μm/m) für die Patientenpositionierung oder für Anwendungen in der Laborautomatisierung prädestiniert. Als absolutes Messgerät liefert es die Positionswerte jederzeit hochgenau und ohne vorherige Referenzierung sofort nach dem Einschalten der Anlage. Die verschmutzungs- und verschleißunempfindliche Maßverkörperung sorgt für die hohe Prozesssicherheit des LIC 2100. Der Abtastkopf erfüllt mit Schutzart IP67 höchste Anforderungen an Staub- und Feuchtigkeitsdichte für eine dauerhaft zuverlässige Funktion. Die Messlänge liegt im Standardprogramm bei maximal 3.020 mm, bei kundenspezifischen Sonderlösungen sind bis zu 6.020 mm möglich. Damit können auch lange Mess- und Regelstrecken in verketteten Laborstrecken hochgenau überprüft und gesteuert werden.

Aber nicht nur wegen dieser Eigenschaften ist das LIC 2100 für Hersteller medizintechnischer Anlagen eine sehr interessante Lösung. Auch die unkomplizierte Montage mit erstaunlichen Montagetoleranzen sprechen für das absolute offene Längenmessgerät von Heidenhain. So darf der Abstand der Abtasteinheit zum Maßband bis zu einem Millimeter variieren (Klebemontage: 0,75 mm ±0,5 mm; Montage mit Aluminiumträger: 0,75 mm +0,5 mm/–0,25 mm), seitlich ist ein Versatz um ±1 mm erlaubt. In zwei Achsen darf sich die Abtasteinheit um jeweils ±1 Grad zum Maßband verdrehen (Rollen und Nicken), der maximal zulässige Gierwinkel beträgt sogar ±2 Grad. Das alles tut der Messgenauigkeit und den hohen Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 600 m/min keinerlei Abbruch. Der Anbau des Maßbands – wahlweise über einen Maßbandträger aus Aluminium oder durch Direktverklebung – spart Zeit und Aufwand in der Fertigung. Die große Auswahl an seriellen Schnittstellen, darunter natürlich EnDat 2.2, rundet die Montagevorteile durch eine einfache elektronische Anbindung zusätzlich ab.

Absolute Drehgeber ECN 1123 und EQN 1135 mit mechanischem Fehlerausschluss für sicherheitsgerichtete Anwendungen.

Speziell für sicherheitsgerichtete Anwendungen in der Medizintechnik hat Heidenhain die absoluten Drehgeber ECN 1123 und EQN 1135 in Functional-Safety-Ausführungen entwickelt. Sie sind für sicherheitsgerichtete Anwendungen entsprechend SIL 2 (EN 61508) bzw. Kategorie 3, Performance Level d (EN ISO 13849) zertifiziert. Darüber hinaus bieten sie einen mechanischen Fehlerausschluss. Ihre formschlüssige Hohlwelle verfügt über ein spezielles Formschlusselement, das bei der Montage sicher in eine entsprechende Nut der Antriebswelle greift und damit ein Durchrutschen der Wellenverbindung wirkungsvoll verhindert. Beide Drehgeber liefern absolute Positionswerte: der ECN 1123 mit einer Singleturn-Auflösung von 23 Bit, der EQN 1135 mit einer zusätzlichen Multiturn-Auflösung von 12 Bit.

Die Datenübertragung erfolgt über die rein serielle, bidirektionale Schnittstelle EnDat 2.2. In Functional-Safety-Ausführung geben die Drehgeber über die EnDat-Schnittstelle zwei unabhängig voneinander gebildete Positionswerte aus. Der für die Beurteilung von Sicherheitssystemen erforderliche PFHd-Wert, der die Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls pro Stunde angibt, liegt für diese Drehgeber unter 15 x 10-9.

Dank ihres Gehäusedurchmessers von nur 35 mm eignen sich die Drehgeber ECN 1123 und EQN 1135 besonders für Anwendungen bei beengten Einbauverhältnissen, z.B. an kleinen Servomotoren bis Kantenmaß 40 mm, wie sie in der Medizintechnik häufig anzutreffen sind. Zu diesem Einsatzgebiet passt auch die in die Messgeräte-Elektronik integrierte Auswertung eines externen Temperatursensors in der Motorwicklung. Den digitalisierten Temperaturwert überträgt das EnDat-Protokoll rein seriell und spart auf diese Weise zwei Adern im Anschlusskabel ein.

Lesen Sie weitere aktuelle Nachrichten.