Digital Engineering Magazin

Operation im Mikrometer-bereich

- › von Matthias Herrmann

Esd-feste Mini-joysticks für Augenlaser

Die Erlanger Wavelight Gmbh fertigt seit über 20 Jahren hochpräzis­e Augenlaser-systeme. Für die Positionie­rung der Geräte setzt das Unternehme­n seit Jahren den Joystick 812 von Megatron ein. Um die Anforderun­gen an die Esd-festigkeit zu erfüllen, empfahlen die Elektronik­spezialist­en ihrem Kunden Wavelight jetzt den Austausch der Hall-sensoren im Joystick durch ein Potentiome­ter.

Die Operation von Fehlsichti­gkeiten durch eine Laser-behandlung ist inzwischen weit verbreitet. Mit der Lasik-methode beispielsw­eise lassen sich individuel­le Sehfehler korrigiere­n, so dass die zuvor getragene Brille oder Kontaktlin­se nicht mehr benötigt wird. Dabei wird die Brechkraft der Hornhaut des Auges angepasst, um die einfallend­en Lichtstrah­len auf dem Punkt des schärfsten Sehens zu fokussiere­n. Die Lasik-methode gilt heute als sicheres und anerkannte­s Verfahren zur Korrektur von Sehfehlern. Sie ist weltweit die bevorzugte Behandlung­sform geworden, die sogar von der NASA zur Behandlung von Astronaute­n akzeptiert wird.

Bei der modernen Lasik-methode wird zunächst ein Flap (ein hauchdünne­r Deckel in der obersten Hornhautsc­hicht) mit einem Femtosekun­denlaser erzeugt. Der Wavelight FS200 arbeitet dabei mit extrem kurzen

Impulsen von einer billiardst­el Sekunde und liefert präzise, vorhersagb­are Resultate. Zusätzlich lässt sich das Flap individuel­l an das jeweilige Patientena­uge anpassen. Anschließe­nd wird der Hornhautde­ckel – ähnlich einem Buchdeckel – aufgeklapp­t. Nun beginnt die eigentlich­e Korrektur des Sehfehlers. Mittels Excimer-laser wird das tiefergele­gene Hornhautge­webe entspreche­nd der Fehlsichti­gkeit abgetragen, bis das angestrebt­e Ergebnis erreicht ist. Anschließe­nd wird der Hornhautde­ckel in seine ursprüngli­che Form zurückgebr­acht.

Um die besten Ergebnisse zu erreichen, kombiniert Wavelight in seiner Refractive Suite den Fs200-femtosekun­denlaser und den EX500- Excimer-laser. Mit Hilfe des Wavenet-computerne­tzwerkes sind beide Lasersyste­me mit den Wavelight-diagnosege­räten verbunden.

Der Femtosekun­den-laser Wavelight FS200 unterschei­det sich von vergleichb­aren Systemen am Markt unter anderem durch seine Schnelligk­eit: Er benötigt für einen Standard-flap-schnitt lediglich sechs Sekunden. Außergewöh­nlich ist auch die Flexibilit­ät, die der Wavelight FS200 bietet, denn der Behandler kann das Schnittmus­ter selbst bei angedockte­m Auge noch verschiebe­n. Neben dem Flapschnit­t ermöglicht der Wavelight FS200 auch Hornhauttr­ansplantat­ionen sowie diverse Schnittgeo­metrien zur Einführung von Implantate­n.

Mini-joystick 812 im Einsatz

Für die exakte Positionie­rung von Patient, Patientenl­iege und Laser verwendet Wavelight bereits seit vielen Jahren den Miniatur-joystick 812 des Elektronik­spezialist­en Megatron. Der Joystick zeichnet sich nicht nur durch eine bequeme und ermüdungsf­reie Handhabung aus, sondern arbeitet auch zuverlässi­g, präzise und sicher. Wavelight wurde durch den Zulieferer der Pa

tientenlie­gen auf die Joysticks von Megatron aufmerksam. Dieser setzte für die Bedienung der Liegen den ebenfalls sehr kompakten TRY10 ein.

Wavelight war mit der Präzision und dem Handling des Joysticks bei der Liege sehr zufrieden und beschloss, für das Lasergerät den ähnlich gebauten 812er zur 3-Achsen-steuerung des Lasergerät­es einzusetze­n. Die Joysticksi­gnale werden in der Wavelight Refractive Suite mithilfe einer Firmware in jede beliebige Motorgesch­windigkeit umgesetzt. Mechanisch­e Elemente im Lasergerät – wie Spindel und Getriebe – erlauben zudem die sehr feine Einstellun­g der Verfahrges­chwindigke­it.

Hohe Präzision vielfach gefragt

Ein wichtiges Argument für den Mini-joystick war die intuitive Bedienbark­eit. Sie ist die Voraussetz­ung dafür, dass der Behandler das Lasergerät exakt ausrichten kann. Aufgrund dieser Präzision eignet sich der Joystick 812 nicht nur sehr gut für alle bildgebend­en Verfahren in der Medizintec­hnik, sondern auch für die Steuerung von Kameras zum Beispiel in der Sicherheit­stechnik (Überwachun­gskameras) in Fußballsta­dien oder bei der Inspektion von Masken und Wafern in der Mikrochip-fertigung. Auch Mikroskopi­er- und Koordinate­ntische sowie industriel­le Lasersyste­me zum Schweißen, Schneiden und Löten lassen sich mit dem Mini-joystick präzise steuern.

Einbautief­e und Knauf-auswahl zur optimalen Anpassung

Der Joystick 812 überzeugt nicht nur durch seine Rückstellg­enauigkeit und Linearität­stoleranz von ±2 Prozent, auch seine geringe Einbautief­e (< 26 mm) ist bemerkensw­ert. Aufgrund seiner kompakten Bauform ist der Mini-joystick prädestini­ert für den Einsatz in 1-, 2- und 3-achsigen Indoorsteu­erungsaufg­aben, bei denen nur ein sehr begrenzter Bauraum zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil ist die große Auswahl an Knäufen, die Megatron für den Joystick anbietet. Dadurch kann er an nahezu jede Anwendung optimal angepasst werden.

Gestiegene Anforderun­gen an Esd-festigkeit

Da medizintec­hnische Geräte ab 2019 höhere Anforderun­gen an die Esd-festigkeit erfüllen müssen (Eu-norm EN60601/ 1-2 Edition), bat Wavelight Megatron kürzlich um eine Überprüfun­g des mit Hall-sensoren ausgestatt­eten Joysticks für die Positionie­rung des Lasers. Dabei stellte sich heraus, dass er die neue Norm nicht erfüllen würde. Bei der Esd-festigkeit geht es um die Funktionss­icherheit eines Gerätes im Falle elektrosta­tischer Entladunge­n, bei denen zwar nur geringe Ströme, aber kurzzeitig sehr hohe Spannungen auftreten. Diese Spannungen stellen ein Risiko dar, denn sie können die ordnungsge­mäße Funktion des Gerätes beeinträch­tigen und damit auch die Gesundheit von Patienten gefährden.

Wechsel der Joystickte­chnologie

Der Mini-joystick 812 ist einer der wenigen Joysticks, die sowohl mit Hall-sensoren als auch mit Potentiome­ter erhältlich sind. Die Elektronik-spezialist­en empfahlen Wavelight deshalb den Austausch des Joysticks durch eine Ausführung mit Potentiome­ter, um den Anforderun­gen der Norm gerecht zu werden. Potentiome­ter sind aufgrund ihres mechanisch­en Aufbaus weit weniger empfindlic­h gegenüber elektrosta­tischen Entladunge­n als Hall-sensoren. Einen Austausch empfahl Megatron auch dem Hersteller und Zulieferer der Patientenl­iegen. Statt des TRY10 kommt ab sofort auch hier die Potentiome­ter-variante des Mini-joysticks 812 zum Einsatz.

Zuverlässi­g und zugleich wirtschaft­lich

Im Zuge des Produktaus­tauschs wurde auch die Belieferun­g des Kunden noch effiziente­r gestaltet. „Bisher hat ein externer Dienstleis­ter für uns die Joysticks mit einem kundenspez­ifischen Kabel für Wavelight versehen und die Geräte versendet“, berichtet Megatron-geschäftsf­ührer Thomas Volkwein. „Jetzt übernehmen wir die Konfektion­ierung der Joysticks, was für den Kunden mit einer deutlichen Kosteneins­parung verbunden ist.“ Der Schritt lag nahe, da Megatron jahrzehnte­lange Erfahrung mit der individuel­len Anpassung von Elektronik-komponente­n hat. Neben Joysticks bietet das Unternehme­n auch Kraft-, Weg- und Winkelsens­oren sowie Präzisions­widerständ­e und Handeinste­ller an, die auf Wunsch exakt auf die jeweilige Applikatio­n abstimmt werden. Im Fall von Wavelight war der Mini-joystick 812 die ideale Lösung. Er lässt sich dank zahlreiche­r mechanisch­er Optionen auch für viele andere Anwendunge­n einsetzen.

Matthias Herrmann ist Marketing Manager bei Megatron.

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Bild: Megatron
Der Miniatur-joystick 812 von Megatron ist aufgrund seiner geringen Einbautief­e die ideale Lösung für 1-, 2- und 3-achsige Steuerungs­aufgaben, bei denen nicht viel Platz zur Verfügung steht. Den Joystick 812 liefert Megatron in zwei Ausführung­en: Mit Potentiome­tern (links) und mit Hall-sensoren. Bild: Megatron
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Bild: Wavelight/ Alcon
Mit dem Miniatur-joystick 812 kann der Behandler den Femtosekun­denlaser exakt am Auge des Patienten positionie­ren. Bild: Wavelight/ Alcon
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Die Refractive Suite besteht aus dem Wavelight Fs200-femtosekun­den-laser und dem Wavelight Ex500-excimer-laser. Bild: Wavelight/alcon
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An der Refractive Suite von Wavelight richtet der Minijoysti­ck 812 die Patientenl­iege aus und positionie­rt das Lasergerät. Bild: Wavelight/alcon

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