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3-2013

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

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Editorial Überschrift Bildgebende Verfahren zum Editorial in der Medizintechnik Mit Piezoaktoren für präzise Positioniersysteme und Scanner sind Sie auf der sicheren Seite: Autor: Dipl.-Phys. Steffen Arnold, Leiter „Markt und Produkte“ bei Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG In der medizinischen Forschung, Diagnostik und Therapie steigern heute unterschiedliche bildgebende Verfahren die Qualität der Messdaten. Vor allem in automatisierten Prozessen kommen oft aus der optischen Messtechnik bekannte Verfahren zum Einsatz, z.B. Interferometrie oder Mikroskopie. Ultraschall- und Magnetresonanztechnik bieten sich ebenfalls für Visualisierungsaufgaben an. Die verschiedenen Methoden haben dabei eine Gemeinsamkeit: Sie sind auf schnelle und präzise Antriebssysteme angewiesen. Je nach Anwendung müssen diese auch noch möglichst kompakt sein oder selbst unter starken magnetischen Feldern zuverlässig arbeiten. Mit piezoelektrischen Antrieben, Scannern und Positioniersystemen sind Anwender hier auf der sicheren Seite: Piezobasierte Antriebe und Antriebssysteme sind schnell, kompakt und magnetisch nicht zu beeinflussen bzw. sie üben keinen Einfluss auf Magnetfelder aus. Da die Bewegung auf kristallinen Festkörpereffekten beruht, können Bewegungen bis in den Bereich einzelner Nanometer aufgelöst werden. Zudem gibt es keine im klassischen Sinn bewegten Teile. Somit ist auch kein mechanischer Verschleiß zu befürchten. Größe und Kraft der Antriebe wie auch Verfahrweg und Positionsauflösung variieren je nach Auslegung. Wichtig für die Auswahl ist, welches Objekt um welche Wegstrecke verschoben werden muss: Piezoaktoren sind in der Lage, Stellwege von wenigen 10 µm mit Frequenzen bis zu einigen Tausend Hertz zu durchfahren. Größere Verfahrwege werden, vor allem wenn gleichzeitig hohe Geschwindigkeiten notwendig sind, mit piezomotorischen Antrieben umgesetzt.Mit Auflösungen bis hin zu wenigen Nanometern sind sie eine interessante Alternative für die klassischen Elektromotor-Spindelkombinationen. Dabei haben die Antriebe wesentlich kleinere Abmessungen. Ultraschall-Antriebe eignen sich mit hohen Verfahrgeschwindigkeiten bis etwa 600 mm/s für schnelle Scanzyklen. Müssen vergleichsweise große Lasten bewegt werden, bieten sich so genannte Piezo-Schreitantriebe an, bei denen einzelne Aktoren entlang eines bewegten Läufers „schreiten“. Sie kombinieren Kräfte bis 600 N, hohe Auflösung im Nanometerbereich und unbegrenzte Stellwege miteinander. Für praktisch jede Aufgabenstellung bei bildgebenden Verfahren in der Medizintechnik lässt sich damit eine auf die Applikation maßgeschneiderte piezobasierte Antriebslösung finden. Dipl.-Phys. Steffen Arnold meditronic-journal 3/2013 3

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