Interventional Systems entwickelt mit Micromate™ eine Robotik- und Navigationslösung für minimalinvasive Eingriffe. Die Genauigkeit des Systems ist an fünf Titan-Landmarken in der Endeffektor-Baugruppe verankert. Microvista weist per industrieller CT rückführbar nach, dass jede innerhalb der Zeichnungstoleranz liegt, als End-of-Line-Kontrolle.
| Auf einen Blick | |
|---|---|
| Kunde | Interventional Systems (iSYS Medizintechnik GmbH), Spezialist für robotergestützte Assistenzsysteme für minimalinvasive Interventionen, Hersteller des Systems Micromate™ |
| Branche | Medizinrobotik |
| Einsatzgebiet | Interventionelle Radiologie und verwandte Fachbereiche, CT- und fluoroskopisch geführte Eingriffe |
| Aufgabe | Zerstörungsfreie Vermessung von fünf Titan-Landmarken in der Endeffektor-Baugruppe |
| Verfahren | Industrielle Computertomographie als End-of-Line-Kontrolle |
| System | Mehrere CT-Systeme mit Flachdetektor, dazu die passende Auswertesoftware |
| Parameter | 225 kV · 480 µA · 500 ms · 2.880 Projektionen · 103 µm Voxelgröße |
| Ergebnis | Rückführbarer Nachweis je Baugruppe, dass jede Landmarke innerhalb der Zeichnungstoleranz liegt, vollständig zerstörungsfrei |
| Nutzen | Sichere Basis für die automatische Kugelerkennung im klinischen CT und die anschließende optische Navigation |
Der Kunde
Interventional Systems (iSYS Medizintechnik GmbH) ist ein Medizintechnikunternehmen, das sich auf robotergestützte Assistenzsysteme für minimalinvasive Interventionen spezialisiert hat. Mit Micromate™ entwickelt und vermarktet das Unternehmen eine präzise Navigations- und Robotiklösung für CT- und fluoroskopisch geführte Eingriffe. Das Ziel ist klar umrissen: Nadelplatzierungen genauer machen, die Strahlenbelastung für Patienten und medizinisches Personal senken und klinische Abläufe effizienter gestalten. Eingesetzt werden die Lösungen international in der interventionellen Radiologie und verwandten Fachbereichen.
Micromate wird direkt am Patiententisch montiert. Zur räumlichen Orientierung dienen fünf Titankugeln in der Endeffektor-Baugruppe als Landmarken. Sie werden im CT-Bild automatisch erkannt, woraus der Roboter seine Lage relativ zum Patienten bestimmt. Sitzen die Kugeln genau, ist diese Bestimmung präzise genug, dass anschließend rein optisch navigiert werden kann, ohne weitere CT-Aufnahmen am Patienten. Damit zahlt die Fertigungsgenauigkeit der Kugeln direkt auf die Ziele des Unternehmens ein, denn jede eingesparte Aufnahme bedeutet weniger Strahlenbelastung und einen schnelleren Ablauf.
Die Herausforderung
Microvista digitalisiert die Baugruppe vollständig per industrieller Computertomographie. Dieser Scan findet einmal in der Fertigung statt und ist nicht mit der Bildgebung im Eingriff zu verwechseln. Das Bauteil wird aus vielen Richtungen durchleuchtet und zu einem vollständigen dreidimensionalen Volumen rekonstruiert, innen wie außen, in einem einzigen Scan.
Die Lösung
Microvista digitalisiert die Baugruppe vollständig per industrieller Computertomographie. Dieser Scan findet einmal in der Fertigung statt und ist nicht mit der Bildgebung im Eingriff zu verwechseln. Das Bauteil wird aus vielen Richtungen durchleuchtet und zu einem vollständigen dreidimensionalen Volumen rekonstruiert, innen wie außen, in einem einzigen Scan.
Ein belastbares Ergebnis beginnt mit den passenden Aufnahmeparametern. Für die metallische Endeffektor-Baugruppe kamen folgende Werte zum Einsatz:
| Parameter | Wert | Wozu |
|---|---|---|
| Röhrenspannung | 225 kV | genug Energie, um das Metall zu durchdringen |
| Röhrenstrom | 480 µA | ausreichend Signal für kontrastreiche Bilder |
| Integrationszeit | 500 ms | rauscharme Einzelaufnahmen |
| Projektionen | 2.880 | dichte Abtastung für ein artefaktarmes Volumen |
| Voxelgröße | 103 µm | feine Auflösung für eine zuverlässige Mittelpunktbestimmung |
Jede Titankugel wird als vollständiger Volumenkörper rekonstruiert. Aus tausenden Oberflächenpunkten berechnen wir den geometrischen Mittelpunkt.
Titan hebt sich dabei klar vom umliegenden Material ab. Anschließend wird für jede Kugel der Mittelpunkt als bestangepasste Kugel bestimmt und im Soll-Ist-Vergleich der Zeichnung gegenübergestellt, je Achse einzeln und als räumlicher Gesamtwert. Daraus ergibt sich für jede Kugel eine klare Aussage: innerhalb der Toleranz oder nicht.
Umgesetzt ist das Ganze als End-of-Line-Kontrolle; als Grundlage genügte die technische Zeichnung mit den Spezifikationen.
Das Ergebnis
Für jede Baugruppe liegt rückführbar dokumentiert vor, ob jede der fünf Landmarken innerhalb der Zeichnungstoleranz liegt, vollständig zerstörungsfrei. So ist sichergestellt, dass die automatische Kugelerkennung im CT-Bild auf einer geometrisch einwandfreien Baugruppe aufsetzt und die optische Navigation ohne weitere CT-Aufnahmen am Patienten funktioniert. Auf Wunsch lässt sich der komplette 3D-Datensatz archivieren. Bereits nach einem ersten Versuch konnte Microvista die benötigten Positionsdaten liefern.
Dass Interventional Systems diese End-of-Line-Kontrolle fest etabliert hat, zeigt, wie konsequent das Team auf Präzision und Patientensicherheit setzt.
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Wir sind auf Microvista zugegangen, um für unsere Endeffektor-Baugruppe eine End-of-Line-CT-Kontrolle einzuführen, die recht enge Toleranzanforderungen erfüllen musste. Es genügte eine technische Zeichnung mit den Spezifikationen, und schon nach einem ersten Versuch konnten sie uns die benötigten Landmarken-Positionsdaten liefern. Insgesamt ein sehr reibungsloser Prozess mit hervorragenden Ergebnissen.
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– Pedro Pinto, Head of Development, Interventional Systems –
Über Microvista
Microvista führt seit 2008 industrielle Computertomographie als Dienstleistung durch, für Kunden aus der Medizintechnik, der Automobil- und Luftfahrtindustrie, der Batterietechnik, der additiven Fertigung, der Archäologie und dem Gießereiwesen. Für unterschiedliche Bauteilgrößen und Prüfaufgaben stehen mehrere CT-Systeme bereit, dazu die passende Auswertesoftware.
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