Der Patientenstuhl für den Transport und die Lagerung
von Patientinnen für Mammographie-Untersuchungen und
stereotaktische Eingriffe von Akrus basiert auf der RK-Powerlift-M-Hubsäule.

Der Patientenstuhl für den Transport und die Lagerung
von Patientinnen für Mammographie-Untersuchungen und
stereotaktische Eingriffe von Akrus basiert auf der RK-Powerlift-M-Hubsäule.RK Rose+Krieger

Auch bei Mammographie- und Biopsiestühlen ist diese Form der Höhenanpassung nicht mehr wegzudenken. RK Rose+Krieger zeigt im folgenden Fachbeitrag worauf es dabei ankommt.

Er ist Arzt mit Leib und Seele, einem Faible für Maschinenbau und großem Erfindergeist: Der Orthopäde und Medizintechniker Albert Schaeffer. Und er hat eine Vision: An jeder Universitätsklinik und in jedem Krankenhaus sollte ein Operationssimulator stehen, an dem Medizinstudenten und Ärzte schwierige medizinische Eingriffe erlernen und ihre chirurgischen Fähigkeiten sicher trainieren können. „Wenn dieser Traum Realität werden würde, könnten Ärzte ihre manuelle Geschicklichkeit quasi nebenbei trainieren und viel früher und vor allem besser ausgebildet am realen Patienten arbeiten“, so Schaeffer, der ein Team von Spezialisten zusammenzog und einen solchen OP-Simulator entwickelte.

Auch die Simulation von feinmotorischen Operationen wie kieferchirurgische
Eingriffe, die der Arzt im Sitzen durchführt, ist dank elektrischer Höhenverstellung und dem entsprechenden Force-Feedback-Interface möglich.

Auch die Simulation von feinmotorischen Operationen wie kieferchirurgische
Eingriffe, die der Arzt im Sitzen durchführt, ist dank elektrischer Höhenverstellung und dem entsprechenden Force-Feedback-Interface möglich.RK Rose+Krieger

Dabei ist die Idee, chirurgische Eingriffe am PC zu simulieren, nicht neu. Doch die Umsetzung in Form eines an die Größe und das Fachgebiet des jeweiligen Operateurs anpassbaren 3D-Simulators mit Echtzeit-Visualisierung ist es schon. „Die Idee mit dem wechselnden Mensch-Maschine-Interface habe ich bei der X-Box meiner Kinder abgeschaut. Auch da gehört zu jeder Sportart, die man auf der Konsole spielen kann, dass passende Interface“, erklärt Albert Schaeffer. Er übertrug diese Idee auf seinen OP-Simulator. Auf diese Weise lässt sich ein und dasselbe Grundgerät mit wechselnden Interfaces und Softwareprogrammen für zahlreiche Fachbereiche und Eingriffe an virtuellen Patienten – egal ob männlich, weiblich, erwachsen oder Kind – nutzen. Diese Vielseitigkeit hat noch einen weiteren Vorteil: das Gerät amortisiert sich schneller als vergleichbare Simulatoren, die nur auf ein spezielles Fachgebiet ausgerichtet sind.

Hubsäule und Tragrahmen dienen der ergonomischen Anpassung an den Nutzer des Geräts und an die Operationssituation: Operationen wie chirurgische Eingriffe im Bauchraum erfolgen im Stehen.

Hubsäule und Tragrahmen dienen der ergonomischen Anpassung an den Nutzer des Geräts und an die Operationssituation: Operationen wie chirurgische Eingriffe im Bauchraum erfolgen im Stehen.RK Rose+Krieger

Ergonomisch höhenverstellbar

Die Basis des Simulators bildet eine höhenverstellbare, elektrisch angetriebene Hubsäule. Sie trägt Haltevorrichtungen für den Monitor sowie die unterschiedlichen Mensch-Maschine-Interfaces. Bei der Suche nach geeigneten Lieferanten für die Hardware seines OP-Simulators erlebte Albert Schaeffer zunächst einige Enttäuschungen, bevor er bei RK Rose+Krieger die Technik kombiniert mit der Bereitschaft fand, flexibel auf seine Wünsche einzugehen.

Der Mindener Anbieter von Linear-, Profil-Montage-, Verbindungs- und Modul-Technik wählte für die Höhenverstellung eine elektrisch verfahrbare Hubsäule vom Typ RK Powerlift M. Bei der Gestaltung des Tragrahmens von Monitor und Interface entschied sich Schaeffer für zwei Blocan-Aluminiumprofile der Baugröße 40 x 40 und ein Profil der Baugröße 40 x 160 mit glatter Außenfläche. Die Hubsäule und der Tragrahmen dienen der ergonomischen Anpassung an den jeweiligen Nutzer des Geräts und an die Operationssituation. Einige Operationen beispielsweise chirurgische Eingriffe im Bauchraum führt der Arzt im Stehen durch. Andere dagegen – wie kieferchirurgische Eingriffe – im Sitzen. Damit unterscheidet sich der Simulator maßgeblich von anderen bereits auf dem Markt verfügbaren Geräten.

Die Produktgruppe der RK-Powerlift-Hubsäulen im Classic-,
Wave- und Technik-Design (von li. nach re.).

Die Produktgruppe der RK-Powerlift-Hubsäulen im Classic-,
Wave- und Technik-Design (von li. nach re.).RK Rose+Krieger

Für die Medizintechnik entwickelt

Die von Albert Schaeffer gewählte elektrisch verstellbare Hubsäule gehört zu einer Produktreihe mit insgesamt drei Grundmodellen in wahlweise drei Design-Ausführungen (Classic, Wave und Technic):

  • der RK Powerlift Z für hohe Momente und Hubgeschwindigkeiten,
  • der RK Powerlift S für mittlere Momente und Hubgeschwindigkeiten
  • und der speziell auf medizintechnische Anwendungen zugeschnittene, leise RK Powerlift M.

Speziell der Hubsäulentyp Powerlift M war von RK Rose+Krieger erstmals für Akrus Medizintechnik, einem Hersteller von höhenverstellbaren Mammographie- und Biopsiestühlen, entwickelt worden. „Wir suchten damals ein verdrehsteifes Hubelement mit guten mechanischen und linearen Führungseigenschaften. Dabei schwebte uns eine leistungsstarke, teleskopierende Hubsäule mit rechteckigem Querschnitt vor. Sie sollte ein ansprechendes Äußeres mitbringen und vor allem leise sein“, erläutert Kersten Indorf, technischer Leiter bei Akrus, der für die Säule eine Hubkraft von 1500 bis 2000 Newton und eine hohe Drehmomentsteifigkeit forderte.

Auf einen Blick

Eingriffe am menschlichen Körper vorzunehmen sollte fachkundig erfolgen; hier stellt PC-basierte Simulation eine gute Lernmethode für angehende Ärzte dar. Elektrische Hubsäulen unterstützen beim Anpassen des Gerätes an den Mediziner und an die Operationssituation; je nach Art der OP ist es besser im Sitzen beziehungsweise im Stehen zu agieren.

Akrus verbaut heute in seinen Produkten den RK Powerlift M im Wave-Design. Auch Albert Schaeffer wählte diese Gestaltungsvariante, die den Anforderungen entsprach.

Kundenspezifische Anpassungen

In beiden Fällen besteht der Antrieb der Hubsäule aus einer kompakten integrierten Motor-Spindeleinheit. Bei einer Hubgeschwindigkeit von 13 mm/s erreicht sie Verstellkräfte von 1500 Newton. Der RK Powerlift M besitzt eine rechteckige Grundfläche von 190 x 150 mm und lässt sich gleichermaßen auf Zug- und Druck belasten. Damit ist er auch für die Überkopfmontage an Raumdecken geeignet. Die volle Last beträgt 150 Kilogramm.

Passend dazu sind statische Abstützmomente von bis zu 400 Newtonmeter zulässig und geben Reserven für Anwendungen, in denen die Säule allein Einsatz finden soll. Spezielle Führungsgleiter mit einer erhöhten Auflagefläche erlauben diese hohen Momente. Auf kostenintensive Wälzläger lässt sich daher verzichten. Der RK Powerlift M ist derzeit in den Standardhüben 300, 400 und 500 mm sowie für Netzspannungen von 230, 115 oder 24 V lieferbar. Zukünftig soll die Hubsäule dann auch mit einem Schaltnetzteil mit Weitbereichseingang zur Verfügung stehen. Kundenspezifische Anpassungen der Hublängen sind möglich.

Das Interface zur Simulation eines laparaskopischen Eingriffs lagert auf Blocan-Profilen; die Anpassung an die Größe des Operateurs erfolgt
über die Hubsäulen.

Das Interface zur Simulation eines laparaskopischen Eingriffs lagert auf Blocan-Profilen; die Anpassung an die Größe des Operateurs erfolgt
über die Hubsäulen.RK Rose+Krieger

So verbaut Akrus beispielsweise neben RK-Powerlift-M-Hubsäulen mit dem Standardhub von 300 mm auch solche mit Hüben von 160 und 200 mm. Wie ihre größeren Verwandten auch lassen sich mehrere RK-Powerlift-M-Hubsäulen synchronisieren. Die Synchron-Ausführung der integrierten Steuerung kann über ein BUS-System bis zu acht RK Powerlift M gleichzeitig ansteuern. Für Anwendungen im Medizintechnikbereich liefert RK Rose+Krieger den RK Powerlift M mit interner Start-/Stopp-Steuerung sowie externer Ansteuerung über Multi-Control. Damit kann Albert Schaeffer beispielsweise robotergestützte Operationen realitätsgetreu simulieren. Die Versionen sind für die seit 2012 gültige 3rd Edition der IEC 60601-1 geprüft.

Vielseitiger Profilbaukasten

Die Aluminiumprofile für den Interface-Tragrahmen des OP-Simulators suchte sich Albert Schaeffer aus dem Blocan-Profilsystem aus, da dieses laut dem Hersteller RK Rose+Krieger bei großer Flexibilität auch ein ansprechendes Design hat und dazu beiträgt, die Werthaftigkeit eines Produktes zu vermitteln. Das Blocan-Profilsystem umfasst mehr als 110 verschiedene Profilgrößen und -querschnitte sowie Zubehör. Dazu zählen Konstruktionsprofile mit allseitigen Befestigungsnuten aus dem Grundbaukasten ebenso wie Funktionsprofile mit glatter Außenfläche an einer, mehreren oder allen Seiten – beispielsweise das von Schaeffer gewählte Profil der Baugröße 40 x 160. Letztere eignen sich für Anwendungen mit hohen Ansprüchen an Design, Hygiene und Reinigungsfähigkeit.

Neben Standard- und Schwerlastprofilen stehen auch 20 mm kleine Profile der Baureihe M-Blocan für kleinere Aufbauten mit filigranem Erscheinungsbild zur Verfügung. Mit einer Nutenbreite von 6 mm ist die kleine 20-er-Profilbaureihe geeignet für Konstruktionen mit geringeren Belastungen. Sämtliche Profile sind miteinander und mit anderen RK-Produkten – im vorliegenden Beispiel den Hubsäulen – kombinierbar und schaffen damit viele Anwendungsmöglichkeiten.

Für Albert Schaeffer ist seine Arbeit am OP-Simulator noch nicht beendet. In der zweiten Auflage des Geräts will er Hubsäule, Simulatorfuß und Recheneinheit in eine elegante Verkleidung integrieren.