Motor rendszerek az orvostechnikában

Motor rendszerek az orvostechnikában

Legalább 50 000 beteg hal meg évente Európában olyan fertőzések miatt, amelyeket kórházban szereztek. Ezzel a figyelmeztető számmal a Német Kórházhigiéniai Társaság (DGKH) az év elején 2008-ban rávilágított egy komoly problémára: az antibiotikum-rezisztens kórokozók egyre növekvőben vannak a kórházakban. A műtőhelyiségekben alkalmazott higiénia növelése mellett a sebészeti eszközök is szerepelnek a követelmények között.

Olyan orvosi erőműszerek, mint fúrók, fűrészek vagy csiszológépek ma már számos sebészeti beavatkozásban és ortopédiai műtétek során használatosak. Ha osteosynthesissel egy törött csontot egy lemezzel rögzítenek, akkor fúró- és csavarhúzók kerülnek alkalmazásra. A protéziseknél egy kézben tartható mosóberendezés szolgál a csontágy tisztítására, az optimális csontcement interfész kialakításához.

A műtét után a szerszámokat alaposan meg kell tisztítani és sterilizálni. A gőzsterilizáció a leggyakrabban alkalmazott módszer a mikroorganizmusok elpusztítására kórházakban és rendelőkben.

A sebészeti eszközöket különböző motorok működtetik. Elektromotorok – akkumulátoros vagy kábelről működő – versenyeznek pneumatikusan működő rendszerekkel. Azonban nem minden meghajtási mód alkalmas ugyanúgy a vízgőz sterilizálására. A sterilizálandó eszközöket tiszta, telített vízgőzzel kezelik 134 Celsius fokig, amely minden felületre hat az előzetesen megtisztított eszközökön.

Különösen alkalmasak a modern konstrukciójú nyomástartó motorok a gőz sterilizálására. Elektromotorok esetében fennáll a rövidzárlat veszélye. Az akkumulátorokat a gőzben történő kezelés során károsodhatnak. Ezért azokat a műtőn kívül töltik, így nem maradnak steriltlenek.
Ez egyértelmű hátrány a pneumatikus rendszerekkel szemben, amelyek a műtőben teljesen steril környezetben, az operációs asztal mellett kerülnek elhelyezésre.

A DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. az oberpfälzi Ambergben egy elismert gyártója a magas minőségű pneumatikus motoroknak. A 67-es sorozattal rozsdamentes acélból készült pneumatikus lapátmotorokat kínál, amelyek problémamentesen sterilizálhatók gőzzel, így kiválóan alkalmasak az orvostechnikában való felhasználásra. Ennek a sorozatnak a motorcsapágyai szintén magas minőségű rozsdamentes acélból készültek, és ellenállnak az agresszív tisztítószereknek. Minden motor teljesen tömített, nem szivároghat ki levegő. A pneumatikusan működő szerszám belső túlnyomása megakadályozza a szennyeződés bejutását, ami előnyös a műtéti környezetben való alkalmazás során.

A DEPRAG rozsdamentes acél lapátmotorjai kiváló meghajtást biztosítanak az orvosi erőműszerek számára, hogy megfeleljenek a piac magas elvárásainak. A műszerek kialakításánál nagy hangsúlyt fektetnek a sima felületekre – ez megkönnyíti a tisztítást és hozzájárul a tökéletes higiéniához.

A pneumatikus motor működési elve egyszerű. A kompresszor által előállított nyomású levegő forgásba hozza a motort. A lapátmotor esetében ez a következőképpen történik: az excentrikus hengerben forgó rotor mozgásba lendül. A csatornáiban lapátok helyezkednek el, amelyek a centrifugális erő hatására kifelé nyomódnak a henger falához. Ez kialakítja a munkakamrákat, ahol a nyomásnövekvő levegő terjeszkedik. A nyomásenergia ezen a terjeszkedésen keresztül alakul kinetikus energiává – ez hozza létre a forgómozgást.

Milyen elvárásokat támaszt a sebész a modern sebészeti szerszámokkal szemben a sterilizálhatóság mellett? Erőteljes, kompakt motorokat, amelyek jobbra és balra is forgathatók, hogy menetfúrást (kb. 800 fordulat/perc, max. 4,5 Nm nyomaték), vágó- és oszcilláló fűrészeket (amelyek kb. 16 000 fordulat/perc sebességgel működnek), valamint csontfűrészeket (kb. 250 fordulat/perc, max. 14 Nm nyomaték) hajtsanak.
A szerszám könnyű legyen és ergonómikusan kézbe illjen – hiszen egy műtét néha több órán át is eltarthat.

A szakma szerint az Egyesült Államokban a sebészeti motorral működtetett szerszámok mintegy negyedét pneumatikus motor hajtja, különösen azért, mert könnyen csatlakoztathatók a meglévő nyomástartó levegő hálózathoz.
Németországban és a többi európai országban a kórházakban már meglévő és könnyen fenntartható a nyomástartó levegő infrastruktúra. Ez nagyban támogatja a pneumatikus szerszámok alkalmazását az operációs termekben. A modern akkumulátor-rendszerek a lítium-ion technológiának köszönhetően megbízhatóbbak és tartósabbak, mint elődeik, de a nyomástartó levegő végtelen mennyiségben áll rendelkezésre, függetlenül az operáció hosszától.

Az elektromotorok további hátránya, hogy terhelés alatt hőt termelnek, amit nem könnyű elvezetni. Állandó terhelés mellett az elektromos rendszerek általában felmelegszenek. A túlmelegedés elkerülése érdekében fontos a lehűlési idő betartása. A pneumatikus rendszer esetében ez másképp van: „A túlmelegedés kizárt a nyomástartó motor működési módja miatt” – mondja Dagmar Hierl, a DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO termékmenedzsere. „A levegő nyugtatása során a motor hűl a terhelés alatt.”

A nyomástartó motor könnyen terhelhető a megállásig, és közben sem sérül meg. A terhelés csökkentése után problémamentesen újraindul, és ez bármennyiszer megismételhető, még magas üzemidő mellett is. Ez teszi a pneumatikus szerszámokat megbízhatóvá és tartóssá.

A leadott teljesítmény a nyomástartó motor esetében szinte állandó a széles fordulatszám-tartományban. Ez lehetővé teszi, hogy széles körben változó terhelés mellett is optimálisan működjön. A fordulatszám szabályozható a levegő mennyiségének szakaszos csökkentésével. A sebész könnyen beállíthatja a motor szükséges teljesítményét a konkrét igények szerint. Például egy mosóberendezés pumpateljesítményét a beteg csonttömegéhez igazíthatja.
A nyomástartó motor fő előnye a nagy teljesítmény sűrűsége. Az alkalmazás típusától függően az csak a tömeg egyötödét vagy egyharmadát igényli egy hagyományos elektromotorhoz képest. A sebészeti szerszámoknak kicsinek és rendkívül kézreállónak kell lenniük. Ez érthető, ha a milliméterpontosságú alkalmazásokat gondolunk egy szűkös műtéti térben. Egy sorozatgyártású, rozsdamentes acélból készült DEPRAG nyomástartó motor, beépített bolygóművel és 400 W teljesítménnyel mindössze 61 milliméter hosszú és 32 milliméter átmérőjű.

A műtőben a meghajtásnak olajmentesnek kell lennie, akárcsak az élelmiszer- vagy vegyiparban. Ez nem jelent problémát a DEPRAG nyomástartó motorok számára, csupán a kedvező árú lapátokat kell időszakosan cserélni kopó alkatrészként. A gyártó speciális lapátokat kínál erre a felhasználásra, amelyek megfelelnek a tisztatérben való alkalmazás követelményeinek. Az alacsony karbantartási költségek magukért beszélnek. Az akkumulátoros motorokkal szemben, ahol az akkumulátorok újbóli beszerzése jelentős költséget jelent a rendszer fenntartásában, a pneumatikus meghajtás strapabíró, ellenálló és hosszú éveken át alacsony karbantartással működtethető.

A DEPRAG Advanced sorozat 67 különböző felszereltségű motorokat tartalmaz kedvező ár-érték arányban. Számos tengelytípus és különböző motorrögzítési lehetőségek is megtalálhatók a standard kínálatban. Egyedi motormegoldások, például ferritmentes üvegkerámia vagy műanyag hajtások, amelyeket például mágnesrezonancia-terápiában használnak, szintén elérhetők.