ESD-feste Mini-Joysticks positionieren hochpräzise Augenlaser

Operation im Mikrometerbereich

Bei der Positionierung von hochpräzisen Augenlasersystemen setzt die Firma WaveLight seit Jahren auf kompakte, intuitiv bedienbare Joysticks. Um die gestiegenen Anforderungen an die ESD-Festigkeit zu erfüllen, werden die im Joystick verbauten HallSensoren durch ein Potentiometer ersetzt.


Bei der Behandlung von Fehlsichtigkeit richtet der Mini-Joystick 812 die Patientenliege aus und positioniert das Lasergerät.
Bild: WaveLight/Alcon

Die Operation von Fehlsichtigkeiten durch eine Laserbehandlung ist inzwischen weit verbreitet. Es lassen sich z.B. mit der Lasik-Methode individuelle Sehfehler korrigieren, so dass die zuvor getragene Brille bzw. 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. Diese Methode gilt heute als sicheres sowie anerkanntes Verfahren zur Korrektur von Sehfehlern und wird sogar von der NASA zur Behandlung von Astronauten akzeptiert. Bei der Methode wird zunächst ein hauchdünner Deckel in der obersten Hornhautschicht mit einem Femtosekundenlaser erzeugt. Das Modell WaveLight FS200 arbeitet dabei mit extrem kurzen Impulsen von einer billiardstel Sekunde und liefert präzise, vorhersagbare Resultate. Anschließend wird der Hornhautdeckel aufgeklappt - ähnlich einem Buchdeckel. 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.

Lasersysteme in Kombination

Um die besten Ergebnisse zu erreichen, kombiniert der Hersteller in seiner WaveLight Refractive Suite den Femtosekundenlaser und den Excimer-Laser. Mit Hilfe eines Computernetzwerkes sind beide Lasersysteme mit den Diagnosegeräten verbunden. Der Femtosekunden-Laser WaveLight FS200 unterscheidet sich von vergleichbaren Systemen am Markt unter anderem durch seine Schnelligkeit: Er benötigt für einen Standardschnitt lediglich sechs Sekunden. Außergewöhnlich ist auch die Flexibilität, die das Lasersystem bietet, denn der Behandler kann das Schnittmuster selbst bei angedocktem Auge noch verschieben. Neben dem Deckelschnitt ermöglicht das System auch Hornhauttransplantationen sowie diverse Schnittgeometrien zur Einführung von Implantaten.

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Mini-Joystick im Einsatz

Für die exakte Positionierung von Patient, Patientenliege und Laser verwendet WaveLight bereits seit vielen Jahren den Miniatur-Joystick 812 von 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 Patientenliegen auf die Joysticks von Megatron aufmerksam. Dieser setzte für die Bedienung der Liegen den ebenfalls kompakten TRY10 ein. Der Gerätehersteller war mit der Präzision und dem Handling des Joysticks bei der Liege sehr zufrieden und beschloss, für das Lasergerät den ähnlich gebauten 812er zur Dreiachsensteuerung 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 in vielen Anwendungen

Ein wichtiges Argument für den Mini-Joystick war die unkomplizierte Bedienbarkeit. Sie ist Voraussetzung, dass der Behandler das Lasergerät exakt ausrichten kann. Aufgrund der Präzision eignet sich der Joystick nicht nur für bildgebende Verfahren in der Medizintechnik, sondern auch für die Steuerung von Kameras z. B. in der Sicherheitstechnik 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 so präzise steuern. Der Joystick bietet nicht nur Rückstellgenauigkeit und Linearitätstoleranz von ±2 Prozent, auch seine geringe Einbautiefe von unter 26mm ist bemerkenswert. Aufgrund der kompakten Bauform ist der Mini-Joystick für den Einsatz in ein-, zwei- und dreiachsigen Indoor-Steuerungsaufgaben geeignet, bei denen nur begrenzter Bauraum zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil ist die große Auswahl an Knäufen, die der Hersteller für den Joystick anbietet.

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Anforderungen an ESD-Festigkeit

Da medizintechnische Geräte ab 2019 höhere Anforderungen an die ESD-Festigkeit erfüllen müssen (EU-Norm EN60601/ 1-2 Edition), kam es kürzlich zur Überprüfung des mit Hall-Sensoren ausgestatteten Joysticks. Dabei stellte sich heraus, dass er die neue Norm nicht erfüllen würde. Doch das Modell 812 ist sowohl mit Hall-Sensoren als auch mit Potentiometer erhältlich. Deswegen empfahl Megatron 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. Ein Austausch wurde auch dem Hersteller und Zulieferer der Patientenliegen nahegelegt. Statt des TRY10 kommt ab sofort auch hier die Potentiometervariante des 812er-Joysticks zum Einsatz.

Zuverlässig und wirtschaftlich

Im Zuge des Austauschs wurde auch die Belieferung des Kunden effizienter gestaltet. "Bisher hat ein externer Dienstleister für uns die Joysticks mit einem kundenspezifischen Kabel für WaveLight versehen und die Geräte versendet", erklärt 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.

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