Um bei einer Operation gleichzeitig eine Tomographie durchführen zu können, ist ein nicht-magnetischer Positionierantrieb nötig. Piezoelektrische Antriebe versprechen viel.
Die MRT (Magnetresonanztomographie) wird in der Medizin immer bedeutender. Dabei lassen sich Strukturen im Körper ohne gesundheitsschädliche Strahlung zeigen. Während einer Biopsie oder Brachytherapie etwa ist eine gleichzeitige Bildgebung im MRT angezeigt.
rechts: Zykloidenförmige Mikroverzahnung aus Edelstahl (REM-Aufnahme) (Quelle: Technische Universität München, Lehrstuhl für Mikro- und Medizingerätetechnik)
Neben der minimalinvasiven Chirurgie werden nicht-magnetische Antriebe für haptische Eingabegeräte in der Neurologie benötigt. Konventionelle Elektromotoren direkt im MRT sind nicht möglich. Fluidische Aktoren, also Antriebe, die eine Flüssigkeit oder ein Gas zur Bewegungserzeugung nutzen, erfordern meist komplexe Aufbauten oder Ansteuerungen. Piezoelektrische Antriebe dagegen, die sich aus der Verformungsenergie von Kristallen speisen, können aus nicht-magnetischen Materialien aufgebaut werden, arbeiten ohne magneti-sche Felder und nehmen kaum Einfluss auf Magnetfeld und Bildgebung.
Ziel ist es, ein MR-kompatibles Antriebssystem aus Motorsteuerung, Leistungselektronik und dem PAD (Piezo Actuator Drive) aus nicht-magnetischen Materialien aufzubauen, im MRT zu testen und für den Einsatz zu optimieren.
Bisherige PADs bestehen aus ferromagnetischen Komponenten, an die äußerst anspruchsvolle Anforderungen gestellt werden. Recherchen führen zu einer Gegenüberstellung mechanischer und magnetischer Materialeigenschaften. Neue Bauformen sollen auf ferromagnetische Materialien verzichten. Für unterschiedliche Anwendungen wird je eine auf Drehmoment und eine auf geringe Bildstörung hin optimierte PADVariante realisiert. Für die Herstellung von Mikroverzahnungen auf den Antriebselementen wird ein geeignetes Verfahren entwickelt. Damit die Ansteuerung möglichst wenige Bildstörungen verursacht, soll eine Motorsteuerung und Leistungselektronik mit hoher Signalgüte entwickelt werden. Zusätzlich ist die Implementierung einer Lasterkennung geplant.
