Ein Ring, um zu schützen

Der Schutz der Mitarbeiter vor gesundheitlichen Risiken durch ionisierende Strahlung aus Röntgengeräten und Strahlungsquellen mit radioaktiven Isotopen ist durch das Gesetz streng reglementiert. Die radioaktive Exposition wird hauptsächlich durch so genannte Ganzkörperdosimeter erfasst, die am Körper getragen und nach einem definierten Zeitraum ausgewertet werden. Durch neue Eingriffsmethoden ergab sich jedoch die Notwendigkeit einer differenzierten Bestimmung der Exposition einzelner Körperbereiche. Weil in solchen Fällen beispielsweise Hände oder Kopf der behandelnden Medizinpersonen höhere Strahlungsdosen erhalten als der restliche Körper, muss die Erfassung bei solchen Personengruppen stärker differenziert werden. Hier werden Ringe oder Clips eingesetzt.

Die Zahl der Extremitäten-Dosimeter richtet sich nach der Art der Tätigkeit: In Extremfällen muss der Arzt oder Laborant an jedem einzelnen Finger ein Dosimeter tragen, das dem jeweiligen Körperteil eindeutig zugeordnet sein muss. „Damit stand die bisher für die herkömmlichen Ganzkörperdosimeter ausgelegte Technologie vor einer echten Herausforderung“, erklärt Georg Cramm, Geschäftsführer der ADS GmbH in Pratteln.

Das Dosimeter wird während der Arbeitszeit am Körper getragen. Dort registrieren die Messzellen die Belastung durch Röntgenstrahlung oder Radioaktivität. Nach dem Einsatz wird es gegen ein neues ausgetauscht und die aufgelaufene Strahlungsdosis bestimmt. „Um das Element in einem Ring unterzubringen, muss man es jedoch aus dem Halter herausnehmen“, so Cramm. Damit geht die eindeutige Zuordnung von Halter und Element verloren. Zudem waren die Elemente ursprünglich nicht beschriftet. Man behalf sich, indem man sie am Rand mit einer Kennnummer versah und in die Ringe ein Papieretikett mit Informationen zum Träger mit einlegte.

Trotz aller Sorgfalt ist die händische Arbeitsweise fehleranfälliger als eine automatisierte Abwicklung. „Wir brauchten eine individuelle Lösung für eine Aufgabenstellung, die damals noch nicht in allen Aspekten definiert werden konnte“, so Dr. Manuel Strasser, Labormanager der Schweizer Dosilab AG in Köniz. Schließlich sind allein bei dem Anbieter Dienstleister für Dosimetrie zur Zeit rund 150 000 Dosimeter im Umlauf und müssen ausgewertet, verpackt und wieder in die Kliniken zurückgeschickt werden.

Bei der Suche nach einem geeigneten Entwicklungspartner fiel die Wahl auf die ADS. Der Schweizer Engineering-Dienstleister greift die Vorstellungen des Kunden auf und entwickelt in partnerschaftlichem Dialog eine maßgeschneiderte Lösung.

Erster Teil des Projekts war die Identifizierung der für die einzelnen Aufgabenstellungen des Systems erforderlichen Komponenten. In einem weiteren Durchgang musste überprüft werden, wieweit diese tatsächlich imstande waren, die erforderlichen Aufgaben auch durchzuführen. Zu den wesentlichen Komponenten der Anlage gehört ein gekapselter Beschriftungslaser, mit dem sowohl die winzigen Metallflächen der Dosimeterelemente als auch die Deckel der Ringdosimeter beziehungsweise die Clips beschriftet werden können. Hinzu kommt ein Kamerasystem, das nicht nur die beiden Codes der Halter, sondern auch den Datamatrixcode auf den einzelnen Elementen und auf den vom Laser beschrifteten Deckeln sicher lesen kann. Weitere Bestandteile des Systems sind ein Ultraschall-Schweißgerät für das Festschweißen der Deckel auf den Ringen sowie eine Messereinheit, um die Deckel nach Ablauf der Messperiode abzutrennen. Danach kann das Element entnommen und zur Weiterleitung an die zentrale Auswerteeinheit wieder in die Halter eingefügt werden. Eine seitlich an der Kamera angeflanschte pneumatisch betätigte Mechatronikeinheit übernimmt das Öffnen und Schließen der Halter sowie den Quertransport der Elemente zwischen den Haltern, der mittig angeordneten runden Ablage sowie den Adaptern für die einzelnen Ringe oder Clips. Den Längstransport vom Einlegeplatz zu den Arbeitsstationen führt ein Schlitten aus, der insgesamt je drei Halter und Ringe oder Clips aufnimmt. Vervollständigt wird das Ganze durch einen PC, der die Anlage über eine direkte Schnittstelle mit dem Computersystem von Dosilab verbindet und die Anlage über Einzelbefehle ansteuert.

„Das System bietet drei Arbeitsmodi“, erläutert Strasser. Erstens die Überführung von Dosimeterelementen von den Haltern in Ringe oder Clips, zweitens die Rücküberführung in die Halter und drittens die Erstbeschriftung unmarkierter neuer Dosimeterelemente mit einem Datamatrixcode. Bei der Überführung in Ringe oder Clips werden die drei Halter mit Elementen sowie drei Deckel in die entsprechenden Aufnahmen gelegt und die rechts angeordneten Adapter mit den jeweils passenden Ringen oder Clips bestückt. Anschließend entnimmt das System die Elemente aus den Haltern, um sie in die zugehörigen Ablagen und anschließend in die Ringe zu überführen. Hierbei werden die Codes sowohl der Halter als auch der Datamatrixcode der Elemente gelesen und in einer Datenbank miteinander verknüpft. Danach wird der Deckel vom Beschriftungslaser mit Informationen zum Träger, zur Einsatzart und einem zusätzlichen Datamatrixcode versehen und mittels Ultraschall wasserdicht verschweißt.

Umgekehrt wird beim Entnehmen nach Gebrauch der Schlitten mit leeren Haltern sowie gefüllten Ringen beschickt. Dabei wird der Datamatrixcode der Deckel sowie der Halter ermittelt, anschließend die Deckel mit Hilfe eines Messers abgetrennt und die Zellen entnommen. Nach dem Einlesen der Codes erfolgt die Überführung in die Halter. Mit dem neuen System, so Dr. Strasser, sei man bei Dosilab zufrieden. Es ermöglicht die Kontrolle aller Bewegungen und Zuordnungen und eliminiert Fehlerquellen, die bei manueller Arbeitsweise auftreten konnten.

Klaus Vollrath Fachjournalist in Aarwangen/Schweiz

Weitere Informationen Zu den Automatisierungsexperten: www.ads-enginering.ch Zum Dosimetrie-Dienstleister: www.dosilab.ch