Bei mikrochirurgischen OP-Nadeln müssen Nadel und Faden optimal verbunden sein. Der Durchmesser des Stichkanals kann jetzt mit einer speziellen Kamera automatisiert kontrolliert werden.
Bei ophthalmologischen Operationen werden gebogene Nadeln mit einem Durchmesser von etwa 0,2 mm verwendet, um die Wunden zu schließen. Diese winzigen Nadeln sind bei Auslieferung bereits mit einem für die Medizin zugelassenen Faden bestückt. Die Besonderheit der mikrochirurgischen Nadeln ist es, dass die Kombination Nadel/Faden trotz Materialwechsel (Metall/Textil) mit gleichbleibendem Durchmesser ineinander übergehen muss, damit der Stichkanal der Nadel vom Faden vollständig ausgefüllt wird.
Bei der Johnson & Johnson Medical GmbH, Norderstedt, wird die Lochbohrung, in die der Faden später eingeführt wird, mit dem Laser durchgeführt. Dazu wird die Nadel stirnseitig mit einem Laser beschossen, wodurch ein Loch mit einem Durchmesser von rund 0,11 mm entsteht. In dieses Loch wird später im Reinraum der Faden manuell eingeführt, anschließend werden Nadel und Faden als Einheit steril verpackt.
Um einen exakten Sitz des Fadens zu gewährleisten, wurden bis jetzt die Durchmesser der gelaserten Löcher mit Hilfe von Lehren einzeln manuell kontrolliert. Diese zeitaufwendige Qualitätskontrolle konnte bis jetzt noch nicht automatisiert werden, da die bisherige Lösung zwar Bilder des Laservorgangs lieferte, aber deren Auflösung und Helligkeit nicht ausreichte, um eine entsprechende Messgenauigkeit zu gewährleisten. Ziel war es, die Durchmesserkontrolle zu automatisieren, ohne den Fertigungsprozess zu verändern. Die Herstellung von zwei Nadeln pro Sekunde erlaubt der Kamera nur eine Aufnahmezeit von etwa 30 ms, in der die Nadeln nicht bewegt werden. Innerhalb dieser kurzen Zeit muss ein Bild aufgenommen werden, das eine Auflösung von 0,002 mm bei einem Bildfeld von 0,22 x 0,22 mm besitzt. Die Anordnung der neuen Komponenten erlaubte nicht mehr, dass die Kamera in den Laser-Strahlengang eingekoppelt wird und somit senkrecht auf die Nadel-Stirnseite schaut. Jetzt blickt die Kamera unter einem Winkel von etwa 30° auf die Stirnseite der Nadel. Um das Loch der Laser-Bohrung durchgehend scharf abzubilden, war eine relativ hohe Tiefenschärfe nötig. Die NET New Electronic Technology GmbH stellt dafür eine monochrome Gigabit-Ethernet-Kamera (GimaGO 433B) und ein telezentrisches Objektiv (TCH6–110) mit 1.5x Megapixelkonverter zum Test zur Verfügung. Die Kamera ist mit ihrem 1/2“ CCD Sony Chip bei einer Pixelgröße von 4,65 x 4,65 µm lichtempfindlich genug und besitzt die geforderte Auflösung. Das telezentrische Objektiv aus der TCH-Serie erzeugt ein kontrastreiches Bild.
Matthias Werner NET New Electronic Technology, Finning
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