Industrieroboter führt Kapsel in der Krebsdiagnostik sicher durch den Körper

Anbieter zum Thema

FAULHABER Antriebssysteme

CMS Automatisme

Xometry Europe GmbH

Mitsubishi Electric Europe B.V. Factory Automation

Gezielt nachsehen ohne blinde Stellen

Konnten bisherige Kamerakapseln nur Aufnahmen aus dem Bereich des Dünndarms machen, so sollte das neue Verfahren auch die größeren Hohlräume in Magen und Dickdarm komplett erfassen können. In späteren Ausbaustufen ist angedacht, dass die Kapseln neben dem Screening (Suche nach verdächtigen Stellen) auch Diagnose (Bewerten von verdächtigen Stellen zum Beispiel über Gewebeproben) und Therapie (Behandlung der gefundenen Stellen) übernehmen können.

Dazu ist es erforderlich, die Position der Kapsel und damit den Kamerablick- und Werkzeugwinkel (zum Beispiel für Gewebeentnahme) gezielt zu verändern. Als Antrieb war zuerst ein „Käfer-Modell“ mit autarkem Beinantrieb im Gespräch. Diese Version scheiterte jedoch am Energiehaushalt. Der kleine Käfer konnte schlicht nicht genug Strom mitführen um lange genug eine Kamera, Funkübertragung und Antrieb betreiben zu können. Die Idee eines Antriebs durch eine magnetische Hülle in Verbindung mit einem starken externen Permanentmagneten kam auf.

Echtzeitsteuerung benötigt Rechenleistung und „Direktsicht“

Um diese Antriebsart in die Praxis umzusetzen, waren zahlreiche Schwierigkeiten zu überwinden. Sogar moderne Hochleistungsmagnete bringen in der geforderten Leistungsklasse einige Kilogramm Masse auf die Waage. Kleinere Magnete können nicht eingesetzt werden, da die Kapsel eine Mindestgröße nicht unterschreiten kann. Selbst bei Verzicht auf die Eigenfortbewegung und Einsatz eines eigens entwickelten, energiesparenden Bildfunksystems misst die Kapsel heute noch rund einen Zentimeter im Durchmesser bei ca. drei Zentimetern Länge.

Auch hier ist der Energiespeicher für Aufnahme und Übertragung der rund 15 bis 25 Bilder pro Sekunde der Hemmschuh. Weniger Bildfrequenz bedeutet bei Echtzeitsteuerung durch den Mediziner quasi „Blindflug“, ein nicht zu akzeptierender Sicherheitsmangel. Echtzeitsteuerung benötigt Rechenleistung und „Direktsicht“. Jeder Spieler am Computer weiß, ohne Rechenleistung ruckelt das Bild.

Kleine Knickarm-Roboter mit hoher Dynamik

Da die Kapsel später wie mit einer Spielkonsole gesteuert werden soll, sind schnelle Bildfolge und direkte Reaktion der Kapsel auf Befehle unabdingbar. Auf der Suche nach der besten Steuerungslösung wurden die Forscher bei Mitsubishi fündig.

Der Roboterspezialist hat kleine Knickarm-Industrieroboter im Programm, die sowohl bei der Dynamik, der Tragkraft als auch der Präzision alle Vorgaben erfüllen und zudem in der Steuerung genügend Kapazitäten für Zusatzoptionen haben.

(ID:368695)