Vorrichtung und Verfahren für ein intraoperatives Temperatur-Monitoring und die Regelung von Bohrprozessen in biologisches Hartgewebe
Ref-Nr: TA-16562
Kurzfassung
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Medizin- und Messtechnik im Bereich intraoperative Sensorik, Instrumentierung, Chirurgie und Zerspanungstechnik. Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgestellt, welche sowohl das Aufnehmen und Untersuchen von Prozessdaten als auch den Entwurf einer Regelung für den praktischen Anwendungsfall vorsehen.
Hintergrund
Zum Stand der Technik zählen Forschungssysteme, welche den Bohrprozess und dessen Prozessparameter untersuchen.
Bilder & Videos
Problemstellung
Allerdings ist das Messen der Temperatur an der Spitze eines Bohrwerkzeuges während des Bohrprozesses und die unmittelbare Rückführung in die Prozessregelung bislang nicht möglich.
Lösung
Die Erfindung umfasst eine Infrarot-Temperaturmessung durch einen kanülierten Bohrer hindurch sowie einen dazugehörigen Regelungsentwurf, der den Vorschub und die Drehzahl zur Einhaltung einer maximalen Bohrertemperatur anpassen soll. Der kanülierte Bohrer soll hierzu an der Spitze geschlossen sein und exzentrisch angetrieben werden. An der Öffnung des kanülierten Bohrers ist der Infrarotsensor so angebracht und ausgerichtet, dass er über eine Blende entlang der Achse des kanülierten Bohrers auf die Bohrspitze zeigt. Optische Komponenten in dem kanülierten Bohrer (z.B. eine Linse oder Faser) dienen der Bündelung der Infrarotstrahlung und somit der Verstärkung des Sensorsignals. Anhand eines Temperatur-Modells kann im Vergleich zu den gemessenen Temperaturen die wahre Temperatur der Bohrspitze bestimmt werden. Durch das intraoperative Monitoring der Temperatur beim Bohren in biologisches Hartgewebe können thermische Schäden an Gewebe und Nerven vermieden werden.
Vorteile
- Direktes Messen der Temperatur an der Bohrspitze bei Bohrprozessen in Gewebe
- Sämtliche Komponenten in einem Handstück integrierbar/ Kompakter Aufbau
- Ermöglicht direkten Eingriff in die aktive Prozessregelung im Vergleich zu dem bisherigen Verfahren bei der minimal invasiven Cochlea-Implantat-Chirurgie
Anwendungsbereiche
Anwendungsbeispiele sind die Knochenchirurgie im Allgemeinen sowie die Kunststoffbearbeitung, die Herstellung von Leiterplatinen und das industrielle Tieflochbohren.
Service
Lizenz zur gewerblichen Nutzung / Kooperation möglich / Verkauf
Anbieter

EZN Erfinderzentrum Norddeutschland GmbH
M. Sc. Niklas Deutsch
0511 850 308-0
n.deutsch@ezn.de
www.ezn.de
Adresse
Theaterstraße 2
30159 Hannover
Entwicklungsstand
Machbarkeit
Patentsituation
- DE 10 2017 124 584 A1 anhängig
Stichworte
Bohrprozess, Bohrspitze, exzentrische Antriebseinheit, Fräsprozess, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Hohlbohrer, Infrarotthermographie, kanüliert, minimal-invasive Cochlea-Implantat-Chirurgie, Regelung, Sensorüberwachung, TemperaturAngebot Anbieter-Website