Session: 7B Potenzialstudie zur selbsteinstellenden Beinzugvorrichtung für medizintechnische Operationssysteme - itsowl-TT-Self-X-OP
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Session: 7B
Potenzialstudie zur selbsteinstellenden Beinzugvorrichtung für
medizintechnische Operationssysteme
itsowl-TT-Self-X-OP
(Condor GmbH Medicaltechnik)
11. Oktober 2017 | Lemgo
www.its-owl.de
Agenda
Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
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Einführung
Condor GmbH Medicaltechnik
Historie
• 1997: Gründung durch Hermann-Josef Schulte
• 1998: TÜV zertifiziert nach EN ISO 13485:2012 + AC:2012
• 2003: Gründung des Tochterunternehmens HJS GmbH & Co. KG
• 2010: Marktführer für Wund-Spreizer-Systeme in Deutschland
• 2014: UL-Zulassung und Markteintritt in die USA mit RotexTable
• 2014: Ausstattung der Bundeswehr Kliniken und Regimenter
Heute
• Derzeit 35 hochqualifizierte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
– 2 Auszubildende zum Werkzeugmechaniker
• Produktion zu 100% „Made in Germany“
• Exportanteil: 55%
• Strategische Partnerschaft mit KLS Martin – marTract erweitert weltweit Produktportfolio
• Projektplan: Condor-Kita 2018
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Einführung
Condor GmbH Medicaltechnik
GoldLine EAS RotexTable
Wund-Spreizer- Extensions-
Extensions-
System modul
Ansteck-System
•Kontinuierliches •Rüstet Standard-
Elektrisch
öffnen des einstellbare
OP-Tisch zu
Wundgebiets Lagerungshilfe für
Spezialtisch um
•Interdisziplinärer die Orthopädie
Einsatz und
Extensionstisch
•Strategisches Unfallchirurgie
•Kosteneffektiv
Investitions- •Prozessoptimiert
management
•Zeit- und •Der Chirurg führt
•Planungs- Platzsparend alle
sicherheit Einstellungen
•Entlastung selbst
personeller •Integriertes
Ressourcen- Sicherheitssyste
planung m verhindert
•Steigerung der Absenken unter
Ausbildungs- Vorspannung
qualität
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Einführung
Vorstellung des Transfergebers
Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik
IEM
▪ Start am 1. März 2011 als Projektgruppe für
Entwurfstechnik Mechatronik des Fraunhofer IPT,
Aachen
▪ Seit 1. Januar 2017 eigenständiges Fraunhofer-
Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
▪ Derzeit 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Heinz Nixdorf Institut
▪ Forschungszentrum der Universität Paderborn,
gegründet 1987
▪ Derzeit ca. 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
sowie 9 Professuren
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Einführung
Ausgangssituation und Motivation
▪ RotexTable als Extensionssystem für Hüftoperationen
▪ Der Operateur kann alle wesentlichen Beinpositionen während einer Routine-Hüftimplantation
selbst einstellen
▪ Die Extensionskraft muss in einem bestimmten Winkel zum Rumpf des Patienten aufgebracht
werden
▪ Die Einstellung und Justage des RotexTable erfolgt bisher manuell durch den Operateur
Patient Gegenzugstab
Zugspindel
Kurbel
Liegefläche Stützrolle
Extensionsschuh
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Einführung
Ausgangssituation und Motivation
▪ Einstellung geschieht über eine Spindelachse mit manuellem
Drehrad in horizontaler Richtung und über eine Linearachse in
vertikaler Richtung, die mittels eines elektrischen Linearantriebs
per Taster (auf/ab) verfahren werden kann
▪ Firma Condor entwickelt ein hochpräzises
Zugmesssystem, mit dem die Extensionskraft
kontinuierlich während der gesamten Operation
ermittelt werden kann
▪ Diese Messwerterfassung stellt die Basis für eine
vertikale
weitere Entwicklungsstufe des RotexTable dar Linearachse
horizontale
Linearachse
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Agenda
Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
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Potenzialstudie zur selbsteinstellenden Beinzugvorrichtung
Zielsetzung des Projekts
▪ Lösungskonzept zur Elektrifizierung und zur automatischen Ansteuerung des RotexTable
▪ Lösungskonzept zur Integration von Patienten-, Prothesen- und Instrumentendaten zur
automatisierten Sollwertgenerierung
▪ Potenzialanalyse zur Genauigkeit, Handhabbarkeit und Akzeptanz des Systems unter
Berücksichtigung der medizintechnischen Rand- und Zulassungsbedingungen einschließlich
einer ersten Kostenbetrachtung
▪ Systematisierter und dokumentierter Entwicklungsprozess
Vorgehensweise
AP 1 AP 2 AP 3 AP 4
Erstellung Modellierung Bewertung,
Systemanalyse
Lösungskonzept Lösungskonzept Potenzialanalyse
Systemmodell, Lösungselemente zur Durchgängiger Handlungs-
Anforderungsanalyse Elektrifizierung Modellansatz empfehlungen
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Potenzialstudie zur selbsteinstellenden Beinzugvorrichtung
Gegenzugstab mit integrierten
▪ Nutzung der Sensor-Neuentwicklung Visualisierung Messdaten 3D Sensor und integrierter
zur Beinzugkraftmessung auf Tablet-PC Elektronik
▪ Ermittlung der Zugkraft durch an
der horizontalen Achse
▪ Ermittlung der Verfahrwege beider Sensor
Achsen Extensionseinheit
▪ Ermittlung Verdrehwinkel und
Drehmoment an der horizontalen
Achse
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Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 11Ergebnisse
Simulationsmodell
▪ Mehrkörpersimulationsmodell (Rotex-Table und OP-Tisch) aus dem Transferprojekt MobOt
konnte wiederverwendet werden
▪ Modellbasierte Analyse der Verstellwege und -kräfte an der horizontalen und vertikalen Achse
▪ Analyse der Zugkräfte auf Basis der Beinzugmessvorrichtung im klinischen Einsatz
➢ Ermittlung der Anforderungen an Aktorik und Sensorik anhand des Modells
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 12Ergebnisse Simulationsmodell © it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 13
Ergebnisse
Antriebs- und Steuerungstechnik
Antriebstechnik
▪ Integration eines Elektromotors in die
horizontale Kurbelspindel
▪ Manuelle Verstellmöglichkeit muss
weiterhin möglich sein
▪ Auswahl von Elektromotoren
▪ Antriebsauslegung für 1.500 N
Zugkraft
▪ Genauigkeit 1 N
Steuerungstechnik
▪ Steuerung des RotexTable muss
RotexTable aufgerüstet werden
Steuerung
▪ Echtzeitfähigkeit für zeitsynchrone
Selbst- Verstellung erforderlich
einstellung ▪ Integration der Beinzugmessvorrichtung in
Beinzug- die Steuerung des RotexTable erforderlich
Aktoren ▪ Anforderungen für neue Bedien- und
messung Patient
Anzeigefunktionen wurden definiert
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 14Agenda
Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 15Resümee und Ausblick
Resümee
▪ Detaillierte Systemanalyse mittels Mehrkörpersimulation
▪ Anforderungen an ein selbsteinstellendes Extensionsgerät
konnten ermittelt werden
▪ Simulationsmöglichkeiten haben einen hohen Mehrwert für die
Firma Condor Medicaltechnik
▪ Potentialanalyse zukünftig benötigter Daten- und Informationen
für die Selbsteinstellung und das Bedienkonzept
Ausblick
▪ Arbeiten an diesem Thema werden nach Abschluss des
Transferprojektes weitergeführt
▪ Digitalisierung ist wichtiges Zukunftsfeld für Condor
▪ Condor hat Zugang zum Themengebiet Mechatronik durch das
Fraunhofer IEM erhalten (Mehrkörpersimulation, modellbasierte
Entwicklung)
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 16Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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