Case Study Asclepion – Durchgängige Messtechnik sichert Qualität medizinischer Laser

Die Lasertechnik revolutionierte in den vergangenen Jahrzehnten weite Teile der ästhetischen Medizin, der Chirurgie und der Kosmetik. Mit der Entwicklung innovativer Lasersysteme trägt Asclepion Laser Technologies wesentlich zum Wohlbefinden und der schnelleren Heilung von Patienten bei. Eine durchgängige Messstrategie, effektive Prüfprozesse und hochwertige Messgeräte gewährleisten dabei jederzeit die hohe Fertigungsqualität des Unternehmens. Zur Leistungs- bzw. Energiemessung des Laserstrahls setzt Asclepion seit Jahrzehnten auf Ophir Messtechnik von MKS Instruments. Zur Justage des PicoStar® Lasers misst und analysiert das Unternehmen das Strahlprofil dieses Pikosekunden-Lasers mit einer Ophir CCD-Kamera plus Strahlreduzierer.

Medizinische Laser "Made in Germany"
Asclepion Laser Technologies agiert schon seit 1977 in der internationalen medizinischen Lasertechnologie. Der Sitz des Unternehmens im Jena Optical Valley verspricht und hält höchste Innovationskraft: Die Lasersysteme sowie deren Komponenten werden nahezu vollständig selbst entwickelt und gefertigt. In den vergangenen Jahren wuchs das Portfolio des Unternehmens kontinuierlich und reicht heute von CO2 – und Festkörperlasern für dermatologische und chirurgische Eingriffe bis hin zu Diodenlasern beispielsweise für vaskuläre Anwendungen und die dauerhafte Haarentfernung. Mit der Entwicklung eines Pikosekundenlasers erweiterte das Unternehmen das Portfolio im Bereich Dermatologie: Der PicoStar Laser wird zur effizienten und schonenden Entfernung von Tattoos und Permanent Make-Up sowie gutartig pigmentierten Läsionen eingesetzt.

Consistent Measuring Technology Ensures The Quality Of Medical Lasers
Mit Pulsen unter 300 ps lassen sich mit dem PicoStar Laser Pigmente und mehrfarbige Tattoos effizient behandeln.

Qualität von Anfang an Voraussetzung für den großen Erfolg von Asclepion Laser Technologies ist die dauerhafte Gewährleistung eines sehr hohen Qualitätsstandards. Das Unternehmen entwickelte dazu einen feingranularen Mess- und Prüfprozess, den jedes Lasersystem vor der Auslieferung durchlaufen muss und der auf drei wesentlichen Säulen ruht:

  • Durchgängige Messtechnik von der Entwicklung bis zur Wartung
  • Passende Messtechnik für jede Anwendung
  • Akribische Qualitätsprüfungen nach dem Vieraugenprinzip

Bei der Fertigung und vor allem bei der Endkontrolle der Lasersysteme wird geprüft, ob die gemessenen Parameter den Spezifikationen entsprechen. Um Beeinflussungen durch Messtoleranzen zu verhindern, werden die Prototypen in der Entwicklungsabteilung sowie die Lasersysteme vor der Auslieferung, bei der Inbetriebnahme beziehungsweise der Wartung vor Ort beim Anwender mit kalibrierten Systemen des gleichen Typs vermessen.

 

"Mit MKS wissen wir sowohl die Anforderungen an Qualität als auch hinsichtlich der Vielfalt an Messlösungen mit Ophir Standardsensoren oder individuellen Lösungen erfüllt."
Roman Roth, Prozessingenieur bei Asclepion

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Mittels einer CCD-Kamera werden alle PicoStar Laser vorjustiert.

Messtechnik für jeden Laser
Bei der Wahl des Anbieters gelten für Roman Roth, Prozessingenieur bei Asclepion und verantwortlich für den korrekten und reibungslosen Ablauf der Fertigungsprozesse, mehrere Voraussetzungen: "Einerseits benötigen wir in allen Abteilungen zuverlässige Messgeräte, die uns präzise und wiederholbare Ergebnisse liefern. Gleichzeitig erfordert unser vielfältiges Spektrum an Laserarten unterschiedliche Messmethoden. Mit MKS wissen wir sowohl die Anforderungen an Qualität als auch hinsichtlich der Vielfalt an Messlösungen mit Ophir Standardsensoren oder individuellen Lösungen erfüllt." So wird die Leistung der Asclepion-Diodenlaser mit thermischen Sensoren von MKS gemessen, beispielsweise vom Typ Ophir L50(300)A. Das gleiche Messprinzip kommt auch bei Festkörperlasern für die Chirurgie zum Einsatz.

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Gepulste Festkörperlaser, die in der Dermatologie eingesetzt werden, werden hingegen mit pyroelektrischen Sensoren gemessen. Um den hohen Leistungs- bzw. Energiedichten standzuhalten, setzt Asclepion hier Ophir Sensoren vom Typ PE50BF-DIFH-C, PE50-DIF-ER-C ein, die über einen integrierten Diffusor und damit über höhere Zerstörschwellen verfügen. Für die speziellen Anforderungen der Medizintechnik werden die eingesetzten Sensoren zusätzlich auf konkrete Wellenlängen u.a. auf 2940 nm kalibriert.

Komplettiert wird die Palette an messtechnischen Lösungen für Laserleistung und -energie bei Asclepion mit Ophir Photodioden-Sensoren. Damit werden Pilotstrahlsysteme vermessen, die zum Anvisieren des Ziels bei allen Festkörperlasern eingesetzt werden und deren Leistung im Bereich weniger mW liegt.

Je nach Anwendungsbereich erfolgt die Übertragung der Messdaten bei Asclepion entweder über PC-Interfaces oder direkt an kompakte Handheld-Anzeigegeräte.

Ganz gleich welches Messprinzip angewendet wird, eines ist sicher: Jedes einzelne Lasersystem, das die Fertigung von Asclepion verlässt, wird einer detaillierten Endprüfung (Final Test) unterzogen. Schritt für Schritt wird ein Endprüfprotokoll abgearbeitet, das zwischen 25 und 60 DIN A4 Seiten umfasst – je nach Lasersystem dauert die Endprüfung wenige Tage bis zu einer Woche. Gemäß dem Vieraugenprinzip muss jedes von Asclepion hergestellte Produkt vor der Auslieferung an den Kunden final durch die Qualitätssicherung auf dem Werksgelände nach einer formalen Prüfung freigegeben werden.

Hohe Anforderungen bei kurzen Pulsen
Als besondere Herausforderung erwies sich der 2019 vorgestellte Pikosekundenlaser des Unternehmens: Neben der Leistung bzw. der Energie des Laserstrahls muss hier auf der optischen Bench beim Final Test das Strahlprofil genau geprüft und vorjustiert werden. Hier setzt Asclepion auf Strahlprofilmessungen mit Ophir CCD-Kameras in Kombination mit einem Strahlreduzierer und der BeamGage bzw. der BeamMic Analyse-Software. Um am Ende des Strahlengangs optimale Voraussetzungen zur Erfüllung der vorgegebenen Laserspezifikationen erhalten zu können, muss der Laser Schritt für Schritt vorjustiert werden. An drei verschiedenen Positionen der optischen Bench wird dazu das Strahlprofil mit der CCD-Kamera aufgenommen. Die Abbildungen zeigen Messungen eines korrekt justierten Lasers (rechts) im Vergleich zu einem dejustierten Laser.

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Links 2D- und 3D-Aufnahmen bei einem dejustierten Strahl. Rechts die entsprechenden Aufnahmen des Laserstrahls, der den Vorgaben entspricht. Die Messungen erfolgen jeweils an den verschiedenen Messpunkten deoptischen Bench.

Ohne diese kamerabasierte Messlösung könnte der Resonator auf der optischen Bench nur mit extrem hohem Aufwand justiert werden. Eine zu große Divergenz des Strahls würde zu einem Überstrahlen der nachgelagerten optischen Komponenten führen. Die Nutzung der CCDKamera spart in diesem sensiblen Prozess erheblich Zeit und gewährleistet wiederholbare Messungen des Strahlprofils. Roman Roth zeigt sich in seiner Funktion als Prüfmittelbeauftragter von Asclepion einmal mehr sehr zufrieden mit der Zusammenarbeit: "Die Ophir Messgeräte arbeiten zuverlässig und liefern reproduzierbare Ergebnisse. Beides ist in der Medizintechnik unerlässlich. In Hinblick auf Nachhaltigkeit überzeugt auch die Qualität und Langlebigkeit der Messtechnik, wir nutzen heute noch Ophir Nova Anzeigegeräte von 1996."

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Dauerhafte Sicherheit durch Kalibrierung
Überhaupt sind die Ophir Messgeräte bei Asclepion Laser Technologies permanent im Einsatz. Ob in der Entwicklungsphase der Lasersysteme, im Final Test oder der Installation und Wartung beim Kunden, jede Abweichung von der Spezifikation wird gemessen und mögliche Fehlerquellen sofort beseitigt. Auf diesem Weg wurden während des Final Tests bspw. Auskoppelspiegel von mangelhafter Qualität oder inhomogene Laserkristalle herausgefiltert. Eines weiß Roman Roth deshalb sicher: "Ganz gleich, um welchen unserer Laser es sich handelt, er wird mit mindestens einem Ophir Messgerät geprüft." Umso wichtiger ist die regelmäßige Prüfung der über 100 Sensoren von Ophir, die aktuell bei Asclepion Laser Technologies in den unterschiedlichen Unternehmensbereichen im Einsatz sind. Jährlich werden die Messgeräte gemäß den Vorgaben im Europäischen Kalibrierlabor von Ophir in Darmstadt kalibriert. Die präzise Messung sämtlicher Asclepion Lasersysteme und damit auch deren Qualität werden dauerhaft gewährleistet, zur Sicherheit für Anwender und Patienten.

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