Präzision im Magnetfeld – myonic Kugellager für MRT-geführte Eingriffe

Bildgeführte Eingriffe im MRT eröffnen heute Möglichkeiten, die vor wenigen Jahren noch undenkbar waren. Ärztinnen und Ärzte können den Eingriff direkt im Magnetresonanztomographen durchführen und die Position und Bewegung der eingesetzten Instrumente in Echtzeit verfolgen. Damit das sicher funktioniert, müssen alle eingesetzten Instrumente konsequent amagnetisch sein. Schon Komponenten mit kleinsten ferromagnetischen Anteilen können sich erwärmen, die Bildqualität so stark stören, dass ein Eingriff erschwert wird oder wie Pistolenkugeln durch den Raum fliegen.

Besonders anspruchsvoll ist das bei Bauteilen, die im klinischen Alltag kaum auffallen, technisch aber eine Schlüsselrolle spielen: Kugellager. Sie sorgen für einen präzisen, reibungsarmen Lauf in Kathetern, Führungsrahmen, rotierenden Instrumenten und robotischen Assistenzsystemen – und sollen dabei im MRT „unbemerkt“ bleiben.

Wie wird MR-Sicherheit geprüft?

Die FDA, die U.S. Food and Drug Administration, die staatliche Zulassungsbehörde der Vereinigten Staaten und damit eine der einflussreichsten Regulierungsstellen für Medizinprodukte, Arzneimittel und Lebensmittelsicherheit, stützt sich bei der Bewertung der MR-Tauglichkeit auf international anerkannte Prüfverfahren (ASTM-Standards). Im Kern geht es um zwei Fragen:

1. Wird das Bauteil vom Magnetfeld angezogen?
2. Versucht es, sich im Magnetfeld selbst auszurichten oder zu verdrehen?

Die folgenden Skizzen zeigen vereinfacht, wie diese Tests durchgeführt werden.

1. Bestimmung des Auslenkwinkels (ASTM F2052)

Ein Bauteil wird an einem dünnen Faden oder Arm aufgehängt und im stärksten Feldgradienten des MRT positioniert. Wirken magnetische Kräfte, wird das Bauteil aus der Senkrechten ausgelenkt. Der dabei entstehende Auslenkwinkel ist ein direktes Maß für die magnetische Anziehung:

• kleiner Auslenkwinkel → magnetische Kraft ist gering
• großer Auslenkwinkel → das Bauteil wird deutlich vom Magnetfeld angezogen

Als praxisnahe Faustregel gilt:
Liegt der Auslenkwinkel unter 45°, ist die magnetische Kraft kleiner als die Gewichtskraft des Bauteils und damit im Regelfall akzeptabel. Hochwertige, amagnetische Komponenten liegen deutlich darunter (z. B. 0–20°)  und bleiben im Magnetfeld nahezu in Ruhelage.

2. Ermittlung des Drehmoments (ASTM F2213)

Das Bauteil wird so gelagert, dass es sich frei drehen kann. Anschließend wird es in das Magnetfeld eingebracht:

• Bleibt die Position stabil, ist das Drehmoment sehr gering und das Bauteil verhält sich im MRT unkritisch.
• Versucht es, sich spürbar zu drehen oder in eine bestimmte Richtung „einzuschnappen“, weist dies auf ferromagnetische Bestandteile hin. In diesem Fall ist der Einsatz im MRT stark eingeschränkt.

Für eine sichere Anwendung ist entscheidend, dass keine unkontrollierte Selbstrotation beobachtet wird.

3. Weitere Anforderungen

Zusätzlich müssen Hersteller nachweisen, dass ihre Komponenten keine sicherheitsrelevante Erwärmung erzeugen (ASTM F2182) und die Bildgebung nicht unzulässig beeinträchtigen (ASTM F2119). Diese Tests ergänzen die Bewertung, stehen aber meist hinter der grundlegenden Frage zurück, ob ein Bauteil im Magnetfeld mechanisch stabil bleibt und sich nicht ungewollt bewegt.

Die Kombination dieser Prüfungen ermöglicht der FDA eine verlässliche Bewertung, ob ein Produkt im MRT sicher eingesetzt werden kann.

4. Amagnetische Lager von myonic

myonic entwickelt Kugellager, die genau diesen Anforderungen entsprechen. Eine spezielle Nickelbasislegierung in Kombination mit einer exakt definierten Wärmebehandlung sorgt dafür, dass die Lager:

• im Magnetfeld praktisch keine Auslenkung und kein Drehmoment zeigen
• mechanische Eigenschaften besitzen, die klassischen Stahlkugellagern sehr nahekommen
• gleichzeitig eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit bieten

So ermöglichen myonic Lager einen ruhigen, verlustarmen und schwingungsarmen Lauf auch unter den besonderen Bedingungen des MRT. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag zur Genauigkeit und Zuverlässigkeit MRT-geführter Eingriffe und unterstützen die Weiterentwicklung moderner, minimalinvasiver Therapiekonzepte.

Mehr Informationen zu Materialien, Prüfverfahren und Einsatzbereichen unserer amagnetischen Lager erhalten Sie auf Anfrage oder im persönlichen Gespräch.