ZEISS Axio Imager.Z2m für die Industrie

KI-gestützte Inspektion von Implantatbeschichtungen

Smith+Nephew ist ein in London ansässiger Medizintechnikkonzern, der sich auf die Rekonstruktion von Knochen und Gewebe, Wundheilung und Gelenkersatz spezialisiert hat. Am Standort Aarau, Schweiz, werden unter anderem Hüftschaftprothesen beschichtet. Zur Qualitätsprüfung kommt eine KI gestützte Software-Lösung, in Kombination mit einem Lichtmikroskop zum Einsatz. Die ZEISS Lösung liefert die Ergebnisse dank automatisierter Bildsegmentierung innerhalb weniger Minuten.

KI-gestützte ZEISS Lösung prüft Implantat-Beschichtungen automatisiert

Gut 400.000 Hüft- und Knieprothesen werden in Aarau pro Jahr gefertigt. Ein Großteil davon wird in fünf hochmodernen Vakuumkammern bei Temperaturen von bis zu 20.000 Grad Celsius beschichtet, entweder rein mit Titan oder mit Titan und Hydroxyapatite. Letzteres ist eine Knochenersatzsubstanz, die das Einwachsen der Knochenbälkchen in die poröse Prothesenoberfläche verbessert bzw. stimuliert.

AI-assisted ZEISS solution inspects implant coatings automatically

Die geforderte Dicke der Titan- und Hydroxylapatitschicht bei einem POLARSTEM für die Hüftrekonstruktion liegt zwischen 155 und 305 Mikrometer. Seit der Konzern in Aarau Implantate beschichtet, wird für die Prüfung der Schichtdicke das ZEISS Lichtmikroskop eingesetzt. Seit Sommer 2022 arbeitet das weltweit rund 15.000 Mitarbeitende beschäftigende Medizintechnikunternehmen in Aarau auch mit einem ZEISS Axio Imager.Z2m.

The analysis process of implant coatings

KI-unterstützte Bildsegmentierung

Für die Messung der Schichtdicken war bisher ein geschultes Auge und viel menschliches Zutun erforderlich. Ohne KI-Unterstützung dauert der Analyseprozess bei einem POLARSTEM deshalb 45 bis 60 Minuten. Zehnmal schneller geht es, seit Smith+Nephew mit dem Lichtmikroskop arbeitet. Mit dieser One-Click-Lösung liegt ein umfassendes Protokoll mit Werten zur Schichtdicke und Porosität bereits nach fünf bis sieben Minuten vor. Das hat für Smith+Nephew gleich zwei Vorteile: Die Bediener können jetzt einen größeren Teil ihrer Arbeitszeit für andere Aufgaben wie das Abkleben der Implantate nutzen. Zudem lassen sich jetzt mögliche Fertigungsprobleme schneller erkennen.

Measurement process by AI-assisted image segmentation

Diese drastische Beschleunigung des Messprozesses wird durch eine KI-gestützte Bildsegmentierung möglich. Die Bediener brauchen jetzt nur noch die Probe ausrichten und die Software ZEISS ZEN core starten – alles andere erfolgt automatisiert. „Einfacher geht’s nicht“, findet Stéphane Monod, verantwortlich für die Qualität von Smith+Nephew am Standort Aarau. „Und ganz gleich, wer diese Probe untersuchen würde, die Messergebnisse wären immer gleich“ – ein weiterer Vorteil, nicht nur für Medizintechnikunternehmen.

KI-gestützte Bildverarbeitung freischalten

Erhöhen Sie Ihre Effizienz in komplexen Bildanalysen mit ZEISS ZEN core: jetzt mit automatisierter Segmentierung und Klassifizierung sowohl für Licht- als auch Elektronenmikroskopie. Die KI-basierte Software erfüllt strenge Branchenstandards. Übertragen Sie nahtlos Arbeitsabläufe, nutzen Sie hochauflösende Bildgebung und greifen Sie auf Deep-Learning-Analyseroutinen zu – all das in ZEISS ZEN core!

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Gerüstet für die Zukunft

Der Senior Manufacturing Quality Engineer ist noch aus einem anderen Grund von der KI-unterstützten ZEISS Lösung begeistert: „Mit der ZEISS Lösung sind wir auch für zukünftige Normanforderungen gerüstet.“ Denn neben der Prüfung der Beschichtungsdicke wird auch die Porosität der aufgebrachten Titan- und Hydroxyapatite-Schicht ermittelt. Ein Kennwert, den Implantat-Hersteller laut Norm ISO 13485 zukünftig nachweisen müssen.

Stéphane Monod, Senior Quality Engineer at Smith+Nephew in Aarau

„Die gute Beschichtung des Implantats ist wichtig, damit es gut einwachsen kann und so lange wie möglich hält.“

Stéphane Monod
Senior Quality Engineer bei Smith+Nephew in Aarau

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Wie diese Success Story zeigt, wird der Einsatz von KI in der Inspektion immer wichtiger. Interessieren Sie sich für die aktuellen Möglichkeiten und wie KI Ihren Inspektionsprozess verbessern kann? Wir sprachen mit Christian Wojek, Head of AI bei ZEISS Industrial Quality Solutions, darüber, wie KI die Zukunft der Qualitätskontrolle prägt.

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