maxon Story
Una nueva tecnología de radioterapia
Una empresa de ingeniería médica en Estados Unidos ha desarrollado una nueva tecnología de radioterapia diseñada para el tratamiento del cáncer. Se necesitan varios dispositivos para ajustar los rayos gamma para esta radioterapia, que son guiados con precisión extrema por un único control de movimiento. Los motores, reductores y controladores de maxon garantizan la precisión de los movimientos.
Una tecnología de radioterapia de alta precisión
La empresa ViewRay, con sede en Oakwood Village (Ohio, EE. UU.), aceptó el desafío de diseñar un colimador multilámina (MLC, por sus siglas en inglés). El objetivo de los ingenieros era desarrollar un producto final que tuviera una mayor precisión que cualquier otro producto del mercado en aquel momento. ViewRay colaboró con maxon para producir los componentes esenciales: motores, encoders, reductores y módulos individuales de control de los motores. ViewRay es una empresa privada de ingeniería médica que desarrolla innovadores dispositivos de radioterapia para su uso en oncología. El sistema ViewRay proporciona imágenes continuas del tejido blando durante el tratamiento. Para ello utiliza radioterapia guiada por IRM, de manera que los médicos pueden ver dónde se aplica la dosis real de radiación y realizar correcciones en función de la anatomía del paciente. El sistema de radiación ViewRay incluye cinco subsistemas perfectamente integrados para un óptimo tratamiento del paciente. Estos subsistemas son: imágenes por resonancia magnética (IRM) en tiempo real, planificación del tratamiento, predicción y optimización de la dosis, focalización en el tejido blando en tiempo real y evaluación y confirmación remotas. El tratamiento se aplica mediante un sistema de IRM con imán dividido y un conjunto de gantry para posicionar tres fuentes de rayos gamma de cobalto-60 mediante tres colimadores multilámina.
En otras tecnologías de radioterapia, las imágenes se obtienen antes o después del tratamiento, pero no durante la irradiación. Esto es un problema para la terapia, ya que no permite ajustar la focalización durante la operación.
El movimiento del tejido blando a menudo provoca que la posición de un tumor cambie durante la radioterapia, lo que puede dañar el tejido blando. ViewRay soluciona este problema utilizando una combinación de tecnologías de IRM y de aplicación de radioterapia. Con la obtención continua de imágenes durante el tratamiento y la irradiación, los instrumentos de ViewRay pueden ajustar con mayor precisión el foco y la dosis mientras el paciente se somete al tratamiento.
El equipo de ingeniería lo explica así: «El sistema de control del motor del MLC es un componente importante del sistema. Sabíamos que también sería uno de los más difíciles de diseñar debido a su proximidad al imán del IRM y a las limitaciones derivadas de la configuración del gantry». El sistema utiliza tres fuentes de rayos gamma montadas en cabezales blindados independientes. Según ViewRay, el MLC de doble foco se diseñó para generar imágenes con contornos nítidos y producir una penumbra comparable a la de aceleradores convencionales, de manera que los médicos puedan tratar a los pacientes con mayor seguridad.
Controlador de posicionamiento digital EPOS2
El equipo eligió los controladores de posicionamiento digitales compactos EPOS2 Module 36-2 de maxon por su tamaño reducido, que permitía integrar 60 canales de control de movimiento para cada colimador. En una sola placa base personalizada pueden instalarse hasta treinta módulos EPOS y cada colimador dispone de dos placas base. Cada sistema de ViewRay utiliza tres de estos colimadores, uno para cada cabezal blindado. Cada módulo EPOS implementa una etapa de potencia flexible y altamente eficiente, y controla un motor DC con un encoder digital. Los motores de maxon están especialmente diseñados para funcionar como nodos esclavos en una red CANopen. Ofrecen una potencia de salida de 2 amperios y su tensión de alimentación proviene de una unidad de alimentación eléctrica de 11 V a 36 V. El equipo de ViewRay se comunica con los controladores utilizando el firmware EPOS2, que ofrece modos operativos y funciones de monitorización fáciles de implementar, como requiere el control.
Los controladores de posicionamiento EPOS2 DC son fáciles de usar e implementar gracias a la presencia de varias interfaces importantes y tienen un tamaño lo suficientemente compacto para funcionar bien en un espacio limitado. © 2012 maxon
180 conjuntos formados por un motor, un reductor y un encoder
Cada uno de los colimadores contiene sesenta láminas que pueden disponerse en dos grupos opuestos de treinta. Hay tres colimadores, lo que significa que el dispositivo usa 180 controladores EPOS y 180 conjuntos de motor/encoder/reductor.
Los MLC están montados en el sistema del gantry para colimar las tres fuentes de rayos gamma en relación con el objetivo. Mientras el gantry se mueve a su posición, cada lámina del colimador se posiciona de acuerdo con el plan de tratamiento definido. Para posicionar cada lámina, a través del bus CANopen se envían comandos al nodo asociado, que consta de un motor, un encoder, un reductor y un controlador. El resultado es una forma colimada con precisión que se corresponde con el plan de tratamiento del paciente.