maxon Story
Una nuova tecnologia per la radioterapia
Un'azienda di ingegneria medica negli USA ha sviluppato una nuova tecnologia di radioterapia progettata per la cura del cancro. Per questa radioterapia sono necessari diversi dispositivi per regolare i raggi gamma, che vengono indirizzati con estrema precisione mediante un unico controllo del movimento integrato. Motori maxon, riduttori e controller assicurano la precisione dei movimenti.
Una tecnologia di radioterapia ad alta precisione
L'azienda ViewRay, con sede a Oakwood Village (Ohio, USA), ha accolto la sfida di progettare un collimatore multilamellare(MLC). L'obiettivo degli ingegneri era sviluppare un prodotto finale che fosse più preciso di qualsiasi altro prodotto sul mercato in quel momento. ViewRay ha collaborato con maxon alla produzione di componenti critici: motori, encoder, riduttori e singoli moduli di comando del motore. ViewRay è un'azienda privata di ingegneria medica che sviluppa dispositivi innovativi per la radioterapia utilizzati in oncologia. Il sistema ViewRay fornisce un continuo imaging dei tessuti molli durante la cura, usando la radioterapia guidata da MRI in modo che i medici possano vedere dove viene erogata l'effettiva dose di radiazioni e può adattarla alle variazioni anatomiche del paziente. Il sistema di radiazioni ViewRay comprende cinque sottosistemi perfettamente integrati per fornire una cura ottimale dei pazienti. Questi sono: imaging MR in tempo reale, pianificazione della terapia, previsione e ottimizzazione del dosaggio, targeting in tempo reale dei tessuti molli, revisione e approvazione da remoto. L'erogazione della terapia viene eseguita in un sistema MRI a magnete diviso con portale rotante per posizionare tre sorgenti di raggi gamma al cobalto-60 attraverso tre collimatori multilamellare.
L'imaging nelle altre tecnologie di radioterapia avviene prima o dopo la terapia non mentre il fascio è attivo. Questo è un problema per la terapia in quanto il targeting non può essere regolato durante il funzionamento.
Il movimento dei tessuti molli consente spesso al tumore di spostarsi durante la radioterapia provocando danni ai tessuti molli. ViewRay ha risolto il problema utilizzando una combinazione di imaging MR e tecnologie di somministrazione della radioterapia. Con il continuo imaging dei tessuti molli, durante la terapia e con il fascio attivo, gli strumenti ViewRay possono perfezionare e riottimizzare il dosaggio mentre il paziente viene sottoposto alla terapia.
Secondo il team di progettazione:“Il sistema di comando del motore MLC è una parte importante del sistema. Sapevamo che sarebbe stato anche una delle sfide più grandi in fase di progettazione a causa della vicinanza al magnete MRI e ai limiti di spazio dovuti alla configurazione del portale.” Il sistema utilizza tre sorgenti di raggi gamma montate su teste schermate separate. Secondo ViewRay, l'MLC con doppia focalizzazione è stato progettato per affinare i contorni nell'immagine per produrre una penombra simile agli acceleratori tradizionali in modo che i medici possano curare i pazienti con maggiore sicurezza.
Comando di posizionamento digitale EPOS2
Il team ha scelto i comandi di posizionamento digitali EPOS2 Module 36-2 di maxon per la forma ridotta che ha permesso loro di inserire 60 canali di controllo del movimento per ogni collimatore. Trenta moduli EPOS possono essere adattati su una singola scheda madre personalizzata: ogni collimatore presenta due schede madri. Ogni sistema ViewRay utilizza tre di questi collimatori, uno per ciascuna delle teste schermate. Ogni modulo EPOS implementa uno stadio di potenza flessibile e altamente efficiente e aziona un motore DC con encoder digitale. I motori maxon sono appositamente progettati per funzionare come nodi slave in una rete CANopen. Presentano una potenza in uscita massima di 2 A e la tensione di alimentazione viene fornita da un'unità di alimentazione elettrica da 11-36 V. Il team ViewRay comunica con i controller utilizzando il firmware EPOS2, dotato di modalità operative di facile implementazione e funzioni di monitoraggio come richiesto dal comando.
I comandi di posizionamento EPOS2 DC sono facili da utilizzare e implementare grazie alla presenza di diverse interfacce importanti restando al contempo sufficientemente compatti da funzionare in uno spazio limitato. © 2012 maxon
180 gruppi comprendono un motore, un riduttore e un encoder
Ciascuno dei collimatori contiene sessanta lamelle disposte in due banchi da trenta contrapposti. Poiché sono presenti tre collimatori, il dispositivo utilizza 180 controller EPOS e 180 combinazioni motore/encoder/riduttore.
Gli MLC sono montati sul sistema a portale per fornire la collimazione delle tre sorgenti di radiazioni gamma rispetto al target. Mentre il porta si sposta in posizione, ogni lamella del collimatore viene posizionata secondo lo schema di terapia impostato. Per posizionare ogni lamella, i comandi bus CANopen vengono orientati al nodo associato formato da motore, encoder, riduttore e controller. Il risultato è una forma perfettamente collimata che corrisponde allo schema di terapia del paziente.