Nueva tecnología de oncología radioterápica.

Una empresa estadounidense de tecnología médica ha desarrollado un nuevo sistema de radioterapia para el tratamiento del cáncer. La adecuación de los rayos gamma para su uso en la radioterapia precisa múltiples dispositivos, que se controlan con toda exactitud desde un solo control central de movimiento. Los motores dc, reductores y controladores de maxon motor permiten movimientos de precisión.

La casa ViewRay de Oakwood Village (Ohio, EEUU) emprendió el proyecto de diseñar un colimador multilámina (MLC). El objetivo que se plantearon los ingenieros fue desarrollar un producto final que funcionase con un grado de precisión mayor que los ya existentes en el mercado. Como proveedor de componentes esenciales, tales como motores de continua, encoders, reductores y módulos de control de motores dc, eligieron a maxon Precision Motors. ViewRay es una empresa privada de ingeniería biomédica que desarrolla innovadores sistemas de radioterapia para el tratamiento del cáncer. El sistema ViewRay permite una captación ininterrumpida de imágenes del tejido blando por resonancia magnética durante la aplicación de la radioterapia. Así, el médico puede ver exactamente dónde incide la dosis de radiación en las células, lo que le permite hacer las correcciones oportunas según las particularidades anatómicas de cada paciente. El sistema de radioterapia ViewRay consta en su integridad de cinco subsistemas integrados que permiten el tratamiento óptimo del paciente. Los principales subsistemas son: RMN en tiempo real, planificador del tratamiento, calculador previo y optimizador de la dosis de radiación, representación gráfica del tejido blando en tiempo real y evaluador y cofirmador por acceso remoto. El tratamiento tiene lugar dentro de un tomógrafo de resonancia magnética que dispone de un bastidor giratorio para alinear las tres fuentes blindadas de cobalto 60 con los tres colimadores multilámina.

En otras tecnologías de radioterapia, las imágenes se obtienen antes o después del tratamiento, pero no directamente durante la aplicación de la radiación. Esto constituía frecuentemente un problema para la terapia, ya que no era posible ajustar la radiación dinámicamente.

Debido a los movimientos del tejido blando, muchas veces variaba la ubicación del tumor, con lo que la radiación no incidía sobre este, sino que dañaba el tejido blando. ViewRay ha solucionado el problema combinando tecnologías de RMN y de radioterapia. La captación ininterrumpida de imágenes del tejido blando durante la aplicación de la radioterapia con los sistemas ViewRay permite verificar la alineación y la dosis de radiación, lo que permite hacer las correcciones necesarias durante el tratamiento.

En palabras del equipo de ingeniería: “El controlador del motor del MLC es uno de los principales elementos del sistema. Sabíamos que su desarrollo iba a ser una de las tareas más delicadas por su cercanía a los imanes de RMN y las limitaciones de tamaño debidas al montaje en el bastidor.” Este sistema usa tres fuentes de rayos gamma instaladas en cabezales blindados separados. ViewRay ha concebido el MLC con doble foco, de forma que los bordes del campo se representan con mayor nitidez y las semisombras se generan similarmente como en los aceleradores convencionales. Ello permite a los médicos tratar a sus pacientes con mayor seguridad.

Controladora digital de posición EPOS2
El equipo optó por la compacta electrónica de control digital de posición EPOS2 Module 36/2 de maxon, porque sus reducidas dimensiones permitían a los ingenieros agrupar 60 canales para el control de movimiento de cada colimador. Una placa madre del sistema de radioterapia tiene cabida para treinta módulos EPOS, disponiendo cada colimador de dos placas madre. Para cada sistema ViewRay se han necesitado tres de estos colimadores, es decir, uno para cada uno de los tres cabezales del sistema. Equipado con una etapa final versátil y altamente eficaz, cada módulo EPOS actúa sobre un motor de corriente continua con encoder digital. Los accionamientos de maxon motor están especialmente concebidos para funcionar como esclavos en una red CAN open. Su máxima capacidad de salida es de 2 amperios y se alimentan mediante una fuente de alimentación de 11–36 V. Para conectarlos a los controladores, el equipo de ViewRay ha utilizado el firmware EPOS2, que dispone de funciones de monitorización y diferentes modos de funcionamiento que cumplen con los criterios requeridos de los controladores.

180 módulos compuestos por motor dc, reductor y encoder
Cada colimador consta de sesenta láminas colocadas en treinta pares superpuestos. Como el sistema se compone de tres colimadores, se usan un total de 180 controladoras EPOS y 180 módulos compuestos por motor dc, encoder y reductor. Los MLCs están montados sobre un bastidor, de forma que la colimación de las tres fuentes de rayos gamma puede realizarse según la posición del blanco o punto de destino. Mientras el bastidor se desplaza a su posición, cada lámina del colimador se posiciona de acuerdo al plan de tratamiento. Para ello se transmiten los comandos del bus CAN open a los nodos correspondientes. Cada nodo consta de motor dc, encoder, reductor y controlador. De esta manera se obtiene una forma exactamente alineada que cumple las consignas del plan de tratamiento del paciente.

Los 180 motores de corriente continua utilizados en el sistema son motores dc RE 16 con escobillas de 4,5 W de potencia. Cada motor tiene una velocidad de funcionamiento de hasta 11 000 rpm. Carecen por diseño de un rizo de par, lo cual es una gran ventaja frente a los motores de diseño convencional, especialmente a bajas velocidades de funcionamiento. Los encoders de efecto Hall MENC 13 hacen posible un control exacto del motor dc, mientras que los reductores planetarios GP 16A transmiten el par adecuado para una velocidad de posicionamiento de 1 cm/s.

 © maxon motor ag

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