Höhere Zielgenauigkeit, flexibleres System und weniger Energie in der Strahlentherapie – das sind die Vorteile, die Dr. Christian Ziegler in seiner mit dem Bühler Motor Mechatronic Award ausgezeichneten Doktorarbeit herausgearbeitet hat.
Durch das flexible Verknüpfen und Ansteuern mechatronischer Bauelemente lässt sich die Gesamt-Energieeffizienz von Strahlentherapiegeräten erhöhen. Diesen Vorschlag macht Dr. Christian Ziegler in seiner Doktorarbeit, für die er mit dem Bühler Motor Mechatronic Award ausgezeichnet wird. Denn der größte Energieaufwand beim Einsatz eines Bestrahlungsgeräts fällt bei der Strahlungserzeugung im Linearbeschleuniger an. Aus physikalischen Gründen kommt nur ein sehr kleiner Teil der erzeugten Dosis im Tumor an. Der Einsatz eines sechsachsigen Verstellsystems, wie von Dr. Ziegler vorgeschlagen, würde es erlauben, den Abstand zwischen Strahlenquelle und Patient so gezielt zu verringern, dass ein höherer Anteil der Strahlungsdosis in den Tumor appliziert werden könnte. Entsprechend würden die Behandlungsdauer und der Energieverbrauch sinken.
„Dr. Christian Ziegler zeigt in seiner Arbeit, wie sich durch den Einsatz einer hochintegrierten mechatronischen Antriebslösung nicht nur die energetische Effizienz steigern ließe, sondern sich auch Gewicht und Kosten reduzieren lassen würden. Gleichzeitig könnte die Strahlung gezielter eingesetzt werden. Dadurch ließe sich die Behandlungsdauer senken, und weniger gesundes Gewebe würde in Mitleidenschaft gezogen.“ so Dr.-Ing. Ralph Böhm, Vice President Research & Development der Bühler Motor GmbH über den Preisträger. Gegenüber dem herkömmlichen 1-achsigen System ließe sich die Wiederholgenauigkeit von plus/minus mehr als 1 mm auf theoretisch mögliche ± 0,035 mm steigern. Dabei könnte das vorgeschlagene sechsachsige System in demselben Bauraum realisiert werden wie das bisherige einachsige System.
Der Zuwachs an Verstellmöglichkeiten erlaubt es, den Abstand zwischen Strahlenquelle und Bestrahlungsfokus flexibel anzupassen, so dass übergewichtige Patienten ebenso wie Kinder mit der selben Ausstattung behandelt werden könnten. Der modulare Aufbau würde darüber hinaus den selbsttätigen Wechsel von Kollimatoren oder Filtern erlauben, ohne dafür den Strahlenbunker öffnen zu müssen. Kürzere Behandlungszeiten ebenso wie kürzere Wartungszeiten würden eine höhere Auslastung des Equipments erlauben.
Konventionelle, einachsige Strahlentherapiegeräte haben ein Gewicht von etwa 7 t und benötigen ein Gegengewicht von rund 2 t am Ausleger. Bei dem Vorschlag von Dr. Ziegler könnte dieses Gegengewicht eingespart werden.
„Alles in allem hat Dr. Zieglers Vorschlag mit seiner überzeugenden Kombination von Effizienzerhöhung, Hochintegration, Gewichtseinsparung und Steigerung der Kosteneffizienz die Jury voll überzeugt“, so Dr. Böhm. Das Preisgeld des Bühler Motor Mechatronic Award beträgt 5000 Euro.
Weitere Informationen: www.buehlermotor.de
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