Monocarrier-Lineareinheiten in Geräten der Strahlentherapie

Ein führender Hersteller von Medizingeräten für die Strahlentherapie verwendet eine Monocarrier-Lineareinheit von NSK für das präzise Verfahren und Justieren der Einheit, die den fein dosierten Röntgen- oder Protonenstrahl emittiert und die Krebszellen abtötet. Damit leistet die Antriebseinheit einen Beitrag zu nachhaltigem Therapieerfolg bei minimaler Beeinträchtigung des gesunden Gewebes.

Die Erfolge in der Krebsbekämpfung sind auch auf die Wirksamkeit und Präzision moderner Geräte für die Strahlentherapie zurückzuführen. Sie ermöglichen eine sehr zielgerichtete Bestrahlung von Tumoren bei minimaler Einwirkung auf das umliegende gesunde Gewebe. Im „High End“-Bereich dieser Geräte wird alle zehn Millisekunden die Genauigkeit der Bestrahlung überprüft. Die Tumorposition wird in Echtzeit verfolgt, und das System kann die Führung der Strahlenquelle sogar an die Atembewegung des Patienten anpassen. Ein weiterer Faktor ist die Strahlformung, die über Blenden und Lamellen gewährleistet wird.

Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an die Antriebstechnik im Kopf des Bestrahlungsgerätes. Ein weltweit führender Hersteller von Geräten der Strahlentherapie (Röntgen- und Protonenbehandlung) setzt deshalb ein Monocarrier MCM-Linearsystem von NSK ein, um die Bestrahlungseinheit präzise zu positionieren.

Bei diesem Linearsystem sind ein hochwertiger NSK-Kugelgewindetrieb, ein Servo- oder Schrittmotor, eine U-Profil-Linearführung, Lagereinheiten und Motoradapter in einer kompakten Einheit integriert. Das reduziert den Aufwand für Projektierung, Montage und Inbetriebnahme. Die Linearführung ist standardmäßig mit einer K1-Schmiereinheit ausgerüstet, die einen langfristig wartungsfreien Betrieb gewährleistet.

Zu den zentralen Eigenschaften des NSK Monocarriers gehören hohe Steifigkeit und Tragfähigkeit, leichtgängige Bewegung, präzise Positionierfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und lange Lebensdauer. Die Monocarrier der MCM-Serie sind in fünf Standardgrößen mit verschiedenen Hublängen und Steigungen lieferbar.

Mit Unterstützung der NSK-Experten für Medizintechnik konfigurierten die Entwickler des Medizingerätes eine Antriebseinheit mit einem Monocarrier MCM03 als Kernkomponente. Der Hub der Monocarrier-Einheit beträgt 30 mm bei einer Steigung von 1 mm.

In einer äußerst kompakten Baueinheit sind ein für Röntgengeräte geeigneter Motor mit Resolver und der MCM03 parallel auf einer gemeinsamen Halterung verbaut. Die Kraftübertragung und Übersetzung erfolgt über Zahnriemen und Riemenscheiben. Nebenbei bemerkt: In den meisten Monocarrier-Applikationen verzichtet der Konstrukteur auf den Zahnriemen und nutzt eine Kupplung für die direkte Verbindung von Motor und MCM-Einheit. Zwei mechanische Endschalter erfassen die Endlagen der Spindeleinheit. Eine stabile und mit hoher Präzision gefertigte Grundplatte verbindet dieses Antriebssystem mit der Umgebungskonstruktion.

Damit ist gewährleistet, dass der Bediener die Strahlenemissions-Einheit mit sehr hoher Präzision verfahren und justieren kann. Das wiederum schafft eine wichtige Voraussetzung dafür, dass die Strahlendosis exakt das Fremdgewebe trifft und der Patient mit geringstmöglicher Belastung von dem Tumor befreit wird. Der NSK-Monocarrier leistet dazu einen wichtigen Beitrag.

Bild1): 1)  Die Antriebstechnik im Kopf von Geräten für die Strahlentherapie muss sehr hohe Anforderungen u.a. an Positioniergenauigkeit und erschütterungsfreie Bewegung erfüllen. Foto: Thomas Hecker/Shutterstock