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Un positionnement pour la vie
Itel Telecomunicazioni - Italie
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Apte à constituer la référence pour des tâches de positionnement, un laser tracker rend l'exploitation de faisceaux de protons plus précise dans le domaine de la radiothérapie.
L'application de la technologie laser tracker en vue d’un positionnement correct de pièces à assembler ou de machines-outils est à présent courante dans plusieurs secteurs de production industrielle. La précision avec laquelle elle détermine la position d'objets en 3D est très élevée. Elle se situe autour de quelques centièmes de millimètre. Ceci permet de manipuler ces objets avec une précision extrême à travers le traitement correct des coordonnées mesurées.
De plus en plus souvent, ces technologies initialement conçues pour la fabrication investissent d'autres domaines qui exigent une précision tout aussi élevée.
C'est le cas du système de positionnement robotisé de patients (RPPS), un projet exécuté par Itel Telecomunicazioni à Ruvo di Puglia, dans la province de Bari, en Italie.
Fondée en 1982, cette société s'est spécialisée dans l'ingénierie et l'installation d'appareils pour la résonance magnétique, le diagnostic d'images, la médecine nucléaire et la radiothérapie avancée. Axée sur l'innovation et la recherche, Itel a créé et installé des systèmes dans 40 pays aux quatre coins du globe et se concentre actuellement sur le perfectionnement d'un système de thérapie protonique destiné à lutter contre les tumeurs.
Raffaele Andrea Prisco, responsable R&D de l'entreprise, explique comment le laser tracker Leica Absolute Tracker AT401 de Hexagon Manufacturing Intelligence a été intégré
au système.
« Initialement utilisée pour des diagnostics avancés, la médecine nucléaire évolue rapidement vers des applications thérapeutiques, notamment le traitement de néoplasmes à rayonnement concentré. Notre travail porte sur un accélérateur de protons capable de libérer une plus quantité d'énergie que d'autres types de radiation (photons et électrons) appliqués jusqu'ici sur des masses ciblées, avec le potentiel de guérir presque 95 % des néoplasmes au lieu de 75 % aujourd'hui. Le pourcentage de récurrence et de métastases diminue ainsi à long terme. Les propriétés des faisceaux de protons permettent un haut dosage de particules projetées contre la cible et un impact limité sur les tissus sains environnants. Ceci réduit la probabilité des effets collatéraux habituels des traitements de radiothérapie. »
L'accélérateur de protons est une machine de grandes dimensions extrêmement complexe qui est logée dans un bunker en béton. Il est totalement invisible pour les patients, traités dans une salle où le lit est positionné par deux robots anthropomorphiques Kuka.
« L'efficacité du traitement est plus bien grande, tout comme la précision balistique avec laquelle nous pouvons cibler la zone tumorale à l'intérieur du corps du patient. En raison des dimensions et des caractéristiques de l'accélérateur de protons, on ne peut pas déplacer ou orienter celui-ci. Il était donc nécessaire de trouver un moyen pour positionner le patient traité avec la plus haute précision. Le lit peut être orienté dans n'importe quelle direction dans l'espace au moyen de deux robots. La nécessité de projeter le faisceau de protons sur la zone à traiter avec une précision millimétrique exige un contrôle et une correction de la position et de l'orientation du lit dans l'espace. C'est là qu'intervient le laser tracker Hexagon. Les réflecteurs sont positionnés sur le lit et contrôlés par les trackers, qui nous permettent de vérifier la position du patient en temps réel et si nécessaire de corriger la direction de projection. La précision de détection de la position par le laser tracker, établie à quelques centièmes de millimètre, garantit que la chaîne d'erreurs cumulées durant la projection du faisceau de protons se limite à quelques millimètres, afin d'autoriser une exploitation très efficace et sûre. »
Compte tenu de l'application très particulière, il était impossible d'utiliser les logiciels habituellement fournis avec le laser tracker. L'équipe de développement Itel a de ce fait créé une interface dédiée capable de dialoguer directement avec le firmware du laser tracker et gérant toutes les opérations.
« L'utilisation du laser tracker », conclut Andrea Prisco, « n'était pas une innovation liée à ce projet. Ce type d'instrument est utilisé pour des opérations de contrôle, de positionnement et d'alignement dans diverses applications. Il nous a semblé logique de faire appel à lui lorsque nous avons défini les caractéristiques du système RPPS, et, conformément à nos attentes, les résultats obtenus sont plus que satisfaisants. »
L'application de la technologie laser tracker en vue d’un positionnement correct de pièces à assembler ou de machines-outils est à présent courante dans plusieurs secteurs de production industrielle. La précision avec laquelle elle détermine la position d'objets en 3D est très élevée. Elle se situe autour de quelques centièmes de millimètre. Ceci permet de manipuler ces objets avec une précision extrême à travers le traitement correct des coordonnées mesurées.
De plus en plus souvent, ces technologies initialement conçues pour la fabrication investissent d'autres domaines qui exigent une précision tout aussi élevée.
C'est le cas du système de positionnement robotisé de patients (RPPS), un projet exécuté par Itel Telecomunicazioni à Ruvo di Puglia, dans la province de Bari, en Italie.
Fondée en 1982, cette société s'est spécialisée dans l'ingénierie et l'installation d'appareils pour la résonance magnétique, le diagnostic d'images, la médecine nucléaire et la radiothérapie avancée. Axée sur l'innovation et la recherche, Itel a créé et installé des systèmes dans 40 pays aux quatre coins du globe et se concentre actuellement sur le perfectionnement d'un système de thérapie protonique destiné à lutter contre les tumeurs.
Raffaele Andrea Prisco, responsable R&D de l'entreprise, explique comment le laser tracker Leica Absolute Tracker AT401 de Hexagon Manufacturing Intelligence a été intégré
au système.« Initialement utilisée pour des diagnostics avancés, la médecine nucléaire évolue rapidement vers des applications thérapeutiques, notamment le traitement de néoplasmes à rayonnement concentré. Notre travail porte sur un accélérateur de protons capable de libérer une plus quantité d'énergie que d'autres types de radiation (photons et électrons) appliqués jusqu'ici sur des masses ciblées, avec le potentiel de guérir presque 95 % des néoplasmes au lieu de 75 % aujourd'hui. Le pourcentage de récurrence et de métastases diminue ainsi à long terme. Les propriétés des faisceaux de protons permettent un haut dosage de particules projetées contre la cible et un impact limité sur les tissus sains environnants. Ceci réduit la probabilité des effets collatéraux habituels des traitements de radiothérapie. »
L'accélérateur de protons est une machine de grandes dimensions extrêmement complexe qui est logée dans un bunker en béton. Il est totalement invisible pour les patients, traités dans une salle où le lit est positionné par deux robots anthropomorphiques Kuka.
« L'efficacité du traitement est plus bien grande, tout comme la précision balistique avec laquelle nous pouvons cibler la zone tumorale à l'intérieur du corps du patient. En raison des dimensions et des caractéristiques de l'accélérateur de protons, on ne peut pas déplacer ou orienter celui-ci. Il était donc nécessaire de trouver un moyen pour positionner le patient traité avec la plus haute précision. Le lit peut être orienté dans n'importe quelle direction dans l'espace au moyen de deux robots. La nécessité de projeter le faisceau de protons sur la zone à traiter avec une précision millimétrique exige un contrôle et une correction de la position et de l'orientation du lit dans l'espace. C'est là qu'intervient le laser tracker Hexagon. Les réflecteurs sont positionnés sur le lit et contrôlés par les trackers, qui nous permettent de vérifier la position du patient en temps réel et si nécessaire de corriger la direction de projection. La précision de détection de la position par le laser tracker, établie à quelques centièmes de millimètre, garantit que la chaîne d'erreurs cumulées durant la projection du faisceau de protons se limite à quelques millimètres, afin d'autoriser une exploitation très efficace et sûre. »
Compte tenu de l'application très particulière, il était impossible d'utiliser les logiciels habituellement fournis avec le laser tracker. L'équipe de développement Itel a de ce fait créé une interface dédiée capable de dialoguer directement avec le firmware du laser tracker et gérant toutes les opérations.
« L'utilisation du laser tracker », conclut Andrea Prisco, « n'était pas une innovation liée à ce projet. Ce type d'instrument est utilisé pour des opérations de contrôle, de positionnement et d'alignement dans diverses applications. Il nous a semblé logique de faire appel à lui lorsque nous avons défini les caractéristiques du système RPPS, et, conformément à nos attentes, les résultats obtenus sont plus que satisfaisants. »
