Positionering Voor Het Leven

Met behulp van een lasertracker en zijn mogelijkheid om als referentie te dienen voor positioneringstaken, wordt het richten van protonstralen, die worden gebruikt bij radiotherapie, nauwkeuriger.

Lasertrackertechnologie voor het op de juiste manier positioneren van montageonderdelen of machinegereedschappen wordt naar steeds meer branches op het gebied van industriële productie uitgebreid. De nauwkeurigheid waarmee de positie van objecten in 3D kan worden gedetecteerd is zeer hoog (een afwijking van enkele honderden millimeters) waardoor het mogelijk is om dergelijke objecten zeer nauwkeurig te meten door middel van de verwerking van de gemeten coördinaten.

Soms en in toenemende mate worden deze technologieën, die oorspronkelijk waren bedoeld voor de productie-industrie, overgenomen in andere branches, die net zoveel nauwkeurigheid vereisen.

Dit is het geval bij het RPPS-project (Robotised Patient Positioning System; gerobotiseerd patiëntpositioneringssysteem), dat wordt uitgevoerd door Itel Telecomunicazioni in Ruvo di Puglia, in de provincie Bari.

Dit bedrijf, dat in 1982 is opgericht, is gespecialiseerd in het ontwerpen en installeren van apparatuur voor magnetische resonantie, beelddiagnostiek, nucleaire geneeskunde en geavanceerde radiotherapie. Itel, dat zich sterk richt op innovatie en onderzoek, heeft in 40 landen wereldwijd systemen gemaakt en geïnstalleerd en werkt momenteel aan het perfectioneren van een innovatief protontherapie-systeem voor het bestrijden van tumors.

Raffaele Andrea Prisco, R&D Manager van het bedrijf, legt uit hoe de lasertracker Leica Absolute Tracker AT401 van Hexagon Manufacturing Intelligence onderdeel is geworden van het systeem.

"Nucleaire geneeskunde, welke oorspronkelijk was bedoeld voor geavanceerde diagnostiek, ontwikkelt zich razendsnel in de richting van therapeutische toepassingen, voornamelijk voor de behandeling van neoplasia met geconcentreerde bestraling. We werken op dit moment aan een deeltjesversneller die een veel hogere dosis energie kan leveren ten opzichte van andere bestralingssystemen die tot nu toe werden gebruikt (fotonen en elektronen), op gerichte massa's, met het potentieel om bijna 95% van de neoplasia te genezen in plaats van de 75% die momenteel wordt genezen. Als gevolg hiervan is er minder snel sprake van recidief en metastase op de lange termijn. Dankzij de eigenschappen van de protonstralen wordt het mogelijk om een hoge dosis deeltjes naar het doel te stralen en dit zorgt ervoor dat gezond weefsel slechts beperkt wordt bestraald. Hierdoor wordt de kans op bijwerkingen, die vaak optreden bij radiotherapie-behandelingen, aanzienlijk verkleind."

De deeltjesversneller is een groot en extreem ingewikkelde machine, omgeven door een betonnen bunker. De patiënt merkt hier niets van. Hij of zij wordt in plaats daarvan in een kamer behandeld waarin het bed waarin hij/zij ligt wordt gepositioneerd door twee antropomorfe KUKA-robots.

"De effectiviteit van de behandeling is veel groter, evenals de ballistische precisie waarmee we op het tumorgebied kunnen richten dat behandeld moet worden en zich in het lichaam van de patiënt bevindt. De deeltjesversneller kan vanwege zijn afmetingen en eigenschappen niet worden verplaatst of georiënteerd. Hierdoor werd het noodzakelijk om een manier te vinden om de te behandelen patiënt met de hoogste precisie te positioneren. Het bed kan door twee robots in elke ruimtelijke richting worden geplaatst. Doordat de protonstraal de behandelingszone uiterst nauwkeurig moet raken, dient ook de ruimtelijke positie en oriëntering van het bed uiterst nauwkeurig te worden bediend en gecorrigeerd. Hier begint de lasertracker van Hexagon een belangrijke rol te spelen. De reflectoren worden op het bed geplaatst en bediend door de trackers, die ons in staat stellen om de positie van de patiënt in real-time te controleren en, indien nodig, aan te passen. De precisie waarmee de tracker de positie detecteert, die slechts enkele honderden millimeter afwijkt, garandeert dat het risico op fouten die optreden bij het richten van de protonstraal tot enkele millimeters wordt beperkt, waardoor de efficiëntie en veiligheid optimaal blijven."

Doordat deze toepassing zo uiterst specifiek en uniek was, kon de software, die normaal gesproken bij de lasertracker wordt meegeleverd, niet worden gebruikt. Het ontwikkelingsteam van Itel heeft daarom een speciale interface ontwikkeld die de mogelijkheid bood om rechtstreeks te communiceren met de firmware van de tracker en alle bedieningen uit te voeren.

"Het gebruik van de lasertracker," concludeert Prisco, "was niet slechts een innovatie die gekoppeld was aan dit project; lasertrackers worden ook gebruikt voor het bedienen, positioneren en uitlijnen van systemen in een scala aan activiteiten. Het lag voor de hand om hetzelfde instrument te gebruiken om de eigenschappen van het RPPS-systeem te definiëren. We waren, zoals we al hadden verwacht, zeer tevreden.