美國的一家醫(yī)療企業(yè)研發(fā)了治療癌癥的新型輻照技術(shù)。輻射治療需要使用多臺設(shè)備調(diào)整伽馬射線，
這些設(shè)備均由唯一的一臺網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制裝置進(jìn)行精確控制。maxon 電機(jī)、傳動裝置和控制系統(tǒng)確保動作精確。
位于 Oakwood Village（Ohio 俄亥俄州，美國）的 ViewRay 公司面臨一項(xiàng)任務(wù)，須構(gòu)建多葉準(zhǔn)直儀（MLC）。工
程師為最終產(chǎn)品設(shè)定的研發(fā)目標(biāo)是要比市場上任何其他設(shè)備運(yùn)行更精確。關(guān)于諸如電機(jī)、編碼器、變速器及電機(jī)控制模塊等基本組件，maxon
Precision Motors 公司受邀作為合作伙伴。ViewRay 是一家私人控股的醫(yī)療設(shè)備公司，研
發(fā)用于癌癥治療的具有前瞻性的輻照技術(shù)。ViewRay 設(shè)備可以在 MRT（核磁共振成像）放射治療期間不間斷地對軟組織進(jìn)行視覺圖像檢測。利
用這種方式醫(yī)生可以清楚地看到輻射到細(xì)胞上的射線量，并根據(jù)患者個別的組織特征進(jìn)行修正。ViewRay 的輻照設(shè)備總共由五個子系統(tǒng)無縫集成，
以便實(shí)現(xiàn)最佳的患者護(hù)理。最重要的子系統(tǒng)是：實(shí)時 MRT（核磁共振成像）、治療計(jì)劃、預(yù)測及優(yōu)化射線量、軟組織實(shí)時成像，以及遠(yuǎn)程評估和確認(rèn)。
治療操作是在磁共振斷層掃描儀中進(jìn)行，該掃描儀具有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)架用于定位三個屏蔽鈷 60 源的三個多葉準(zhǔn)直儀。
其他放射治療技術(shù)均在治療之前或之后生成圖像，而不是在射線放射時。這對于此類治療來說始終是一個問題，因?yàn)闊o法動態(tài)調(diào)整射線。
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軟組織的移動經(jīng)常會造成治療過程中腫瘤推移以及整個軟組織受損。ViewRay 通過將 MRT（核磁共振成像）和放射治療技術(shù)結(jié)合使用，解
決了這個問題。通過在治療過程中和射線發(fā)射時不間斷地采集軟組織視覺圖像，ViewRay
設(shè)備可在治療過程中調(diào)整射線方向和射線量。
設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)解釋說：“MLC 電機(jī)控制系統(tǒng)是設(shè)備的重要部分之一。我們知道，由于鄰近 MRT 磁體以及因支架結(jié)構(gòu)造成規(guī)格尺寸受限，其
研發(fā)工作屬于更富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。”在設(shè)備中使用了三個伽瑪射線源，均被安裝在獨(dú)立的屏蔽頭中。為 ViewRay 設(shè)計(jì)的 MLC
為雙焦點(diǎn)，使區(qū)域邊界更清晰，并類似傳統(tǒng)加速器生成半影。用此方式醫(yī)生可更安全地對患者進(jìn)行治療。
EPOS2 數(shù)字式位置控制器
該團(tuán)隊(duì)決定使用 maxon 的緊湊型數(shù)字式位置控制器 EPOS2 模塊 36/2，因?yàn)楣こ處熆山柚湫∏梢?guī)格將 60
條控制運(yùn)動的信道針對每個準(zhǔn)直器進(jìn)行集束。在放射治療設(shè)備主板上可裝配 30個 EPOS 模塊，每個準(zhǔn)直器配有兩塊主板。每臺
ViewRay 設(shè)備均需要三個這樣的準(zhǔn)直器，設(shè)備中三個屏蔽頭中每個配備一個準(zhǔn)直器。配備了一個靈活高效的功率放大器，每個 EPOS
模塊控制一個帶數(shù)字編碼器的
直流電機(jī)。maxon 電機(jī)是專門作為 CANopen
網(wǎng)絡(luò)中的從站節(jié)點(diǎn)而設(shè)計(jì)。最大輸出功率為 2 安培，通過
11–36-V 電源供電。ViewRay 團(tuán)隊(duì)使用 EPOS2 固件與控制系統(tǒng)連接，該固件容易操作并具備監(jiān)視功能，從
而滿足控制系統(tǒng)的要求。
電機(jī)、變速器和編碼器等 180 個組件
每個準(zhǔn)直器由 60 個葉片組成，以每列 30 個成對排布。因?yàn)樵O(shè)備由三個準(zhǔn)直器組成，所以一共使用有 180 個 EPOS 控制器和
180 個電機(jī)、編碼器和變速器組件。
MLC 安裝在支架上，以便能夠相應(yīng)于目標(biāo)點(diǎn)位置完成三個伽瑪射線源的準(zhǔn)直。在支架駛至其位置的過程中，準(zhǔn)
直器的每個葉片均根據(jù)治療計(jì)劃進(jìn)行定位。為此 CANopen 總線的指令將傳送到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處。每個節(jié)點(diǎn)均由電機(jī)、編碼器、變速器和控制器組成。
由此可以得到精確校準(zhǔn)的狀態(tài)，
滿足患者治療計(jì)劃的要求。
設(shè)備中使用的 180 個電機(jī)，均為有刷的 RE 16
直流電機(jī)，功率為 4.5 瓦。每個電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)均達(dá)到每分鐘 11000。
其設(shè)計(jì)中沒有磁性齒槽，這相對于常規(guī)設(shè)計(jì)的電機(jī)來說具有很大的優(yōu)勢，尤其是在運(yùn)行速度較低時。當(dāng) GP 16 A 行星齒輪箱針對 1
厘米/秒的定位速度提供適當(dāng)扭矩時，霍爾效應(yīng)編碼器 MENC 13 確保精確的電機(jī)控制。
