醫(yī)療技術(shù)：使用嵌入式控制器、EtherCAT 和步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制和校準(zhǔn)電子束技術(shù) 

*的自動化技術(shù)在癌癥的有效治療中扮演著越來越重要的角色。美國 Intraop Medical 公司研發(fā)的術(shù)中電子放療（IOERT）在實際應(yīng)用中有著非常出色的效果，現(xiàn)在已在很多醫(yī)院中使用。在癌癥手術(shù)中，腫瘤切除后可直接使用該技術(shù)，以給出直接、高度集中和劑量的電子射線束。 

總部位于美國加利福尼亞州森尼韋爾的 IntraOp Medical 公司開發(fā)了一款名為 Mobetron® 的移動式術(shù)中電子放療電射線束加速器。目前，北美、歐洲及亞洲的一些診所和醫(yī)院都在使用這款設(shè)備來治療各種癌癥。Mobetron® 能夠用高密度的射線束對瘤灶區(qū)進(jìn)行放療，*殺滅殘余癌癥細(xì)胞。在大部分案例中，這樣可消除或至少減少術(shù)后外部放射治療的需要。“除了提高存活率、縮短治療周期和減少副作用之外，Mobetron® 還可以幫助降低癌癥治療的費用。”IntraOp Medical 公司工程與運(yùn)營部副總裁 Andy Merrill 解釋說道。 

嵌入式控制器控制電子放射治療 

IntraOp Medical 采用 Beckhoff 基于 PC 的控制系統(tǒng)對其第二代移動式射線加速器進(jìn)行自動化改造。“使用開發(fā)式 PC 控制解決方案讓我們能夠滿足我們在電氣工程方面的重要戰(zhàn)略需求。CX5020 系列嵌入式控制器是結(jié)構(gòu)緊湊、性能高且靈活的控制器。”IntraOp Medical 公司物理學(xué)家 Shura Kretchetov 如此說道。所有控制功能都夠通過 TwinCAT PLC 和 TwinCAT NC PTP 自動化軟件運(yùn)行。它控制 Mobetron® 的所有自動功能，包括將射線束直接照射到感染區(qū)所用的的小型射線加速器。 

“我們使用處理能力更高的 CX5020，以便持續(xù)整合新功能到控制器中，如治療計劃工具或遠(yuǎn)程診斷等。”Shura Kretchetov 解釋道。EtherCAT 端子模塊直接連接在 CX 右側(cè)，附加的 EtherCAT 節(jié)點使用 EK1100 系列 EtherCAT 耦合器來分配附加的 I/O 到整個系統(tǒng)中。 

“基于 PC 和 EtherCAT 的控制平臺能夠?qū)崿F(xiàn)微秒范圍內(nèi)的高速控制處理，這會給 Mobetron® 系統(tǒng)的性能帶來直接積極的影響。Shura Kretchetov 繼續(xù)說道。由 Mobetron® 采集到的所有系統(tǒng)和過程數(shù)據(jù)可以像腫瘤細(xì)胞被放療那樣快速、地處理。
 
Mobetron® 是術(shù)中電子放療的線束加速器，在得到廣泛應(yīng)用， 
主要用于治療各種類型的癌癥

復(fù)雜的驅(qū)動技術(shù)解決方案 

為了確保 Mobetron® 上使用的運(yùn)動控制系統(tǒng)能夠節(jié)省空間，IntraOp Medical 公司使用 Beckhoff 的 EL7031 和 EL7041 的步進(jìn)電機(jī)控制模塊和 AS1060 系列緊湊型步進(jìn)電機(jī)，不需要單獨的驅(qū)動器。步進(jìn)電機(jī)控制模塊確保控制和校準(zhǔn)射線束。“當(dāng)然，確保控制機(jī)器運(yùn)動和治療過程是病人健康和安全的關(guān)鍵，基于 PC 和 EtherCAT 的控制系統(tǒng)幫助我們實現(xiàn)這一安全性。”Andy Merrill 解釋說道。
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CX5020 嵌入式控制器以及直連的 I/O 端子模塊，結(jié)構(gòu)設(shè)計上非常緊湊，在控制柜中僅會占用很小的空間

通過各種接口實現(xiàn)靈活的設(shè)備連接 

除了能夠通過以太網(wǎng)接口方便地集成任何設(shè)備之外，IntraOp Medical 利用 EtherCAT 端子模塊來建立與其它通訊協(xié)議（如 PROFIBUS 或串行通訊協(xié)議）的連接。EL6731 從站端子模塊能夠*集成 PROFIBUS 設(shè)備到 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)中，無需添加 PCI 接口卡。同樣，通過 EL6021 串口端子模塊可輕松連接帶 RS422 或 RS485 接口的設(shè)備。 

“通過集成 Beckhoff 的控制技術(shù)，我們開發(fā)了我們的治療機(jī)架構(gòu)，讓我們能夠從簡單的 PLC 控制器轉(zhuǎn)換到使用高性能的開放式 PC 控制平臺，從而為我們帶來了更多的靈活性。”Andy Merrill 說道。通過集成基于 PC的控制平臺，能夠以更高的精度更輕松地監(jiān)控 Mobetron® 術(shù)中電子放療系統(tǒng)，這在癌癥治療的高安全標(biāo)準(zhǔn)方面有重大意義。“PC 控制解決方案意味著我們能夠更好地監(jiān)測和控制我們的治療機(jī)上的各種組件，同時它還能夠幫助我們優(yōu)化我們的遠(yuǎn)程診斷功能，提高系統(tǒng)效率。