Advanced motion control optimizes the C-Arm for better healthcare imaging

背景

Cアームは、高度な医療提供において不可欠なツールとなっている。外科手術、整形外科手術、救命処置、救急処置の際の透視イメージングに使用され、正確なコントロール、迅速な対応が可能になり、最も重要なことは患者の安全性を高めることです。

医師は、すべての操作モードと動作をリアルタイムで制御するコンソール/フットスイッチを介して、患者の周囲を移動するCアームを直接制御することができます。カウンタバランス、アイソセントリックデザインを採用し、軌道回転が可能なため、実質的に無限の投影が可能です。Cアームは、X線などの画像源と撮影部位との距離を一定に保ちます。中心ビームは常にアイソセンターに位置するため、処置時間を短縮し、患者への被ばく線量を低減します。

機械要件

Cアームの動きは、コンソールから医師の入力を受けたコンピュータ・アプリケーションによって制御される。その他のアプリケーションは、医師が作業中に見ることのできる高解像度画像を取得、処理、表示し、医療処置の能力を向上させる。同社は、多数の複雑なC-Armの動きを処理しながら、一貫した高解像度画像のストリームを生成し、妥協のない品質を提供できるソリューションを必要としていました。

Motion control ソリューションには以下が含まれます：

• Gold Maestro多軸ネットワークコントローラ
• Gold Twitterサーボドライブ

同社が選んだのはElmoGold Maestroネットワーク・コントローラーを採用した。Cアームへのmotion control コマンドはすべてコンピュータ・アプリケーションを通じてストリーミングされますが、その複雑なリアルタイム計算の数々は、ElmoGold Maestroネットワーク・コントローラによって編成され、コンピュータ・アプリケーションのリソースは、迅速な画像の取得、処理、表示に集中することができます。

Gold Maestroは最も先進的な多軸ネットワークコントローラであり、Elmoパワー密度が高いサーボドライブのどれでも動作します。その分散型トポロジにより、インテリジェントなモジュール設計が可能になり、ノードで構成されるmotion control ネットワークは、それぞれが固有のEtherCAT IDを持つサーボドライブで構成され、コントローラによって綿密に制御および監視することができます。これにより、各軸に適切なサーボドライブをシームレスに統合し、高精度で応答性の高いmotion control実現します。以下の Gold Maestroにより、サーボドライブはC-Armの各モーションを制御および監視できます。モーション・システム全体は、コンパクトな設計を維持しながら、非常に効率的です。

さらに Gold TwitterドライブがCアームの各軸に取り付けられた。マッチ箱のように小さく、18～22グラムという重さのドライブは、実際に可動部全体の重量を減らし、システムの剛性を向上させました。すべてのドライブは、EtherCATネットワークでElmoGold Maestroマスターコントローラに接続され、500μ秒のサイクルタイムでシステムを管理します。Elmo小型で強力なドライブには、Cアームの速度、精度、正確さ、性能のニーズを満たすのに最適なアルゴリズムが組み込まれています。

結果

Elmo 、Cアームに産業界の経験と標準の利点をすべてもたらします。エルモ・ドライブは、どの電圧でも最高の精度でCアームの動きを駆動し、ケア処置中の最適な操作と患者への低投与量を可能にします。コンピュータ・アプリケーションは画像処理に集中できる一方で Gold Maestroがmotion control ネットワークを編成し、すべてのエルモ・サーボ・ドライブが特定の軸を最高の精度で制御します。さらに、このソリューションは、極めて高い平均故障間隔（MTBF）、容易な導入、操作、アップグレード性を提供します。