Electronic & Embedded Systems Development Lab - Deutsches Krebsforschungszentrum

Motivation

Die Arbeitsgruppe „Elektronik & Eingebettete Systeme“ ist eine Servicegruppe für den DKFZ-Forschungsschwerpunkt „Bildgebung und Strahlenonkologie“. Wir sind das Bindeglied zu verschiedenen wissenschaftlichen Gruppen, um technische Projekte zu realisieren. Unsere Expertise liegt in der Systemarchitektur und dem Design von elektromechanischen Systemen, echtzeitfähigen eingebetteten Systemen und Steuerungen, wie z.B. SPS- und FPGA-Lösungen, SPS-Design und Medizintechnik.

Forschungsthemen

BMBF VIP+ - High dynamic MLC control system
EKFS (Else Kröner Fresenius Stiftung) - Anthropomorphic 4D Phantom
Real-time controlled shutter for FLASH RT

Das Bild zeigt zwei Computerkomponenten: oben ein Kühlkörper mit angeschlossenem Kabel, unten eine Speicherkarte mit mehreren Chips und einer Steckverbindung.

oben: 40 Lamellen MLC mit Echtzeitkontrollern; unten: DKFZ EtherCAT multi-axis-device Treiber

Entwicklung eines neuartigen Lamellen- und Antriebskonzepts für Multi-Leaf-Kollimatoren (MLC) mit geringerem Gewicht und reduzierter Komplexität sowie überlegener Stellgeschwindigkeit und Präzision durch dynamische Echtzeitsteuerung der Lamellen zum Ausgleich von Organbewegungen und zur Erzielung einer präziseren Tumorbestrahlung.

Die neuartige Systemarchitektur mit Echtzeitanforderungen ermöglicht eine Reduzierung der Steuerungskomponenten in der radioaktiven Umgebung der Strahlungsquelle, um eine höhere Zuverlässigkeit zu gewährleisten, und erlaubt eine dynamische Echtzeitsteuerung der Lamellen eines MLC, um Organbewegungen auszugleichen und eine präzisere Tumorbestrahlung zu erreichen, was die Anforderungen der bildgesteuerten Strahlentherapie, wie z. B. MR-Linac-Systeme, optimal unterstützen würde.

Dieses Projekt war ein Gemeinschaftsprojekt des DKFZ und des Fraunhofer-Instituts PAMB in Mannheim und erstellte einen exemplarischen Prototyp als Proof-of-Concept. Unsere Arbeitsgruppe übernahm die Rolle des Projektkoordinators und führte das Projekt entsprechend dem Projektplan durch.

Eine Demonstration des Projektes können Sie hier sehen.

Patente

Nummer	Beschreibung
P-959	WO2012123093A1 Position sensoring method and system for a multi-leaf collimator
P-973	WO2012156389A1·Leaf module for a multi-leaf collimator and multi-leaf collimator
P-996	WO2013014260A1 Therapeutic device for treating a predefined body part of a patient with rays
P-1044	WO2014147046A1 Contour collimator for radiotherapy
P-1365	WO2019197440A1 Control device for controlling at least one collimator
P-1536	WO2022117790A1 Test system for testing a system for radiologic treatment

Kontakt

Steffen Seeber
Carlos Murillo