Bühler Motor Mechatronic Award 2013 verliehen

Dr. Christian Ziegler für herausragende Doktorarbeit ausgezeichnet

Nürnberg, 11. November 2013 – "Ganzheitliche Automatisierung mechatronischer Systeme in der Medizin am Beispiel Strahlentherapie", so der Titel der mit dem Bühler Motor Mechatronic Award 2013 ausgezeichneten Doktorarbeit von Dr. Christian Ziegler.

"Dr. Christian Ziegler zeigt in seiner Arbeit, wie sich durch den Einsatz einer hochintegrierten mechatronischen Antriebslösung nicht nur die energetische Effizienz steigern ließe, sondern sich auch Gewicht und Kosten reduzieren lassen würden. Gleichzeitig  könnte die Strahlung gezielter eingesetzt werden. Dadurch ließe sich die Behandlungsdauer senken und weniger gesundes Gewebe würde in Mitleidenschaft gezogen." so Dr.-Ing. Ralph Böhm, Vice President Research & Development der Bu?hler Motor GmbH.

Die Hochintegration von mechatronischen und strahlungserzeugenden und -formenden Komponenten würde zum ersten Mal die Kombination der klassischen Strahlentherapie mit den Vorteilen robotischer Kinematik erlauben.

Dr. Zieglers Vorschlag verspricht durch die flexible Verknüpfung und Ansteuerung mechatronischer Bauelemente die Gesamt-Energieeffizienz von Strahlentherapiegeräten zu erhöhen. Der größte Energieaufwand beim Einsatz eines Bestrahlungsgeräts fällt bei der Strahlungserzeugung (Photonen und Elektronen) im Linearbeschleuniger an. Aus physikalischen Gründen kommt nur ein sehr kleiner Teil der erzeugten Dosis im Tumor an. Der Einsatz eines sechsachsigen Verstellsystems, wie von Dr. Ziegler vorgeschlagen, würde es erlauben, den Abstand zwischen Strahlenquelle und Patient so gezielt zu verringern, dass ein höherer Anteil der Strahlungsdosis in den Tumor appliziert werden könnte. Entsprechend würden die Behandlungsdauer und der Energieverbrauch sinken.

Gegenüber dem herkömmlichen 1-achsigen System ließe sich die Wiederholgenauigkeit von plus/minus mehr als einem Millimeter auf theoretisch mögliche plus/minus 0,035 mm steigern! Dabei könnte das vorgeschlagene 6-achsige System in demselben Bauraum realisiert werden wie das bisherige 1-achsige System.

Der Zuwachs an Verstellmöglichkeiten ermöglichte die flexible Anpassung des Abstandes zwischen Strahlenquelle und Bestrahlungsfokus, so dass übergewichtige Patienten ebenso wie Kinder mit der selben Ausstattung behandelt werden könnten. Der modulare Aufbau würde darüber hinaus den selbsttätigen Wechsel von Kollimatoren oder Filtern erlauben, ohne dafür den Strahlenbunker öffnen zu müssen. Kürzere Behandlungszeiten ebenso wie kürzere Wartungszeiten würden eine höhere Auslastung des Equipments erlauben.

Konventionelle, 1-achsige Strahlentherapiegeräte haben ein Gewicht von etwa 7 Tonnen und benötigen ein Gegengewicht von rund 2 Tonnen am Ausleger. Bei dem Vorschlag von Dr. Ziegler könnte dieses Gegengewicht eingespart werden.

Der modulare Aufbau des Geräts würde eine kostengünstige Vor-Ort-Montage möglich machen. Auch der problemlose Austausch einzelner Module, z.B. nur des Strahlenkopfes oder der mechatronischen Verstelleinheit würde möglich.

"Alles in allem hat Dr. Zieglers Vorschlag mit seiner überzeugenden Kombination von Effizienzerhöhung, Hochintegration, Gewichtseinsparung und Steigerung der Kosteneffizienz die Jury voll überzeugt", so Dr. Böhm.

Neben Dr. Böhm und Peter Muhr, dem President & CEO der Bu?hler Motor GmbH, bestand die Jury aus Prof. Dr.-Ing. Dieter Gerling vom Lehrstuhl für Elektrische Antriebstechnik und Aktorik der Universität der Bundeswehr Mu?nchen, Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke vom Lehrstuhl fu?r Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nu?rnberg und PD Dr.-Ing. habil. Andreas Möckel vom Fachgebiet Kleinmaschinen der Technischen Universität Ilmenau.

Der Bühler Motor Mechatronic Award wurde dieses Jahr zum ersten Mal von Prof. Dr.-Ing. Dieter Gerling, Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke und PD Dr.-Ing. habil. Andreas Möckel gemeinsam mit der Bühler Motor GmbH ausgeschrieben. Der Award würdigt herausragende Leistungen bei Diplom-, Master- und Doktorarbeiten.

Die Preisverleihung fand am 30. Oktober im Rahmen der E|DPC (3rd International Electric Drives Production Conference and Exhibition in Nu?rnberg) statt. Das Preisgeld beträgt 5.000 Euro.