Zukunftsweisende Laserstrahlen in der Krebsforschung
Grundstein des medizinischen Durchbruchs ist eine innovative Technologie, die Bildgebungen von bisher unerreichter Präzision ermöglicht. Im CALA werden Wissenschaftler durch diese entscheidende Verbesserung imstande sein, kleinste, durch herkömmliche Verfahren meist unerkannte, Tumore zu erkennen. Ziel der Forschung werden, neben einem risikofreien Screening, auch fortschrittliche Bildgebung zur Diagnostik sowie die Tumortherapie sein. Denn mithilfe präziser Ionenstrahlung, die ebenfalls durch die Laservorrichtung des CALA angetrieben werden soll, könnten entdeckte Wucherungen in einem frühen Stadium einfach zerstört werden.
Konzeption für Forschung - Safety Steuerung für CALA
Sowohl Konzeption, Programmierung, Installation als auch die Inbetriebnahme der Zentralen Steuerung des Laserlabors wird durch HIMA realisiert. Diese ist das Bindeglied zwischen allen untergeordneten Systemen. Die Lösung von HIMA wird zukünftig die betrieblichen Abläufe steuern, die Anlage überwachen und bei riskanten Situationen die erforderlichen Gegenmaßnahmen einleiten. Zu diesem Zweck verfügt die Zentrale Steuerung über Schnittstellen zu den verschiedenen in der Anlage verteilten Subsystemen. Die Steuerung organisiert den alltäglichen Ablauf, beispielsweise die Freigabe und Blockierung der Laser-Interlocks, die Zugangsberechtigungen an Türen und die Schutzrollos an den Fenstern. Simultan kontrolliert sie den Status der Anlagen, die Warnleuchten und Sicherheitsanzeigen und löst in besonderen Situationen Alarm aus.
Lösung mit maximaler Stabilität für Laserlabor
Auch die Statusanzeige und die grafische Bedienoberfläche für die Nutzer fallen unter die Aufgabe der Zentralen Steuerung. Sie sorgt durch eine entsprechende Benutzerführung und in nachgeschalteten Prüfschritten dafür, dass Schäden an der Anlage und vor allem auch Personenschäden durch Bedienfehler ausgeschlossen werden. Die HIMA-Lösung überzeugt vor allem dadurch, dass sie unter Berücksichtigung aller wirtschaftlichen Aspekte durch einen einfachen und kompakten Aufbau als Komplettlösung auch maximale Stabilität gewährleistet. Die Anlage ist durch ihren modularen Aufbau höchst flexibel und kann sich hinsichtlich kommender Erweiterungen von CALA jederzeit neuen Gegebenheiten anpassen.
Drei Säulen im Kampf gegen Krebs
Mit CALA verfolgen die Betreiber eine innovative Strategie zur Bekämpfung von Krebs: Breitbandige Infrarotstrahlung untersucht Blut sowie Atemluft auf Krebszellen oder für diese charakteristische Stoffwechselprodukte, um so Anzeichen einer Erkrankung frühzeitig, kosteneffektiv und für den Patienten risikofrei zu erkennen. Im Falle eines positiven Screenings ermöglicht brillante Röntgenstrahlung eine genaue Lokalisierung des Tumors mithilfe detaillierter Bildgebungstechnologie. Dieses Verfahren ermöglicht die Entdeckung eines primären Tumors in einem äußerst frühen Stadium, in dem die Bildung von Metastasen einer niedrigen Wahrscheinlichkeit unterliegt.
Darüber hinaus erlaubt die laser- oder beschleunigergetriebene Röntgenstrahlung ein derart exaktes Bild der Anatomie des Tumors, dass eine Therapie mit lokalen, lasererzeugten Protonen- und Kohlenstoff-Ionenstrahlen ermöglicht wird, die auch bei bisher strahlungsresistenten Tumorformen große Heilungschancen bietet. Die exakte Bestrahlung der Tumorzellen führt zu einer geringeren Belastung der darüber liegenden oder benachbarten Schichten gesunden Gewebes. Ein weiterer Vorteil der Ionenbestrahlung gegenüber klassischer Bestrahlungstherapien, wie etwa konventionelle Röntgenstrahlung, ist der präzise Verlauf der Strahlenintensität gekoppelt an eine zunehmende Tiefendosis.
Mit CALA an den Spitzenplatz
Mit einer Investitionssumme von circa 70 Millionen Euro soll CALA den Spitzenplatz der Münchner Universitäten in der Krebsforschung weiter ausbauen und eine hochmoderne Ergänzung zu dem bisherigen „Munich-Centre for Advanced Photonics“ darstellen, um den Standort München in seiner zukunfts-weisenden Krebsforschung weiter zu stärken. Die Baumaßnahmen, die Mitte 2014 ihren Anfang fanden, sollen im August 2016 fertiggestellt sein, im Anschluss daran, werden die wissenschaftlichen Großgeräte bis Ende 2017 aufgebaut. HIMA wird dabei die Hardware-Komponenten liefern, die gesamte Softwarearchitektur entwickeln und auch zukünftig sowohl die Wartung als auch den Service für das moderne Laserlabor übernehmen.
Die Leistungen für Laserlabor CALA - ein Überblick
HIMA liefert für die Zentrale Steuerung des CALA eine HIMatrix F35 und 23 RIOs. Die ZS ist die übergeordnete Steuerung der Forschungseinrichtung CALA, die das Bindeglied zwischen untergeordneten Systemen darstellt, viele der betrieblichen Abläufe steuert und in besonderen Situationen, wie etwa Feueralarm und Stromausfall, die erforderlichen Maßnahmen einleitet und überwacht. Sie ist durch ihre Struktur und Aufbau in der Lage, auch sicherheitskritische Funktionen zu erfüllen.
- Kommunikation mit der Steuerung der Laser Beam Delivery (LBD) zur Einstellung des Strahlverlaufes und für die Strahljustierung.
- Steuerung der Betriebszustände in den einzelnen Experimentierbereichen durch:
- Freigabe / Blockierung der Laser-Interlocks
- Schalten der Laser- und der Blockshutter in den Experimentierkammern
- Aktivierung der Warnleuchten und Sicherheitsanzeigen an Türen
- Betätigung der Schutzrollos an den Fenstern der Laserräume
- Anpassung der Zugangsberechtigung an Türen gemäß dem gewünschten Status
- Bereitstellung einer Bedienoberfläche (GUI) für die Nutzer, die damit den Experimentierbetrieb steuern können, sowie für den Administrator und den Servicetechniker.
- Versorgung einer Statusanzeige mit allen relevanten Informationen, die für die Nutzer und das Personal der Anlage von Bedeutung sind.
