Medizinische Bildgebung
Bessere und schonendere Bilder aus Röntgen & Co.
Bildgebende Verfahren sind besonders in der Medizin weit verbreitet. Die wichtigsten bildgebenden Verfahren dort sind Ultraschall-, Röntgen- und Nukleardiagnostik, Magnetresonanz- und Computertomografie sowie die Endoskopie. Was hat sich da in letzter Zeit in diesen Bereichen getan?
Auf dem Kongress der Radiologischen Gesellschaft Nordamerikas (RSNA) im Dezember 2013 hat Siemens Healthcare eine Reihe neuer Produkte vorgestellt, darunter das Angiografiesystem »Artis one« sowie zwei Mammografiesystem, das »Mammomat Fusion« (Bild 1) und das »Mammomat Select« (Bild 2).
Letzteres ist ein analoges System für das untere Preissegment, während das Fusion robuste Technik mit ausgewählten Produktmerkmalen aus der Premiumklasse kombiniert und sich somit speziell an das mittlere Preissegment richtet. Weitere Neuheiten sind die 3-D-Befundungssoftware »Syngo.via« sowie der Computertomograph »Somatom Force«, der bei verringerter Dosis deutlich schneller und präziser in der Diagnostik ist als frühere Systeme.
Beim Mammografie-Screening spielen mehrere Themen eine Rolle: Hohes Patientenvolumen, einfache und schnelle Handhabung sowie das richtige Verhältnis von Dosis und Bildqualität.
Daher hat Siemens Healthcare eine neue Generation des Cäsium-Iodid-Detektors in ein Mammografiegerät integriert: Dank des neuen Detektors bietet Mammomat Fusion laut Hersteller zuverlässige, schnelle und hochqualitative Bildgebung.
Eine neue schichtweise Anordnung der Fotodioden innerhalb des Detektors ermöglicht eine effizientere Ausnutzung der Röntgenstrahlung. Somit ist eine höhere Auflösung bei gleichzeitig niedriger Strahlendosis im Vergleich zu anderen Cäsium-Iodid-Detektoren möglich. Dank der großen Bildmatrix von 23 cm x 30 cm eignet sich Mammomat Fusion für die Untersuchung verschiedener Brustgrößen.
Außerdem verfügt Mammomat Fusion über ausgewählte Technologien des Premiumsystems »Mammomat Inspiration«: »OpDose« unterstützt dabei, die Strahlendosis individuell auf die Patientin abzustimmen – bei gleichbleibender Bildqualität. Dabei werden je nach Brustdicke und Brustdichte die passenden Aufnahmeparameter gewählt. Für das klinische Personal wird der Untersuchungsablauf außerdem durch die kompakte, »Syngo«-basierte Aufnahme-Workstation (AWS) erleichtert. Damit können alle Patientendaten direkt aus dem Radiologie-Informationssystem (RIS) geladen werden, ohne dass eine zweite Workstation nötig ist. Das klinische Personal profitiert von einem intuitiven und automatisierten Workflow: Mit nur einem Klick steht das Gerät für die Bildaufnahme bereit, und mit nur einem Handgriff kann es in die geplante Position geschwenkt werden – so bleibt mehr Zeit für die zu untersuchende Frau.
Als Besonderheit in der unteren Preisklasse ist Mammomat Select mit einem Touchscreen ausgestattet, der das klinische Personal durch die Untersuchung leitet – das ermöglicht eine besonders einfache und intuitive Bedienung. Außerdem ist das System so konzipiert, dass isozentrische Bewegungen möglich sind. Dabei muss die Höhe des Detektors zwischen den Aufnahmen nicht mehr neu eingestellt werden, sodass eine schnellere Untersuchung möglich ist. Um das klinische Personal bei der Einstellung der richtigen Dosis optimal zu unterstützen, ist auch das Mammmat Select mit der Applikation OpDose ausgestattet. Diese unterstützt dabei, die Strahlendosis individuell auf die Patientin abzustimmen – bei gleichbleibend hoher Bildqualität. Dabei werden, je nach Brustdicke und Brustdichte, die passenden Aufnahmeparameter gewählt.
Zudem kann Mammomat Select über eine zusätzliche Schnittstelle mit einem Speicherfolien-Lesegerät (CR-System) verbunden werden und erlaubt so das Upgrade auf die digitale Mammographie mit Speicherfolien.
Befundungssoftware erkennt Körperteile
Mit der Version VA30 hat Siemens Healthcare seine 3-D-Befundungssoftware »Syngo.via« um neue Applikationen und Funktionen erweitert, welche die Arbeit mit der Software abermals vereinfachen und beschleunigen sollen. Dies gilt besonders für ein neues Paket an Softwareapplikationen, die sogenannte »Syngo.via General Engine« (Bild 3). Sie umfasst neue Anwendungen, die in hohem Maße automatisiert und standardisiert sind. Die Applikation »Anatomical Range Presets« beispielsweise erkennt auf Computer- (CT) und Magnetresonanztomografie-Aufnahmen (MRT) einzelne Körperregionen, richtet die Bildprojektionen entsprechend aus, wählt Detailansichten aus und erleichtert so die Fallvorbereitung. Für den Kunden bedeutet das mehr Effizienz und ermöglicht eine höhere diagnostische Zuverlässigkeit.
»Anatomische Intelligenz« ist einer der Schwerpunkte des neuen Softwarepakets, den die Applikation »Anatomical Range Presets« gut repräsentiert. Um die Befundung zu erleichtern, erstellen die Anwender häufig solche Ansichten manuell, das heißt, sie wählen in einem mehrstufigen Prozess den relevanten Bereich aus, richten die Bildprojektionen entsprechend aus und bearbeiten den Ausschnitt. Dies kostet Zeit, setzt anatomische Kenntnisse voraus und ist anfällig für Fehler. Die neue Applikation von Siemens unterstützt diese Arbeitsschritte durch weitgehende Automatisierung. So soll die Qualität der resultierenden Bilder und Ansichten unabhängig von den individuellen Fähigkeiten der Nutzer konstant bleiben. Ähnlich der Gesichtserkennung in der digitalen Fotografie ist Syngo.via in der Lage, etwa eine Schulter, die Wirbelsäule oder eine Hüfte in einem klinischen Bild zu erkennen und diese in ihrer anatomischen Umgebung optimal darzustellen. Erhältlich sind die Presets zunächst für einzelne anatomische Regionen in CT- und MRT-Aufnahmen.
Im Anschluss an die Untersuchung ist der radiologische Befundbericht von zentraler Bedeutung für die Behandlung des Patienten. Das Tool »Syngo.via Advanced Reporting« als Teil der General Engine unterstützt den Radiologen dabei, gut strukturierte, aussagekräftige Berichte für die Zuweiser oder weiterbehandelnden Ärzte zu erstellen. Zum einen stehen standardisierte Templates zur Verfügung, die es erleichtern sollen, einen Bericht zu erstellen, sich aber an den individuellen Fall anpassen lassen. Zum anderen können mit »Advanced Reporting« Befunde aus verschiedenen Untersuchungen in nur einem Bericht zusammengefasst werden. Während bei mehreren Befunden bislang zu einem Fall unterschiedliche Dokumente existierten, kann der Befundbericht nun das gesamte Krankheitsbild des Patienten widerspiegeln. Ärzte können sich damit einfacher einen umfassenden Überblick über den Zustand des Patienten verschaffen und so die Behandlungsqualität erhöhen.
Neues Angiografiesystem
Tausende angiographische Prozeduren werden täglich weltweit durchgeführt. Dabei sind einerseits hochkomplexe Fälle zu behandeln, für die die Konfiguration des Angiografielabors angepasst werden muss.
Auf der anderen Seite gibt es zahlreiche Routineeingriffe – und das ist die klare Mehrheit. Dazu zählen beispielsweise die Revaskularisierung peripherer arterieller Verschlusskrankheiten (PAVK), die Funktionsüberprüfung operativer Gefäßverbindungen zwischen Arterie und Vene (Dialyse-Shunts) bei Patienten mit Nierenversagen oder von Portimplantationen in der Onkologie. Auch die Diagnostik und Aufdehnung oder Stützung verengter Herzkranzgefäße (Koronoarstenosen) oder Implantationen von Herzschrittmachern zählen zu den häufigen Routineeingriffen.
Für alle diese Routineeingriffe hat Siemens Healthcare »Artis one« entwickelt (Bild 4).
Das bodenmontierte System ist ähnlich flexibel wie deckengehängte Systeme – und das bei deutlich geringerem Platzbedarf: Artis one kommt mit nur 25 m² aus, gegenüber üblicherweise 45 m² bei deckengehängten Systemen. Es ist mit mehreren Achsen ausgestattet, die unabhängig voneinander bewegt werden können. So können Arzt und klinisches Personal einfach die passende Positionierung für jede Prozedur wählen – egal, wo der Arzt steht. Insgesamt kann das System eine Körpergröße von bis zu 2,10 m abdecken, ohne dass eine Umlagerung des Patienten nötig wäre – das schließt die Darstellung peripherer Gefäße mit ein. Bei Bedarf besteht freier Zugang zum Kopf des Patienten, um ihn während der Intervention optimal zu versorgen.
In die Konsole am Patiententisch sind wichtige Tasten eingelassen, die auch unter der sterilen Abdeckung einfach tastbar bleiben. Dank eines integrierten Menüs kann der Arzt den Bildschirm zum Navigieren benutzen. So hat er die wichtigsten Informationen für den Eingriff direkt vor Augen. Durch die komfortable Größe von 30 Zoll bietet der Bildschirm bis zu 90% größere Bilder als die bisher üblichen 19-Zoll-Displays.
Mit »Clearstent Live« bietet Artis one zudem ein Feature, das bisher nur für die Premium-Familie »Artis Q« und »Artis Q.zen« verfügbar war. Diese Applikation für die interventionelle Kardiologie ermöglicht es dem Arzt, die Bewegung des schlagenden Herzens auszublenden und so den Stent passgenau zu platzieren. Außerdem ist in dem neuen System die Röntgenröhre »Megalix« mit Flat-Emitter-Technologie aus der Artis-zee-Systemfamilie verbaut. Mit bis zu 250 mA sorgt die Röhre für laut Siemens herausragende Bildqualität und hohen Kontrast.
Um die Strahlenbelastung für Arzt und Patienten möglichst gering zu halten, bietet Artis one ein entsprechendes Angebot zur Dosisreduzierung. Der Energieverbrauch von Artis one liegt bis zu 20% niedriger als bei »Artis zee floor«. Dies wird vor allem dadurch erreicht, dass von Siemens gefertigte Komponenten aus der Industrieautomatisierung verwendet wurden.
An der Universitätsmedizin Mannheim (UMM) wurde »Somatom Force«, der neue Computertomograph (CT) von Siemens, vorgestellt (Bild 5). Am dortigen Institut für Klinische Radiologie und Nuklearmedizin hat sich die dritte Generation der Dual-Source-Computertomografie (CT-Scanner mit je zwei Strahlungsröhren und Detektoren) in den ersten Wochen der klinischen Anwendung bei verringerter Dosis als deutlich schneller und präziser in der Diagnostik erwiesen. Der High-End-CT bietet sich besonders bei sensiblen Patientengruppen wie etwa sehr jungen Patienten, solchen mit Niereninsuffizienz sowie Schwerkranken und Adipösen als Instrument der individualisierten Diagnostik an.
Bis zu 20% der Patienten leiden unter Niereninsuffizienz. Jodhaltige Kontrastmittel können gerade bei Älteren und chronisch Kranken eine zusätzliche Belastung für die Nieren darstellen. Wie erste Untersuchungen in Mannheim zeigen, lässt sich die durchschnittliche Kontrastmittelmenge von 90 ml bis 110 ml bei Thorax-Untersuchungen auf 25 ml bis 35 ml verringern. Möglich wird dies durch die beiden »Vectron«-Röntgenröhren des Somatom Force, die routinemäßige Untersuchungen bei besonders niedrigen Röhrenspannungen von 70 kV bis 100 kV erlauben. So steigt das Kontrast-Rausch-Verhältnis, die Kontrastmittelmenge kann entsprechend gesenkt werden.
Einen hohen Mehrwert kann der neue CT-Scanner auch in der Therapiekontrolle liefern. Hierfür ist die 4-D-Bildgebung, die neben der Morphologie auch die Funktion der Organe und Gefäße darstellt, von wesentlicher Bedeutung. Damit können zusätzliche Informationen über Primärtumoren und Metastasen gewonnen werden. Nachteil dieser dynamischen Perfusion sind die bisher hohen Dosiswerte von unter Umständen über 50 mSv für eine Leberdarstellung. Diese Dosis kann mit Somatom Force um mehr als die Hälfte gesenkt werden. In einem der Mannheimer Fälle reichten dafür sogar 14,7 mSv aus. Angesichts solcher Werte wird es nun möglich, das Verfahren routinemäßig einzusetzen und somit schneller und fundierter über individuell geeignete Therapien zu entscheiden.
Im Fall neuartiger, aber auch sehr teurer Anti-Angiogenese-Therapien, die die Bildung von Blutgefäßen im Tumor medikamentös hemmen, lässt sich mit Hilfe des neuen CT-Systems deutlich früher präzise ausmachen, ob die Behandlung anschlägt. Ist dies nicht der Fall, können die behandelnden Mediziner rascher auf eine wirksamere Therapie umschwenken. Das erhöht die Aussichten des Krebspatienten, schnellstmöglich effektiv behandelt zu werden – und damit seine Überlebenschance. Nebenbei kann dies helfen, Medikamente zum Preis von monatlich mehreren tausend Euro effizienter einzusetzen und die Gesamtkosten der Therapie zu senken. Um den richtigen Moment für einen möglichen Therapiewechsel zu erkennen, wird üblicherweise ein langfristiges CT-Monitoring eingesetzt. Dabei ist die erheblich reduzierte kumulierte Strahlendosis des Somatom Force von enormem Vorteil.
Thorax-Diagnostik ohne Atemanhalten
Bei der Lungendiagnostik ebenfalls von Vorteil ist der vergrößerte Scanbereich (Field of View) des »Turbo Flash Mode« auf dem Somatom Force von 50 cm, der das gesamte Organ abdeckt (Bild 6).
Dieser schnelle Scanmodus mit einer Akquisitionsgeschwindigkeit von knapp 400 mm in der Sekunde ermöglicht es, den gesamten Thorax in etwa einer Sekunde darzustellen.
Soll ein größerer Körperbereich abgedeckt werden, lassen sich dank der Akquisitionsgeschwindigkeit von 737 mm/s sogar ganze Thorax-Abdomen-Untersuchungen in nur einer Sekunde durchführen. Atemanhalten könnte damit unnötig werden.
Selbst hohe Herzfrequenzen führen bei Somatom Force zu keinerlei störenden Bewegungsartefakten in den klinischen Bildern.
Dies beweisen Aufnahmen einer Patientin mit 90 Herzschlägen in der Minute ohne jegliche medikamentösen Maßnahmen zur Senkung der Herzfrequenz.
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