Die nächste Generation der Computertomografie
Weniger Strahlenbelastung, bessere Bildgebung und somit bessere Gewebe-Charakterisierung: Das leistet das erste volldigitale Computertomografiegerät des Photon Counting Konsortiums (PC3 Konsortium). Es ermöglicht beispielsweise eine genauere Charakterisierung von Tumoren und trägt insbesondere durch die Gewinnung großer, hochkomplexer Datenmengen zur Weiterentwicklung von Diagnostik und Therapie bei.
Warum wird eine neue CT-Technologie gebraucht?
Die Computertomografie (CT) ist in der heutigen Diagnostik und Therapie ein grundlegendes Werkzeug – zum Beispiel bei Krebs. Ihre großen Nachteile bestehen allerdings in der nur eingeschränkten Bildqualität, der Strahlenbelastung und der noch weitestgehend analogen Technologie. Das schränkt ihren Einsatz in der zunehmend voll-digitalisierte Medizin ein. Mit der neuen Technologie wird das CT voll digital, die Bildqualität steigt und auch kleinste Strukturen oder Gefäße sind erkennbar.
Was die neue Technologie bringt
Die photonenzählende Computertomographie wird die ärztliche Diagnose in der Kardiologie, Pulmonologie, Onkologie und Notfallmedizin voranbringen. Wo bisherige CT eine Auflösung von einem halben Millimeter erreichen, steigt die Auflösung hier um den Faktor zwei oder mehr. Damit lässt sich nicht nur Tumorgewebe genau analysieren. Bei Herz-Kreislauf-Patienten können kleinere Gefäße wie die Koronararterien angeschaut oder kleinste Knochenstrukturen, zum Beispiel im Innenohr, diagnostisch untersucht werden. Auch in der Notfallmedizin bei Kindern und Jugendlichen bieten sich neue Möglichkeiten.
Die neue CT-Detektor-Technologie – vom Mediziner erklärt!
Jacob Weiß, Mediziner in der Radiologischen Diagnostik und Therapie am Universitätsklinikum Freiburg, erklärt im folgenden Audiostatement, welche Möglichkeiten sich durch die neue CT-Detektor-Technologie ergeben:
Ein neues Detektormaterial
Im Gegensatz zu herkömmlichen Computertomografen wird hier ein anderes Detektormaterial verwendet: Es handelt sich um Halbleiter, Cadmium-Tellurit-Kristalle, die die Photonen der Röntgenstrahlung direkt umwandeln in elektrische Signale. Damit bleibt das Signal im Photon Counting CT immer und vollständig digital. Durch die direkte Digitalisierung der biomedizinischen Informationen vervielfacht sich der Informationsgehalt der CT-Bildgebung in mehreren Dimensionen, sowohl hinsichtlich der räumlichen Auflösung der Bilddaten, wie auch bezüglich komplexer Gewebeinformationen.
Prof. Fabian Bamberg, Ärztlicher Direktor am Universitätsklinikum Freiburg:
"Die vollständig digitale Datengewinnung eröffnet uns völlig neue Möglichkeiten in der Patientenversorgung. Insbesondere die Gewinnung großer, hochkomplexer Datenmengen bietet wertvolle Ansätze in der Weiterentwicklung von Diagnostik und Therapie."
Standortübergreifende Kooperation
Das Verbundprojekt „Photon-Counting (PC)-CT Konsortium“ ist ein Gemeinschaftsprojekt der Universitätsklinika Freiburg, Tübingen und Mannheim mit ihren Projektpartnern Siemens Healthineers und BIOPRO Baden-Württemberg GmbH. An allen drei Standorten wurde bereits jeweils ein Photon-Counting Computertomograf installiert. Die ersten Scanner für den klinischen Einsatz mit diesen neuartigen Detektoren sind seit 2021 auf dem Markt. Damit ist Siemens Healthineers weltweit Vorreiter – und will den Vorsprung mit der Einführung einer kompletten neuen Produktlinie sogar vergrößern. Dafür wird eine Anlage zur Züchtung von Cadmiumtellurid-Kristallen gebaut und die Fertigungseinrichtungen für CT-Systeme in Forchheim werden erweitert.
Austausch zwischen den Kliniken wird gefördert
Das Projekt trägt aber auch dazu bei, den Austausch zwischen den Klinik-Standorten zu fördern – etwa bei der Entwicklung neuartiger Kontrastmittel.
„Diese neu geschaffene Infrastruktur ist die Basis für innovative Kooperationsformen in der Universitätsmedizin in Baden-Württemberg und ist der Schlüssel zur Anwendung künstlicher Intelligenz auf medizinischen Daten im Konsortium“, betont
Prof. Dr. Stefan Schönberg, Direktor der Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin an der Universitätsmedizin Mannheim.
Worin besteht das Potenzial für die Zukunft?
Jacob Weiß vom Universitätsklinikum Freiburg blickt in seinem Audiostatement in die Zukunft der Anwendung der neuen CT-Technologie:
PC3 auf YouTube:
