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ExpertenteamQuantenzählender Siemens-CT für Zukunftspreis nominiert

Ein Expertenteam von Siemens Healthineers hat den ersten quantenzählenden Computertomographen für den klinischen Routineeinsatz entwickelt und ist damit für den Deutschen Zukunftspreis 2021 nominiert.


Siemens Healthineers Zukunftspreis
Deutscher Zukunftspreis/Ansgar Pudenz

Das Team von Siemens Healthineers mit Dr. Stefan Ulzheimer. Prof. Dr. Thomas Flohr und Dr. Björn Kreisler ist für den Deutschen Zukunftspreis 2021 nominiert.

Die Siemens-Healthineers-Mitarbeiter Prof. Dr. Thomas Flohr, Dr. Björn Kreisler und Dr. Stefan Ulzheimer sind für die Entwicklung, Erprobung und Industrialisierung des ersten quantenzählenden Computertomographen (CT) für den klinischen Routineeinsatz als eines von drei Wissenschaftler-Teams für den Deutschen Zukunftspreis 2021 nominiert worden. Der Deutsche Zukunftspreis ist eine der höchsten deutschen Auszeichnungen für Technik und Innovation und wird am 17. November 2021 von Bundespräsident Dr. Frank-Walter Steinmeier in Berlin verliehen.

Mit einem völlig neuartigen Systemkonzept und einer neuen Detektortechnologie bereiten die CT-Experten den Weg für eine neue Ära der Computertomographie, die die Grundlage vieler medizinischen Entscheidungen bildet. Mithilfe der revolutionären Bilder quantenzählender CTs werden mehr Menschen in aller Welt von präziseren und schonenderen Untersuchungen bei niedriger Strahlen- und Kontrastmitteldosis profitieren – in der Onkologie und bei der Herz-Diagnostik ebenso wie etwa bei der Verlaufskontrolle bei Covid-19 oder anderen Lungenerkrankungen.

Der quantenzählende CT verbessert Bildschärfe und Bildkontrast

Die Computertomographie ist aus der modernen Medizin nicht wegzudenken, um Erkrankungen schnell zu erkennen. Dennoch gibt es Krankheiten, bei denen die bisherige CT-Untersuchung keine eindeutige Diagnose liefert. Und bei manchen Erkrankten kommt ein CT-Scan wegen Bedenken aufgrund der Röntgenstrahlung oder jodhaltiger Kontrastmittel nicht in Betracht. Die quantenzählende CT überwindet diese Einschränkungen.

Bisherige CT-Detektoren wandeln die Röntgenstrahlung zunächst in sichtbares Licht um, das auf einen Lichtsensor trifft und auf diese Weise ein Bild erzeugt. Bei diesem Zwischenschritt geht die für die Diagnose wichtige Information über die Energie der Röntgenstrahlen verloren, verringerte Bildkontraste und Bildschärfe sind die Folge. Im quantenzählenden Detektor verzichtet Siemens Healthineers auf die Umwandlung in sichtbares Licht. Die Röntgenphotonen werden direkt in elektrische Signale gewandelt und gezählt, die Energieinformation bleibt erhalten. Bildschärfe und Bildkontrast werden deutlich verbessert, und die Bilder enthalten neue, aussagekräftige Informationen. Der Einsatz dieser neuen Technologie in einem Dual-Source-CT – also einem System mit je zwei Röntgenstrahlern und Detektoren – verkürzt zudem die Aufnahmezeit.

Durch neue CT-Technik weniger invasive Untersuchungen nötig

In allen Bereichen der Medizin, insbesondere dort, wo feinste Strukturen zu beurteilen sind – etwa Blutgefäße, die Lunge oder winzige Knochen –, kann die doppelt so hohe Bildschärfe die Diagnosestellung erleichtern und beschleunigen und den Untersuchten mit eindeutigeren Ergebnissen Unsicherheiten ersparen. Die zusätzliche Nutzung der Energieinformation ermöglicht umfassendere diagnostische Aussagen, so dass auf zeit- und kostenintensive Zusatzuntersuchungen vielfach verzichtet werden kann. Ein Beispiel hierfür ist die CT-Untersuchung der Herzkranzgefäße: Mussten sich Patientinnen und Patienten mit schweren Verkalkungen oder Stents bisher einer invasiven Herzkatheteruntersuchung unterziehen, lassen sich nun auch auf ihren CT-Aufnahmen Engstellen innerhalb der Herzkrankgefäße sicher erkennen – und dies ohne die Risiken einer invasiven Untersuchung.

Gleichzeitig wird mit der neuen Technologie bis zu 40 Prozent weniger Strahlung oder Kontrastmittel benötigt. So lassen sich nun auch Menschen mittels CT untersuchen, die von dieser nichtinvasiven, schnellen Untersuchungsmethode bisher nicht profitieren konnten. Dank der geringen Strahlendosis werden künftig häufiger als bisher regelmäßige CT-basierte Vorsorgeuntersuchungen möglich sein – etwa das Lungenkrebs-Screening, das in vielen Ländern weltweit bereits auf dem Weg zur Standarduntersuchung ist.

Die Nominierten für den Deutschen Zukunftspreis

Die drei Nominierten haben mit ihren Teams die Entwicklung, Erprobung und Industrialisierung der quantenzählenden CT an entscheidenden Stellen vorangetrieben – und auf diese Weise die Computertomographie neu erfunden: Prof. Dr. Thomas Flohr begleitete das Projekt von Beginn an und trieb es als langjähriger Leiter der Abteilung CT-Physik, Applikationsvorentwicklung und Wissenschaftliche Kooperationen wesentlich voran. Dr. Björn Kreisler wirkte als Detektorphysiker und Senior Key Expert für Detektoren maßgeblich an der Entwicklung und Systemintegration der neuen Detektortechnologie mit und Dr. Stefan Ulzheimer ist als Programm-Leiter Counting-Technologie für die Überführung der Technologie in verkaufbare Produkte mit klarer klinischer Relevanz zuständig.

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