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BildgebungRobotergestütztes Röntgengerät ermöglicht 3D-Aufnahmen

Die Radiologen des Universitätsklinikums Würzburg setzen zwei robotergestützte Röntgengeräte für die konventionelle Röntgendiagnostik ein. Die Geräte bieten zusätzlich eine Option zur 3D-Bildgebung.

Röntgensystem Multitom Rax
Siemens Healthineers

Das robotergestützte Röntgensystem Multitom Rax erlaubt neben konventionellen Röntgenaufnahmen auch 3D-Bildgebung.

Die Beschaffung eines neuen Röntgengeräts ist kein besonderer Vorgang in einem Krankenhaus. Das digitale Röntgen ist längst etabliert, zur Auswahl stehen viele verschiedene stationäre und mobile Modelle. Als die Radiologinnen und Radiologen des Universitätsklinikums Würzburg auf der Suche nach einem Ersatzgerät für die konventionelle Röntgendiagnostik waren, stießen sie vor wenigen Jahren auf das damals brandneue „Multitom Rax“, dessen zwei Roboterarme neue Untersuchungsmöglichkeiten eröffnen. Darüber hinaus bietet dieses Gerät, wenn auch nur in begrenztem Umfang, die Möglichkeit zur 3D-Bildgebung.

Flexibilität bei der Messung

Die Würzburger Radiologen haben bereits zwei dieser Geräte im Einsatz. Beide stehen in den Räumen für die konventionelle Röntgendiagnostik, in unmittelbarer Nähe der Notaufnahme. Dort werden täglich über 100 Röntgenuntersuchungen durchgeführt. Oftmals benötigen die Radiologen zur Beurteilung von Verletzungen ein weiteres Röntgenbild aus einer anderen Perspektive. Bei einem herkömmlichen Röntgengerät ist oft nur eine Komponente beweglich, Strahlenquelle oder Detektor, die andere ist starr. Deshalb muss der Patient für die zusätzliche Aufnahme in eine andere Lage gebracht werden, was für diesen mit Schmerzen verbunden sein kann. Beim Multitom Rax dagegen sind sowohl Strahlenquelle als auch Detektor beweglich, weshalb die Patienten weniger oft umgelagert werden müssen. Strahlenquelle und Detektor hängen an einer an der Decke des Röntgenraums montierten Reling und lassen sich motorgetrieben unabhängig voneinander in jedem beliebigen Winkel um den Patienten positionieren. Voraussetzung für den Einsatz des Röntgengeräts ist eine ausreichend tragfähige Decke; Strahlenquelle und Detektor wiegen zusammen rund eine halbe Tonne. „Wir mussten die Decke nicht verstärken und konnten sofort mit der Montage beginnen“, stellt Dr. Jan-Peter Grunz, Assistenzarzt am Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, fest.

Dr. Jan-Peter Grunz ist in Würzburg für die Betreuung der Röntgengeräte zuständig. Die Steuerung der Roboterarme erfolgt mittels Fernbedienung. Eine medizinisch-technische Radiologieassistenz (MTRA) kann damit Strahlenquelle und Detektor exakt am Patienten in die benötigte Position bringen. Dabei ist für die Sicherheit gesorgt. „Die Roboterarme sind an der Deckenreling so angebracht, dass es nicht zu einem Zusammenstoß kommen kann“, erklärt Grunz.

Gelenke röntgen in 3D

Eine weitere Funktion des Multitom Rax, die 3D-Bildgebung, nutzen die Würzburger Radiologen vor allem zur akuten Traumadiagnostik. Wenn sie zum Beispiel eine Fraktur am Handgelenk geröntgt haben und feststellen, dass der Handchirurg für die OP-Planung weitergehende Informationen in Form einer 3D-Bildgebung benötigt, können die 3D-Aufnahmen sofort an Ort und Stelle mit dem robotergestützten Röntgengerät erfolgen. Dadurch erspart das Klinikum dem Patienten den Transport vom Röntgenraum zur Computertomographie (CT) sowie die Wartezeit bis zur CT-Untersuchung.

Auch das Klinikum profitiert von der 3D-Fähigkeit des Röntgengeräts, weil es keinen zusätzlichen Zeitslot für die CT-Untersuchung einplanen muss. Da die Radiologen nur vier bis sechs Mal am Tag die 3D-Bildgebung benötigen, haben sie die 3D-Funktion nur an einem der beiden Geräte freigeschaltet. Die Qualität der 3D-Aufnahmen übertrifft die Bildqualität des Würzburger Highend-CT-Scanners. Da der Einsatz des Röntgengeräts auf „kleinere“ Bereiche wie Ellbogen- oder Sprunggelenk begrenzt ist, kann es den CT-Scanner jedoch nicht vollständig ersetzen. „Die bessere Bildqualität und das begrenzte Scanvolumen im Vergleich zum CT hängen mit der Akquisitionstechnologie zusammen“, erklärt Grunz. Der Computertomograph arbeitet mit der sogenannten Multidetektor-Technik, bei der ein fächerförmiger Strahlengang auf mehrere Detektorzeilen trifft. Während der Messung wird der Patient liegend mittels Tischvorschub durch den Strahlengang geschoben. Dadurch kann der CT-Scanner ein vergleichsweise großes Scanvolumen abdecken. Im Unterschied dazu hat das Röntgengerät einen kegelförmigen Strahlengang, der auf einen Flächendetektor – ein Viereck – trifft. Der Patient wird während des Scanvorgangs nicht bewegt, weshalb sich das Scanvolumen auf die Größe des Vierecks beschränkt. Aufgrund der physikalischen Begrenzung kann das Röntgengerät kleinere Pixel abdecken. Es erreicht damit eine Auflösung von 150 Mikrometern in alle Raumrichtungen.

Zum Vergleich: Der Computertomograph mit Multidetektor-Technik erzielt eine maximale Auflösung von 300 Mikrometern. Durch die kleinere Pixelgröße hat das robotergestützte Röntgengerät eine bessere Ortsauflösung, was sich vor allem bei der Frakturdiagnostik bemerkbar macht. Feinste Strukturen der Hand- oder Fußwurzel, wie zum Beispiel Haarrisse, können die Radiologen mit dem Gerät besser erkennen als mit dem Computertomographen. Dadurch, dass die 3D-Aufnahmen mit dem robotergestützten Röntgengerät nicht nur im Liegen oder Sitzen, sondern auch im Stehen erfolgen können, ist sogar die 3D-Bildgebung eines Gelenks bei natürlicher Gewichtsbelastung möglich. Allerdings beschränkt sich der Einsatz des Röntgengeräts aufgrund des geringeren Scanvolumens im Wesentlichen auf die 3D-Bildgebung von Sprunggelenken, Ellbogen- und Handgelenken. „3D-Untersuchungen von Thorax, Abdomen oder Schädel erfolgen aufgrund der technischen Limitationen nach wie vor mit dem Multidetektor-CT,“ erklärt Grunz.

Geringere Strahlenbelastung für Patienten

Radiologen sind bestrebt, die Strahlendosis für ihre Patienten während der Durchleuchtung so gering wie möglich zu halten. In Würzburg stellte sich deshalb die Frage, welcher Strahlenbelastung die Patienten bei der 3D-Bildgebung mit dem Röntgengerät im Vergleich zum CT-Scanner ausgesetzt sind. Generell gilt: je höher die Dosis, desto besser die Bildqualität. Hersteller von Röntgengeräten und CT-Scannern setzen deshalb technische Tools und Software ein, um eine gute Bildqualität auch mit einer geringeren Strahlenbelastung zu ermöglichen.

Die Würzburger Radiologen haben in Studien die Akquisitionsprotokolle von Röntgengerät und CT-Scanner miteinander verglichen – sowohl im Hinblick auf die eingesetzte Strahlendosis als auch auf die damit verbundene Bildqualität. Dabei stellten sie fest, dass sie für eine 3D-Bildgebung mit dem Röntgengerät weniger als die Hälfte der Strahlendosis des CT-Scanners benötigen, um eine vergleichbare Bildqualität zu erzielen. Ist die Dosis bei beiden Geräten gleich, erhalten sie mit dem Röntgengerät eine signifikant bessere Bildqualität.

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