Tim Pritlove: Hallo und herzlich willkommen zu Forschergeist, dem Podcast des Stifterverbands für die deutsche Wissenschaft.
Tim Pritlove: Mein Name ist Tim Pritlove und ich begrüße alle hier zur Ausgabe 87 bei Forschergeist.
Tim Pritlove: Und heute geht es um die Zukunft.
Tim Pritlove: Denn es sind vor ein paar Tagen die Nominierungen veröffentlicht worden für den deutschen Zukunftspreis 2021,
Tim Pritlove: bei dem unter anderem auch der Stifterverband seine Finger mit im Spiel hat.
Tim Pritlove: Und das ist ein Preis, der besondere technische Entwicklungen belohnt im Ingenieursbereich
Tim Pritlove: oder auch im naturwissenschaftlichen Bereich.
Tim Pritlove: Und wir wollen das zum Anlass nehmen, mit diesen nominierten Gruppen zu sprechen.
Tim Pritlove: Und heute ist die erste Folge davon und dazu bin ich nach Forchheim gefahren zu Siemens,
Tim Pritlove: zu den Siemens Healthineers und begrüße meinen Gesprächspartner für heute, nämlich Thomas Flohr.
Tim Pritlove: Schönen guten Tag Herr Flohr.
Thomas Flohr: Schönen guten Tag.
Tim Pritlove: Ja Herr Flohr, wir sind hier bei Siemens, Siemens ist ja in vielen Bereichen unterwegs, das weiß man
Tim Pritlove: und genauso auch in der Gesundheitstechnik.
Tim Pritlove: Dieser Standort ist im Wesentlichen dafür prädestiniert, hier wird sehr viel gemacht, richtig?
Thomas Flohr: Naja, an diesem Standort hier in Forchheim ist eigentlich ein Hauptzentrum der medizinischen Technik.
Thomas Flohr: Hier sind verschiedene Geschäftsbereiche, wie wir das nennen, untergebracht, unter anderem die Computertomographie.
Tim Pritlove: Genau, und um die soll es heute im Wesentlichen auch gehen.
Tim Pritlove: Sie sind ja in diesem Bereich engagiert.
Tim Pritlove: Und ja eine neue Entwicklung im Bereich der Computertomographie die hat dann auch zu dieser Nominierung für den Zukunftspreis geführt.
Tim Pritlove: Bevor wir darüber sprechen, würde mich natürlich erst mal interessieren, wie Sie selbst zum Ingenieur geworden sind.
Tim Pritlove: Was hat Sie denn in diesen Feld gezogen, waren Sie schon immer hier unterwegs oder ist das eher eine jüngere Entwicklung?
Thomas Flohr: Naja, jetzt bin ich zunächst mal kein Ingenieur, sondern Physiker.
Thomas Flohr: Das ist jetzt vielleicht ein kleines Detail, aber schon, glaube ich, wichtig.
Tim Pritlove: Okay, wichtig.
Thomas Flohr: Ich bin in diesem Gebiet eigentlich schon tätig, seit ich von der Universität abgegangen bin.
Thomas Flohr: Ich habe mich mein ganzes Berufsleben lang mit der Computertomographie beschäftigt.
Thomas Flohr: Ist vielleicht etwas ungewöhnlich, aber hat auch dazu geführt, dass ich, glaube ich, schon mit der Methode sehr verwurzelt bin.
Tim Pritlove: Wie kam es denn dazu?
Thomas Flohr: Es kam dazu ganz einfach, ich war promoviert an der Uni, war fertig, habe mir überlegt, bleibst du jetzt an der Uni, machst du eine Unikarriere
Thomas Flohr: oder gehst du in die Industrie und habe mich dann letztendlich entschieden, nein du gehst in die Industrie.
Thomas Flohr: Einfach aus dem Grund, weil ich im Grunde immer auch sehen wollte, dass aus den Sachen, an denen ich arbeite, irgendein Produkt entsteht, irgendwas nützliches.
Thomas Flohr: Also ich war immer weniger an der hehren Grundlagenforschung interessiert, sondern daran, was wirklich anwendbares, praktisches zu machen.
Tim Pritlove: Das ist ja immer so ein Konflikt, denke ich, in dem alle Wissenschaftler in irgendeiner Form stehen.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: ob man sich jetzt mehr der Lehre, der Forschung, der Grundlagenforschung widmet oder es in der Industrie macht.
Tim Pritlove: Jetzt hätte ich gern gefragt, wie vergleichen Sie denn die beiden?
Tim Pritlove: Aber Sie haben ja im Prinzip auch nur die eine Seite wirklich jetzt richtig durchlebt oder?
Thomas Flohr: Naja, das ist an sich kein Widerspruch.
Thomas Flohr: Ich habe die eine Seite durchlebt, auf Seiten der Industrie, bin aber nebenbei auch zum Beispiel an der Universität tätig,
Thomas Flohr: an der Universität Tübingen, da konnte ich mich habilitieren im Bereich medizinische Technik.
Thomas Flohr: Ich halte da auch durchaus mal Vorlesungen oder gebe Studentenkurse und das ist, finde ich, sehr bereichernd, auch diesen Aspekt zu sehen.
Thomas Flohr: Also es heißt nicht, dass jemand, der in der Industrie arbeitet, dann für die Wissenschaft oder die Forschung verloren ist.
Thomas Flohr: Das lässt sich durchaus vereinbaren.
Tim Pritlove: Ja, kommen Sie auch dazu, Papers zu schreiben irgendwie auch wirklich?
Thomas Flohr: Ja, natürlich ja.
Thomas Flohr: Das ist auch ein wesentlicher Teil dessen, was wir in meiner/unserer Arbeitsgruppe tun.
Thomas Flohr: Wir sind auch selber wissenschaftlich präsent, wir schreiben Papers, wir nehmen an Konferenzen teil.
Tim Pritlove: Mit anderen Worten, eigentlich genau das gleiche, aber man hat mehr Impact was die tatsächliche Produktentwicklung betrifft,
Tim Pritlove: weil das kann man ja eigentlich mit der Grundlagenforschung nur sehr indirekt beeinflussen.
Thomas Flohr: Man hat in der Industrie sicher mehr Impact, was die tatsächliche Produktentwicklung betrifft, als an einer Universität, wo man so was,
Thomas Flohr: wie Sie sagen, vermutlich eher indirekt beeinflussen kann.
Tim Pritlove: Was muss ein Unternehmen so bereit halten, damit diese Integration von Wissenschaft auch wirklich so einen starken Forschungsschwerpunkt hat,
Tim Pritlove: wo ja im Prinzip dasselbe Problem mitschwingt?
Tim Pritlove: Man forscht zunächst einmal an etwas, von dem man eigentlich noch nicht weiß, ob man da in irgendeiner Form zum Ziel kommen wird.
Tim Pritlove: Das ist ja eigentlich auch immer etwas, was so im Raum schwebt, gehen wir jetzt diesen Weg, gehen wir jetzt diesen Weg,
Tim Pritlove: das kann aber sehr teuer sein.
Tim Pritlove: Ja was glaubt ihr denn, wie erfolgreich ihr sein werdet?
Tim Pritlove: Wissen wir nicht, kann fünf Jahre dauern, kann zwei Monate dauern.
Tim Pritlove: Wie stellt sich ein Unternehmen an der Stelle auf, um so was zu ermöglichen?
Thomas Flohr: Naja, man sollte die Freiheit haben, an solchen auch länger reichweitigen Themen konsequent arbeiten zu können.
Thomas Flohr: Auch dann, wenn zum Beispiel allererste Erfolge ausbleiben, man aber von der Methode überzeugt ist, das weiter verfolgen zu können.
Thomas Flohr: Und diese Freiheit die haben wir hier bei Siemens Healthineers gehabt oder haben sie immer noch.
Thomas Flohr: Wir hatten auch den Support, also die Unterstützung vom Management, ein so lang reichweitiges Projekt, wie das photonenzählende CT,
Thomas Flohr: wirklich über viele Jahre weiter zu verfolgen und über diese Unterstützung und diese Freiheit bin ich eigentlich dankbar.
Tim Pritlove: Die Computertomographie ist ja heute ein extrem wichtiger Teil in der Medizintechnik, in der Diagnostik.
Tim Pritlove: Ich glaube, jeder von uns ist schon irgendwann mal durch die Röhre geschoben worden zum einen oder anderen Moment.
Tim Pritlove: Wenn man mal so ein bisschen auf die Entwicklung schaut und ich würde ganze gerne mal so ein bisschen gucken,
Tim Pritlove: was sich jetzt eigentlich über die Zeit so getan hat.
Tim Pritlove: Wir habe, glaube ich, nächstes Jahr Jubiläum für diese Technologie, 1972 wurde der erste Topograph zur Anwendung gebracht,
Tim Pritlove: wenn ich das richtig sehe.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Wo kommt diese Idee eigentlich her, welcher Bedarf sollte hier gedeckt werden und was war der erste Ansatz, der diese Geräte zum Leben erweckt hat?
Thomas Flohr: Vor der Computertomographie gab es eigentlich keine Möglichkeit, wirklich in das Innere des menschlichen Körpers zu schauen.
Thomas Flohr: Man hatte das klassische Röntgen.
Thomas Flohr: Das klassische Röntgen macht aber letztendlich Überlagerungsbilder.
Thomas Flohr: Das heißt, auf einem Röntgenbild sehen Sie die Überlagerung aller Strukturen längs des Röntgenstrahls.
Thomas Flohr: Und da ist es klar, dass ja dichte Strukturen, wie zum Beispiel Knochen, alles dominieren.
Thomas Flohr: Auf einem Röntgenbild des Schädels sieht man deshalb eigentlich nur die knöcherne Schädelkalotte,
Thomas Flohr: man kann aber nicht in das Gehirn schauen.
Thomas Flohr: Früher konnte man deshalb nur sehr mittelbar Aussagen machen über Veränderungen im Gehirn,
Thomas Flohr: mit zum Teil für den Patienten sehr belastenden Untersuchungsverfahren.
Tim Pritlove: Also invasive Methoden?
Thomas Flohr: Invasive Methoden.
Thomas Flohr: Die Computertomographie war die erste Methode, die es ermöglicht hat, überlagerungsfreie Bilder des Körperinneren zu erzeugen,
Thomas Flohr: auf denen auch kleine Kontrastunterschiede, zum Beispiel der Unterschied zwischen dem Gehirn und einer Blutung
Thomas Flohr: oder dem Gehirn und einem Tumor, deutlich sichtbar waren.
Thomas Flohr: Das war der revolutionäre Schritt, den die Computertomographie gemacht hat im Jahr 72, als sie eingeführt wurde.
Tim Pritlove: Was vielleicht nicht unbedingt allen sofort klar ist, ist, wie eigentlich ein Computertomograph funktioniert.
Tim Pritlove: Das besondere ist ja, also auch hier kommt ja Röntgenstrahlung zum Einsatz und anders als jetzt bei einem normalen Röntgenbild,
Tim Pritlove: wo man im Prinzip eine Quelle hat und dann geht das eben durch den Körper und auf der anderen Seite nimmt man das über eine entsprechende Platte,
Tim Pritlove: die quasi belichtet wird durch diese Röntgenstrahlen, nimmt man das auf und schaut sich das dann an und sagt so,
Tim Pritlove: ja okay, ist gebrochen oder ist nicht gebrochen, das war ja im Wesentlichen erst mal so, auch das war schon revolutionär,
Tim Pritlove: weil man muss ja noch nicht mal in den Körper reinschauen, aber um eben sozusagen auch die Weichteile jetzt in irgendeiner Form erfassen zu können
Tim Pritlove: und zu schauen was drin ist, muss man im Prinzip sich um den Körper herumdrehen und viele Bilder auf einmal aufnehmen.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Das heißt, die Grundeigenschaft des Computertomographen ist zunächst einmal diese rotierende Strahlung?
Thomas Flohr: Ja, ein Computertomograph ist letztendlich ein Röntgenstrahler und ein auf der anderen Seite des Patienten angeordneter Röntgendetektor,
Thomas Flohr: der übernimmt die Rolle des klassischen Films, der zeichnet die Röntgenquanten oder die Röntgenstrahlen auf,
Thomas Flohr: die den Patienten durchdrungen haben und wandelt sie in elektrische Signale um.
Thomas Flohr: Diese Anordnung aus Röntgenstrahler und Detektor dreht sich um den Patienten
Thomas Flohr: und nimmt während der Rotation etwa 1000 einzelne dünne Röntgenbilder des Patienten auf.
Thomas Flohr: Und aus diesen Daten berechnet dann ein Computer das eigentliche CT-Bild, das die Weichteile des Patienten in einer Schicht abbildet.
Tim Pritlove: Damit es so eine Schicht sein kann, muss ja dieser Detektor dann auch …
Tim Pritlove: Also es ist dann eben nicht so eine breite Platte, wie man das bei einem normalen Röntgenbild hat.
Thomas Flohr: Das ist nicht eine breite Platte, sondern aus dem Röntgenstrahl wird ein dünner Fächer ausgeblendet.
Thomas Flohr: So eine typische Schicht in der Computertomographie ist ein bis fünf Millimeter dick.
Thomas Flohr: Mit modernen Detektoren werden mehrere nebeneinanderliegende Schichten aufgenommen,
Thomas Flohr: typischerweise zum Beispiel 64.
Tim Pritlove: Damit es schneller geht?
Thomas Flohr: Damit es schneller geht.
Tim Pritlove: Und ist dann auch kein punktförmiger Detektor, also es geht jetzt nicht nur ein Strahl geradeaus,
Tim Pritlove: sondern es ist im Prinzip so ein Fächer, wie ein größerer Winkel.
Thomas Flohr: Das ist ein Fächer, man kann sich das vorstellen wie so ein Pixel-Array in der Digitalkamera.
Thomas Flohr: Das hat in Fächerrichtung, also längs des Patientenquerschnitts, etwa 1000 Pixel
Thomas Flohr: und senkrecht dazu, also in Patientenlängsrichtung etwa typischerweise 64 bis 300 Pixel.
Tim Pritlove: Also mehrere Schichten gleichzeitig.
Thomas Flohr: Mehrer Schichten gleichzeitig.
Tim Pritlove: Und jede Schicht wird dann eben in diese 1000 Pixel aufgelöst.
Thomas Flohr: Genau.
Tim Pritlove: Wenn der Strahl dann kommt, der rotiert dann durch und dann gibt es 1000 Bilder pro Umdrehung.
Tim Pritlove: In der Größenordnung.
Thomas Flohr: Ja.
Thomas Flohr: In der Größenordnung.
Tim Pritlove: Nicht alle Geräte sind da gleich.
Thomas Flohr: Nicht alle Geräte sind da gleich, aber das ist eine typische Größe, ja.
Tim Pritlove: Und was ist dieser Detektor?
Tim Pritlove: Was detektiert diesen Strahl?
Thomas Flohr: Der Detektor besteht aus…
Tim Pritlove: Also in der klassischen Computertomographie.
Thomas Flohr: Der klassische Detektor besteht aus lauter einzelnen kleinen Detektorpixeln.
Thomas Flohr: Ein solches Detektorpixel ist etwa ein mal ein Millimeter groß.
Thomas Flohr: Und in einem klassischen Detektor besteht es aus einem Szintillator, das ist Gadoliniumoxid oder Gadoliniumoxysulfid.
Tim Pritlove: Also ein Szintillator ist ein Element, was die Röntgenstrahlung in Licht umwandelt, richtig?
Thomas Flohr: Ja, das wollte ich gerade eben sagen.
Thomas Flohr: Es besteht aus einem Szintillator und einer Fotodiode an der Rückseite dieses Szintillators und die Detektion der Röntgenquanten verläuft in zwei Stufen.
Thomas Flohr: Der Szintillator absorbiert das Röntgenlicht und wandelt seine Energie in sichtbares Licht um.
Thomas Flohr: Der beginnt ganz simpel zu leuchten, in den meisten Fällen ist das schön gelb.
Thomas Flohr: Also der beginnt wirklich schön gelb zu leuchten.
Thomas Flohr: Und dieses Licht wird dann von der Fotodiode, die an der Rückseite angebracht ist, aufgenommen und in den elektrischen Strompuls verwandelt.
Tim Pritlove: Das heißt, die Röntgenstrahlung wird vom Körper beim Durchleuchten des Körpers mehr oder weniger absorbiert.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Entsprechend stärker oder schwächer ist das Röntgensignal, trifft auf diesen Szintillator
Tim Pritlove: und das führt dann letzten Endes auch zu einem stärkeren oder schwächeren Lichtsignal, was man dann in den entsprechenden Strom umsetzt.
Thomas Flohr: Im Prinzip ja.
Thomas Flohr: Wobei ein Detail dabei wichtig ist.
Thomas Flohr: Die Röntgenstrahlung, die aus dem Röntgenstrahler kommt, die hat ja nicht nur eine Energie,
Thomas Flohr: sondern das ist ein breites Energieband von Röntgenstrahlen mit Energien von typischerweise 30 Kiloelektronenvolt bis etwa 120 Kiloelektronenvolt.
Thomas Flohr: Das ist so die typische Beschleunigungsspannung einer Röntgenröhre.
Thomas Flohr: Diese Photonen verschiedener Energie werden von den verschiedenen Geweben des Körpers auch verschieden geschwächt.
Thomas Flohr: Nachdem die Röntgenstrahlen den Körper durchtreten haben, sind sie also nicht nur von ihrer Intensität her geschwächt,
Thomas Flohr: sondern auch von ihrer Energieverteilung verändert.
Thomas Flohr: Und diese Energieverteilung gibt an sich eine wichtige Information darüber, welche Gewebe da jetzt durchstrahlt worden sind.
Thomas Flohr: Gerade diese Energieverteilung kann ein konventioneller Detektor aber nicht messen.
Tim Pritlove: So ein bisschen wie mit der Atmosphäre, wo bestimmte Frequenzen, sichtbares Licht kommt durch, andere Strahlung wird absorbiert
Tim Pritlove: und genauso ist es dann halt auch.
Thomas Flohr: Also ein Detektor kann im Grunde jetzt übertragen auf ein Beispiel sichtbaren Lichts nur sagen, es ist hell oder dunkel,
Thomas Flohr: aber nicht sagen, da ist grünes Licht oder rotes Licht oder eine Mischung aus gelb und blau.
Tim Pritlove: Wenn man jetzt diese ganzen Daten einsammelt, das ist ja das, was dann die Computertomographie tut,
Tim Pritlove: das heißt, man durchläuft den ganzen Körper in verschiedenen Schichten, je nachdem wie viele Schichten man gleichzeitig aufnehmen kann,
Tim Pritlove: wie schnell das rotiert, wie schnell diese Daten auch eingesammelt werden können,
Tim Pritlove: dauert es dann halt länger oder nicht, ich weiß nicht.
Tim Pritlove: Der erste Computertomographie wie lange brauchte der, um so einen Körper einmal komplett so durchschnittlichen Erwachsenen abzutasten?
Thomas Flohr: Naja, der allererste Computertomograph war ein reiner Schädelscanner, da konnte man nur den Kopf untersuchen.
Thomas Flohr: Und um eine Schicht abzutasten brauchte der mehrere Minuten.
Thomas Flohr: Der hat etwa acht Minuten lang sich langsam um den Schädel bewegen müssen, um genug Daten dafür aufzunehmen.
Thomas Flohr: Heute ist es so, dass ein moderner Computertomograph 0,25 Sekunden braucht, um genug Daten für ein Bild aufzunehmen.
Thomas Flohr: Der rotiert mit einer Rotationszeit von 0,25 Sekunden um den Patienten und nimmt dabei wie gesagt nicht nur eine Schicht auf,
Thomas Flohr: sondern typischerweise 64 bis mehrere hundert.
Tim Pritlove: Also da hat sich auf jeden Fall geschwindigkeitsmäßig was getan, aber die Limitierung war natürlich am Anfang,
Tim Pritlove: erst mal der Computer muss diese Daten erst mal annehmen und speichern und weiterleiten können
Thomas Flohr: Ja natürlich.
Tim Pritlove: Das war natürlich eine Limitierung und auch die ganze Detektortechnik war relativ neu,
Tim Pritlove: aber und das ist ja eigentlich warum überhaupt der Computer hier mit drinsteht, diese Daten als solche geben ja erst mal keine relevant Information so.
Thomas Flohr: Ja, das ist anders als beim klassischen Röntgenbild.
Thomas Flohr: Beim klassischen Röntgenbild schaut der Arzt das an, was auf dem Film oder dem Detektor abgebildet ist.
Thomas Flohr: Beim Computertomographen sagen die eigentlichen Daten, diese tausend Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Winkelrichtungen,
Thomas Flohr: dem Arzt zunächst mal gar nichts.
Thomas Flohr: Und aus diesem Rohdatensatz muss ein Computer erst mit einem mathematischen Bildberechnungsverfahren das eigentliche CT-Bild berechnen.
Tim Pritlove: Und ich will jetzt nicht zu sehr in die Mathematik einsteigen, aber so wie funktioniert das grundsätzlich und wann wurde das sozusagen erdacht?
Thomas Flohr: Das finde ich ein interessantes Beispiel dafür, wie eine an sich wertfreie Grundlagenforschung dann viele viele Jahre später eine praktische Anwendung finden kann.
Thomas Flohr: Das Verfahren, um aus den Daten CT-Bilder zu berechnen, heißt Faltungsrückprojektionsverfahren.
Thomas Flohr: Letztendlich misst man bei einer CT-Untersuchung die Linienintegrale der Schwächungskoeffizienten des Körpers längs des Röntgenstrahls.
Thomas Flohr: Längs des Röntgenstrahls misst man also im Grunde genommen die aufsummierte Röntgenschwächung.
Thomas Flohr: Und man kennt diese sogenannten Linienintegrale aus vielen verschiedenen Raumrichtungen,
Thomas Flohr: der Computertomograph dreht sich ja um den Patienten.
Thomas Flohr: Und aus diesen Linienintegralen berechnet man dann die Schwächungskoeffizienten, das ist das eigentliche CT-Bild, ortsaufgelöst.
Thomas Flohr: Und eine mathematische Methode, wie man das machen kann, hat ein Mathematiker namens Johann Radon sich ausgedacht,
Thomas Flohr: wie kann ich aus den bekannten Linienintegralen einer Funktion die Funktion selber ausrechnen,
Thomas Flohr: und zwar soweit ich weiß schon im Jahr 1917.
Thomas Flohr: Das war lange lange lange vor der Entwicklung der Computertomographie.
Thomas Flohr: Aber seine Methode, der konnte damals von der Computertomographie nichts wissen, ist heute immer noch die Grundlage der CT-Bildrekonstruktion.
Tim Pritlove: Ja im Prinzip ist es so ein Modell, man stellt sich einen großen sehr löchrigen Schweizer Käse vor,
Tim Pritlove: man kann sozusagen an den verschiedensten Stellen irgendwie reinschauen und mal kommt mehr oder weniger Licht durch.
Tim Pritlove: Und dadurch, dass man quasi denselben Punkt von verschiedenen Punkten aus mal betrachtet
Tim Pritlove: und mal ist es so hell und mal ist es so hell, kann man daraus quasi wieder zurückberechnen wie …
Thomas Flohr: Man kann es sich ganz simpel so vorstellen, das Beispiel mit dem Schweizer Käse ist gut.
Thomas Flohr: Ich durchleuchte einen Schweizer Käse aus ganz verschiedenen Richtungen, und da, wo die Löcher im Käse sind,
Thomas Flohr: kommt in irgendeiner Richtung ein bisschen mehr Licht an.
Thomas Flohr: Das sagt zunächst mal gar nichts, aber wenn ich diese Abfolgen von mehr oder weniger Licht aus allen Raumrichtungen kenne,
Thomas Flohr: kann ich dann durch dieses Rechenverfahren festlegen, wo das Loch im Käse war.
Tim Pritlove: Bzw. wo alle Löcher im Käse sind und damit kennt man eben auch wirklich diese innere Struktur.
Tim Pritlove: Und dann geht es eigentlich nur noch darum, das akkurat fein auflösend zu machen und die Unterschiede gut herausstellen zu können.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Als die Computertomographie so das Licht der Welt erblickte, wie schnell hat sich die Medizin darauf eingeschossen?
Thomas Flohr: Die hat sich relativ schnell darauf eingeschossen.
Thomas Flohr: Es ist von Anfang an erkannt worden, was für einen wirklichen Fortschritt die Computertomographie in der Bildgebung bietet.
Thomas Flohr: Und die Entwicklung der Computertomographie ist ja auch entsprechend schnell gegangen.
Thomas Flohr: In den 70er Jahren hatte man reine Schädelscanner, in den 80er Jahren konnte man dann schon den gesamten Körper untersuchen,
Thomas Flohr: allerdings immer noch in einzelnen Schichten.
Thomas Flohr: Dann gab es eine revolutionäre Neuentwicklung, von der die CT auch bis heute lebt, das war die Einführung der Spiral-CT 1990 etwa.
Thomas Flohr: Bisher hat man immer das Messsystem einmal um den Patienten sich bewegen lassen, anhalten lassen,
Thomas Flohr: hat dann den Patienten zur nächsten Schicht transportiert, hat wieder das Messsystem mit dem Strahler sich einmal um den Patienten rotieren lassen.
Thomas Flohr: Das ist langsam und fehlerbehaftet.
Thomas Flohr: Was passiert denn, wenn der Patient sich dazwischen bewegt etc.?
Thomas Flohr: Bei der Spiral-CT nimmt man einfach Daten kontinuierlich auf, das Gerät dreht sich immer, nimmt immer Daten auf
Thomas Flohr: und der Tisch wird kontinuierlich durchgeschoben.
Thomas Flohr: Damit konnte man das erste Mal wirklich größere Volumenbereiche, ganze Organe abbilden und nicht immer nur einzelne Schichten.
Tim Pritlove: Dadurch ändert sich wahrscheinlich die Mathematik so ein bisschen, weil man …
Thomas Flohr: Dann ändert sich die Mathematik so ein bisschen, das kann man aber in den Griff bekommen.
Thomas Flohr: Der wesentliche Schritt war wirklich, jetzt konnte man das erste Mal ganze Organe sehen.
Thomas Flohr: Dann ging das in den 90er Jahren so weiter, dann gab es einen weiteren wirklich wesentlichen Entwicklungsschritt, das war 98/99,
Thomas Flohr: die Einführung der Mehrschicht-CT.
Thomas Flohr: Bislang bestand ein Detektor nur aus einer einzigen Reihe von Pixeln.
Thomas Flohr: Der konnte also wirklich nur eine einzige Schicht aufnehmen, ab 1998/99 war es dann möglich, mehrere nebeneinanderliegende Schichten aufzunehmen,
Thomas Flohr: was die Untersuchungszeit zum Beispiel dramatisch verkürzt oder auch die Untersuchungslänge.
Tim Pritlove: Wahrscheinlich im Wesentlichen eine Kostenfrage gewesen oder?
Thomas Flohr: Na das war nicht nur eine Kostenfrage, das war einmal eine Kostenfrage, aber auf der anderen Seite auch eine Frage der Mathematik,
Thomas Flohr: weil die Strahlen, wenn man sich das mal überlegt, in Patientenlängsrichtung jetzt nicht mehr senkrecht auf den Patienten stehen, sondern schräg.
Thomas Flohr: Wenn ein Strahl von einem Röntgenfokus, also einer Röntgenquelle ausgeht und auf einen ausgedehnten Detektor trifft,
Thomas Flohr: dann steht der schräg auf dem Patienten.
Thomas Flohr: Und das war in dieser ursprünglichen Bildrekonstruktionsmathematik so gar nicht vorgesehen.
Thomas Flohr: Das ist ein Problem, das kriegt man in den Griff, aber es ist nicht so trivial wie es sich vielleicht anhört.
Tim Pritlove: Okay, und dadurch ist dann wiedermal die Geschwindigkeit gesteigert worden.
Tim Pritlove: Und die Geschwindigkeit ist ja nicht ganz unerheblich, weil es auf der einen Seite eine Belastung für den Patienten ist,
Tim Pritlove: was jetzt den Gesamtvorgang betrifft, aber die Geschwindigkeit an sich spielt ja auch eine Rolle, um die …
Tim Pritlove: Ich meine so ein Körper lebt ja im Idealfall.
Thomas Flohr: Ja klar, zum Beispiel Sie möchten gerne die ganze Lunge des Patienten untersuchen.
Thomas Flohr: Und bei dieser Untersuchung soll der Patient nach Möglichkeit den Atem anhalten, um einfach scharfe Bilder zu erzeugen.
Thomas Flohr: Wenn der da jetzt munter weiter atmet, ja.
Tim Pritlove: Dann verwischt das.
Thomas Flohr: Wie lange kann ein kranker Mensch den Atem anhalten?
Thomas Flohr: Wenn Sie das selber mal versuchen, Sie können das wahrscheinlich als gesunder Mensch problemlos 20-30 Sekunden lang tun,
Thomas Flohr: aber ein Lungenkranker der hat mit fünf Sekunden Probleme.
Thomas Flohr: Und in diesen fünf Sekunden muss die gesamte CT-Untersuchung der Lunge abgelaufen sein.
Thomas Flohr: Und drum ist Geschwindigkeit so wichtig.
Tim Pritlove: Ist das so der Stand der Dinge, wo wir bisher mit der konventionellen CT angekommen sind oder gab es noch weiter Entwicklungen?
Thomas Flohr: Es gab dann weitere Entwicklungen, um andere Eigenschaften der CT zu verbessern.
Thomas Flohr: Zum Beispiel gab es dann mal die Einführung der Dual Source CT im Jahr 2005.
Thomas Flohr: Das kann man sich einfach so vorstellen, man baut nicht ein Messsystem, sondern zwei Messsysteme, in ein CT ein,
Thomas Flohr: die messen beide gleichzeitig, dadurch verkürzt sich die Belichtungszeit für ein Bild auf die Hälfte.
Thomas Flohr: Wozu ist das wichtig?
Thomas Flohr: Dann, wenn man bewegte Organe wie das Herz abbilden will.
Tim Pritlove: Und was man mal nicht eben anhalten kann.
Thomas Flohr: Was man mal nicht eben anhalten kann, wo man im Grunde genommen 50-100 Millisekunden Zeit hat in der diastolischen Ruhephase,
Thomas Flohr: um ein scharfes Bild zu erzeugen.
Thomas Flohr: Und damit hat sich die, kann man glaube ich sagen, die Cardio-CT die Abbildung der Herzkranzgefäße mit der Computertomographie in der klinischen Praxis etabliert.
Tim Pritlove: Also Dual Source heißt im Prinzip, dass man noch mal eine zweite Strahlungseinheit noch mit dazu nimmt.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Jetzt könnte man ja sagen, okay um es noch schneller zu machen, nimmt man dann 10 oder 20, aber da ist dann irgendwann auch Schluss.
Thomas Flohr: Naja, bei zwei ist eigentlich fast schon Schluss, einfach aus mechanischen Gründen.
Tim Pritlove: Der Platz muss irgendwo da sein.
Thomas Flohr: Der Platz muss irgendwo da sein.
Tim Pritlove: Okay. Das heißt, das ganze Modell hat sich zwar wunderbar weiterentwickelt in den letzten 50 Jahren,
Tim Pritlove: aber in gewisser Hinsicht kam es an bestimmten auch so ein bisschen an seine Grenzen, kann man das so sehen?
Thomas Flohr: Das kann man so sehen.
Thomas Flohr: Man kann das so sehen, die Computertomographie hat im Grunde so eine Art Sättigungsphase erreicht.
Thomas Flohr: Was die Computertomographie, die klassische Computertomographie sehr gut kann, ist, sie kann die Anatomie des Patienten abbilden,
Thomas Flohr: kann sie deutlich abbilden, kann kleine Veränderungen in der Anatomie feststellen, zum Beispiel bei dem Beispiel der Herz-CT zu bleiben,
Thomas Flohr: eine Verengung in den Herzkranzgefäßen, sie kann aber auch oft nicht sagen, was diese Veränderungen für den Patienten wirklich bedeuten.
Thomas Flohr: Und ob und wie man sie behandeln sollte.
Thomas Flohr: Das führt dann dazu, dass Folgeuntersuchungen nötig sind.
Thomas Flohr: Bleiben wir bei dem Herzbeispiel, die Computertomographie kann sehr gut feststellen, dass eine Corona-Arterie eine Verengung, eine Stenose aufweist.
Thomas Flohr: Sie kann aber nicht sagen, ist das jetzt relevant für die Durchblutung des Herzmuskels, schadet das den Patienten
Thomas Flohr: oder beeinflusst das vielleicht die Durchblutung vielleicht gar nicht.
Thomas Flohr: So dass dann in der Regel der Patient in den invasiven Herzkatheter kommt.
Thomas Flohr: Und sich eine invasive Untersuchung anschließen muss.
Thomas Flohr: Es gibt auch andere Beispiele, zum Beispiel kleine Veränderungen in der Leber, irgendwelche Leberläsionen,
Thomas Flohr: die kann die Computertomographie sehr gut feststellen, aber oft nicht sagen, was ist das denn jetzt eigentlich?
Thomas Flohr: Ist das gutartig, ist das bösartig, auch dann gibt es Folgeuntersuchungen.
Tim Pritlove: Es gibt ja jetzt noch so eine verwandte Technologie, sage ich mal, zumindest von dem Grundansatz her, die Magnetresonanztomographie.
Tim Pritlove: Wie verhält sich die Computertomographie zur Magnetresonanztomographie, wieviele Ähnlichkeiten, wieviele Unterschiede hat das?
Thomas Flohr: Die Magnetresonanztomographie ist eine Methode, die ganz anderes Prinzip ausnutzt.
Thomas Flohr: Die basiert also nicht auf Röntgenstrahlung und die Magnetresonanztomographie hat andere Anwendungen als die Computertomographie.
Thomas Flohr: Die Magnetresonanztomographie kann besser als die Computertomographie zum Beispiel Weichteilkontraste darstellen,
Thomas Flohr: aber viel weniger gut räumliche Auflösung.
Thomas Flohr: Wann immer man scharfe Bilder braucht, wann immer man Darstellungen von knöchernem Gewebe braucht,
Thomas Flohr: ist die Computertomographie sicherlich im Vorteil.
Thomas Flohr: Die Computertomographie ist auch viel schneller und viel einfacher einsetzbar als die Magnetresonanztomographie.
Thomas Flohr: Ein Computertomographie-Scan des ganzen Körpers dauert mit einem modernen CT-Gerät wenige Sekunden.
Thomas Flohr: Eine Magnetresonanztomographie-Untersuchung dauert immer noch 20 Minuten, 45 Minuten, also vom Zeitaufwand auch sehr unterschiedlich.
Tim Pritlove: Kommen wir mal zu Ihren jüngsten Entwicklungen.
Tim Pritlove: Sie haben ja jetzt mit Ihrem Team hier die Computertomographie einen Schritt weitergebracht, das kann man, glaube ich, schon mal so sagen.
Tim Pritlove: Wie sind Sie da rangegangen, was war das jetzt für eine Entwicklung und was sind die Neuerungen, die Sie hier auf den Weg gebracht haben?
Thomas Flohr: Die wesentliche Neuerung in unserem neuen Computertomographen ist ein anderer Detektor.
Thomas Flohr: Ein sogenannter quanten- oder photonenzählender Detektor.
Thomas Flohr: Wir haben vorhin schon kurz über das Detektionsprinzip in der Computertomographie geredet, über die konventionellen Detektoren,
Thomas Flohr: wie sie heute in allen medizinischen CTs verwendet werden, das sind eben diese Szintillator-Detektoren,
Thomas Flohr: die in einem zweistufigen Detektionsprozess die Röntgenquanten erst in Licht und dann in elektrische pulse verwandeln
Thomas Flohr: und die bestimmte Nachteile haben.
Tim Pritlove: Weil die Tiefeninformation verloren geht.
Thomas Flohr: Weil diese Energieinformation verloren geht, diese Detektoren können nichts sagen über die Energie der detektierten Röntgenstrahlen.
Thomas Flohr: War die jetzt hoch, war die jetzt niedrig, das ist aber durchaus wesentlich für die Gewebecharakterisierung.
Tim Pritlove: So ein bisschen als wenn man Farbfernsehen auf einem schwarz-weiß-Bildschirm anzeigt.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Kann man das so sagen?
Thomas Flohr: So als ob man ein Farbbild auf einem schwarz-weiß-Bildschirm darstellt, das ist ein guter Vergleich.
Thomas Flohr: Die Detektoren können auch prinzipbedingt nicht viel kleiner gemacht werden als sie heute sind.
Thomas Flohr: Heute hat so ein Pixel eine Seitenlänge von ein Millimeter mal ein Millimeter, das kann nicht sehr viel kleiner werden,
Thomas Flohr: das heißt, die Bilder können auch nicht schärfer werden als sie heute sind.
Tim Pritlove: Warum kann das nicht kleiner werden, was ist da die Limitierung?
Thomas Flohr: Na die Limitierung ist die, ein solches Pixel wandelt ja das Röntgenlicht in sichtbares Licht um.
Thomas Flohr: Jetzt muss man verhindern, dass dieses sichtbare Licht einfach ins nächste Pixel eindringt und dort ein Signal erzeugt.
Thomas Flohr: Das nennt man Übersprechen.
Thomas Flohr: Das heißt, die einzelnen Pixel müssen räumlich voneinander separiert werden mit einer Zwischenschicht, die optisch undurchlässig ist.
Thomas Flohr: Und diese Zwischenschicht die muss eine bestimmte Breite haben, in der Regel 0,1 bis 0,2 Millimeter.
Thomas Flohr: Alle Röntgenstrahlen, die auf diese Zwischenschicht treffen, sind aber verloren,
Thomas Flohr: die tragen nicht zum Signal bei.
Thomas Flohr: Das heißt, die haben den Patienten belastet, sie haben den Patienten ja durchdrungen, das war eine Strahlenbelastung für ihn,
Thomas Flohr: sie tragen aber nicht zum Signal bei.
Thomas Flohr: Wenn man jetzt die einzelnen Detektorpixel immer kleiner machen würde,
Thomas Flohr: würde der relative Anteil dieser Zwischenschichten an der Fläche immer größer werden,
Thomas Flohr: weil die Zwischenschichten eben nicht dünner als 0,1/0,2 Millimeter werden dürfen.
Tim Pritlove: Oder wenn man sie kleiner machen würde, würde das Übersprechen zunehmen und dann wäre es unscharf.
Thomas Flohr: Würde es zunehmen, dann wäre es unscharf.
Thomas Flohr: Wenn man aber den relativen Anteil dieser Zwischenschichten immer weiter zunehmen lässt,
Thomas Flohr: nimmt die Dosiseffizienz dieser Detektoren immer weiter ab.
Thomas Flohr: Man hat immer mehr Röntgenstrahlen, die den Detektor treffen, aber eigentlich kein Signal erzeugen.
Tim Pritlove: Und wie löst man das Problem?
Thomas Flohr: Naja nicht mit konventionellen Detektoren.
Tim Pritlove: Ja.
Thomas Flohr: Deswegen …
Tim Pritlove: Sondern hier musste was neues ran.
Thomas Flohr: Hier musste wirklich was neues ran.
Thomas Flohr: Und hier sind wir relativ früh auf photon-/quantenzählende Detektoren gekommen.
Thomas Flohr: Solche Detektoren haben eine ganz andere Funktionsweise.
Thomas Flohr: Die bestehen aus einem Halbleiter, in unserem Fall ist das Cadmiumtellurid.
Thomas Flohr: An dem Halbleiter liegt eine hohe Spannung an, einige hundert Volt, so dass ein starkes elektrisches Feld besteht,
Thomas Flohr: zwischen der Katode und pixelierten Anoden auf der Rückseite.
Thomas Flohr: Und was hier passiert ist, die Röntgenquanten treffen auf den Halbleiter und werden dort absorbiert und direkt in Strompulse verwandelt.
Thomas Flohr: Hier fehlt also der Zwischenschritt über das sichtbare Licht.
Thomas Flohr: Die Röntgenstrahlen werden absorbiert, erzeugen im Halbleiter Elektronenlochpaare, die werden getrennt,
Thomas Flohr: die Elektronen werden von den Anoden aufgesammelt und erzeugen direkt Strompulse.
Tim Pritlove: Jetzt sind wir so tief in der Grundlagenphysik auch angekommen, Röntgenstrahlen.
Tim Pritlove: Man stellt sich das ja normalerweise so als Welle vor, aber man weiß, alles, was irgendwie eine Welle ist, ist halt auch irgendwie ein…
Thomas Flohr: Auch ein Teilchen.
Tim Pritlove: Ist auch halt einfach ein Teilchen.
Tim Pritlove: Das heißt, man kann sich diese Strahlenmenge, die den Körper durchschreitet, am Ende nach der Absorption durch den Körper,
Tim Pritlove: treffen mehr oder weniger viele Quanten auf diesen Detektor auf.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Und das ist wie so ein Dauerfeuer, was man sich vorstellen kann.
Thomas Flohr: Wie so ein Dauerfeuer.
Thomas Flohr: Man kann sich Röntgenstrahlen vorstellen als einen Strom von Teilchen, ganz simpel,
Thomas Flohr: der Röntgenstrahler ist eine Gießkanne und aus dieser Gießkanne fallen Wassertropfen raus.
Thomas Flohr: Und diese Wassertropfen sind die einzelnen Röntgenquanten.
Tim Pritlove: Und dieses Cadmiumtellurid ist jetzt ein Kristall oder so was und in dem Moment, wo diese Röntgenteilchen auftreffen,
Tim Pritlove: was macht dieser Stoff dann daraus?
Tim Pritlove: Also der erzeugt unmittelbar Strom?
Thomas Flohr: Na die Röntgenteilchen die treffen auf den Kristall auf, die haben eine Energie, wenn sie dort auftreffen
Thomas Flohr: und diese Energie wird im Kristall abgegeben, das heißt, die im Kristall befindlichen Atome werden ionisiert,
Thomas Flohr: es entstehen Elektronen, die da freigesetzt werden und diese Elektronen werden in dem starken elektrischen Feld,
Thomas Flohr: das an dem Halbleiter angelegt ist, zur Anode hin abgelenkt und erzeugen da einen Strompuls.
Tim Pritlove: Und umso mehr Partikel kommen, umso höher ist dieser Strompuls?
Thomas Flohr: Jetzt ist es so, jedes einzelne Partikel erzeugt einen Strompuls für sich und je höher die Energie des einzelnen Röntgenquants war,
Thomas Flohr: desto höher wird auch der Strompuls sein.
Thomas Flohr: Jetzt haben wir das erste Mal eine Eigenschaft des Detektors, die ein konventioneller Detektor nicht hat,
Thomas Flohr: die Höhe des Strompulses ist proportional zur Energie des Röntgenquants, das ihn erzeugt hat
Thomas Flohr: und wir können nun die Höhe dieses Strompulses messen und haben deswegen auch ein Aussage über die Energie der Röntgenstrahlen,
Thomas Flohr: die auf den Detektor aufgetroffen sind, die wir vorher nicht hatten.
Tim Pritlove: Das heißt, niedrigere Energiestrahlen können als solche erkannt werden auch in ihrer Energiemenge
Tim Pritlove: und die stärkeren können auch erkannt werden.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Aber die kommen ja irgendwie mehr oder weniger gleichzeitig an oder?
Thomas Flohr: Naja, es kommen viele Röntgenquanten gleichzeitig an.
Thomas Flohr: Die erzeugen gleichzeitig Strompulse.
Tim Pritlove: Ja.
Thomas Flohr: Was man in den Detektor jetzt einbaut ist eine Zählvorrichtung, die alle Quanten zählt, die eine bestimmte Energieschwelle überschreiten.
Thomas Flohr: Wenn man sich jetzt einen ganz simplen Detektor vorstellt, der nur eine einzige solche Zählvorrichtung hat
Thomas Flohr: und eine untere Schwelle von zum Beispiel 20 keV, dann wird ein Zähler alle Photonen einfach zählen,
Thomas Flohr: die diese Schwelle von 20 keV überschreiten.
Thomas Flohr: Wenn jetzt da gleichzeitig welche ankommen, die eine Energie von 30, von 50, von 70 keV haben,
Thomas Flohr: werden die alle gezählt werden, weil sie ja die Schwelle von 20 keV überschreiten.
Thomas Flohr: Damit hat man noch nichts gewonnen.
Thomas Flohr: Man kann aber jetzt in den Detektor mehrere solche Zählvorrichtungen einbauen mit verschiedenen Schwellen.
Thomas Flohr: Das haben wir getan, in unserem Detektor sind vier Zählvorrichtungen mit vier unterschiedlichen Schwellen.
Thomas Flohr: Machen wir jetzt mal das einfache Beispiel, ich habe gleichzeitig drei Röntgenquanten, zwei mit einer Energie von 30 keV,
Thomas Flohr: eins mit einer Energie von 70 keV und ich führe zwei Schwellen ein, die eine hat einen untere Grenze von 20 keV,
Thomas Flohr: die andere eine untere Grenze von 40 keV, dann wird die untere Zählvorrichtung mit der Schwelle von 20 keV alle drei Röntgenquanten zählen,
Thomas Flohr: die beiden mit 30 keV und das mit 70 keV, die zweite Zählvorrichtung, die eine untere Energie von 40 keV,
Thomas Flohr: also eine Schwelle von 40 keV hatte, wird aber nur das Röntgenquant mit 70 keV zählen, weil nur das überschreitet diese Schwelle,
Thomas Flohr: die beiden anderen mit 30 keV liegen drunter.
Thomas Flohr: Wir haben nicht zwei sondern vier solche Schwellen eingeführt
Thomas Flohr: und können deswegen die auftreffenden und detektierten Röntgenstrahlen deshalb in vier Energietöpfe einordnen.
Tim Pritlove: Um mal bei dem Bild mit dem Farbfernsehen zu bleiben, man würde halt sozusagen separat das rote, das blaue und das grüne Licht sich anschauen,
Tim Pritlove: was ja unterschiedliche Frequenzbereiche hat und es funktioniert im Prinzip analog zu so einem Frequenzfilter,
Tim Pritlove: kann man fast sagen.
Thomas Flohr: Im Grunde ja.
Tim Pritlove: Nur dass eben die Frequenz in dem Moment eben die Energie dieser Röntgenstrahlen ist.
Thomas Flohr: Ja, wir haben im Grunde genommen einen Frequenzfilter mit vier Energiebändern.
Tim Pritlove: So und das bedeutet, dass man jetzt mit diesen neuen Detektoren erstens also eine komplett neue Information enthält.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Also man hat die Farbe quasi jetzt, die in dem Signal ist und wenn ich das richtig verstanden habe,
Tim Pritlove: ist halt auch jetzt diese optische Trennung auf einmal nicht mehr so erforderlich.
Thomas Flohr: Genau, die optische Trennung, man hat einmal den Vorteil, dass man die Energie der Quanten kennt, also praktisch ihre Farbe.
Thomas Flohr: Man hat aus dem schwarz-weiß-Bild ein Farbbild gemacht.
Thomas Flohr: Dann gibt es diesen Zwischenschritt über das Licht nicht mehr, das heißt, ich muss auch keine optische Trennung zwischen Detektorelementen machen,
Thomas Flohr: sondern die Detektorelemente werden im Wesentlichen selber durch das starke elektrische Feld definiert,
Thomas Flohr: das heißt, ich kann die einzelnen Detektorpixel sehr sehr viel kleiner machen und erzeuge damit schärfere Bilder.
Tim Pritlove: Wenn man vorher bei Millimeter als Grenze war, wo ist man dann jetzt?
Thomas Flohr: Jetzt sind wir bei etwa 0,2 Millimeter für die Größe von einem einzelnen, 0,2 mal 0,2 Millimeter für das kleine Pixel unseres Detektors.
Thomas Flohr: Im Vergleich zu 1 Millimeter mal 1 Millimeter.
Tim Pritlove: Also im Prinzip die 25-fache Auflösung, wenn man sozusagen in jeder Achse ein Fünftel der Größe hat.
Thomas Flohr: Ja, nur darf man es nicht multiplizieren.
Thomas Flohr: Also theoretisch die fünffache.
Tim Pritlove: Also fünffache.
Thomas Flohr: Die fünffache Auflösung im Vergleich zu dem konventionellen Mode.
Tim Pritlove: Ja okay, eindimensional.
Tim Pritlove: Aber das ist schon eine Menge.
Thomas Flohr: Es ist schon eine Menge, klinisch nutzbar davon wird sein, wir haben im Vergleich zu einem heutigen modernen CT schon die doppelte Auflösung,
Thomas Flohr: das kann man sagen.
Tim Pritlove: Doppelte Auflösung und das Ganze eben aber auch noch gepaart mit der Auflösung in der Strahlung.
Tim Pritlove: Also dadurch, dass man diese vier Bänder hat, also komme ich schon dann auf 20.
Thomas Flohr: Ja ja, wir haben die vier Bänder, wir haben die Farbinformation, wir haben eine verdoppelte räumliche Auflösung
Thomas Flohr: und wir haben in unserem Gerät jetzt auch dieses Dual Source Prinzip angewandt.
Thomas Flohr: Wir haben also nicht nur einen solchen neuen Detektor in das Gerät eingebaut, sondern gleich zwei.
Thomas Flohr: Um auch den dritten Parameter, die zeitliche Auflösung, die Belichtungszeit pro Bild so kurz wie möglich zu halten,
Thomas Flohr: um bewegte Organe wie zum Beispiel das Herz oder die Lunge gut abbilden zu können.
Tim Pritlove: Ist denn die eigentliche Zählung der Quanten letztlich auch noch eine feinere Information
Tim Pritlove: als man das vorher mit dieser Lichtstromumwandlung hatte oder ist das eigentlich vergleichbar in der Lösung
Tim Pritlove: oder erfasst man die gemessene Energie auch noch genauer als man das vorher mit dem Szintillator getan hat?
Thomas Flohr: Ein Szintillator hat in dem Zusammenhang noch einen weiteren Nachteil.
Thomas Flohr: Ein Szintillator kann nichts über die Energie der detektierten Röntgenstrahlen sagen,
Thomas Flohr: aber es ist bei einem Szintillator immer so, dass die Röntgenstrahlen mit der niedrigen Energie weniger Licht erzeugen
Thomas Flohr: und deswegen weniger zum Signal beitragen als die Röntgenstrahlen mit der höheren Energie.
Thomas Flohr: Ich kann nur die Summe messen, aber in der Summe ist es so, dass die, die die niedrige Energie hatten,
Thomas Flohr: weniger beigetragen haben als die, die höhere Energie hatten.
Thomas Flohr: Das ist für ein CT-Bild und die Kontraste im CT-Bild schlecht,
Thomas Flohr: weil die Kontrastinformation im CT-Bild wird eigentlich von den Röntgenstrahlen mit der niedrigen Energie im Wesentlichen getragen.
Thomas Flohr: Das heißt, ein konventioneller, klassischer Szintillationsdetektor liefert schlechtere Bildkontraste als sie sein müssten.
Thomas Flohr: Das macht ein photonenzählender Detektor nicht, weil selbst in der einfachsten Betriebsweise,
Thomas Flohr: wenn ich nur eine einzige Zählvorrichtung aktivere, also nur eine einzige Schwelle
Thomas Flohr: und alle Röntgenquanten zähle, die diese Schwelle überwinden, dann tragen die alle gleichmäßig zum Signal bei,
Thomas Flohr: weil sie halt alle gezählt werden und das Röntgenquant mit 30 keV wird genauso gezählt wie das Röntgenquant mit 70 keV.
Thomas Flohr: Das heißt, die Röntgenquanten mit der niedrigen Energie tragen mehr zum Signal bei als mit einem konventionellen Szintillationsdetektor,
Thomas Flohr: das heißt, die Bildkontraste sind besser, die sind prinzipbedingt mit einem photonenzählenden Detektor höher als mit einem Szintillationsdetektor.
Tim Pritlove: Und man kann dann vor allem, weil man die Daten unterscheiden kann, sehr viel feiner das auch nachtunen und sagen…
Thomas Flohr: Man kann es dann auch noch zusätzlich sehr viel feiner nachtunen.
Thomas Flohr: Man kann diese Aufteilung in die vier Farbtöpfe nehmen, um Gewebe viel feiner zu charakterisieren,
Thomas Flohr: um viel besser sagen zu können, was sehe ich da eigentlich, auch um verschiedene Materialien voneinander unterscheiden zu können.
Thomas Flohr: Ein Problem in der CT-Bildgebung ist ja, dass die CT nur auf die Röntgenschwächung reagiert.
Thomas Flohr: Materialien, die chemisch unterschiedlich sind, aber die gleiche Röntgenschwächung aufweisen,
Thomas Flohr: erscheinen im CT-Bild gleichartig.
Thomas Flohr: Ein einfaches Beispiel dafür ist, bei den meisten CT-Untersuchungen wird iodhaltiges Kontrastmittel verabreicht.
Thomas Flohr: Iod hat eine relativ hohe Röntgenschwächung.
Thomas Flohr: Iod reichert sich in den Gefäßen an.
Thomas Flohr: Diese iodgefüllten Gefäße schwächen dann die Röntgenstrahlung stärker und erscheinen auf dem CT-Bild hell.
Tim Pritlove: Hell für mehr geschwächt.
Thomas Flohr: Hell für mehr geschwächt, stärker geschwächte Objekte werden auf einem CT-Bild heller dargestellt.
Thomas Flohr: Die Knochen schwächen die Röntgenstrahlung auch stark.
Thomas Flohr: Das heißt, auch Knochen sind auf einem CT-Bild hell, sie sind weiß.
Thomas Flohr: Man kann jetzt oft ohne anatomische Erkenntnisse allein aufgrund der Helligkeit im CT-Bild nicht unterscheiden,
Thomas Flohr: ist das jetzt ein Kontrastmitteliodgefülltes Gefäß oder ist das ein Knochen.
Thomas Flohr: Das hat wiederum eine besondere Rolle, wenn man die Herzkranzgefäße des Patienten abbildet.
Thomas Flohr: Um die Herzkranzgefäße abbilden zu können, hat man dem Patienten ein iodhaltiges Kontrastmittel gegeben,
Thomas Flohr: damit dieses Iod in den Herzkranzgefäßes sie im CT-Bild hell macht.
Thomas Flohr: Viele Menschen haben aber auch Verkalkungen in den Herzkranzgefäßen.
Thomas Flohr: Diese Verkalkungen sind auch hell und man kann dann auf einem normalen CT-Bild oft nicht unterscheiden,
Thomas Flohr: ja ist das jetzt eine Verkalkung oder ist das das kontrastmittelgefüllte Gefäßlumen.
Thomas Flohr: Man kann bei Patienten, die Verkalkungen haben in den Herzkranzgefäßen, oft nicht sagen,
Thomas Flohr: ja ist denn das Gefäß an dieser Stelle eigentlich noch durchlässig?
Thomas Flohr: Solche Patienten müssen dann zum Beispiel gleich in einem Herzkatheter untersucht werden.
Thomas Flohr: Mit dem neuen CT kann ich, weil ich ja die Energieinformationen in vier Energietöpfen kenne,
Thomas Flohr: das Calcium, die Verkalkung trennen von dem Iod, weil die das Spektrum der Röntgenstrahlen anders beeinflussen,
Thomas Flohr: also sprich, letztendlich das Signal in anderen Energiebereichen…
Tim Pritlove: Die haben eine andere Signatur.
Thomas Flohr: Die haben eine andere Signatur.
Thomas Flohr: Ich kann also das Calcium von dem iodgefüllten Gefäß trennen und kann das Calcium markieren und aus dem Bild entfernen,
Thomas Flohr: so dass der Blick auf das unverstellte Gefäßlumen bleibt und man wirklich auch bei Kalzifizierungen sagen kann,
Thomas Flohr: ja hier ist das Gefäß eigentlich noch durchlässig oder nicht.
Tim Pritlove: Das heißt, um das mal ein bisschen zusammenzufassen,
Tim Pritlove: durch diesen neuen Detektor mit diesem Cadmiumtellurid, der unmittelbaren Umwandlung der Röntgenstrahlen in eine Strominformation,
Tim Pritlove: die höher auflöst und die eben auch diese unterschiedlichen Energielevel zumindest in diesen vier Abstufungen noch unterscheidet,
Tim Pritlove: erreicht man auf der einen Seite eine sehr viel höhere Bildauflösung, also fünfmal so viele Pixel auf demselben Raum,
Tim Pritlove: das heißt, man kann es feiner unterscheiden.
Tim Pritlove: Man hat höhere Kontraste dadurch, dass man sehr viel besser die Information als solche messen kann
Tim Pritlove: und eben auch diese Signaturen unterschiedlicher Stoffe voneinander trennen kann
Tim Pritlove: und nicht nur so ein, da ist was oder da ist was nicht Information bekommt.
Tim Pritlove: Und das allein ist ja schon ein nennenswerter Fortschritt, würde ich mal sagen.
Thomas Flohr: Ja.
Tim Pritlove: Also das ist ja eine sehr erstrebenswerte Eigenschaft.
Thomas Flohr: Ja, das denken wir auch.
Tim Pritlove: Ja.
Thomas Flohr: Sie haben das sehr gut zusammengefasst, wir können sehr viel schärfere Bilder erzeugen,
Thomas Flohr: wir können Bilder mit höherem Bildkontrast erzeugen und wir können durch die Signatur,
Thomas Flohr: durch die Frequenzsignatur Stoffe chemisch voneinander unterscheiden,
Thomas Flohr: die auf einem konventionellen CT-Bild gleich aussehen.
Thomas Flohr: Und wir können auch sehr gut bewegte Organe damit abbilden wegen dem Dual-Source-Prinzip
Thomas Flohr: und können damit auch zum Beispiel Herz oder Lunge deutlich besser charakterisieren als vorher.
Tim Pritlove: Aber Dual Source gab es ja auch schon vorher.
Thomas Flohr: Dual Source gab es auch vorher.
Tim Pritlove: Gab es da trotzdem noch eine Geschwindigkeitssteigerung?
Thomas Flohr: Nein, das gab es auch vorher, aber wir können jetzt sozusagen diese zusätzlichen Verbesserungen auch mit der Geschwindigkeit eines Dual Source kombinieren.
Tim Pritlove: Die höhere Geschwindigkeit kann man auch noch bei einer höheren Bewegung,
Tim Pritlove: entweder der Organe oder des Körpers als solchem, immer noch scharfe Bilder machen.
Thomas Flohr: Genau.
Tim Pritlove: Das ist halt wie ein Foto schießen während jemand läuft.
Thomas Flohr: Ist wie Fotoschießen, ist wie Sportfotografie.
Thomas Flohr: Wenn jemand schnell läuft, dann möchte man eine kurze Belichtungszeit haben,
Thomas Flohr: man möchte aber auch eine Kamera haben, die sehr viele feine Pixel hat, damit das Bild scharf ist,
Thomas Flohr: und das ist auch schön, wenn man den in Farbe abbilden kann.
Tim Pritlove: Benötigen denn diese Detektoren mehr Strahlung als die alten??
Thomas Flohr: Nein. Nein, die benötigen im Gegenteil sogar weniger Strahlung, dadurch dass sie feiner geteilt sind,
Thomas Flohr: dass das Messsystem besser ist und dadurch dass sie Kontraste besser abbilden als konventionelle Detektoren,
Thomas Flohr: kommt man mit weniger Röntgenstrahlung für den Patienten aus.
Thomas Flohr: Und erste klinische Untersuchungen von klinischen Partnern von uns haben schon gezeigt,
Thomas Flohr: dass das 40 Prozent sein kann, also durchaus beträchtlich.
Tim Pritlove: Mhm /bejahend/
Thomas Flohr: Man kommt mit etwa 40 Prozent weniger Strahlendosis aus.
Tim Pritlove: Wieviel weniger Strahlung ist das dann im Vergleich zu dem ersten Computertomographen?
Tim Pritlove: Wie weit sind wir davon entfernt jetzt?
Thomas Flohr: Ach je, ich glaube, das kann man so gar nicht vergleichen.
Thomas Flohr: Das sind aber sicher Größenordnungen.
Thomas Flohr: Also um das mal einzuordnen, ein modernes CT-Gerät braucht für eine Untersuchung etwa eine Strahlendosis von
Thomas Flohr: je nachdem was man untersucht, würde man sagen, 0,5 bis 4-5 Millisievert.
Thomas Flohr: Und die jährliche Hintergrundbelastung, die einfach dadurch entsteht, dass es Strahlenquellen überall in der Natur gibt,
Thomas Flohr: die beträgt etwa 3 Millisievert.
Thomas Flohr: Also wir sind in der Größenordnung von der jährlichen Hintergrundbelastung für einen CT-Scan oder auch schon deutlich darunter.
Tim Pritlove: Also Bananen sind genauso gefährlich sozusagen.
Thomas Flohr: Bananen weiß ich nicht, aber zum Beispiel …
Tim Pritlove: Den wird ja immer hohe Strahlen, Radioaktivität nachgesagt.
Thomas Flohr: Ja, ständig über den Atlantik zu fliegen, ist sicherlich genauso gefährlich.
Tim Pritlove: Ja, okay.
Tim Pritlove: Jetzt sind die ganzen Fortschritte technischer Natur natürlich interessant, aber es gibt ja auch noch andere Entwicklungen,
Tim Pritlove: insbesondere im Computerbereich und in bildgebenden Verfahren.
Tim Pritlove: In den letzten Jahren hat sich ja eine ganze Menge getan, weil die Computer natürlich schneller geworden sind,
Tim Pritlove: Speicherung von großen Datenmengen ist in zunehmenden Maße einfacher und günstiger geworden.
Tim Pritlove: Und überhaupt sieht man ja auch, dass so bildgebende Verfahren,
Tim Pritlove: mathematische Methoden aus irgendwie komplexen Bildmaterial etwas neues und anschaulicheres zu erzeugen,
Tim Pritlove: ja, das greift irgendwie um sich.
Tim Pritlove: Sagen wir mal, die Ablichtung von Umgebung aus Luftbildern, wo man dann irgendwie Bildern aus verschiedenen Bereichen schießt,
Tim Pritlove: um daraus so ein 3D-Modell zu machen, ist ja in gewisser Hinsicht auch ein bisschen vergleichbar mit dem,
Tim Pritlove: was Sie in dem Computertomographen machen, weil das ja eigentlich auch mehr oder weniger Luftbilder aus verschiedenen Winkeln sind.
Tim Pritlove: Wie hat sich dieser Softwareteil weiterentwickelt und spielt das jetzt hier in der nächsten Generation von Tomographen auch eine Rolle?
Thomas Flohr: Naja, für diesen Softwareteil gibt es eigentlich zwei Aspekte.
Thomas Flohr: Der eine Aspekt ist einer, den man vielleicht gar nicht so sehr auf Anhieb sieht.
Thomas Flohr: Aber solche lernbasierten Verfahren oder künstliche Intelligenz wird in einem Computertomographen heute schon verwendet,
Thomas Flohr: um dem Benutzer die Bedienung zu vereinfachen.
Thomas Flohr: Wenn zum Beispiel ein Computertomographie-Scan gemacht wird, wird zunächst eine Übersichtsaufnahme gemacht.
Thomas Flohr: Da wird, das entspricht etwa einem konventionellen Röntgenbild.
Thomas Flohr: Dabei wird der Detektor und die Röhre nicht gedreht, sondern die stehen still,
Thomas Flohr: fahren einmal über den Patienten drüber und erzeugen eine röntgenbildähnliche Darstellung,
Thomas Flohr: auf der der Arzt oder die MTA dann die eigentliche Untersuchung plant.
Thomas Flohr: Sie will die Lunge untersuchen und muss daher den Untersuchungsbereich so festlegen, dass die Lunge genau getroffen wird.
Tim Pritlove: Erst mal allein zur Positionierung und zur Kalibrierung?
Thomas Flohr: Allein für Positionierung, das machen heute Computeralgorithmen, die schlagen ihr das automatisch vor,
Thomas Flohr: schau mal her, ich habe die Lunge erkannt, du solltest deinen Scanbereich von hier bis da definieren
Thomas Flohr: und ich habe auch erkannt, dass der Patient nicht auf der optimalen Höhe liegt,
Thomas Flohr: sondern dass du den ein bisschen höher legen solltest.
Thomas Flohr: Dahinter steckt auch schon künstliche Intelligenz, lernbasierte Verfahren.
Tim Pritlove: Also Machine-Learning-Verfahren.
Thomas Flohr: Einfach Machine-Learning, die einfach an vielen vielen Patientenbildern gelernt haben, wie die Lunge aussieht
Thomas Flohr: Und wie man letztendlich vorschlagen kann, das ist der richtige Scanbereich.
Thomas Flohr: Das ist sehr sehr unspektakulär, wird aber heute schon in vielen CTs von Ärzten ganz selbstverständlich genutzt.
Thomas Flohr: Dann gibt es den anderen Bereich, den Sie hier ansprechen, was mache ich denn mit den eigentlichen Bildern, die ich erzeugt habe?
Thomas Flohr: Kann ich da mit künstlicher Intelligenz mehr Information oder andere Informationen herausholen als der Radiologe?
Thomas Flohr: Auch da gibt es Techniken, die auch heute schon im Einsatz sind.
Thomas Flohr: Jetzt nicht, um den Radiologen zu ersetzen, wie oft die Angst ist, sondern einfach um ihn zu unterstützen und ihnen Routineaufnahmen abzunehmen.
Thomas Flohr: In CT-Bildern bestimmte Organe automatisch zu finden, automatisch darin bestimmte Messungen vorzunehmen,
Thomas Flohr: zum Beispiel den Durchmesser der Aorta oder bei Herzaufnahmen automatisch festzustellen,
Thomas Flohr: wieviel Kalk ist denn jetzt in den Herzkranzgefäßen?
Thomas Flohr: Das wird heute schon getan und so was ist in der Regel basierend auf Maschinenlernen.
Thomas Flohr: Also das ist die erste unmittelbare Anwendung des Maschinenlernens, Bilder besser darzustellen,
Thomas Flohr: automatische Messungen vorzunehmen, um den Radiologen zu entlasten.
Thomas Flohr: Dann der nächste Schritt kann sein, jetzt kann ich automatisch Anomalien in den Bildern entdecken, auch daran arbeiten wir.
Thomas Flohr: Beispiel dafür ist, bei einem Schädelscan möchte man automatisch eine Blutung im Schädel entdecken können,
Thomas Flohr: das kann ein Computer, um den befundenen Arzt darauf hinzuweisen, schau mal, da ist ein Fall.
Thomas Flohr: In deiner ganzen Liste von Fällen da ist einer, der hat vermutlich eine Blutung, schau den mal als ersten an.
Thomas Flohr: Und wenn wir jetzt weitergehen, gerade mit diesem neuen CT haben wir ja eine Vielzahl von neuen Informationen,
Thomas Flohr: auch von anderen Informationen.
Thomas Flohr: Und diese Informationen dann zu verbinden mit maschinenlernenden Ansätzen, um noch mehr aus diesen Informationen rauszuholen,
Thomas Flohr: um Krankheitsprozesse vielleicht wirklich früher erkennen zu können oder früher auch charakterisieren zu können,
Thomas Flohr: ist sicher ein wesentlicher Schritt.
Tim Pritlove: Machine-Learning, also maschinelles Lernen erfordert ja sozusagen auch immer eine Wahrheit zu haben.
Tim Pritlove: Man kann ja so einen Algorithmus nur dann irgendwas erkennen lassen, wenn auch klar ist so,
Tim Pritlove: okay guck dir das mal an, das war, was weiß ich, ein Tumor, hier war eine Verkalkung, hier Blutung etc. tausend Beispiele
Tim Pritlove: und so funktioniert ja das Maschinenlernen, indem man eben einfach möglichst viele Wahrheiten und viele Unwahrheiten präsentiert
Tim Pritlove: und immer sagt, das war es und das war es nicht.
Tim Pritlove: Ich erinnere mich selber noch, Bekannte von mir war Radiologin und hat auch sehr viel so Tumoruntersuchung,
Tim Pritlove: Frühuntersuchung gemacht und so weiter, und das war halt irre.
Tim Pritlove: Also erst mal welche Technik in der Frühzeit so erforderlich war, also hochgradig kalibrierte schwarzweiß-Bildschirme,
Tim Pritlove: die so diese ganzen Graustufen auf eine extrem präzise Art und Weise angezeigt haben.
Tim Pritlove: Und trotzdem schaute man im Wesentlichen auf so einen waberndes Nichts, wo es einfach extrem viel Erfahrung braucht,
Tim Pritlove: um diese Bilder überhaupt in irgendeiner nennenswerten Form interpretieren zu können.
Tim Pritlove: Ich denke, jeder kennt das auch, wenn man selbst mal in Behandlung war und dann kriegt man so ein Röntgenbild gezeigt,
Tim Pritlove: und das ist einfach im Wesentlichen alles so Nebel morgens um 7 Uhr und dann zeigen die Ärzte drauf und sagen,
Tim Pritlove: hier sehen Sie ja, hier da ist irgendwie alles im Eimer und da ist alles super.
Tim Pritlove: Und ich so, ja okay, meinetwegen.
Tim Pritlove: Sprich, es braucht viel Erfahrung.
Tim Pritlove: Die Frage ist, wie arbeiten Sie jetzt mit den Radiologinnen und Radiologen zusammen,
Tim Pritlove: inwiefern ist jetzt auch Siemens hier als im Wesentlichen ja geräteherstellender Produzent, Technologieproduzent
Tim Pritlove: mit der Forschungslandschaft und mit den Ärztinnen und Ärzten verbunden,
Tim Pritlove: dass man diese Information auch zuverlässig einsammeln und eben auch erlernen kann?
Thomas Flohr: Wir haben ein enges Netz von klinischen Partnern, mit denen wir seit zum Teil vielen Jahren in Kooperation zusammenarbeiten.
Thomas Flohr: Mit denen wir dann auch zum Beispiel neue Geräte, wie jetzt diesen Computertomographen, erproben
Thomas Flohr: und deren Feedback dann bei uns natürlich sehr wesentlich einfließt.
Thomas Flohr: Das ist für uns auch ganz ganz wesentlich, ohne dieses enge Netz klinischer Partner hätten wir zum Beispiel den,
Thomas Flohr: also den quantenzählenden Computertomographen vermutlich nicht so schnell in der Form,
Thomas Flohr: wie wir ihn jetzt haben, marktreif gebracht.
Thomas Flohr: Also das ist so, wir haben zum Teil langjährige Kooperationspartner, mit denen wir zusammen Studien durchführen,
Thomas Flohr: mit denen wir zusammen neue Software evaluieren und die uns wirklich wertvolles Feedback geben.
Tim Pritlove: Also mit anderen Worten, Sie sind da in einem permanenten Austausch mit Universitätskliniken und anderen Forschungsstandorten.
Thomas Flohr: Ja, sind wir.
Tim Pritlove: Um diese Information dann auch entsprechend prüfen zu können.
Tim Pritlove: Wenn ich es richtig sehe, das ist auch noch so ein bisschen auf einer zweiten Ebene,
Tim Pritlove: also es wird jetzt, glaube ich, auch gerade ein neues Produktionszentrum errichtet in Forchheim für diese neue Technologie?
Thomas Flohr: Es ist ein Produktionszentrum errichtet worden für die Kristallzucht hier in Forchheim.
Thomas Flohr: Der Cadmiumtellurid-Kristall ist ja der wesentliche Bestandteil dieses Detektors.
Thomas Flohr: Und wir haben hier ein Zentrum gebaut, in dem wir diesen Kristall einerseits in der nötigen hohen Qualität produzieren können,
Thomas Flohr: aber dann auch in der Menge, die wir für eine breite Einführung dieser CT-Geräte brauchen.
Tim Pritlove: Das existiert schon oder das entsteht gerade?
Thomas Flohr: Das existiert, also dieses Kristallzentrum existiert, das ist eingeweiht worden, die haben auch schon Kristalle.
Tim Pritlove: Funktioniert auch schon.
Thomas Flohr: Funktioniert auch schon.
Thomas Flohr: Das ist so auch ein wesentlicher Schritt, wir wollen ja jetzt nicht ein solches CT irgendwo installieren
Thomas Flohr: und manufakturartig einen solchen Detektor mal zusammenbasteln.
Thomas Flohr: Sondern ein solcher Detektor der muss sich ja industriell fertigen lassen, weil wir idealerweise viele hunderte solche CT produzieren wollen.
Thomas Flohr: Und der muss sich auch industriell zu akzeptablen Kosten fertigen lassen und natürlich mit der geforderten Qualität.
Thomas Flohr: Das ist ein mindestens ebenso wesentlicher Schritt, das zu erreichen.
Tim Pritlove: Wenn man jetzt auf die neue Technik schaut, so in der Summe, welche Möglichkeiten das Ganze ergibt,
Tim Pritlove: wie schätzen Sie die Auswirkung, die potenziellen Auswirkungen, sage ich mal, auf medizinische Diagnostik aus?
Tim Pritlove: Was könnte durch diesen Sprung, diesen technischen Schritt ermöglicht werden,
Tim Pritlove: wo derzeit vielleicht die Diagnostik im Grenzbereich des ungefähren arbeitet?
Thomas Flohr: Ja wir glauben, dass wir mit diesem Computertomographen einen wesentlichen Schritt in die Richtung gehen,
Thomas Flohr: CT-Bilder aussagekräftiger zu machen.
Thomas Flohr: Ich habe bereits gesagt, CT-Bilder können kleine Veränderungen auch heute schon empfindlich darstellen,
Thomas Flohr: aber sie können oft nicht sagen, was bedeutet das für den Patienten?
Thomas Flohr: Und hier wollen wir einen Schritt weitergehen und wollen eine möglichst umfassende Aussage ermöglichen,
Thomas Flohr: um so zum Beispiel frühere Diagnosen oder auch bessere Diagnosen mit weniger Folgeuntersuchungen zu ermöglichen.
Thomas Flohr: Um bei diesem Herzbeispiel zu bleiben, Patienten, die starke Verkalkungen in den Herzkranzgefäßen haben,
Thomas Flohr: haben manchmal gar kein wirkliches Problem.
Thomas Flohr: Diese Verkalkungen blockieren den Blutfluss in den Herzkranzgefäßen nicht.
Thomas Flohr: Trotzdem müssen die sich heute einer invasiven Herzkatheteruntersuchung unterziehen,
Thomas Flohr: wenn man die Durchblutung der Herzkranzgefäße wirklich feststellen will,
Thomas Flohr: weil man auf einem herkömmlichen CT das nicht kann, weil diese Kalzifizierungen nicht vom Iod in den Gefäßen zu trennen sind
Thomas Flohr: und alles überstrahlen, so dass man im Grunde nichts sieht.
Thomas Flohr: Wir hoffen, dass wir auch für diese Patienten in Zukunft sicher sagen können, diese Koronararterie,
Thomas Flohr: dieses Herzkranzgefäß ist trotz dem ganzen Kalk ausreichend durchblutet, und so zum Beispiel diesen Patienten den Gang zum Herzkatheter ersparen.
Thomas Flohr: Auch hoffen wir, dass wir zum Beispiel gerade in der Onkologie kleine Tumoren in der Leber deutlich früher erkennen können,
Thomas Flohr: durch die besseren Bildkontraste, deutlich besser charakterisieren können und sie vor allem auch standardisierter darstellen zu können
Thomas Flohr: als mit einem jetzigen CT.
Thomas Flohr: Wir glauben schon, dass wir da einen wesentlichen Schritt gemacht haben.
Thomas Flohr: Und wenn ich das sagen darf, werden wir darin auch von anderen bestätigt, von klinischen Partnern,
Thomas Flohr: zum Beispiel der Professor Krestin, der ist einer der frühen Nutzer dieses Systems, der ist Radiologiechef in Rotterdam
Thomas Flohr: in den Niederlanden, der hat wirklich gesagt, er glaubt, dass in naher Zukunft jedes CT ein quantenzählendes Ct sein wird.
Thomas Flohr: Und vielleicht auch noch ein Ereignis, das schon bemerkenswert ist, das Gerät hat jetzt seine USA-Zulassung bekommen,
Thomas Flohr: in den USA macht diese Zulassung eine Behörde, die FDA, die Food and Drug Administration
Thomas Flohr: und diese Behörde, die erteilt sonst einfach nur eine Zulassung zum klinischen Betrieb, der heißt (?)
Thomas Flohr: Jetzt bei der Zulassung dieses Quantenzählers haben die selber eine Pressemitteilung gemacht, was ganz ungewöhnlich ist
Thomas Flohr: und haben in diese Pressemitteilung reingeschrieben, dass ihrer Meinung nach das quantenzählende CT
Thomas Flohr: die einzige wirklich relevante Neuerung in der Computertomographie seit zehn Jahren ist.
Thomas Flohr: Das von einer US-Behörde unterstreicht, glaube ich, schon das Potenzial, das in dieser Methode steckt und das auch andere sehen.
Tim Pritlove: Die Zulassung ist ja schon erfolgt.
Thomas Flohr: Die Zulassung ist erfolgt ja.
Tim Pritlove: Auch in Europa.
Thomas Flohr: Auch in Europa ja.
Tim Pritlove: Vielleicht noch mal kurz zu den Anwendungen.
Tim Pritlove: Wir hatten ja jetzt gerade in dieser Corona-Zeit wieder dieses spezifische Problem, komplett neue Krankheit
Tim Pritlove: und man wusste eben nicht, wie es sich auswirkt und gerade bei schwerstbetroffenen Covid-Patienten
Tim Pritlove: war es ja oft so, dass dann eben, ich deute es mal als im Wesentlichen Computertomographie-Untersuchung des Körpers,
Tim Pritlove: der Lunge da vorgenommen oder in viel schwarz oder viel weiß in dem Fall zu sehen war.
Tim Pritlove: Wie könnte sich die Technik an der Stelle auswirken?
Tim Pritlove: Ist das so seine Anwendung, wo das einen Unterschied machen könnte?
Thomas Flohr: Ja, wir glauben schon, dass es auch hier einen Unterschied machen könnte.
Thomas Flohr: Und zum besseren Verständnis dieser Krankheit beitragen kann.
Thomas Flohr: Ein Kooperationspartner von uns zum Beispiel untersucht mit diesem Gerät jetzt eine Kohorte von Postcovid-Patienten.
Thomas Flohr: Das sind Patienten, die haben die Covid-Infektion eigentlich überstanden,
Thomas Flohr: haben aber Monate nach der Infektion immer noch Probleme.
Thomas Flohr: Und bei denen erkennt man auch auf CT-Scans der Lunge durchaus noch Veränderungen der Lungenstruktur.
Thomas Flohr: Während ein konventionelles CT nur diese Veränderung zeigen könnte, können wir jetzt mit den neuen CT auch sagen,
Thomas Flohr: wie ist denn an dieser Stelle die Durchblutung der Lunge und damit der Gasaustausch beeinträchtigt?
Thomas Flohr: Also wir können nicht nur sagen, schau mal, da ist irgendwas, das ist heller als es eigentlich sein sollte,
Thomas Flohr: sondern wir können auch sagen, nein hier ist auch der Gasaustausch der Lunge gestört oder hier ist er nicht gestört.
Thomas Flohr: Und diese Zusatzinformation kann schon helfen, solche Krankheiten besser zu verstehen.
Tim Pritlove: Wie gelangt man zu dieser Einschätzung, dass der Gasaustausch gestört ist?
Tim Pritlove: Also was sieht man dann, was das aussagt?
Thomas Flohr: Man kann die Durchblutung des Lungenparenchyms(?) abbilden.
Thomas Flohr: Durch diese Energieauflösung, also sprich durch diese spektrale Charakterisierung, die der Detektor bietet,
Thomas Flohr: kann man erkennen, wo im Lungenparenchym Iod aufgenommen wurde, also das iodhaltige Kontrastmittel
Thomas Flohr: und das ist ein Maß dafür, wie gut das Lungengewebe an dieser Stelle durchblutet ist.
Thomas Flohr: Und da wo das Lungengewebe nicht durchblutet ist, findet auch kein Gasaustausch statt.
Tim Pritlove: Okay. Ja, das ist alles sehr verheißungsvoll und weist in die Zukunft,
Tim Pritlove: insofern eine angemessene Nominierung für einen Zukunftspreis aus meiner Perspektive.
Tim Pritlove: Haben wir noch irgendwas wichtiges vergessen Herr Flohr?
Thomas Flohr: Nein, aus meiner Sicht eigentlich nicht.
Tim Pritlove: Wie lange werden wir denn jetzt noch warten müssen, bis diese Technologie Verbreitung findet?
Tim Pritlove: Geht es jetzt schon los?
Thomas Flohr: Es wird jetzt losgehen ja.
Thomas Flohr: Diese Technologie ist jetzt ja schon bei etwa 20 Institutionen installiert in Europa und in den USA.
Thomas Flohr: Und sie wird im nächsten Jahr dann generell verfügbar sein.
Thomas Flohr: Also im nächsten Jahr kann sich das dann jeder kaufen.
Tim Pritlove: Super.
Tim Pritlove: Dann sage ich, vielen Dank für die Ausführungen.
Thomas Flohr: Bitte schön.
Tim Pritlove: Und ich sage auch, vielen Dank fürs Zuhören hier bei Forschergeist.
Tim Pritlove: Bald geht es wieder weiter und bis dahin sage ich, tschüss und bis bald.