Mit Somatom Definition Edge wird Dual Energy zur Routine in der CT-Bildgebung

Das innovative Röntgenröhrenkonzept des neuen CT-Scanners ermöglicht zum ersten Mal in der Single-Source-Computertomographie die simultane Aufnahme mit zwei unterschiedlichen Energieniveaus.

Dank einer neuartigen anwenderfreundlichen und patientenschonenden Messmethode lassen sich neben den klassischen morphologischen Daten nun Gewebe- und Materialinformationen bestimmen – selbst bei solchen Untersuchungen, bei denen es zuvor aufgrund der Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels Einschränkungen gab. Die Vorteile der Dual-Energy-Bildgebung werden so für mehr Patienten verfügbar als je zuvor.

Bei der Dual-Energy-Bildgebung wird dieselbe Körperregion mit zwei verschiedenen Energieniveaus untersucht. Aufgrund der beiden Bilddatensätze lassen sich über die reine Morphologie hinaus zusätzliche, detailliertere Hinweise auf die Zusammensetzung des Gewebes ermitteln.

So werden zum Beispiel Metallartefakte – verursacht durch Implantate wie künstliche Hüftgelenke – erheblich reduziert, Gewebe- und Knochenstrukturen können klarer dargestellt werden. Wurden die Daten allerdings mit Hilfe schneller Spannungswechsel oder Zweischicht-Detektor-Technologie akquiriert, war die Dual-Energy-Bildgebung bislang mit erheblichen Nachteilen verbunden:

Solche Single-Source-Dual-Energy-Aufnahmen scheiden für viele wichtige radiologische Anwendungsfälle aus, da die beiden Energieniveaus nicht gleichzeitig beim Röhrenaustritt erzeugt werden, sondern entweder nacheinander durch schnelles Umschalten der Röhrenspannungen oder durch Trennung der beiden Energiespektren im Detektor, nachdem die Röntgenstrahlen den Patienten durchdrungen haben.

Die Spannungswechsel führen durch die Aufteilung der Messpunkte zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Bildqualität, da die Dateninformationen pro Energieniveau limitiert werden. Gleichzeitig müssen erhöhte Röntgendosen in Kauf genommen werden, weil hier keine strahlungssparende Dosismodulation möglich ist.

Neues Röhrendesign trennt den Röntgenstrahl in zwei Energiespektren

Nicht so mit dem TwinBeam-Dual-Energy-Verfahren von Siemens Healthcare: Der emittierte Röntgenstrahl wird hier mit einem innovativen Röhrenaufbau in zwei unterschiedliche Energiespektren zerlegt, ehe er den Patienten erreicht. Die Dual-Energy-Aufnahmen des Somatom Definition Edge werden auf diese Weise zeitgleich generiert. Mit dieser Technologie wird die Grundlage geschaffen, dass die Dual-Energy-Bildgebung in der Single-Source-Computertomographie zum Routineverfahren wird.

Welche Vorteile das neue Verfahren bietet, zeigt die Diagnostik bei Verdacht auf Lungenembolie: Dank der verbesserten Gewebedifferenzierung und der exakten Darstellung der Kontrastmittelverteilung lässt sich rasch feststellen, wo sich Gefässverschlüsse befinden und wie gross diese sind. Bei der Untersuchung von Läsionen, etwa in der Leber, bieten die detaillierten Materialinformationen der TwinBeam-Dual-Energy-Aufnahmen klare Hinweise auf deren Zusammensetzung.

Grundlage ist in diesem Fall die präzise Bestimmung der Kontrastmittelaufnahme des Tumors. So erhält der Arzt deutlich mehr Informationen, um den Tumor zu klassifizieren und seine Therapieentscheidung zu treffen. Und bei der anschliessenden Therapiekontrolle lässt sich leichter beurteilen, ob die Behandlung anschlägt und der Tumor schrumpft – oder ob sie angepasst werden muss.

Neben der verbesserten Aussagekraft der klinischen Bilder minimiert die TwinBeam-Technologie anders als andere Single-Source-Dual-Energy-Verfahren auch die nötige Röntgendosis. Mit Somatom Definition Edge lassen sich alle dosissparenden Siemens-Technologien anwenden, darunter jetzt auch das erst jüngst für den Somatom Force vorgestellte modellbasierte iterative Rekonstruktionsverfahren Admire, dessen scannerspezifische Algorithmen die Strahlendosis nochmals erheblich reduzieren können – damit auch bei niedriger Dosis exzellente Bildauflösung und äusserst geringes Bildrauschen erzielt werden.

Mit Somatom Definition Edge ist es ausserdem möglich, den Arbeitsablauf in der Radiologie deutlich zu erleichtern. Denn anders als sonst in der Single-Source-Dual-Energy-Bildgebung, werden die Dual-Energy-Datensätze hier unmittelbar nach der Datenakquisition intelligent aufbereitet. Sie stehen dann entweder direkt am CT-Arbeitsplatz zur Verfügung, oder die Bilder werden vom Somatom Definition Edge mit Hilfe der Fast-DE-Results-Technologie automatisch an das Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS) gesendet und können umgehend befundet werden. Single Source Dual Energy wird damit auch mit Blick auf den klinischen Workflow routinetauglich.

Iterative Metallartefakt-Reduktion zur klareren Materialabgrenzung

Um die Qualität von Dual-Energy-Untersuchungen – aber auch von konventionellen CT-Aufnahmen – weiter zu verbessern, stellt Siemens Healthcare im neuen Somatom Definition Edge zudem einen neuen iterativen Algorithmus zur Metallartefakt-Reduktion vor: iMAR. Hiermit können störende Artefakte – verursacht durch Implantate, künstliche Gelenke oder Herzschrittmacher – deutlich reduziert werden. Wegen solcher Artefakte war die Aussagekraft vieler klinischer Bilder eingeschränkt, im schlimmsten Fall war eine pathologische Veränderung gar nicht erkennbar.

Auch wenn Radiologen prüfen möchten, ob Knochenbrüche bereits geheilt sind und Metallobjekte wie Schrauben oder Platten wieder entfernt werden können, bietet sich der iMAR-Algorithmus an, um die anatomischen Details am Übergang zwischen Knochen und Metall klarer beurteilen zu können. Gemäss ersten Studienergebnissen werden mit Hilfe von iMAR etwa Streifenartefakte in den klinischen Bildern deutlich reduziert.

Das neue Somatom Definition Edge ist ab dem ersten Halbjahr 2015 verfügbar. Bereits installierte CT-Scanner vom Typ Somatom Definition Edge und Somatom Definition AS+ lassen sich mit der TwinBeam-Technologie, iMAR und Admire (in Kombination mit dem Stellar-Detektor) nachrüsten.

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