Bildgebende Verfahren in der Medizin
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Bildgebende Verfahren in der Medizin von Christian Demler Betreuer: Dr. Andres Hub Gliederung 1. Pioniere der Bildgebenden Verfahren Vorwort Persönlichkeiten Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick 2. Aktuelle Verfahren 2.1 Röntgenstrahlung 2.2 Kernspinresonanz 2.3 Ultraschall 2.4 Infrarotstrahlung 2.5 Radioaktivität 3. Vergleich der Verfahren 4. Ausblick 1. Pioniere der Bildgebenden Verfahren Wilhelm Conrad Röntgen Vorwort Persönlichkeiten (1845 - 1923) W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Quelle: www.ard.de Wilhelm Conrad Röntgen Vorwort Persönlichkeiten W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick - 08.11.1895: Entdeckt zufällig die später nach ihm benannten X-Strahlen und legte damit die Grundlage für die Radiologie - 22.11.1895: Ersten Röntgenaufnahmen der Welt entstehen - 28. 12.1895: Einreichung des Manuskripts "Eine neue Art von Strahlen" an der Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft in Würzburg - 1901: Nobelpreis der Physik für seine Entdeckung - Aus Überzeugung lässt er seine Erfindung nie patentieren Wilhelm Conrad Röntgen Vorwort Persönlichkeiten W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Versuchsaufbau von C. Röntgen am 08.11.1895 Quelle: bild der wissenschaft Wilhelm Conrad Röntgen Vorwort Vergleich zweier Röntgenaufnahmen von 1896 und 2005 Persönlichkeiten W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick GE Proteus XR/e (2005) Conrad Röntgen (1895) 1. Pioniere der Bildgebenden Verfahren Vorwort Persönlichkeiten Sir Godfried Hounsfield (1919 - 2004) W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Quelle: www.britannica.com Sir Godfried Hounsfield Vorwort Persönlichkeiten W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick - 1939 Royal Air Force: dort an der Entwicklung des ersten Großbildschirm-Oszilloskops beteiligt - Nach dem Krieg bei der EMI (Radar und Lenkwaffen) - 1958 beginnt er nach Methoden zu suchen, um das Körperinnere darzustellen - Idee: Röntgenstrahlen auf vielen Achsen per Computer auszuwerten und so überlagerungsfreie Schichtaufnahmen zu erhalten (Grundlage für die CT) - 1968 erster Scan an einem Schwein - 1971 Untersuchung des ersten Mensch per CT - 1979 Physik-Nobelpreis zusammen mit Allan M. Cormack Sir Godfried Hounsfield Vorwort Persönlichkeiten W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Sir Hounsfield an seinem ersten Computertomographen. Man beachte den kleinen Röhrendurchmesser. Quelle: www.drg.de 1. Pioniere der Bildgebenden Verfahren Vorwort Persönlichkeiten W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Paul Christian Lauterbur (1929) Paul Christian Lauterbur Vorwort Persönlichkeiten W.C. Röntgen Sir G. Hounsfield P.C. Lauterbur Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick - 1969 bis 1985 Professor für Chemie und Radiologie an der New York University - Entwickelt die Idee, durch Einführung von magnetischen Gradientenfeldern ein Abbild der Untersuchungsprobe zu ermöglichen (1973) - Theorie ist die Basis für die Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) - 1974 Peter Mansfield entwickelt mathematisches Verfahren um Signale schnell in Bildinformationen zu wandeln (-> praktischer Nutzen) - 2003 Nobelpreis für Medizin und Psychologie zusammen mit Peter Mansfield 2. Aktuelle Verfahren Vorwort 1. Definition der Bildgebenden Verfahren Persönlichkeiten 2. Röntgenstrahlung Aktuelle Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick 2.1 Radiologie 2.2 Computertomographie (CT) 3. Kernspinresonanz 3.1 Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) 3.2 funktionelle Magnet-Resonanz-Tomographie (fMRT) 4. Ultraschall 4.1 Sonographie 5. Infrarotstrahlung 5.1 Thermographie 6. Radioaktivität 6.1 Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) 6.2 Positronen Emissions Tomography (PET) 2.1 Definition Bildgebende Verfahren: Vorwort Persönlichkeiten - Gesamtheit der apparativen Verfahren zur Visualisierung von Phänomenen Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Zählen systematisch zu den errechneten Bildern sowie zu den alternativen Schnittbildverfahren - Gemeinsamkeit aller Verfahren: Messung eines von einem Objekt ausgehenden physikalischen Effekts wird in ein Bild umgewandelt - Unterteilung nach Art des gemessenen Effekts 2.2 Röntgenstrahlung Vorwort Persönlichkeiten - Röntgenstrahlen entstehen, wenn Elektronen in einem elektrischen Feld beschleunigt werden und in einem Ziel abgebremst werden (Anode) Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Röntgenstrahlen können jede Materie durchdringen, werden aber unterschiedlich abgeschwächt - Schwächung ist der wichtigste Faktor bei der radiologischen Bilderzeugung - Röntgenstrahlung schädigt das Gewebe 2.2.1 Radiologie Vorwort - Auch als konventionelles Röntgenverfahren bezeichnet Persönlichkeiten - Patient wird nur aus einer Richtung durchstrahlt Verfahren - Je nach Gewebe (Muskeln, Fett) werden die Röntgenstrahlen unterschiedlich stark abgeschwächt Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Die Strahlung trifft auf die Fluoreszenzfolie in der Filmkassette, die nun aufleuchtet und den Film belichtet 2.2.1 Radiologie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Röntgenaufnahme des Brustkorbs Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Röntgenaufnahme des Beckens Quelle: General Electric 2.2.2 Computertomographie (CT) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Weiterentwicklung des Röntgenverfahrens - Auf einem Ring sitzen gegenüberliegend die Röntgenröhre und der Detektor - Bei der Untersuchung kreist der Ring um den Patienten und der Detektor misst die empfangenen gedämpften Signale - Die entstandenen Schichtbilder (Querschnittsbilder) werden anschließend von einem Computer zu mehrdimensionalen Bildern zusammengesetzt 2.2.2 Computertomographie (CT) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Vorteile: Definition - Weichgewebe besser darstellbar Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall - Genauere räumliche Zuordnung von krankhaftem Gewebe Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Der Somatom Definition ist der erste CT der Welt, der über zwei Röntgenstrahler verfügt. Quelle: Siemens AG 2.2.2 Computertomographie (CT) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Besonderheit: Keine Bewegungsartefakte durch 2 parallele Röntgenstrahler an bewegten Organen (hier Herz) Quelle: Siemens AG 2.2.2 Computertomographie (CT) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Siemens Somatom Sensation 64 modernster CT der Welt: (Stand 2006) Auflösung < 1mm3 Rotationsgeschw. < 0.33s Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Herz eines Menschen Quelle: Siemens AG 2.2.2 Computertomographie (CT) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Benutzeroberfläche des Siemens Somatom Sensation 64 Quelle: Siemens AG 2.2.2 Computertomographie (CT) Vorwort Anwendungsbeispiel außerhalb der Medizin Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick 11.01.2005: CT-Scan der 3300 Jahre alten Mumie von Pharao Tutanchamun (Todesursache?) Quelle: Siemens AG 2.3 Kernspinresonanz Grundlagen: Vorwort Persönlichkeiten - Basiert auf der magnetischen Wechselwirkung von Atomkernen miteinander und mit einem äußeren Magnetfeld Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Proteine, Fett und Wasser besitzen viele Wasserstoffatome, deren Kerne man sich als Kompassnadeln vorstellen kann - Ein Computer berechnet die Schnittbilder - Zur besseren Diagnose kann noch Kontrastmittel gespritzt werden 2.3 Kernspinresonanz Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Erklärung des physikalischen Effektes der Kernspinresonanz Quelle: bild der wissenschaft 2.3.1 Magnet-Resonanz-Tomographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Diagnostische Technik zur Darstellung der inneren Organe und Gewebe - Technisches Prinzip von Bloch und Purcell 1946 entdeckt (Nobelpreis 1952) - Weiterentwicklung durch Mansfield und Lauterbur bis 1973 (Nobelpreis 2003) - Verfahren praktisch Verfügbar seit 1984 - Hohe bauliche Anforderungen (400t Stahl bei 7 Tesla) 2.3.1 Magnet-Resonanz-Tomographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Vorteile: 1. Sehr gute Darstellung von Organen 2. Keine schädliche ionisierende Strahlung 3. Nerven und Hirngewebe nur mit MRT darstellbar Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Nachteile: 1. Auflösung physikalisch begrenzt 2. Hohe Betriebs- und Unterhaltskosten 3. Untersuchung ist zeitaufwändig 4. Geringe zeitliche Auflösung (-> bewegte Objekte wie Herz unscharf) 2.3.1 Magnet-Resonanz-Tomographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Bei modernen Geräten (Siemens Magnetom Avanto) liegt der Patient nicht mehr komplett in der Röhre. -> keine Platzangst mehr und damit höhere Akzeptanz Quelle: Siemens AG 2.3.1 Magnet-Resonanz-Tomographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität MRT-Aufnahme des KopfSchulter-Bereiches von hinten (räumliche Auflösung < 1 mm3) Vergleich der Verfahren Ausblick Quelle: Siemens AG 2.3.2 funktionelle Magnet-Resonanz-Tomographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren - Eine Erweiterung der klassischen MRT um einen funktionellen Anteil - Beruht auf den verschiedenen Relaxationszeiten, die Protonen in der Nähe von Hämoglobin zeigen - Neurale Aktivitäten sind durch einen erhöhten Blutstrom gekennzeichnet, die dann auch mehr Sauerstoff binden - Deshalb werden Stoffwechselvorgänge, die aufgrund dieser Aktivität entstehen, sichtbar - Aktive Zentren im Gehirn werden abgebildet und die Zentren für Sprache, Musik usw. erkannt werden Ausblick -> fMRT bildet den Verbrauch von Blutsauerstoff im Gehirn nach dem entsprechenden Stimulus ab 2.3.2 funktionelle Magnet-Resonanz-Tomographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition - Rückschlüsse auf den Ort einer Aktivität können in Form von Wahrscheinlichkeiten berechnet werden - Dazu wird das Gehirn des Patienten einem Reiz ausgesetzt (z.B. Bewegung der Hand) Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Übersicht der verschiedenen Beobachtungsebenen einer fMRT-Aufnahme nach linksseitigem "Finger-Tapping" Quelle: Martin Witte 2.3.2 funktionelle Magnet-Resonanz-Tomographie Vorwort Anwendung: Persönlichkeiten - Vor allem in der Neurologie und der Neuropsychologie Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz - Durch Vergleichsstudien z.B. bei Depressionen konnten Unterschiede im Hirnstoffwechsel nachgewiesen werden, während die klassischen Verfahren keinen Hinweis auf hirnanatomische Unterschiede erbrachten Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Vorteil: - Mächtige Möglichkeiten in der räumlich-lokalisierenden Untersuchung Nachteil: - Geringe zeitliche Auflösung - räumliche Auflösung nicht optimal (keine einzelnen Neuronen) 2.4 Ultraschall Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Als Ultraschall bezeichnet man Schall oberhalb der menschlichen Hörschwelle (Frequenz 20kHz-1GHz) - Umkehrung des Piezo-Effekts: Schwingquarze werden zum Schwingen angeregt und erzeugen Ultraschallwellen - Auf den Mensch angewandt spricht man von Sonographie/ Echographie 2.4.1 Sonographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Anwendung zur Untersuchung von organischem Gewebe - Am meisten eingesetztes Verfahren, vor allem weil es im Gegensatz zu den anderen Verfahren unschädlich ist und somit z.B. bei Ungeborenen eingesetzt werden kann - Wird in der Krebsdiagnose zur Voruntersuchung verwendet, denn erst nach der Diagnose einer Krebserkrankung kommen weitere Verfahren zum Einsatz 2.4.1 Sonographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Aneurysma mit Blutgerinnseln gefüllt (Echokardiographiesystem ACUSO Sequoia) Quelle: Siemens AG 2.4.1 Sonographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Doppler-Verfahren - Verbesserte Variante der Sonographie auf Basis des Dopplereffekts - Tritt immer dann auf, wenn Sender und Empfänger sich relativ zueinander bewegen -> Signal ist um eine bestimmte Frequenz verschoben (Dopplerfrequenz) - Aus dem Vorzeichen des Dopplereffekts kann man die Flussrichtung des Bluts bestimmen - Anwendung: Bestimmung von Blutfluss-Geschwindigkeiten, Entdeckung und Beurteilung von Herzklappenfehlern und Verengungen der Blutgefäße 2.4.1 Sonographie Vergleich 1961 und 2006 Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Siemens Medical BrainLAB von 2006 Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Siemens Vidoson von 1961 Quelle: Siemens AG 2.4.1 Sonographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick 4 dim Ultraschallsystem (von Siemens): Damit erstmals Echtzeitdarstellung von 3D-Bewegungen möglich. Quelle: Siemens AG 2.4.1 Sonographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Vorteile: - Nichtinvasive, schmerzlose und risikoarme Anwendung - Geringe Kosten - Weite Verbreitung - Geringe Dauer der Untersuchung Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Nachteile: - Geringe Objektivität da schlechte Bildqualität - Geringe Raumauflösung - Dokumentationsproblem (nur Standbilder möglich) 2.5 Infrarotstrahlung Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - Materie oberhalb des absoluten Nullpunktes von –273,15°C strahlt elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Wellenlänge aus. - Wellen werden mit einer Infrarotkamera aufgefangen - Wärmebild eines gesunden Körpers ist symmetrisch - Anwendung: Nach Implantationen körpereigener Venenpräparate ist eine unmittelbare Kontrolle der Blutwege wünschenwert. Kühle Kochsalzlösung wird nach der Operation durch die neue Vene gespritzt und zeichnet sich in der Thermographie ab (-> Dichtigkeitsprüfung). 2.5.1 Thermographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Rheuma (rechter Daumen) Quelle: Universität Hannover 2.5.1 Thermographie Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Arthrose im Hüftgelenk Quelle: Universität Hannover 2.6.1 Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick - CT und MRT machen anatomische Strukturen sichtbar, SPECT liefert Informationen über den Stoffwechsel - Dem Patienten radioaktiv markierte Substanzen verabreicht (sog Tracer), die Gammastrahlen aussenden - Diese nehmen am Stoffwechsel im Körper teil - Spezialkameras erfassen, wo im Körper sich die Tracer befinden - SPECT schädigt das Gewebe durch die radioaktiven Tracer 2.6.1 Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Probleme: 1. Nutzen hängt davon ab, ob ein Tracer bekannt ist, der sich möglichst ausschließlich in den kranken Körperregionen (z.B. in Krebszellen) anreichert. 2. Morphologie des Körpers kann kaum beurteilt werden, da die Auflösung zu gering ist (dafür CT verwenden). 2.6.1 Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) Quelle: Siemens AG Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz SPECT-Landkarte des Gehirn Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Siemens Symbia S SPECT/CT-Scanner Vergleich der Verfahren Ausblick Quelle: BioChompResearch 2.6.1 Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) Vorwort Reihe 1: Persönlichkeiten MRT Scan Verfahren Definition Röntgenstrahlung Reihe 2: Kernspinresonanz SPECT Scan A Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Reihe 3: Ausblick SPECT Scan B Aufbau einer SPECT/CT-Aufnahme Quelle: www.colin-studholme.net 2.6.2 Positronen Emissions Tomography (PET) Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung - Wie bei SPECT werden auch hier Tracer verwendet - Aber hier senden sie bei ihrem Zerfall Positronen aus, welche sobald sie im umliegenden Gewebe ein Elektron treffen 2 Gammastrahlen aussenden, die sich messen lassen - PET schädigt das Gewebe Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Vorteile: 1. Genauer als SPECT, da Auflösung 2-3 mm 2. Schneller als SPECT, aber auch deutlich teurer 2.6.2 Positronen Emissions Tomography (PET) Vorwort Persönlichkeiten Problem: Vielen Medizinern ist die Ortsauflösung immer noch zu gering Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Lösung: PET/CT-Scanner - Kombination eines PET-Scanner mit einem CT - Gewonnene Informationen werden überlagert. -> Kombination von hoher CT-Ortsauflösung und PET-Stoffwechhselinformationen - Aus Kostengründen oft 2 Geräte und Überlagerung per Software 2.6.2 Positronen Emissions Tomography (PET) Vorwort PET/CT-Scanner Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick Siemens Angio CT Miyabi kombiniert PET und CT in einer Notfallaufnahme Quelle: Siemens AG 2.6.2 Positronen Emissions Tomography (PET) PET/CT-Aufnahme Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Definition Röntgenstrahlung Kernspinresonanz Ultraschall Infrarotstrahlung Radioaktivität Vergleich der Verfahren Ausblick CT-Aufnahme PET-Aufnahme PET/CT-Aufnahme Quelle: Siemens AG 3. Vergleich der Verfahren Vorwort Persönlichkeiten Vergleich der Verfahren anhand von wirtschaftlichen Kriterien Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Dauer (Minuten) CT 3–5 MRT 10 – 45 SPECT 30 – 60 PET 30 – 60 Kosten mittel hoch hoch sehr hoch Gerätepreis (Mio) 0.2-1.2 1.0–2.5 0.3–0.7 1.5–3.0 Verbreitung stark mittel gering gering 3. Vergleich der Verfahren Vorwort Vergleich der Verfahren anhand von medizinischer Kriterien Persönlichkeiten Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick CT Anwendung Beispiele für alle Körperteile Tumor, Knochenbrüche MRT SPECT PET kontrastreich bei bei Stoffwechsel bei Stoffwechsel weichem Gewebe abbildungen prozessen Tumor, Schlaganfall, Geisteskrank heiten Krebs, Parkinson, Alzheimer Krebs, Parkinson, Alzheimer 3. Vergleich der Verfahren Vorwort Vergleich der Verfahren anhand von medizinischer Kriterien Persönlichkeiten Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick CT Vorteile Nachteile MRT SPECT PET Unterscheidung Unterscheidung schnell keine Strahlen- zw krankhaftem/ zw krankhaftem/ einsetzbar, belastung gesundem gesundem 3-dimensional Gewebe Gewebe Strahlenbelastung nicht bei Patienten mit Herzschrittmacher Strahlenbelastung, ungenau Strahlenbelastung, ungenau 4. Ausblick Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Geräte werden direkt am OP-Tisch eingesetzt. (Odin Polestar N-10) Quelle: Bild der Wissenschaft 4. Ausblick Vorwort Persönlichkeiten Verfahrent Vergleich der Verfahren Ausblick Vorteile mobiler Geräte: 1. Durch Echtzeit-Bildgebung eine sichere Abgrenzung zwischen Hirntumor und gesundem Gewebe während der Operation möglich 2. Dadurch weniger Operationen notwendig, da keine Tumorzellen übersehen werden 3. Weniger Komplikationen 4. "Schlüssellochoperationen" werden öfter möglich -> schnellere Heilung wegen kleinerer Operationsfläche 4. Ausblick SPECT/CT-Scanner Vorwort Persönlichkeiten Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Problem: Körperregionen mit normalem Stoffwechsel erscheinen bei SPECT unscharf, dadurch lassen sich z.B. Krebszellen oder andere erkrankte Regionen nur schwer orten Lösung: SPECT-Aufnahme wird mit einer CT-Landkarte hinterlegt CT-Aufnahme SPECT/CT-Aufnahme SPECT-Aufnahme Quelle: Siemens AG 4. Ausblick Vorwort Ferngesteuerte Operationen Persönlichkeiten Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Ferngesteuerte Operationen mit dem Roboter "daVinci" von Intuitive Surgical Quelle: bild der Wissenschaft 4. Ausblick Vorwort Verstärkter Einsatz in der Hirnforschung Persönlichkeiten Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Sprachverarbeitung und ihre Hirnaktivität Quelle: Bradley Peterson (Columbia University) Zusammenfassung Vorwort Persönlichkeiten Bildgebende Verfahren: Gesamtheit der apparativen Verfahren zur Visualisierung von Phänomenen Verfahren Vergleich der Verfahren Ausblick Verfahren: CT MRT Thermographie SPECT PET Strahlenbelastung reduzieren Räumliche Auflösung erhöhen Mit CT kombinieren Unschärfe reduzieren, neue Tracer Neue Tracer Entwicklung: Trend geht zu kombinierten Systemen und zur mobilen Anwendung. Des weiteren spielt die Vernetzung der Geräte untereinander eine immer größere Rolle. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
