medizinische bildgebung

ohne den Körper zu öffnen, das klingt ebenso faszinierend, wie es möglich ist, auf gestochen scharfen Bildern sofort alle Details der Gewebe zu erkennen. Dies erscheint einerseits unspektakulär
und selbstverständlich, ist aber andererseits eine
technische Meisterleistung, hinter der ein komplizierter Entwicklungsprozess steckt. Möglich wird
diese Patienten schonende Untersuchungsmethode durch multimodale Bildgebung, der Zukunftstechnologie in der apparativen medizinischen Diagnostik. Dabei werden zwei- oder dreidimensionale
Bilder aus Bilddatenquellen von unterschiedlichen
Modalitäten, sprich Geräten, erzeugt. Komplexe
Bildgebungssoftware macht es in Echtzeit möglich, aus diesen Informationen Bilder von hoher
Qualität zu erzeugen. Bilddaten aus unterschiedlichen Quellen, verschiedene Verfahren Die verschiedenen Bildgebungsverfahren haben ihre Vorteile auf unterschiedlichen Gebieten. Radiologische
Forum medTech Pharma ThemeNFoKuS
MEDIZINISCHE
BILDGEBUNG
Schnittbildverfahren, wie die Computertomogra-
phie (CT) und die Magnet-Resonanz-Tomographie
(MRT), bilden in der Regel die Morphologie ab. Bei
der CT werden zahlreiche Röntgenbilder aus verschiedenen Richtungen aufgenommen und rechnerbasiert ausgewertet. So entsteht ein dreidimensionales Bild des jeweiligen Objekts. Dagegen
arbeitet die patientenschonendere MRT mit starken
Magnetfeldern
und
elektromagnetischen
Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, die die
Atomkerne, meist Wasserstoffkerne, im Körper resonant anregen. Im Stromkreis des Empfängers
induzieren die Atome damit elektrische Signale, die
ausgewertet werden. Pathologische Veränderungen werden durch den Vergleich mit anatomischen
Normalbefunden erkennbar und lassen sich anhand
von Form und Größe definieren und interpretieren.
Die nuklearmedizinischen Schnittbildverfahren der
Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die
ThemenFokus –
das informative
Medium
Das Forum MedTech Pharma gibt ein neues informatives Medium heraus, das sich auf das Wesentliche konzentriert: den „ThemenFokus“.
Fachliches ist uns darin genauso wichtig wie Trends aus der Branche.
Wir begreifen den ThemenFokus aber auch als Kooperationsplattform – sowohl innerhalb des Netzwerks, aber auch mit Wirkung nach
außen. So verknüpfen wir fachlich ausgewählte Mitglieder mit dem
jeweiligen Thema und präsentieren sie als Ansprechpartner.
Die erste Ausgabe des
ThemenFokus zum
Thema „Krankenhausmanagement und IT“
finden Sie unter:
www.medtech-pharma.de
Die erste Ausgabe zu „Krankenhausmanagement und IT“ bekam
ein durchweg positives Echo: „Informativ, schönes Design, eine
gute Idee, Themen mit Firmen und Institutionen aus dem Netzwerk zu verbinden“, so etwa klangen die Kommentare. Wir freuen
uns natürlich, dass unsere Informationen gut ankommen und legen
schon die zweite Ausgabe nach. Auch dieses Mal beleuchtet der
ThemenFokus ein aktuelles Thema aus dem umfassenden Bereich
Medizin – Medizintechnik – Pharma – Gesundheit: Medizinische
Bildgebung, eine der Zukunftstechnologien in der apparativen Diagnostik. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. Ob präoperative
Diagnostik in der Kardiologie, intraoperative Beobachtung in der
Viszeralchirurgie, ob Tumordetektion oder Perinataldiagnostik,
ohne Imaging mit CT, MRT, PET, MR-PET, High-Tech-Ultraschall
oder Röntgentechnik ist moderne Medizin nicht mehr vorstellbar.
Der Medizinischen Bildgebung war beim Kongress „MedTech
Pharma 2010 – Medizin Innovativ“ eine eigene Themenreihe mit namhaften Experten gewidmet. Wir bleiben am Ball und gehen erneut
auf die Technologie ein.
Natürlich freuen wir uns, wenn Sie den ThemenFokus an andere
Interessierte weitergeben!
Ihr Team des Forum MedTech Pharma
Forum MedTech Pharma THEMENFOKUS | S. 2
Multimodale Bildgebung:
Echtzeit-Bilder vom Inneren des Menschen
schonen die Patienten
Innere Organe von allen Seiten zu untersuchen
ohne den Körper zu öffnen und auf gestochen
scharfen Bildern sofort alle Details der Gewebe zu erkennen – das klingt faszinierend.
Einerseits erscheint dies unspektakulär und
selbstverständlich, andererseits ist es aber
eine technische Meisterleistung, hinter der ein
komplizierter Entwicklungsprozess steckt.
Möglich wird diese Patienten schonende
Untersuchungsmethode durch multimodale
Bildgebung, der Zukunftstechnologie in der
apparativen medizinischen Diagnostik. Dabei
werden zwei- oder dreidimensionale Bilder aus
Bilddatenquellen von unterschiedlichen Modalitäten, sprich Geräten bzw. Verfahren erzeugt.
Komplexe Bildgebungssoftware macht es in
Echtzeit möglich, aus diesen Informationen
Bilder von hoher Qualität zu erzeugen.
Bilddaten aus unterschiedlichen Quellen für
verschiedene Verfahren
Die verschiedenen Bildgebungsverfahren haben ihre Vorteile auf unterschiedlichen Einsatzgebieten.
Radiologische Schnittbildverfahren, wie die
Computertomographie (CT) und die MagnetResonanz-Tomographie (MRT), bilden in der
Regel die Morphologie ab. Bei der CT werden
zahlreiche Röntgenbilder aus verschiedenen
Richtungen aufgenommen und rechnerbasiert
ausgewertet. So entsteht ein dreidimensionales Bild des jeweiligen Objekts.
Dagegen arbeitet die Patienten schonendere
MRT mit starken Magnetfeldern und elektromagnetischen Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, die die Atomkerne, meist Wasserstoffkerne, im Körper resonant anregen.
Im Stromkreis des Empfängers induzieren die
Atome damit elektrische Signale, die ausgewertet werden. Pathologische Veränderungen werden durch den Vergleich mit anatomischen Normalbefunden erkennbar und lassen
sich anhand von Form und Größe definieren
und interpretieren.
Die nuklearmedizinischen Schnittbildverfahren der Positronen-Emissions-Tomographie
(PET) und die Einzel-(Single-)Photonen-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT) machen eine Bildgebung auf molekularer Ebene
möglich. Die Verteilung von Biomolekülen, die
mit radioaktiven Isotopen in nano- bis mikromolaren Konzentrationen markiert wurden,
kann mit diesen Technologien im Organismus
sichtbar gemacht werden. Sind die Verteilungsprozesse dieser Biomoleküle aufgrund
einer Krankheit gestört, lässt sich das durch
den hohen Kontrast gegenüber dem Normalgewebe erkennen und darstellen.
Forum MedTech Pharma THEMENFOKUS | S. 3
zwei Möglichkeiten: Bei der Registrierung
werden funktionelle und morphologische Bilddaten softwaregestützt im Nachgang überlagert. Bei der direkten kombinierten Erfassung
der Bilddaten vereinen Hybridkameras ein
molekulares bildgebendes Verfahren mit der
Computertomographie in einem Gerät.
Die Entwicklungen gehen weiter: Ein relativ
junges bildgebendes Verfahren ist die Optische Kohärenztomographie (OCT), auch „Ultra­
schall mit Licht“ genannt. Mit ihr gelingen vor
allem „Schnittbilder“ von Gewebestrukturen,
die ein paar Millimeter tief unter der Haut liegen. Ein direkter Kontakt mit dem Gewebe
ist dabei – anders als beim Ultraschall – nicht
nötig. Eine neu entwickelte vielfach einsetzbare OCT-Kamera eignet sich unter anderem
für den Einsatz bei Operationen und passt
als Zubehör zu verschiedensten bildgebenden
Modalitäten.
Magnetresonanztomograph (MR) mit
integriertem Positronen-EmissionsTomographen (PET).
Der Nachteil ist, dass dabei eine räumliche Zuordnung von Herden mit erhöhter Radioaktivitätskonzentration zu anatomischen Strukturen schwierig oder sogar unmöglich ist.
Kombination der Verfahren für bessere
Diagnostik
Die diagnostische Sicherheit verbessert sich
deutlich, wenn die Informationen aus der molekularen und anatomischen Bildgebung zusammengeführt werden. Für die Kombination
beider Verfahren bieten sich derzeit vor allem
Forum MedTech Pharma THEMENFOKUS | S. 4
Maßgeschneiderte IT für Realtime-Bilder
Um die Vielzahl an Informationen verarbeiten
zu können, ist eine hochentwickelte Bildgebungssoftware nötig. Eine spezielle Multimodality-Plattform beispielsweise importiert
unabhängig vom Hersteller Bilder und Messdaten von Geräten aller Produzenten. Beispielsweise bei Lösungen für die Kardiologie
bewährt sich bereits in der Entwicklungsphase
eine enge Zusammenarbeit mit Herzspezialisten an Kliniken, für die eine dreidimensionale
Darstellung und Auswertung des Herzens und
der Herzfunktion elementar wichtig sind.
In den letzten zwei Jahren gab es einen Schub
speziell in der drei-dimensionalen Echokardiographie sowie der zeitlich hochauflösenden
Computertomographie. Durch neuartige 3D-
Ultraschallsonden, die durch die Speiseröhre
eingeführt werden, können nun in Echtzeit
hochqualitative Bilder aus dem Inneren des
Herzens generiert werden – ohne jegliche
Strahlenbelastung. So können die Chirurgen
die Navigation der Sonde zur Betrachtung des
schlagenden Herzens direkt kontrollieren. Der
Gewinn für die Patienten liegt in einer besseren
Diagnostik und stressarmen Untersuchungen.
Das bessere und komfortablere Management
von Bilddaten wirkt sich auch auf Strukturen
in der Medizin aus. Bisher waren Magnetresonanz- und Computertomographie-Bildgebung
eine Domäne der Radiologen. Künftig werden
Fachärzte, wie Kardiologen, mehr und mehr
eigene MRT- und CT-Scanner haben, unabhängig von der Radiologie. So werden zunehmend
maßgeschneiderte bildgestützte Untersuchungen der Fachärzte selbst möglich.
Auch bei der Stammzellentherapie können die
Ärzte in 3D beobachten, wie sie die Zellen auf
den verschiedenen Projektionsebenen in den
Herzmuskel injizieren. Die Bilder aus multimodalen Quellen, wie MRT oder Ultraschall,
können dabei über „Image Fusion“ den AngioDurchleuchtungsbildern überlagert werden.
Passgenaue Untersuchungsmethode für
mehr Effizienz
Mit den verschiedenen hochentwickelten Bildgebungstechniken haben die Ärzte nun noch
mehr Möglichkeiten, die bestgeeignete Untersuchungs-Modalität für die jeweilige klinische
Fragestellung auszuwählen – auch im Einzelverfahren. So ist zum Beispiel die Qualität von
Ultraschallergebnissen bei übergewichtigen
Patienten nicht optimal, hier wäre MRT oder
CT die Modalität der Wahl. Ein anderes Beispiel sind Herzschrittmacher-Patienten, für
die eine Magnetresonanz-Untersuchung zur
Zeit noch ausscheidet. Für sie erbringt ein 3DEcho bei einigen Fragestellungen ähnliche Ergebnisse.
Hochentwickelte Software steuert die
Vernetzung der verschiedenen Modalitäten
Zudem können Kosten eingespart werden, indem dieselbe Diagnose zum Beispiel mit einer
3D-Ultraschalluntersuchung statt mit einem
MRT-Scan erzielt wird, der wesentlich teurer
und aufwändiger wäre.
Forum MedTech Pharma THEMENFOKUS | S. 5
Trends
und
Märkte
Das Ergebnis des
TIPS: der Kurzschluss
zwischen Lebervene
und Pfortader, die
neue Navigationshilfe
als Linie links im Bild
Bypass für die Leber im 3D-Bild
Die Leber entgiftet unseren Körper, doch wenn
das Filterorgan zu vielen schädlichen Einflüssen, wie Alkohol, Medikamenten oder einer
chronischen Virushepatitis, ausgesetzt ist, verändert sich das Gewebe knotenartig. Ist mehr
als die Hälfte davon betroffen, gefährdet eine
Leberzirrhose die Funktion des Organs. Der
Blutdurchfluss ist behindert, an der zuleitenden
Pfortader staut sich Blut. In der Folge bilden
sich „Umleitungsvenen“, die bei hohem Druck
zerreißen können. Lebensbedrohliche Blutun-
Forum MedTech Pharma THEMENFOKUS | S. 6
gen sind oft die Folge. Um sie zu vermeiden,
legen Radiologen zur Druckentlastung eine
Art Bypass zwischen einer Lebervene und der
Pfortader, den TIPS (Transjugulärer Intra-hepatischer Portosystemischer Stent Shunt).
Über einen Zugang in der rechten Halsvene
wird dafür die Leber zuerst unter RöntgenDurchleuchtung punktiert, ein schwieriger Vorgang. Die Führung der Punktionsnadel erfolgte
bisher quasi blind durch das Lebergewebe, weil
das Punktionsziel, die Pfortader, im Röntgenbild des C-Arms der Angiographie-Anlage nicht
sichtbar ist. Nun haben Ralf Adamus, Radiologe am Klinikum Nürnberg, und Marcus Pfister, Projektleiter in der Innovationsabteilung
der Angio-Systeme bei Siemens Healthcare,
den Prototyp einer neuen Technik entwickelt,
um diesen „Blindflug“ zu beenden. Durch den
Kunstgriff, sowohl flüssiges als auch gasförmiges Kontrastmittel zu verwenden, werden der
Startpunkt und das Ziel der Punktion sichtbar.
Für die Führung der Nadel lässt sich jetzt über
eine dreidimensionale Führungshilfe ein individueller intra-operativer Punktionspfad planen
und errechnen, und zwar durch zwei Angiographien aus verschiedenen Winkeln. Während
des Punktionsvorganges wird er dann in einer
Linie als sogenanntes „overlay“ auf das aktuelle Durchleuchtungsbild projiziert. Die Punktionsnadel wird nun exakt entlang der Navigationshilfe geführt.
Ist die Nadel schließlich an ihrem Ziel angelangt, wird der Stichkanal mit einem Ballonkatheter aufgedehnt und ein Drahtröhrchen, der
Stent, eingesetzt. Dieser verbindet jetzt direkt die Portal- mit der Lebervene und nimmt
den Druck von den Gefäßen und dem erkrankten Gewebe.
Zuweiser
Teleradiologie verNeTzT KliNiKeN,
ärzTe uNd TheraPeuTeN
Telemedizinische Dienste und Einrichtungen
unterstützen zunehmend die etablierten Infrastrukturen. Für die immer komplexeren Anforderungen werden technische Vernetzungssysteme entwickelt, wie „exdicomed“, ein
teleradiologisches Konzept für Krankenhausnetzwerke und niedergelassene Ärzte. Es ermöglicht das Versenden von Aufnahmen direkt
aus PAC Systemen heraus an andere Netzwerkteilnehmer. Exdicomed ist das Ergebnis
einer effektiven Kooperation – gefördert durch
den Bayerischen Cluster-Projektfonds, kofinanziert im Rahmen des Europäischen Fonds
für Regionale Entwicklung (EFRE) und unterstützt vom Medizintechnik-Netzwerk Forum
MedTech Pharma. Beteiligte Partner sind die
Pegasus GmbH, Regenstauf, das Universitätsklinikum Regensburg, die Hochschule Regensburg sowie die SecureNet GmbH, München.
Die Plattform setzt auf der optimierten Lösung der Chili GmbH, Heidelberg, auf. Sie ist
kompatibel mit Produkten aller bekannten
Hersteller von Modalitäten und PAC Systemen, die den internationalen DICOM-Standard
unterstützen. Die Benutzeroberfläche ist
ein Java Client, der sich entweder mit einem
zentralen System und zusätzlich oder nur
mit einem lokalen Gateway verbindet. Neben
DICOM-Aufnahmen können auch andere digitale Bildformate sowie PDF-Dateien an den
DICOM-Datensatz angehängt werden. Im WEBClient lassen sich Patienten-CDs einlesen und
betrachten. Ein weiteres Modul dient dem problemlosen Versenden von importierten Daten
an Netzwerkpartner. Eine weitere Option ist
die Anbindung an einen gebührenpflichtigen
Physio
Rehaklinik
Radiologie
exdicomed
Netzwerk
Arzt in
Rufbereitschaft
Krankenhaus
Langzeitarchivierungsservice. Eine Oberfläche
steuert also alle Funktionen. Für eine erhöhte Sicherheit kommuniziert die Software über
eine verschlüsselte Verbindung.
Das Teleradiologie-System leistet in der Praxis
bereits höchst nützliche Dienste: Es wird aktuell im Pilotnetzwerk „Traumanetzwerk Ostbayern“ in 25 Kliniken integriert und steigert damit
die Qualität der Unfallchirurgie deutlich. Bereits
die ersten Übertragungen unmittelbar nach
Einführung halfen, Kosten zu sparen: Durch
Zweitmeinungen ließen sich unnötige Transporte vermeiden und Behandlungsempfehlungen geben. Bei der Verlegung von Patienten in
ein Krankenhaus einer höheren Versorgungsstufe gewinnen Ärzte einen bedeutenden Zeitvorsprung, indem sie radiologische Aufnahmen
bereits vorab versenden.
Forum medTech Pharma ThemeNFoKuS | S. 7
Netzwerkpartner aus der Branche
ein kostenloser Service
für unsere Mitglieder
Definiens AG
www.definiens.com
Helmholtz-Zentrum München,
Institut für Biologische & Medizinische
Bildgebung
www.helmholtz-muenchen.de
Siemens AG Healthcare Sector
www.siemens.com/healthcare
SoftGate GmbH
www.soft-gate.de
Deutsches Krebsforschungszentrum
www.dkfz.de
Hochschule Regensburg
www.hs-regensburg.de
SonoSite GmbH
www.sonosite.com
DLR Institut für Robotik und
Mechatronik
www.dlr.de/rm
Institut für Medizinische Physik,
Friedrich-Alexander-Universität,
Erlangen
www.imp.uni-erlangen.de
TomTec Imaging Systems GmbH
www.tomtec.de
MEDIDATA GmbH
www.medidata.de
Universität Witten/Herdecke
Grönemeyer-Institut für MikroTherapie
LS für Radiologie u. MikroTherapie
www.microtherapy.de
Astrum IT
www.astrum-it.de
Forschungszentrum
Magnet-Resonanz-Bayern e.V.
www.mr-bavaria.de
Fraunhofer Institut für Integrierte
Schaltungen
www.iis.fraunhofer.de
Pegasus GmbH
w ww.pegasus-gmbh.de,
www.exdicomed.de
Philips GmbH UB Healthcare
www.philips.de
Universitätsklinikum Regensburg
www.uniklinikum-regensburg.de
XRSB-Röntgensysteme Barwig GmbH
www.xrsb.de
Ziehm Imaging GmbH
www.ziehm.com
Über das Forum MedTech Pharma
Impressum
Das Forum ist deutschland- und europaweit eines der größten Netzwerke der Gesundheitsbranche und wurde 1998 von
der Bayerischen Staatsregierung ins Leben gerufen. Für etwa
650 Mitglieder fördert es bereits Kooperationen, vermittelt
Kontakte und informiert über neueste Trends und Themen
auf Symposien, Kongressen und Weiterbildungsveranstaltungen. Die Mitglieder aus allen Bereichen der Medizin kommen
aus 13 Ländern.
Forum MedTech Pharma e.V.
Geschäftsstelle: Bayern Innovativ GmbH
Gewerbemuseumsplatz 2
90403 Nürnberg
Tel.: +49 – (0)911 – 206 71-330
Fax: +49 – (0)911 – 206 71-788
Ansprechpartnerin:
Andrea Gerber
[email protected]
www.medtech-pharma.de
Vorsitzender des Vorstands:
Prof. Dr. Michael Nerlich
Sitz des Vereins: Nürnberg, VR 3142
Bildnachweis: Siemens (S. 4), TomTec (S. 5),
Klinikum Nürnberg/Siemens AG Healthcare Sector (S. 6),
Pegasus (S. 7)