Team 4

Revolutionärer Höchstleistungs-Röntgenstrahler für die Computertomographie

Beschreibung der Institute und Unternehmen zu ihren nominierten Projekten

Die nicht-invasive Untersuchung der Herzkranzgefäße mit der Computertomographie (CT) stellt ernorme Anforderungen an die benötigte Röntgenstrahlungsquelle. Hierfür wurde in dem Projekt ein völlig neuartiger Röntgenstrahler entwickelt, der mit der ca. 70 Jahre alten konventionellen Röntgenröhren-Technologie bricht und auf einer weltweit bislang einzigartigen Technologie basiert. Revolutionäre Einblicke in feinste Details des auch schnell oder unrhythmisch schlagenden Herzens werden nun sichtbar und ermöglichen neue Diagnosemöglichkeiten.

Dieser neuartige Röntgenstrahler für die Computertomographie überwindet durch den Einsatz innovativer und weltweit einzigartiger Technologie die Grenzen herkömmlicher Röntgenstrahler. Das wesentliche technische Unterscheidungsmerkmal besteht darin, dass statt eines drehenden Anodentellers im Inneren der Röntgenröhre die gesamte Röhre schnell um ihre eigene Achse gedreht wird. Dies führt dazu, dass die entstehende Verlustwärme ca. 100 mal schneller abgeführt wird und die Röntgenröhre dadurch wesentlich kompakter, einfacher und leichter aufgebaut ist. Nur diese kleine und leichte Röntgenröhre widersteht den immens hohen Fliehkräften (30-fache Erdbeschleunigung) in der CT-Anlage, die für die Herzuntersuchung notwendig sind. Auf der anderen Seite wird der Röntgenstrahler dadurch aber leistungsfähiger und ermöglicht durch eine intelligente Mikroprozessorsteuerung neue, weitere Möglichkeiten für die Bildgebung in der Computertomographie.

Dieser Röntgenstrahler mit dem Produktnamen Straton kommt exklusiv in den neuen Siemens-Computertomographen Sensation 16 und Sensation 64 zum Einsatz und wurde im November 2003 weltweit eingeführt.

Die Vorteile für die medizinische Diagnostik im Überblick:

  • Ein Quantensprung in Orts- und Zeitauflösung durch Straton für die Computertomographie-Bildgebung (Sensation 64), vor allem zur frühzeitigen Diagnose von Erkrankungen der Herzkranzgefäße, ist nun Realität. In den westlichen Industrieländern (USA, Europa) sind für mehr als 50 Prozent der Bevölkerung Herz-Kreislauf-Erkrankungen (Herzinfarkt!) Todesursache Nr. 1. Diese Untersuchungsmethode kann nun von Spezialfällen (langsamer und regelmäßiger Herzschlag, medikamentöser Einsatz von Beta-Blockern) auf fast alle Patienten verallgemeinert werden.
  • Die Schlüsselkomponente Straton ermöglicht in der Computertomographie ein sicheres nicht-invasives Verfahren zur Erkennung von Aneurysmen und Stenosen, im Gegensatz zur invasiven Katheter-Angiographie.
  • Schnellere Bildaufnahmen durch wesentlich höhere Röntgenleistungen mit Straton bringen lebensrettende Zeitvorteile in der Notfalldiagnostik (Übersichtsdiagnosen z. B. von Motorrad-Unfallopfern).
  • Ein schnellerer Untersuchungsablauf (Verbesserung des Workflow, keine Ab-kühlpausen mehr, höherer Patientendurchsatz) durch die effiziente Wärmeabfuhr der Röntgenröhre Straton ermöglicht eine wesentlich wirtschaftlichere Nutzung einer teuren Computertomographieanlage.

Diese Aussagen sind in der Zwischenzeit von führenden Radiologen weltweit eindrucksvoll bestätigt worden.

Der Technologiewechsel von Strahlungskühlung auf Konvektionskühlung der Anode der Röntgenröhre ermöglicht neben den bisher für die Computertomographie genannten Vorteilen auch eine deutlich erhöhte Dauerleistung des Strahlers. Heutige Werte liegen bei 5 – 10 kW Leistung im Dauerbetrieb, mit der Straton-Technologie sind nun bis zu 60 kW möglich! Dies eröffnet nun auch neue Möglichkeiten auf anderen Feldern:

  • Materialuntersuchung mit Röntgen: drastische Verkürzung der Untersuchungszeiten, z. B. für die Rissinspektion von Motorblöcken oder Turbinenschaufeln (Automobilindustrie und Energietechnik).
  • Sicherheitstechnik: deutliche Erhöhung des Durchsatzes z. B. bei der Gepäckprüfung am Flughafen, vor allem bei der automatischen Kofferdurchleuchtung. Auch bieten sich neuere, sensitivere Untersuchungsmethoden (z.B. schnelle Röntgenbeugungsverfahren) an.
  • Lebensmittelsterilisation: ebenfalls deutliche Erhöhung des Durchsatzes.

Der Röntgenstrahler Straton ist ein bisher weltweit einzigartiger Hochleistungsstrahler „Made in Germany“, der durch den Einsatz von Hochtechnologien an vielen Stellen (z. B. Verbindungstechnik, Mikroprozessorsteuerung) und die erforderliche Präzision (Rundlauf, Brennfleckeinstellung usw.) den Nachbau in Niedriglohnländern erschwert. Auf absehbare Zeit ist die Herstellung im Hochleistungsröhrenwerk in Erlangen gesichert. Viele mittelständische Zulieferer in der näheren Umgebung garantieren die erforderliche Qualität.

Siemens Medical Solutions (Med) ist weltweit einer der größten Anbieter im Gesundheitswesen. Der Bereich steht für innovative Produkte und Komplettlösungen sowie für ein umfangreiches Angebot von Dienst- und Beratungsleistungen. Abgedeckt wird das gesamte Spektrum über bildgebende Systeme für Diagnose und Therapie, die Elektromedizin und die Audiologie bis hin zu IT-Lösungen. Mithilfe dieser Lösungen ermöglicht Med seinen Kunden, sichtbare Ergebnisse sowohl im klinischen als auch im administrativen Bereich zu erzielen – so genannte „Proven Outcomes“. Innovationen aus dem Hause Siemens optimieren Arbeitsabläufe in Kliniken und Praxen und führen zu mehr Effizienz in der Gesundheitsversorgung. Med beschäftigt weltweit rund 31 000 Mitarbeiter und ist in 120 Ländern präsent. Im Geschäftsjahr 2004 (30. September) erzielte Med einen Umsatz von 7,07 Mrd. Euro sowie einen Auftragseingang von 8,12 Mrd. Euro. Das Bereichsergebnis betrug 1,05 Mrd. Euro.

Weitere Informationen unter: http://www.siemens.com/medical

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Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt „Revolutionärer Höchstleistungs-Röntgenstrahler für die Computertomographie“ wurde vom Deutschen Verband Technisch-Wissenschaftlicher Vereine vorgeschlagen.