07509 Vernetzte Arbeitsplätze Computertomografie
Die Computertomografie (CT) ist ein standardisiertes, bildgebendes Verfahren, das Querschnittsbilder des menschlichen Körpers anfertigt und Körperstrukturen sehr präzise darstellen kann. Die Aufnahmen sind wesentlich detaillierter als herkömmliche Röntgenaufnahmen und erleichtern zum Beispiel die Tumorfindung. Zusätzlich kann eine CT-Untersuchung mit einer Angiografie oder einer Positronen-Emissions-Tomografie kombiniert werden. Die CT-Untersuchung kommt unter anderem bei der Tumorerkennung zum Einsatz, um Gefäßerkrankungen festzustellen oder andererseits um Brüche, Gelenkerkrankungen und Verletzungen zu identifizieren.
Dieser Beitrag stellt die Behandlungsumgebung und den Betrieb von CT-Geräten vor und fokussiert auf die Vernetzung und Cybersecurity. Berücksichtigt werden auch die Themen Dosismanagement, Fernwartung, Risikomanagement und der Einsatz künstlicher Intelligenz. von: |
1 Einführung
Die Computertomografie (CT) ist ein Verfahren, das in den 60er-Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelt wurde. Dabei werden mithilfe von Röntgenstrahlen axiale Schnittbilder des menschlichen Körpers erstellt. Der Vorteil dieses Verfahrens (verglichen mit dem konventionellen Röntgen) liegt darin, dass die Bilder eines CT die Körperstrukturen ohne Überlagerungen wiedergeben. Außerdem können Gewebearten mit unterschiedlicher Schwächung für Röntgenstrahlung dargestellt werden. Die Anwendungsgebiete von CT-Diagnostik sind vielfältig, sie reichen neben dem Einsatz in der humanmedizinischen Diagnostik von der Materialprüfung in der Industrie bis hin zu veterinärmedizinischen Untersuchungen. Da die CT ein schnelles bildgebendes Verfahren ist, sind Computertomografen oft ein Bestanteil der Notaufnahme in Unfallkrankenhäusern.
Vorteile
Die CT bietet gegenüber anderen bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomografie (MRT) (s. Kap. 07507) oder der herkömmlichen Röntgenuntersuchung mehrere Vorteile wie zum Beispiel:
Die CT bietet gegenüber anderen bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomografie (MRT) (s. Kap. 07507) oder der herkömmlichen Röntgenuntersuchung mehrere Vorteile wie zum Beispiel:
• | Schnelligkeit: Eine CT-Untersuchung wird innerhalb von wenigen Minuten durchgeführt. Dies ist besonders vorteilhaft in Notfallsituationen und bei Untersuchungen von Kleinkindern, bei denen eine Sedierung vermieden werden soll. |
• | Detaillierte Darstellung: Im Vergleich zu einer herkömmlichen Röntgenuntersuchung liefert die CT häufig genauere und zusätzliche Informationen über den Körper. Sie ermöglicht dreidimensionale Schnittbilder des menschlichen Körpers, während das Röntgen nur zweidimensionale Bilder liefert. |
• | Knochendarstellung: Die CT zeigt die Knochenstruktur und Verkalkungen genauer als die MRT und wird daher auch zur Feindiagnostik einer Region nach voriger MRT eingesetzt. |
• | Vielseitigkeit: Die CT ist bei vielen Fragestellungen anderen Methoden überlegen und häufig das Mittel der Wahl. Sowohl Knochen als auch Weichteilstrukturen wie Organe im Bauch oder die Lunge können gut dargestellt werden. |
• | Planung von Operationen: Die CT kann die Planung von Operationen vereinfachen. Beispielsweise kann vor der Implantation einer Gelenkprothese der Knochen genau vermessen und die richtige Größe der Prothese exakt bestimmt werden. |
Die aufgezeigten Vorteile machen die CT zu einem unverzichtbaren Medizingerät in der modernen Medizin zur Anwendung in Krankenhäusern und Kliniken. Nachteile von CT sind, dass die Untersuchungen teuer und die Strahlendosis gegenüber anderen radiologischen Verfahren relativ hoch ist.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass jede bildgebende Technik ihre spezifischen Stärken hat und die Wahl des Verfahrens von der spezifischen klinischen Fragestellung abhängt.
Fragestellungen
Typische Fragestellungen sind:
Typische Fragestellungen sind:
• | Untersuchungen der Knochen, Gelenke, Lunge und andere feste Strukturen mit geringem Wassergehalt |
• | Untersuchungen im Bereich der Schädelbasis, Nasennebenhöhlen, Mittelohr |
• | Untersuchung von Gefäßen |
• | Untersuchungen bei der Krebsvorsorge |
• | Untersuchungen bei Erkrankungen im Bauchraum und der Organe |
• | Untersuchungen bei Patienten mit Implantaten, Schrittmachern, Prothesen und anderem |
• | Untersuchungen zur CT-gesteuerten Schmerztherapie |
2 Physikalisches Funktionsprinzip
Die Basis eines Computertomografen bildet eine rotierende Gantry, an der eine Röntgenröhre und ein gegenüberliegender Detektor montiert sind. Durch die bogenförmige Anordnung der Detektoren ist der Abstand zwischen Röhre und Detektor überall identisch. Typischerweise beträgt der Fokus-Detektor-Abstand um die 100 cm. Der Winkel des Fächerstrahls liegt bei 40°–60°. Während der Ring rotiert und Bilder erzeugt, wird der Patient in Längsrichtung auf einem Tisch durch die Öffnung der Gantry (engl. Bore) geschoben.
Die ermittelten Daten werden mithilfe einer Reihe von Detektoren aufgenommen, sodass im Gegensatz zur konventionellen Projektionsradiografie keine direkte 2D-Aufnahme, sondern Absorptionsprofile erzeugt werden. Moderne Computertomografen besitzen mittlerweile bis zu 320 solcher Detektorzeilen. Die Röntgenstrahlung wird also nicht nur in Richtung der Detektoren (x- und y-Richtung), sondern auch kegelstrahlförmig in Patientenrichtung (z-Richtung) aufgefächert. Abbildung 1 stellt vereinfacht die Aufnahmetechnik dar. Für die Schwächung von Röntgenstrahlen im menschlichen Körper gibt es zwei Mechanismen:
1. | Photoneneffekt: Hier stößt das Röntgenphoton ein Elektron aus dem Atom. Das Photon wird dabei vernichtet und das Elektron entfernt sich mit sehr hoher Energie. |
2. | Compton-Effekt: Hier ist das Photon nach dem Stoß des Röntgenphotons noch vorhanden und verliert nur an Energie. |
Wie stark diese beiden Effekte den Röntgenstrahl schwächen, hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab: der Energie der Strahlung und der Dichte der durchstrahlten Substanz.
Abb. 1: CT-Aufnahmetechnik mit Blick in die Gantry, vereinfachte Darstellung
Die CT-Anlagen-Entwicklung hat inzwischen mehrere Entwicklungsphasen durchlaufen. Dazu gehörten:
• | Generation 1 (Translation-Rotation + Pencil Beam), |
• | Generation 2 (Translation-Rotation + Fan-Beam), |
• | Generation 3 (Rotation-Rotation + Fan-/Cone-Beam), |
• | Generation 4 (Rotation-Fix + Fan-/Cone-Beam), |
• | Generation 5 (Elektronenstrahlscanner). |
Im weiteren Verlauf der CT-Entwicklung ab 1989 wurden in der Reihenfolge: Spiral/Helix CT, Multislice-CT, Dualenergy-CT und Spectral-CT entwickelt, wobei es immer ein „Kopf-an-Kopf-Rennen” der führenden CT-Hersteller um jeweils neue Innovationen gibt. Eine ausführliche Beschreibung aller CT-Arten und CT-Funktionsweisen ist hier zusammengefasst. Zu den neuesten Entwicklungen gehören ab 2021 sogenannte photonenzählende CT-Scanner, die Ärztinnen und Ärzten der Radiologie, Kardiologie, Onkologie und Pneumologie zusätzliche Informationen liefen können. Abbildung 2 stellt vereinfacht die unterschiedlichen Technologien von CT-Scannern dar.
Abb. 2: Unterschiedliche Technologien eines CT-Scanners, vereinfachte Darstellung
3 Infrastruktur
CT-Anlagen benötigen umfangreiche Technikräume für die Bereitstellung der Energieversorgung, die Kühlung des Kühlmittels Wasser oder Luft und die anderen baufachlichen Anforderungen (Sicherheitssysteme, IT-Systeme usw.). An die dafür erforderlichen Räume, deren Größe der Medizinproduktehersteller in Abhängigkeit der Größe der CT-Anlage vorgibt, sind entsprechende Anforderungen bzgl. des Brandschutzes und der Abschirmung gegen elektromagnetische Felder und der Beeinflussung durch externe Vibrationen zu beachten. Wichtige baufachliche Anforderungen bei der Planung eines CT sind:
• | Stromversorgung und untersprechungsfreie Stromversorgung (USV) |
• | baulicher Strahlenschutz |
• | CT-Kühlung (Wasser oder Luft)/Raumklimatisierung |
• | Sicherheitseinrichtungen (z. B. automatische Kennzeichnung – Kontrolllampe bei Strahlung) |
Sämtliche weitere Technikkomponenten werden außerhalb des CT-Untersuchungsraums installiert (Technikraum).
Abb. 3: Bauausführung eines Computertomografen, vereinfachte Darstellung
3.1 Stromversorgung
Vorgaben für eine systematische Unterteilung der unterschiedlichen medizinischen Bereiche hinsichtlich der Anforderungen an die elektrische Energieversorgung werden in der Norm IEC 60364-7-710 beschrieben. Besonders hervorgehoben wird, dass die Einteilung stets in Abstimmung mit dem medizinischen Personal (Abteilungsleitung Radiologie) und den Verantwortlichen für Arbeitssicherheit (Fachkraft für Arbeitssicherheit-FAS oder Sicherheitsingenieur-SichIng) zu erfolgen hat.
Für eine Konzeptplanung eines CT-Scanners ist eine frühzeitige, aufgabenspezifische Abschätzung des Leistungsbedarfs sinnvoll. Die allgemeinen Anforderungen an eine Stromversorgung von Einrichtungen für Sicherheitszwecke in Gebäuden werden in IEC 60364-5-56 beschrieben. Die Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art werden in der 700er-Normenreihe behandelt – die Anforderungen bezüglich medizinisch genutzter Bereiche in der IEC 60364-7-710. Entsprechend dieser Norm sind für Krankenhäuser spezielle Stromversorgungs- und Stromverteilungseinrichtungen für medizinisch genutzte Bereiche nötig, die zusammen mit einer Sicherheitsstromversorgung (zum Beispiel für Sicherheitsbeleuchtung) und einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV zum Beispiel für kritische Medizingeräte-Einrichtungen) in ein Stromverteilungskonzept integriert werden müssen. IEC 60364-7-710 unterteilt die medizinisch genutzten Bereiche in Gruppen und Klassen und spezifiziert entsprechende Anforderungen.
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
Die konkrete erforderliche Stromversorgung für ein CT richtet sich nach den Vorgaben des Medizinprodukteherstellers und wird nach der Norm DIN VDE 0100-710: 2012-10, „Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-710: Anforderungen für Betriebstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Medizinisch genutzte Bereiche” ausgeführt. Für die Einordnung in Gruppe 2 wird in IEC 60734-7-710 die Lebensgefahr des Patienten betont, während in der DIN VDE 0107 bereits eine Unterbrechung der Untersuchung oder Behandlung genügt, die zu einer „Gefahr für den Patienten” führen kann. Es ist zu beachten, dass vergleichbare Raumtypen unterschiedlichen Gruppen zugeordnet werden können, abhängig von der Nutzung eines Raums. In diesen Bereich fällt auch der Betrieb eines CT-Scanners als sogenanntes Hochdosisgerät. Es ist unbedingt zu vermeiden, dass aufgrund eines sehr kurzfristigen Stromausfalls während einer CT-Untersuchung, die Hochdosis-Untersuchung noch einmal durchgeführt werden muss (Strahlenexposition des Patienten). Abbildung 4 stellt vereinfacht die Ausführung der Stromversorgung mit unterbrechungsfreier Stromversorgung (USV) und Bypass für die Stromversorgung eines CT-Scanners dar.
Die konkrete erforderliche Stromversorgung für ein CT richtet sich nach den Vorgaben des Medizinprodukteherstellers und wird nach der Norm DIN VDE 0100-710: 2012-10, „Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-710: Anforderungen für Betriebstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Medizinisch genutzte Bereiche” ausgeführt. Für die Einordnung in Gruppe 2 wird in IEC 60734-7-710 die Lebensgefahr des Patienten betont, während in der DIN VDE 0107 bereits eine Unterbrechung der Untersuchung oder Behandlung genügt, die zu einer „Gefahr für den Patienten” führen kann. Es ist zu beachten, dass vergleichbare Raumtypen unterschiedlichen Gruppen zugeordnet werden können, abhängig von der Nutzung eines Raums. In diesen Bereich fällt auch der Betrieb eines CT-Scanners als sogenanntes Hochdosisgerät. Es ist unbedingt zu vermeiden, dass aufgrund eines sehr kurzfristigen Stromausfalls während einer CT-Untersuchung, die Hochdosis-Untersuchung noch einmal durchgeführt werden muss (Strahlenexposition des Patienten). Abbildung 4 stellt vereinfacht die Ausführung der Stromversorgung mit unterbrechungsfreier Stromversorgung (USV) und Bypass für die Stromversorgung eines CT-Scanners dar.
Die bautechnischen Anforderungen an die Errichtung von Röntgenanlagen zur medizinischen Anwendung mit Nennspannungen bis 300 kV und die Bemessung von bautechnischen Strahlenschutzvorkehrungen im Rahmen des ortsbezogenen Strahlenschutzes sind in der DIN 6812:2021 geregelt. Tabelle 2 stellt eine Übersicht zur Einordnung von CT-Untersuchungsräumen nach der Norm VDE 0100 Teil 710 dar.
Abb. 4: Stromversorgung/USV für einen CT-Scanner, vereinfachte Darstellung
Das gesamte CT-System wird von einem Netzverteilerschrank gespeist (lokale Stromversorgung). Die Anschlussspannung beträgt in der Regel 400 V ± 10 %; der maximale Netzstrom bis 200 Ampere pro Phase. Die Elektroinstallation beinhaltet verschiedene Sicherheitsmaßnahmen, zu denen ein Überspannungs- und Blitzschutz und mehrere Fehlerstromschutzschalter gehören. Für den Untersuchungsraum sind außerdem eine Potenzialausgleichsschiene und ein Not-Aus-Taster vorgesehen. Der Anschluss an die Energieversorgung erfolgt in einem separaten Technikraum mit einer gemeinsamen Netzzuleitung für den Computertomografen und das erforderliche Kühlsystem der CT-Röhre/CT-Röhren. Abbildung 5 stellt eine typische integrierte Stromversorgung eines CT dar.
Abb. 5: Unterbrechungsfreie Stromversorgung USV und integrierte Online-USV eines CT
In allen Räumen, in denen Eingriffe an Patientinnen und Patienten vorgenommen werden (Spritzen, Punktionen, Kontrastmittelinjektionen, Legen von Kathetern usw.) oder in denen aus anderen Gründen Infektionsgefährdungen vorliegen oder entstehen können, sind Handwaschplätze mit Einhebelmischbatterie mit verlängertem Betätigungshebel, Seifen-, Desinfektionsmittelspender und Einmalhandtücher vorzusehen.
Für Transporte von CT-Anlagenteilen (z. B. der Gantry) zu Wartungs- und Reparaturarbeiten müssen Türen der vorhandenen Bau-Infrastruktur ausreichend breit sein. Zusätzlich kann es erforderlich sein, im Untersuchungsraum eine Deckenversorgungseinrichtung zu installieren, um zum Beispiel einen Kontrollmonitor (Vitalmonitoring oder zusätzliche Kontrollmonitor-CT-Untersuchung) oder einen für die Anzeige von Kontrastmittel zu nutzen. Je nach Ausführung kann ein CT zwischen 1,0 und 4,0 Tonnen wiegen. Siehe dazu: Neu- und Umbauplanung im Krankenhaus unter Gesichtspunkten des Arbeitsschutzes – Anforderungen an Funktionsbereiche (DGUV Information 207-017)
Tabelle 1: Einordnung einer CT-Anlage im Kontext der Anwendung der Norm VDE 0100 Teil 710
3.2 Kühlung und Kühlwasseranschlüsse
Die Hersteller von CT-Scannern stehen vor der Herausforderung, neue Designs mit höherer Scan-Geschwindigkeit bei gleichzeitig verbesserter Bildqualität zu entwickeln. Viele Hersteller arbeiten an einem Gerätedesign, das ganze Organe in 4D scannen kann. Dies kann nur erreicht werden, indem das thermische Rauschen im System reduziert wird, um die Bildqualität zu verbessern. Nur ein kleiner Teil der vom System erzeugten Energie wird als Röntgenstrahlung abgegeben, der Rest als Wärme. CT-Scanner haben eine Wärmelast von 1 kW bis 5 kW, die effektiv abgeführt werden muss. Temperaturschwankungen beeinflussen nicht nur die Bildauflösung, sondern auch den Langzeitbetrieb der CT-Röntgen-Einrichtungen in der Gantry. Die Röntgenröhre oder Röntgenröhren bei Dualsource-Betrieb, insbesondere die Anode, muss gekühlt werden, um eine optimale Röntgenleistung und eine lange Lebensdauer zu erreichen.
Flüssigkeitskühlsysteme
Flüssigkeitskühlsysteme bieten eine optimale Temperaturstabilisierung und präzise Temperaturregelung. Sie sind in sich geschlossene Einheiten, die ein Kühlmittel in den Kreislauf pumpen, bis eine definierte Solltemperatur erreicht ist. Flüssigkeitskühlsysteme sind in der Lage, einen Großteil der von medizinischen Röntgengeräten erzeugten Wärme abzuführen. Flüssigkeitskühlsysteme bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen luftgekühlten Systemen. Flüssigkeitskühlsysteme haben eine höhere Wärmepumpkapazität, können die Wärme effektiver von der Quelle ableiten, haben kürzere Abkühlzeiten und sind wesentlich leiser. Neben der höheren Effizienz bieten Flüssigkeitskühlsysteme einen zuverlässigeren Betrieb und benötigen weniger Wartung (effektive Kühlung für Computertomografen)
Flüssigkeitskühlsysteme bieten eine optimale Temperaturstabilisierung und präzise Temperaturregelung. Sie sind in sich geschlossene Einheiten, die ein Kühlmittel in den Kreislauf pumpen, bis eine definierte Solltemperatur erreicht ist. Flüssigkeitskühlsysteme sind in der Lage, einen Großteil der von medizinischen Röntgengeräten erzeugten Wärme abzuführen. Flüssigkeitskühlsysteme bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen luftgekühlten Systemen. Flüssigkeitskühlsysteme haben eine höhere Wärmepumpkapazität, können die Wärme effektiver von der Quelle ableiten, haben kürzere Abkühlzeiten und sind wesentlich leiser. Neben der höheren Effizienz bieten Flüssigkeitskühlsysteme einen zuverlässigeren Betrieb und benötigen weniger Wartung (effektive Kühlung für Computertomografen)
Je nach Art des medizinischen Scanners können zwei verschiedene Arten von Flüssigkeitskühlsystemen eingesetzt werden:
• | Flüssigkeits-/Luft-Wärmetauscher: Eine Hochdruckpumpe pumpt die Kühlflüssigkeit um, während ein Luft-Wärmetauscher die Wärme aus dem Flüssigkeitskreislauf entnimmt und über Ventilatoren an die Umgebungsluft abgibt. |
• | Flüssig/Flüssig-Konfiguration: Eine Pumpe pumpt die Kühlflüssigkeit um. Wasser mit Umgebungstemperatur wird in einem Flüssigkeitswärmetauscher verwendet, um die Wärme von der heißen Seite abzuführen. Diese Systeme können so ausgelegt werden, dass je nach Temperaturbedingungen entweder Wasser oder Öl als Kühlmedium verwendet werden kann. |
Raumklima
Das optimale Raumklima für den Betrieb einer CT-Anlage wird mit 22 °C und einer relativen Luftfeuchte von 40 bis 60 % angegeben. Um dies zu gewährleisten, werden ein Kühlsystem und eine Frischluftzufuhr benötigt. Bei Zuführung von Außenluft (Frischluft) wird der Einsatz von Grobfiltern der Filterklasse EU3 bis EU4 (DIN 24185/Part 2) für Staubpartikel > 10 μm empfohlen, um das Raumklima im CT-Untersuchungsraum für den Patienten und das Personal zu erhalten. Die bauseitigen Anforderungen an das Kühlsystem für die Gantry werden nachfolgend beschrieben.
Das optimale Raumklima für den Betrieb einer CT-Anlage wird mit 22 °C und einer relativen Luftfeuchte von 40 bis 60 % angegeben. Um dies zu gewährleisten, werden ein Kühlsystem und eine Frischluftzufuhr benötigt. Bei Zuführung von Außenluft (Frischluft) wird der Einsatz von Grobfiltern der Filterklasse EU3 bis EU4 (DIN 24185/Part 2) für Staubpartikel > 10 μm empfohlen, um das Raumklima im CT-Untersuchungsraum für den Patienten und das Personal zu erhalten. Die bauseitigen Anforderungen an das Kühlsystem für die Gantry werden nachfolgend beschrieben.
Bei maximaler Auslastung des CT-Systems kann die abgegebene Wärmeenergie < 10 kW betragen. Die Wasserkühlung benötigt in der Regel nach Herstellervorgaben Trinkwasserqualität. Damit wird vermieden, dass Partikel über ≥ 0,25 mm in den Kühlkreislauf eindringen. Kann die geforderte Wasserqualität nicht bereitgestellt werden, ist der zusätzliche Einsatz von Wasserfiltern erforderlich. Die Wasserfilter verhindern Ablagerungen und die damit einhergehende Verminderung der Leistungsfähigkeit der Kühlung und der möglichen Gefahr einer Beschädigung des CT. Die Gantry wird mit flexiblen Kühlwasserschläuchen von maximal 30 Metern Länge an das im Technikraum befindliche elektrische Kühlaggregat angeschlossen. Die unisolierten Kühlwasserschläuche haben einen Durchmesser von ca. 20–60 cm. Abbildung 6 stellt beispielhaft vereinfacht eine CT-Flüssigkeitskühlung dar.
Abb. 6: Flüssigkeitskühlung CT-Scanner, vereinfachte Darstellung
4 Arbeitsschutz
Neu- und Umbauten im Kontext der strategischen Weiterentwicklung von CT-Bildgebungsverfahren in Krankenhäusern stellen besondere Herausforderungen an die am Bau beteiligten Projektleiter und die Medizinproduktehersteller dar. Für unterschiedliche Zwecke müssen die Krankenhäuser so gestaltet werden, dass sie den Patientinnen und Patienten ebenso wie den Beschäftigten und den Besucher gerecht werden (DGUV Information 207-017 „Neu- und Umbauplanung im Krankenhaus unter Gesichtspunkten des Arbeitsschutzes”). Nach der Fertigstellung eines CT-Scanners ist neben der erforderlichen Einweisung für Geräte der Anlage 1 nach § 4 Absatz 3 und § 10 Absatz 2 der Medizinprodukte-Betreiberverordnung (MPBetreibV) und der notwendigen Applikationsschulung für die medizinischen Softwareanwendungen (Software als Medizinprodukt) durch die Applikationsspezialisten der Medizinproduktehersteller eine dauerhafte Implementierung von besonderen Arbeitsschutzmaßnahmen im Umgang und beim Betrieb einer CT-Anlage erforderlich.
Werden weitere Medizinprodukte oder Zubehör des CT (z. B. vernetzte 3D/4D-Befundanlagen) oder mit dem CT gekoppelte Kontrastmittelpumpen zusammen betrieben und am Patienten angewendet (sogenannte „miteinander verbundene Medizinprodukte”) nach § 4 Absatz 4 der MPBetreibV ist die Einweisung dementsprechend auf diese Medizinprodukte auszuweiten und schriftlich nachzuweisen (Einweisungsprotokoll und persönliche Nachweishefte der Mitarbeiter). Zu den zusätzlichen Medizinprodukten, die in der Untersuchungsumgebung eines CT-Scanners installiert und einweisungspflichtig sind, gehören: Defibrillatoren, Infusionsapparate, Vitalmonitore, Notfallbeatmungsgeräte, Anästhesiearbeitsplätze. Die wiederkehrende Unterweisung muss mindestens enthalten:
• | Unfallgefahren bei der Nutzung von CT-Anlagen |
• | Hochdosisgeräte nach Strahlenschutzverordnung |
• | Wirkungen von Röntgenstrahlen im Untersuchungsbereich des CT |
• | aktuelle Regelungen z. B. Untersuchungen von Intensivstationspatienten im CT |
5 Medizinische Behandlungsumgebung
Eine medizinische Behandlungsumgebung eines CT-Scanners besteht aus verschiedenen Komponenten:
• | CT-Scanner: Bei einer Computertomografie (CT) drehen sich eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor um einen Patienten. Der Röntgendetektor von modernen Scannern enthält gewöhnlich 4 bis 64 oder mehr Sensorreihen zur Aufzeichnung der Röntgenstrahlen, die durch den Körper dringen. |
• | Patientenliege: Ein Patient liegt auf einer motorbetriebenen Liege, die durch die Öffnung eines ringförmigen Scanners geschoben wird. Der Patient wird kontinuierlich durch den Scanner bewegt, während die Aufnahmegeräte um den Patienten rotieren. |
• | Computersystem: Die Sensordaten stellen eine Reihe von Röntgenmessungen dar, die aus einer Vielzahl von Winkeln um den Patienten erstellt wurden. Die Messungen werden jedoch nicht direkt angezeigt, sondern zu einem Computer geleitet. Der Computer wandelt sie in Bilder um, die zweidimensionalen Scheiben (Querschnitten) des Körpers ähnlich sind. |
• | Vorbereitung des Patienten: Während der CT sollten die Patienten im untersuchten Körperbereich Kleidung ohne Metallknöpfe, Druckknöpfe, Reißverschlüsse oder andere Metallgegenstände tragen und allen Schmuck ablegen. Diese Gegenstände bergen keine Gefahren, doch können sie Röntgenstrahlen blockieren und das Bild stören. |
• | Kontrastmittel: Bei CT-Untersuchungen kann ein röntgendichtes Kontrastmittel verabreicht werden. |
Typische medizinische Indikationen für eine CT-Untersuchung können sein (Beispiele):
• | Abklärung von Organpathologien: CT-Scans können verwendet werden, um Pathologien in verschiedenen Organen wie Gehirn, Herz, Lunge und Bauchorganen zu untersuchen. Sie werden oft in Notfallsituationen eingesetzt. |
• | Knochenpathologie: Wenn Röntgenaufnahmen nicht ausreichend sind, kann eine CT-Untersuchung durchgeführt werden, um Knochenpathologien zu identifizieren. |
• | CT-Interventionen: CT-Scans können auch für Interventionen wie Schmerztherapie der Wirbelsäule oder Metastasentherapie der Leber verwendet werden, insbesondere wenn eine MRT aufgrund von Metall im Körper, Platzangst oder Unruhe des Patienten nicht möglich ist. |
• | Herz-CT: Die Herz-Computertomografie oder Kardio-CT wird unter anderem bei der koronaren Herzkrankheit eingesetzt. |
• | Abdomen-CT: Bei der Abdomen-CT werden die gesamten Bauchorgane wie Magen, Darm, Leber und Milz untersucht. |
• | Komplexe Knochenbrüche: CT-Scans können verwendet werden, um komplexe Knochenbrüche zu identifizieren. |
• | Verletzungen an Organen: CT-Scans können verwendet werden, um Verletzungen an Organen zu identifizieren. |
• | Akute Blutungen: CT-Scans können verwendet werden, um akute Blutungen zu identifizieren. |
5.1 Anwendungsbereiche
Die Mehrzahl der CT-Untersuchungen findet im Mehrzeilen-Verfahren (Multislice-Computertomografie) statt. Dabei rotiert das Röntgensystem mehrfach schneller um den Patienten und anstatt nur einer Schichtaufnahme, werden gleich mehrere gleichzeitig erstellt. Dadurch werden Untersuchungszeiten reduziert, die erzeugten Bilder detailreicher und eine Untersuchung großer Körperregionen in einem einzigen Untersuchungsgang möglich. Die Computertomografie (CT) hat eine Vielzahl von speziellen Anwendungen in der Humanmedizin. Hier sind einige Beispiele:
• | Blutgefäße (CTA): Spiral-CTs können zum Nachweis von schwerwiegenden Gefäßveränderungen als CT-Angiografie (CTA) eingesetzt werden. |
• | Kopf-CT: Sie wird zur Untersuchung des Gesichtsschädels, des Felsenbeins und der Nebenhöhlen verwendet. |
• | Thorax-CT und Lungen-CT: Diese werden zur Untersuchung des Brustkorbs und der Lungen verwendet. |
• | Abdomen-CT: Sie wird zur Untersuchung des Bauches und des Oberbauchs verwendet. |
• | Herz-CT: Sie wird zur Untersuchung des Herzens verwendet. |
• | Virtuelle Koloskopie/CT-Kolonografie: Sie wird zur Untersuchung des Darms verwendet. |
• | Fuß-CT: Sie wird zur Untersuchung des Fußes verwendet. |
• | Ganzkörper-CT: Sie wird zur Untersuchung des gesamten Körpers verwendet. |
• | CT-Untersuchungen von Tumoren, Infektionen, Entzündungen und Trauma im Weichgewebe: CT kann verwendet werden, um Abbildungen dieser Zustände zu verbessern. |
• | CT-Untersuchungen des Gefäßsystems: Bei Verdacht auf Lungenembolie, Aortenaneurysma oder Aortendissektion kann das Gefäßsystem mit CT untersucht werden. |
Links
Weiterführende Links für Untersuchungsbeispiele von Untersuchungen mit Computertomografieanlagen:
Weiterführende Links für Untersuchungsbeispiele von Untersuchungen mit Computertomografieanlagen:
1. | Radiologienetz: Einsatzgebiete der Computertomographie (CT) |
2. | |
3. | Radiologie Bayer: Informationen für Patienten zur Computertomographie – Was hat die CT für Vorteile? (12.02.2015) |
4. | Stiftung Gesundheitswissen: Was ist eine Computertomographie (CT)? (14.06.2023) |
5. | Online-Radiologie: Wie funktioniert die Computertomographie (CT)? |
6. | praktischArzt: MRT und CT – Unterschiede und Anwendungsgebiete) |
Beschaffung
Die Auswahl bei der Beschaffung und beim Betrieb einer vernetzten CT-Anlage richtet sich nach der strategischen Entwicklung des Krankenhauses. Die Festlegung auf eine bestimmte CT-Anlage (Spiral-CT, sequenzielles CT) hängt von der spezifischen Situation der zu untersuchenden Patienten, den diagnostischen Anforderungen bei der Spezialisierung der Gesundheitseinrichtung, den Vorlieben des radiologischen Facharztpersonals und den zur Beschaffung eines CT zur Verfügung stehenden Finanzhaushaltsmitteln ab. CT-Anlagen verfügen über eine große Anzahl von dazugehörigen Softwareprogrammen (medizinische Untersuchungsapplikationen).
Die Auswahl bei der Beschaffung und beim Betrieb einer vernetzten CT-Anlage richtet sich nach der strategischen Entwicklung des Krankenhauses. Die Festlegung auf eine bestimmte CT-Anlage (Spiral-CT, sequenzielles CT) hängt von der spezifischen Situation der zu untersuchenden Patienten, den diagnostischen Anforderungen bei der Spezialisierung der Gesundheitseinrichtung, den Vorlieben des radiologischen Facharztpersonals und den zur Beschaffung eines CT zur Verfügung stehenden Finanzhaushaltsmitteln ab. CT-Anlagen verfügen über eine große Anzahl von dazugehörigen Softwareprogrammen (medizinische Untersuchungsapplikationen).
Tabelle 1 stellt eine beispielhafte Übersicht bekannter am Markt befindlicher CT-Systeme dar. Eine Zusammenfassung mit jährlicher Aktualisierung zu CTs mit Vergleich vieler weiterer Anlagen und den Nutzungsmöglichkeiten sind im Jahreskatalog 2023 der „Radiologie Technik & IT-Systeme” aufgeführt.