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 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.

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.

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)

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)

Je nach Art des medizinischen Scanners können zwei verschiedene Arten von Flüssigkeitskühlsystemen eingesetzt werden:

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.

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.