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Eine Geschichte voller Innovationen
Von Kopf bis Fuß (1971 – 1980)
Die Geschichte der Computertomographie bei Siemens beginnt denn auch mit einer Reise der Entwicklungschefs nach London. In der Grundlagenforschung bei Siemens in Erlangen wird noch 1972 eine eigene CT-Entwicklungsabteilung eingerichtet, und schon 1975 bringt Siemens seinen ersten Computertomographen auf den Markt: Der Schädelscanner SIRETOM erzeugt Schnittbilder des Gehirns und benötigt pro Scan einer Doppelschicht knapp fünf Minuten. Bereits zwei Jahre später dauert eine Kopfaufnahme mit einem Siemens-Ganzköperscanner nur noch fünf Sekunden. Und auch Untersuchungen von Leber, Darm und Gelenken sind möglich.

Sir Godfrey Hounsfield, der Erfinder der Computertomographie.

Schädelaufnahme mit dem Siemens-Prototyp, 1974.

Das Mess-System des SIRETOM, 1974.

Schaltplatz des SIRETOM im Universitätsklinikum Frankfurt.


Kontrastmittelfreie Unterleibsaufnahme mit SOMATOM 1977.

Untersuchungsvorbereitung SOMATOM 2, 1979.

Sir Godfrey Hounsfield, der Erfinder der Computertomographie.
Die Zeiten ändern sich (1981 – 1990)
Deutlich höhere Geschwindigkeit bedeutet deutlich mehr Daten. Zur Übertragung nutzt Siemens ein optoelektronisches System. Auch die anderen Komponenten des SOMATOM Plus sind an die höhere Geschwindigkeit angepasst: Die Röntgenröhre leistet doppelt so viel wie bisherige Röhren und kühlt wesentlich schneller ab.

Abbildung eines Lungenkarzinoms, 1980.



Schleifringtechnologie im SOMATOM Plus, 1987.

Unterleibsaufnahme, 1988.
Paradigmenwechsel (1991 – 2000)
Die enormen Datenmengen der Spiral-CT lassen sich ab Mitte der 1990er-Jahre erstmals dreidimensional darstellen. Ebenfalls einzigartig sind Detektoren aus Ultra Fast Ceramics (UFC), die das bisher verwendete Xenon-Gas ersetzen, die Röntgenstrahlen nahezu vollständig absorbieren und sie vergleichsweise verlustfrei in elektrische Signale umwandeln. In Kombination mit immer fortschrittlicher Software führt dies auch zu deutlich geringeren Strahlendosen.
1998 geht Siemens mit der Einführung der Mehrschicht-CT einen weiteren Schritt. Sie teilt den Detektor in mehrere Zeilen, die die Signale der Röntgenröhre voneinander unabhängig verarbeiten und deshalb mehrere Schichten pro Umdrehung aufnehmen. Ganze Organe können in hoher Auflösung abgebildet werden – und erstmals auch die Herzkranzgefäße.

Das weltweit erste Spiral-CT SOMATOM Plus-S, 1991.

Lungenaufnahme mit SOMATOM Plus 4, 1997.

Vorstellung des SOMATOM Volume Zoom auf dem RSNA 1998.

Abbildung der Herzkranzgefäße am Klinikum Großhadern, München, 1999.
Große Fortschritte (2000 – 2010)
Doch die Belastung für die Röntgenröhre durch Hitzeentwicklung bei langen Scans und die mechanische Belastung der Drehlager ist hoch. Abhilfe schafft die Straton-Röntgenröhre, eine Drehkolbenröhre. Bei dieser Bauweise rotiert die komplette Vakuumröhre. Das macht sie deutlich robuster und kompakter; zudem führt sie etwa zehnmal mehr Hitze ab.
Eine Revolution der Technik setzt dann eine komplette Neukonstruktion des CT-Grundgerüsts voraus: der erste Dual-Source-CT mit zwei Röhren-Detektor-Systemen. Das SOMATOM Definition benötigt zur Datensammlung pro Schicht einer 180-Grad-Rotation lediglich eine 90-Grad-Drehung. Kombiniert mit der Rotationszeit von nur 0,33 Sekunden ergibt sich eine zeitliche Auflösung von 0,083 Sekunden, zum Beispiel für gestochen scharfe Aufnahmen des bewegten Herzens.

Vergleich einer herkömmlichen CT-Röhre (rechts) mit Straton (links), 2004.

Herzaufnahme mit SOMATOM Sensation Cardiac 64, 2004.

Der erste Dual-Source-CT: SOMATOM Definition Gantry-Fertigung, 2006.

Dual-Source-CT: Schädel, Halswirbelsäule und Karotiden eines 59-jährigen Mannes, 2006.

Mit Dual Energy entstehen bei einem einzigen Scan zwei Datensätze mit unterschiedlichen Informationen. Fußaufnahme, Uniklinik München-Großhadern, 2007.
Die Technik ausreizen (2011 – 2020)
Um diese enorme Menge an dreidimensionalen Daten konstruktiv einzusetzen, entwickeln die Ingenieurinnen und Ingenieure neue Werkzeuge. Was ausgeklügelte Software kann, zeigen die Bilder des Cinematic Rendering. Gleichzeitig hält künstliche Intelligenz in der CT Einzug – und zwar sowohl in die Scan-Vorbereitung als auch in die Auswertung: Der myExam Companion unterstützt Anwender*innen bei der optimalen Vorbereitung des Scans, und der AI-Rad Companion Chest CT1 kann Radiolog*innen bei der Beurteilung von Ergebnisbildern entlasten.

Oben herkömmliches Detektorelement, unten Stellar Detektorelement, 2012.

Dual-Energy-Aufnahme mit SOMATOM Definition Edge, Universität Erlangen-Nürnberg, 2014.

SOMATOM Force in Mannheim, 2013.

Zusammen mit der auf 73,7 Zentimeter pro Sekunde gesteigerten Tischgeschwindigkeit kann der SOMATOM Force den kompletten Oberkörper eines Erwachsenen in unter einer Sekunde scannen. Universitätsmedizin Mannheim, 2013.

Schilddrüse und Knochen der Kopf- und Halsregion, dargestellt mit Cinematic Rendering im Jahre 2015. Radiologie im Israelitischen Krankenhaus, Hamburg.


Oben herkömmliches Detektorelement, unten Stellar Detektorelement, 2012.
Jedes Photon zählt (Seit 2021)
Ende der 2010er Jahre hat die Computertomographie ein Niveau erreicht, auf dem sich die Leistung herkömmlicher Systeme kaum noch steigern lässt. Das technische Potenzial ist aus physikalischen Gründen praktisch ausgeschöpft. Die Bildqualität kann mit der konventionellen Technik nicht mehr nennenswert verbessert, die Dosis nicht weiter reduziert werden. In der Vergangenheit hat Siemens Healthineers solche physikalischen Grenzen mit Hilfe von Erfindungen wie Spiral-CT oder Dual Source CT umgangen – und auch der nächste große Fortschritt kann nur mit einem völlig neuen Ansatz gelingen.
Bereits 2001 hat ein Team der Grundlagenforschung von Siemens Healthineers mit der Arbeit an einer CT-Technologie für die Zukunft begonnen. Ein neuartiges Detektormaterial hat das Potenzial, die Computertomographie mit einem Schlag auf eine neue Stufe zu heben: Kristalle aus Cadmiumtellurid, die die Photonen ohne Informationsverlust direkt in elektrische Signale umwandeln. Diese sogenannten photonenzählenden Detektoren „zählen“ jedes einzelne Photon, das den Körper einer Patientin oder eines Patienten durchdringt, und messen gleichzeitig dessen Energie. In den folgenden 20 Jahren entwickelt das stetig wachsende Projekt-Team zahlreiche neue Technologien und meldet mehr als 500 Patente zur photonenzählenden Computertomographie an. Im Herbst 2021 ist der weltweit erste photonenzählende Computertomograph schließlich bereit für den klinischen Einsatz: Siemens Healthineers präsentiert NAEOTOM Alpha am 16. November 2021 der Öffentlichkeit. Zahlreiche Fachleute sprechen von einer Neuerfindung der Computertomographie. In den Erfahrungsberichten der ersten Anwenderinnen und Anwender fallen Wörter wie „wirklich unglaublich“ und „Quantensprung“, die photonenzählende Technologie werde „die Computertomographie in ein neues Zeitalter der Medizin katapultieren.“

Das Herzstück des photonenzählenden Detektors ist die speziell für die Anforderungen der Computertomographie gezüchtete kristalline Verbindung Cadmiumtellurid.
Der auf den Namen SOMATOM CounT getaufte Prototyp des ersten photonenzählenden CT-Scanners.

Im November 2021 präsentiert Siemens Healthineers den weltweit ersten photonenzählenden Computertomographen: NAEOTOM Alpha.

Aufgenommen mit NAEOTOM Alpha, 2022.1 Mit freundlicher Genehmigung des Erasmus Medical Center, Rotterdam, Niederlande.
Zwei Jahre nach der Vorstellung des NAEOTOM Alpha sind bereits mehr als 500.000 Menschen mit der photonenzählenden CT gescannt worden – eine Zahl, die laut Siemens Healthineers in den kommenden zehn Jahren auf eine Milliarde ansteigen soll. „Die Zukunft liegt im Photon-counting“, sagt Philipp Fischer, der Leiter des Geschäftsgebiets Computertomographie bei Siemens Healthineers. „Wir sind bereit, in einen breiten Markt vorzudringen, den nächsten Schritt zu gehen und das Leben von Millionen Patientinnen und Patienten positiv zu beeinflussen.“ Auf dem Kongress der Radiological Society of North America (RSNA) 2024 stellt Siemens Healthineers die NAEOTOM Alpha-Klasse vor, mit der das Unternehmen die photonenzählende-Technologie für mehr Ärztinnen und Ärzte sowie Patientinnen und Patienten zugänglich zu machen möchte. „Mit der NAEOTOM Alpha Klasse machen wir einen bedeutenden Schritt nach vorn, um unser photonenzählendes CT-Portfolio weiter auszubauen“, betont Philipp Fischer. „Wir glauben, dass bis 2040 jedes CT ein photonenzählendes CT sein wird.“




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1Cinematic VRT wird für Kommunikations-, Bildungs- und Publikationszwecke empfohlen und ist nicht für diagnostisches Lesen gedacht.
Das (hier genannte) Produkt/die Funktion ist noch nicht käuflich zu erwerben. Aufgrund von medizinproduktrechtlichen Vorgaben kann die zukünftige Verfügbarkeit nicht zugesagt werden.
Die hierin enthaltenen Aussagen basieren auf Ergebnissen, die von Kundinnen und Kunden von Siemens Healthineers in deren jeweiligen spezifischen Nutzungsumfeld erzielt wurden. Es ist zu beachten, dass es kein „typisches“ Krankenhaus gibt und die Resultate von verschiedenen Variablen abhängen (wie z.B. der Größe des Krankenhauses, des Behandlungsspektrums, des Grads der IT Integration). Aus diesem Grunde ist nicht gewährleistet, dass andere Kundinnen oder Kunden dieselben Ergebnisse erzielen werden.