Nachhaltigkeit

Weniger Stromverbrauch in der MRT – in drei Schritten

Unter den modernen bildgebenden Verfahren ist die Magnetresonanztomographie (MRT) wohl die energieintensive Technologie in der klinischen Routine. Um in seinen MRT-Abteilungen Strom zu sparen, verfolgte ein Netzwerk von Radiologiepraxen einen dreistufigen Ansatz.

3min

Doris Pischitz

Veröffentlicht am February 26, 2024

Wäre die Gesundheitsbranche ein Land, wäre sie der fünftgrößte Treibhausgasemittent der Welt [1]. In radiologischen Praxen können allein die bildgebenden Geräte mehr als 19 Prozent der Energiekosten ausmachen [2].

Kohlendioxidemissionen und Stromkosten sind zwei Seiten derselben Medaille. Schon als 2019 ein neues MRT-System an einem seiner Münchner Standorte installiert wurde, implementierte das Team von DIE RADIOLOGIE Produktivitätslösungen, um jede verbrauchte Kilowattstunde (kWh) bestmöglich zu nutzen. Als die Energiepreise in Europa nach dem Ausbruch des Ukraine-Krieges in die Höhe schnellten, gingen sie noch einen Schritt weiter.

Wir haben uns angesehen, wo in der radiologischen Abteilung der größte Energieverbrauch anfällt – und der größte Energiefresser ist die MRT.
Prof. Dr. med. Mike Notohamiprodjo, Geschäftsführer, DIE RADIOLOGIE, München

Schritt 1: Umsetzung von Eco-Protokollen

Als erste Sofortmaßnahme hat DIE RADIOLOGIE viele Protokolle verkürzt, ohne jedoch die Patient*innenversorgung zu beeinträchtigen. MRT verbraucht umso mehr Energie, je länger die Scanzeit ist [3]. Es wurde ein eigens zur Senkung des Stromverbrauchs entwickelter „Eco“-Protokollsatz mit häufig verwendeten Protokollen implementiert. Vor allem bei muskuloskelettalen Scans, die einen Großteil der Untersuchungen ausmachen, verkürzte das Netzwerk seine Scanzeiten durch Optimierung der Messprotokolle pro Sequenz um 30 Sekunden bis eine Minute. Diese Zeitersparnis spart unmittelbar Strom ein und ermöglicht einen höheren Durchsatz von Patient*innen.

Zeitersparnis durch kürzere Protokolle

DIE RADIOLOGIE

: Entstanden aus einem Zusammenschluss erfahrener Fachpraxen, bietet das größte eigentümergeführte Praxisnetz Deutschlands ein umfassendes Versorgungskonzept an über 20 Standorten im Großraum München. Die Versorgung erfolgt durch ein Team von über 70 erfahrenen Ärzt*innen und kompetenten Mitarbeiter*innen. DIE RADIOLOGIE bietet zusammen mit DIE NUKLEARMEDIZIN und DIE STRAHLENTHERAPIE individuelle Prävention, Diagnostik und Therapie aus einer Hand. Je nach Standort bieten die einzelnen Praxen Magnetresonanztomographie, Computertomographie und digitales Röntgen, Ultraschalluntersuchungen, nuklearmedizinische Untersuchungen und Knochendichtemessungen an. DIE RADIOLOGIE ist auch Partner im deutschen Mammographie-Screening-Programm.
: Bei der Analyse ihres ökologischen Fußabdrucks entdeckte DIE RADIOLOGIE noch weitere Möglichkeiten für Einsparungen. Zwischenzeitlich ist das Netzwerk weitgehend papierlos geworden. Die Bildgebungs-CDs für Patient*innen und Zuweiser*innen wurden durch ein Webportal ersetzt. Wo immer es möglich war, ohne die empfindliche Technik oder den Komfort von Patient*innen und Personal zu beeinträchtigen, wurde die Raumtemperatur gesenkt. Wenn ein Raum gerade nicht genutzt wird, wird die Beleuchtung ausgeschaltet. Als weitergehende Maßnahme überlegt das Netzwerk derzeit auch Photovoltaikanlagen an mehreren seiner Standorte zu installieren.

Schritt 2: Verwendung des Eco Power Mode

DIE RADIOLOGIE führte zusammen mit Siemens Healthineers eine Analyse ihrer installierten Basis durch und begann dann, den softwarebasierten Eco Power Mode zur Optimierung der Kühlzyklen ihrer Systeme zu nutzen. Der Eco Power Mode senkt den Stromverbrauch des MRT-Systems, wenn das System im Standby-Modus oder ganz ausgeschaltet ist. Zwischen 60 und 70 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs eines MRT-Systems entfallen auf die Kühlung des Magneten. Das ist aber nicht nötig, wenn das System nicht in Betrieb ist¹, wie etwa nachts oder an Wochenenden. Eine genaue Überwachung der Heliumwerte zeigte, dass diese durch die Kompressorzyklen nicht beeinträchtigt wurde. Der Energieverbrauch während der Leerlaufzeiten pro Scanner sank aber um 30 Prozent jährlich. Das entspricht dem Stromverbrauch von vier Zwei-Personen-Haushalten.

Nachhaltigkeit in der MRT

Die MRT spielt eine wesentliche Rolle bei der Diagnose zahlreicher Krankheiten und unterstützt Mediziner*innen auf der ganzen Welt bei der täglichen Betreuung ihrer Patient*innen. Uns ist bewusst, dass die MRT zu den energieintensivsten Modalitäten in der Radiologie gehört. Deshalb sehen wir uns bei Siemens Healthineers in der Verantwortung, technologische Lösungen anzubieten, die den ökologischen Fußabdruck in der MRT verringern und zu einer nachhaltigeren Zukunft im Gesundheitswesen beitragen.

Die Tabelle zeigt eine jährliche Energieeinsparung von 9.762 kWh im Eco-Power-Modus, die zu einer monetären Einsparung von 4.881 € und einer CO2-Einsparung von 4.237 kg führt.

Wir haben festgestellt, dass wir im Eco Power Mode etwa 30 Prozent an Energiekosten sparen. Das hat uns überzeugt. Wir haben nun alle unsere Systeme auf die neue Software umgestellt.
Prof. Dr. med. Mike Notohamiprodjo, Geschäftsführer, DIE RADIOLOGIE, München

Schritt 3: Einführung künstlicher Intelligenz

Um noch weitere Zeiteinsparungen bei den Protokollen zu erzielen, wurde schließlich künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt. Die auf Deep Learning basierenden Algorithmen von Deep Resolve Boost verkürzen Messzeiten, verbessern die Bildqualität und überwinden damit auch die Zielkonflikte des „heiligen Dreiecks“ aus Zeit, Signal-Rausch-Verhältnis und Auflösung. Zur Bewertung der Ergebnisse zog DIE RADIOLOGIE exemplarisch eines ihrer MAGNETOM Sola Systeme heran. Sie maß erneut den Energieverbrauch und untersuchte gemeinsam mit Siemens Healthineers die Protokolle sowie die Scanzeit im Verhältnis zum Stromverbrauch. So konnten die Messzeiten noch weiter verkürzt und die Matrix im Vergleich zu den zuvor optimierten Protokollen vergrößert werden, was für noch bessere Bildqualität sorgte.

Was ist eine „Matrix“ in der MRT?

Die Matrix ist das Pixelgitter, aus dem das Bild besteht. Je größer die Matrix, desto mehr Pixel hat das Bild. Weil sich mehr Pixel im selben Sichtfeld befinden, ist jedes Pixel kleiner und die resultierende Auflösung entsprechend höher.

Zeitersparnis mit Deep Resolve Boost

Gesamtergebnisse

Zusammen führten die Auswertung der installierten Scanner und verkürzte Protokolle, Eco Power Mode und KI-gestützte Bildverarbeitung zu einer deutlichen Stromersparnis bei besserer Bildqualität und höherem Durchsatz von Patient*innen. DIE RADIOLOGIE evaluiert derzeit die Größe ihrer Flotte und geht davon aus, dass sie auf jedem Scanner mehr Untersuchungen durchführen wird. Die Umsetzung aller Maßnahmen in der gesamten installierten Basis von 12 MRT-Systemen von Siemens Healthineers führt zu jährlichen Kosteneinsparungen von 250.000 Euro und einer beeindruckenden CO2-Einsparung von 216 Tonnen. Das entspricht 17 Zwei-Personen-Haushalten.

Konsolidierte Reduzierung der Scanzeit

Mehr erfahren: Nachhaltigkeit bei Siemens Healthineers

Von Doris Pischitz

Doris Pischitz ist Redakteurin in der Unternehmenskommunikation bei Siemens Healthineers. Das Team ist spezialisiert auf Themen rund um Gesundheit, Medizintechnik, Krankheitsbilder und Digitalisierung.

[1] Health care’s climate footprint. Health Care Without Harm Climate-smart health care series Green Paper Number One. Produced in collaboration with Arup. September 2019. Letzter Zugriff 15. Januar 2024

[2] COCIR Guidelines for users on saving energy. Letzter Zugriff 15. Januar 2024

[3] Heye T, Knoerl R, Wehrle T, Mangold D, Cerminara A, Loser M, et al. The Energy Consumption of Radiology: Energy- and Cost-saving Opportunities for CT and MRI Operation. Radiology 2020; 295:593–605.

CO₂-Berechnungen basieren auf Entwicklung des CO₂-Emissionsfaktors für den Strommix in Deutschland in den Jahren 1990 bis 2022. Letzter Zugriff 18. Januar 2024

¹ Das Ausschalten des Scanners hat keinen Einfluss auf die Nennstärke seines Magnetfelds. Daher sind auch bei ausgeschaltetem Scanner weiterhin die lokalen MRT-Sicherheitsvorkehrungen in der Abteilung zu befolgen.

Dr. Notohamiprodjo erhält erhält im Zuge einer Kollaboration finanzielle Gegenleistung von Siemens Healthineers.

Die hierin enthaltenen Aussagen basieren auf Ergebnissen, die von Siemens Healthineers Kunden in deren jeweiligem spezifischem Nutzungsumfeld erzielt wurden. Da es kein „typisches“ Krankenhaus gibt und die Resultate von verschiedenen Variablen abhängen (z. B. der Größe des Krankenhauses, dem Behandlungsspektrum und dem Grad der IT-Integration), gibt es keine Garantie dafür, dass andere Kunden dieselben Ergebnisse erzielen werden.