MRT-Geräte arbeiten mit KI

Schärfer, schneller, schonender

Das ist die Zukunft: Zwei neue MRT-Geräte im Klinikum Braunschweig arbeiten mit künstlicher Intelligenz (KI). Dies ermöglicht hohe Messgeschwindigkeiten bei gleichzeitig bester Bildqualität.

Autorin: Susanna Bauch

Freude über die Neuanschaffung, die eine qualitativ deutlich bessere Bildgebung als bisher ermöglicht: Prof. Dr. Philipp Wiggermann mit der Mitarbeiterin Gabriele Schmeling aus der Abteilung.

Schnellere, präzisere Aufnahmen, weniger Stress für Patientinnen und Patienten und eine kürzere Untersuchungszeit bei gleichbleibend hoher Qualität: Zwei neue Magnetresonanztomografen im neuen Interdisziplinären Notfallzentrum des Klinikums Braunschweig sorgen für einen „technologischen Quantensprung“, betont Prof. Dr. ­Philipp Wiggermann, Chefarzt der Radiologie und Nuklearmedizin am Klinikum Braunschweig. Diese sind aber nicht nur technisch auf dem höchsten Stand, „die Geräte sind ergonomisch, moderne Lichttechnik und große Fenster ermöglichen einen guten Blick auf Patientin und Patient, auch die Luft- und Lärmsituation ist mit den neuen MRTs bedeutend angenehmer.“

Ab Herbst soll zudem eine auf Künstlicher Intelligent basierende Technologie integriert werden, die nach Aussage des Herstellers Siemens Healthineers Messzeiten um bis zu 73 Prozent verkürzt – eine MRT der Gallengänge etwa wird dann drei- bis viermal mal so schnell erstellt, und das bei gleichbleibend hoher Bildqualität. „Der Wechsel ist ein echter Quantensprung für unsere Abteilung. Die neuen Bedienoberflächen der Geräte beanspruchen natürlich einen gewissen Gewöhnungszeitraum für die Anwendenden, sorgen dafür aber künftig auch für mehr Einheitlichkeit und Konsistenz im Klinikalltag“, so Prof. Dr. Wiggermann. Mitarbeitende müssten nicht länger unterschiedliche Systeme bedienen.

Für das Patientinnen und Patienten „in der Röhre“ ergeben sich durch die Anschaffung etliche Vorteile. Es können die gleichen aussagekräftigen Bilder in weitaus kürzerer Zeit erstellt werden. Zudem können die Untersuchungen bei freier Atmung durchgeführt werden – hochmoderne Technologie rechnet die Bewegungen des Körpers heraus, sodass trotzdem verlässliche Bilder entstehen.

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Prozent weniger zeitaufwendig sind MRT-Untersuchungen mit den neuen KI-gestützten Geräten.

Kürzere Wartezeiten für MRT-Untersuchung

Die Verkürzung der Untersuchungszeit ist besonders wertvoll für Menschen, die sich im MRT-Scanner unwohl fühlen: Das ist beispielsweise bei Kindern häufig der Fall. Eine weitere positive Folge ist, dass sich die Wartezeiten auf einen Termin reduzieren. „Konnten bislang rund 30 Menschen pro Tag untersucht werden, schaffen wir künftig 40 bis 45. Und auch wir können personaleffizienter arbeiten“, sagt der Radiologe.

Auch schärfer sollen die Bilder der neuen MRT-Geräte werden – trotz der starken Verkürzung der Aufnahmezeit, denn es werden deutlich weniger Datenpunkte aus dem Körper für ein klares und präzises Ergebnis benötigt. Prof. Dr. Wiggermann betont, dass die Beurteilung der Ergebnisse nach wie vor ausnahmslos den Medizinerinnen und Medizinern obliege.

„Die künstliche Intelligenz unterstützt künftig bei der Bildberechnung und bei der Bildentstehung – nicht bei der Bild­interpretation.“

Alle Vorteile der neuen MRTs werden nicht ab Tag eins vollständig genutzt werden können. „Das sind hochkomplexe Maschinen, zusätzlich bestückt mit Hochleistungsrechnern, die Feinjustierung bei der Anwendung in der Praxis dürfte ein paar Wochen in Anspruch nehmen“, betont Prof. Dr. Wiggermann. Die zuständigen Mitarbeitenden werden schrittweise in die Handhabung der neuen Bedienoberfläche eingeführt. „Die Herausforderung wird sein, die Geräte während des laufenden Betriebs in den Klinikalltag zu integrieren.“

Bildgebende Verfahren

Bildgebende Verfahren stellen Strukturen, Gewebe oder Funktionen des menschlichen Körpers mithilfe medizintechnischer Geräte visuell dar. Sie sind unverzichtbar für die Diagnostik von Erkrankungen in allen medizinischen Fachgebieten. Für eine optimale Sichtbarkeit wird häufig ein Kontrastmittel verabreicht, etwa eine jodhaltige Lösung.

Bildgebung kann Projektionsbilder erzeugen mit geschichteten Strukturen, aber auch sogenannte Schnittbilder, die jeweils einzelne Körperschichten zeigen. Neben Momentaufnahmen sind auch Videoaufzeichnungen und dreidimensionale Darstellungen möglich. Inzwischen kommen auch KI-gestützte Verfahren zum Einsatz. Medizinisch sinnvoll sind häufig kombinierte Verfahren wie PET-CT, SPECT-CT und PET-MRT.

Röntgen (Röntgenstrahlung)

  • zum Beispiel konventionelles Röntgen
  • zum Beispiel Computertomografie/CT
  • zum Beispiel Angiografie

Ultraschall/Sonografie (Schall in einem definierten Frequenzbereich)

  • zum Beispiel Dopplersonografie
  • zum Beispiel Kontrastmittelverstärkter Ultraschall/CEUS

Magnetresonanztomografie/MRT (Magnetfelder und Radiowellen)

  • zum Beispiel funktionelle Magnetresonanztomografie/fMRT
  • zum Beispiel Magnetresonanzangiografie/MRT-Angiografie

Nuklearmedizin (Injektion von Radiopharmaka)

  • zum Beispiel Szintigrafie
  • zum Beispiel Positronenemissionstomografie/PET
  • zum Beispiel Single-Photon-Emissions-Computertomografie/SPECT

Weitere Verfahren

  • zum Beispiel Thermografie
  • zum Beispiel Spektografie

Beschleunigte Magnetresonanztomografie

Die Magnetresonanztomografie wird auch Kernspintomografie genannt. Mithilfe von Magnetfeldern lassen sich Bilder vom Inneren des Körpers erstellen. MRT-Bilder werden mit einem Magnetresonanztomografen erzeugt – ein röhrenförmiges Gerät, in das der Patient oder die Patientin auf einer Liege hineingeschoben wird. In der Röhrenwand liegen elektrische Spulen, die ein sehr starkes Magnetfeld mit pulsierenden Radiowellen erzeugen.

Die Kerne von Wasserstoffatomen im Körper werden durch dieses Magnetfeld in Reih und Glied ausgerichtet – ähnlich einer Kompassnadel, die mit einem Magnet gelenkt werden kann. Radiowellen sorgen dafür, dass sich diese Ausrichtung der Atomkerne kurz ändert. Dabei entstehen Signale, die sich je nach Zusammensetzung des Gewebes unterscheiden. Ein Computer rechnet die unterschiedlichen Signale dann in Schwarz-Weiß-Bilder um. Bei jeder MRT-Untersuchung werden Hunderte Bilder der jeweils zu untersuchenden Körperregion in millimeterdünnen Schichtaufnahmen erstellt, um so krankhafte Prozesse oder Funktionsstörungen im Körper diagnostizieren zu können.

Im Bereich der MRT wird die Bildqualität durch das Verhältnis zwischen Scandauer, Auflösung und Bildrauschen definiert. Wird eine dieser Komponenten verbessert, so bedeutet dies in der Regel einen Kompromiss bei einer der anderen. Die neue KI-Anwendung Deep Resolve, eine Technologie zur Rekonstruktion klinischer Bilder, soll dieses Dilemma auflösen: Sie ermöglicht es medizinischem Fachpersonal, eine deutlich kürzere Untersuchungszeit zu wählen – bei gleichbleibender Auflösung und reduziertem Rauschen –, und erlaubt, die Bildqualität dennoch zu steigern.

Informative Links

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