Medizintechnik: Beispiele und Entwicklung moderner Diagnostik

Der Bereich der Medizintechnik ist vielfältig und hochinnovativ. Gerade in Bezug auf die medizinischen Geräte zur Diagnose verschiedenster Krankheiten entwickelte sich die Technik in den letzten Jahren in einem atemberaubenden Tempo weiter.

Schaut man sich auf den Fachmessen um, so entdeckt man auf jeder einzelnen neue technische Innovationen. Sie unterstützen die Diagnose des Arztes und machen dabei Dinge im Körper sichtbar, ohne dass ein medizinsicher Eingriff nötig wäre.

Welche Bedeutung hat Software in der Medizintechnik?

Der Begriff der “medizinischen Geräte” gilt dabei eher als Oberbegriff. Darunter ist das Skalpell ebenso wie der Magresonanztomograph (MRT) geführt.

Nimmt man sich die Geräte der bildgebenden Diagnostik (vor allem Ultraschall, Röntgen und MRT) aus der Gruppe der medizinischen Geräte heraus, so lassen sich im Wesentlichen folgende technischen Entwicklungen vereinfacht herausarbeiten:

Die Geräte

• sind leistungsfähiger,
• sind schneller,
• liefern bessere Bilder,
• sind komfortabler und erheblich Patientenfreundlicher,
• speichern Bilder digital, was eine
• anschließende Aufbereitung der Aufnahmen ermöglicht.

Die digitale Bildbearbeitung im Anschluss an die Röntgen-, Ultraschall- oder Magnetresonanzaufnahme erlaubt Einsichten in den Körper, die es zuvor nicht gab.

Konnte man vor wenigen Jahren das ungebohrene Kind im Mutterleib in 3D ansehen, so ist heuzutage die 3D-Darstellung bestimmter Körperareale in Echtzeit möglich.

Des Weiteren kann man durch die digitalen Aufnahmen die Bilder so bearbeiten, dass der Arzt bessere Bildergebnisse erhält. Dabei ist etwa die Strahlendosis bei Röntgengeräten gegenüber älteren Geräten erheblich reduziert.

Was sind die Vorteile für Ärzte und Patienten?

Diese technischen Errungenschaften kommen den Patienten zugute, indem sie nicht mehr so lange auf Termine warten und schneller valide Diagnosen erhalten.

Darüber hinaus müssen sie im Rahmen eines digitalen Patientenmanagements weniger unnötige Doppeluntersuchungen durchführen.

Für einige Ärzte ist es nicht nötig, ständig neue Medizintechnik anzuschaffen, da sich in seinem Betätigungsfeld ältere medizinische Geräte eignen.

Wie Sie trotz Raumangst eine MRT-Untersuchung meistern

Bei Klaustrophobie kann es sehr belastend sein, mit dem Kopf oder den Füßen voran in die Röhre eines Magnetresonanztomografen (MRT) gefahren zu werden.

Bei dieser Untersuchung müssen Sie als Patient bis zu 30 Minuten in der Röhre liegen und sich ruhig verhalten.

Wenn Sie diese Ängste vorher mit Ihrem Arzt und dem Radiologisch-Technischen Assistenten (RTA) besprechen, erhalten Sie die erforderlichen Untersuchungsergebnisse, indem Sie Folgendes ausprobieren:

• Kommen Sie frühzeitig zur Untersuchung – Dadurch haben Sie ausreichend Zeit, sich mit dem Ablauf der Untersuchung vertraut zu machen.
• Finden Sie einen Weg zur Selbstberuhigung – Eine Reihe von Techniken hilft bei der Beruhigung. Dazu gehören zum Beispiel Augenbinden, Kopfhörer, ein kalter Waschlappen auf Ihrer Stirn oder beruhigende Musik.
• Bringen Sie einen Freund mit – Ein Freund begleitet Sie in den MRT-Raum und hält eine Hand oder einen Fuß. Wenn Sie sich für ein Beruhigungsmittel entscheiden, kann Sie diese Person nach Hause fahren.
• Sprechen Sie – Bitten Sie den Radiologisch-Technischen Assistenten, während der Untersuchung mit Ihnen zu sprechen oder kurze Pausen einzulegen. Sie dürfen während der Untersuchung sprechen.
• Ziehen Sie ein Beruhigungsmittel in Betracht – Verschreibungspflichtige Medikamente wie Lorazepam (z. B. Tavor®) können helfen.
• Nutzen Sie ein offenes MRT – Diese Geräte sind weniger beengend und entweder an drei Seiten offen oder kürzer und größer im Durchmesser. Jedoch sind diese Geräte nicht überall verfügbar und ihre Bildqualität ist unter Umständen nicht so gut.

In Extremfällen versetzt ein Anästhesist Sie in Narkose.

Welche bildgebenden Verfahren gibt es in der Medizintechnik?

Mehr als 100 Jahre nach ihrer Entdeckung bleibt die Röntgendiagnostik eine wertvolle Diagnosemethode. Die Röntgenaufnahme des Brustkorbs gilt als eines der am häufigsten benutzten Bilddiagnostik-Verfahren.

Röntgenaufnahmen decken Veränderungen im Körpergewebe auf, wie zum Beispiel Knochenerkrankungen oder Tumore in der Lunge oder in der Brust. Auch den Magen-Darm-Trakt bildet man damit ab.

Zusätzlich zum Röntgenverfahren stellt die moderne Computertomographie das Innere des menschlichen Körpers genauer dar.

Zu den häufigsten Untersuchungsmethoden, mit denen Ärzte einen Abschnitt des Körpers Schicht für Schicht abbilden, gehören:

• Ultraschall (Sonographie)
• Computertomographie (CT)
• Kernspintomographie (Magnetresonanztomographie, NMR, MRI)

Die moderne bildgebende Medizintechnik ermöglicht Ärzten, Ansichten des menschlichen Körpers zu erhalten, die sonst undenkbar wären.

Ultraschall (Sonographie)

Ultraschallverfahren benutzen keine Strahlung. Stattdessen setzt man mit ihnen einen hochfrequenten Schall und eine ausgefeilte Computerauswertung ein.

Der Ultraschall stellt die Bewegung in inneren Organen ebenso dar wie die Bewegung eines Fötus in der Schwangerschaft oder das Strömen des Blutes durch ein Gefäß.

Ultraschall eignet sich besonders, um Informationen über Form, Beschaffenheit und Zusammensetzung von Tumoren und Zysten zu liefern.

Viele Ärzte setzen ihn ein, um Bauchorgane (Niere, Leber, Bauchspeicheldrüse und Gallenblase) zu untersuchen, aber auch Brust, Gebärmutter, Eierstöcke, Prostata und Schilddrüse.

Darüber hinaus wendet man in der Herzdiagnostik den Ultraschall zur Beurteilung der Herztätigkeit an (Echokardiographie). Ärzte benutzen die Ultraschall-Diagnostik zunehmend, um Verengungen (Stenosen) von Blutgefäßen zu entdecken.

Die großen Halsgefäße (Karotisarterien) untersucht man häufig per Ultraschall, um ein mögliches Risiko eines Schlaganfalls einzuschätzen.

Bei der Diagnostik erweiterter Arterien (z. B. bei Aortenaneurysmen) hilft diese Methode ebenfalls. Ultraschalluntersuchungen gelten als schmerzfrei.

Während Sie entspannt auf dem Untersuchungstisch liegen, platziert der Mediziner ein stabförmiges Gerät (Transducer) auf Ihrem Körper. Es sendet unhörbare Schallwellen aus, die es zum Transducer zurück sendet.

Diese reflektierten Schallwellen setzt ein Computer in ein bewegtes Bild um. In den meisten Fällen dauert eine solche Untersuchung weniger als 30 Minuten.

Computertomographie (CT)

Ein Computertomogramm erlaubt dem Arzt, ein Organ in zweidimensionalen „Schnitten“ zu betrachten. Bei dieser Methode sendet man eine Reihe von sehr feinen Röntgenstrahlen durch den Körper.

Eine prozessorgesteuerte Bildverarbeitung, die im Takt von Sekundenbruchteilen arbeitet, setzt aus den Meßwerten Bilder zusammen.

Diese medizinische Technik liefert detaillierte Querschnittsbilder der Arme und Beine, des Gehirns sowie der Brust- und Bauchorgane.

CT-Aufnahmen sind besonders hilfreich bei der Diagnose von Tumoren, Blutungen oder Infektionen innerhalb großer Organe. Um das zu untersuchende Gebiet besser abzubilden, benutzen die Ärzte fast immer ein Kontrastmittel zu einer Art „Anfärbung“.

Man spritzt das Kontrastmittel in eine Vene oder schluckt es bei Bauchuntersuchungen. CT-Aufnahmen sind schmerzlos und dauern im Allgemeinen weniger als zehn Minuten.

Sie liegen lediglich still auf einem beweglichen Tisch, der in eine lange Röhre gleitet, wo man die Aufnahmen macht. Noch schneller geht es mit Spiral-Computertomographen, die den gesamten Körper in 30 Sekunden erfassen.

Hohe Strahlenbelastung bei Ganzkörper-CTs

Einige Kliniken bieten ihren Patienten vermehrt die Möglichkeit zu Ganzkörper-Scans in einem Computertomografen (CT) an.

Diese Diagnosemethode spürt Krebsleiden oder Herzkrankheiten besser auf. Bisher ist eine gute Vorhersagequalität jedoch nicht bewiesen.

Strahlenmediziner der Columbia-Universität in New York warnten im September 2004 im Fachmagazin Radiology vor einem nicht unerheblichen Strahlenrisiko.

Auch ein CT arbeitet mit Röntgenstrahlen.

Die Strahlendosis, so die Experten, ist etwa so hoch wie diejenige, der die Überlebenden der Atombombenabwürfe in Hiroshima oder Nagasaki ausgesetzt waren.

Und bei diesen stieg beispielsweise die Krebsrate später deutlich an.

Eine einzelne Ganzkörper-Untersuchung steigert Ihr Krebsrisiko insgesamt um 0,08 Prozent.

Das ist kein Grund zur Panik, aber auf jeden Fall ein Grund, sich nicht öfter untersuchen zu lassen als unbedingt nötig.

Bei normalen Röntgenuntersuchungen oder einem Teilkörper-CT liegt die Strahlendosis um den Faktor 100 niedriger als bei einem Ganzkörper-Scan.

Wie funktioniert die Kernspintomographie?

Das zylindrisch aussehende Kernspintomographie-Gerät benutzt keine Röntgenstrahlung. Stattdessen erzeugt ein Computer Schichtaufnahmen des Gewebes aus Daten eines starken Magnet- und Radiowellenfeldes. Diese Bilder kann man aus jeder Ebene oder Richtung betrachten.

Untersuchungen des Gehirns, des Halses, des Rückenmarks und der Weichteilgewebe sind die Stärken der Kernspintomographie. Sie eignet sich besonders für die Beurteilung von Gelenk-, Muskel- und Knochenerkrankungen.

Während der Untersuchung, die zwischen 15 und 60 Minuten dauert, liegen Sie auf einem beweglichen Tisch innerhalb des Geräts. Die Untersuchung ist laut, sodass Sie meist Ohrenstöpsel ausgehändigt bekommen.

In einigen Fällen spritzt der Arzt ein Kontrastmittel in die Vene, um bestimmte Bilder zu verstärken. Wegen des Magnetfeldes eignet sich die Kernspintomographie nicht für Personen, die einen Herzschrittmacher oder andere elektrische Geräte oder Metallteile in ihrem Körper tragen.

Für Personen mit Raumangst (Klaustrophobie) könnte eine Kernspintomographie problematisch sein. Es gibt jedoch Medikamente, die in solchen Fällen helfen. Darüber hinaus gibt es halboffene, aber zeitaufwändige Geräte.

Radioaktive Kontrastmitteln

Neben NMR, CT, Ultraschall und Röntgen existieren weitere Verfahren. Zu diesen gehört die Szintigraphie (Radionukliddiagnostik).

Man setzt sie ein, um Funktionen von Geweben und Organen und weniger ihre Struktur abzubilden.

Dies erreicht man, indem man dem Patienten kleine Mengen radioaktiven Materials verabreicht (meist durch Injektion).

Während das radioaktive Material bestimmte Orte oder Organe passiert, werden Bilder hergestellt.

Zu den nukleardiagnostischen Verfahren gehören unter anderem die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und SPECT (single photon emission computed tomography).

Was ist virtuelle Koloskopie?

Die Idee, dass jemand die Innenseite Ihres Darms mittels computergesteuerter Bilder von außen untersucht, klingt möglicherweise befremdlich. Aber genau daran arbeiten Forscher unter anderem in der Mayo Clinic.

Eine moderne Untersuchungsmethode

Die CT (Computertomographie)-Koloskopie, auch bekannt unter der Bezeichnung virtuelle Koloskopie, ist eine Untersuchungsmethode im Experimentierstadium.

Dabei fertigt das Gerät eine schnelle zweiminütige CT-Aufnahme – im Prinzip eine hochempfindliche Röntgenaufnahme – Ihres Bauches an. Computerbildtechniken erzeugen eine multidimensionale Ansicht des Dickdarms.

Dieses Verfahren ermöglicht es Ärzten, den Darm einer gründlichen Inspektion zu unterziehen. Sie stellen fest, ob Abnormitäten harmlos sind oder entfernt werden müssen.

Vor der CT-Aufnahme muss man den Darm von jeglichem Stuhl entleeren, sodass man ihn mit Luft aufblasen kann.

Die Wissenschaftler arbeiten daran, die CT-Aufnahme erfolgreich ohne die übliche Vorbereitung des Darmes durchzuführen.

Die Forscher der Mayo Clinic teilen mit, dass erste Daten über die Genauigkeit der virtuellen Koloskopie ermutigend sind.

Zur Zeit nimmt die Mayo Clinic an einer Drei-Jahres-Studie teil. Sie vergleicht die virtuelle Koloskopie mit anderen Früherkennungsuntersuchungen des Dickdarms.

Von den Ergebnissen der Studie hängt ab, ob man die virtuelle Koloskopie als weitere Früherkennungsuntersuchung des Dickdarms anwenden kann. An verschiedenen Universitätskliniken in Deutschland untersucht man derzeit die Möglichkeiten der virtuellen Koloskopie.