Schnell und strahlungsarm: Gamma-Kamera der neuesten Generation

Interview mit Prof. Wolfgang Burchert, Herz- und Diabeteszentrum NRW, Bad Oeynhausen

03.08.2015

 
Foto: Prof. Wolfgang Burchert

Prof. Wolfgang Burchert; © HDZ NRW

Bei einer Myokardszintigrafie verwenden Nuklearmediziner sogenannte Gamma-Kameras. Die Geräte zeichnen radioaktive Substanzen auf, die dem Patienten injiziert werden, und machen auf diese Weise Veränderungen im Herzmuskel sichtbar. Eine neuartige Gamma-Kamera kann nun schneller und strahlungsärmer Bilder aufnehmen.

Derzeit werden in Deutschland nur elf solcher Geräte in Kliniken und Praxen angewendet. Wir sprachen mit Prof. Wolfgang Burchert vom Herz- und Diabeteszentrum (HDZ) NRW in Bad Oeynhausen über die Vorteile, die diese Technik sowohl für Patienten als auch Ärzte bietet.

Herr Prof. Burchert, im HDZ NRW steht den Medizinern seit Kurzem eine Gamma-Kamera der neuesten Generation zur Verfügung. Was zeichnet dieses Gerät aus?

Wolfgang Burchert
: Die Gamma-Kamera des Typs Discovery NM 530 c des Herstellers GE Healthcare ist mit neuen Detektormaterialien ausgestattet und hat eine neuartige Abbildungsgeometrie, um tomografische Bilder zu erzeugen. Das führt zu einer vier- bis fünffachen Erhöhung der Empfindlichkeit, wodurch sich die Aufnahmezeit und die Menge der injizierten radioaktiven Flussmarker halbieren.

Das bedeutet, dass die Strahlenexposition nur halb so hoch ist wie bei einer konventionellen Gamma-Kamera. Dadurch, dass die Aufnahmen in der Regel nur fünf Minuten Zeit beanspruchen, werden weniger zum Teil unwillkürliche Bewegungen des Patienten aufgenommen, was Bildunschärfen entgegenwirkt. Aus dem Alltag kennt jeder diesen Effekt von einer normalen Fotokamera – wenn man lange belichtet – verwischen die Gegenstände und Personen bei schneller Bewegung.

Bei welchen Untersuchungen wird das Gerät im HDZ eingesetzt?

Burchert
: Diese Kamera ist speziell für die Myokardszintigrafie optimiert, bei der die Durchblutung des Herzmuskels nach einer körperlichen oder auch pharmakologischen Belastung dargestellt wird. Die Kamera nimmt per se das Herz des Patienten dreidimensional auf. Die Daten werden im Rechner in Schnittbildern rekonstruiert und dargestellt. Das Verfahren macht sichtbar, welche Herzmuskelareale unter Belastung mangeldurchblutet sind. Diese mangeldurchbluteten – ischämischen – Anteile des Herzmuskels sollten zur effektiven Behandlung der koronaren Herzkrankheit des Patienten dann mit Stents oder Bypässen versorgt werden.

Welche weiteren Vorteile bietet die neue Technik den Patienten konkret?

Burchert
: Das Gerät ist kein geschlossener Detektorring, sondern die Kamera-Detektoren sind in einem circa 25 cm Aufnahmekopf positioniert, der ca. ein 90 Grad Segment abdeckt. Die Kamera wird im Bereich des Herzens an den Patienten herangefahren. Das Gerät bewegt sich während der Bildaufnahme nicht. Die konventionellen Gammakameras drehen sich um den Patienten herum, um die verschiedenen Ansichten hinterher tomografisch zu rekonstruieren. Da die neue Kamera jedoch so aufgebaut ist, dass sie fortlaufend dreidimensional aufnimmt, muss sie nicht bewegt werden. Deswegen ist die Akzeptanz des Verfahrens bei Patienten erheblich größer als bei geschlossenen Untersuchungssystemen, bei denen sich viele Patienten eingeengt fühlen.

Foto: Prof. Wolfgang Burchert mit der neuen Gamma-Kamera

Die Gamma-Kamera bietet in der Herzdiagnostik viele neue Einsatz- und Forschungsmöglichkeiten; © HDZ NRW

Wie erleichtert oder beeinflusst die Gamma-Kamera die Arbeit eines Nuklearmediziners?

Burchert
: Die Technik schont die Zeitressourcen der Ärzte und bringt somit auch wirtschaftliche Vorteile. Außerdem kann man durch eine einmalige Einstellung alle relevanten Daten gleichzeitig generieren. Der wesentliche Vorteil ist die kurze Untersuchungszeit. Die hohe Akzeptanz der Patienten macht auch uns Ärzten die Arbeit etwas leichter.

Welche Technik steckt hinter den schnelleren und strahlungsärmeren Aufnahmen?

Burchert
: In der neuen Gamma-Kamera sind sogenannte CZT- (Cadmium-Zink-Tellurid) Detektoren eingebaut. Es sind Halbleiterdetektoren in Form von viereckigen Kristallen, welche in Detektorpixel unterteilt sind. Dadurch entstehen viele Messkanäle, die eine gute Erfassung des Messsignals über einen weiten Bereich möglich machen. Diese Detektoren funktionieren ähnlich wie die Kamerachips in einer modernen digitalen Fotokamera. Hier wird das Licht direkt in elektrische Impulse umgesetzt, die dann die einzelnen Bildpixel ergeben, aus denen ein Bild zusammengesetzt wird. Die Funktionsweise bei der Gamma-Kamera ist praktisch analog, nur dass die elektromagnetische Strahlung bei der neuen Gamma-Kamera eine wesentlich höhere Energie aufweist. Durch die Verwendung der Halbleiterdetektoren entfallen die sonst erforderlichen Fotoelektronenvervielfacher. Diese Tatsache erlaubt eine wesentlich kompaktere Bauweise des Kamerakopfes.

Der zweite Vorteil ist die sogenannte Multi-Pinhole-Technik, die es erlaubt, das gesamte Untersuchungsfeld simultan aufzunehmen. Man könnte beispielsweise die Gamma-Kamera zehn Minuten kontinuierlich akquirieren und dann aus den aufgenommenen Daten ein Volumen von Minute zwei bis Minute sieben rekonstruieren lassen. Die Aufnahmezeit kann also verkürzt oder verlängert werden. Zusätzlich wird auch ein EKG-Triggersignal aufgezeichnet. So können wir die einzelnen Bewegungsphasen des Herzens messen und daraus Funktionsparameter des Herzens ableiten, welche eine besonders prognostische Bedeutung für den Patienten haben. Die Technik ist also insgesamt sehr umfassend und zukunftsweisend.

Daraus folgere ich, dass Sie mit dem Gerät sehr zufrieden sind.

Burchert
: Es ist tatsächlich ein deutlicher Fortschritt. Wie das aber immer so ist, gibt es auch ein paar kleine Eigenheiten. Die Kamera ist – weil sie eine bestimmte Abbildungsgeometrie hat – darauf angewiesen, dass das Herz genau im Zentrum des Aufnahmefelds positioniert ist. Hierfür wird eine Software als Positionierungshilfe eingesetzt. In Einzelfällen ist diese Ausrichtung schwieriger – das ist momentan das Einzige, was ich kritisch sehe. Ansonsten hat die Technologie überwiegend Vorteile. 

Foto: Michalina Chrzanowska; Copyright: B. Frommann

©B. Frommann

Das Interview führte Michalina Chrzanowska.
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