MedMuseum

Auf dem Weg zum Mond

Von den ersten digitalen Röntgenbildern zum digitalen Assistenten
Das Registrierungssystem Senis Vibe speichert während einer Katheter-Operation alle Ereignisse, Entscheidungen, Messungen und Daten, 2011

Das Registrierungssystem Senis Vibe speichert während einer Katheter-Operation alle Ereignisse, Entscheidungen, Messungen und Daten, 2011

Wenn man alle digitalen Daten, die bis ins Jahr 2020 im Gesundheitswesen angefallen sind, auf Tablets speichern würde: Wäre der Stapel niedriger oder höher als das Empire State Building? Auf den Tablets müsste eine schier unvorstellbare Datenmenge gespeichert werden. Eine gängige DVD hat eine Kapazität von 4,7 Gigabyte; die im Gesundheitswesen angehäuften Daten werden in Exabyte angegeben. Ein Exabyte ist eine Milliarde Gigabyte, eine Eins mit 18 Nullen. Laut Schätzungen würden sich alle Wörter, die je in der Geschichte der Menschheit gesprochen wurden, schriftlich auf etwa 5 Exabyte speichern lassen. Die Datenmenge, die bis Mitte 2020 im Gesundheitswesen entstanden ist, beträgt ungefähr 2.300 Exabyte – die übereinander gestapelten Tablets würden ein Drittel des Weges zum Mond einnehmen. Jedes Jahr wächst die Datenmenge in der Medizin um 48 Prozent, schneller als in jedem anderen digitalen Umfeld. Allein mit den Systemen von Siemens Healthineers kommen pro Stunde rund 240.000 Patienten in Berührung.

Die Digitale Subtraktionsangiographie (DSA) kann in der Angiographie „störende“ Inhalte aus dem Röntgenbild entfernen (subtrahieren), 1984

Die Digitale Subtraktionsangiographie (DSA) kann in der Angiographie „störende“ Inhalte aus dem Röntgenbild entfernen (subtrahieren), 1984

Im Mittelpunkt der Geschichte der Digitalisierung steht lange Zeit das digitale Bild. Das erste digitale Verfahren der Röntgentechnik, die Computertomographie, versetzt Anfang der 1970er Jahre die medizinische Fachwelt in Begeisterung. Digital speichern lassen sich die Ergebnisbilder der CT-Scanner zunächst jedoch ausschließlich auf Magnetbändern. Die einfachste Möglichkeit, das Bild festzuhalten, bleibt vorerst eine Polaroid-Aufnahme des Bildschirms. In den 1980er Jahren setzt sich die erste computergestützte zweidimensionale Röntgentechnik, die Digitale Subtraktionsangiographie (DSA), zunehmend in der klinischen Praxis durch. Die digitalen Aufnahmen lassen sich zu dieser Zeit bereits auf Festplatten speichern – doch noch existiert kein standardisiertes Netzwerk, das die Bilder erfassen und beispielsweise an mehrere Spezialisten in einem Krankenhaus zur Beurteilung weiterleiten kann. Siemens beginnt 1982 mit der Entwicklung eines PACS (Picture Archiving and Communication System), das krankenhausweit, regional oder sogar weltweit einsetzbar ist. Bis zum Durchbruch der neuen Technik sollten noch viele Jahre vergehen, doch bereits 1988, lange bevor sich PACS allgemein in der Praxis etablieren, ist die Entwicklung von Siemens in zahlreichen Kliniken in Nordamerika, in Japan und in fünf europäischen Ländern im Einsatz.

Schilddrüse und Knochen der Kopf- und Halsregion, dargestellt mit Cinematic Rendering im Jahre 2015

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

Softwareseitig sind die Fortschritte in den 1990er Jahre so riesig, dass sich die Siemens-Systeme des Jahres 1990 praktisch kaum noch mit denen des Jahres 2000 vergleichen lassen. Beispielsweise errechnet die Software CARE (Combined Applications to Reduce Exposure) ab 1994 bei CT-Aufnahmen für jeden Patienten individuell die kleinstmögliche Dosis bei bestmöglicher Bildqualität. Im Jahre 1999 vereinheitlicht Siemens mit syngo als erster Medizintechnikhersteller die Bedienung all seiner Systeme. Um die Jahrtausendwende ist auch die Hardware so ausgereift, dass sogenannte Flachbilddetektoren den analogen Röntgenfilmen in der Aufnahmequalität mindestens ebenbürtig sind. Was ausgeklügelte Software aus der richtigen Hardware herausholen kann, lässt sich eindrucksvoll an den Bildern des Cinematic Rendering1 zeigen.

AI Rad Companion Chest CT

Der intelligente Software-Assistent AI-Rad Companion Chest CT misst unter anderem Abweichungen und vergleicht sie mit der Norm, 2019

Heute, 125 Jahre nach der Entdeckung der Röntgenstrahlen, spielt Software eine immer wichtigere Rolle dabei, Diagnosen und Therapien weiter zu verbessern. Um die enorme Menge an digitalen Daten konstruktiv und hilfreich einzusetzen, entwickeln unsere Ingenieure derzeit zahlreiche neue Werkzeuge. Aus Big Data muss Smart Data werden. Bereits heute unterstützen speziell trainierte künstliche Intelligenzen bei klinischen Entscheidungen. Der AI-Rad Companion Chest CT zum Beispiel ist ein intelligenter Software-Assistent für die Radiologie, der Organe und potenziell krankhafte Veränderungen des Gewebes erkennen kann. Nach all den technischen Fortschritten seit Wilhelm Conrad Röntgens Entdeckung der X-Strahlen bietet die künstliche Intelligenz heute die Möglichkeit, die menschlichen Fähigkeiten zu ergänzen. In Zukunft werden immer leistungsfähigere Software-Anwendungen dabei helfen, die Flut an medizinischen Daten schnell und präzise zu verarbeiten. Die Digitalisierung hat das Potential, die Medizin in ebenso großem Maße zu verändern wie die Entdeckung der Röntgenstrahlen.

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