Neue Datenübertragungstechnologie für Computertomographen

In diesem Projekt wird eine verbesserte Datenkommunikationslösung für Computertomographen entwickelt. Dadurch werden die Scanzeiten verkürzt und der Wartungsaufwand der Geräte verringert. In Zukunft können so höhere Datenraten von neuen Sensor-generationen verarbeitet werden.

Die Computertomographie (CT) spielt mit über 75 Millionen Scans pro Jahr weltweit eine zentrale Rolle in der medizinischen Diagnostik. In aktuellen CTs entstehen Bilddatenraten von bis zu mehreren 100 Gbit/s. Diese Daten müssen mit höchster Zuverlässigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit vom rotierenden auf den stationären Teil des Computertomographen übertragen werden. Vorhandene Technologien haben eine hohe mechanische Komplexität (Schleifringsysteme) und bieten nicht genug Kapazität für zukünftige höhere Auflösungen oder schnellere Verarbeitung der Daten.

Hingegen hat sich eine drahtlose Übertragung unter Nutzung vieler paralleler Datenströme als vielversprechend erwiesen. A1 ist eine für SEMECO prototypische technische Herausforderung: Es wird eine Machbarkeitsstudie zum Ersatz der Datenübertragung in Computertomographen (CT) mittels mechanisch aufwändiger Schleifringe durch eine skalierbare drahtlose Datenübertragung durchgeführt. Durch die Integration einer drahtlosen Kommunikationslösung anstatt verschleißanfälliger und aufwändiger Schleifringsysteme, wird die Zuverlässigkeit und Schnelligkeit von Computertomographie-Systemen erhöht. Damit wird eine verbesserte medizinische Versorgung für Menschen erzielt, was insbesondere in Notsituationen und lebensbedrohlichen Umständen von hoher Relevanz ist. Durch den Verzicht auf mechanische Komponenten wird die Lebensdauer der Geräte verlängert und häufige Wartung und Ausfälle aufgrund von Defekten vermieden. Dies reduziert die Unterhaltskosten der Geräte und erhöht gleichzeitig die Zuverlässigkeit in den Diagnoseprozessen. Eine verlängerte Nutzbarkeit bedeutet weiterhin auch ein ressourcenschonendes und umweltbewusstes wirtschaften. Am Ende des Projekts wird ein Kommunikationsprototyp entwickelt. Es wird somit eine gute Grundlage und Expertise für die nächste Phase geschaffen, in der ein Kommunikationssystem für einen funktionierenden CT-Prototypen entwickelt werden soll.

Dr. Padmanava Sen

Leiter Forschungsgruppe Hochfrequenzschaltungen, Barkhausen Institut GmbH

  • Dr. Michael Hosemann | Siemens Healthineers AG
  • Jun.-Prof. Dr.-Ing. Iuliana Panchenko| Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM)
  • Dipl.-Ing. Friedrich Burmeister | Technische Universität Dresden, Vodafone Stiftungslehrstuhl für Mobile Nachrichtensysteme
Grafik Computertomograph NAEOTOM Alpha
Computertomograph NAEOTOM Alpha
©Siemens Healthcare GmbH, 2023