Seit 1895 Wilhelm Conrad Röntgen die später nach ihm benannten Kathodenstrah- len entdeckte, hat sich grundsätzlich nichts bei ihrer medizinischen Anwendung
geändert. Immer noch wer- den Filme mit Röntgen- strahlen belichtet und an- schließend entwickelt.
Fotografieren wir mit un- serer Kamera, werden die Kristalle des Films durch die Photonen angeregt, nach der Entwicklung zeigt sich das schwarzweiße oder farbige Bild. Beide Vorgänge und zahlreiche andere nennt man analog.
Digitalisierung
Bit ist die kleinste Infor- mationseinheit in der Com- putersprache, es steht für „0“
oder „1“. Ein Byte besteht aus acht Bits. Mit einem Byte lassen sich alle Buchsta- ben, Zahlen und die Sonderzeichen, wie z. B. „?“, „§“
und „)“ darstellen.
Die unterschiedli- che Zusammenstel- lung von Nullen und Einsen defi- niert einen Buch- staben oder eine Zahl. Drückt man die Taste „M“, übersetzt der Rech- ner diesen Buchsta- ben in eine be- stimmte Folge von Nullen und Einsen, insgesamt acht.
Das „M“ ist damit digitalisiert. Aber auch Bilder, gleich welcher Art, auch Röntgenbilder las- sen sich digitalisie- ren. Dazu muß die Vorlage in „Punk- te“ aufgeteilt wer- den, man nennt sie Pixel. Dieses Kunstwort leitet sich von „picture element“
ab. Zur Digitalisierung eines Röntgenbildes liest man es über einen Scanner oder eine CCD-Kamera in den Rech- ner ein. Dabei fallen viele Megabytes (MB) an. Für ein Röntgenbild 18 mal 24 muß man mit etwa 5 MB rechnen.
Enthält ein Bild neben Grau- werten zusätzlich Farben, wird die Menge der zu spei- chernden Bytes noch sehr A-316 (52) Deutsches Ärzteblatt 94,Heft 6, 7. Februar 1997
V A R I A
WIRTSCHAFT/TECHNIK FÜR DEN ARZT
15 Jahre digitale Radiographie
Zahlreiche Kollegen haben als Nicht-Radiologen kaum Gelegenheit gehabt, die recht junge Technologie der digitalen Lumineszenz- Radiographie (DLR) kennenzulernen. Wir folgen gerne der Anre- gung aus der Leserschaft und versuchen in einem kleinen tech- nischen Exkurs den Informationsstand der Kollegen zu ergänzen.
Funktionsweise der Halbleiterspeicherfolie Foto: Fuji
von sechs auf 12 Monate und für Grundstücke von zwei auf 10 Jahre verlängert.
Renten, Pensionen
Alterseinkünfte werden höher belastet. Bei der Höhe des zu versteuernden Betra- ges wird berücksichtigt, daß bei der Masse der Versicher- ten die Arbeitgeber den hal- ben Beitrag gezahlt haben und diesen als Betriebsausga- be steuerfrei stellen konnten.
Renten sollen zu 50 Prozent in die Besteuerung einbezo- gen werden. Mit 30 Prozent werden Renten erfaßt, wenn der Anspruch auf eigenen Beiträgen beruht. Dies gilt vor allem für Renten von freiwillig Versicherten in der Rentenversicherung, für Renten von selbständig Täti- gen aus einer berufständi- schen Pflichtversicherung, für Renten aus einer privaten Le- bensversicherung, für Bezüge aus einer Direktversicherung, für Renten aus einer Zusatz- versorgung im öffentlichen Dienst.
Diese Regelung läßt es zu, daß die Abzugsbeträge für Vorsorgeaufwendungen nicht angehoben werden. Die Frei- beträge für Versorgungsbezü- ge der Beamten werden auf höchstens 3 000 (bisher 6 000) DM und der Altersentla- stungsbetrag auf 1 860 (bisher 3 720) DM begrenzt. Zinsen für Nachforderungen und Stundung von Steuern sowie Aussetzungszinsen sind nicht mehr als Sonderausgabe ab- zugsfähig.
Lebens-
versicherungen
Die einer Lebensversiche- rung zufließenden Zinsen, die heute bei einer Vertragslauf- zeit von mehr als 12 Jahren steuerfrei sind, werden künf- tig mit einer Abgeltungssteu- er von 10 Prozent belastet;
ausgenommen sind nur Ren- tenversicherungen ohne ein
Kapitalwahlrecht. Der Versi- cherte kann aber auch die Versteuerung der Zinsein- nahmen bei der Auszahlung des Kapitalbetrages wählen.
Für Lebensversicherungsver- träge, die vor dem 23. Januar 1997 abgeschlossen worden sind, gilt für drei Jahre das geltende Recht weiter.
Stellt man die Tarifentla- stungen von rund 82 Milliar- den DM den Steuermehrein- nahmen durch die Verbreite- rung der Bemessungsgrundla- ge von rund 38 Milliarden DM gegenüber, so ergibt sich ein Steuerminus von rund 44 Mil- liarden DM. Davon sollen 30 Milliarden DM bei den Steu- erzahlern als Entlastungsef- fekt verbleiben. Erhöhungen der Mehrwertsteuer und an- derer Verbrauchsteuern so- wie heftige politische Ausein- andersetzungen sind damit
programmiert. Kg
APO-Bank mit
„apodialog“
Die Deutsche Apothe- ker- und Ärztebank bietet ihren Kunden unter der Be- zeichnung „apodialog“ die Möglichkeit, Standardvor- gänge im Zahlungsverkehr per Telefon zu erledigen.
Das neue Angebot steht an allen Wochentagen rund um die Uhr zur Verfügung, wo- bei Aufträge von Mitar- beitern entgegengenommen werden.
Zu den Bankgeschäften, die man über „apodialog“ ab- wickeln kann, gehören unter anderem Überweisungen so- wie Einrichtung, Änderung oder Löschung von Dauer- aufträgen und die Rückga- be von Lastschriften. Eben- so können Kunden telefo- nisch Formulare bestellen, Kontoumsätze und Kon- tostand abfragen, Kredit- und Scheckkarten beantra- gen oder diese bei Verlust sperren lassen. Das Angebot umfaßt außerdem eine tech- nische Hotline für Nutzer von Homebanking via T-Online (Informationen: Telefonnum- mer 0 18 03/33 43 43). WZ
viel größer, 20, 40 oder 60 Millionen Bytes sind keine Besonderheit. Die Auflösung in Pixel, zu der Scanner oder Kamera fähig sind, bestimmt die Auflösung, die Schärfe des Bildes.
Film und Folie entfallen, an ihrer Stelle wird eine spezi- elle Kassette mit einer „Imag- ing Plate“ (IP) in den Strah- lengang gebracht. Die IP erkennt die Röntgeninforma- tionen und speichert die ange- fallene Energie. Das gespei- cherte Bild wird mit Hilfe ei- nes Laserstrahls gescannt. Da- bei wird die IP horizontal be- wegt, Pixel für Pixel wird ein-
gelesen. Jedes Pixel beinhaltet einen Teil jener Energie, wel- che die Kathodenstrahlen mehr oder weniger intensiv, je nach Dichte des Objekts, auf der IP speichern. Der Laser bringt die gespeicherte Ener- gie zur Lumineszenz, diese wiederum wird in ein entspre- chendes digitales Signal um- gewandelt.
Das Röntgenbild der DLR hat eine Auflösung von fünf Linienpaaren pro Millimeter.
Recht einfach ist das Löschen der IP, bei normalem Licht gibt sie ihre restliche Energie ab. Digitale Daten lassen sich nicht nur speichern oder via
Satellit in einen anderen Erd- teil schicken, vielmehr lassen sie sich auch computergestützt bearbeiten. Die Röntgenbil- der werden abhängig vom anatomischen Bereich digita- lisiert und vom Computer op- timiert. Als Fuji 1981 das ent- wickelte Verfahren vorstellte, waren Akzeptanz und Erfolg nicht absehbar. Als Vorteile sind zu erwähnen:
! Bei der DLR ist ausge- schlossen, daß nicht verwert- bare Bilder durch Über- oder Unterbelichtung erstellt wer- den. Aus diesem Grunde ent- fällt eine unnötige Strahlen- belastung des Patienten.
! In Sekundenschnelle lassen sich Bilder von A nach B transportieren.
! Die Aufnahmen lassen sich digital speichern. Auch nach Jahren können sie auf
„Knopfdruck“ in ursprüngli- cher Qualität aufgerufen wer- den.
! In der DLR findet sich konventionelles Röntgen, verbunden mit allen Vortei- len, die das Arbeiten mit digi- talen Daten bietet.
Für die Zukunft kann man wohl vermuten, daß die DLR zunehmend an Verbreitung und Bedeutung gewinnen wird. Dr. med. Heinz Orbach
A-317 Deutsches Ärzteblatt 94,Heft 6, 7. Februar 1997 (53)
V A R I A TECHNIK FÜR DEN ARZT
A
n der einen Seite des OP-Tisches setzt ein Ro- boter den Bohrer an – der Schädel des Patienten wird millimetergenau ange- bohrt. Zur gleichen Zeit kon- trolliert der Chirurg auf ei- nem Monitor die nächsten Schritte. Roboter und Chir- urg sind allein im OP, nur in den Boden, Decke und Wän- de eingelassene Kameras ver- folgen das Geschehen. Statt drangvoller Enge herrscht Platz und konzentrierte At- mosphäre. „Fertig“, meldet der Roboter und fügt hinzu:„ich werde jetzt, wie geplant, ein weiteres Loch in fünf Mil- limeter Entfernung bohren.“
Der Chirurg murmelt „o.k.“, und schon setzt der Bohrer erneut an.
Science-fiction? Sicher- lich. Aber allzulange wird es nicht mehr dauern, bis solche Visionen in die Wirklichkeit der Krankenhäuser Einzug halten. Schon heute werden vereinzelt Roboter als opera- tionsunterstützende Systeme eingesetzt. Bekannt sind etwa
„Robodoc“, ein System, das bei Hüftgelenksoperationen für punktgenaues Fräsen sorgt, oder das System MINERVA der Universität Lausanne. Damit können ste- reotaktische Hirnoperatio- nen durchgeführt werden.
Diese Systeme haben aller- dings einen Nachteil: sie kön- nen nicht eigenständig arbei- ten. Der Roboter muß in bei- den Fällen Schritt für Schritt
durch den Operateur geführt werden. Im Rahmen eines jetzt neu eingerichteten Son- derforschungsbereiches „In- formationstechnik in der Me- dizin – Rechner-
und sensorgestützte Chirurgie“ sollen die kleinen Helfer jetzt klüger gemacht werden. „Wir wol- len einen Opera- tionsroboter ent- wickeln, der als in- telligenter Assistent des Chirurgen mit diesem zusammen- arbeitet“, umreißt Jörg Raczkowsky vom Institut für Prozeßrechentech- nik und Robotik der Universität Karlsruhe, geleitet von Prof. Ulrich Rembold, das ehr- geizige Ziel. Die Karlsruher Forscher wollen gemeinsam mit Kollegen aus
Heidelberg innerhalb der nächsten drei Jahre eine sol- che Maschine fertigen. Erste Laborversuche haben gezeigt,
daß der Roboter beispielswei- se Schädeltrepanationen mit großer Präzision vornehmen kann. Doch das Hauptpro- blem ist: Wie kann der Robo-
ter auf intelligente Weise mit dem Chirurgen kommunizie- ren? Das erfordert eine höchst ausgefeilte Sensorik, an deren
Umsetzung die Forscher jetzt arbeiten. Ein intelligentes Sy- stem muß dem Operateur mit- teilen können, was es gerade tut. Und es muß verstehen, wenn dieser ihm befiehlt, et- was anderes als das Program- mierte zu tun. „Die Kommu- nikation zwischen Roboter und Mensch muß über gespro- chene Sprache erfolgen“, meint Raczkowsky. „Heute schon werden solche Techni- ken ja etwa bei Operationsmi- kroskopen angewandt.“
Der Roboter muß aller- dings nicht nur hören, son- dern auch fühlen können.
„Wenn er dem Chirurgen im Weg steht, muß dieser ihn wegstoßen können.“ Doch auch andersherum kann sich Jörg Raczkowsky solche In- teraktionen vorstellen. So könnte beispielsweise der Operateur ein an einem Ro- boter befestigtes Instrument führen, wobei die Maschine die Freiheitsgrade des Arztes begrenzt, um zu verhindern, daß er weiter in der Tiefe lie- gende, nicht sichtbare Struk- turen verletzt.
Bis Ende des Jahres wol- len die Forscher einen Proto- typ bauen, dessen Fähigkei- ten dann in einer zweiten Pro- jektphase auch im Tierver- such erprobt werden sollen.
Ziel ist es, auf diese Weise ein System zu entwickeln, das Platz im OP schafft, die Opera- tionszeiten verkürzt und eine große Präzision in der Chirur- gie ermöglicht. Kay Müllges
Intelligenter Operationsassistent
Karlsruher Forscher entwickeln Roboter für die Kopfchirurgie
Roboter in der Kopfchirurgie Foto: Universität Karlsruhe
