Die Einführung eines Photon-Counting-CTs bedeutet nicht nur ein technologisches Upgrade – sondern einen echten Wandel im radiologischen Alltag.

Am Zuger Kantonsspital wurde dieser Wandel besonders intensiv erlebt: Als klar wurde, dass nicht ein klassischer High-End-CT, sondern ein Photon-Counting-System installiert wird, nahm die Geschichte eine überraschende Wendung. Was folgte, war ein Mix aus Neugier, Stolz und gesunder Skepsis – ein Spiegelbild dessen, was viele Abteilungen erleben, wenn modernste Technologie plötzlich Teil des Alltags wird. Als erstes Spital der Schweiz durfte es den NAEOTOM Alpha.Pro klinisch einsetzen.

Nach vier Monaten klinischem Betrieb teilt Sari Tillmann, CT-Key-Userin am Zuger Kantonsspital, ihre Erfahrungen.

Inhalt

1. Photon-Counting – was steckt technisch dahinter?

2. Wandel und Reaktionen aus dem Team

3. Kernmerkmale der neuen Technologie

4. Wichtig zu wissen als RFP

5. Besonderheit: Spektrale Nachverarbeitung

6. Klinische Beispiele aus den ersten Monaten

7. Fazit

Quellen

Ein technischer Quantensprung – und eine menschliche Geschichte 

Die Einführung eines Photon-Counting-CTs bedeutet nicht nur ein technologisches Upgrade – sondern einen echten Wandel im radiologischen Alltag. Am Zuger Kantonsspital wurde dieser Wandel besonders intensiv erlebt: Als erstes Spital der Schweiz durfte es den NAEOTOM Alpha.Pro klinisch einsetzen.

Doch bevor der erste Patient überhaupt auf dem Tisch lag, gab es ein anderes Thema, das die Abteilung bewegte:
Wie wird sich unser Arbeiten verändern – und wie fühlt sich das Team damit?

Als klar wurde, dass nicht ein klassischer High-End-CT, sondern ein Photon-Counting-System installiert wird, nahm die Geschichte eine überraschende Wendung.

Was folgte, war ein Mix aus Neugier, Stolz und gesunder Skepsis – ein Spiegelbild dessen, was viele Abteilungen erleben, wenn modernste Technologie plötzlich Teil des Alltags wird.

Und genau diese Teamreaktionen machen sichtbar, was technologische Innovationen im Alltag wirklich bedeuten.

1. Photon-Counting – was steckt technisch dahinter?

Bis heute arbeiten die meisten CT-Scanner mit sogenannten energieintegrierenden Detektoren. Dabei entsteht aus jedem eintreffenden Röntgenphoton zunächst ein Lichtsignal, das erst im zweiten Schritt elektronisch ausgelesen wird. Dieser klassische Aufbau ist robust, bringt jedoch physikalische Grenzen mit sich.

Ein entscheidender Punkt ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Szintillatoren:
Selbst moderne Materialien benötigen rund 10.000 Nanosekunden, um ein Lichtsignal zu erzeugen. Im selben Zeitraum treffen jedoch etwa 30.000 Photonen auf ein Detektorelement. Rein rechnerisch bleiben also nur rund 8 Nanosekunden pro Photon – zu wenig, um jedes einzeln zu erfassen.
Die Konsequenz: Der Detektor liefert ein aufsummiertes, energiegewichtetes Gesamtsignal, bei dem feine Energieunterschiede zwischen Photonen verloren gehen.

Photon-Counting-Detektoren funktionieren dagegen grundlegend anders. Sie benötigen keinen Zwischenschritt über Licht und wandeln jedes Photon direkt in elektrische Ladung um. Die Höhe der erzeugten Ladung ist proportional zur Photonenenergie – niedrige Energie erzeugt wenig Ladung, hohe Energie mehr.

Der Vorteil liegt auf der Hand:
Jedes Photon wird einzeln gezählt und gleichzeitig seiner Energie zugeordnet.
Damit entstehen automatisch spektrale Informationen, ganz ohne separate Dual-Energy-Modi oder zusätzliche Technologien.

Die Technik ermöglicht somit präzisere, differenzierte und effizientere CT-Bilder – und bildet die Grundlage für die nächste Generation der Computertomographie.

2. Wandel und Reaktionen aus dem Team

Bevor feststand, dass im Zuger Kantonsspital tatsächlich ein Photon-Counting-CT Einzug halten würde, war ursprünglich die Anschaffung eines SOMATOM Force vorgesehen. Die Vorbereitungen liefen bereits, doch plötzlich wurde der gesamte Umbau gestoppt. Neue Verhandlungen begannen, und unser RFP-Team wusste zunächst selbst nicht, was im Hintergrund vor sich ging. Diese Phase war geprägt von Spannung, offenen Fragen und einer spürbaren Erwartungshaltung.

Als schliesslich die Entscheidung fiel, dass wir im ZGKS ein Photon-Counting-CT erhalten würden, war das für mich persönlich ein echtes Highlight – ein Moment, in dem klar wurde, dass wir technisch einen grossen Schritt nach vorne machen.

Mir war als CT-Key-User wichtig, wie das gesamte Team zu dieser Neuerung steht. Die Rückmeldungen waren überwiegend positiv: Stolz, Vorfreude und echte Begeisterung prägten viele Gespräche. Aussagen wie „Wir gestalten die Zukunft aktiv mit“ oder „Neue Technologie motiviert“ zeigten, wie stark die Entscheidung im Team verankert ist.

Gleichzeitig gab es auch skeptische Stimmen. Einige fragten sich, ob die neue Technologie wirklich einen deutlichen Mehrwert für die Patientinnen und Patienten bringen würde, wie stark sich der Alltag verändern könnte oder welche Weiterbildungen nötig sein würden. Andere konnten sich unter „Photon-Counting“ zunächst wenig vorstellen und sorgten sich, ob ein komplett neues System zusätzliche Unsicherheit bedeutet.

Diese Mischung aus Euphorie und Unsicherheit löste sich jedoch rasch auf, als im klinischen Alltag die vielfältigen Vorteile sichtbar wurden. Die hohe Bildqualität, die Flexibilität der neuen Scanmodi und die spürbaren Verbesserungen im Workflow stärkten das Vertrauen im Team und liessen anfängliche Zweifel schnell in echte Begeisterung umschlagen.

Abbildung 1: Sari Tillmann bei einer Patientenuntersuchung

Am Ende wurde klar: Die Einführung des neuen Systems war nicht nur ein technischer Fortschritt, sondern auch eine deutliche emotionale Aufwertung unseres Arbeitsalltags – ein gemeinsamer Schritt in eine neue Generation der Bildgebung.

3. Kernmerkmale der neuen Technologie

Mit dem Start des klinischen Betriebs zeigte sich schnell, weshalb die neue Photon-Counting-Technologie im Team so viel Rückenwind bekam. Viele der theoretischen Vorteile wurden im Alltag unmittelbar spürbar und bestätigten, dass die Entscheidung in die richtige Richtung ging.

Flexible Scanmodi – für jede Fragestellung passend

Die vier Hauptmodi (Quantum, Quantum.Plus, Quantum.Zinn und Quantum.Peak) erlauben eine präzise Anpassung an klinische Anforderungen. Bildqualität, Geschwindigkeit und Strahlendosis lassen sich damit gezielt ausbalancieren – besonders hilfreich bei komplexen Fragestellungen oder eingeschränkter Patiententauglichkeit.

Vielfältige Rekonstruktionsmöglichkeiten

Durch die spektralen Rohdaten stehen unterschiedlichste Bildtypen parallel zur Verfügung. Das erleichtert die Auswertung, verbessert die Trennung von Geweben und reduziert Artefakte – ohne zusätzliche Scanphasen.

Individuell anpassbare keV-Stufen

Die Rekonstruktion kann frei in der gewünschten Energieebene (z. B. 40, 70 oder 120 keV) erfolgen. Dadurch lässt sich der Bildeindruck optimal auf Kontrastmittelverteilung, Phase oder Fragestellung abstimmen, bevor die Bilder ins PACS übertragen werden.

Reduzierter Einsatz von Strahlung und Kontrastmittel

In der klinischen Routine konnten Dosisersparnisse von bis zu 50 % erzielt werden, bei gleichzeitig besserer oder mindestens gleichwertiger Bildqualität. In einem Vergleich zwischen SOMATOM X.ceed und Alpha.Pro konnte beispielsweise bei einer Patientin mit BMI 45 die Strahlendosis um 49 % reduziert werden, während das diagnostische Ergebnis sogar klar verbessert war.

Auch der Kontrastmittelverbrauch profitiert von der spektralen Technologie. Je nach Untersuchung sind bis zu 50 % Reduktion möglich, im Durchschnitt etwa 30–35 % im Vergleich zum SOMATOM X.ceed. Dies ist nicht nur für die Patientensicherheit relevant, sondern auch für Patientinnen und Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion von Vorteil. 

Virtuelle Native (VNC) – weniger Aufwand, weniger Dosis

Nativer Scan? Oft nicht mehr nötig.
Die VNC-Funktion berechnet eine native Phase direkt aus dem spektralen Datensatz und spart so Zeit, Strahlung und zusätzliche Akquisitionen.

Patientenorientierte Akquisition – flexibel und schnell

Die Akquisitionsparameter lassen sich gezielt auf Anatomie und Fragestellung abstimmen.

• UHR-Modus (Ultra High Resolution): Schichten bis 0,2 mm für höchste Detailtreue.
• Flash-Modus: extrem schnelle Untersuchungen dank Dual-Source-Technologie – ideal bei Herz-CTs, Atembewegung oder unruhigen Patienten.

Erweitertes diagnostisches Spektrum

Dank dünner Schichten und reduzierter Metallartefakte lassen sich nun Fragestellungen beantworten, die bisher nur eingeschränkt möglich waren – etwa bei CTEPH, Gicht, Bone-Marrow-Diagnostik, Stents oder peripheren Gefässverschlüssen.

Schnellere Untersuchungen

Nicht nur der Flash-Modus, sondern auch andere Scanmodi – insbesondere mit Zinnfilter – verkürzen die Untersuchungszeiten erheblich. Im direkten Vergleich zum X.ceed sind viele Untersuchungen heute deutlich schneller abgeschlossen.

Energieeffizienter Betrieb

Der Eco-Power-Modus reduziert den Energieverbrauch in Zeiten geringer Aktivität – ein Vorteil, da der Scanner nicht komplett ausgeschaltet werden darf.

Mehr diagnostische Sicherheit

Die klareren spektralen Informationen erleichtern das Erkennen, Abgrenzen und Bewerten von Befunden. Radiologinnen und Radiologen profitieren von präziseren Strukturen und einer verbesserten Differenzialdiagnostik.

4. Wichtig zu wissen als RFP

Der Umstieg auf ein Photon-Counting-CT bringt im Arbeitsalltag einige Besonderheiten mit sich. Viele davon wurden bereits nach kurzer Zeit zur Routine, andere erfordern ein bewussteres Vorgehen. Die wichtigsten Punkte aus den ersten Monaten im klinischen Betrieb:

Nicht ausschalten

Der Photon-Counter darf nicht vollständig ausgeschaltet werden. Wird der Detektor vom Strom getrennt, benötigt das System eine gewisse Zeit, bis die volle Bildqualität wieder erreicht wird. Zwar sind vor der vollständigen Stabilisierung bereits Scans möglich, doch diese fallen sichtbar weniger hochwertig aus. Eine gezielte Schulung des gesamten Teams ist daher entscheidend, um optimale Ergebnisse sicherzustellen.

Rekonstruktionszeit und PACS-Transfer

Entgegen einiger Befürchtungen verursachen photonenzählende Systeme keine Verzögerungen – vorausgesetzt, die IT-Infrastruktur ist entsprechend vorbereitet. Beim Alpha.Pro liegen Rekonstruktionszeit und PACS-Transfer auf dem gewohnten Niveau.
Wichtig im Vorfeld: Das Netzwerk sollte unbedingt mit den Siemens-Stammdaten getestet und bei Bedarf angepasst werden, damit der Datenfluss später reibungslos funktioniert.

Optimales Potenzial ausschöpfen

Um die Stärken des Photon-Counters voll zu nutzen, braucht es ein Team, das bereit ist, Routinen zu hinterfragen.
Besonders relevant ist dies bei:

• Kontrastmittelprotokollen
• Auswahl der Rekonstruktionsarten
• Einsatz der Scanmodi

Die Technologie eröffnet viele neue Möglichkeiten – genutzt werden können sie aber nur, wenn Radiologiefachpersonen und Key-User aktiv damit arbeiten und Neues ausprobieren.

Vertraute Oberfläche: VB10 ≈ VB20

Ein grosser Vorteil für den Einstieg: Die Benutzeroberfläche des Alpha.Pro ähnelt früheren Versionen stark. Mitarbeitende, die bereits mit VB10 gearbeitet haben, müssen nur rund 10–20 % neue Inhalte lernen. Für Teams mit Dual-Source-Erfahrung sinkt der Lernaufwand noch weiter – ein deutlicher Pluspunkt für den Umstieg.

Lagerung

Eine stabile und präzise Lagerung ist beim Photon-Counting-CT besonders wichtig, weil die Scans sehr schnell durchgeführt werden und selbst kleinste Bewegungen sichtbare Auswirkungen haben können. Gerade die Schädelspirale reagiert empfindlich auf Artefakte, weshalb eine exakte, gut fixierte Positionierung des Kopfes unerlässlich ist.

Abbildung 2: Fixierte Positionierung des Kopfes für stabile und präzise Lagerung beim Photon-Counting-CT

Besonders deutlich zeigt sich dies im Vergleich zwischen einem konventionellen CT und dem Photon-Counter. Die spannende Erkenntnis: Es entstehen keine neuen Artefakte – es sind genau dieselben wie zuvor. Der Unterschied liegt ausschliesslich in der Darstellung. Viele Artefakte, die im herkömmlichen CT vom Bildrauschen überdeckt wurden, treten im Photon-Counting-CT klarer hervor. Der „Rauschteppich“ früherer Systeme hat sie praktisch verborgen. Durch die direkte Detektion und das deutlich geringere elektrische Rauschen liefert der Photon-Counter sehr klare, rauschärmere Bilder – und damit werden auch bestehende Artefakte sichtbarer.

Diese gesteigerte Bildklarheit ist diagnostisch ein grosser Vorteil, weil feinere Strukturen erkennbar werden. Gleichzeitig macht sie aber auch deutlich, wie entscheidend eine korrekte Lagerung ist. Je stabiler und genauer der Kopf gelagert wird, desto geringer ist das Risiko, dass vorhandene Artefakte überhaupt entstehen oder deutlicher ins Gewicht fallen.

Kurz gesagt: Der Photon-Counter erzeugt keine neuen Artefakte – er zeigt lediglich ehrlicher, was tatsächlich vorhanden ist. Eine sorgfältige und stabile Lagerung ist deshalb ein zentraler Bestandteil der täglichen Arbeit mit der neuen Technologie.

5. Besonderheit: Spektrale Nachverarbeitung

Die spektrale Nachverarbeitung zählt zu den stärksten Alleinstellungsmerkmalen des Photon-Counting-CTs. Durch die direkte Photonenmessung stehen alle spektralen Informationen automatisch zur Verfügung – ohne spezielle Scanmodi oder zusätzliche Akquisitionen. Das eröffnet vielfältige Möglichkeiten, Bildinformationen präzise und differenziert auszuwerten.

Im Überblick die wichtigsten Tools und Rekonstruktionsarten:

Monoenergetic Plus

Bilder können frei zwischen 40 und 190 keV rekonstruiert werden. Niedrige keV-Stufen (z. B. 45 keV) verstärken Kontrastmittelunterschiede, etwa in Gefässen, Leber oder Aorta. Höhere Energien helfen, Artefakte oder Rauschen zu reduzieren.

VNC – Virtuelle Native

Die native Phase wird direkt aus den spektralen Daten berechnet. Damit entfällt ein zusätzlicher Scan – ein Vorteil für Dosis, Workflow und Patientensicherheit.

Jodkarte

Die Jodkarte zeigt selektiv die Jodverteilung, ergänzt durch die Knochenstrukturen zur Orientierung. Sie ist gewissermassen das Pendant zur VNC-Rekonstruktion, jedoch mit Fokus auf Kontrastmittel.

Pure Calcium & Pure Lumen

• Pure Calcium: stellt bei Angio-Untersuchungen ausschliesslich Verkalkungen dar.
• Pure Lumen: zeigt nur das kontrastierte Gefässlumen, während Kalk ausgeblendet wird.
  Beides erleichtert die Beurteilung von Stenosen und Restlumen deutlich.

T3D-Rekonstruktion

Simuliert ein klassisches CT-Bild aus spektralen Daten – praktisch für Vergleichsstudien oder Befundkontinuität.

Lungenanalyse

Die auf Jod basierende Perfusionsdarstellung erlaubt eine funktionelle Beurteilung der Lunge und ist besonders hilfreich bei Lungenembolien.

Gicht-Rekonstruktion

Die Gicht-Rekonstruktion kann sowohl als VRT als auch als MPR erstellt werden. Gichtablagerungen werden farbig oder in Schwarz-Weiss dargestellt, vergleichbar mit Dual Energy-Systemen, jedoch mit spezifischen Scanmodi des Photon-Counting-CT.

Bone Marrow

Farbcodierte Darstellung von Knochenmarködemen erleichtert die Beurteilung von Läsionen und entzündlichen Veränderungen.

Rho/Z

Rho/Z ist auf die Spätphase nach Kontrastmittelgabe optimiert und dient der Darstellung des Myokards, von Narben oder Fibrosen. Vergleichbar mit Late-Enhancement-Bildern in der Herz-MRT, lassen sich diese Informationen nun auch mit CT erfassen durch den hohen Jodkontrast und der hohen Auflösung.

SSP-Job

Alle spektralen Daten eines Patienten werden vollständig gespeichert. Dadurch sind nachträgliche Rekonstruktionen und zusätzliche Analysen jederzeit möglich, auch ausserhalb der Scannerkonsole.

Automatisierung ohne Mehraufwand

Für die Radiologiefachpersonen besonders wertvoll: Alle spektralen Rekonstruktionen laufen automatisch im Hintergrund und verursachen keinerlei zusätzliche Arbeit am Scanner.

6. Klinische Beispiele aus den ersten Monaten

Die ersten Wochen mit dem Photon-Counting-CT haben eindrucksvoll gezeigt, wie stark sich die neue Technologie auf die diagnostische Praxis auswirkt. Die Fälle stammen direkt aus dem klinischen Alltag und verdeutlichen, wie Bildqualität, spektrale Informationen und schnelle Scanmodi den diagnostischen Spielraum erweitern – oft bei gleichzeitig deutlich niedrigerer Strahlendosis.

Gicht

Die neue Gicht-Bildgebung wird von Zuweisenden sehr geschätzt, da sie die Diagnose visuell klar und quantitativ nachvollziehbar macht. Ablagerungen werden farblich (grün) hervorgehoben und automatisch vermessen. Das erleichtert die Befundung und macht die Diagnose auch für Patientinnen und Patienten verständlicher.

Video 1: VRT, Räumliche Ausdehnung der Gicht-Tophi (Volumetrie: 5,29 cm³)                                                    Video 2: MPR, Querschnitt durch das Knie

Herz-CT

Stent-Patienten können nahezu artefaktfrei beurteilt werden. Das Lumen vor, innerhalb und nach dem Stent lässt sich klar darstellen. Durch den Flash-Modus sind Herz-CTs mit sehr niedriger Dosis (ca. DLP 50) möglich – bei einer Bildqualität, die das bisherige System sichtbar übertrifft.

Abbildung 3: Moderne Herzbildgebung mittels Photon-Counting-CT: Vergleich zwischen VRT (links) zur anatomischen Übersicht und MPR-Schnittbild (rechts)

Nierenhämatom

Bei einer Trauma-CT zeigte sich eine unklare Flüssigkeitsansammlung neben der Niere. Mithilfe eines virtuellen nativen Scans (VNC) konnte eindeutig ein Hämatom und kein Urinleck bestätigt werden. Ohne zusätzliche Scanphase war eine klare Differenzierung möglich.

Low-Dose-Lunge

Im Vergleich zum früheren AS+-Scanner liefert der Alpha.Pro bei gleicher Strahlendosis (DLP 55) deutlich schärfere und detailreichere Bilder. Besonders in Zoomansichten wird der Qualitätsgewinn sichtbar – ohne Dosissteigerung.

Pädiatrische Lunge

Bei einem 9-jährigen Kind gelang eine vollständige In- und Exspirationsaufnahme der Lunge mit extrem niedriger Dosis (DLP 12 mGy·cm). Trotz der minimalen Exposition war die Bildqualität hoch genug für eine sichere Beurteilung.

Mamma-Ca

Die spektrale Bildgebung ermöglicht eine therapieorientierte Beurteilung. In einem Mamma-Ca-Verlauf zeigte die Jodkarte eine klare Abnahme der KM-Aufnahme im Resttumor – ein Hinweis auf Therapieansprechen, der über reine Grössenmessungen hinausgeht.

Extremitäten mit Metall

Nach einem Sturz eines Patienten mit früherer Metakarpalfraktur bestand Verdacht auf Schäden an den Implantaten. Monoenergetische Rekonstruktionen bei 150 keV zeigten die Metallplatten nahezu artefaktfrei. Der Fokus lag bewusst auf dem Metall; für Weichteile wären niedrigere Energien gewählt worden. Beide Platten konnten klar als gebrochen identifiziert werden.

Perfusionskarte

Die Perfusionskarten erleichtern die Detektion kleiner Lungenembolien, die in Standardrekonstruktionen leicht übersehen werden. Die farbkodierte Darstellung macht Perfusionsdefizite schnell erkennbar und unterstützt eine klare, anschauliche Befundung.

Abbildung 4: Farbkodierte Darstellung der Lungendurchblutung (Perfusion) in zwei Ansichten.

7. Fazit

Die spektrale Bildgebung zeigt im klinischen Alltag einen deutlichen Mehrwert – unabhängig von Spitalgrösse oder Untersuchungsspektrum. Patientinnen und Patienten profitieren von einer höheren Bildqualität, einer spürbaren Reduktion der Strahlendosis und einem geringeren Bedarf an Kontrastmittel. Gleichzeitig ermöglicht die Technologie den Radiologieteams eine präzisere, effizientere und insgesamt angenehmere Diagnostik.

Photon-Counting-CTs haben das Potenzial, die moderne Bildgebung nachhaltig zu verändern. Vieles, was früher nur eingeschränkt möglich war, wird heute mit höherer Sicherheit, besserer Auflösung und grösserer diagnostischer Klarheit realisierbar. Die Entwicklung zeigt klar in Richtung einer Zukunft, in der photonenzählende Detektoren zum Standard werden – ein Fortschritt, der sowohl den klinischen Alltag als auch die Patientenerfahrung nachhaltig verbessern dürfte.

Quellen

Siemens Healthineers. Photon-Counting CT – Die Zukunft der Computertomographie. Siemens Healthineers, Erlangen.

Siemens Healthineers. Photon-Counting CT – Meilensteine und Perspektiven. Siemens Healthineers, Erlangen.

Siemens Healthineers. Spectral Imaging with Photon-Counting Technology. White Paper, Siemens Healthineers, Erlangen.

Zuger Kantonsspital AG, Baar. Eigene Abbildungen / Bildmaterial.