5. CT-Generation: Ultraschnelle oder Elektronenstrahl CT (1983-2002)

1980 wurde an der Mayo Clinic der Dynamic Spatial Reconstructor (DSR) für spezielle kardiologische Bildgebung entwickelt. Das Gerät hatte 28 Röntgenröhren, die fest in einer 4,5 m durchmessenden Gantry befestigt wurden und um den Patienten rotieren. Zur gleichen Zeit benötigte ein CT 5 Sekunden um eine Schicht zu scannen. Der DSR schaffte in der gleichen Zeit 75.000 Schichten bei einer sensationellen Schichtdicke von nur 0,9 mm. Allerdings wurde beim DSR anstatt von Kristalldetektoren ein Fluoreszenzschirm benutzt. Dadurch war jedoch der dynamische Bereich des Detektorsignals viel zu klein für eine gute Kontrastauflösung. Da dieses Verfahren technisch viel zu aufwändig und zudem extrem kostspielig war, ging man in an der Universität von San Francisco einen anderen Weg. 1983 wurde dort von einer Gruppe von Forschern um Douglas Boyd ein neues Konzept für die kardiale CT-Bildgebung eingeführt.

Das als "ultraschnelle CT" (UFCT), "CT der 5. Generation", "Cine-CT", "Elektronenstrahltomographie" (EBT) oder "Elektronenstrahl-Computertomographie" (EBCT) bezeichnete System ermöglichte die Bildaufnahme ohne mechanische Bewegung einer Röntgenröhre. Es ermöglichte eine wesentlich höhere Aufnahmegeschwindigkeit, gleichzeitige Bildgebung in mehreren Ebenen und die Möglichkeit, die Bilderzeugung mit dem Herzzyklus zu synchronisieren. Als einziger Hersteller begann die Firma Imatron Inc. (San-Francisco, USA) 1984 mit der kommerziellen Produktion und dem Vertrieb von EBCT-Systemen. Es wurden mehrere Scanner-Generationen (C-100, C-150 und C-300) entwickelt.

Partnerschaften von Imatron mit Picker und Siemens Medical Systems (1993 und 1998) führte zu weiteren Verbesserungen. Im Jahr 2001 übernahm General Electric Medical Systems Imatron Inc. und gründete die Tochterfirma "GE Imatron Inc:" für die Herstellung, den Service und den Vertrieb von EBCT. 2002 kommt das "e-Speed" auf den Markt. Der Scanner verfügt über ein komplett neues Systemdesign mit neuem Generator (140 kW) sowie einem Multislice-Detektorsystem. Dies ermöglicht Scanzeiten von 50 und sogar 33 ms, zwei bis drei Mal schneller als die bisherigen EBT-Scanner.

Obwohl einige Aspekte des EBCT-Konzepts weiterhin sehr attraktiv erscheinen, gibt es eine Reihe von entscheidenden Nachteilen. Die Fokustrajektorie ist auf einen Teilkreis von typischerweise 220°, d.h. 180° plus Fächerwinkel, und auf eine Ebene beschränkt, die nicht mit der Ebene des Detektorbogens von ebenfalls etwa 220° zusammenfällt, der notwendigerweise in z-Richtung versetzt sein muss. Da der Detektor stationär ist, können keine Antistreukollimatoren verwendet werden. Beide Nachteile, die Geometrie und das Fehlen von Streukollimatoren, sprechen auch gegen den Einsatz breiterer Detektorarrays. Hinzu kommt, dass die Röntgenleistung der bestehenden EBCT-Systeme mit typischerweise 100 kW die Röntgenleistung konventioneller Systeme nicht wesentlich übertraf. In der Folge stellte sich später heraus, dass die Spiral-CT mit mehrreihigen Detektoren eine höhere Bildqualität und eine höhere Scan-Geschwindigkeit im Volumen bei geringeren Kosten bot. Die EBCT hielt sich weniger als zwei Jahrzehnte. Weltweit wurden nur etwa 120 Geräte gebaut.

Imatron C-100 (1982). Bildquelle: Sammlung Deutsches Röntgen-Museum.Imatron C-100 (1982). Bildquelle: Sammlung Deutsches Röntgen-Museum.Aufnahme eines kompletten Kopfscans in 33Sekunden bei einem 15 Monate alten Jungen ohne Sedierung, Imatron C-100 (1982). Aus Druckschrift: Imatron. FASTRAC Electron Beam CT Scanner, 1992. Sammlung Deutsches Röntgen-Museum.Aufnahme eines kompletten Kopfscans in 33Sekunden bei einem 15 Monate alten Jungen ohne Sedierung, Imatron C-100 (1982). Aus Druckschrift: Imatron. FASTRAC Electron Beam CT Scanner, 1992. Sammlung Deutsches Röntgen-Museum.