Tıbbi görüntüleme sektörünün lider firmalarından Siemens Healthineers’ın, 15 yıldan uzun süredir devam eden Ar-Ge çalışmalarının sonucu olan photon-counting, bilgisayarlı tomografide çığır açacak bir yeniliği temsil ediyor. Photon-counting teknolojisinin bilgisayarlı tomografiyi nasıl dönüştürdüğünü özetlemek gerekirse: “Pikselli, siyah-beyaz televizyondan HD özelliğine sahip renkli televizyona geçmek gibi.”
İlk klinik kullanımı 1972 yılında beyin taraması için gerçekleştirilen bilgisayarlı tomografi (CT), yaklaşık 50 yıldır hastalıkları hızlı ve erken tespit ve teşhis etmek için vazgeçilmez bir araç olmaya devam ediyor. Ancak bilgisayarlı tomografi, 90’lı yıllardan günümüze kadar birçok teknolojik evreden geçmesine rağmen bazı durumlarda hekimlerin net bir teşhis koymasını zorlaştırabiliyor. Bunun nedeni ise geleneksel bir CT taramasındaki ayrıntı seviyesinin mevcut teknolojiyle sınırlı ve mevcut teknolojinin sınırlarının da gelebilecek en son noktaya ulaşmış olmasından kaynaklanıyor.
Siemens Healthineers’ın geliştirdiği ve kısa bir süre önce tanıttığı photon-counting teknolojisi ise bu sınırları yeniden çizerek CT görüntülemede çıtayı önemli bir seviyeye yükseltiyor. Ar-Ge faaliyetlerini 15 yıldan fazla bir süredir devam ettirdiği bu yenilikçi teknoloji ile Siemens Healthineers, CT verilerini çok daha yüksek çözünürlükte, kontrast açısından gelişmiş, elektronik gürültüden büyük ölçüde arınmış, daha düşük radyasyon dozunda ve mevcut CT dedektör sınırlamalarının çok ötesinde bir noktaya taşıyor.
Standart bir CT dedektöründe kullanılan teknolojiden oldukça farklı olan photon-counting özelliği, X-ışını fotonlarını doğrudan elektrik sinyallerine dönüştürebiliyor. Bunun teknolojinin temelinde ise Siemens Healthineers’ın kendi laboratuvarında ürettiği kadmiyum tellür kristaller bulunuyor. Bu yeni malzeme türüyle, klinik rutinde photon-counting X-ışını dedektörlerinin kullanımı ilk kez gerçeğe dönüşecek. X-ışını fotonlarının doğrudan elektrik sinyallerine dönüştürülebilmesi mevcut dedektörlere kıyasla, çözünürlüğü kayda değer ölçüde artırdığı için çok önemli. Bu yeni teknoloji ile aynı zamanda, hastaların maruz kaldığı radyasyon dozunun azaltılması ve daha az kontrast madde kullanımı da hedefleniyor. Ayrıca çok ince doku yapılarını bile görselleştirebilmeye olanak tanıyan bu teknoloji sayesinde, radyologların akciğerlerdeki en küçük bronşlara veya kemiklerde sıçrayan kist oluşumları gibi ince detaylar üzerinde bile etkin değerlendirmeler yapabilmeleri mümkün oluyor.
Kristal netliğinde görüntü için kusursuz kristallerin üretimi: %99,9999 saflık derecesinde.
Göz kamaştırıcı kristallerin, madde araştırmalarında belirleyici bir rolü var. Bu, ilk kez kuantum mekaniği üzerinde çalışan Schrödinger, Heisenberg gibi araştırmacıların çok sayıda atomun bir araya getirilmesi durumunda neler olduğunu araştırmasıyla başladı. Günümüzde kristallerin görüntüleme teknolojilerinde kullanımı sayesinde, CT cihazları üst düzeyde klinik destek sağlıyor. Siemens Healthineers, yeni nesil bilgisayarlı tomografi dedektörlerine kadmiyum tellür kristallerini dahil ederek, photon-counting teknolojisi ile güçlendirilmiş X-ışını dedektörünün klinik alanda kullanımını ilk kez gerçeğe dönüştürmeye hazırlanıyor. Bu teknolojide, kadmiyum tellür kristallerinin X-ışınından dönüştürdüğü elektrik sinyalleri, görüntülerin daha sonraki aşamalarda hesaplanması ve değerlendirilmesi için alt yapıyı oluşturuyor. Sinyallerin yapısı ne kadar iyi olursa, nihai olarak elde edilen görüntüler ve radyolojik görüntü değerlendirmesinde başarı ihtimali o kadar artıyor.
Siemens Healthineers, photon-counting teknolojisi için görüntüleme cihazlarının dedektörlerinde kullanılacak bu kristallerin ham maddeden başlanarak üretimini de kendi laboratuvarında gerçekleştiriyor. Ancak, bu oldukça zorlu ve hassasiyet gerektiren bir süreç. Kristal üretiminin ön koşullarını en üst düzeyde temizlik, mükemmelleştirilmiş teknik ve sabırlı olmak oluşturuyor. Birkaç haftadan birkaç aya kadar sürebilen büyüme süreçlerinde ortaya çıkabilecek erimiş maddede en küçük safsızlık dahi yüksek saflıkta işlemesi gereken süreci sekteye uğratabilir. Malzemelerin bulunduğu kaplar tek bir kontaminasyon atomu dahi barındırmayacak şekilde daima temiz olmalı. Çünkü ancak bu şekilde en üst düzeyde saflık sağlanması mümkün oluyor. Endüstriyel üretim için büyüme süreci Siemens Healthineers uzmanları tarafından maksimum hassasiyetle sürdürülürken, tüm süreçler kesintisiz şekilde kontrol altında tutuluyor.
Siemens Healthineers, bu sıra dışı uygulama için 2011 yılında dünyada en yüksek kalitede kristal üretimi gerçekleştiren az sayıdaki firmalardan biri olan Japonya’da yerleşik Acrorad şirketi ile ortaklık kurdu. 2020 yılında Almanya Forcheim’da yeni tür kristal gelişimi için özel bir “Kristal Merkez” laboratuvarı oluşturuldu. Seri üretim aşamasına gelene kadar çok sayıda engeli başarıyla aşan mühendislerin yetiştirdiği kadmiyum tellür kristali, şu an yüzde 99,9999 saflık derecesine sahip. Bu yüzde değeri, gerçek bir ekip başarısını gösteriyor. Siemens Healthineers, aynı merkezde ve eş zamanlı olarak sinyallerin toplanması ve işlenmesine yönelik teknolojiler ve yeni dedektör sistemlerini de geliştirdi. 3 tane prototip tarayıcı cihazı, Almanya ve ABD’de seçilmiş kliniklerde 2014 yılından beri test ediyor. 2025 yılına kadar, şu anda tıbbi teknoloji pazarındaki en iyi X-ışını dedektörlerini oluşturmak için çok aşamalı süreç zinciri, şirketin Forchheim lokasyonunda kurulacak ve yüksek saflıktaki ham maddelerin üretiminden başlayarak kristale kadar yapım evreleri devam edecek. Çalışma kapsamında kadmiyum tellürün yetiştirilmesi, işlenmesi ve ardından veri toplama elektroniğine entegrasyonu yapılacak.
Photon–counting teknolojisi CT görüntülemenin rolünü genişletiyor
Tüm teknik parametrelerde üstünlük sağlayan bu yeni teknoloji, görüntü kalitesindeki artış ve radyasyon dozundaki azalma sayesinde geleneksel CT tarayıcıları ile ulaşılması mümkün olmayan özellikleri sunuyor. Görüntüleme uygulamalarını temelden değiştirme potansiyeliyle CT görüntülemeyi yeniden tanımlayan bu teknoloji, daha hızlı ve güvenilir teşhisleri mümkün kılarken, hasta ve doktor açısından belirsizliklerin azalmasına da önemli bir katkıda bulunuyor. Örneğin, kalp yetmezliği vakalarının birçoğunda, koroner damarlarda ve arterlerde oluşan kalkerli birikintiler, geleneksel CT taramalarında doktorların damar dolaşımını değerlendirmesini sınırlandırıyor. Bu nedenle birçok hasta, doğruluk derecesi daha yüksek tanıya ulaşabilmek için invaziv kalp kateter muayenesine yönlendiriliyor. Bu yeni teknoloji sayesinde net bir şekilde görselleştirilen damarlardaki daralmanın değerlendirilmesi hem doktorların klinik değerlendirme süreçlerinde hem de ek uygulamalara gerek kalmadığı için hastalar açısından kolaylık sağlıyor.
Siemens Healthineers Türkiye Görüntüleme Grup Pazarlama Yöneticisi Arda Savda Photon Counting CT teknolojisiyle ilgili görüşlerini şu şekilde paylaştı: ‘’Photon Counting CT’nin daha önce mümkün olmayan seviyedeki küçük dedektör pikselleri cok yüksek uzaysal çözünürlükle görüntü elde ediyor. Bu özellik, elektronik gürültüyü sıfırlayarak, çok daha iyi imaj kalitesine ulaşılmasını sağlıyor. Bunları yaparken de ultra düşük dozlarda çekim yapabilme yeteneğine sahip. Bu teknolojik gelişim ile beraber konvansiyonel anjiyografinin yerine sanal anjiyografinin önemi artacak; teknoloji, tümor ve kanser teşhisinin çok daha erken evrelerde tespit edilebilmesi gibi birçok klinik alanda fayda sunacaktır. Ayrıca, temporal kemik gibi yüksek kontrastlı ve yüksek çözünürlüklü yapılarda da daha iyi görüntüler elde edilebilecektir.’’