Computertomografie

Computertomografie (CT) © istockphoto, shironosov

Im Vergleich zum konventionellen Röntgen ist die Methode vergleichsweise jung, doch aus dem klinischen Alltag kaum noch wegzudenken. Ihre vielseitige Einsetzbarkeit und rasante technische Weiterentwicklungen machen sie unentbehrlich bei verschiedensten Fragestellungen in nahezu allen Köperregionen. Lassen sich aus verschiedenen Projektionsrichtungen aufgenommene Röntgenmessungen so zusammenführen, dass sie – ähnlich einem Puzzle – ein komplettes, überlagerungsfreies Bild einer Körperschicht liefern?

Geschichte der Computertomografie

Der Mathematiker Radon stellte bereits 1917 eine Theorie auf, deren Umkehrschluss es dem Physiker Cormack Anfang der Sechzigerjahre ermöglichte, eine rechnerische Lösung für diese Fragestellung zu finden. Der Elektrotechniker Hounsfield machte sich diese Erkenntnis zunutze und entwickelte eine Maschine, mit der er ab 1967 Gehirne von Schweinen und Ochsen scannte. 1972 wurde erstmals das Gehirn eines Menschen untersucht, der Siegeszug der Computertomografie begann. Cormack und Hounsfield erhielten 1979 für ihre Pionierarbeit den Nobelpreis für Medizin.

Der erste Prototyp eines Computertomografen brauchte noch neun Tage zum Erheben und zwei Stunden zur Berechnung von 28.000 Messungen. Heutige Geräte schaffen es, Hundertausende von Messwerten in wenigen Sekunden zu verarbeiten, die Untersuchung zum Beispiel des Kopfes dauert zwischen zwei und zehn Minuten.

Wie funktioniert die Computertomografie (CT)?

Beim konventionellen Röntgen werden die Strahlen durch den Körper hindurchgeschickt und gelangen – je nachdem wie stark sie von verschiedenen Geweben durchgelassen werden – auf die andere Seite. Dort werden sie von einer Art Fotoplatte aufgezeichnet. Man erhält ein zweidimensionales Bild, ähnlich eines Schattenrisses auf der Wand, bei dem sich die verschiedenen Strukturen überlagern.

Was verloren geht, ist die Information, in welcher Tiefe sich diese befinden. Eine Crux, die zum Teil dadurch gelöst werden kann, dass Aufnahmen in verschiedenen Projektionsebenen gemacht werden – zum Beispiel von vorn nach hinten und von links nach rechts. Die Computertomografie arbeitet ebenfalls mit Röntgenstrahlen, löst dieses Problem aber auf andere Weise.

Der Unterschied zu klassischen Aufnahmen besteht darin, dass der Körper in dünnen Schichten abgebildet wird. Jede dieser nur wenige Millimeter dicken Scheiben kann genau einer Stelle im Körper zugeordnet werden – so als habe man diesen mit einem scharfen Messer tausendfach quer zerteilt.

Doch das Gerät kann noch mehr: Die Aufnahmen können nachbearbeitet, vergrößert, vermessen, gespeichert und aus verschiedenen Blickwinkeln angeschaut werden. Und – besonders hilfreich – aus den Schnittbildern kann bei Bedarf ein räumliches Bild zusammengesetzt werden, das sich von allen Seiten betrachten lässt und den Ärzten die genaue Zuordnung und Ausdehnung von Strukturen und ihrer Umgebung zum Beispiel zur Vorbereitung einer Operation erlaubt. Um solche dünne Schichten zu erhalten, wird ein feines Bündel Röntgenstrahlen durch den Körper geschickt und auf der anderen Seite von Detektoren aufgefangen.

Verschiedene Arten von CT

Der Clou ist, dass sich das CT-Gerät bei der Untersuchung einmal um den Patienten herum dreht und dabei sehr viele Messungen durchführt. Diese werden an den Computer übermittelt und von diesem – entsprechend der Differenzen zwischen abgeschickter und angekommener Intensität der Strahlen – zu einem Schnittbild mit verschiedenen Grautönen zusammengefügt.

Dann wird das Gerät längs des Patienten ein kleines Stück weiter geschoben und der Vorgang wiederholt sich Schicht um Schicht, bis der gewünschte Bereich abgescannt ist. Diese herkömmliche Technik wird auch als Inkremental-CT bezeichnet. Während der Aufnahmen muss der Patient ruhig liegen und seine Atembewegungen den Anweisungen des Personals anpassen, damit das Bild nicht verwackelt.

Die neueren Geräte arbeiten noch effizienter, indem sich die Röhre kontinuierlich in einer Spiralform um den Patienten bewegt (Spiral-CT) und dabei oft mehrere Einheiten von Röntgenstrahlenbündeln abfeuert, die von mehreren Detektorreihen aufgenommen werden (Multi-Detektor-CT = Multi-Slice-CT). So können große Körperabschnitte sehr schnell und mit hoher Auflösung gescannt werden, ein Vorteil insbesondere bei beweglichen Strukturen wie dem Herzen.

Aktualisiert: 24.07.2017 – Autor: Dagmar Reiche

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