Die Geschichte der Computertomographie - von Godfrey Hounsfield zum 32-Zeiler

 

1989: Volumenbildgebung: „Von der Scheibe zur Kugel“

 

1989 erfolgen erste klinische Untersuchungen mit der Spiral-CT. Äußerlich sehen die Geräte nahezu unverändert aus. Da sich die Untersuchungsliege allerdings kontinuierlich bewegt, wird ein spiralförmiger Datensatz gewonnen, aus dem erst durch mathematische Umrechnungen die klassischen Schichtbilder erzeugt werden.
 
Innenleben eines Spiral-CT

 


1993: Kann die invasive Angiographie ersetzt werden?

 

Erste klinische Anwendung der CT Angiographie (Darstellung von Blutgefäßen). Mit der Spiral-CT ist auch eine spezielle Untersuchung arterieller Gefäße möglich- bislang eine Domäne der invasiven Angiographie. Nach schneller Gabe eines Kontrastmittels wird der Bolus genau bei seiner ersten Passage durch das zu untersuchende arterielle Stromgebiet abgepasst. Die Aufnahmezeit beträgt etwa 30 sec. Erste Anwendungen sind die Beurteilung von Aneurysmen oder Dissektionen der thorakalen oder abdominellen Gefäße.
 
3-dimensional aufbereitete CT-Angiographie

 


1995: Neue Perspektiven für invasive Eingriffe durch CT

 

Mit der Echtzeitrekonstruktion wird die CT Durchleuchtung möglich. Ähnlich wie in der Angiographie können Eingriffe (z.B. Punktionen) online verfolgt und kontrolliert werden. Für die CT ergeben sich neue Einsatzgebiete, für den Patienten bedeuten sie mehr Sicherheit.

 


1998: Simultane Akquisition von zwei parallelen Spiralen

 

Erste klinische Veröffentlichungen mit einer Multidetektor-CT (2-Zeiler, Elscint Twin Flash CT). Die räumliche Auflösung kann deutlich gesteigert werden- Im Gegensatz zum DSR (s. oben) kommt nur eine einzige Anodenröhre jedoch mehrere parallel geschaltete Detektoren zum Einsatz.

 


1998: Einführung der Mehrzeilen-Technik

 

Erstes kommerziell erhältliches 4-Zeilen Gerät. Mit der neuen Technik werden vier parallele „Spiralen“ gleichzeitig aufgenommen. Somit wird die Untersuchungszeit drastisch reduziert, was insbesondere in der Diagnostik bewegter Organe, z.B. dem Herzen deutliche Vorteile bringt. Die neue Technik kann aber auch zur Verbesserung der räumlichen Auflösung durch Anfertigung dünnerer Schichten verwendet werden.
 
3-dimensionale Herz-Rekonstruktion

 


2001: Weitere Sensationen

 

Das erste weltweit verfügbare PET-CT wird an der Universität in Zürich installiert. Hersteller ist GE. Mithilfe dieses Systems ist es möglich, die Vorteile der nuklearmedizinischen Bildgebung direkt mit den Vorzügen des CT zu kombinieren. So sind Stoffwechselvorgänge direkt den morphologischen Strukturen mit hochauflösender Bildgebungstechnik zuzuordnen.
Erstes kommerziell erhältliches 16-Zeilen Gerät, der SIEMENS Sensation 16. Auch die Rotationszeit kann unter eine halbe Sekunde gesenkt werden. Beispielsweise kann die Abbildungsqualität von arteriellen Strukturen weiter verbessert werden.

 


2001: Weitere Sensationen

 

Das erste weltweit verfügbare PET-CT wird an der Universität in Zürich installiert. Hersteller ist GE. Mithilfe dieses Systems ist es möglich, die Vorteile der nuklearmedizinischen Bildgebung direkt mit den Vorzügen des CT zu kombinieren. So sind Stoffwechselvorgänge direkt den morphologischen Strukturen mit hochauflösender Bildgebungstechnik zuzuordnen.
Erstes kommerziell erhältliches 16-Zeilen Gerät, der SIEMENS Sensation 16. Auch die Rotationszeit kann unter eine halbe Sekunde gesenkt werden. Beispielsweise kann die Abbildungsqualität von arteriellen Strukturen weiter verbessert werden.

 


2004: Schnelle Bilder

 

Siemens bringt den ersten 64-Zeiler auf den Markt. Ausgestattet mit einer automatischen Dosisanpassung und einer Rotationszeit von 0,37 sec setzt dieses Gerät neue Akzente, gerade in Hinblick auf die Herzbildgebung. Zudem kann während einer Rotation ein größerer Bereich abgedeckt werden.

 


2005: Zwei Röhren

 

Siemens stellt den ersten Dual-Source CT der Öffentlichkeit vor. Dieses Gerät arbeitet mit zwei Röhren, welche im 90° -Winkel zueinander stehen. Dadurch kann zum einen die Aufnahmezeit deutlich verringert werden, so dass Bewegungsartefakte, besonders bei Herzuntersuchungen, minimiert werden. Zum anderen wird es möglich, eine Untersuchung mit gleichzeitig zwei unterschiedlichen Energieniveaus zu fahren. Durch Subtraktionsalgorithmen ist es so z.B. möglich, mit entsprechender Software Harnsäureablagerungen bei Gichterkrankungen farbcodiert darzustellen.

 


2007: 320 Zeilen

 

Seit Einführung des Mehrzeilers wurde die Anzahl der Zeilen rapide erhöht. Toshiba setzt mit dem neuen Aquilion One mit 320 Zeilen neue Maßstäbe. So ist es möglich, innerhalb einer Rotation einen Bereich von 16 cm zu erfassen. Organe müssen nicht mehr spiralförmig gescannt werden, wodurch die Dosisbelastung verringert wird. Durch die geringe Rotationszeit von 0.35 sec können mit mehreren aufeinanderfolgenden Rotationen um denselben Bereich ganze Bewegungsabläufe dargestellt werden.

 


2009: Neue Algorithmen senken die Strahlenbelastung

 

Wie in vielen Bereichen der Technik wurden auch in der Computertomographie die Innovationen eines Herstellers zeitnah von anderen Herstellern übernommen. So ermöglicht die CT durch flächendeckende Hochtechnologie exzellente Diagnosemöglichkeiten.
Bis jetzt wurden die Berechnungen der Schnittbilder durch Berechnungen mithilfe der sogenannten gefilterten Rückprojektion ermittelt. Mit einem anderen Verfahren, der iterativen Bildrekonstruktion, welche mit steigender Rechenleistung nun möglich wird, kann die Dosis bei gleichbleibender Bildqualität um bis zu 60% reduziert werden. Alternativ kann bei vergleichbarer Dosis das Bildrauschen drastisch gesenkt werden.

 


Was bringt die nähere Zukunft?

 

Die bedeutendsten Entwicklungen des CT in den letzten Jahren waren die Einführung des Spiral-CTs und der Sprung vom 1- zum 4-Zeiler. Diese haben die diagnostische Qualität erheblich verbessert und die Methode beschleunigt, wodurch der klinische Stellenwert der CT zugenommen hat. Im Bereich der Mehrzeilentechnik ist die weitere Entwicklung offen. Schon heute können einzelne Körperregionen mit einer Rotation im Bruchteil einer Sekunde gescannt werden.
Zunehmende  Rechenleistung ermöglicht schon heute die Anwendung aufwändiger Software zur umfangreichen Nachbearbeitung der Rohdaten. Dadurch ergibt sich die Substitution von invasiven Untersuchungsmethoden wie der Koloskopie. Es zeichnet sich ab, dass die Softwareentwicklung im CT-Bereich stärker steigen wird als bisher.
Das Hauptaugenmerk der weiteren Entwicklung liegt in den nächsten Jahren bei weiterer Reduktion der Strahlenbelastung. Gerade in Konkurrenz zu den dosisfreien Untersuchungsarten wie Ultraschall und MRT gilt es, einen Kompromiss zwischen technischen und diagnostischen Möglichkeiten und der Strahlenbelastung für den Patienten zu finden.
 
Perfusions-CT

 


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