Computertomographie (CT) - Grundlagen und Technik

 

Die Computertomographie (CT) ist eine spezielle computerisierte Form der Röntgenuntersuchung, deren Ergebnis Querschnittsbilder der untersuchten Körperregion sind. Deshalb nennt man das Verfahren auch Schnittbildverfahren. Es ermöglicht der Ärztin/dem Arzt bestimmte Erkrankungen auszuschließen oder krankhafte Organveränderungen ohne die störenden, in konventionellen Röntgenbildern typischen, Überlagerungen darzustellen, um die Ursache Ihrer Beschwerden genauer beurteilen zu können.

Prinzip der Untersuchung
Die Computertomographie (CT) beruht auf der konventionellen Röntgentechnik. Sie müsste daher eigentlich Röntgen-Computertomographie heißen. Einerseits handelt es sich um eine computergestützte Technik und andererseits zeigt das Wort „Tomographie“ (griechisch: Tomos=Schneiden und graphos = Zeichnen) an, dass der Körper in Schichten abgebildet wird. Hierzu nutzt man einen Trick aus. Der Patient wird auf einer fahrbaren Liege durch einen Ring bzw. kurzen Tunnel, die so genannte Gantry, gefahren. Innerhalb des Ringes dieser Gantry befinden sich eine Röntgenröhre, die die Röntgenstrahlung erzeugt sowie Blenden, die diese Röntgenstrahlung zu einem schmalen Fächerstrahl einblenden. Der Strahl ist nur wenige Millimeter breit und durchdringt den zu untersuchenden Körperteil. Innerhalb des Körpers wird er durch die Strukturen, auf die er trifft, unterschiedlich stark abgeschwächt (z. B. Fett, Muskel, Organe, Knochen). Auf der gegenüberliegenden Seite der Röntgenröhre befinden sich Detektoren, die die ankommende Röntgenstrahlung messen, und zur weiteren Verarbeitung an einen leistungsfähigen Computer senden. Da Röntgenröhre und Detektoren den Patienten bei der Untersuchung umkreisen, werden die Organe in jeder Schicht aus nahezu eintausend Richtungen aufgenommen. Dies summiert sich auf hunderttausende von Messwerten, die ein Computer weiter verarbeitet, den Messwerten Graustufen zuordnet und nahezu verzögerungsfrei Schichtbilder (Tomogramme) erzeugt. Um mehrere dieser Schichtbilder zu erzeugen, wird die Patientenliege geringfügig weiter vorgeschoben und der Vorgang wiederholt.
Durch Nachverarbeitung der gemessenen Daten ist es möglich, dreidimensionale Darstellungen des untersuchten Bereiches zu erzeugen oder auch bestimmte Bildinformationen zu unterdrücken.

Mit der sog.  Hybridtechnik kann man die Schnittbilder und Aufnahmen verschiedener Untersuchungsgeräte miteinander kombinieren. So können sich die Vorteile der verschiedenen Verfahren ergänzen. Ein gutes Beispiel für eine solche Hybridtechnik ist das sogenannte PET-CT, das die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) als nuklearmedizinisches Verfahren (mit guter funktioneller Darstellung) mit dem Computertomogramm (mit guter anatomischer Darstellung) auf einer kombinierten Abbildung zeigen kann.

Die einzelnen Querschnittbilder werden als sogenannte „images“ vom Bildschirm in ein digitales Archiv (PACS = Picture Archiving & Communication System) übertragen, wo sie, wie alle anderen Röntgendokumentationen auch dauerhaft archiviert werden. Alternativ können einzelne, besonders interessante Bilder auf Filme oder Papier übertragen werden oder Sie bekommen für Ihren weiterbehandelnden Arzt eine CD mit der gesamten Untersuchung mit. Früher hatte man nur die Möglichkeit auf Röntgenbild zu dokumentieren oder die Bilddaten auf CD, Disketten oder Magnetbändern zu speichern. Mit dem direkten Zugriff auf die Bilddaten über ein PACS-System wurde die Zeitdauer für die Bildverwaltung extrem verkürzt.

Das Computertomographie-Gerät
In einem modernen Computertomographen kann das Röhren-/Detektorsystem in einer Sekunde mehrmals um den Patienten rotieren. Oft wird dabei die Patientenliege kontinuierlich vorgeschoben und die gemessenen Informationen beschreiben somit eine Spirale. Diese spezielle Form der Untersuchung nennt man „Spiral-CT“. Hierbei werden Patient und Röhre gleichlaufend bewegt, man erhält statt einer „Scheibe des Körpers“ eine Spirale. Diese kann dann natürlich wieder in Schichten umgerechnet werden und das an beliebiger Stelle der Spirale! Computertomographie mit Spiraltechnik ist zudem mit einer geringeren Strahlenbelastung für den Patienten verbunden und einer höheren Schnelligkeit was vor allem für ältere Patienten und Kinder (z.B. beim Luft anhalten) von Vorteil ist.

Die neueste Gerätegeneration verwendet sogar mehrere Röhren-/Detektorsysteme parallel und kann somit auch mehrere Fächerstrahlen gleichzeitig aussenden und empfangen. Es handelt sich um Multidetektor- oder Multislice-CTs (MSCTs), die 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Schichten gleichzeitig erfassen können. Es handelt sich also nicht mehr um die reine Abbildung einzelner Schichten. In einer Untersuchung werden so viele Einzelschichten erzeugt, dass man von einem Volumenscan spricht. Die Schnelligkeit für einen solchen Volumenscan steigt natürlich mit zunehmender „Zeilenzahl“ rasant an. Das ist insbesondere für verletzte Patienten sehr wichtig. Außerdem ist die Schnelligkeit für Aufnahmen mit Atemanhaltephase wesentlich.

Seit November 2005 wird ein „Dual-Source-CT“ (DSCT) angeboten, das mit zwei Röntgenröhren bei verschiedenen Energiestufen betrieben wird. Auf diese Weise können Gewebe und Flüssigkeiten dargestellt und gleichzeitig Gefäße, Knochen und Weichteile noch besser differenziert werden.

Nachbearbeitung digitaler Bilddaten
Die mögliche Nachverarbeitung der Bilder am Computer bietet gegenüber dem konventionellen Röntgen zusätzliche Möglichkeiten:

  • Ansicht der aufgenommen Bilder in verschiedenen sog. "Fenstertechniken", d.h. auf den Aufnahmen können nacheinander sehr verschiedene Gewebegruppen genau untersucht werden. Bei einem Schädelbasisbruchs beispielsweise kann durch "Knochenfensterung" erst die Schädelbasis genau eingesehen werden und danach durch eine zweite Darstellung die Hirnweichteile.
  • Sekundärrekonstruktionen: Vormals als Querschnittsbilder aufgenommene Organabschnitte können als neue Ansicht, z.B. als Seitenansicht, nachberechnet werden. Genauso können beliebige neue Schnittrichtungen durch den Organabschnitt dargestellt werden.
  • 3-D-Rekonstruktionen: Darstellung eines Organabschnittes als dreidimensionale Figur
  • 3 D „Fly through“: Darstellung von Körperhöhlen als simulierte Endoskopie, die virtuelle Koloskopie (Darm) oder virtuelle Bronchoskopie (Bronchien) beispielsweise zur Früherkennung von Erkrankungen in diesen Körperregionen

CT- Bilder können als Wegweiser für Gewebeentnahmen und minimal invasive Eingriffe dienen. Dabei ist die Untersuchung, völlig schmerzfrei, nicht invasiv und genau. Das bedeutet, dass diese Verfahren manchen chirurgischen Eingriff zu diagnostischen Zwecken ersetzen können. So kann "High-Tech Medizin" durchaus auch kosteneinsparend wirken.