Computertomographie (CT): Definition, Dauer und Verfahren (2023)

Bei etwa jedem zehnten Menschen in Deutschland wird jedes Jahr ein CT/CT-Scan durchgeführt. Generell gehört die CT zu den am häufigsten durchgeführten bildgebenden Verfahren in der Medizin. Aber Vorsicht, eine CT-Untersuchung ist immer mit einer gewissen Strahlenbelastung verbunden und sollte nicht bedenkenlos durchgeführt werden.

Die durchschnittliche Strahlenbelastung in Deutschland beträgt etwa 4 Millisievert pro Jahr. Etwa die Hälfte der Exposition stammt aus medizinischen Diagnosen, der Rest entsteht auf natürliche Weise.

Computertomographie (CT) Definition

sterbenComputertomographie(kurz CT) ist ein schnelles radiologisches Verfahren zur Identifizierung von Läsionen oder abnormalen Anomalien im Körper.

Ein CT-Bild entsteht im Grunde wie ein Röntgenbild, liefert jedoch statt eines einzelnen Bildes, wie es beim Röntgen der Fall ist, viele einzelne Schnittbilder. Dazu wird der Patient üblicherweise mit einer Röntgenröhre umgeben und ein Detektor vor ihm platziert.

CT ist auch die Abkürzung für CT-Scan (das Verfahren), CT-Scan (das erzeugte Bild) und CT-Scan (das Gerät). Lassen Sie sich daher nicht von den unterschiedlichen Bedeutungen dieser Abkürzung verwirren und achten Sie nur auf den entsprechenden Artikel davor.

Der Begriff Computertomographie setzt sich im Wesentlichen aus zwei Begriffen zusammen:RechnermiTomographie.

• Was"Rechner-"in der Computertomographie drückt man aus, dass ein Computer das Schnittbild erzeugt. Dazu wandelt er die aus der CT gewonnenen Messwerte in ein Bild mit unterschiedlichen Graustufen um. Die gemessenen Werte entsprechen der Schwächung der Röntgenstrahlung durch verschiedene Gewebe und Substanzen im Körper. Im Vergleich zum analogen Röntgen ist die Abdunklung des Röntgenfilms durch dieStrahlungdas Bild direkt.

• Das Wort"Tomographie"ist der Oberbegriff für bildgebende Verfahren, bei denen viele einzelne Schichtaufnahmen gemacht werden. Neben der Computertomographie gibt es in der Medizin weitere wichtige bildgebende Schnittverfahren wie die Magnetresonanztomographie (kurz für Magnetresonanztomographie) oder Ultraschall.

CT-Scan wird auch als Computertomographie bezeichnet. CAT ist die Abkürzung fürassistierter CT-Scan.

Anwendungsgebiete der Computertomographie (CT)

Wie beim Röntgen wird auch beim CT-Scan Ihr Körper sozusagen „gescannt“. Gegenüber dem herkömmlichen Röntgen hat die Computertomographie jedoch einen grundlegenden Vorteil: Strukturen, die sich auf dem Röntgenbild überlagern, werden anhand der verschiedenen Schnittbilder auf dem Computertomogramm sichtbar.

Die Anwendungsgebiete der Computertomographie sind vielfältig. Je nachdem, welche Körperregion im Zentrum des CT-Scans stehen soll, wird zum Beispiel unterschieden:

• CT des Schädels

• Lungen-CT

• Bauch-TC

• Ganzkörper-CT

• uvm.

Mittels CT kann zwischen Geweben und Substanzen mit unterschiedlicher Röntgenopazität (z. B. Knochen, Fett, Wasser) unterschieden werden. Pathologische (krankhafte) Veränderungen, die auf einem CT-Scan erkannt werden können, umfassen:

• gebrochene Knochen

• Tumore

• Blutung

• Gefäßveränderungen

Übrigens: Eine Fraktur, die auf einem normalen Röntgenbild nicht zu sehen ist, wird als okkulte Fraktur bezeichnet. Im Vergleich zum Röntgen ist die räumliche Darstellung beim CT besser. Dadurch sehen wir diese okkulten Frakturen oft in der Computertomographie, da sich diese Darstellung durch die Anfertigung verschiedener Schnittbilder nicht überschneidet.

So funktioniert die Computertomographie (CT).

Im Wesentlichen basiert die Computertomographie auf der Abschwächung von Röntgenstrahlen durch verschiedene Gewebe einer Körperschicht. Diese Abschwächung resultiert aus den unterschiedlichen Röntgenopazitätswerten verschiedener Körpergewebe. Es wird von einem Computer in ein Graustufenbild der Haut des gescannten Körpers umgewandelt.

im Grunde ist esRöntgenstrahlungeine elektromagnetische Welle sowie sichtbares Licht. Sie unterscheidet sich von anderen elektromagnetischen Strahlen durch ihre Wellenlänge. Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt z. B. zwischen etwa 400 und 780 nm. Die Wellenlänge von Röntgenstrahlen liegt jedoch im Bereich von 1 nm bis 10 pm.

Bei der Computertomographie werden Röntgenstrahlen in einer Röntgenröhre erzeugt, sie stellt das zentrale Bauteil aller Röntgengeräte dar. Die Röntgenröhre enthält eine Anode (positiv) und eine Kathode (negativ). Zwischen Anode und Kathode wird eine Spannung angelegt. Die Kathode gibt Elektronen ab, die von der Anode in der Röntgenröhre angezogen werden.

Beim Durchdringen der Anode verlangsamen sich die Elektronen, die sogenannte Röntgenstrahlung stoppt die Strahlung undHerzlichkeit. Röntgenstrahlen entstehen auch, wenn Elektronen die Atome an der Anode anregen (dh auf ein höheres Energieniveau bringen) und sie in ihren niedrigsten Energiezustand zurückführen. In diesem Fall entsteht keine Bremsstrahlung, sondern charakteristische Röntgenstrahlung. Es wird so genannt, weil es für verschiedene Atome spezifisch ist.

Wie Sie bereits wissen, stellt die Computertomographie ein bildgebendes Schnittbildverfahren auf Basis von Röntgenbildern dar. Beim CT wird das betrachtete Areal zweidimensional in einzelnen Schichten dargestellt. Die resultierenden Bilder finden sich hauptsächlich in dertransversallebeno. Auch die einzelnen Schnittbilder liefern dreidimensionale Bildinformationen.

Die Querebene eines Körpers ist die Ebene, die quer zur Längsachse des Körpers verläuft und den Körper horizontal in eine obere und eine untere Hälfte teilt.

Aufbau des Computertomographen (CT).

Ein CT-Scanner besteht im Wesentlichen aus folgenden Komponenten:

• Portal ("Tunnel" oder "Röhre"), enthält unter anderem

  • Röntgenröhre

  • Detektor

  • Kühlung

• Patientenlagerungstisch

• Schalttafel

• Rechner

Die zentrale Komponente eines TC ist diePortikus. Es ist das, was im Zusammenhang mit CT manchmal fälschlicherweise als "Röhre" bezeichnet wird. Die Gantry hat eine Öffnung, durch die der Patient geschoben werden kann. Außerdem beherbergt es die Röntgenröhre und insbesondere den Detektor.

Den Aufbau einer Röntgenröhre haben Sie bereits im vorigen Abschnitt kennengelernt.

Was den Detektor betrifft, so lassen sich zwei verschiedene Arten von Detektoren unterscheiden, wobei ein Detektor aus sogKristall funkelnund der andere stellt eine Xenongas-Ionisationskammer dar. Vereinfacht ausgedrückt wandelt der Szintillationsdetektor Röntgenstrahlen in Licht um, das dann als elektrisches Signal detektiert werden kann. Das Prinzip der Xenon-Gas-Ionisationskammer hingegen beruht auf der ionisierenden Wirkung der Röntgenstrahlung auf das Gas.

Unter Szintillation versteht man die Emission von Licht nach Wechselwirkung mitStrahlung.

Da bei der Erzeugung von Röntgenstrahlung auch viel Wärme entsteht, befindet sich in der Gantry auch ein Kühlsystem.

Hounsfield-Skala in der Computertomographie (CT)

Der Nobelpreis für Medizin wurde 1979 für die Computertomographie verliehen. Es wurde jedoch 1968 von dem Physiker Cormack und dem Elektroingenieur Hounsfield erfunden. Nach der Sekunde ist auch eine wichtige Skala in der Computertomographie benannt.

Wie Sie bereits wissen, sind verschiedene Substanzen im Körper in der Lage, Röntgenstrahlung unterschiedlich stark abzuschwächen. Die Hounsfield-Skala wird verwendet, um die Dämpfung von Röntgenstrahlen durch ein Material mit einer Zahl zu beschreiben.

Die Abkürzung für diese Einheit ist HE (Hounsfield-Einheit) oder HU (hFeldeinheiten). Sie wird für ein Material wie folgt berechnet:

Dabei ist μ der sogenannte lineare Absorptionskoeffizient. Wie Sie sehen können, bezieht sich die Hounsfield-Zahl auf die Wasseraufnahme eines Materials, was eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Stoffen ermöglicht.

Die wichtigen Größen auf dieser Skala sind:

• Ar = -1000 HE

• Fett = -50 bis -100 HE

• Wasser = 0 HE

• Knochen = 500 bis 1000 HU

Per Definition wurde der 0 HU-Wert als Wasser definiert.

CT reicht im Allgemeinen von -1000 bis 3000 HU. Je höher die Hounsfield-Einheit eines Gewebes ist, desto leichter ist es. Beispielsweise sind Knochen mit 500 bis 1000 HU röntgendicht und erscheinen daher im CT vergleichsweise hell; Luft dagegen schwächt Röntgenstrahlen kaum und erscheint daher im CT schwarz.

Computertomographie (CT) Fensterung

weil der MenschOjoDa nur etwa 20 Graustufen voneinander unterschieden werden können, kommt die sogenannte Fenstertechnik zum Einsatz. Dazu werden die sichtbaren Graustufen über das der Untersuchung entsprechende Fenster verteilt. du willst z. B. Knochen anzeigen, wählen Sie also ein Fenster mit einer Mitte von 300 HE und einer Breite von 2000 HE.

Hyperdens, hypodens und isodens

Bei der Beschreibung eines CT-Bildes werden die Graustufen im Bild entsprechend den unterschiedlichen sichtbaren Strukturen mit spezifischen Begriffen versehen. Dies hängt davon ab, wie strahlenundurchlässig diese Strukturen sind. Beziehen Sie sich immer auf einen anderen Stoff:

• hyperdenses ist ein Stoff, wenn er sich im Vergleich zu diesem Stoff leicht anfühlt.

• hypodenses ist ein Stoff, wenn er im Vergleich zu dem Stoff, auf den Bezug genommen wird, dunkel erscheint.

• Isodenes ist ein Stoff, wenn er denselben Grauton hat wie der Stoff, auf den verwiesen wird.

Voxel in der Computertomographie (CT)

Sicherlich sind Sie mit dem Begriff Pixel vertraut. Aber was ist ein Voxel?

Ein zweidimensionales Bild besteht aus vielen Pixeln unterschiedlicher Farbe. In der Computertomographie werden die verschiedenen Graustufen, die der Dichte eines Gewebes entsprechen, nicht einem Pixel, sondern einem Voxel zugeordnet.

avoxelist die Volumeneinheit in CT. Ein Voxel ist sozusagen ein dreidimensionaler Bildpunkt. Während ein Pixel in einem XY-Koordinatensystem prinzipiell einen Wert zuordnet, liefert ein Voxel auch eine räumliche Komponente, da hier eine Z-Richtung hinzukommt, die in der CT der Schichtdicke entspricht.

Daher funktioniert diese Formel für das Voxel:

Drehen-Drehen-CT

Die heute beliebtesten Geräte, CTs der dritten Generation, haben eine rotierende Röntgenröhre, die sich zusammen mit dem dazugehörigen Detektor im Kreis bewegt. Ein weiterer Unterschied zu den Geräten der ersten Generation besteht darin, dass der Röntgenstrahl hier fächerförmig (wie bei der zweiten Generation) und kein Punktstrahl ist.

Rotate-Stationary-CT

Auch der Detektor der Geräte der vierten Generation bewegt sich komplett im Kreis durch die Gantry, sodass sich hier nur die Röntgenröhre bewegen muss.

Spiral-CT

Früher wurde die CT axial durchgeführt, dh H. Nach jeder vollen Drehung der Röntgenröhre um den Patienten herum wurde der Patient nach vorne geschoben. Der während der Verschiebung zurückgelegte Weg entsprach der Schichtdicke des Bildes.

Heute sind Spiral-CTs in der Praxis der Normalfall. Dabei wird der Patientenlagerungstisch mit dem Patienten durch die Gantry geschoben, wobei sich das Röntgengerät ständig um den Patienten dreht. Auf diese Weise kann eine höhere Geschwindigkeit erreicht werden.

TC-Multicorte

Multi-Slice-CT oder Multiline-Spiral-CT (MDCT) unterscheidet sich von herkömmlichen CTs dadurch, dass es mehrere Erkennungsbalken anstelle von nur einem gibt. Somit können mehrere Schichten gleichzeitig graviert werden. Beispielsweise kann eine Doppelzeile zwei Schichten gleichzeitig aufnehmen, ein CT 128 Schichten und 128 Schichten gleichzeitig. Der Vorteil eines Multislice-CT liegt also darin, dass die Scanzeit verkürzt wird. Dies ist dadurch möglich, dass mehrere Schnittbilder gleichzeitig aufgenommen werden. Das heute auf dem Markt übliche Maximum liegt bei 256 Zeilen.

Dual-Source-CT

Die Dual-Source-CT-Technologie ist sehr modern. Die Geräte sind nicht nur mit größeren Detektionsreichweiten ausgestattet, sondern verfügen auch über zwei versetzt angeordnete Röntgenröhren in der Gantry.

Hier ist eine höhere Geschwindigkeit von Vorteil, da der Patient für eine kürzere Zeit der Strahlung ausgesetzt ist. Auch Bewegungen (durch Atmen oder ähnliches) führen ebenfalls zu weniger Kameraverwacklungen.

Heute ist es sogar möglich, zweidimensionale Abbildungen einzelner Querschnitte in dreidimensionale Darstellungen umzuwandeln.

Kontrastmittel in der Computertomographie (CT)

Eine besondere Form der Computertomographie ist die kontrastmittelunterstützte CT. Es wird verwendet, wenn Sie bestimmte Strukturen oder Organe besser darstellen möchten. Üblicherweise werden jodhaltige Kontrastmittel verwendet. Kontrastmittel können oral oder per verabreicht werdenSie kommenverabreicht, je nachdem, was untersucht wird.

Nach intravenöser Gabe wird das Kontrastmittel innerhalb weniger Minuten über den ausgeschiedenspültDaher sind die Nierenwerte vor einer kontrastverstärkten CT-Untersuchung besonders wichtig. Sie sollten auch viel trinken, um die Nierenfunktion zu unterstützen.

Kontrastmittel werden im Allgemeinen gut vertragen. Mögliche Nebenwirkungen sind z. B. allergische Reaktionen.

Strahlenbelastung durch Computertomographie (CT)

Die genaue Höhe der Strahlenbelastung hängt auch vom Aufnahmebereich ab. Grundsätzlich werden alle strahlenbasierten Verfahren über das Jahr aufsummiert und ergeben die durchschnittliche effektive Dosis pro Person und Jahr. Zu diesem Wert trägt ein CT etwa 1 Millisievert pro Jahr bei.

Ein Lendenwirbelsäulen-CT (LWS) liegt bei etwa 2,0 Millisievert, ein Schädel-CT bei etwa 2,5 Millisievert.

Kosten für einen Computertomographie (CT)-Scan

Die Kosten für einen CT-Scan variieren auch je nach Körperregion. Es kommt auch darauf an, ob und welches Kontrastmittel verwendet wird.

In medizinisch notwendigen Fällen werden die Kosten einer CT-Untersuchung in der Regel von den Krankenkassen übernommen.

Unterschied zwischen Computertomographie (CT) und Kernspinresonanz (MRT)

ionisierendStrahlunges istStrahlung, die Elektronen aus Atomen "schießen" kann.

Ob eine MRT- oder CT-Untersuchung am sinnvollsten ist, hängt immer vom Einzelfall ab. Da die MRT Weichgewebe im Vergleich zur CT besonders gut differenzieren kann, wird die MRT zum Beispiel bei der Suche nach einem Tumor bevorzugt. Andererseits wäre nach einem Unfall, wenn die Suche nach gebrochenen Knochen schnell erfolgen muss, die CT die bevorzugte Option. Für Menschen mit Klaustrophobie wäre nach Möglichkeit ein CT-Scan vorzuziehen, da die CT-Gantry weniger restriktiv ist als die MRT-Röhre.

Es kommt also ganz auf die Situation an, ob man eine CT-Strahlenbelastung in Kauf nimmt.

Hier sehen Sie einen Überblick über die wichtigsten Unterschiede zwischen CT und MRT:

Während das Metall im CT-Scan in der Regel „nur“ Bildstörungen verursacht, kann das Metall im MRT zu einer erheblichen Gefahr werden. Selbst kleinste Objekte können durch das Magnetfeld zu Geschossen werden.

Weitere Informationen über MRT und Funktionelle ResonanzMagnetresonanztomographiees kann in einem separaten Artikel auf StudySmarter gefunden werden.