Die Computertomographie (CT) ist ein modernes bildgebendes Verfahren der Radiologie zur schnellen und präzisen Diagnostik verschiedener Erkrankungen. Bei einer CT-Untersuchung werden mithilfe einer rotierenden Röntgenröhre und empfindlicher Detektoren detaillierte Schnittbilder des Körpers erstellt.
Je nach Fragestellung kann ein Kontrastmittel gespritzt oder oral verabreicht werden, um Organe, Gewebe und Blutgefäße besser darzustellen. Die Computertomografie wird unter anderem zur Untersuchung von Lunge, Darm, Niere sowie bei Tumoren oder Knochenbrüchen eingesetzt. Im Vergleich zum klassischen Röntgen liefert die CT dreidimensionale Darstellungen mit hoher Bildqualität.
Auch gegenüber der MRT beziehungsweise Magnetresonanztomographie bietet die CT je nach Fragestellung entscheidende Vorteile. Trotz der Strahlenbelastung zählt die Computertomographie zu den wichtigsten Verfahren der modernen Diagnostik.
Funktionsweise von Computertomographen
Die Computertomographie ist ein computergestütztes Verfahren zur Erzeugung von Schnittbildern des Körpers mittels Röntgenstrahlen. Ein Schnittbild ist die Darstellung von Organen, Geweben und weiteren Strukturen einer ganz bestimmten geraden Ebene bzw. einer Schicht. Die dargestellte Schichtdicke hängt von der jeweiligen Fragestellung ab und kann variieren. Heutzutage sind Schichtdicken unter einem Millimeter möglich.
Das bildgebende Verfahren ermöglicht die Diagnose vieler Erkrankungen und pathologischer Gewebeveränderungen, wie etwa Tumore. Das Verfahren wurde Ende der 1960er Jahre von einem Mitarbeiterteam um Godfrey Hounsfield, einem englischen Physiker, entwickelt. Seit Mitte der 70er Jahre wird es klinisch eingesetzt.
Schnittbildreihe des Schädels © bunyos | AdobeStock
Während der Bildaufnahme rotiert eine Röntgenröhre um den in der sogenannten Gantry liegenden Patienten. Die Gantry ist das wichtigste Element des Tomographen: Auf der einen Seite dieses rotierenden ringförmigen Tunnels befindet sich die Röntgenröhre. Auf der anderen Seite ist ein Detektor montiert.
Die Röntgenröhre strahlt während der Untersuchung fächerförmig Röntgenstrahlen aus. Die Röntgenstrahlen werden von den durchstrahlten Körperbestandteilen unterschiedlich stark abgeschwächt. Der gegenüberliegende Detektor fängt sie auf und wandelt sie auf Grundlage ihrer Stärke in Bildinformationen um um. Die Abschwächung der Röntgenstrahlen (sogenannte Attenuation) in der jeweils untersuchten Körperschicht wird in Grautönen dargestellt.
Patientin während einer CT-Untersuchung © Gorodenkoff | AdobeStock
Die Dichte bzw. die Attenuation eines Gewebes wird anhand der Hounsfield-Einheit (HE) wiedergegeben. Definitionsgemäß wird Wasser der Wert 0 und Luft der Wert -1000 zugeordnet.
Die Hounsfield-Einheiten, beispielhaft für verschiedene Gewebearten in der CT-Diagnostik, sind:
- Luft: -1000 HE
- Lungengewebe: zwischen -500 und -700 HE
- Fettgewebe: bis -100 HE
- Wasser: 0 HE
- Muskelgewebe: etwa 45 HE
- Lebergewebe: zwischen 40 und 60 HE
- Blut: zwischen 65 und 80 HE
- Knochengewebe: über 1000 HE
Selektive Darstellung der zu untersuchenden Körperbereiche durch Fenstertechnik
Das menschliche Auge kann lediglich 20 bis 40 Grauwerte voneinander unterscheiden. Daher gibt ein Schnittbild nicht die gesamte Bandbreite an möglichen Dichtewerten in den jeweils korrespondierenden Graustufen wieder.
Vielmehr werden mit der
- Fensterbreite der gewünschte Dichtebereich und
- der Fensterlage der mittlere Dichtewert
festgelegt. Diese Fensterlage wird als mittlerer Grauton dargestellt. Eine begrenzte Anzahl an Graustufen wird dann über die gewählte Fensterbreite verteilt. Hierbei werden über dem Fenster liegende Dichtewerte weiß und unter dem Fenster liegende Dichtewerte schwarz wiedergegeben. So ist die Fensterbreite bei der Darstellung der Lunge beispielsweise 100 und die Fensterlage -600.
Multidetektorsysteme erlauben kurze Scanzeiten und 3D-Rekonstruktion
Meistens sind Spiral-Computertomographen mit kontinuierlich rotierender Röhre und einem sich fließend durch die Gantry bewegenden Untersuchungstisch im Einsatz. Es handelt sich um Multidetektorsysteme mit mehreren, rotierenden Detektorreihen. Diese Mehrzeilen-Spiral-Computertomographen können bis zu 320 Zeilen verarbeiten. Sie erlauben die Ganzkörperuntersuchungen von polytraumatisierten Patienten in wenigen Sekunden.
Bei der Dual-Source-Computertomographie rotieren gleichzeitig zwei Röntgensysteme im rechten Winkel um das zu untersuchende Objekt. Der Computertomograph kann pro Umlauf der Röntgenröhren in der gleichen Zeit doppelt so viele Schichten aufnehmen. Das verkürzt die Untersuchungszeit und die zeitliche Auflösung. Bewegliche Objekte wie ein schlagendes Herz werden dadurch innerhalb sehr kurzer Scanzeiten dargestellt (Volumen-CT).
Durch die sehr dünn angelegte axiale Scantechnik wird eine multiplanare Rekonstruktion (MPR) ermöglicht. Das ist die 3D-Rekonstruktion eines gescannten Gewebes aus den axialen Schichtscans zur Betrachtung des Körperbereichs aus verschiedenen Ebenen.
Warum Kontrastmittel bei der Computertomographie verwendet werden
Kontrastmittel kommen zur
- besseren Darstellung der Gewebekontraste und
- verbesserten Differenzierung von pathologischen Veränderungen
zur Anwendung. Diese stark jodhaltigen Substanzen werden intravenös appliziert und nach der Untersuchung über die Nieren wieder ausgeschieden.
Insbesondere im Unterleibsbereich haben sich mehrphasige Untersuchungsprotokolle bewährt. Krankes Gewebe, beispielsweise der Leber oder des Pankreas, nimmt das Kontrastmittel im Zeitverlauf anders auf als gesundes Gewebe. Unterschieden wird hier zwischen der
- arteriellen Phase (etwa 20 bis 25 Sekunden nach Kontrastmittelinjektion),
- portal-venösen Phase (50 bis 70 Sekunden nach Kontrastmittelinjektion) sowie
- venösen Phase (ab etwa der 90. Minute nach Kontrastmittelinjektion).
Die CT-Angiografie nutzt die spezifischen Phasen der Kontrastmittelanflutung für die gezielte Prüfung arterieller und venöser Gefäße aus.
Darstellung der Aorta und weiterer Blutgefäße durch eine CT-Angiographie © SutthaB | AdobeStock
Anwendungsbereiche der Computertomographie
Eine Computertomographie stellt die interessierenden Organe überlagerungsfrei in Schichten dar. Dadurch lassen sich pathologische Veränderungen besser erkennen. Deshalb kommt die CT-Diagnostik dort zum Einsatz, wo es um krankheitsbedingte Veränderungen von Organstrukturen geht.
Die Computertomographie kann bei der Darstellung von Blutgefäßen und Weichgewebe wie
- den inneren Organen oder
- Muskulatur
detailgetreuere Aufnahmen liefern als die konventionelle Röntgentechnik. Einige Gewebearten wie Knorpel oder Bänder lassen sich allerdings besser durch eine Magnetresonanztomographie (MRT) darstellen.
Zu den bedeutendsten Anwendungsbereichen der Computertomographie gehören:
- Tumor-Diagnostik: Darstellung und Beurteilung von Lokalisation, Größe sowie Ausdehnung von Tumoren und Metastasen ab einer Größe von wenigen Millimetern. Außerdem Verlaufskontrolle bei der Krebstherapie sowie im Rahmen der Krebsvorsorge zur Früherkennung von Lungen- und Darmkrebs.
- Kraniale Computertomographie (Kopf-CT): Bei Verdacht auf Blutungen, ein Aneurysma (pathologische Erweiterung einer Hirnarterie), Gehirnödem (Schwellung), Schlaganfall oder Schädelbruch.
- Abdominale Computertomographie (Abdomen-CT): Bei Verdacht auf pathologische Gewebeveränderungen im Bauchraum wie einer Pankreatitis (Bauchspeicheldrüsenentzündung), Krebserkrankungen (z.B. Leberkrebs) oder traumatisch bedingten Verletzungen der Bauchorgane.
- Computertomographie des Skelettsystems: Beurteilung von komplizierten Knochenbrüchen und Verletzungen im Bereich der Wirbelsäule. Außerdem Messung der Knochendichte bei Osteoporose.
- Thorakale Computertomographie (Thorax-CT): Bei Verdacht auf krankhafte Veränderungen des Lungengewebes, der Gefäße oder Lymphknoten im Brustkorb.
Darüber hinaus kommt eine Computertomographie in vielen Fällen zum Einsatz, um diagnostische oder therapeutische Eingriffe zu planen und durchzuführen. Diagnostische Eingriffe wären unter anderem Biopsien bzw. Gewebeentnahmen. Therapeutische Eingriffe unter CT-Unterstützung sind
- Operationen,
- strahlentherapeutische Maßnahmen,
- Punktionen sowie
- Drainageanlagen.
FAQ
Was ist eine Computertomographie (CT)?
Die Computertomographie, auch Computertomografie oder CT genannt, ist ein bildgebendes Verfahren zur Darstellung von Organen und Gewebe. Während der Untersuchung rotiert eine Röntgenröhre um den Patienten, während Detektoren die Röntgenstrahlung erfassen. Daraus entstehen hochauflösende CT-Aufnahmen und dreidimensionale Bilder, die eine genaue Diagnostik ermöglichen. Die Aussagekraft der CT ist besonders bei vielen akuten Erkrankungen sehr hoch.
Wann wird eine CT durchgeführt?
Eine CT-Untersuchung wird bei Verdacht auf Tumor, Krebserkrankung, Knochenbruch oder Erkrankungen von Lunge, Darm und Niere durchgeführt. Auch vor einer Strahlentherapie oder zur Beurteilung einzelner Organe kommt die CT häufig zum Einsatz. Die Durchführung einer CT erfolgt schnell und liefert wichtige Informationen für die weitere Behandlung. Je nach Fragestellung wird die passende Körperregion untersucht.
Wie läuft eine CT-Untersuchung ab?
Der Patient liegt während der CT-Aufnahme auf einem Untersuchungstisch, der sich durch den Computertomographen bewegt. Im Untersuchungsraum erstellt der CT-Scan mithilfe der rotierenden Röntgenröhre und moderner Detektoren präzise Schnittbilder. Falls erforderlich, erfolgt die Verabreichung eines Kontrastmittels oder die Gabe von Kontrastmittel über eine Vene beziehungsweise als Kontrastmittel zum Trinken. Das medizinische Personal begleitet den Patienten während der gesamten Untersuchung.
Ist eine CT mit Risiken verbunden?
Die CT arbeitet mit Röntgenstrahlen und ist daher mit einer Strahlenbelastung verbunden. Moderne Computertomografen und Photon-Counting CT-Technologien tragen jedoch dazu bei, die Strahlendosis unter Berücksichtigung des Strahlenschutzes möglichst gering zu halten. Nutzen und Risiken werden vor jeder Untersuchung individuell abgewogen. Die Qualitätssicherung in der Computertomographie erfolgt nach der Leitlinie der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung.
Wann ist eine CT besser als eine MRT?
Die CT eignet sich besonders für die schnelle Diagnostik akuter Erkrankungen und Verletzungen sowie für die Beurteilung von Knochen und der Lunge. Im Vergleich zur MRT beziehungsweise Magnetresonanztomographie bietet die Computertomografie in vielen Situationen eine kürzere Untersuchungsdauer und eine schnelle Verfügbarkeit. Das Spiral-CT ermöglicht besonders rasche Untersuchungen großer Körperregionen. Ob CT, Ultraschall oder MRT das geeignete Verfahren ist, entscheidet die Radiologie anhand der individuellen Fragestellung.
