Computertomographie (CT)

Entwicklung der Computertomographie (CT)

Die Computertomographie (CT) ermöglicht die dreidimensionale Bildgebung des Körpers mit Röntgenstrahlen. Die mathemathischen Grundlagen der Computertomographie wurden 1917 durch den österreichischen Mathematiker Johann Radon entworfen. Die sogenannte Radontransformation bildet die Grundlage zur Berechnung räumlicher Aufnahmen eines Objektes. 1957 und 1963 entwickelte Allan M. Cormack Algorithmen zur Berechnung von Röntgenstrahlabsorption durch Gewebe. Der erste CT-Prototyp wurde von Godfrey Hounsfield 1969 entwickelt. Die ersten CT-Aufnahmen bei einem Menschen wurden im Jahr 1971 aufgenommen. Ab 1972 war der erste kommerzielle Computertomograph erhältlich und wurde in der radiologischen Diagnostik eingesetzt. Seitdem wurde die CT-Technik kontinuierlich weiterentwickelt. Ein Meilenstein war die Einführung der Spiral-CT durch den deutschen Physiker Willi A. Kalender. Das erste Mehrzeilen CT wurde 1992 vorgestellt. In den folgenden Jahren wuchs die Zeilenzahl bis zu 320 Detektorzeilen an, d.h. pro Röntgenröhrenrotation können 320 Schichten gleichzeitig angefertigt werden und bei doppelter Auslesung sogar 640 Bilder. 2005 wurde dann das erste CT mit zwei Röntgenröhren (Dual-Source CT) vorgestellt, bei dem zwei Röntgenröhren in einem 90° Winkel zu einander stehen.

Die modernen Mehrzeilen-Computertomographen nehmen gleichzeitig eine Vielzahl von anatomischen Schichten mit einer Schichtdicke von unter 1 mm simultan auf. Bei der CT-Untersuchung wird der Patient auf einem Tisch liegend kontinuierlich durch den Computertomographen geschoben und währenddessen rotiert die Röntgenröhre um den Patienten. Dadurch kann eine anatomische Auflösung bis maximal 0,25 mm isotrope Voxel (d.h. eine Ortsauflösung, die in allen drei Raumrichtungen gleich ist) erzielt werden. Aus den aufgenommenen Bilddaten können dann Bilder in jeder Raumrichtung rekonstruiert werden.

Diagnostik in der Humanmedizin

Die Computertomographie konnte sich als eines der wichtigsten diagnostischen Verfahren in der Radiologie etablieren. Knochenbrüche, Blutungen, Verletzungen von Organen, Entzündungen und Tumore lassen sich mit der Computertomographie sicher erfassen. Gleiches gilt auch für Bandscheibenvorfälle sowie für degenerative knöcherne Veränderungen der Wirbelsäule und von Gelenken.

Im Vergleich zur der Kernspintomographie(Magnetresonanztomographie=MRT) sind die Untersuchungszeiten in der Comptertomographie sehr kurz. Dies ermöglicht die Untersuchung selbst großer Körperregionen in einem Untersuchungsgang, wie zum Beispiel von Hals, Brustkorb und Bauch. Dabei sollte jedoch stets darauf geachtet werden, dass das zu untersuchende Volumen so klein und die Dosis so gering wie möglich gewählt werden, denn dadurch wird eine optimale Strahlenhygiene erreicht. Diese Untersuchungsstrategie hat sich insbesondere in der Tumordiagnostik und dem Aufsuchen von Metastasen sehr bewährt. Darüber hinaus erlaubt die Computertomographie die frühzeitige Erkennung von Lungengerüsterkrankungen.