Computertomografie (CT)

Im Vergleich zum konventionellen Röntgen ist die Methode der Computertomografie (auch: Computertomographie; CT) vergleichsweise jung, doch aus dem klinischen Alltag kaum noch wegzudenken. Ihre vielseitige Einsetzbarkeit und rasante technische Weiterentwicklungen machen sie unentbehrlich bei verschiedensten Fragestellungen in nahezu allen Köperregionen. Lassen sich aus verschiedenen Projektionsrichtungen aufgenommene Röntgenmessungen so zusammenführen, dass sie – ähnlich einem Puzzle – ein komplettes, überlagerungsfreies Bild einer Körperschicht liefern? Wir informieren über Ablauf und Dauer der Untersuchung.

Wie funktioniert die Computertomografie (CT)?

Beim konventionellen Röntgen werden die Strahlen durch den Körper hindurchgeschickt und gelangen – je nachdem wie stark sie von verschiedenen Geweben durchgelassen werden – auf die andere Seite. Dort werden sie von einer Art Fotoplatte aufgezeichnet. Man erhält ein zweidimensionales Bild, ähnlich eines Schattenrisses auf der Wand, bei dem sich die verschiedenen Strukturen überlagern.

Was fehlt, ist die Information, in welcher Tiefe sich diese befinden. Zwar können Aufnahmen in verschiedenen Projektionsebenen gemacht werden – zum Beispiel von vorn nach hinten und von links nach rechts. Doch erst die Computertomografie löst dieses Problem wirklich.

Auch die Computertomografie arbeitet mit Röntgenstrahlen, Der Unterschied zu klassischen Röntgen-Aufnahmen besteht darin, dass bei der Computertomografie der Körper in dünnen Schichten abgebildet wird. Jede dieser nur wenige Millimeter dicken Scheiben kann genau einer Stelle im Körper zugeordnet werden – so als habe man diesen mit einem scharfen Messer tausendfach quer zerteilt.

Doch das Gerät kann noch mehr: Die Aufnahmen können nachbearbeitet, vergrößert, vermessen, gespeichert und aus verschiedenen Blickwinkeln angeschaut werden. Und – besonders hilfreich – aus den Schnittbildern kann bei Bedarf ein räumliches Bild zusammengesetzt werden, das sich von allen Seiten betrachten lässt und den Ärzten die genaue Zuordnung und Ausdehnung von Strukturen und ihrer Umgebung zum Beispiel zur Vorbereitung einer Operation erlaubt. Um solche dünne Schichten zu erhalten, wird ein feines Bündel Röntgenstrahlen durch den Körper geschickt und auf der anderen Seite von Detektoren aufgefangen.

Verschiedene Arten von CT

Der Clou ist, dass sich das CT-Gerät bei der Untersuchung einmal um den Patienten herum dreht und dabei sehr viele Messungen durchführt. Diese werden an den Computer übermittelt und von diesem – entsprechend der Differenzen zwischen abgeschickter und angekommener Intensität der Strahlen – zu einem Schnittbild mit verschiedenen Grautönen zusammengefügt.

Dann wird das Gerät längs des Patienten ein kleines Stück weiter geschoben und der Vorgang wiederholt sich Schicht um Schicht, bis der gewünschte Bereich abgescannt ist. Diese herkömmliche Technik wird auch als Inkremental-CT bezeichnet. Während der Aufnahmen muss der Patient ruhig liegen und seine Atembewegungen den Anweisungen des Personals anpassen, damit das Bild nicht verwackelt.

Die neueren Geräte arbeiten noch effizienter, indem sich die Röhre kontinuierlich in einer Spiralform um den Patienten bewegt (Spiral-CT) und dabei oft mehrere Einheiten von Röntgenstrahlenbündeln abfeuert, die von mehreren Detektorreihen aufgenommen werden (Multi-Detektor-CT = Multi-Slice-CT). So können große Körperabschnitte sehr schnell und mit hoher Auflösung gescannt werden, ein Vorteil insbesondere bei beweglichen Strukturen wie dem Herzen.

Ablauf: Wie läuft die Computertomografie ab?

Das Gerät steht in einem eigenen Untersuchungsraum. Der Patient liegt flach auf einer Liege und wird damit in die Öffnung in der Mitte geschoben. Die Liege bewegt sich während der Untersuchung langsam vorwärts. Der Patient sollte möglichst entspannt und ruhig liegen.

Er hat über eine Gegensprechanlage Kontakt zum behandelnden Personal und erhält gegebenenfalls Anweisungen, zum Beispiel kurz den Atem anzuhalten. Die Dauer der Untersuchung hängt vom untersuchten Bereich und der Art der Vorgehensweise ab.

Wie lange dauert eine Computertomografie?

Meist liegt die Dauer einer CT zwischen 10 und 30 Minuten. Manchmal sind Vorbereitungen nötig – so darf der Patient zum Beispiel vor Untersuchungen des Magen-Darm-Traktes nichts Blähendes essen. Kontrastmittel wird meist ein bis zwei Stunden vorher verabreicht.

CT: Was wird untersucht?

Das Spektrum von Anwendungen der Computertomografie ist vielfältig. Besonders gut lassen sich Knochen darstellen, weshalb die CT ausgezeichnet geeignet ist zur Diagnostik von Knochenbrüchen, Verschleißerscheinungen, Osteoporose (CT-Knochendichtemessung) oder einem Bandscheibenvorfall. Aber auch Tumoren, Blutungen, Ansammlungen von Wasser, Zysten, Abszesse und Entzündungen sind gut zu sehen.

Mit einer Computertomografie können folgende Bereiche des Körpers untersucht werden:

• Schädel (CCT = craniale Computertomografie)
• Hals und Schulterregion
• Brustraum und Lunge
• Bauchraum
• Becken
• Wirbelsäule
• periphere Knochen und Gelenke

Gefäße (CT-Angiographie) lassen sich gut sichtbar machen, wenn man vorher Kontrastmittel per Mund oder Spritze gibt. Dies kommt zum Beispiel als Perfusions-CT bei der Frühdiagnostik von Schlaganfällen oder bei der Darstellung der Herzkranzgefäße zum Einsatz. Bei Letzteren lässt sich auch das Ausmaß einer Arteriosklerose bestimmen (Koronarkalkmessung).

Die Computertomografie wird – neben der Sonografie – auch eingesetzt, um unter Sichtkontrolle Gewebsproben zu entnehmen (zum Beispiel aus der Leber) und Flüssigkeitsansammlungen abzuziehen (CT-gesteuerte Biopsien) oder gezielt Betäubungsmittel zu injizieren (zum Beispiel bei starken Knochenschmerzen).

Virtuelle Koloskopie zur Früherkennung von Darmkrebs

Zur Früherkennung von Darmerkrankungen und zur Abklärung von Bauchbeschwerden kann die virtuelle Koloskopie dienen, eine CT-Untersuchung, die eine Reise durch den Dickdarm mit einem Endoskop simuliert. Inwieweit sie allerdings der konventionellen Darmspiegelung ebenbürtig oder gar überlegen ist, wird noch diskutiert.

Nachteil ist, dass keine Gewebeproben entnommen werden können, Vorteil, dass im gleichen Untersuchungsgang auch umliegende Strukturen beurteilt werden können. Von vielen Patienten wird das dabei durch den After einführte Kohlendioxidgas zur Entfaltung des Darms als unangenehm empfunden; allerdings ist auch ein eingeführter Schlauch nicht gerade angenehm.

CT: Welche Vorteil und Nachteile gibt es?

Die eigentliche CT-Untersuchung ist schmerzlos. Nachteil ist allerdings, dass die Strahlenbelastung höher ist als beim konventionellen Röntgen. Je nach Umfang des gescannten Bereichs, nach Art des Gewebes und nach Dicke der Schichtaufnahmen kann sie ein Mehrfaches der natürlichen jährlichen Strahlendosis betragen. Allerdings überwiegen die Vorteile – verantwortlicher und gezielter Umgang sowie Vermeiden von Doppeluntersuchungen vorausgesetzt.

Geschichte der Computertomografie

Der Mathematiker Radon stellte bereits 1917 eine Theorie auf, deren Umkehrschluss es dem Physiker Cormack Anfang der Sechzigerjahre ermöglichte, eine rechnerische Lösung für diese Fragestellung zu finden. Der Elektrotechniker Hounsfield machte sich diese Erkenntnis zunutze und entwickelte eine Maschine, mit der er ab 1967 Gehirne von Schweinen und Ochsen scannte. 1972 wurde erstmals das Gehirn eines Menschen untersucht, der Siegeszug der Computertomografie begann. Cormack und Hounsfield erhielten 1979 für ihre Pionierarbeit den Nobelpreis für Medizin.

Der erste Prototyp eines Computertomografen brauchte noch neun Tage zum Erheben und zwei Stunden zur Berechnung von 28.000 Messungen. Heutige Geräte schaffen es, Hundertausende von Messwerten in wenigen Sekunden zu verarbeiten, die Untersuchung zum Beispiel des Kopfes dauert zwischen zwei und zehn Minuten.