CT (Computertomografie): bildgebende Verfahren

Computertomografie (CT)

Die Computertomografie (CT) ist eines der am häufigsten verwendeten bildgebenden Verfahren, da sie weit verbreitet, schnell und zuverlässig ist. CT-Geräte verwenden Röntgenstrahlen, um Querschnittsbilder des Körpers zu erzeugen. Ein CT-Gerät besteht aus einer Röhre, die sich um Patient*innen dreht und einen Röntgenstrahl aussendet, und einem Detektor, der mithilfe einer speziellen Software die Strahlung empfängt und in ein Bild umwandelt. Die Möglichkeit, mehrere Ansichten (axial, sagittal, koronal) zu erstellen und Kontrastmittel (intravenös, oral, rektal) zu verwenden, ermöglicht eine verbesserte diagnostische Ausschöpfung des Verfahrens. Patient*innen sind während einer CT Untersuchung einer Strahlenbelastung ausgesetzt. Bei Vorliegen einer Jodallergie, bei Nieren- oder Schilddrüsenerkrankungen in der Anamnese oder bei schwangeren Patient*innen sollten besonders strenge Indikationen gestellt werden und stets das Risiko abgewogen werden.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Terminologie und technische Aspekte

Kontrastverstärkung

Interpretation

Indikationen (eine Auswahl wird dargestellt)

Besondere Erwägungen und Kontraindikationen

Andere bildgebende Verfahren

Quellen

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Terminologie und technische Aspekte

Basiskomponenten

Rotierende Röntgenröhre:
- Dreht sich um Patient*innen herum
- Hochenergetische Elektroden in der Röhre senden Strahlen aus
- Die Strahlung durchdringt die Körper von Patient*innen
Strahlungsdetektoren:
- Auf der Röntgenröhre gegenüberliegenden Körperseite von Patient*innen
- Absorbiert und misst die verbleibende Strahlung (in Form unterschiedlicher Dichte), nachdem sie das Gewebe passiert hat
- Computersoftware erkennt die vom Detektor erzeugte Tomografie und rekonstruiert ein Bild.
Motorisierter Tisch: schiebt die Patient*innen durch den Scanner

CT-Gerätekomponenten — CT-Komponenten:
Anordnung der Röntgenröhre und Detektoren im CT-Scanner
Bild von Lecturio.

CT scan device — Foto eines CT-Gerätes:
Der motorisierte Tisch bewegt Patient*innen durch den Scanner, der die Röntgenröhre und die Detektoren enthält.
Bild: „UPMCEast CTscan“ von daveynin. Lizenz: CC BY 2.0

Typen von CT-Geräten

Helikal („Spirale“):

Am häufigsten aufgrund seiner Geschwindigkeit
Wenn Patient*innen durch das CT-Gerät bewegt werden, drehen sich der rotierende Strahl und der Röntgendetektor. Dadurch entsteht eine spiralförmige Bahn.
Ergebnisse in einem 3-dimensionalen Datensatz
Minimiert Fehler aufgrund von Patient*innenbewegungen oder Atmung

Sequentiell (Step-and-Shoot):

War die konventionelle Methode vor der Helikalen-CT
Patient*innen werden mit kurzen Pausen durch das CT bewegt, um Bilder an jeder Position aufzunehmen.
Verursacht eine ↑ Strahlendosis
Wird für hochauflösendes Bilder der Lunge Lunge Lunge: Anatomie und der Koronararterien sowie für die Koronar-CT-Angiografie verwendet

Helix- vs sequentielle CT — Unterschiede zwischen sequentiellen und helikalen CT-Geräten:
Die sequentielle CT nimmt diskrete Bildgebungsschichten auf, während sich Patient*innen durch den Scanner bewegen, während die kontinuierliche Bewegung des helikalen CT zu einer spiralförmigen Bahn führt.
Bild von Lecturio.

Bildverarbeitung

Digitale Bilder werden mit einer Matrix von Voxeln (3-dimensionale Pixel) erstellt, die in Hounsfield-Einheiten (HE) gemessen werden.

Ein Index zur universellen Quantifizierung der Radiodichte von Bildbefunden im CT
Basierend auf der Strahlungsmenge, die ein Material absorbiert:
- Dichtes Material erscheint hell
- Weniger dichtes Material erscheint dunkel
Der Index basiert auf zugewiesenen Werten für Wasser (0 HE) und Luft (–1000 HE).

Die Nachbearbeitung kann verwendet werden, um Gewebe unterschiedlicher Dichte zu akzentuieren.

Lungenfenster
Knochenfenster
Weichteilfenster

Bilder können auch in verschiedenen Betrachtungsebenen erzeugt werden.

Axial (Blick von den Füßen bis zum Kopf)
Sagittal (von der Seite gesehen)
Koronal (von vorne gesehen)

**Tabelle: Dichte verschiedener Substanzen im CT**
Substanz	Hounsfield-Einheiten (HU)
Luft	–1000	Am dunkelsten (am meisten hypodense) Am hellsten (am meisten hyperdense)
Fett	–100 bis –50
Wasser	0
Weichgewebe	20–300
Knochen Knochen Aufbau der Knochen	250‒700

Diese Tabelle zeigt die Dichte verschiedener Materialien, die im CT abgebildet werden würden. Substanzen mit einer höheren Dichte als Wasser haben einen positiven Wert (und sind heller), während negative Werte mit geringerer Dichte dunklere Stellen zugewiesen werden.

CT-Bildebenen:
Die Schnitte durch dieses Modell zeigen, wie axiale, koronale und sagittale Bilder mit der Anatomie von Patient*innen zusammenhängen.
Bild von Lecturio.

Fungal pneumonia on CT — Lungenfenster mit bilateralen Konsolidierungen

Bild: “Fungal pneumonia” vom Department of Radiology/Interventional Radiology, Institute of Liver and Biliary Sciences, Vasant Kunj, New Delhi, India. Lizenz: CC BY 4.0

Adenocarcinoma on CT — Lungenfenster mit bilateralen Konsolidierungen

Bild: “Fungal pneumonia” vom Department of Radiology/Interventional Radiology, Institute of Liver and Biliary Sciences, Vasant Kunj, New Delhi, India. Lizenz: CC BY 4.0

Kontrastverstärkung

Kontrast

Kontrastmittel können verwendet werden, um die Visualisierung von Zielgeweben zu verbessern.

Oral:
- Wird zur Definition des Darms bei CT-Untersuchungen des Abdomens und des Beckens verwendet
- Kontrastmittel:
  - Bariumsulfat (am häufigsten)
  - Isovue (eine Lösung auf Jodbasis)
  - Gastrografin (wasserlöslich, wird zur Untersuchung auf Darmperforation Darmperforation Magen-/Darmperforation verwendet)
- Beeinflusst die Nieren Nieren Niere nicht
I.v.:
- Zur Verbesserung und Differenzierung von Gefäßstrukturen und soliden Organen
- Kontrastmittel: jodierte, niedrig ionische, niedrig osmolare Lösung
- Röntgenstrahlen werden vom Kontrast absorbiert → ↑ Schwächung
  - Der Kontrast wird verdünnt, wenn er sich von den Arterien Arterien Arterien → Gewebe → Venen Venen Venen bewegt
  - Das Erscheinungsbild des Bildes ändert sich im Laufe der Zeit.
- Die Verstärkung basiert auf:
  - Der Menge des Blutflusses
  - Timing des Bildes nach Kontrastmittelgabe
- Kontrastmittel wird über die Nieren Nieren Niere ausgeschieden (sollte bei akutem oder chronischem Nierenversagen mit Bedacht eingesetzt werden)
Rektal:
- Wird bei Verdacht auf eine penetrierende Dickdarmverletzung verwendet
- Kontrastmittel:
  - Isovue
  - Gastrografin
- Als Einlauf eingeführt

CT abdomen with and without contrast showing fluid-filled gut lumens with wall edema — CT ohne orales Kontrastmittel von einer Person mit Meckel-Divertikel:
Zu beachten ist, wie das Kontrastmittel im nächsten CT den Darm im Vergleich zu diesem aufhellt. In diesem Fall ermöglicht der Übergang vom verstärkten zum nicht verstärkten Darm dem Betrachter zu sehen, wo sich die Darmobstruktion befindet.
Bild: „CT abdomen” vom Department of Internal Medicine, University of Tennessee College of Medicine Chattanooga 960 East Third Street, Suite 208, TN 37403 USA. Lizenz: CC BY 3.0

CT abdomen with and without contrast showing differential contrast distribution — CT ohne orales Kontrastmittel von einer Person mit Meckel-Divertikel:
Zu beachten ist, wie das Kontrastmittel im nächsten CT den Darm im Vergleich zu diesem aufhellt. In diesem Fall ermöglicht der Übergang vom verstärkten zum nicht verstärkten Darm dem Betrachter zu sehen, wo sich die Darmobstruktion befindet.
Bild: „CT abdomen” vom Department of Internal Medicine, University of Tennessee College of Medicine Chattanooga 960 East Third Street, Suite 208, TN 37403 USA. Lizenz: CC BY 3.0

Phasen

Die Multiphasen CT kann nach intravenöser Kontrastmittelgabe in verschiedenen Abständen Strukturen erkennen.

Phase ohne Kontrastmittel: vor der Kontrastmittelinjektion
Arterielle oder Bolusphase:
- 15–20 Sekunden nach der Injektion
- Kontrast diffundiert in das Gefäßsystem
- Trübt die Aorta und ihre Äste
- Ermöglicht die Differenzierung von Nierenrinde und Medulla
Venöse-, Portalvenöse oder Umverteilungsphase:
- 1–3 Minuten nach der Injektion
- Kontrast diffundiert vom intravaskulären in das extravaskuläre Kompartiment
- Trübung der V. cava inferior, der großen Venen Venen Venen und des festen Organparenchyms
Gleichgewichts oder Spätvenösephase (verzögert):
- 6–10 Minuten nach der Injektion
- Kontrast erreicht ein dynamisches Gleichgewicht in den intravaskulären und extravaskulären Kompartimenten
- Trübt das Nierensammelsystem, die Harnleiter und die Harnblase

Hepatic alveolar echinococcosis imaging CT — Axiale Mehrphasen-CT-Bilder des Abdomens:
a: Unvergrößertes Bild zeigt eine infiltrative tumorähnliche Lebermasse.
b: Die arterielle Phase nach Kontrastmittelgabe zeigt eine nicht-anreichernde Läsion.
c: Die portalvenöse Phase nach Kontrastmittelgabe zeigt eine schwache Verstärkung der fibroinflammatorischen Komponenten, die die parasitäre Pseudozyste umgeben.
Bild: „Parasite140075-fig2 Hepatic alveolar echinococcosis imaging“ von Wenya Liu et al. Lizenz: CC BY 4.0

Interpretation

Der beste Ansatz ist ein systematischer Ansatz.

Überprüfung der demografischen Daten und den Namen von Patient*innen sowie das Datum
Indikation für die Bildgebung beachten
Bestimmung des abgebildeten Körperteils
Ggf. Aufrufen vorheriger Bilder
Bestimmung der Bildbetrachtungsebene und -ausrichtung
Verwendung mehrere Fensterebenen und mehrfaches Durchscrollen, um sicherzustellen, dass alle Abschnitte abgedeckt sind
Die Sichtfenster können geändert werden, um die Bildgebung des gewünschten Organsystems zu optimieren.
Bewertung jeweils eines Organs

Indikationen (eine Auswahl wird dargestellt)

Kopf CT

Ohne-Kontrastmittel:

Schweres Kopftrauma
Schlaganfall
Intrakranielle Blutung (erscheint im akuten Zustand hyperdens)

Mit-Kontrastmittel:

Verbessert die Beurteilbarkeit von Neoplasien und Infektionen
Die arterielle Phase wird verwendet, um zu suchen nach:
- Verschluss großer Gefäße
- Arteriovenöse Malformationen
- Aneurysma

Mehrphasen-CT-Bildgebung des Gehirns mit hämorrhagischem Schlaganfall bei 2 Patient*innen (A und B)
Bild: „*Head MSCT imaging of haemorrhagic stroke patients” von Medical Doctor of Radiology. tatan_saepudin@yahoo.com.* Lizenz: CC BY 3.0

Left temporal bone fracture on CT — Mehrphasen-CT-Bildgebung des Gehirns mit hämorrhagischem Schlaganfall bei 2 Patient*innen (A und B)
Bild: „*Head MSCT imaging of haemorrhagic stroke patients” von Medical Doctor of Radiology. tatan_saepudin@yahoo.com.* Lizenz: CC BY 3.0

Thorax-CT

Erkrankungen des Lungenparenchyms:
- Interstitielle Lungenerkrankung
- Pneumonie Pneumonie Pneumonie (Lungenentzündung)
- Lungenkavitation
- Abszess
- Lungenkarzinome
Thoraxtrauma Thoraxtrauma Thoraxtrauma bei Kindern:
- Rippenbrüche
- Lungenkontusion
- Zwerchfellruptur
- Einriss der Aorta oder großer Gefäße
Pleuraerkrankung:
- Lokalisierte Ergüsse
- Empyem
- Hämatothorax Hämatothorax Hämatothorax
Mediastinale Pathologie:
- Herztumore
- Perikarderguss Perikarderguss Perikarderguss und Perikardtamponade
- Pneumomediastinum
Gefäßveränderungen:
- Lungenembolie Lungenembolie Lungenarterienembolie (LAE)
- Aortenaneurysma oder Dissektion

Thorax-CT mit Angiografie zeigt eine Lungenembolie (weißer Pfeil) in der Arterie im rechten Unterlappen:
Ein Lungeninfarkt ist auch als umgekehrtes Halo-Zeichen (schwarzer Pfeil) zuerkennen.
Bild: „*CT of lung infarction with reverse halo sign, annotated” von Mikael Häggström, M.D.* Lizenz: Public Domain

CT showing small cell lung carcinoma — Thorax-CT mit Angiografie zeigt eine Lungenembolie (weißer Pfeil) in der Arterie im rechten Unterlappen:
Ein Lungeninfarkt ist auch als umgekehrtes Halo-Zeichen (schwarzer Pfeil) zuerkennen.
Bild: „*CT of lung infarction with reverse halo sign, annotated” von Mikael Häggström, M.D.* Lizenz: Public Domain

Abdomen- und Becken-CT

Beurteilung von Abdomen- und Beckenpathologie:

Stumpfe oder penetrierende Bauchverletzung
Appendizitis Appendizitis Appendizitis
Divertikulitis Divertikulitis Divertikulose, Divertikelkrankheit und Divertikulitis
Pankreatitis Pankreatitis Akute Pankreatitis
Intraabdominale Infektionen
Nieren-, Harnleiter- und Blasensteine
Pneumoperitoneum
Illeus
Aortenaneurysma und Dissektion
Retroperitoneale Blutung

Beurteilung viszeraler Malignome:

Charakterisierung von Bauch- und Beckenraumforderungen
Staging-Beurteilung bekannter Malignome
Überwachung während einer Behandlung

CT-Scan des mittleren Abdomens mit einem subkapsulären hepatischen Hämatom — CT-Scan des Abdomens mit einem subkapsulären hepatischen Hämatom an der Oberfläche des rechten Leberlappens (hypodenser Bereich, durch die Pfeile gekennzeichnet) mit einer aktiven Blutungsquelle (Kreis)
Bild: „CT scan of middle abdomen showing a subcapsulat hepatic hematoma” vom Department of General Surgery, C.S. General and Emergency Surgery, Azienda Ospadaliera – IRCCS Archispedale Santa Maria Nuova, Reggio Emilia, Italy. Lizenz: CC BY 4.0

Besondere Erwägungen und Kontraindikationen

Strahlenbelastung

Wie andere bildgebende Verfahren setzen CT-Untersuchungen Patient*innen einer Strahlung aus.

Ionisierende Strahlung wirkt additiv
Die Anzahl der Scans sollte nach Möglichkeit begrenzt werden
Strahlendosis:
- Thorax- und Abdomen-CT: 10 mSv
- Becken-CT: 7 mSv
- Kopf-CT: 2 mSv
Im Zusammenhang:
- Röntgen-Thorax: 0,013 mSv
- Geringes Risiko einer fetalen Missbildung: < 50 mSv
- Erheblicher fetaler Schaden: > 500 mSv
Auswirkungen von Strahlung:
- Molekularer Schaden
- Bildung freier Radikale
- Störung der zellulären Stoffwechselfunktion
- Zelltod Zelltod Zellschäden und Zelltod ab einer bestimmten Schwelle
- Das krebserzeugende Risiko steigt mit der Exposition

Kontraindikationen

Allergische Reaktionen auf Kontrastmittel:
- Kann sich als Urtikaria Urtikaria Urtikaria (Nesselsucht) oder Anaphylaxie Anaphylaxie Typ-I-Allergie manifestieren
- Patient*innen können mit Steroiden und Antihistaminika Antihistaminika Antihistaminika vorbehandelt werden, wenn eine Kontrastmittel-CT erforderlich ist.
Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung: Jodhaltiges Kontrastmittel kann die Plazenta Plazenta Plazenta, Nabelschnur und Amnionhöhle passieren.
Schilddrüsenerkrankung:
- Jodhaltiges Kontrastmittel verringert die Aufnahme von radioaktivem Jod → Behandlung ist weniger wirksam
- Patient*innen mit Hyperthyreose Hyperthyreose Thyreotoxikose und Hyperthyreose können durch Kontrastmittel einen Schilddrüsensturm entwickeln.
Chronische oder sich akut verschlechternde Nierenerkrankung: Jodhaltiges Kontrastmittel kann eine akute tubuläre Nekrose Akute tubuläre Nekrose Akute Nierenschädigung verursachen.

Andere bildgebende Verfahren

Vergleich mit anderen bildgebenden Verfahren

**Tabelle: Vergleich bildgebender Verfahren**
	Röntgen Röntgen Röntgen	CT	Ultraschall Ultraschall Ultraschall (Sonographie)	MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT)
Technik	Ionisierende Strahlung	Ionisierende Strahlung	Schallenergie	Ferromagnetische Impulse
Relative Kosten	Preiswert	Teuer	Preiswert	Sehr teuer
Tragbar	Ja	Nein	Ja	Nein
Dauer der Untersuchung	Sekunden	<1 Minute	Sekunden	Ungefähr 1 Stunde
Kontrast	Nein	Kann gebraucht werden	Kann gebraucht werden	Kann gebraucht werden

Optionen der Bildgebungsmethoden nach Systemen

Bildgebung des ZNS (Gehirn, Rückenmark Rückenmark Rückenmark und Wirbelsäule Wirbelsäule Wirbelsäule):
- Die Röntgenuntersuchung wird oft verwendet, um Frakturen der Wirbelsäule Wirbelsäule Wirbelsäule zu beurteilen.
- Die CT ist eine gute Wahl bei Kopftraumata und zum Ausschluss einer intrakraniellen Blutung.
- Die MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) liefert detailliertere Bilder des Gehirns und des Rückenmarks und ermöglicht die Identifizierung von Infarkten, Tumoren, Bandscheibenvorfällen und demyelinisierenden Erkrankungen.
Lungenradiologie Lungenradiologie Lungenradiologie und Bildgebung des Mediastinums:
- Das Röntgen Röntgen Röntgen ist die bevorzugte initiale bildgebende Untersuchung zur Untersuchung der Lungenpathologie.
- Die CT bietet detailliertere Ansichten des Lungenparenchyms, der mediastinalen Strukturen und des Gefäßsystems.
- Die MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) wird nicht oft verwendet, kann aber zur Beurteilung von Malignomen und Herzerkrankungen eingesetzt werden.
- Die Ultraschalluntersuchung kann zur schnellen Beurteilung von Traumata am Krankenbett und zur Führung von Verfahren wie der Thorakozentese Thorakozentese Invasive Verfahren am Thorax verwendet werden.
Bildgebung der Mamma:
- Die Mammografie ist oft die erste Wahl für die Brustkrebsvorsorge (Mammografie-Sceening zwischen 50 und 69).
- Die MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) kann zur genaueren Diagnostik eingesetzt werden.
- Die Ultraschalluntersuchung ist hilfreich bei der Beurteilung von Lymphknoten Lymphknoten Lymphsystem und bei der Biopsie (unter beste Methode zur Diagnostik bei Frauen < 40 Jahren).
Bildgebung des Abdomens und der Nieren Nieren Niere:
- Das Röntgen Röntgen Röntgen wird häufig verwendet, um Nierensteine, Darmverschluss und Pneumoperitoneum zu untersuchen. Darüber hinaus kann Barium zur Beurteilung der Schluck- und Darmfunktion verwendet werden.
- CT und MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglichen detailliertere Beurteilungen der Bauchorgane und des Gefäßsystems.
- Nuklearmedizin kann zur Beurteilung der Gallenblasenfunktion und Magenentleerung sowie bei gastrointestinalen Blutungen eingesetzt werden.
- Die Ultraschalluntersuchung kann zur orientierenden Beurteilung der Bauchorgane eingesetzt werden.
Bildgebung des Uterus und der Ovarien Ovarien Ovarien:
- Die Ultraschalluntersuchung ist die am häufigsten verwendete Methode zur Beurteilung der Ovarien Ovarien Ovarien und des Uterus, einschließlich der Beurteilung von Schwangerschaften und der Ursachen von abnormalen Uterusblutungen.
- CT und MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) bieten detailliertere Ansichten und sind oft nützlich bei der Beurteilung von Zysten, Malignomen und gutartigen Raumforderungen.
Bildgebung des Bewegungsapparates:
- Das Röntgen Röntgen Röntgen wird häufig zum Ausschluss von Frakturen verwendet.
- Die CT ist anfälliger für Knochenpathologien, einschließlich Osteomyelitis Osteomyelitis Osteomyelitis.
- Die MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) wird für eine Weichteiluntersuchung bevorzugt, z. B. zur Beurteilung von Malignomen und Myositis.

Quellen

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Rawson, J. V., Pelletier, A. L. (2013). When to order a contrast-enhanced CT. American Family Physician 88(5):312–316.
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Fertikh, D. (2015). Head computed tomography scanning. In Taylor, C.R. (Ed.), Medscape. https://emedicine.medscape.com/article/2110836-overview (Zugriff am 02. Dezember 2020).
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Rogers, D. C., and Tadi, P. (2020). Intravenous contrast. StatPearls. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557794/ (Zugriff am 02. Dezember 2020).
Kahl-Scholz, M., Vockelmann, C. (2017). Basiswissen Radiologie. Nuklearmedizin und Strahlentherapie. Berlin: Springer Verlag.