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.

Aktualisiert: 21.07.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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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.

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

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

Bild von Lecturio.

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

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

Thorax-CT

Abdomen- und Becken-CT

Beurteilung von Abdomen- und Beckenpathologie:

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

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:

Quellen

  1. Kocak, M. (2019). Computed tomography. MSD Manual Professional Version. https://www.msdmanuals.com/professional/special-subjects/principles-of-radiologic-imaging/computed-tomography (Zugriff am 02. Dezember 2020).
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  3. 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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  8. Kahl-Scholz, M., Vockelmann, C. (2017). Basiswissen Radiologie. Nuklearmedizin und Strahlentherapie. Berlin: Springer Verlag.