Die Computertomografie (CT) ist als bildgebendes radiologisches Verfahren in den 1970er-Jahren aus dem klassischen Röntgen entstanden. Die Bezeichnung 'Tomographie' wird aus den Wortstämmen tome, dem altgriechischen Wort für „Schnitt“ und graphein für „schreiben“ gebildet.

Lesen Sie auf dieser Seite:

• Funktionsweise des CT-Verfahrens
• Diagnostische Anwendungen und Kontraindikation
• CT-Gerätetypen
• Mehrzeilen-Act (Mehrschicht – CT)
• Helix-CT (Spiral-CT)
• Dual Source CT / Dual Energy CT
• Geräte mit Iterativer Bildrekonstruktion

CT-Geräte erzeugen mit Hilfe rotierender Scan-Technik Volumengrafiken, die sich aus vielen einzelnen scheibenartigen Schnittbildern zusammensetzen und einzeln abrufbar sind. Während beim Röntgen der Patient nur monodirektional „durchleuchtet“ wird, können  Computertomografen überlagerungsfreie komplexe Abbildungen erzeugen. Die Darstellung ist von hoher Qualität und lässt genaue diagnostische Schlüsse auch in Weichteilpartien zu.
CT-Untersuchungen werden in liegender Position durchgeführt. Das Personal muss zum Schutz vor der Strahlung den Raum verlassen. Wichtig ist eine entspannte und ruhige Haltung des Patienten. Je nach Geräteleistung und diagnostischer Zielstellung können CT-Untersuchungen mehrere Minuten bis zu einer halben Stunde dauern.
CT-Anwendungen bleiben nicht auf den Bereich der Medizin beschränkt, sondern kommen auch in der Archäologie, der Umwelttechnik oder im Restaurationswesen zum Einsatz.

Alle heutigen CT-Geräte besitzen einen emittierenden Röntgenstrahler und eine empfangende Komponente, die jeweils auf einer Achse um den Patienten rotieren.
Der Röntgenstrahl durchdringt dabei fächerartig die zu untersuchenden Körperstellen, wobei unterschiedliche Gewebestrukturen in den Knochen oder Organen den Strahl spezifisch in seiner Intensität abschwächen.

Diese Signalunterschiede werden nach dem Empfang des Detektors vom Computer sichtbar gemacht und ergeben die unterschiedlichen Bildkontrastwerte. Durch die Drehung und die computergestützte Synthese verschiedener Projektionen der untersuchten Objekte werden Überlagerungen in der Darstellung vermieden. Die Grauwerte können bei Einnahme von Kontrastmitteln zusätzlich qualitativ erhöht werden.

Die fertigen Computer-Tomogramme sind als Bilddateien vielseitig verwendbar und lassen sich nach je Bedarf auf Bildschirmen, Ausdrucken oder als klassischer Röntgen-Film betrachten.

Die Anwendungen und die Wahl der Gerätetypen richten sich nach den diagnostischen Zielstellungen. Ganzkörper-CT kommt in der Onkologie bei der Suche nach Tumoren, Zysten und Abszessen sowie der Kontrolle innerer Organe zum Einsatz.
In der Kardiologie sind mit Hilfe von Herz-CT detailgenaue und separierte 3D-Darstellungen von Herzkranzgefäßen mit Zustandsveränderungen möglich.
Die klassische optische Darmspiegelung wird zunehmend durch virtuelle Koloskopie per Darm-CT ersetzt. Bei der Untersuchung von Knochenschäden und -brüchen sowie Untersuchungen der Wirbelsäule wird Skelett-CT eingesetzt.
Der Kopf wird bei Schlaganfällen, Verdacht auf Gehirntumor, Schädelbruch oder Blutungen sowie zur Untersuchung altersbedingter Veränderungen computertomographiert.

CT-Untersuchungen sind grundsätzlich schmerzfrei. In sehr seltenen Fällen kann es bei Überempfindlichkeit gegen das Kontrastmittel zu Komplikationen wie Übelkeit, Kopfschmerzen und auch zu leichtem Brennen um die Einstichstelle kommen.
Wegen der ionisierenden Eigenschaften der Röntgenstrahlung werden Schwangere nicht mit CT untersucht. Die Gabe von bestimmten Kontrastmitteln ist bei Unverträglichkeiten oder Stoffwechselstörungen nicht erlaubt. Insbesondere bei Schilddrüsenüberfunktion oder Niereninsuffizienz erfolgt der Einsatz der zumeist jodhaltigen Kontrastmittel nur unter großer Vorsicht.

Bei den heutigen marktüblichen Computertomographen handelt es sich technisch gesehen um die dritte Gerätegeneration, die als Rotare-Rotate-Geräte bezeichnet werden. Gemeinsames Merkmal sind die jeweils unbeweglich montierten Elemente Röntgenstrahler und Detektor, die auf einer Achse rotieren.

Die Schleifringtechnik ermöglicht zudem seit Ende der Achtziger Jahre eine kabellose Rotation ohne nötige Rückdrehbewegung. Damit ist eine 360°-Dauerrotation bei sehr kurzer Schanzarbeit möglich. Die technische Evolution der ACT-Geräte vollzieht sich sehr schnell, so dass immer schnellere und genauere Aufnahmen möglich werden. Neueste Computertomografen sind in der Lage, exakte Aufnahmen vom bewegten Herzen zu erzeugen. Hauptsächlich werden folgende Gerätetypen unterschieden:

Seit Anfang der neunziger Jahre im Einsatz sind Mehrzeilen- bzw. Mehrschichtgeräte, die in der Lage sind, mehrere Schnitte parallel aufzunehmen. Das geschieht durch die Erhöhung der Detektorenempfänger, so dass bei einer einzigen Umdrehung verschiedene Schichten erfasst werden können. Entscheidender Vorteil ist dabei die reduzierte Zeit, die für den umfassenden Scan nötig ist. Seit der Jahrtausendwende hat sich die Anzahl der möglichen Schnitte schrittweise exponentiell erhöht. Lag die Zahl 2001 noch bei 16, sind zehn Jahr später bereits 640 Zeilen möglich gewesen.

Bei Helikal- oder Helix-CT-Geräten kommt die sogenannte Spiral-Computertomografie zum Einsatz, die hauptsächlich bei großformatigen Ganzkörper-Scans verwendet wird. Charakteristisch ist neben der Standardrotation des Scansystems eine weitere ergänzende Drehbeweung des Untersuchungstisches mit dem darauf befindlichen Patienten. Durch diese Kombination ergibt sich eine spiralförmige permanente Bewegung des Scanmoduls um die zu untersuchenden Körperpartien.

Der für das CT-Verfahren grundlegende Abschwächungseffekt des Röntgenspektrums beim Durchdringen von Körpergewebe ist auch von der Wellenlänge der eingesetzten Strahlung abhängig.
Dual-Source-Geräte verwenden gleichzeitig zwei Röntgensonden mit unterschiedlichen Wellenspektren. Mit dieser Technologie wird zum Beispiel eine bessere Unterscheidbarkeit von Kontrastmittel und den Kalkablagerungen in den untersuchten Blutgefäßen möglich. Die Untersuchungszeit muss dabei nicht verlängert werden.
Die Dual-Energy-Technik ermöglicht ebenfalls Aufnahmen mit zwei Spektren, jedoch unter Verwendung nur einer einzigen Röntgensonde, die abwechselnd innerhalb von Millisekunden Strahlung verschiedener Wellenlänge abgibt. Das Verfahren wurde von General Electric entwickelt.

Durch den Einsatz iterativer Rechenalgorithmen bei der Rekonstruktion der Schnittbilder aus den empfangenen Messdaten kann die Untersuchungszeit noch weiter verringert werden, während die Bildqualität konstant bleibt.
Eine Minimierung der Strahlendosis um bis zu 60 Prozent ist durch den Einsatz iterativer verfahren möglich. So konnte die mittlere Röntgenbelastung mit  ASIR-Verfahren nachweislich von 3,8 Millisievert auf 2,6 Millisievert gesenkt werden.

Die Hersteller verwenden jeweils eigene Entwicklungen mit unterschiedlichen Bezeichnungen. So nennt SIEMENS seinen Algorithmus IRIS, Toshiba dagegen AIDR. GE verwendet ASIR und MBIR, während bei Philips der iterative Algorithmus iDose genannt wird.