Dr. med. Katharina Tobolt Einblicke in die Technik der Computertomographie.

Dr. med. Katharina Tobolt

Einblicke in die Technik der

Computertomographie


Grundlagen

Die Computertomographie ermöglicht die Darstellung von

verschiedenen Schichten ohne störende Überlagerungen.

Gleichzeitig erhält der Beobachter Tiefeninformationen.


Historie1971 Hounsfield entwickelt die Computertomograpie

1972 Vorstellung des ersten CT-Geräts Kopf-Scanner Mark I von EMI

1979 Nobelpreis für Medizin an Sir G. N. Hounsfield

1989 Spiral-CT

1998 4-Zeilen-Multidetektor CT (MDCT)

2001 16-Zeilen-CT

2004 64-Zeilen-CT

2006 Dual-Source-CT

2007 320-Zeilen-CT

2010 Einführung Iterativer Bildrekonstruktion


Messprinzip

Bestimmung des Röntgen-Absorptionskoeffizienten

In einem CT-Bild werden die lokalen Röntgen-

Absorbtionskoeffizienten einer durchstrahlten

Schicht des Patienten in einer Matrix von Pixeln

dargestellt.


Messprinzip

Darstellung von Röntgen-

Absorptionskoeffizienten im CT-Bild

Werte-Skala von -1.024 bis 3.071 HU (Graustufen)

Hounsfield-Skala (HU)

4.096

256

20-50

Fenster-Darstellungist notwendig


Messprinzip

Fenster-Einstellungen

Zentrum des

Fensters -700 HU

Fensterbreite 1.000 HU

Zentrum des

Fensters 40 HU

Fensterbreite 450 HU

Lungen-Fenster Mediastinum-Fenster


Geräte-Generationen

1. und 2. Generation

Translations-Rotations-Prinzip

Kopf-Scanner EMI Mark I

- dünner Nadelstrahl

- ein Detektoren-Paar

2. Generation

- Fächerdetektor mit ca.

30 Detektorenelementen

Nadelstrahl Teilflächenstrahl

Reduktion der Aufnahmezeitje Schicht von 7min auf 18s



Spiral-CT

• Kontinuierlicher Tischvorschub pro Gantry-Umdrehung

• Verminderung von Fehl- und Doppelregistrierungen

anatomischer Strukuren

• Beliebige Rekonstruktionen möglich

Größere Treffsicherheit fokaler Herde



Mehrschicht-CT

Klinische Applikationen (u.a.):

• Trauma-Patienten

• Pädiatrie

• CT-Angiographien

• 3D-Rekonstruktionen

• 1989 ersten 4-Zeilen-CT

• Größere Volumenabdeckung in gleicher Untersuchungszeit

• Aufnahme dünnerer Schichten

• Isotrope Auflösung



Dual-Source-CT

• Zwei Messsysteme (Röntgenstrahler und Detektor)

• Im 90° angeordnet

• Gleichzeitige Aufnahme von zwei Messdatensätzen

• ¼-Rotation ausreichend

• Reduktion der Aufnahmezeit von 350 msec auf 83 msec

• Untersuchung von Herzkranzgefäßen möglich


Generationen-Vergleich

Mehrschicht-CT (2005)Erster CT (1971)

• 13mm Schichtdicke

• Matrix 80x80

• 3x3mm Pixelgröße

• 300sec Akquisitionszeit/ Schicht

• 1 Schicht / Rotation in 300sec

• 0,6mm Schichtdicke

• Matrix 512x512

• 0,35mm Pixelgröße

• < 1 sec Akquisitionszeit/ Schicht

• 64 Schichten / Rotation in 350msec


Protokoll-Parameter

Rekonstruktionsparamete

r

Akquisitionsparameter

• Kollimation

• Pitch

• Rotationszeit

• Röhrenstrom

• Röhrenspannung

• Rekonstruktionsinkrement

• Schichtdicke

• Rekonstruktionsalgorithmen


Nachverarbeitung und Visualisierung

MPR (Multiplanare Reformatierung)


VRT/3D (Volume Rendering Technique)



Gefäßdarstellung / MIP (Maximum Intensity Projection)



Vorbereitung

Vorbereitung der Patienten

• Indikationsprüfung

• Kontrastmittelgabe

• oral oder rektal

• iv KM oder nativ

• Nierenfunktion

• Schilddrüsenwerte

• Allergien

• ggf. Prämedikation


Strahlen-Exposition

Untersuchung Effektive Dosis (mSv)* Energiedosis (mGy)**

Natürliche Strahlenbelastung pro Jahr 2,1 2,4

Kopf-CT 1,5 – 2,3 56

Abdomen-CT 5,3 - 10 14

Thorax-CT 5,8 - 8 13

Thorax-, Abdomen- und Becken-CT 9,9 12

Screening Mammographie 0,2 – 0,6 3

Röntgenaufnahme des Thorax 0,02 – 0,1

* Effektive Dosis (mSv) beschreibt das stochastische Risiko eines biologischen Schades durch ionisierende Strahlung unter Einbeziehung der relativen Strahlenempfindlichkeit der exponierten Organe.

** Die Energiedosis (mGy) beschreibt die mittlere Energie, die durch ionisierende Strahlung in den spezifischen Absorber eingebracht wird.


Allgemeines Krankenhaus

•64-Zeilen-CT

•3.567 CTs

Herz-Zentrum

•128-Zeilen-Dual-Source-CT

•2.475 CTs

- davon 678 CTs

Neurologisches Zentrum

•16-Zeilen-CT

•992 CTs

8.121 CTs (2015)


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