Techniklexikon

Computertomographie

Bildgebendes Verfahren, das vor allem in der medizinischen Diagnostik angewandt wird. Im Gegensatz zur klassischen Röntgenaufnahmetechnik wird das Objekt nicht photographisch aufgezeichnet, sondern in Form eines vom Computer erzeugten Bildes dargestellt. Die C. liefert Abbildungen von Körperschichten, die meist senkrecht zur Körperlängsachse orientiert sind. Gemessen und ausgewertet wird die Schwächung eines etwa bleistiftdicken, die zu untersuchende Schicht durchdringenden Röntgenstrahlbündels. Die Meßeinrichtung wird zunächst senkrecht und parallel zur Schichtebene über den gesamten Objektquerschnitt hinwegbewegt, was einen ersten Satz von Meßwerten in Form einer sog. Projektion liefert. Nach einer ersten Projektion wird die Meßeinrichtung in der Schichtebene um etwa 1 Grad geschwenkt und die Schicht erneut linear abgetastet. Auf diese Weise muß mindestens ein Winkel von 180 Grad durchlaufen werden, wobei bis ungefähr 1 Million Meßwerte erfaßt werden können. Daraus berechnet der Computer eine Verteilung der Schwächungswerte, die als Bild von der untersuchten Schicht auf einem Bildschirm (Kathodenstrahlröhre) wiedergegeben wird. im weiteren Sinne Computer-gestützte, invasionslose Schnittbildanalyse; im engeren Sinne nur medizinische Röntgencomputertomographie. Alle tomographischen Methoden haben gemeinsam, dass ein Körper als dreidimensionale Dichteverteilung dargestellt wird. Diese Verteilung wird dann benutzt, um mit Hilfe von Computergraphik Schnittbilder oder dreidimensionale Rekonstruktionen von Substrukturen zu erzeugen. Computertomographische Techniken haben die medizinische Diagnostik revolutioniert. Die Möglichkeit der computertomographischen Kontrolle der Lage von chirurgischen Instrumenten hat prinzipiell neue Behandlungsmöglichkeiten in der endoskopischen Chirurgie eröffnet. Computertomographische Methoden haben aber auch grosse Bedeutung bei der zerstörungslosen Untersuchung von Materialien, Geräten und Bauten.

Die Dichteverteilung kann man mit unterschiedlichen physikalischen Methoden erhalten. So kann der Körper schrittweise von allen Seiten bestrahlt werden, z.B. mit Röntgenstrahlung (Röntgencomputertomographie). Die Intensität der dabei nicht absorbierten Strahlung wird gemessen. Die unterschiedliche Absorption in verschiedenen Richtungen erlaubt die Berechnung der Absorptionskoeffizienten in den Volumenelementen des Körpers, wenn ausreichend viele Messungen durchgeführt wurden. Bei der Magnetresonanztomographie wird die Intensität des NMR-Signals, hauptsächlich des ¹H-NMR Signals, in jedem Volumenelement bestimmt (kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie). Mit der letzteren Technik kann besonders gut die Flüssigkeitsverteilung im Körper, z.B. das Vorliegen von Ödemen innerhalb des Schädels, untersucht werden. Bei der Szintigraphie wird die Verteilung einer radioaktiven Sonde, z.B. von radioaktivem Jod, im Körper eines Patienten aufgezeichnet.