Technik/Grundlagen
Das Scriptum beschäftigt sich mit wichtigen und in der Computertomographie häufig untersuchten und diagnostizierten Erkrankungen. Es orientiert sich an den Inhalten der Lehrbücher von O.H. Wegener und N. Hosten/T. Liebig.
Prinzip der Computertomographie
Bei der Computertomographie handelt es sich um ein Schnittbildverfahren, bei dem eine um den Patienten kreisende Röntgenröhre dessen Körper mit einem schmalen Röntgenstrahlenfächer durchstrahlt. Der Röntgenröhre gegenüberliegende Detektoren messen die Schwächung der Strahlung. Aus den Schwächungen in vielen verschiedenen Richtungen lassen sich Schwächungswerte für einzelne Bildpunkte berechnen, die in Graustufen wiedergegeben werden.
Die CT kann in Einzelschichttechnik (sequentiell) oder als sogenanntes Spiral-CT durchgeführt werden. Bei der sequentiellen Bilderfassung ruht der Patient - Röhre und Detektoren kreisen in einer bestimmten Ebene unter Durchleuchtung mit einer bestimmten Schichtdicke einmal (360°) um den Patienten. Anschließend wird der Patient normalerweise um eine Schichtdicke weiter durch die "Gantry" (Gehäuse, in dem sich die Röhre und der Detektor befinden) geschoben. So werden Einzelschichten ermittelt, für die je nach Körperregion (Thorax/Abdomen) jeweils ein Atemkommando gegeben werden muss.
Bei der Spiral-CT wird der Patient gleichmässig bei kontinuierlich kreisender Abtastung durch die Gantry bewegt. Der Tischvorschub pro Rotation kann dabei zwischen dem 1- bis 2-fachen der Schichtdicke liegen. Es kommt dabei zur Aufnahme eines Volumendatensatzes, aus dem sich anschließend einzelne Schichten berechnen lassen. Vorteile der Spiral-CT sind unter anderem die Untersuchung von ganzen Körperabschnitten (z.B. des Thorax) in nur einer Atempause und die Berechnung von überlappenden Schichten aus dem Volumendatensatz (2D-Rekonstruktionen - axial, sagittal, koronar, schräg) sowie von 3D-Rekonstruktionen.
Dichtewerte und FenstereinstellungenEin Computertomograph ist in der Lage, anhand der unterschiedlichen Schwächung der Röntgenstrahlen (z.B. Knochen>Weichteile>Fett>Luft) mehrere Tausend verschiedene Dichtewerte zu berechnen. Zur Quantifizierung dieser Dichtewerte wurden nach Hounsfield, einem der Väter der Computertomographie benannte Hounsfield-Einheiten (HE oder HU - Hounsfield Unities) festgelegt, die durch den Nullpunkt bei Wasser (= 0 HE) und Luft bei -1000 HE definiert sind .
Strukturen, die dichter sind als Wasser, schwächen die Röntgenstrahlen mehr und weisen entsprechend höhere, positive Hounsfield-Einheiten auf (Richtwerte z.B.: Vollblut 50-60 HE, geronnenes Blut 60-80 HE, Muskel 40-50 HE, parenchymatöse Organe 30-80), Knochen (Spongiosa) 100-300 HE, Knochen (Kompakta) 300-1000 HE). Fett und Fettmischgewebe absorbieren Röntgenstrahlung geringer als Wasser und weisen negative Dichtewerte auf (Fett ca. -80- -100 HE, Fettmischgewebe ca. 0- -80 HE).
So bezeichnet man Strukturen mit im Vergleich zu ihrer Umgebung geringeren Dichtewerten als hypodens, solche mit höherer Dichte als hyperdens.
Das menschliche Auge ist nicht fähig, mehrere Tausend verschiedene Dichtewerte zu unterscheiden, sondern kann in der Regel nur 20-50 Graustufen gegeneinander abgrenzen. So muss zur Beurteilung der CT-Bilder der interessierende HE-Anteil der Messung in durch das menschliche Auge wahrnehmbare Graustufen aufgelöst werden. Hierzu werden sogenannte Fenstereinstellungen vorgenommen.
Um die festgelegte Fenstermitte (window-level oder -center) in Hounsfield-Einheiten herum werden die Dichtewerte mit einer bestimmten Spannweite, der sogenannten Fensterweite (window-width) in HE dargestellt. So können die relevanten Strukturen (Weichteile, Knochen, Lungenparenchym, Hirngewebe) durch entsprechende Fenstereinstellungen optimiert abgebildet werden. Beispielsweise werden beim Weichteilfenster 350/50 um einen mittleren HE-Wert von 50 (parenchymatöse Organe) alle Dichtewerte mit einer Spannweite von 350, also von -125 bis 175 in Graustufen dargestellt. Alle Strukturen unter -125 HE erscheinen schwarz, die über 175 HE weiss. Weichteilstrukturen sind damit optimal beurteilbar, Knochenstrukturen oder Lungenparenchym praktisch nicht.
Beispielhaft seien hier als Richtwerte (Fensterweite/-mitte) genannt: Weichteilfenster 350/50, Knochenfenster 2000/500, Lungenfenster 1700/-600, Zerebrum 90/30.
Kontrastmittelapplikation
Für die CT werden üblicherweise nichtionische, jodhaltige Kontrastmittel (KM) verwandt. Diese können intravasal und intrakavitär (oral, rektal) verabreicht werden.
Die Untersuchungen der Weichteilorgane werden meist primär mit Kontrastmittel oder ergänzend zu einer Nativuntersuchung durchgeführt. Das intravenös verabreichte KM führt abhängig von der Kreislaufzeit zu einer Dichteanhebung in den Gefäßen und den parenchymatösen Organen. Durch entsprechende zeitliche Koordinierung können Anflutungsphase, Parenchymphase und Ausscheidungsphase des KM unterschieden werden.
Bei intakter Blut-Hirn-Schranke kommt es zu keinem Übertritt von Kontrastmittel aus den hirnversorgenden Gefässen in das Hirnparenchym. So lassen sich Blut-Hirn-Schranken-Störungen durch pathologische Kontrastanhebung (Enhancement) in den betroffenen Arealen nachweisen.
Kontrastmittel-/Jodallergien, Niereninsuffizienz und bestimmte Schilddrüsenerkrankungen stellen Kontraindikationen zur intravenösen Applikation von Kontrastmittel dar.
Zur CT-Untersuchung des Abdomens wird zur besseren Abgrenzung zusätzlich der Magen-Darm-Trakt durch orale und rektale Verabreichung von KM kontrastiert.
1) Technik - Durchführung und KM-Gabe beim CT des Schädels:
Die Untersuchung des Schädels erfolgt in Rückenlage des Patienten mit fixiertem Kopf und Schichtdicken zwischen 3 und 10 mm. Die Schichtebenen liegen dabei parallel zur "deutschen Horizontalen" (Verbindungslinie äußerer Gehörgang - lat. Augenwinkel). Vor der Untersuchung ist auf das Entfernen von am Kopf befindlichem Schmuck, Haarspangen, Brillen, Hörgeräten und ggf. Zahnersatz zu achten.Frische Blutungen sowie Ischämiezonen nach einer Latenz von ca. 6-12 Stunden sowie Kalotten- oder Schädelbasisfrakturen lassen sich in Nativuntersuchungen darstellen. Erkrankungen mit Blut-Hirn-Schranken-Störungen (Tumoren, Metastasen, entzündliche Veränderungen, Abszesse) erfordern die zusätzliche intravenöse Applikation von KM.
2) Technik - Durchführung und KM-Gabe bei CT Thorax:
Die Abtastung erfolgt üblicherweise von ca. 2 cm über dem Jugulum bis zum Zwerchfellansatz in Spiral-CT-Technik in kaudocranialer oder kraniokaudaler Richtung und einer Schichtdicke von 5-8 mm. In aller Regel ist eine intravenöse KM-Gabe notwendig, wobei eine Scanverzögerung von ca. 25 Sekunden zur Messung in einer frühen Kontrastmittelphase sinnvoll ist. Für die ausschliessliche Beurteilung des Lungenparenchyms oder dem Nachweis von Verkalkungen sind Nativuntersuchungen ausreichend.
3) Technik - Durchführung und KM-Gabe bei CT Abdomen:
Die Abtastung erfolgt üblicherweise vom Leberoberrand bis zur Symphyse in Spiral-CT-Technik in kaudocranialer oder kraniokaudaler Richtung und einer Schichtdicke von 5-8 mm. In aller Regel ist eine intravenöse KM-Gabe notwendig, wobei eine Scanverzögerung von ca. 25 Sekunden zur Messung in einer frühen Kontrastmittelphase sinnvoll ist.
Im Sinne der besseren anatomischen Zuordnung gastrointestinaler Strukturen verabreicht man Kontrastmittel peroral und rectal.
