Computertomographie: Schichtröntgen als Krankheitsdetektor

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Zwei Entdeckungen des 20. Jahrhunderts – die Röntgenstrahlen und der Computer – bilden die Grundlage für ein Diagnoseverfahren, das aus der modernen Medizin kaum noch wegzudenken ist. Computertomographie heißt die computergestützte Röntgenuntersuchung, die detaillierte Querschnittsbilder des Körperinneren liefert, deren Aussagekraft oft die von konventionellen Röntgenaufnahmen übertrifft.  

Die Computertomographie (CT; griech.: tomos = Stück, Schnitte, Schicht) gehört – genauso wie Ultraschall, Magnetresonanztomographie und “konventionelle“ Röntgenaufnahmen – zu den sogenannten bildgebenden Verfahren, die Aufnahmen aus dem Körperinneren liefern. Allerdings werden bei dieser Röntgenmethode die Strahlungsquelle und die gegenüberliegenden Messkammern um den Patienten bewegt. Aus den so gewonnenen Messwerten rekonstruiert ein Computer Schichtaufnahmen (Tomogramme), auf denen diverse Organe und krankhafte Veränderungen derselben (z.B. Tumore, Infektionsherde) hinsichtlich ihrer Form und Lage besser als auf herkömmlichen Röntgenbildern beurteilt werden können.

Ablauf einer Computertomographie

Das Verfahren wird üblicherweise in speziellen Instituten oder radiologischen Abteilungen in Krankenhäusern, die über einen Computertomographen verfügen, unter ärztlicher Aufsicht durchgeführt. Bei den heute gängigen Spiral-Computertomographen erfolgt die Untersuchung, bei der der Patient in der Regel auf dem Rücken liegt, auf einem Untersuchungstisch (verschiebbare Liege), der sich automatisch langsam durch das relativ breite, ringförmige Gerät (Gantry) bewegt. Der schmale, fächerförmige Röntgenstrahl beschreibt eine kontinuierliche Spirale um den Körper.  Daher stammt der Name Spiral-CT. Nach dem gleichen Prinzip arbeiten Mehrschicht- oder Mehrzeilen-Computertomographen. Sie besitzen aber nicht nur eine Reihe von Detektoren, sondern mehrere nebeneinanderliegende, sodass sie pro Umlauf der Röntgenröhre gleich mehrere Schichten aufnehmen, was die Untersuchungszeit verkürzt.

Während der nur wenige Minuten bis maximal halbstündig dauernden (hängt von der Fragestellung, zu untersuchenden Körperregion und Geräteleistung ab) Tomographie sollte sich der Untersuchte nicht bewegen, damit die Bildqualität nicht leidet. Das kann bei Kleinkindern oder Erwachsenen, die dazu nicht imstande sind, eine Narkose oder Sedierung (Gabe eines Beruhigungsmittels) bzw. bei einem Schädel-CT eine Kopffixierung erfordern. Je nach Untersuchungsregion kann es auch notwendig sein, kurzzeitig nach Aufforderung den Atem anzuhalten oder am Untersuchungstag vor dem Ereignis gar keine (bei Untersuchung des Bauchraums) oder wenigstens keine blähenden Speisen (z.B. Kohl, Hülsenfrüchte) zu sich zu nehmen.

Bevor das CT zu laufen beginnt, muss das medizinische Personal wegen der auftretenden Strahlenbelastung den Raum verlassen, beobachtet jedoch durch ein Fenster, was im Untersuchungsraum vor sich geht und kann mit dem Patienten über eine Gegensprechanlage kommunizieren sowie bei Bedarf den Vorgang auch unterbrechen. Erfolgt jedoch ein Eingriff unter CT-Steuerung. bleibt der behandelnde Arzt – mittels Bleischürze geschützt – im Untersuchungsraum.

Wie bei einigen klassischen Röntgenuntersuchungen auch dient bei der Computertomographie bei bestimmten Fragestellungen die Verabreichung eines Röntgenkontrastmittels, das in der Regel vom Arzt in eine Armvene injiziert wird, der besseren Unterscheidbarkeit verschiedener Gewebe und damit Aussagekraft der Aufnahmen. Dann empfiehlt es sich, nach der CT ausreichend Flüssigkeit zu trinken, damit das Kontrastmittel rasch über die Nieren wieder ausgeschieden wird. Bei Untersuchungen des Verdauungstrakts wird das Kontrastmittel in einem definierten zeitlichen Abstand vor der Untersuchung getrunken.

Funktionsweise der Computertomographie

Da es sich bei der CT um ein Röntgenverfahren handelt, beruht es im Wesentlichen auf denselben Tatsachen wie andere Röntgenaufnahmen: Röntgenstrahlen werden in einer Röntgenröhre erzeugt, indem geladene Teilchen (in der Regel Elektronen) infolge starker Beschleunigung, Ausbremsung oder Ablenkung durch ein Magnetfeld Energie freisetzen. Das Besondere an ihnen: Sie sind imstande, menschliche Gewebe zu durchdringen. In welchem Ausmaß, das hängt von der Dichte der Strukturen ab. So halten etwa die sehr kompakten Knochen einen Großteil der Röntgenstrahlung auf, die luftgefüllte Lunge hingegen ist recht durchlässig dafür. Daher bilden sich durchleuchtete Körperteile je nach Gewebetyp in unterschiedlichen Graustufen auf dem digitalen Detektor ab – dichte Strukturen wie z.B. Knochen hellgrau bis nahezu weiß und strahlendurchlässigere Strukturen wie z.B. die Lunge dunkel.

Aber: Während klassische Röntgenbilder alle hintereinander im Strahlengang liegenden Gewebe zusammen auf eine Ebene projizieren, sich also deren Schatten überlagern und sich daher nur solche Gewebe deutlich voneinander unterscheidbar darstellen, die sich in puncto Strahlendichte stark unterscheiden, erzeugt die Computertomographie kein Schatten- sondern ein Schnittbild. Denn bei ihr rotiert die Röntgenröhre um den zu untersuchenden Körperteil, wodurch die Organe und Gewebe in der jeweiligen Körperschicht nicht nur aus einer, sondern aus vielen verschiedenen Richtungen aufgenommen werden, woraus der Computer ein Querschnittsbild dieser Schicht errechnet. Dieses stellt die Strukturen und allfällige krankhafte Veränderungen übersichtlicher und detaillierter dar als auf einem konventionellen Röntgenbild. Im Normalfall werden bei einer CT mehrere Schichten der zu untersuchenden Region aufgenommen und der Computer rechnet die einzelnen Schnitte zu einem Bild um. Ganz moderne Geräte, die sogenannten Multidetektor-CTs, sind dabei so rasch unterwegs, das auch sich bewegende Organe wie z.B. das Herz in Bruchteilen von Sekunden untersucht werden können.

Einsatzgebiete der Computertomographie

Die CT hat sich, da sie präzise, inzwischen sogar dreidimensionale und damit auf dem Bildschirm dreh- und von allen Seiten betrachtbare Bilder von nahezu allen Geweben liefert, längst als unverzichtbares Verfahren zum Nachweis bzw. Ausschluss diverser Krankheiten bzw. zur Kontrolle von Therapieverläufen erwiesen. Vor allem aus der Krebsdiagnostik ist sie nicht mehr wegzudenken, dient sie doch der Erkennung von Tumoren und Metastasen (Tochtergeschwülste, Absiedelungen von Tumorzellen in anderen Organen) an verschiedensten Orten und Bestimmung von Größe, Ausdehnung und Lokalisation solcher Raumforderungen.

Darüber hinaus wird ein Schädel-CT (kraniale Computertomographie) beispielsweise angefertigt bei Verdacht auf eine Hirnblutung, einen Schlaganfall, Schädel(basis)bruch, ein Aneurysma (krankhafte Blutgefäßerweiterung) oder Hirnödem (Hirnschwellung). Ein CT des Brustraums (Thorax-CT) findet Einsatz bei Verdacht auf Lungenerkrankungen, bei Gefäßveränderungen (z.B. der Herzkranzgefäße) und Lymphknotenvergrößerungen, ein CT des Bauchraums (Abdomen-CT) z.B. bei Verdacht auf eine Bauchspeicheldrüsenentzündung, Leberzysten oder Verletzungen von Bauchorganen. Ein Skelett- bzw. Knochen-CT verhilft zur Diagnose von (komplizierten) Knochenbrüchen, Bandscheibenvorfällen oder Wirbelsäulenverletzungen und ermöglicht eine Knochendichtemessung bei Osteoporose. Eine CT-Angiographie (CTA) erlaubt eine Gefäßdarstellung (z.B. Verengungen) in 3D, eine Perfusions-CT die Bestimmung der Durchblutung eines Gewebes (z.B. bei Schlaganfall), eine Kardio-CT die Aufzeichnung der Herzkranzgefäße (z.B. Verkalkungen).

Abgesehen davon wird die Computertomographie als Kontrollverfahren eingesetzt, um diagnostische (z.B. Biopsie = Entnahme von Gewebeproben mit einer feinen Nadel) und therapeutische Eingriffe (Punktion oder Drainage = Entleerung bzw. Ableitung von Flüssigkeitsansammlungen aus dem Körperinneren) präzise durchführen zu können. Und auch in der genauen Planung von Operationen und Strahlentherapien hat sie ihren Platz.

Risikoarmes Verfahren

Bei der Computertomographie handelt es sich um ein schnelles und schmerzloses routinemäßiges Diagnostikverfahren. Allerdings werden dabei – im Gegensatz zur Magnetresonanztomographie – Röntgenstrahlen eingesetzt. Das birgt bei Schwangeren das Risiko einer Schädigung des ungeborenen Kindes in sich, weshalb eine CT in der Schwangerschaft möglichst nicht bzw. nur nach strengster Indikationsstellung erfolgen sollte. Einen Vorteil gegenüber der Magnetresonanztomographie hat die Computertomographie aber für Träger von Herzschrittmachern, Defibrillatoren oder Metallimplantaten: Sie kann bei ihnen problemlos eingesetzt werden, auch wenn Metall im Körper sogenannte Artefakte (unbeabsichtigte Phänomene, “Kunstprodukte“) auf den Bildern hinterlassen kann.

Da die bei einer CT verabreichte Strahlendosis meist höher ist als bei normalen Röntgenuntersuchungen, kann generell die Gefahr von Zellveränderungen und damit ein erhöhtes Krebsrisiko (z.B. Leukämie) nicht vollends ausgeschlossen werden, auch wenn die Strahlenbelastung bei modernen CTs – u.a. aufgrund neuer Datenverarbeitungsprogramme – relativ gering ist. Die hängt übrigens von Anzahl und der Dicke der Schichtaufnahmen, dem Volumen der untersuchten Körperregion sowie dem Gerätetyp ab. Daher gilt wie für jede andere Röntgenuntersuchung auch: Eine Computertomographie soll nur dann durchgeführt werden, wenn sie medizinisch wirklich notwendig ist.

Gelegentlich kommt es auch zu Komplikationen infolge der Kontrastmittelgabe wie z.B. allergischen Reaktionen.

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Link zu unserem Lexikon:
Verstrahlung