Wie funktioniert CT? Die Basics

Bettina Baeßler

15 Mar 202111:39

Summary

TLDRDieses Video erklärt die Funktionsweise von Computertomografie (CT), unterscheidet CT von Projektionsröntgen, führt durch die Geschichte der CT-Technik und ihre Generationen. Es erklärt moderne Technologien wie Spiral-CT und Multi-Detektor-CT, Bildrekonstruktion und die neue Dual-Energy-CT. Die dritte Generation von CT-Scannern ist heute am häufigsten verwendet und arbeitet mit Spiraltechnik und Multi-Detektoren, während Dual-Energy-CT für verbesserte Materialunterscheidung und kontrastreiche Abbildungen aufkommend ist.

Takeaways

🔬 Computertomografie (CT) ist eine bildgebende Verfahren, das schnittweise Aufnahmen des Körpers ermöglicht, im Gegensatz zu Projektionsröntgen, bei denen Tiefeninformationen verloren gehen können.
🏥 CT-Scanner-Generationen: Es gibt verschiedene Generationen von CT-Scannern, wobei die dritte Generation heutzutage am häufigsten verwendet wird.
🌀 Spiral-CT-Technik: Moderne CT-Scanner arbeiten mit der Spiral-Technik, bei der der Patienttisch kontinuierlich durch die Gantry bewegt wird, während die Röhren- und Detektoren um den Patienten rotieren.
🔧 Mehrzeilen-Detektoren: Moderne CT-Scanner verwenden Mehrzeilen-Detektoren (Multi-Detector CT), was eine schnellere und hochauflösendere Bildgebung ermöglicht.
🏗 Aufbau eines CT-Scanners: Ein CT-Scanner besteht aus einem Hochspannungsgenerator, einer Röhrenröhre, einem Blendensystem, einer Kühlung und einem Detektorsystem.
⏱ Geschwindigkeitssteigerung: Moderne CT-Scanner können große Volumen-Daten innerhalb von Millisekunden bis Sekunden aufnehmen, im Gegensatz zu früheren Geräten, die mehrere Minuten benötigten.
🏅 CT-Technologie wurde 1979 mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet, was die Bedeutung dieser Technologie für die Medizin unterstrich.
🔄 Dual Energy CT: Eine neuere Technologie in der CT-Bildgebung, die es ermöglicht, Materialien besser zu unterscheiden und zu quantifizieren, indem man unterschiedliche Röhrenspannungen verwendet.
🌈 Spektral CT: Ein neueste Entwicklung in der CT-Technik, bei dem ein Dual-Layer-Detektor verwendet wird, um spektrale Bilddaten zu erfassen, ohne dass eine vorherige Entscheidung über den Dual-Energy-Modus erforderlich ist.
📈 Entwicklungstrend: Die Dual Energy CT und Spektral CT sind aktuelle Entwicklungen, deren potenzielle klinische Anwendungen weiter erforscht werden.

Q & A

Wie funktioniert Computertomografie (CT)?
-Computertomografie verwendet Röntgenstrahlung, um Schichtaufnahmen des Körpers zu erstellen. Dabei rotieren eine Röhrenquelle und ein Detektor um den Patienten, um das gesamte Körpervolumen aus verschiedenen Richtungen zu durchleuchten.
Was ist der Hauptunterschied zwischen CT und Projektionsröntgen?
-Beim CT handelt es sich um ein Schnittbildverfahren, das transversale Schichten erzeugt und die Tiefeninformationen beibehält, im Gegensatz zu Projektionsröntgen, bei denen diese Informationen verloren gehen.
Wer entwickelte die CT-Technik und wann wurde die erste Aufnahme gemacht?
-Die CT-Technik wurde 1968 von Heinz Hounsfield entwickelt und die erste Aufnahme eines Schädels im Jahr 1971 durchgeführt.
Wie lange dauerte es ursprünglich, eine CT-Aufnahme eines Schädels durchzuführen?
-Die erste Aufnahme eines Schädels dauerte ungefähr fünf bis zehn Minuten.
Was ist der Unterschied zwischen der ersten und der dritten CT-Scanner-Generation?
-Die ersten Generations-CT-Geräte verwendeten eine translationale Aufnahmetechnik mit einer Röhrenquelle und einem Detektor, die schrittweise verschoben wurden. Die dritte Generation, heutzutage am häufigsten verwendet, besitzt eine rotierende Röhrenquelle und einen Detektor, die gemeinsam um den Patienten rotieren.
Was ist Spiral-CT und wie funktioniert sie?
-Spiral-CT ist eine Aufnahmetechnik, bei der der Patienttisch kontinuierlich durch die Gantry bewegt wird, während die Röhre und der Detektor sich um den Patienten drehen, um kontinuierlich Volumen-Daten aufzunehmen.
Was ist Multi-Detector-CT (MDCT) und welche Vorteile bietet es?
-Multi-Detector-CT verwendet Detektoren mit vielen parallel nebeneinander angeordneten Detektorzeilen, was eine schnellere Abdeckung der gewünschten Anatomie ermöglicht und die Aufnahme dünnerer Schichten zur verbesserten räumlichen Auflösung erlaubt.
Wie wird die Bildrekonstruktion bei CT-Scannern durchgeführt?
-Die Bildrekonstruktion erfolgt traditionell durch gefilterte Rückprojektion, bei der die Aufnahmedaten in ein zweidimensionales Bild umgewandelt werden. Neuere Verfahren verwenden iterative Rekonstruktionsmethoden, die schrittweise verbessert werden.
Was ist Dual Energy CT und welche Anwendungen hat sie?
-Dual Energy CT ist eine Technik, die verschiedene Röhrenspannungen verwendet, um Materialien besser voneinander zu trennen oder bestimmte Materialien wie Jod in Kontrastmittelaufnahmen besser sichtbar zu machen.
Was ist Spektral CT und wie unterscheidet es sich von anderen Dual Energy CT-Techniken?
-Spektral CT verwendet einen Dual Layer Detektor, der unterschiedliche Photonenenergien absorbiert, ohne dass eine Entscheidung über den Einsatz des Dual Energy Modus vor der Untersuchung getroffen werden muss.

Outlines

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🔬 Grundlagen der Computertomografie

Dieses Video erklärt die Funktionsweise der Computertomografie (CT) und führt durch die verschiedenen Generationen von CT-Scannern. Es beginnt mit dem Unterschied zwischen CT und Projektionsröntgen, der auf die Erhaltung der Tiefeninformationen bei CT zurückzuführen ist. Die Geschichte der CT-Technik wird kurz besprochen, und es wird auf die Entwicklung hin zu schnelleren und hochauflösenden Aufnahmen hingewiesen. Der Aufbau eines CT-Scanners wird erläutert, einschließlich der Gantry mit Hochspannungsgenerator, Röntgenröhre, Blendensystem und Detektor. Die Entwicklung von CT-Geräten von der ersten Generation mit translationaler Aufnahmetechnik bis hin zu modernen Geräten der dritten und vierten Generation wird behandelt, wobei die dritte Generation heutzutage am häufigsten verwendet wird.

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🌀 Spiral-CT und Mehrdetektor-Technik

In diesem Abschnitt werden die Unterschiede zwischen Einzelschicht- und Spiral-CT-Aufnahmetechniken erklärt. Während Einzelschicht-CT die Aufnahme von Schichten nacheinander und mit manueller Patientenverschiebung beinhaltet, ist Spiral-CT eine kontinuierliche Aufnahmetechnik, bei der der Patienttisch durch die Gantry bewegt wird, während die Röhren- und Detektoreinheit um den Patienten rotiert. Dies ermöglicht schnellere und bewegungsarme Aufnahmen. Die Bedeutung der Anzahl der Detektoren wird hervorgehoben, da moderne CT-Scanner mit vielen parallelen Detektorzeilen (Multi-Detektor-CT) arbeiten, was eine schnellere und hochauflösendere Bildgebung ermöglicht. Es wird auch auf die Bildrekonstruktionstechniken eingegangen, die von gefilterter Rückprojektion bis hin zu iterativer Rekonstruktion reichen.

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🌡 Dual-Energie-CT und Spektral-CT

Der letzte Abschnitt behandelt die neuesten Entwicklungen in der CT-Technik, insbesondere Dual-Energie-CT und Spektral-CT. Dual-Energie-CT nutzt unterschiedliche Röhrenspannungen, um Materialien besser voneinander zu unterscheiden und Kontrastmittel in Geweben zu quantifizieren. Es werden verschiedene Methoden zur Aufnahme von Dual-Energie-Bildern diskutiert, einschließlich Rapid-KV-Switching, CT mit zwei verschiedenen Röhren und Spektral-CT mit einem Dual-Layer-Detektor. Diese Technologien ermöglichen eine detailliertere Materialunterscheidung und verbessern die Diagnostik. Die Zukunft dieser Technologien in der klinischen Routine wird als spannend und zukunftsorientiert betrachtet.

Mindmap

Keywords

💡Computertomografie

Die Computertomografie (CT) ist eine bildgebende Verfahrenstechnik, die das gesamte Körpervolumen in verschiedenen Richtungen untersuchen kann. Im Gegensatz zur Projektionsröntgenaufnahme, bei der Schichten überlagerungen entstehen, erzeugt die CT Schichtaufnahmen, die die Tiefeinformationen beibehalten. Dies ermöglicht eine detaillierte Darstellung von Organen und Strukturen im Körper, wie im Video erwähnt, wo die CT als schnittbildverfahren mit ionisierender Strahlung beschrieben wird.

💡CT Scanner

Ein CT Scanner ist das Gerät, das Computertomografie-Aufnahmen durchführt. Es besteht aus einer Röhrenanordnung, die um den Patienten rotiert, und einem Detektorsystem. Im Video wird erläutert, dass moderne CT Scanner mit einer Gantry bestehen, die aus einem Hochspannungsgenerator, einer Röhrenanordnung, einem Blendensystem, einer Kühlung und einem Detektorsystem besteht.

💡Generationen von CT Scannern

Im Video werden verschiedene Generationen von CT Scannern beschrieben, die sich in ihrer Leistungsfähigkeit und Aufnahmegeschwindigkeit unterscheiden. Die erste Generation beinhaltet die sogenannten translationalen Scanner, die durch schrittweises Verschieben der Röhre und des Detektors funktionieren. Die dritte Generation, die heutzutage am häufigsten verwendet wird, beinhaltet rotierende Röhren und Detektoren, die um den Patienten rotieren.

💡Spiral CT

Spiral CT ist eine Aufnahmetechnik, bei der der Patienttisch kontinuierlich durch die Gantry bewegt wird, während die Röhre und der Detektor sich um den Patienten drehen. Dies ermöglicht die Aufnahme von Volumen-Datensatz in nur einem Atemzug oder einem Herzschlag, was Bewegungsartefakte minimiert, wie im Video erwähnt.

💡Multi Detektor CT

Multi Detektor CT (MDCT) bezieht sich auf CT Scanner, die mehrere parallele Detektorzeilen haben, was eine schnellere und hochauflösende Aufnahme ermöglicht. Im Video wird erwähnt, dass moderne Geräte oft 256 oder mehr Zeilen haben, was eine schnellere Abdeckung der gewünschten Anatomie und eine bessere isotrope Auflösung ermöglicht.

💡Bildrekonstruktion

Bildrekonstruktion ist der Prozess, bei dem die Aufnahmen aus den Projektionen in Schichtaufnahmen umgewandelt werden. Im Video wird erwähnt, dass traditionelle Methoden wie die gefilterte Rückprojektion verwendet werden, sowie neuere iterative Rekonstruktionsverfahren, die schrittweise und detaillierter arbeiten.

💡Dual Energy CT

Dual Energy CT ist eine Technik, die unterschiedliche Röhrenspannungen verwendet, um Materialien besser voneinander zu trennen oder bestimmte Materialien wie Jod besser sichtbar zu machen. Im Video wird erläutert, dass dies durch verschiedene Methoden erreicht werden kann, wie Rapid kVp Switching, die Verwendung von zwei verschiedenen Röhren oder das Spektral CT.

💡Spektral CT

Spektral CT ist eine neuere Technik, die einen Dual Layer Detektor verwendet, um Photonen mit unterschiedlicher Energieabsorption zu identifizieren. Dies ermöglicht es, spektrale Bilddaten kontinuierlich zu sammeln, ohne sich vor der Untersuchung für den Dual Energy Modus entscheiden zu müssen, wie im Video erwähnt.

💡Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung wird in CT Scannern verwendet, um Röntgenbilder von Körperschichten aufzunehmen. Im Video wird betont, dass CT ein schnittbildverfahren ist, das ionisierende Strahlung nutzt, um die Tiefeinformationen beizubehalten.

💡3D-Darstellung

3D-Darstellung bezieht sich auf die Fähigkeit der CT, das gesamte Körpervolumen in dreidimensionalen Bildern darzustellen. Im Video wird dies als eine der Hauptvorteile der CT-Technologie hervorgehoben, da sie es ermöglicht, Organe und Strukturen in 3D darzustellen, was für die Diagnostik und Behandlung von Patienten von großem Wert ist.

Highlights

Erklärung der Funktionsweise der Computertomografie (CT).

Unterschied zwischen CT und Projektionsröntgen.

Geschichte der CT-Technik und Entwicklung der ersten Aufnahmen.

Aufbau eines Computertomografen und seine Hauptkomponenten.

Unterschiedliche CT-Scanner-Generationen und ihre Entwicklung.

Techniken der Spiral- und Multi-Detektor-CT.

Bildrekonstruktion und Verfahren wie gefilterte Rückprojektion.

Dual Energy CT und deren Anwendungen.

Technische Möglichkeiten der Dual Energy CT und ihre Hersteller-spezifischen Implementierungen.

Spektral CT und der Einsatz eines Dual Layer Detectors.

Klinische Relevanz und zukünftige Forschungsrichtungen in der Dual Energy Bildgebung.

Die dritte Generation von CT-Scannern als heutzutage am häufigsten verwendete.

Spiral-Technik und Mehrzeilen-Detektoren für schnelle und hochauflösende Volumen-Datensätze.

Neuester Trend in der Computertomografie: Dual Energy Bildgebung.

Zukünftige Potenziale der Dual Energy Techniken für den klinischen Einsatz.