CT Methoden. Lernziele. Röntgen / CT Das Arbeitspferd. Computertomographie- Wie alles begann. Computertomographie: Prinzip Rohdaten.

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1 Lernziele CT Methoden Vergleich zum konventionellen Röntgen CT Inkremental- / Spiraltechnik Bildnachverarbeitung Florian Vogt Intravenöse und orale Kontrastmittel Unterschiedliche KM-Phasen Röntgen / CT Das Arbeitspferd einfach gut verfügbar billig schnell vielseitig nicht-invasiv 3D-Information Computertomographie- Wie alles begann Computertomographie: Prinzip Rohdaten 1973 Sir Godfrey Hounsfield Allan Cormack 1

2 1. Generation 1. Generation EMI Mark I Headscanner 1973: 18 * 1 Scans Scanzeit 5 min, Rechenzeit 7 min pro Schicht 2. Generation 2. Generation 3. Generation 3. Generation Gleiches Bewegungsmuster Fächerstrahl + mehrere Detektoren 18 sec pro Schicht Rotation von Röhre und Detektorsystem Multiple Detektoren 4. Generation 4. Generation Inkremental-CT Schrittweiser Tischvorschub Messung bei Tischstillstand Für jede Schicht fährt der Tisch um x mm weiter Aufnahme und Rekonstruktion einer Transversalschicht Nachteil: diskontinuierliche Aufnahme Lange Messzeit Ortsfester Detektorkranz - Nur die Röhre dreht sich 2

3 Inkremental-CT Spiral-CT Willi Kalender, 1989 Kontinuierlicher Tischvorschub Kontinuierliche Röhrenrotation tiefe Inspiration mäßige Inspiration Mehrere Inspirationsphasen: bei unterschiedlich tiefer Inspiration können Läsionen übersehen werden Aufnahme des gesamten Volumens, Rekonstruktion der Transversalschichten Spiral-CT: Vorteile CT Anatomie Schnellere Bildakquisition Kürzere Atemstillstände Größere Scanvolumina Weniger Kontrastmittel Weniger Bewegungsartefakte Herz darstellbar Funktionelle Bildgebung Mehrzeilen-CT 1-Zeiler vs. 16-Zeiler 1-Zeiler: 25 s., 1 mm 4-Zeiler: 12 s., 5 mm 16-Zeiler: 6 s., 3 mm Zeiler MSCT: schnell, hochauflösend, scharf 3

4 Multiplanare Reformatierung Schnitte in beliebigen Richtungen, die sekundär aus den axialen Datensätzen errechnet werden. Gerade und gekrümmt Überlappende Rekonstruktion Durch dickere Schichten Rauschen verringern Interaktiv an der Workstation Nachverarbeitung MPR Koronare und sagittale Rekonstruktionen Herz CT Maximum Intensitäts Projektionen (MIP) Datensatz in einer Ebene projiziert Analog zur konventionellen Aufnahme Gerade und gekrümmt Überlappende Rekonstruktion Durch dickere Schichten Rauschen verringern Interaktiv an der Workstation Nachverarbeitung Maximum Intensitäts Projektionen (MIP) 3D Volume Rendering Technik (VRT) 3D Datensatz Spiralakquisition Aus dem Datensatz werden nicht interessierende Regionen ausgeschnitten Durch geeignete Fensterung erscheint die Region of interest hervorgehoben Aufsicht Licht und Schatten 4

5 Bildnachverarbeitung Volume Rendering Abbildungsprinzip Kontrast zwischen benachbarten Geweben unterschiedlicher Röntgendichte s. konv. Abtasten mit Röntgenstrahlung aus mehreren Richtungen Erfassung der Röntgenstrahlenschwächung Umrechnung der Schwächung in jedem einzelnen Punkt der Untersuchungsschicht Kodierung von Schwächung in Graustufen CT Abbildungsprinzip Gewebsdichte: CT-Wert / HE CT = 1 * (µ - µ H2 O) / µ H2 O µ = Röntgenschwächung Celsius: C Hounsfield: HE Siedepunkt +1 H 2 O Gefrierpunkt Luft -1 Gewebsdichte: CT-Wert / HE Graustufenkodierung CT-Werte von -1 aufwärts, nach oben offen Einschränkung durch Digitalisierung: -124 bis +371 (496, 12 bit) Das menschliche Auge kann nur 2-4 Graustufen unterscheiden nicht die ganze Grauwert-Skala wird kodiert sondern nur ein Ausschnitt (= Fenster) 5

6 Lungenfenster Weichteil- / Mediastinalfenster C / W: -5 / 14 C / W: 5 / Knochenfenster Bildbeschreibung C / W: 1 / 25 Bildinterpretation und beschreibung basierend auf den Dichtewerten hypodens isodens hyperdens -1 Warum Kontrastmittel? Wofür Kontrastmittel? 1. Läsionsdetektion / Charakterisierung 2. Abgrenzung Gefäße / Pathologie 3. Gefäßdiagnostik (CTA) 6

7 Negative orale Kontrastmittel Orale Kontrastmittel Wasser, (Luft) gute Darstellung Magen- und Darmwand gute Abgrenzung Duodenum/Pankreaskopf schnelle Resorption aus Dünndarm Pankreas, Magen Differenzierung Darm / umgebende Strukturen Positive orale Kontrastmittel 3 Phasen-Leber CT FNH Jod, Barium gute Abgrenzbarkeit Darm schlechte Abgrenzbarkeit Darmwand nativ arteriell alle Indikationen außer Pankreas und Magen Barium kontraindiziert bei V.a. Perforation / postop. Notaufnahme I venös CT I 7

8 Notaufnahme II CT II Zusammenfassung: CT-Methoden Schnittbildtechnik auf Röntgen-Basis Weiter rasante technische Entwicklung Schnellere Bildakquisition Höhere räumliche Auflösung Nachverarbeitung möglich Häufig orale und intravenöse Kontrastmittel nötig verbessern Kontrast ermöglichen DD 8