Geschichte der Computertomographie – Seite 2

1989

Volumenbildgebung: „Von der Scheibe zur Kugel“

1989 erfolgen erste klinische Untersuchungen mit der Spiral-CT. Äußerlich sehen die Geräte nahezu unverändert aus. Da sich die Untersuchungsliege allerdings kontinuierlich bewegt, wird ein spiralförmiger Datensatz gewonnen, aus dem erst durch mathematische Umrechnungen die klassischen Schichtbilder erzeugt werden.

1993

Kann die invasive Angiographie ersetzt werden?

Erste klinische Anwendung der CT Angiographie (Darstellung von Blutgefäßen). Mit der Spiral-CT ist auch eine spezielle Untersuchung arterieller Gefäße möglich- bislang eine Domäne der invasiven Angiographie. Nach schneller Gabe eines Kontrastmittels wird der Bolus genau bei seiner ersten Passage durch das zu untersuchende arterielle Stromgebiet abgepasst. Die Aufnahmezeit beträgt etwa 30 sec. Erste Anwendungen sind die Beurteilung von Aneurysmen oder Dissektionen der thorakalen oder abdominellen Gefäße.

1995

Neue Perspektiven für invasive Eingriffe durch CT

Mit der Echtzeitrekonstruktion wird die CT Durchleuchtung möglich. Ähnlich wie in der Angiographie können Eingriffe (z.B. Punktionen) online verfolgt und kontrolliert werden. Für die CT ergeben sich neue Einsatzgebiete, für den Patienten bedeuten sie mehr Sicherheit.

1998

Simultane Akquisition von zwei parallelen Spiralen

Erste klinische Veröffentlichungen mit einer Multidetektor-CT (2-Zeiler, Elscint Twin Flash CT). Die räumliche Auflösung kann deutlich gesteigert werden- Im Gegensatz zum DSR (s. oben) kommt nur eine einzige Anodenröhre jedoch mehrere parallel geschaltete Detektoren zum Einsatz.

1998

Einführung der Mehrzeilen-Technik

Erstes kommerziell erhältliches 4-Zeilen Gerät. Mit der neuen Technik werden vier parallele „Spiralen“ gleichzeitig aufgenommen. Somit wird die Untersuchungszeit drastisch reduziert, was insbesondere in der Diagnostik bewegter Organe, z.B. dem Herzen deutliche Vorteile bringt. Die neue Technik kann aber auch zur Verbesserung der räumlichen Auflösung durch Anfertigung dünnerer Schichten verwendet werden.

2001

Weitere Sensationen

Das erste weltweit verfügbare PET-CT wird an der Universität in Zürich installiert. Hersteller ist GE. Mithilfe dieses Systems ist es möglich, die Vorteile der nuklearmedizinischen Bildgebung direkt mit den Vorzügen des CT zu kombinieren. So sind Stoffwechselvorgänge direkt den morphologischen Strukturen mit hochauflösender Bildgebungstechnik zuzuordnen.
Erstes kommerziell erhältliches 16-Zeilen Gerät, der SIEMENS Sensation 16. Auch die Rotationszeit kann unter eine halbe Sekunde gesenkt werden. Beispielsweise kann die Abbildungsqualität von arteriellen Strukturen weiter verbessert werden.

2004

Schnelle Bilder

Siemens bringt den ersten 64-Zeiler auf den Markt. Ausgestattet mit einer automatischen Dosisanpassung und einer Rotationszeit von 0,37 sec setzt dieses Gerät neue Akzente, gerade in Hinblick auf die Herzbildgebung. Zudem kann während einer Rotation ein größerer Bereich abgedeckt werden.

2005

Zwei Röhren

Siemens stellt den ersten Dual-Source CT der Öffentlichkeit vor. Dieses Gerät arbeitet mit zwei Röhren, welche im 90° -Winkel zueinander stehen. Dadurch kann zum einen die Aufnahmezeit deutlich verringert werden, so dass Bewegungsartefakte, besonders bei Herzuntersuchungen, minimiert werden. Zum anderen wird es möglich, eine Untersuchung mit gleichzeitig zwei unterschiedlichen Energieniveaus zu fahren. Durch Subtraktionsalgorithmen ist es so z.B. möglich, mit entsprechender Software Harnsäureablagerungen bei Gichterkrankungen farbcodiert darzustellen.

2007

320 Zeilen

Seit Einführung des Mehrzeilers wurde die Anzahl der Zeilen rapide erhöht. Toshiba setzt mit dem neuen Aquilion One mit 320 Zeilen neue Maßstäbe. So ist es möglich, innerhalb einer Rotation einen Bereich von 16 cm zu erfassen. Organe müssen nicht mehr spiralförmig gescannt werden, wodurch die Dosisbelastung verringert wird. Durch die geringe Rotationszeit von 0.35 sec können mit mehreren aufeinanderfolgenden Rotationen um denselben Bereich ganze Bewegungsabläufe dargestellt werden.

2009

Neue Algorithmen senken die Strahlenbelastung

Wie in vielen Bereichen der Technik wurden auch in der Computertomographie die Innovationen eines Herstellers zeitnah von anderen Herstellern übernommen. So ermöglicht die CT durch flächendeckende Hochtechnologie exzellente Diagnosemöglichkeiten.
Bis jetzt wurden die Berechnungen der Schnittbilder durch Berechnungen mithilfe der sogenannten gefilterten Rückprojektion ermittelt. Mit einem anderen Verfahren, der iterativen Bildrekonstruktion, welche mit steigender Rechenleistung nun möglich wird, kann die Dosis bei gleichbleibender Bildqualität um bis zu 60% reduziert werden. Alternativ kann bei vergleichbarer Dosis das Bildrauschen drastisch gesenkt werden.

seit 2009

Entwicklungen und Innovationen

In der Technologie der Computertomographie hat sich in den letzten 15 Jahres einiges getan. Hier sind einige Entwicklungen und Innovationen aufgeführt:
• Eine der aktuellen Neuerungen ist der Photonen zählende CT. Damit hält das Direktradiographie-Aufnahmeverfahren auch Einzug in die Ganzkörper Computer-Tomographie mit schnellen Aufnahmeverfahren. Vorteile sind insbesondere:
a. bessere Auflösung bei der Energieladung der Photonen (Dual Energie)
b. bessere räumliche Auflösung durch kleine Pixel (increase spatial resolution)
c. kein klassisches elektrisches Rauschen wie bei indirektem Verfahren.
d. Weitere Einsparung der applizierten Strahlen-Dosis ist zu erwarten, wobei diese Technik momentan in der Niederlassung noch nicht verbreitet ist.
• Künstliche Intelligenz: Die Integration von künstlicher Intelligenz (KI) in CT-Systeme hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Die KI-Algorithmen helfen bei der Bildgebung, der Diagnose und der Planung von Behandlungen.
• Dosisreduzierung: Es gibt immer mehr Fortschritte bei der Dosisreduzierung in der CT-Technologie. Durch die Anwendung von verschiedenen Techniken, wie beispielsweise Iterative Reconstruction, ist es möglich, bei gleichbleibender Bildqualität die Strahlendosis zu reduzieren.
• Mehr Schichten: Die Anzahl der Schichten (Detector Rows) in CT-Systemen hat sich in den letzten Jahren deutlich erhöht. Dies ermöglicht eine höhere räumliche Auflösung und damit auch eine bessere Bildqualität.
• Dual Energy CT: Dual Energy CT-Systeme können zwei unterschiedliche Röntgenenergien gleichzeitig verwenden und dadurch Informationen über Materialdichte und -zusammensetzung liefern. Dadurch kann eine verbesserte Diagnostik und Therapieplanung ermöglicht werden.
• Mobiler CT: Mobile CT-Systeme sind immer beliebter geworden, da sie flexibel in der Anwendung sind und es ermöglichen, auch außerhalb von Kliniken und Praxen schnell und einfach eine Diagnostik durchzuführen.

Was bringt die nähere Zukunft?

Die bedeutendsten Entwicklungen des CT in den letzten Jahren waren die Einführung des Spiral-CTs und der Sprung vom 1- zum 4-Zeiler. Diese haben die diagnostische Qualität erheblich verbessert und die Methode beschleunigt, wodurch der klinische Stellenwert der CT zugenommen hat. Im Bereich der Mehrzeilentechnik ist die weitere Entwicklung offen. Schon heute können einzelne Körperregionen mit einer Rotation im Bruchteil einer Sekunde gescannt werden.
Zunehmende Rechenleistung ermöglicht schon heute die Anwendung aufwändiger Software zur umfangreichen Nachbearbeitung der Rohdaten. Dadurch ergibt sich die Substitution von invasiven Untersuchungsmethoden wie der Koloskopie. Es zeichnet sich ab, dass die Softwareentwicklung im CT-Bereich stärker steigen wird als bisher.
Das Hauptaugenmerk der weiteren Entwicklung liegt in den nächsten Jahren bei weiterer Reduktion der Strahlenbelastung. Gerade in Konkurrenz zu den dosisfreien Untersuchungsarten wie Ultraschall und MRT gilt es, einen Kompromiss zwischen technischen und diagnostischen Möglichkeiten und der Strahlenbelastung für den Patienten zu finden.