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Artefakte in der Computertomografie

Die CT stellt seit ihrer Einführung in den 1970er-Jahren einen wichtigen Bestandteil der medizinischen Diagnostik und Therapie dar. Die Entwicklung führte in den Anfangsjahren hauptsächlich zu größerer Detailgenauigkeit, höherer Auflösung und höherer Geschwindigkeit. Dadurch wurden Anfang der 1990er-Jahre CT-Angiografien und mit Mehrzeilen-CT Ganzkörperaufnahmen möglich. Mit dem Fortschritt im IT-Bereich waren auch bessere Nachverarbeitungstechniken möglich. Heute liegt das Hauptaugenmerk bei der Weiterentwicklung auf dem Strahlenschutz für den Patienten. Man möchte mit möglichst kleiner Dosis die besten diagnostischen Bilder erstellen. Jedoch ist dieses Untersuchungsverfahren nicht komplett von Bildstörungen (Artefakten) befreit. Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Art von Bildstörungen und was der Anwender machen kann, um diese zu vermindern bzw. zu vermeiden.

Aufbau und Funktionsweise eines Computertomografen

Die CT ist ein Röntgenverfahren, mit dem transversale Schichten des menschlichen Körpers erzeugt werden können, um die Organe und Gewebe überlagerungsfrei 2-dimensional darzustellen. Um einen Körperabschnitt zu durchstrahlen, rotiert die Röntgenröhre bei gleichzeitiger Tischbewegung (Spiral-CT) um den Patienten und sendet einen schmalen fächerförmigen Röntgenstrahl aus. Dieser ist so breit wie die gewünschte Schichtdicke und erfasst den gesamten Körperquerschnitt. Gegenüber der Röntgenröhre befindet sich der Detektor. Dieser misst die Intensitätsunterschiede der Röntgenstrahlung und wandelt diese in elektrische Signale um. Die Signale werden dann im Bildrechner verarbeitet, und die gemessenen Schwächungswerte werden mittels gefalteter Rückprojektion in ein Schichtbild umgewandelt.

Der Detektor misst die Intensitätsunterschiede der Röntgenstrahlung und wandelt diese in elektrische Signale um. 

Artefakte

Definition Artefakt

Als Artefakt (Bildstörung) bezeichnet man ein unechtes, durch Eigenschaften der Methode hervorgerufenes Ergebnis. Diese Bildstörungen können diverse Ursachen haben und können Quellen diagnostischer Unsicherheiten oder Fehlbefundungen darstellen. Daher ist entscheidend, dass die/der befundende Radiologe/in und die/der MTRA in der Lage sind, Artefakte zu erkennen und die Ursache zu beheben.

Artefakte können sich auf verschiedene Weisen darstellen:

streifenförmig

  • ringförmig
  • flächenförmig
  • linienförmig
  • bandförmig
  • schattenförmig
  • verrauscht
  • spiralförmig
  • stufenförmig

Patientenverursachte Artefakte. Diese Bildstörungen sind Ergebnisse aus:

  • Patientenbewegungen
  • Atmung
  • Herzbewegungen
  • dichten Fremdkörpern inner- und außerhalb des Körpers

Bewegungsartefakte. Diese Art von Artefakten lassen sich in

  • Körperbewegungsartefakte
  • Herzbewegungsartefakte (Pulsationsartefakte)
  • Atemartefakte

unterteilen.

Ein Artefakt ist die Diskrepanz zwischen dem abgebildeten Schwächungswert und der tatsächlichen Schwächung im Untersuchungsvolumen. 

Körperbewegungsartefakte

Die Körperbewegungsartefakte entstehen, wenn sich der Patient während der Datenakquisition bewegt. Diese verursachen Streifen- und Doppelkonturen im rekonstruierten CT-Bild, die auch ein Ausmaß auf die Bewegung zulassen. Die Beurteilung (z. B. Ausschluss einer Fraktur) von bewegungsbehafteten Daten, vor allem kleinerer Strukturen, wird dadurch extrem erschwert. Im schlimmsten Fall müsste der Scan wiederholt werden (doppelte Strahlenbelastung!).

Die Körperbewegungsartefakte entstehen, wenn sich der Patient während der Datenakquisition bewegt. 

TIPPS UND TRICKS 
Um die Bewegungsartefakte zu vermindern, ist eine gute Vorbereitung und Instruktion des Patienten notwendig. Das Nutzen von Lagerungs-/Fixationshilfen, Minimierung der Scanzeit oder ggf. Sedativa kann zu einer Minimierung führen. Die Scanzeit kann der Nutzer durch Eingrenzung des Scanbereichs, durch Erniedrigung der Rotationszeit oder Erhöhung des Pitchfaktors reduzieren. 

Pulsationsartefakte

Das schlagende Herz verursacht Pulsationsartefakte. Die Pulsation kann zu Mehrfachkonturen der Aorta thoracalis und/oder unscharfer Abbildung der dem Herzen angrenzenden Organe (z. B. Lunge) führen. Des Weiteren bewirkt dieser Artefakt bei multiplanaren Rekonstruktionen stufenförmige Anhebungen (Zähnelung), vor allem in Patientenlängsrichtung.

Bei der Durchführung von EKG-getriggerten Protokollen können Artefakte auftreten, die durch einen unregelmäßigen bzw. zu schnellen Herzrhythmus hervorgerufen werden, da das System nicht mehr unbedingt in der Lage ist, den Scan zum korrekten Zeitpunkt auszulösen bzw. nach einer gewissen Zeit automatisch den Scan auslöst. Für Kardiountersuchungen sollte eine gewissenhafte Patientenvorbereitung durchgeführt und ggf. Medikamente eingesetzt werden.

Das schlagende Herz verursacht Pulsationsartefakte. 

TIPPS UND TRICKS 
Zur Minimierung der Pulsationsartefakte ist eine Reduzierung der gesamten Scanzeit und/oder Erhöhung der zeitlichen Auflösung zu empfehlen. Auch die Nutzung von EKG-getriggerten Untersuchungsprotokollen ist von Vorteil. 


Lesen Sie hier den gesamten Beitrag: Artefakte in der Computertomografie

Aus der Zeitschrift Radiopraxis 3/2015


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