Computertomograph

Gantry

Ein CT-Gerät besteht grob vereinfacht aus einer Scan-Einheit, die wie ein großer dicker Ring aussieht. Sie wird "Gantry" genannt. In der Gantry befinden sich auf der einen Seite eine Strahlen erzeugende Röntgeneinheit, auf der anderen Seite (um 180 Grad versetzt) ein Detektor, der die Röntgenstrahlung misst. Die gesamte Gantry (Röntgeneinheit und Detektor zusammen) rotiert um einen Tisch, der sich in der Mitte des Gerätes befindet und auf dem der Patient liegt.

Röntgeneinheit

Die Röntgeneinheit (Röntgenröhre) erzeugt einen kleinen, fächerförmigen Röntgenstrahl. Dieser Strahl durchdringt den Körper (bzw. die Körperregion, die untersucht werden soll) und wird dort von verschiedenen Strukturen (Knochen, Organen, Fett, Blut, Muskeln, Luft, evtl. appliziertes Kontrastmittel usw.) verschieden stark abgeschwächt (unterschiedliche Schwächungskoeffizienten).

Detektoren

Auf der gegenüberliegenden Seite sind viele kleine Sensoren (Detektoren) angebracht. Sie empfangen die aus dem Körper austretenden, unterschiedlich stark abgeschwächten Signale, wandeln sie um, bereiten sie elektronisch auf und leiten sie zur Auswertung an einen Computer weiter.

Dieser Prozess wiederholt sich, während die Gantry um den Patienten rotiert, immer wieder aus verschiedenen Richtungen (360 Grad). So werden verschiedene Ansichten (Projektionen) der gleichen Schicht erzeugt und im Computer zu einem Graustufen-Bild umgerechnet. Man sieht, wo genau im Körper welche Absorption stattgefunden hat. Auf einem Bildschirm oder Röntgenfilm kann man das Bild betrachten und auswerten.

Neuere Quantencomputertomographen (2024) detektieren in bestimmten, noch kleineren Arealen der Detektoren bestimmte Photonen (Quanten) und können dadurch noch präzisere und kontrastreichere CT-Bilder anfertigen.

Tischvorschub

Rotiert die Gantry nicht nur einmal, sondern viele Male um 360 Grad, und wird der Patient langsam in eine gleichbleibende Richtung (z-Richtung) bewegt, ergeben sich mehrere zusammenhängende Schichten, aus denen der Computer ein "Volumen" berechnen kann. Dadurch erhält man eine räumliche Information. Jeder einzelne Bildpunkt kann räumlich eingeordnet werden, und wird als "Voxel" (Volume element, 3D) statt dem bekannten "Pixel" (picture element, 2D) bezeichnet. Bei Bedarf können die gewonnenen Daten durch Computer-Software nicht nur als 2D-, sondern auch als 3D-Bild visualisiert werden.