Nyquist-Kriterium
Synonym: Nyquist-Shannon-Abtasttheorem
Definition
Das Nyquist-Kriterium beschreibt die minimale Abtastrate, die notwendig ist, um ein kontinuierliches Signal ohne Informationsverlust digitalisieren zu können. Hierfür muss die Abtastrate mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste im Signal enthaltene Frequenzkomponente.
Berechnung
Die erforderliche minimale Abtastrate ƒSampling ergibt sich aus:
Klinische Relevanz
Das Nyquist-Kriterium besitzt eine hohe klinische Bedeutung, da es die minimale Abtastrate definiert, die zur Darstellung von anatomischen und funktionellen Informationen ohne Qualitätsverlust notwendig ist. Wird diese Anforderung unterschritten, entstehen Überlappungs- bzw. Aliasing-Artefakte, die je nach Modalität unterschiedlich sichtbar werden.
In der Magnetresonanztomographie (MRT) äußern sie sich als Wrap-around oder spiegelnde anatomische Strukturen. In der Computertomographie (CT) und der digitalen Radiographie führt eine unzureichende Abtastrate zu Moiré-Artefakten oder zu einem Verlust feiner Bilddetails. In der Dopplersonographie äußert sich dies in Form von Farbumschlag oder Spektralverzerrungen. Diese Artefakte können pathologische Strukturen überdecken oder imitieren und beeinträchtigen dadurch die diagnostische Aussagekraft. Die Einhaltung des Nyquist-Kriteriums ist daher essenziell für die Bildqualität, Artefaktvermeidung und diagnostische Sicherheit in allen digitalen Bildgebungsverfahren.
Literatur
- Terslev et al., Settings and artefacts relevant for Doppler ultrasound in large vessel vasculitis, Arthritis Research & Therapy, 2017
- Botz and Chieng, Nyquist limit, Radiopaedia.org, abgerufen am 27.11.2025