1 Scanparameter und Bildqualität

1.1 Scanparameter

Jeder Computertomograf (CT) besteht aus den folgenden grundlegenden Elementen:

• Röntgenstrahler

• Detektor

• Gantry, in der die Röntgenstrahler-Detektoreinheit rotiert

• Patiententisch

CT-Untersuchungsprotokolle bestehen aus einer Kombination verschiedener Akquisitionsparameter, die einen direkten Bezug auf die grundlegenden Elemente des CT-Scanners haben ( ▶ Tab. 1.1).

Der Röntgenstrahler wird durch die Parameter Röhrenstrom, Röhrenspannung und Scanfeld gesteuert: Mit der Wahl des Röhrenstroms und der Röhrenspannung werden Menge und Energie der Strahlung definiert, die den Röntgenstrahler verlassen. Die Scanfelder bestimmen die Breite des Fächerstrahls und damit die „Strahl-Einblendung“ in Rotationsrichtung (X-Y-Richtung).

Mit der Kollimation wird festgelegt, mit welcher kollimierten Schichtdicke die Daten erfasst werden (z.B. bei einem 16-Zeilen-CT: 16 × 1,25 mm oder 16 × 0,625 mm; bei einem 80-Zeilen-CT: 80 × 0,5 mm).

Die Rotationsgeschwindigkeit bestimmt, mit welcher Geschwindigkeit die Röntgenstrahler-Detektoreinheit in der Gantry rotiert und somit um den Patienten kreist. Sie bestimmt maßgeblich die zeitliche Auflösung der CT Untersuchung. Bei vielen CT-Scannern liegt die Standard-Rotationsgeschwindigkeit zwischen 0,5 und 0,8 s pro Rotation. Sie kann jedoch auch langsamer eingestellt werden (z.B. 1,0 s oder langsamer). Hochleistungs-CT-Scanner ermöglichen Rotationsgeschwindigkeiten, die schneller sind als 0,3 s pro Rotation.

Der Pitch definiert – bei der Durchführung einer Spiral-CT-Untersuchung – die Geschwindigkeit, mit der der Patiententisch durch die Gantry bewegt wird. Je höher der Pitch ist, desto schneller bewegt sich der Patiententisch durch die Gantryöffnung und desto kürzer ist die Untersuchungszeit des durchgeführten CT-Scans. Je niedriger der Pitch ist, desto länger dauert der CT Scan.

Der Parameter Tischvorschub steuert bei sequenziellen CT-Untersuchungen den Vorschub des Tisches zwischen 2 Scans.

1.1.1 Röhrenstrom (mA), Röhrenstrom-Zeit-Produkt

1.1.1.1 Definition

Vereinfacht ausgedrückt, beeinflusst die Einstellung des Röhrenstroms die Quantität, also die Menge der Röntgenquanten, die den Röntgenstrahler verlassen. Je höher der Röhrenstrom ist, desto mehr Röntgenquanten verlassen den Röntgenstrahler.

Ob in den CT-Protokollen der Parameter „Röhrenstrom“ (mA) oder das „effektive Röhrenstrom-Zeit-Produkt“ (mAs eff.) verändert werden kann, ist abhängig davon, von welchem Hersteller das CT-Gerät hergestellt wurde:

• Bei CT-Scannern der Firmen GE und Toshiba kann innerhalb der Protokolle der Röhrenstrom (mA) eingestellt und verändert werden. Das effektive Röhrenstrom-Zeit-Produkt (mAs eff.) wird angezeigt und ergibt sich bei diesen CT-Geräteherstellern durch das Zusammenspiel von Röhrenstrom, Pitch und Rotationsgeschwindigkeit.

• Bei CT-Scannern der Firmen Philips und Siemens kann innerhalb ihrer Protokolle das effektive Röhrenstrom-Zeit-Produkt (mAs eff.) direkt eingestellt und verändert werden. Der Röhrenstrom (mA) selbst wird bei diesen CT-Scannern im Hintergrund angepasst, so dass das gewünschte Röhrenstrom-Zeit-Produkt entsteht. Auch bei diesen Herstellern setzt sich das effektive Röhrenstrom-Zeit-Produkt (mAs eff.) aus dem Zusammenspiel von Röhrenstrom, Pitch und Rotationsgeschwindigkeit zusammen.

Man unterscheidet CT-Protokolle mit festem Röhrenstrom bzw. effektivem Röhrenstrom-Zeit-Produkt und solche Protokolle, bei denen eine automatische Röhrenstrom-Modulation den Röhrenstrom pro Rotation so regelt, dass stets der Röhrenstrom verwendet wird, der für eine optimale Bildqualität sinnvoll ist.

Speziell bei Untersuchungen des Körperstamms (Hals, Thorax, Abdomen, Becken) ist die Verwendung der „automatische Röhrenstrom-Modulation“ sehr sinnvoll, da sich die Objektdicke und die Strahlenschwächung innerhalb des Untersuchungsbereichs zum Teil deutlich unterscheiden. So wird z.B. im Bereich der Schultern deutlich mehr Röhrenstrom benötigt als im Bereich des Mediastinums.

Untersuchungen des Schädels oder des muskulo-skelettalen-Systems (Handgelenk, Knie, Fuß usw.), bei denen anatomiebedingt nur geringe Schwächungsunterschiede vorliegen, können und werden im Allgemeinen mit fest eingestelltem Röhrenstrom untersucht.

1.1.1.2 Einfluss auf Bildqualität und Strahlenexposition

Einfluss des Röhrenstroms auf die Strahlenexposition

Die Abhängigkeit der Strahlenexposition vom Röhrenstrom bzw. effektivem Röhrenstrom-Zeit-Produkt ist linear. Verdoppelt man den Röhrenstrom, verdoppelt sich die Strahlenexposition und umgekehrt.

Einfluss des Röhrenstroms auf die Bildqualität

Die Höhe des Röhrenstroms bestimmt die Menge der Quanten, die den Patienten durchdringen und anschließend vom Detektor detektiert werden. Somit hat der Röhrenstrom Einfluss auf das Bildrauschen: Je höher der Röhrenstrom gewählt wird, desto rauschärmer werden die entstehenden Bilder. Je niedriger der Röhrenstrom gewählt wird, desto rauschiger werden die entstehenden Bilder.

1.1.1.3 Wann ist welche Röhrenstrom-Einstellung sinnvoll?

Hoher Röhrenstrom bzw. hohes effektives Röhrenstrom-Zeit-Produkt

Bei großen Objektdicken oder bei Objekten mit einer hohen Strahlenschwächung sind...