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Computertomografie (CT): Entwicklung und Innovation
Vom ersten CT-Bild zur KI-gestützten Rekonstruktion
Die Computertomografie (CT) gehört heute zu den wichtigsten Verfahren der bildgebenden Diagnostik. Sie ermöglicht eine präzise, schichtweise Darstellung des Körperinneren – schnell, detailreich und oft lebensrettend. Seit ihrer Einführung in den 1970er-Jahren hat sich die CT-Technologie rasant weiterentwickelt und bildet das Rückgrat vieler klinischer Entscheidungen in Notfallmedizin, Onkologie, Neurologie und Kardiologie.
Meilenstein der Medizingeschichte: Die Anfänge
Die Grundlagen der CT reichen zurück auf den britischen Ingenieur Sir Godfrey Hounsfield, der 1967 im Auftrag der Firma EMI erste Experimente mit computerbasierter Bildrekonstruktion durchführte. 1971 wurde im Atkinson Morley Hospital in London die erste klinische CT-Untersuchung durchgeführt – an einem Patienten mit Hirntumor.
Parallel arbeitete der südafrikanische Physiker Allan Cormack an den mathematischen Grundlagen zur tomografischen Bildrekonstruktion. Für ihre bahnbrechenden Leistungen wurden Hounsfield und Cormack 1979 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet.
Technologischer Fortschritt: Von der 1. Generation zur Volumenbildgebung
- 1. Generation (1971): Zeilenweiser Scan mit rotierendem Detektor – 1 Bild in 5 Minuten.
- 2. Generation: Fan-Beam mit mehreren Detektoren – schnellere Aufnahme.
- 3. Generation: Rotierender Röntgentubus + Detektorarray – heute noch Standard.
- 4. Generation: Stationärer Detektorring, rotierender Tubus – bessere Präzision.
Ab 1989 erlaubte die Spiral-CT kontinuierliche Volumenaufnahmen. Mit der Mehrzeilen-CT (ab 1998) stieg die räumliche Auflösung deutlich, bei reduzierter Scanzeit.
1971
Erstes CT-Bild durch Godfrey Hounsfield
Nobelpreis 1979
1980er
Verbesserte Bildqualität
Erste Ganzkörper-CTs
1990er
Einführung der Spiral-CT
Kontinuierliche Rotation
2000er
Mehrzeilen-CTs setzen sich durch
16–64 Zeilen
2010er
Iterative Rekonstruktion
Niedrigdosisprotokolle
2020er
Spektrale CT & KI
Standard in der modernen CT
Moderne Entwicklungen: Dual-Energy, Spektral-CT und KI
- Dual-Energy-CT / Spektral-CT: Materialdifferenzierung durch verschiedene Röntgenenergien.
- Photon-Counting-CT: Höhere Auflösung, geringere Dosis, neue Detektortechnologie.
- Iterative Rekonstruktion: Bessere Bildqualität, weniger Artefakte.
- KI-gestützte Bildgebung: Schnellere Befundung, automatisierte Auswertung.
- Funktionelle CT: Perfusionsmessungen, dynamische Bildgebung.
Klinische Bedeutung
Die CT ist heute unverzichtbar in vielen Bereichen:
- Notfalldiagnostik: z. B. Polytrauma, Schlaganfall
- Onkologie: Tumorerkennung, Verlaufskontrolle
- Kardiologie: Koronarangiographie
- Neurologie: Blutungen, Hydrocephalus
- Screening: z. B. Lungenscreening mit Niedrigdosis-CT
Ausblick
Die Computertomografie wird durch KI, Echtzeitdiagnostik und spektrale Bildgebung künftig noch präziser, schneller und strahlenschonender. Personalisierte Protokolle und automatisierte Auswertung unterstützen eine patientenzentrierte Diagnostik.
Literatur
- The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1979
- Kalender WA. Computed Tomography. Publicis/Wiley, 3rd ed., 2011.
- Willemink MJ et al. Radiology 2021; 298(3):E126–E136.
- McCollough CH et al. Radiology 2015; 273(2):327–340.