Postoperative Bildgebung

Nach Repositionen von Luxationen oder der Osteosynthese von dislozierten Frakturen ist eine primäre radiologische Beurteilung mit konventionellen Untersuchungstechniken bisher unverzichtbar. Sie wird mit einer mobilen Strahlenquelle und Bildkassetten vorgenommen, da hier die höchste Bildqualität bei konventioneller radiologischer Bildgebung zu erwarten ist und damit auch eine sichere Archivierung [122].

Wie auch in der präoperativen Diagnostik wird nach Versorgung komplexer Strukturen und Gelenkflächen oftmals zusätzlich eine postoperative Computertomografie durchgeführt [42, 82]. Dort werden dann manchmal Gelenkstufen, nicht repositionierte Knochenfragmente oder falsche Implantatlagen gefunden, die in der intraoperativen Bildgebung nicht dargestellt werden konnten [22]. Mittels neuester CT-Generationen ist es im Gegensatz zur konventionellen Radiologie auch möglich, eine gradgenaue postoperative Achsanalyse in allen Ebenen, die Implantatlage in allen Ebenen, das genaue Repositionsergebnis von Gelenkflächen, eine Rotationskontrolle sowie eine exakte Bestimmung der Knochenlänge im Seitenverhältnis durchzuführen [15, 82, 124].

1.2.3

Intraoperative Bildgebung

Intraoperative Bildgebung gewinnt mit dem zunehmenden Einsatz minimal-invasiver Verfahren stetig an Bedeutung [72]. Da zum Beispiel die korrekte Schraubenlage und optimale Rekonstruktion der Gelenkflächen bei osteosynthetischer Therapie, vor allem in lasttragenden Gelenken, die Voraussetzung für eine adäquate postoperative Therapie und ein optimales Behandlungsergebnis ist [4, 25, 82, 122].

Zur Kontrolle der Fragmentreposition bei Frakturen ist die Visualisierung mittels Röntgenaufnahmen das häufigste durchgeführte Verfahren. Röntgenaufnahmen in konventioneller Technik in orthogonalen Ebenen können sowohl prä- und postoperativ, aber auch intraoperativ vorgenommen werden. Die intraoperative Durchführung von Röntgenaufnahmen mittels Film-Folien-Systemen kann jedoch zu Problemen in der Sterilität führen, außerdem ist sie sehr zeitintensiv. Zudem muss für diese Schritte der Operationsablauf unterbrochen werden. Daher werden Film-Foliensysteme vor allem zur Dokumentation nach Abschluss der Operation angefertigt.

Zur direkten Visualisierung des Operationsablaufes in der Traumatologie wird intraoperativ heutzutage vor allem die Durchleuchtung mittels steril gehaltenen fahrbaren C-Bogen-Geräten genutzt, die die Lage von Osteosynthesematerialien einschätzen lässt [122, 125]. Die Visualisierung ist jedoch beschränkt durch die zweidimensionale Bildgebung und durch den Operationszugang [55]. Daher stellt die Visualisierung der Frakturversorgung besonders bei geschlossenen Operationsverfahren ein Problem dar [103, 126]. Außerdem ist die Bildqualität der Fluoroskopie im Vergleich zur herkömmlichen Radiografie vermindert. Da ein Summationsbild erzeugt wird, können überlagernde Strukturen besonders im Gelenkbereich, wo manchmal schwierige anatomische Situationen vorherrschen, die Beurteilung durch den Operateur beeinflussen. Zudem kann eine korrekte Platzierung von Implantatmaterial bei Bildgebung in einer Ebene keine Sicherheit garantieren. Zur sicheren Beurteilung sind das Drehen des Bogens und zusätzliche Aufnahmen in der zweiten Ebene notwendig. Ein weiteres Problem sind die begrenzten räumlichen Abbildungsmöglichkeiten, lange Röhrenknochen können nicht durch eine einzelne Aufnahme abgebildet werden.

Die intraoperative Beurteilung der Repositionsqualität mit reiner Bildwandlerkontrolle alleine ist bei Acetabulumfrakturen häufig schon schwer möglich [72]. Außerdem ist zur Beurteilung der Implantatlage in allen 3 Raumebenen eine Röntgenkontrolle in 2 Ebenen nötig. So wurde in der Wirbelsäulen- und Beckenchirurgie schon von bis zu zehn Minuten Strahlungszeit pro eingebrachter Schraube berichtet [114, 123]. Es wurde jedoch in anderen Studien anhand mittels postoperativer CT-Untersuchungen analysiert, dass bei der Platzierung von Pedikelschrauben nach herkömmlicher transpediculärer, durchleuchtungskontrollierter Verschraubung erhebliche Fehlplatzierungen in bis zu 40 % der Fälle auftreten [61, 77].

Eine andere Möglichkeit der intraoperativen Bildgebung mit direkter Visualisierung der Reposition der Gelenkfläche ist die Arthroskopie [108]. Sie wurde Anfang der 80er Jahre für Frakturen des tibialen Plateaus eingeführt [13, 16, 60]. Mittels Arthroskopie ist es heutzutage möglich, eine Vielzahl von Gelenken zu untersuchen [71, 87]. Besondere Vorteile bietet die Arthroskopie bei Beteiligung von Weichteilstrukturen. Die Knorpeloberfläche kann zudem inspiziert und ertastet werden, jedoch ist bei Frakturen die Reposition der Gelenkfläche offenen Verfahren unterlegen [91]. Eine flächendeckende Anwendung der Beurteilung bestimmter Gelenke durch Arthroskopie wie zum Beispiel der Hüftgelenke hat aufgrund der schwierigeren Technik zum Beispiel bisher aber noch nicht stattgefunden. Auch können zum Beispiel aufgrund der weiten Strecke von Einstichstelle zu Gelenk bei manchen Arthroskopien nur restriktiv intraoperative Maßnahmen und Manöver durchgeführt werden [108] .

Erst postoperative Schnittbildgebung kann dann die auch für den Operateur unerwarteten Stufen- oder Spaltbildungen in der Gelenkfläche oder fehlplatzierte Schrauben sicher offenbaren [74, 122, 125]. Diese Schwierigkeiten führten dazu, dass der Einsatz intraoperativer CT in der Traumatologie zugenommen hat, auch wenn sie bisher nur sehr bedingt verfügbar ist [12, 34, 74, 85, 122, 125].

Neue verfügbare Systeme sind das AWIGS (advanced workplace for image guided surgery, Firma MAQUET, Raststatt) und das Sliding Gantry System der Firma Siemens, Erlangen. Mit diesen alternativen Konzepten soll ermöglicht werden, intraoperative CT in einem standardisierten Ablauf durchführen zu können. Hierfür sind spezielle bauliche Maßnahmen und zusätzlich spezialisiertes

Personal erforderlich, außerdem stehen die Computertomografen dann Routineuntersuchungen in der radiologischen Klinik nicht zur Verfügung. Die hohen Investitionskosten stehen somit nur sehr wenigen Zentren zur Verfügung [122].

Da andere mobile intraoperative CT-Anlagen jedoch sehr teuer sind und außerdem logistische Probleme (Radiologe und MRTA in den OP, jeweils neues Einmessen des mobilen CT, unzureichendes Platzangebot im OP) auftreten [122], setzte sich zunächst die computernavigierte Chirurgie als Hilfe zur zweidimensionalen Bildgebung durch, deren Entwicklung von der Neurochirurgie ausgeht. Dadurch kann zum Beispiel bei transpediculärer Verschraubung an der Wirbelsäule die Fehllage von 40% auf unter 10 % reduziert werden [30, 77]. Als Datensätze dienen einerseits präoperativ mit der CT ermittelte Verfahren sowie intraoperative fluoroskopiebasierte Navigation.

Die CT-basierten präoperativen Verfahren werden heutzutage neben Operationen an der Wirbelsäule, dem Mittelgesicht, den Nasennebenhöhlen und anderen Hirnarealen vor allem bei perkutaner Schraubenosteosynthese am Beckenring, dislozierten Frakturen am hinteren Beckenring, am Os sacrum und bei Acetabulumfrakturen eingesetzt. Auch über die computerassistierte Frakturversorgung des Calcaneus wurde schon berichtet [23, 85, 89].

Präoperative Datensätze können jedoch repositionsbedingte Lageveränderungen nicht berücksichtigen [34, 93], deshalb sind CT-Datensätze in der Traumatologie, wo aufgrund von Repositionen immer neue anatomische Verhältnisse vorherrschen, Grenzen gesetzt [106]; die durchleuchtungsgestütze Navigation hat jedoch eine wesentlich schlechtere Auflösung als CT-Datensätze [51, 90].

1.2.4

Bildgebung mit einem 3D-Bildwandler

Mit dem von der Firma Siemens, Erlangen entwickeltem Gerät mit der Bezeichnung Siemens Siremobil Iso-C^3D steht seit etwa 2002 ein Gerät zur Verfügung, dass die Vorteile der intraoperativen 3D-Schnittbildgebung an knöchernen Strukturen mit der Mobilität und Sterilität eines reinen C-Arm-Bildwandlers verbindet.

Der C-Arm-Bildverstärker ist in der Lage, multiplanare 3D-Rekonstruktionen in wenigen Sekunden nach Bildakquisition anzeigen. Dies soll es dem Operateur ermöglichen, intraoperativ das Repositonsergebnis zu analysieren, intraartikuläre Lage von eingebrachtem Material auszuschließen oder im anschließenden Schritt zu korrigieren.

Wegen der CT-ähnlichen Bildqualität können Knochen und Gelenkoberflächen theoretisch gut dargestellt werden, sodass die Methode bereits einen hohen Stellenwert bei traumatologisch-orthopädischen Eingriffen an manchen Zentren genommen hat.

Verschiedene Autoren haben sich bisher in Studien mit dem Gerät und seinen Anwendungsmöglichkeiten auseinander gesetzt.

Die Bildqualität des Iso-C^3D wurde im Vergleich zur CT in mehreren Studien an Leichenpräparaten beurteilt [25-27, 35, 46, 72-75, 80, 105, 106, 111, 121, 123].

Dort zeigte sich, dass an Knie-, Hand-, Ellenbogen- und Sprunggelenk die Visualisierung mit der einer CT vergleichbar und auch an der LWS, BWS und HWS eine gute Abbildung möglich war. Die reine Bildqualität zeigte am dem Stammskelett und an den großen Gelenken im Vergleich zur CT allerdings etwas schlechtere Ergebnisse. [105, 106]. Das Schultergelenk erzielte bei den Untersuchungen die schlechtesten Ergebnisse, da es dort zu Lagerungsproblemen kam und der C-Arm mit dem Tisch kollidierte. Frakturen konnten an einem Hochkontrastmodell bis zur minimalen Frakturspaltbreite (makroskopisch gerade noch sichtbar, manuell digital keine Stufenbildung tastbar) mittels Iso-C und CT erkennbar dargestellt werden.

Eine andere Veröffentlichung, die sich mit der Bildgebung am Kniegelenk mit den verschiedenen Modalitäten beschäftigte, konnte zeigen, dass die 3D-C-Arm-Bildgebung in Hinblick auf Frakturart und Ausmaß der CT gleichwertig und signifikant besser im Vergleich zur konventionellen Radiologie ist [74, 105] und besonders bei komplexen Frakturen der Durchleuchtung überlegen scheint [74].

Bei Versuchen am Gesichtsschädel konnte eine Vergleichbarkeit von CT und Iso-C^3D im Hinblick auf Erkennbarkeit knöcherner Strukturen [46] gezeigt werden.

2005 wurde eine weitere Studie veröffentlicht, die die Bildqualität bei einem Scan von menschlichen Schädeln zwischen dem Iso-C^3D und einem neuen, in der

Kieferchirurgie eingesetzten und für diese optimiertem Computertomografen, dem NewTom 9000 (Firma QR Srl, Italien) verglich. Der Autor konnte aufzeigen, dass es zwischen diesen beiden Systemen in der Bildqualität keine statistisch signifikanten Unterschiede bei der Bildqualität und der klinischen Beurteilbarkeit gab. Metallartefakte wurden von dem benutzten Computertomografen besser dargestellt, während das Iso-C^3D besser die mandibulären Kondylen darstellen konnte [111].

Auch in der Bildgebung am Becken konnte mittels Iso-C^3D eine geeignete klinische Darstellbarkeit der knöchernen Strukturen gezeigt werden. Die Darstellung der Spongiosastruktur und der Weichteile war jedoch nicht sicher nicht möglich [72, 123].

Ferner wurde die Beurteilbarkeit von Implantatmaterial untersucht. Diese wurde vor und nach der Implantation als signifikant schlechter als bei der Bildgebung mittels CT bewertet. Auch wurden vermehrt Metallartefakte beobachtet. Aber die diagnostische Aussagekraft war im Vergleich mit der Spiral-CT auf einer Stufe und wurde auch durch das eingebrachte Material nicht verändert [75].

Eine andere Studie bezog sich auf eine Beurteilung von extra- sowie intraartikulären Schraubenlagen am Talus. Die Güte der erhobenen Iso-C^3D -Befunde wurde mit CT- und konventionellen Röntgenuntersuchungen verglichen.

Die Analyse der Schraubenlage zeigte im Iso-C und CT gleichwertige Ergebnisse.

Den Einschätzungen der Untersucher nach waren das Iso-C^3D und die Computertomografie reinen zweidimensionalen bildgebenden Verfahren wie konventionellem Röntgen und Fluoroskopie deutlich überlegen. Allerdings zeigte die Iso-C-Bildgebung die schlechteste Bildqualität im Vergleich der 3 Untersuchungsmodalitäten [26, 27]. Die Diagnose fehlplatzierter Osteosyntheseschrauben im Talus-Schraubensynthese-Modell konnte mit der CT und dem Iso-C^3D gleich häufig gestellt werden, während mittels konventioneller Durchleuchtung eine stark signifikante erhöhere diagnostische Unsicherheit zu verzeichnen war [26].

Verschiedene Autoren haben sich näher mit der Strahlenexposition des Iso-C^3D an Leichenpräparatenbeschäftigt. Am Sprunggelenk liegt sie, wiedergegeben durch die Dosislängenprodukte (DLP) mit dem Standardprotokoll kleine Extremitäten von

39,9 mGy x cm, in vergleichbarer Größenordnung mit einer Niedrigdosis-Spiral-CT der Extremitäten, die bei einer Schichtdicke von 2 mm Werte für das Dosislängenprodukt von 37,4 mGy x cm erreicht [26]. Für die Darstellung von großen Extremitäten und die Erfassung von Rumpfabschnitten ist die Strahlenexposition des Iso-C^3D etwas höher als die der Spiral-CT. Das Standardprotokoll für große Extremitäten des Iso-C^3D führt zu einer Strahlenexposition mit einem Dosislängenprodukt (DLP) von 73,1 mGy x cm [26, 105]. Ein durchgeführter Scan an großen Gelenken verursacht im Vergleich zur Niedrigdosis-Spiral-CT 85% mehr Strahlung liegt aber bei weniger als 50% der Strahlenexposition einer Spiral-CT von einer zehn cm langen Strecke an der Lendenwirbelsäule mit einem Wert von 171 mGy x cm [105].

Die Streustrahlendosis ist im Vergleich zu einer Spiral-CT auf das Vierfache bis Fünffache erhöht [26]. Bei Untersuchungen mit dem Iso-C^3D wurden Werte zwischen 8 µSv bei dem Standardprotokoll kleine Extremitäten und 100 µSv im Automatikbetrieb bei Untersuchungen an der LWS gemessen, während eine Niedrigdosis-CT zur Streustrahlungswerten zwischen 4 µSv für die Extremitätenabbildung und mit einer Schichtdicke von 2mm zu 26 µSv für ein Standardprotokoll der LWS führte. Diese hohe Streustrahlung des 3D-Bildwandlers kann vermieden werden, wenn der Sicherheitsabstand von 3,5 m zum Gerät eingehalten wird [26].

1.3 Zielsetzung und Fragestellung

Verschiedene Veröffentlichungen konnten zeigen, dass die konventionelle Röntgendiagnostik zwar oftmals noch klinischer Standard ist, in vielen Zentren aber gerade bei Gelenkbeteiligung und komplizierten funktionell-anatomischen Verhältnissen eine zusätzliche digitale Schnittbilddiagnostik wie die CT durchgeführt wird. Sie hat sich bei vielen Frakturen in der präoperativen Diagnostik sowie auch als postoperative Untersuchung zur Klärung des Repositionsergebnisses und der Stellung der Implantatlage durchgesetzt und gilt als Goldstandard bei vielen Untersuchungsregionen und Frakturarten.

Anhand mehrerer Untersuchungen konnte dargestellt werden, dass eine rein konventionelle Röntgendiagnostik oftmals zur exakten Frakturkanalyse nicht ausreichend ist, es konnte auch aufgezeigt werden, dass die postoperativen röntgenologischen Untersuchungsmethoden in der Unfallchirurgie gerade bei Beteiligung von meta- und epiphysären Strukturen nicht ohne Schnittbildgebung wie CT oder MRT vorzustellen sind, da bei der konventionellen Röntgendiagnostik ein reines Summationsbild im Grenzfall keinen verlässlichen Informationsgehalt bietet.

Schwierigkeiten für den Operateur ergeben sich im Rahmen der intraoperativen Diagnostik. Es helfen diesem bei der Urteilsfindung bisher nur die Arthroskopie, die nur die Betrachtung des Gelenkbinnenraumes zulässt oder die konventionelle Fluoroskopie. Da intraoperative Computertomografen sehr selten vorzufinden sind, ist nach postoperativen radiologischen CT-Untersuchungen oftmals eine erneute Operation nötig, um Korrekturen vorzunehmen.

Seit 2002 ist das von der Firma Siemens, Erlangen entwickelte Gerät Siemens Siremobil Iso-C^3D auf dem Markt. Dieses ermöglicht es, dreidimensionale Schnittbilder operativ herzustellen und die nach kurzer Zeit zu anzuzeigen.

Das Ziel dieser prospektiv angelegten Studie war es, die vorhandenen bildgebenden Studien von Leichenpräparaten an klinischen Patienten zu kontrollieren und den intraoperativen klinischen Nutzen zu bewerten. Es soll im Speziellen untersucht werden, ob die zusätzlichen diagnostischen Möglichkeiten zu Modifizierungen oder zu Korrekturen des Operationsergebnisses führen. Die Hypothese ist, dass das Gerät intraoperative Fehler bei der Rekonstruktion der

knöchernen Strukturen oder Implantatfehllagen aufzeigen kann, die mit konventionellen Bildwandlern in der intraoperativen Bildgebung nicht sichtbar waren.

Darüber hinaus war ein Teilaspekt der Studie, den Zeitbedarf der Untersuchung (Unterbrechungszeit der Operation) zu überprüfen.

Zusätzlich war die Frage zu klären, ob eine optimale Eingliederung in den OP-Betrieb hinsichtlich Sterilität zu gewährleisten ist.

2 Material und Methoden

_________________________________________________________________

2.1 Material

2.1.1

Tischsysteme

2.1.1.1 MAQUET Viwas

In der Unfallchirurgischen Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover waren zum Zeitpunkt der Studie verschiedene Tischsysteme der Firma MAQUET in Benutzung.

Das erste vorgestellte System ist das OP-System MAQUET Viwas. Die Tischauflage besteht komplett aus Kohlefaserverbundstoffen (Abbildung 3) und ist mittels verstellbarer OP-Säulen in ein Bodenschienensystem (Abbildung 1) integriert. Somit ist einen anstoßfreier Zugang zu dem Untersuchungsgebiet möglich (Abbildung 2), da die Säulen auf dem Schienensystem je nach Untersuchungsgebiet aus dem Schwenkbereich des C-Arms entfernt werden können.

Abbildung 1

Viwas-Bodenschienensystem mit verstellbaren Operationstischsäulen. Das linke und das rechte Bild zeigen die maximal möglichen Bewegungen in der Bodenschiene.

Abbildung 2

Je nach Operationszugang können die mobilen Tischsäulen verschoben werden, um eine anstoßfreie Bewegung um den Patienten zu ermöglichen.

2.1.1.2 MAQUET Alphamaquet

In einem anderen Operationssaal der Unfallchirurgischen Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover ist das Tischsystem Alphamaquet der Firma MAQUET in installiert. Dieses besteht aus einer feststehenden Säule mit der Bezeichnung Alphamaquet 1150.01 (Abbildung 4) und 2 verschiedenen Auflagesystemen. Die Metalltische haben die Bezeichnung: Alphamaquet 1150.30 (Abbildung 5).

Weiterhin gibt es auch für diese OP-Säule eine Auflagefläche aus Kohlefaserverbundstoffen (CFK) mit der Bezeichnung Alphamaquet 1150.16 (Abbildung 6).

Abbildung 3

Ansicht des Tisches und der Auflagefläche des MAQUET Viwas-Systems in Längsrichtung.

Abbildung 6

Auflagefläche MAQUET Alphamaquet 1150.16, Carbontisch Abbildung 4

MAQUET-OP-Säule Alphamaquet ^1150.01

Abbildung 5

MAQUET-Metalltisch Alphamaquet 1150.30

(Abbildung aus [83])

2.1.2

Röntgenstrahlung

2.1.2.1 Eigenschaften und Erzeugung von Röntgenstrahlen

Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Strahlen mit kleinerer Wellenlänge als das sichtbare Licht, sie entstehen beim Aufprall von Elektronen auf Materie [109].

Bei Röntgenröhren werden mithilfe einer Glühkathode, an der eine Heizspannung UH anliegt, in einem evakuierten Glaskolben Elektronen (Primärelektronen) durch ein elektrisches Feld auf eine Anode, an der Beschleunigungsspannungen (Röhrenspannung) UR zwischen 20 und 150 kV (Diagnostik) bzw. bis zu 300 kV oder mehr (Therapie) anliegen, bewegt (Abbildung 7)[20].

Beim Aufprall stoßen diese beschleunigten Primärelektronen andere Elektronen aus den inneren Schalen der Atome des Anodenmaterials heraus (Sekundärelektronen). Die hierbei entstandenen Löcher in den inneren Schalen eines Atoms werden wieder aufgefüllt, indem ein Elektron aus einer äußeren Schale den frei gewordenen Platz einnimmt. Dabei wird eine für jede Atomart charakteristische Strahlung frei (monochromatische Strahlung). Der Aufprallpunkt der Primärelektronen auf die Anode wird auch Brennfleck oder Fokus genannt und ist möglichst klein zu halten, da durch die Größe dessen die spätere Auflösung bestimmt wird [20, 104].

Die Anodenspannung UR bestimmt die Härte und damit das Durchdringungsvermögen der Strahlung [109]. Je höher die Anodenspannung ist, desto kleiner ist die Wellenlänge der erzeugten Röntgenstrahlung. Kurzwellige Röntgenstrahlen durchdringen den Körper wesentlich besser. Sie werden harte Röntgenstrahlung genannt. Analog wird langwellige Röntgenstrahlung als weiche Röntgenstrahlung bezeichnet.

Abbildung 7

Erzeugung von Röntgenstrahlung (modifizierte Abbildung aus [109])

Wie stark die erzeugte Röntgenstrahlung im Gewebe absorbiert wird, hängt von der Dichte und den beteiligten Atomarten des durchstrahlten Volumens ab.

Allgemein nimmt die Strahlenintensität mit der Eindringtiefe ins Gewebe stark ab.

Als Maß für diese Eigenschaft dient die so genannte Halbwertsdicke. Sie gibt die Wegstrecke durch das Material an, bei der die anfängliche Intensität auf die Hälfte zurückgegangen ist [20].

2.1.2.2 Bildwandler

Der Röntgenbildverstärker hat zwei Aufgaben: möglichst verlustfreie Umwandlung der in der Röntgenprojektion enthaltenden Information in ein sichtbares Bild und Verstärkung der Helligkeit [47].

Im Röntgenbildverstärker (einer Hochvakuumröhre) wird das hinter dem Patienten entstehende Strahlungsbild in ein Elektronenbild umgewandelt. Die Röntgenstrahlung tritt hierbei durch ein Eingangsfenster in die evakuierte Aufnahmeröhre ein. Danach trifft die Strahlung auf den Röntgendurchleuchtungsschirm, in dem die Umwandlung von Röntgenstrahlung in sichtbares Licht stattfindet. Die Röntgenstrahlen werden absorbiert und lösen ca.

2000 Lichtquanten pro Röntgenquant aus. Diese Lichtquanten treffen nachfolgend die Fotokathode und setzen dabei per Fotoeffekt Photoelektronen frei. Die frei werdenden Elektronen werden in dem Hochvakuumgerät in einem elektrischen Feld mit etwa 25 kV beschleunigt, gebündelt und auf einen Ausgangsleuchtschirm gelenkt. Dort entsteht ein sichtbares Bild. Dieses kann dann mit einem Detektor aufgenommen und auf Bildschirmen dargestellt werden [47]. Auf diese Weise wird die Betrachtung der untersuchten Region in Echtzeit möglich. Dynamische Vorgänge wie zum Beispiel das Platzieren von Sonden oder Spickdrähten können somit unter gleichzeitiger Röntgenkontrolle dargestellt werden [20].

Abbildung 8

Ein in der Unfallchirurgie der MHH gebräuchlicher C-Bogen-Bildverstärker. Der Ziehm Vista der Firma Ziehm Imaging, Nürnberg.

2.1.3

Computertomografie

2.1.3.1 Grundlagen

Die Computertomografie erstellt transversale Schichtaufnahmen (Computertomogramme), die differenzierte Körperquerschnitte abbilden, indem aus verschiedenen Winkeln Röntgenstrahlen appliziert werden. Die Computertomogramme sind keine direkten Aufzeichnungen der Intensitätsverteilung wie Projektionsradiogramme, sondern die bildliche Rekonstruktion von Projektionsmessungen der Schwächungsunterschiede, die über Rechenprozesse erfolgen. Dabei ordnet ein Computer den Punkten einer Bildmatrix rechnerisch Werte zu, die auf einem elektronischen Sichtgerät in ein Grautonbild umgesetzt werden [14].

Die Schwächungswerteskala umfasst Werte von +3000 bis -1000 Hounsfield-Einheiten (HE) (Abbildung 9), die bei der Bilddarstellung in 10 bis 30 graduierte Graustufen übertragen werden können. Dabei hängt die Zahl der Dichtewerte pro Grauton von der Fensterbreite ab [14].

Wasser hat dabei den Wert 0 HE (= Hounsfield-Einheiten), Luft hat –1000 HE und Knochen 3000 HE, deshalb erscheinen Knochen auf dem Röntgenbild hell [20].

Im Rahmen der Spiral-CT-Technik werden die Daten während der Bewegung kontinuierlich erfasst. Die Voraussetzung hierfür schafft eine kontinuierlich rotierende Röhren-Detektor-Einheit [68, 69] (siehe Abbildung 10).

Abbildung 9

Hounsfield-Einheiten (Abbildung aus [66, 67])

2.1.3.2 Computertomografen in der Radiologie der MHH

Die Klinik für diagnostische Radiologie (Direktor: Prof. Dr. M. Galanski) verfügte im Studienzeitraum 2003 über zwei Mehrzeilen-Spiral-CT. Das eine war ein Produkt der General Electric Company, Medical Systems USA, der Computertomograf Lightspeed QX/i. Der Detektor dieses Gerätes bestand aus einer Matrix aus einzelnen Elementen und erlaubte Schichtdicken von 4 x 1,25 mm bis 4 x 5 mm bei einer Rotationszeit von 0,8 Sekunden.

Das andere in der Medizinischen Hochschule Hannover im Jahre 2003 benutzte Gerät war das Somatom Volume Zoom der Firma Siemens, Erlangen. Es war mit einem so genannten adaptiven Detektor ausgestattet und besaß folgende technische Details: Schichtdicke von 2 x 0,5 mm, 4 x 1mm bis 4 x 5 mm bei einer Röhrenrotationszeit von 0,5 s.

2.1.3.3 Eigenschaften der CT-Bildgebung

In den nachfolgenden Unterpunkten sind in der CT-Diagnostik verbreitete und primär für diese entwickelte Verfahren erklärt. Diese stehen teilweise jedoch auch dem Iso-C^3D zur Verfügung oder beeinflussen dessen Bildgebung.

2.1.3.3.1 Scanparameter

Variable Parameter bei der CT-Untersuchung sind Tischvorschub, Schichtdicke,

Variable Parameter bei der CT-Untersuchung sind Tischvorschub, Schichtdicke,

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