Willkommen zurück zu Medizintechnik 2 und heute wollen wir uns ein bisschen über die

Computertomographie unterhalten. Nun sehen wir uns erstmal an, was wir heute alles vorhaben.

In dem Video heute wollen wir uns ein bisschen die Einführung ansehen, die Motivation und eine

kurze Geschichte der Computertomographie und danach werden wir uns die mathematischen Grundlagen

ansehen. Nun fangen wir mit der Einführung an. Die Computertomographie ist eine der wichtigsten

Technologien in der medizinischen Bildgebung und sie war im Wesentlichen die erste, mit dem wir

sehr detailliert in den Körper hineinsehen könnten und auch volumetrisch im Körper Strukturen

auflösen konnten. Nun sehen wir uns hier ein paar Beispielbilder an. Wir sind natürlich in der CT in

der Lage sehr hochauflösende Rekonstruktionen des gesamten Körpers zu erstellen und wir sehen hier

auf der rechten Seite eine der ersten Rekonstruktionen überhaupt und dort ein Bild, das tatsächlich nur

80 x 80 Pixel zeigt und in diesem Bild können wir in den Kopf hinein sehen und etwas sehen,

was wir auf keiner Röntgenprojektion sehen können würden. Wir sehen hier eine virtuell berechnete

Schicht durch den Kopf und wir können innerhalb des Schädelknochen ein dunklen Fleck auflösen,

der tatsächlich relativ groß ist und hier wirklich ein Hirntumor indiziert. Also das neuartige 1970,

als diese Technologie dann für den medizinischen Markt vorbereitet wurde, war, dass wir virtuelle

Schnittbilder durch den Körper legen können und anhand dieser virtuellen Schnittbilder genau

räumlich auflösen können, wo sich Strukturen im Körper befinden und wir konnten damit zum ersten

Mal sehr niedrige Kontraste sehen, wie zum Beispiel hier diesen Hirntumor. Nun stellen wir uns ein paar

grundlegende Fragen. Wie können wir überhaupt aus 2D Röntgenprojektionen solche dreidimensionalen

Bilder zurückrechnen? Wie können wir aus diesen Schattenbildern, die im Wesentlichen Röntgenbilder

sind, wieder zu dieser Information gelangen und woher kommt diese räumlich aufgelöste Information?

Ich habe noch ein paar weitere Bilder mitgebracht. Vielleicht kennt ihr das auch von der

Sicherheitskontrolle am Flughafen. Dort werden ja auch Röntgenbilder vom Gepäck gemacht. Hier

zum Beispiel links bei A ein solches Röntgenbild und dann in B die verschiedenen Schichten aufgelöst

und hier kann man tatsächlich Texte erkennen, die wir so in der Projektion nicht lesen können

würden. Rechts ist dargestellt eine Schichtdarstellung eines Apfels, rechts unten mit zwei, das ist eben

genau der Apfel, der auch in der Projektion links gezeigt wird, dass wir diesen natürlich volumetrischer

fassen können, aber wir können auch virtuelle Schnittbilder erzeugen und wir sehen auf der

rechten Seite drei verschiedene Schnitte durch den Apfel, die uns eben zeigen können, dass das

ein normaler Apfel ist. Im Prinzip sieht das so ähnlich aus, wie wenn wir den Apfel wirklich

durchschneiden würden mit einem Messer, aber durch den virtuellen Schnitt muss eben das Gewebe nicht

verletzt werden und wir können virtuell beliebig auf diesen Apfel durchschneiden und uns genau im

Inneren die Lage der Kerne uns weiter ansehen. Und natürlich geht das nicht nur beim Apfel,

wir können auch sehr hochauflösend das heutzutage bei Patienten machen und damit sehr viel besser

verstehen, was im Inneren des Patienten los ist und damit auch sehr genaue medizinische Diagnosen

machen. Sehen wir uns etwas die Geschichte der CT an. 1917 tatsächlich war der erste Meilenstein

auf dem Weg zur CT, dort wurden nämlich von Johann Radon die mathematischen Grundlagen der

Computertomographie entdeckt und veröffentlicht. Leider hat er das selber nie erlebt, wie seine

mathematische Methode dann später für die Bildrekonstruktion eingesetzt wurde und es hat

bis 1971 gedauert, bis Soundsray und Cormac den ersten CT-Scanner gebaut haben. Interessanterweise

waren diese Forschungen finanziert von der Firma EMI. EMI ist tatsächlich in der Musikbranche sehr

bekannt und sie haben eben sehr große Einnahmen gehabt und wollten damit in neue Technologien

investieren. Eine davon war die Computertomographie, die die Projekte von Homsfield und Cormac

finanziert hat und man kann also sagen, dass unter anderem die Beatles daran schuld sind, dass wir

heute CT-Scanner haben, weil EMI eben über die Schallplattenverkäufe der Beatles so viel Mittel

eingenommen hat, dass sie Geld hatten, um in solche neuen Zukunftstechnologien zu investieren.

Tatsächlich ging es dann sehr rasant, 1971 das erste Schichtbild. Wir haben gesehen, dass diese

noch eine sehr schlechte Auflösung hatten mit 80 x 80 Bildpunkten, aber schon 1979 dann der Nobelpreis

für die beiden für die Erfindung dieser neuen Modernität. Seit 1990 dann auch kontinuierliche

Scans des ganzen Körper, also nicht nur einzelne Schichten, sondern man kann den ganzen Körper auf