Informationstechnik in der Medizin 1
Radiologische Untersuchungen des Körpers
Röntgenaufnahmen und Computertomographie (CT)
Hierbei geht es um Einblicke in das Innere des (menschlichen) Körpers. Wilhelm Conrad Röntgen entdeckte 1895 die später nach ihm benannten Röntgenstrahlen, die den Körper durchdringen können und auf einem sog. Röntgenfilm ein Schattenbild der Knochen und der inneren Organe liefern. Inzwischen kann ein solches Bild auch digital von einem für Röntgenstrahlen empfindlichen Sensor erkannt und dann gespeichert werden. Solche Röntgenstrahlen werden jetzt auch in Computer-tomographen (CT 'Röhre') eingesetzt, wodurch Schnittbilder und dreidimensionale (3D) Bilder des Körperinneren erzeugt werden können. Die modernsten Computertomographen erzeugen Röntgenstrahlen unterschiedlicher Energie (Frequenz), so dass Knochen und Muskeln oder Sehnen getrennt erkannt werden und sich dann als 'Falschfarbenaufnahme' in einem Bild wieder zusammensetzen lassen.
Röntgenstrahlen sind Teil der elektromagnetischen Strahlung jenseits des ultravioletten (UV) Bereichs und daher für das Auge weitgehend unsichtbar. Sie haben aber eine ionisierende Wirkung, d.h. sie beeinträchtigen die Molekülstruktur (insbesondere der Erbsubstanz) beim Durchgang durch den Körper. Dies führt zu einem erhöhten Krebsrisiko. Moderne Röntgengeräte erzeugen zwar eine viel geringere Strahlenbelastung als frühere Geräte, eine Computertomographie (CT) besteht aber aus unzähligen einzelnen Aufnahmen, so dass eine solche Untersuchung zu einer mehrere Hundert mal so großen Belastung führt wie eine einzelne Röntgenaufnahme.
Magnetresonanztomographie (MRT)/Kernspintomographie
Eine grundlegend andere Methode, Bilder aus dem Inneren des Körpers zu gewinnen, ist die Magnetresonanztomographie (MRT). Sie nutzt die magnetischen Eigenschaften der Atomkerne des Wasserstoffs (Protonen) im Körper. Der zu untersuchende Teil des Körpers wird in einem sehr starken Magnetfeld zusätzlich hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldern ausgesetzt. Die magnetischen Atomkerne im Körper reagieren jeweils auf diese außen angelegten Magnetfelder. Und dies kann in einem ebenfalls außen befindlichen Empfängerstromkreis als (induzierte) Spannung gemessen werden. Unterschiedliche Gewebearten liefern dabei unterschiedliche Spannungen und können so erkannt werden. Während auf diese Weise eine Gewebeschicht nach der anderen magnetisiert und gemessen wird, fällt eine ungeheure Zahl von Messwerten an, die nur mit Hilfe eines Computerprogramms zugeordnet und dargestellt werden können.
Der entscheidende Vorteil dieser Methode ist, dass hierbei keine (schädliche) ionisierende Strahlung erzeugt wird.
Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und Gamma-Kamera
Diese Untersuchungsmethoden gehören zur Nuklearmedizin. Hierbei wird dem Patienten ein Radiopharmakon verabreicht, ein Arzneimittel, das eine schwach radioaktive (strahlende) Substanz enthält, die sich in dem zu untersuchenden Organ anreichert. Bei einer PET-Untersuchung werden die von den Positronen erzeugten Lichtteilchen (Photonen) registriert, von einer Gamma-Kamera die jeweils ausgesandten Gammastrahlen. Die jeweiligen Messwerte werden dann von einem Computerprogramm zu einem Schnitt- oder 3D-Bild (Falschfarbendarstellung) zusammengesetzt.
Auch bei diesen Verfahren wird der Körper einer (gefährlichen) Strahlung ausgesetzt, die etwa in der Größenordnung einer Röntgenuntersuchung liegt. Der größte Nachteil besteht in den wesentlich höheren Kosten dieser Untersuchungs-methoden.
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