Was ist ein CT-Scanner?
Ein CT-Scanner (englisch: computer tomography scanner) ist ein Computertomograph.
CT-Scanner werden grob in zwei Arten unterteilt: medizinische CT-Scanner, die Bilder des menschlichen Körpers und von Tieren aufnehmen, und industrielle CT-Scanner, die für zerstörungsfreie Prüfungen und die Kontrolle von Produktlieferungen verwendet werden. CT-Scanner werden für zerstörungsfreie Prüfungen und die Kontrolle von Produkttransporten eingesetzt.
Anwendungen von CT-Scannern
CT-Scanner werden in der Medizin für die Bildgebung des menschlichen Körpers und von Tieren sowie in der Industrie für die zerstörungsfreie Prüfung und die Versandkontrolle von Produkten eingesetzt. Im medizinischen Bereich werden sie für die Diagnose von Anomalien im Gehirn und in der Lunge eingesetzt.
In der Industrie werden sie häufig eingesetzt, um die inneren Abmessungen von Kabeln zu messen, indem die innere Struktur des Produkts erkannt wird, um das Innenleben von Schmiedeprodukten zu ermitteln, um Fehler zu messen, um die Ausrichtung von Fasern festzustellen, etc. Beim Einsatz im medizinischen Bereich muss die Röntgenleistung unterdrückt werden, um eine übermäßige Strahlenbelastung zu vermeiden. Beim Einsatz in der Industrie kann die Röntgenleistung jedoch problemlos erhöht werden, wodurch genauere Informationen als im medizinischen Bereich gewonnen werden können.
Funktionsweise von CT-Scannern
Ein CT-Scanner besteht aus einem Röntgenstrahler, einem Detektor und einem Bildprozessor, der die erfassten Daten in ein Bild umwandelt. Die Funktionsweise eines CT-Scanners ähnelt dem einer Röntgenaufnahme.
Jedes Material hat einen anderen Röntgenabsorptionskoeffizienten. Wenn also Röntgenstrahlen auf ein zu untersuchendes Objekt eingestrahlt werden, dringen sie je nach Material unterschiedlich schnell ein. Nach diesem Prinzip wird das zu untersuchende Objekt mit Röntgenstrahlen bestrahlt, und es werden unterschiedliche Transmissionsdosen für verschiedene Teile des Objekts ermittelt. Das allgemeine Prinzip besteht darin, das Bild auf der Grundlage dieser Erkennungsdaten zu verarbeiten und ein Bild zu erstellen.
Der Hauptunterschied zwischen einem Röntgengerät und einem CT-Scanner besteht darin, dass ein Röntgengerät die Probe aus einer Richtung bestrahlt, während ein CT-Scanner die Probe aus verschiedenen Richtungen bestrahlt. Aus diesem Grund erzeugen Röntgenstrahlen nur flache Bilder auf der Grundlage zweidimensionaler Daten, während CT-Scanner dreidimensionale Daten verwenden und kontinuierliche Bilder des untersuchten Objekts, die in einer Schleife an mehreren Stellen geschnitten werden, sowie Bilder und Filme, die dreidimensional zusammengesetzt sind, erzeugen können.
Beim Scannen mit CT-Scannern kommen zwei physikalische Phänomene zum Einsatz: die Compton-Streuung und der photoelektrische Effekt.
1. Compton-Streuung
Sie tritt auf, wenn Röntgenstrahlen mit Elektronen zusammenstoßen und ein Teil der Energie der Röntgenstrahlen auf die Elektronen übertragen wird, wodurch diese aus ihren Atomumlaufbahnen herausgeschleudert werden und die Energie der Röntgenstrahlen verringert wird.
2. Photoelektrischer Effekt
Er tritt auf, wenn Röntgenstrahlen mit Elektronen zusammenstoßen und die gesamte Energie der Röntgenstrahlen von den Elektronen absorbiert wird, so dass die Elektronen aus ihren Atomumlaufbahnen herausgeschleudert werden und die Röntgenstrahlen verschwinden; dies geschieht, wenn die Energie der Röntgenstrahlen niedrig ist.
Unterschiede zwischen CT-Scannern
Es gibt zwei Haupttypen von Ct-Scannern: medizinische und industrielle Anwendungen. Die Unterschiede zwischen ihnen werden im Folgenden erläutert.
1. Die Röntgenleistung
Medizinische CT-Scanner benötigen eine geringe Röntgenleistung, um eine übermäßige Strahlenbelastung zu vermeiden. Industrielle CT-Scanner hingegen können eine relativ hohe Röntgenleistung verwenden, da es sich bei dem zu untersuchenden Objekt um ein Objekt handelt, und können so sehr genaue Informationen erhalten.
2. Ausstattung
Medizinische CT-Scanner
Medizinische CT-Scanner bestehen aus einem Röntgenstrahler und einem Detektor, die in einer Gantry in Form eines Doughnuts zueinander angeordnet sind, wie auf den Fotos zu sehen. Die Gantry hat einen bettartigen Teil, auf dem das Prüfobjekt innerhalb des Rings der Gantry platziert wird. Die Gantry dreht sich um das Bett, und der Röntgenstrahler und der Detektor drehen sich um das zu untersuchende Objekt.
Industrielle CT-Scanner
Bei industriellen CT-Scannern sind Röntgenstrahler und Detektor relativ zueinander fixiert und das zu prüfende Teil befindet sich zwischen ihnen. Durch Drehen des Teils, auf dem sich das zu untersuchende Objekt befindet, wird das Objekt selbst gedreht und untersucht.
Das bedeutet, dass industrielle CT-Scanner je nach Größe des zu untersuchenden Objekts kleiner gebaut werden können. Industrielle CT-Scanner können ebenfalls verkleinert werden, da sie mit einem Röntgendichtschrank ausgestattet sind, um die Röntgenstrahlen im Gerät zu begrenzen.
Sowohl medizinische als auch industrielle CT-Scanner sind mit einer einzigen Reihe von Detektoren entlang der Röntgentransmissionsebene in Richtung der Breite des zu prüfenden Objekts oder mit mehreren Detektorreihen entlang der Länge des zu prüfenden Objekts erhältlich. Die Daten von mehreren Detektorreihen können gleichzeitig erfasst werden, so dass die Datenerfassung schneller erfolgt als bei nur einer Detektorreihe.
Bei industriellen CT-Scannern sind mehrere Reihen besser geeignet, da die Effizienz von größter Bedeutung ist. Auch medizinische CT-Scanner werden häufig eingesetzt, denn je schneller die Untersuchung abgeschlossen werden kann, desto geringer ist die Belastung für den Patienten.
Weitere Informationen zu CT-Scannern
1. Der Zusammenhang zwischen CT-Scannern und Krebs
Bei CT-Scans denkt man oft an die Suche nach Krebs, aber sie werden für alle möglichen Zwecke eingesetzt, von der Untersuchung bis zur Diagnose und sogar zur medizinischen Behandlung. Andererseits besteht bei CT-Scans ein Krebsrisiko, und man muss sich über die Risiken genau informieren, wenn man einen CT-Scan durchführt.
CT-Scans sind für eine Vielzahl von Zwecken nützlich, von der Diagnose bis zur Behandlung, einschließlich der Überwachung auf ein Wiederauftreten von Krebs, der Bestimmung von Behandlungsoptionen für Krebs, der Entwicklung von Biopsie- und Behandlungsplänen, der Gewinnung von Informationen über die Größe und das Stadium von Krebs, der Diagnose von Tumoren und der Erkennung abnormaler Krebswucherungen CT-Scanner sind wichtige Geräte in der Medizin, aber sie werden auch auf verschiedene Weise eingesetzt, u. a. da sie Strahlung abgeben, sind sie nicht frei von dem Risiko, Krebs zu verursachen.
Das Risiko, durch eine einzige CT-Untersuchung an Krebs zu erkranken, gilt jedoch als gering, und das Risiko, keine CT-Untersuchung durchführen zu lassen, ist viel höher als das Risiko, das eine CT-Untersuchung mit sich bringt.
2. Unterschied zwischen CT und MRT
Der Hauptunterschied zwischen CT und MRT ist das Messprinzip.
CT-Scanner erzeugen Bilder auf der Grundlage von Unterschieden in der Transmission von Röntgenstrahlen durch verschiedene Materialien, wie oben beschrieben, während die MRT Bilder auf der Grundlage der magnetischen Resonanz der Materialien erzeugt. CT-Scans haben den Vorteil, dass sie kurze Aufnahmezeiten und eine einfache Aufnahme von tomografischen Bildern ermöglichen, bei Notfallläsionen des Kopfes (z. B. bei Verdacht auf Blutungen) angezeigt sind und die Möglichkeit, Knochen abzubilden.
Zu den Nachteilen gehören die Strahlenbelastung und die Tatsache, dass sie der MRT in Bezug auf den Dichteunterschied zwischen Läsionen und normalem Gewebe unterlegen ist; die MRT hat den Vorteil, dass keine Strahlenbelastung besteht und Unterschiede zwischen den Geweben deutlicher als bei der CT erkannt werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein beliebiges Querschnittsbild erstellt werden kann und Bilder von Blutgefäßen ohne die Verwendung von Kontrastmitteln gewonnen werden können. Der Nachteil ist jedoch, dass Personen mit implantierten Geräten im Körper nicht untersucht werden können.