Godfrey Newbold Hounsfield

„Vater der Computertomografie“ – Nobelpreis für Medizin

1973 veröffentlichten Ambrose, Hounsfield und weitere Autoren im „British Journal of Radiology“ ihre ersten Ergebnisse aus der Humanmedizin: „Computerized transverse axial scanning (tomography). Parts 1, 2, 3.“ Sie ließen keinen Zweifel daran, dass die Computertomografie als bildgebendes Verfahren in der klinischen Diagnostik eingesetzt werden sollte. Ambrose ordnete das neue Verfahren in der Tradition der vom Röntgenbild eröffneten nichtinvasiven, bildgebenden Diagnostik ein: „Computerized transverse axial scanning is a new method of ,imaging‘ (…).“

Ein Computertomografiesystem besteht aus einem Tisch für den Patienten und einem Ring, auf dem Röntgenröhre und Detektor montiert sind. Während der Ring sich um den Patienten dreht, messen die Detektoren kontinuierlich die Stärke der auftreffenden Röntgenstrahlen. In modernen CT-Geräten rotiert die Röntgenröhre pro Sekunde viermal um den Patienten, das entspricht einer Geschwindigkeit von etwa 40 Kilometern pro Stunde. Damit ist das System starken Fliehkräften ausgesetzt. Patienten hören während der Untersuchung lediglich ein leises Summen.

Für die CT-Zahl oder den CT-Wert schlug Hounsfield eine Skala vor, die seitdem nach ihm benannt ist. Mit sogenannten Hounsfield-Einheiten (HE) wird die Abschwächung der Röntgenstrahlen im Gewebe beschrieben und in Graustufen sichtbar gemacht. Dabei resorbiert Luft Röntgenstrahlen praktisch nicht und hat definitionsgemäß den CT-Wert -1.000. Wasser entspricht dem CT-Wert 0. Fett resorbiert Röntgenstrahlen etwas weniger als Wasser und hat den Wert -100. Weiße Hirnsubstanz entspricht 30 bis 35 HE, graue Hirnsubstanz 40 bis 45 HE. Knochen zeigt je nach Dichte Werte um 1.000 HE.

Bis 1976 leitete Hounsfield den Bau von vier Prototypen für den klinischen Einsatz. Scan-Zeit und Bildqualität haben sich seitdem kontinuierlich verbessert: Der Physiker Willi Kalender führte Ende der 80er-Jahre die sogenannte Schleifenringtechnik ein. Bis dahin gelangte der Strom durch ein Kabel zur Röntgenröhre. Deshalb musste diese spätestens nach einer Rotation um 360 Grad angehalten und in ihre ursprüngliche Position zurückgeführt werden. Die Schleifenringtechnik erlaubte nun eine kontinuierliche und kabellose Rotation von Röntgenröhre und Detektoren, was die Untersuchungszeit weiter verkürzte. Bewegte sich die Untersuchungsliege zunächst ruckartig, erfolgt diese Bewegung bei der Spiral-Computertomografie kontinuierlich. Neueste Geräte haben eine Scan-Zeit von weniger als 200 Millisekunden. Damit dauert heute eine CT-Untersuchung vom Scheitel bis zum Becken mit mehreren Tausend Schichtbildern weniger als eine Minute! Die Anzahl durchgeführter Messungen liegt dabei im Milliardenbereich. Sogenannte Mehrzeilergeräte erfassen auch Organe wie Herz und Lunge, die sich schnell bewegen, mit einer einzigen Röntgenröhrenumdrehung, was besonders in der Kardiologie von Vorteil ist. 3-D-Rekonstruktionen helfen bei der Vorbereitung von Operationen.

Die unabhängig voneinander ausgezeichneten Forscher Hounsfield und Cormack sahen sich zum ersten Mal bei der Verleihung des Nobelpreises. Sir Godfrey Hounsfield wurde 1981 von der britischen Königin zum Ritter geschlagen. Seine Pionierleistung auf dem Gebiet bildgebender Verfahren stieß die Entwicklung weiterer Verfahren an, etwa die Magnetresonanztomografie und die Positronenemissionstomografie. 2004 starb Godfrey Hounsfield in Kingston upon Thames.

Literatur

1. Baumgart G: Hounsfield, Godfrey Newbold. In: Gerabek W, Haage B, Keil G, Wegner W (ed.): Enzyklopädie Medizingeschichte. Berlin: De Gruyter Verlag 2005.
2. Friedrich K: Medienbefunde – Digitale Bildgebung und diagnostische Radiologie. Berlin: De Gruyter Verlag 2018.
3. Gomercic H, Kramer M, Mihaljevic M (ed.): CT- und MRT-Atlas: Transversalanatomie des Hundes. Stuttgart: Parey-Verlag 2009.
4. Hosten N, Liebig T: Computertomografie von Kopf und Wirbelsäule. 2nd edition. Stuttgart: Thieme Verlag 2007.
5. Krestel E (ed.): Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik. Berlin: Siemens Aktiengesellschaft Verlag 1980.
6. Von Schulthess G: Röntgen, Computertomografie & Co. Berlin: Springer Verlag 2017.

 

Entnommen aus MTA Dialog 8/2019