CT vs. MRT: Funktionsweise und Anwendung der bildgebenden Verfahren im Vergleich
Bildgebende Verfahren haben sich zu einem wichtigen Baustein in der medizinischen Diagnostik entwickelt. Mithilfe der Radiologie lassen sich viele Organe und anatomische Strukturen untersuchen. Die Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) spielen dabei eine große Rolle.
Wann werden die Verfahren jeweils eingesetzt? Wie laufen die CT- und MRT-Scans in der Praxis ab? Auf den ersten Blick wirken beide ähnlich. Aber: Die CT-Untersuchung unterscheidet sich in mehreren Punkten von der Magnetresonanztomographie. Unterschiede, die sich auf den Einsatz beider Verfahren auswirken.
Was sind CT und MRT?
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- MRT und CT sind bildgebende Verfahren.
- Beide Methoden ermöglichen schmerzfreie Untersuchungen.
- Sie eignen sich für die Suche nach Tumorerkrankungen und Verletzungen der inneren Organe.
Bei der Magnetresonanztomographie und Computertomographie handelt es sich um zwei bildgebende Verfahren aus der Radiologie, die zur Diagnose verschiedener Erkrankungen zum Einsatz kommen. Parallel werden beide zur Verlaufskontrolle verschiedener Therapien und für Staging-Untersuchungen eingesetzt.
Beide Untersuchungen liefern Bilder der Organe, Knochenstrukturen und eignen sich – nach der Gabe von Kontrastmittel – auch zur Untersuchung der Gefäße. Sowohl CT als auch MRT haben den Vorteil, dass die Untersuchung schmerzfrei und mit wenig Nebenwirkungen durchführbar ist. Technisch gibt es zwischen beiden jedoch deutliche Unterschiede, die sich auf die praktische Anwendung und die Ergebnisse der Untersuchungen auswirken.
Wie funktionieren CT und MRT?
- CT setzt Röntgenstrahlung ein
- MRT nutzt Magnetfelder und Hochfrequenzimpulse
- beide Verfahren nutzen einen röhrenförmigen Aufbau des Diagnosegeräts
Computer- und Magnetresonanztomographie sind minimalinvasive und schmerzfreie Verfahren, mit denen der Körper und die inneren Organe abgebildet werden können. Bei beiden Methoden werden die Patienten auf einem beweglichen Untersuchungstisch platziert und anschließend für die Aufnahme in den röhrenförmigen Teil des Gerätes (Gantry) gefahren.
Computertomographie
Die Computertomographie ist ein bildgebendes Verfahren, das Organe, Knochen und andere anatomische Strukturen mithilfe von Röntgenstrahlung abbildet. Neben Kopf und Oberkörper lassen sich auch Bereiche des Beckens untersuchen, in dem ionisierende Strahlung von einer Röntgenröhre abgestrahlt wird. Ein Röntgendetektor nimmt nach dem Durchgang durch den Körper die Messwerte auf und wandelt diese mit Computertechnik in Bilder um.
Da sich die Röntgenröhre um den Untersuchungstisch dreht, entstehen Schnittbilder aus mehreren Ebenen. Der Vorteil: Durch die Aufnahme aus verschiedenen Positionen reduziert sich das Risiko von Verdeckungen und damit auch das der Fehldiagnose. Aufgrund der Tatsache, dass der Untersuchungstisch beweglich ist, kann der Patient exakt für die Untersuchung in der Röhre positioniert werden.
Um Gefäßstrukturen mithilfe einer CT darzustellen, werden Kontrastmittel mit Jod verwendet. Jod absorbiert die Röntgenstrahlung besonders gut und macht die Blutgefäße damit optimal sichtbar. Diese werden in der Angiographie sehr hell dargestellt. Allerdings wird der Körper durch die Ausscheidung des Kontrastmittels über die Nieren belastet. Ein zusätzliches Risiko entsteht außerdem, wenn eine Überfunktion der Schilddrüse vorliegt.
Magnetresonanztomographie
Durch die Magnetresonanztomographie werden Weichgewebe, Sehnen und Bänder dargestellt. Es handelt sich um ein bildgebendes Verfahren, das anstelle von ionisierender Strahlung auf starke Magnetfelder setzt. Hintergrund: Die im menschlichen Körper vorkommenden Wasserstoffprotonen agieren als magnetischer Dipol und ändern durch das Anlegen der Magnetfelder ihre Orientierung.
Kombiniert mit Hochfrequenzimpulsen werden die Dipole angeregt und anschließend die Relaxation in der MRT gemessen. Hieraus entstehen sehr genaue und hochauflösende Bilder, die auch kleine anatomische Strukturen deutlich darstellen. Die zur Erzeugung der Magnetfelder erforderlichen Magnete sind im Gantry untergebracht, der dadurch seine typische Form erhält.
Der technische Aufwand, den die Radiologie für den Aufbau der Magnetfelder betreiben muss, ist auch für die lauten Geräusche verantwortlich, die beim Betrieb des Magnetresonanztomographen entstehen. Beides – die Enge der MRT-Röhre und die Geräusche – sind dafür verantwortlich, dass bei Patienten ein Gefühl der Beklemmung entstehen kann.
Mithilfe des Einsatzes eines Kontrastmittels lässt sich auch mit der Magnetresonanztomographie eine Untersuchung der Gefäße durchführen. Bei MRT-Scans wird allerdings kein Jod verwendet, sondern Gadolinium. Auch hier können Nebenwirkungen auftreten, die von allergischen Reaktionen bis hin zu Übelkeit oder einem metallischen Geschmack im Mund reichen können.
| Computertomographie | Magnetresonanztomographie | |
|---|---|---|
|
Technisches Verfahren |
Röntgenstrahlen |
Magnetfelder/Hochfrequenzimpulse |
|
Kontrastmittel |
jodhaltig |
Gadolinium |
|
Darstellung |
Knochen, Lunge, geringere Kontrastauflösung |
Weichgewebe, Sehnen, Bänder |
|
Vorteil |
Schnelligkeit |
keine Strahlung |
|
Nachteil |
Strahlungsbelastung |
Dauer (bis 60 Minuten), Nachteile bei Bewegungen, schlechte Darstellung der Knochen |
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Unterschiede in der Bildqualität und Auflösung bei CT und MRT
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Auflösung im MRT wird von der Feldstärke beeinflusst
- Algorithmen in der CT-Bildverarbeitung beeinflussen Aufnahmequalität
- Implantate beeinträchtigen Aufnahme
Aufgrund der ungleichen technischen Voraussetzungen, unter denen beide Verfahren umgesetzt werden, ergeben sich Unterschiede hinsichtlich der Bildqualität und Auflösung. Bezüglich der Auflösung wird zwischen zwei Parametern unterschieden – der Orts- und der Kontrastauflösung.
Die Ortsauflösung ist ein Maß dafür, wie gut das bildgebende Verfahren zwei nebeneinanderliegende, kontrastreiche Objekte darstellen kann. Je enger die beiden Objekte beieinander liegen können, umso besser ist die Ortsauflösung. Die Kontrastauflösung bezeichnet dagegen die Fähigkeit, ein Objekt mit einem sehr ähnlichen Kontrast wie das umgebende Gewebe darzustellen.
Zwischen beiden Verfahren gibt es in der Orts- und Kontrastauflösung Unterschiede. Die Computertomographie hat als Verfahren im Vergleich zu einem MRT-Scan eine bessere Ortsauflösung. Auf der anderen Seite sorgen die Ungleichheiten im Aufnahmeverfahren dafür, dass die Magnetresonanztomographie eine höhere Kontrastauflösung erreicht. Damit lassen sich Strukturen mit einem geringen Kontrastunterschied auch ohne den Einsatz von MRT-Kontrastmitteln besser darstellen [1].
Mithilfe neuer Methoden versucht die Radiologie für beide Verfahren, die Auflösung und Aufnahmequalität zu verbessern:
- Für die Magnetresonanztomographie lässt sich dies beispielsweise durch eine Erhöhung der Feldstärke erreichen. Ob der Schritt hin zu einer höheren MRT-Feldstärke für eine bessere Auflösung wirklich erforderlich ist, hängt von dem notwendigen Umfang der individuellen Untersuchung ab.
- Bei der Computertomographie kann durch die Anpassung verschiedener Parameter, wie der Schichtdicke für Aufnahmen oder Kombinationen verschiedener Aufnahmetechniken, eine Veränderung der Aufnahmequalität erreicht werden [2].
Unterschiede und Anwendungsgebiete – Wann CT, wann MRT?
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- Computertomographie bildet Knochen sehr gut ab
- MRT eignet sich für Weichgewebe, Bänder und Sehnen
- CT kommt kombiniert mit anderen Verfahren zum Einsatz
Aus den technischen Rahmenbedingungen und den Unterschieden bei der Auflösung ergeben sich für die MRT- und CT-Untersuchungen verschiedene Einsatzfelder. Beide sind in der Lage, innere Organe darzustellen, werden aber zur Beantwortung unterschiedlicher Fragestellungen angewendet.
CT: Diagnosen bei akuten Notfällen und dichten Organstrukturen
Gegenüber der Magnetresonanztomographie hat die CT-Untersuchung einen entscheidenden Vorteil: Sie liefert die Ergebnisse deutlich schneller. Damit eignet sich die Computertomographie vor allem dann, wenn Zeit ein kritischer Faktor ist – beispielsweise bei der Bewertung traumatischer Verletzungen nach Unfällen oder wenn der Verdacht auf einen Schlaganfall im Raum steht [3]. Aufgrund dieses Zusammenhangs spielt der CT-Scan bei der Schlaganfallbehandlung eine große Rolle.
Außerdem eignet sich die Computertomographie zur Untersuchung der knöchernen Strukturen – beispielsweise zur Feststellung von Frakturen oder im Rahmen der Osteo-CT zur Bewertung der Knochendichte als mögliche Alternative zum DEXA-Scan.
Die Computertomographie lässt sich zudem für die Suche nach Tumorerkrankungen einsetzen. Besonders bei einem Verdacht auf Lungenkrebs oder Tumore der Knochen hebt sich das Verfahren von der Magnetresonanztomographie ab. Bei der Untersuchung der Lunge eignet sich das CT eher als eine MRT, weil die Magnetresonanztomographie von Bewegungen beeinflusst wird und bei luftgefüllten Hohlräumen weniger gute Aufnahmen liefert.
MRT: Hohe Auflösung der Weichteile und detaillierten Organe
Die Magnetresonanztomographie bietet Vorteile in der Untersuchung von Weichgewebe – also beispielsweise den Muskeln, dem Gehirn oder dem Herzen. Hierbei liefert die MRT-Untersuchung Informationen zur Anatomie der untersuchten Körperschaft und gibt Einblicke in die Funktionstüchtigkeit innerer Organe.
Durch einen MRT-Scan lassen sich aber nicht nur innere Organe beurteilen, es ist beispielsweise auch möglich, nach einem Unfall den Zustand von Bändern und Sehnen zu beurteilen. Aufgrund der Tatsache, dass sich viele Untersuchungen im MRT auch ohne Kontrastmittel – wie Scans der Bandscheiben, des Gehirns oder der Gelenke – durchführen lassen, ist die Untersuchung für die Beantwortung eines breiten Spektrums verschiedener medizinischer Fragestellungen geeignet.
In der Magnetresonanztomographie lassen sich auch verschiedene Krebserkrankungen sehr gut erkennen. Dazu gehören beispielsweise Prostatakrebs, Darmkrebs oder Bauchspeicheldrüsenkrebs. Im Rahmen einer Ganzkörper-MRT-Untersuchung werden ebenfalls kleine Tumore sichtbar.
MRT vs. CT: Wann wird welches Verfahren bevorzugt?
Für die Entscheidung, welches Verfahren zum Einsatz kommt, sind letztlich verschiedene Faktoren ausschlaggebend. Gerade der Zeitfaktor kann für die Klärung verschiedener Fragestellungen entscheidend sein. Trotz Nachteile bei der Auflösung bevorzugt die Radiologie daher für einige Indikationen die Computertomographie gegenüber der Magnetresonanztomographie mit besserer Auflösung.
Steht die Suche nach Tumoren (mit Ausnahme der Knochen oder Lunge) im Vordergrund, ist die Magnetresonanztomographie ein bedeutsames Untersuchungsverfahren. Die Computertomographie spielt neben der Betrachtung innerer Strukturen nach einem Unfall und Gefäßuntersuchungen in Kombination mit verschiedenen funktionsdiagnostischen Verfahren, wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET-CT), eine Rolle.
Gemeinsamkeiten – Wo ergänzen sich CT und MRT?
Trotz der Unterschiede zwischen Computertomographie und Magnetresonanztomographie ergänzen sich beide Methoden regelmäßig. So wird beispielsweise nach einem Unfall mit traumatischen Verletzungen die CT zur Planung der Notfallbehandlung eingesetzt, während im Anschluss die Magnetresonanztomographie für die Verlaufskontrolle und Bewertung der Verletzung von Sehnen und Bändern verwendet wird.
Fazit: CT und MRT – Eine sinnvolle Ergänzung in der modernen Medizin
Computertomographie und Magnetresonanztomographie sind zwei bildgebende Verfahren, die in der Medizin eine sehr große Rolle spielen. Beide ermöglichen den Blick auf Organe, Gefäße und Knochen, unterscheiden sich aber hinsichtlich der Auflösung und dem Strahlungsrisiko. Die CT-Scans setzen Patienten zwar ionisierender Strahlung aus, liefern aber schnelle Ergebnisse. Die Magnetresonanztomographie kommt ohne Strahlungsbelastung aus, dauert dafür länger und wird schon von kleinen Bewegungen beeinflusst.
[1] Delval A, Touitou T, Gondry-Jouet C, Khanfar C, Haraux E. A non-inferiority study of MRI versus CT for staging and image-defined risk factor assessment in the preoperative work-up of abdominopelvic neuroblastoma. Eur J Radiol. 2024 Aug;177:111580. doi: 10.1016/j.ejrad.2024.111580. Epub 2024 Jun 17. PMID: 38905801.
[2] Pula M, Kucharczyk E, Zdanowicz A, Guzinski M. Image Quality Improvement in Deep Learning Image Reconstruction of Head Computed Tomography Examination. Tomography. 2023 Aug 9;9(4):1485-1493. doi: 10.3390/tomography9040118. PMID: 37624111; PMCID: PMC10459011.
[3] Ozcete E, Uz I, Arslan B, Yalcinli S, Altunci YA. Whole-body CT indications in emergency medicine trauma patients. Niger J Clin Pract. 2022 Apr;25(4):496-501. doi: 10.4103/njcp.njcp_1727_21. PMID: 35439910.
