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Tomografie Die oder Tomographie von altgriechisch τομή tome Schnitt und γράφειν graphein schreiben ist ein bildgebendes

Tomografie

Die Tomografie oder Tomographie (von altgriechisch τομή, tome ‚Schnitt‘ und γράφειν, graphein ‚schreiben‘) ist ein bildgebendes Verfahren, das die schichtweise Darstellung eines Objekts liefert. Unter dem Begriff werden verschiedene Aufnahmeverfahren zusammengefasst, die innere räumliche Strukturen eines Objektes ermitteln und in Form von Schnittbildern darstellen können. Synonyme Bezeichnungen sind Schnittbildverfahren oder Schichtaufnahmeverfahren, die Schnittbilder werden auch Schichtbilder oder Tomogramme genannt.

Grundprinzip der Tomografie: überlagerungsfreie tomographische Schnittbilder S1 und S2 im Gegensatz zum Projektionsbild P

Ein Schnittbild gibt die inneren Strukturen so wieder, wie sie nach dem Aufschneiden des Objekts oder nach dem Herausschneiden einer dünnen Scheibe vorlägen. Man spricht hier von einer überlagerungsfreien Darstellung der entsprechenden Objektschicht – im Unterschied zu Projektionsverfahren wie etwa der gewöhnlichen Röntgenuntersuchung, bei der sich alle Strukturen überlagern, die im Strahlengang hintereinander liegen. Dieser Unterschied wird in der nebenstehenden Abbildung mit zwei tomografischen Schnittbildern (S1 und S2) und einem Projektionsbild (P) des gleichen Volumens illustriert.

Tomografische Methoden können eine einzelne Schicht aufnehmen oder größere Volumina, die dann beispielsweise als Serie paralleler Schnittbilder dargestellt werden können. Auch Methoden, die jeweils einzelne Schichten aufnehmen, können für die Aufnahme dreidimensionaler Datensätze eingesetzt werden, indem das Objekt in einer Serie paralleler Querschnittbilder abgetastet wird.

Tomografische Verfahren sind besonders in der medizinischen Bildgebung von großer Bedeutung, aber auch einige Verfahren der Geowissenschaften, der Physik, der Paläontologie oder der Materialwissenschaften lassen sich unter die tomografischen Methoden einordnen.

Verfahren in der Medizin Bearbeiten

In der Medizin sind besonders folgende tomografische Verfahren von Bedeutung:

Die Grundlagen zur Tomografie in der Medizin in Form der „klassischen“ Röntgentomografie entwickelte der Radiologe Alessandro Vallebona 1930 in Genua.

Der Unterschied zwischen der überlagerungsfreien Darstellung in der medizinischen Tomografie und einer Projektionsabbildung ist in den nachfolgenden Abbildungen illustriert. In Projektionsverfahren wie der Radiografie (gewöhnliche Röntgenuntersuchung) wird ein Schattenbild aufgenommen, auf dem sich mehrere Strukturen überlagern, wenn sie im Strahlengang hintereinander liegen. Beispielsweise überlagern beim konventionellen Röntgenbild die Weichteile der vorderen und hinteren Brustwand und die knöchernen Strukturen des Thorax die Lungenstrukturen. Dies würde die Diagnose eines Lungentumors (z. B. Bronchialkarzinom) erschweren. Jedes CT- oder MRT-Schnittbild vom Thorax zeigt dagegen nur eine 0,5 bis 10 mm dicke Schicht, die praktisch überlagerungsfrei ist.

Jedes Pixel in einem Schnittbild entspricht einem Volumenelement (Voxel) des gesamten dreidimensionalen Datensatzes. Die Höhe des Voxels entspricht dabei der Schichtdicke. In der Nachbearbeitung lassen sich aus den Voxeln beispielsweise beliebig im Raum angeordnete Schichtbilder (multiplanare Rekonstruktion, MPR), geschichtete (Subvolumen-)Maximumintensitätsprojektionen (MIPs) oder dreidimensionale Bilder des untersuchten Objekts (Volumenrendering) errechnen.

Verfahren in den Geowissenschaften Bearbeiten

In anderen Gebieten der zerstörungsfreien Untersuchung werden ähnliche Verfahren angewandt, die mit vergleichbaren Inversionsrechnungen arbeiten. Diese sind:

Verfahren in der Physik Bearbeiten

Weitere tomografische Verfahren Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Ralf Habel, Michael Kudenov, Michael Wimmer: Practical Spectral Photography

Weblinks Bearbeiten

Commons: Tomografie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Tomografie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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Die Tomografie oder Tomographie von altgriechisch tomh tome Schnitt und grafein graphein schreiben ist ein bildgebendes Verfahren das die schichtweise Darstellung eines Objekts liefert Unter dem Begriff werden verschiedene Aufnahmeverfahren zusammengefasst die innere raumliche Strukturen eines Objektes ermitteln und in Form von Schnittbildern darstellen konnen Synonyme Bezeichnungen sind Schnittbildverfahren oder Schichtaufnahmeverfahren die Schnittbilder werden auch Schichtbilder oder Tomogramme genannt Grundprinzip der Tomografie uberlagerungsfreie tomographische Schnittbilder S1 und S2 im Gegensatz zum Projektionsbild PEin Schnittbild gibt die inneren Strukturen so wieder wie sie nach dem Aufschneiden des Objekts oder nach dem Herausschneiden einer dunnen Scheibe vorlagen Man spricht hier von einer uberlagerungsfreien Darstellung der entsprechenden Objektschicht im Unterschied zu Projektionsverfahren wie etwa der gewohnlichen Rontgenuntersuchung bei der sich alle Strukturen uberlagern die im Strahlengang hintereinander liegen Dieser Unterschied wird in der nebenstehenden Abbildung mit zwei tomografischen Schnittbildern S1 und S2 und einem Projektionsbild P des gleichen Volumens illustriert Tomografische Methoden konnen eine einzelne Schicht aufnehmen oder grossere Volumina die dann beispielsweise als Serie paralleler Schnittbilder dargestellt werden konnen Auch Methoden die jeweils einzelne Schichten aufnehmen konnen fur die Aufnahme dreidimensionaler Datensatze eingesetzt werden indem das Objekt in einer Serie paralleler Querschnittbilder abgetastet wird Tomografische Verfahren sind besonders in der medizinischen Bildgebung von grosser Bedeutung aber auch einige Verfahren der Geowissenschaften der Physik der Palaontologie oder der Materialwissenschaften lassen sich unter die tomografischen Methoden einordnen Inhaltsverzeichnis 1 Verfahren in der Medizin 2 Verfahren in den Geowissenschaften 3 Verfahren in der Physik 4 Weitere tomografische Verfahren 5 Einzelnachweise 6 WeblinksVerfahren in der Medizin BearbeitenIn der Medizin sind besonders folgende tomografische Verfahren von Bedeutung die klassische Rontgentomographie die Ultraschalldiagnostik Sonografie die Computertomographie CT die Magnetresonanztomographie MRT Kernspintomografie die Positronen Emissions Tomographie PET die Einzelphotonen Emissionscomputertomographie SPECT die Optische Koharenztomografie OCT die Elektrische Impedanz Tomografie EIT und die Digitale Volumentomografie DVT Die Grundlagen zur Tomografie in der Medizin in Form der klassischen Rontgentomografie entwickelte der Radiologe Alessandro Vallebona 1930 in Genua Der Unterschied zwischen der uberlagerungsfreien Darstellung in der medizinischen Tomografie und einer Projektionsabbildung ist in den nachfolgenden Abbildungen illustriert In Projektionsverfahren wie der Radiografie gewohnliche Rontgenuntersuchung wird ein Schattenbild aufgenommen auf dem sich mehrere Strukturen uberlagern wenn sie im Strahlengang hintereinander liegen Beispielsweise uberlagern beim konventionellen Rontgenbild die Weichteile der vorderen und hinteren Brustwand und die knochernen Strukturen des Thorax die Lungenstrukturen Dies wurde die Diagnose eines Lungentumors z B Bronchialkarzinom erschweren Jedes CT oder MRT Schnittbild vom Thorax zeigt dagegen nur eine 0 5 bis 10 mm dicke Schicht die praktisch uberlagerungsfrei ist nbsp Rontgenbild Projektionsbild eines kleinen peripheren Bronchialkarzinoms im linken Oberlappen nbsp Derselbe Tumor in der Computertomografie axiales Schnittbild nbsp Aus den CT Einzelschichten zusammengesetztes 3D Bild nbsp Rekonstruiertes 3D Zahnmodel aus Daten eines DVT ScansJedes Pixel in einem Schnittbild entspricht einem Volumenelement Voxel des gesamten dreidimensionalen Datensatzes Die Hohe des Voxels entspricht dabei der Schichtdicke In der Nachbearbeitung lassen sich aus den Voxeln beispielsweise beliebig im Raum angeordnete Schichtbilder multiplanare Rekonstruktion MPR geschichtete Subvolumen Maximumintensitatsprojektionen MIPs oder dreidimensionale Bilder des untersuchten Objekts Volumenrendering errechnen Verfahren in den Geowissenschaften BearbeitenIn anderen Gebieten der zerstorungsfreien Untersuchung werden ahnliche Verfahren angewandt die mit vergleichbaren Inversionsrechnungen arbeiten Diese sind in der Geophysik z B die geoelektrische die seismische und die Myonentomografie sowie das Bodenradar in der Geodasie das Laserscanning sowie Methoden der Altimetrie und GravimetrieVerfahren in der Physik BearbeitenQuantentomographie die mit ahnlichen mathematischen Methoden wie in der Medizin die vollstandige Vermessung des Quantenzustandes eines Objektes z B seine Dichtematrix oder seine Ort und Impulsverteilung ermoglicht Elektronentomografie bei der die einzelnen Schnittbilder Projektionen mit dem Transmissionselektronenmikroskop TEM erzeugt werden Weitere tomografische Verfahren BearbeitenSchalltomografie Anwendung bei der Baumdiagnose und Untersuchung von anderen Festkorpern Neutronentomografie Anwendungen in der Palaontologie und den Materialwissenschaften Tomografische Atomsonde atom probe tomography APT oder dreidimensionale Atomsonde 3DAP Anwendungen in den Materialwissenschaften Photoakustische Tomografie PAT Anwendungen in den Materialwissenschaften und der biomedizinischen Forschung Computed Tomography Imaging Spectrometer CTIS Verfahren zur spektralen Aufnahme von Bildern 1 Kurzzeittomosynthese hat es nicht zur Marktreife geschafftEinzelnachweise Bearbeiten Ralf Habel Michael Kudenov Michael Wimmer Practical Spectral PhotographyWeblinks Bearbeiten nbsp Commons Tomografie Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wiktionary Tomografie Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Tomografie amp oldid 230342122