Röntgen vs. CT: Was ist besser für die Erkennung von Frakturen?
Das menschliche Skelett hat im ausgewachsenen Stadium rund 200 Knochen. Einige davon sind im Lauf des Lebens einem höheren Risiko von Frakturen ausgesetzt. Stürze und Unfälle sind Ursachen für Frakturen, die teilweise sehr komplex verlaufen können. Und nicht immer ist von außen auch wirklich sichtbar, dass es sich um einen Bruch handelt. Mit Hilfe radiologischer Verfahren zur Bildgebung kann die Unfallchirurgie das betroffene Areal direkt untersuchen und die Situation bewerten – ohne einen Schnitt mit dem Skalpell anzusetzen.
In der medizinischen Praxis kommen für die Bewertung von Knochenbrüchen verschiedene Verfahren zum Einsatz. Gängig ist für eine Bildgebung der Knochenbrüche die Anwendung von Röntgen, das als Methode von CT- oder MRT-Untersuchungen flankiert wird. Doch welche dieser Bildgebungstechniken zeigen Frakturen besonders gut?
Wichtige Fakten auf einen Blick:
- nutzt wie Röntgen ionisierende Strahlung
- Sender und Empfänger rotieren im Patienten
- räumliche Aufnahme von Strukturen möglich
Funktionsweise und Anwendung von Röntgenstrahlen zur Erkennung von Frakturen
Das Prinzip der Bildgebung mittels Röntgenstrahlung wurde Ende des 19. Jahrhunderts entdeckt. In einer Röntgenröhre werden dazu Elektronen von der Kathode aus beschleunigt. Treffen diese auf die Anode, entstehen verschiedene Strahlungsarten. Damit das Verfahren praktisch funktioniert, braucht es nicht nur den Emitter für die Strahlung, also die Röntgenröhre – ohne Empfänger, der die ankommende Strahlung in Bilder übersetzt, wäre das Röntgen nicht möglich.
Was sich die Medizin an dieser Stelle zunutze macht, ist die Absorptionsfähigkeit des Gewebes. Verschiedene Gewebetypen nehmen in unterschiedlichem Umfang Röntgenstrahlung auf. Hierdurch entstehen beim Röntgen die typischen Hell-Dunkel-Kontraste der Röntgenbilder.
Bei den Röntgenuntersuchungen werden immer dreidimensionale Objekte abgebildet. Allerdings erfolgt deren Darstellung ausschließlich in 2D, was in der praktischen Anwendungen zu gewissen Einschränkungen führt. Um im Rahmen der Frakturuntersuchung dennoch aussagekräftige Bewertungen zu ermöglichen, werden Röntgenbilder oft aus mehreren Ebenen aufgenommen.
Knochen, die eine vergleichsweise starke Absorption zeigen, erscheinen in den Aufnahmen daher sehr hell. Um mithilfe der Radiologie eine Fraktur zu erkennen, wird die Kontinuität der Knochendarstellung untersucht. Unterbrechungen, die sich als schwarze Linien und Strukturen abzeichnen, sind in der Regel sehr klare Anzeichen für eine Fraktur.
Eingesetzt wird das Röntgenverfahren unter anderem in folgenden Fällen:
- Erstdiagnose in der Notfallmedizin zur schnellen Diagnose von Knochenbrüchen
- Verlaufskontrolle zur Begutachtung des Heilungsprozesses von Frakturen
- postoperative Kontrolluntersuchungen
Zur Untersuchung wird die Körperregion zwischen dem Emitter der Röntgenstrahlung und dem Empfänger platziert. Das Ergebnis ist eine zweidimensionale Darstellung anatomischer Strukturen. Zu den Vorteilen des Röntgen gehört die Schnelligkeit, mit der die Aufnahmen zur Verfügung stehen. Gerade in der Unfallchirurgie, in der Zeit durchaus ein kritischer Faktor ist, nutzen Behandler Röntgen zur Ersteinschätzung. Allerdings hat die Methode auch Nachteile in Bezug auf die Überlagerung von Strukturen und die Darstellung von Weichgewebe.
Technische Grundlagen der Computertomographie (CT) bei Knochenbrüchen
Röntgenverfahren sind seit Jahrzehnten eine Standarduntersuchung in der Medizin. Die Computertomographie, kurz CT, ist wesentlich jüngeren Datums und kombiniert die Methode der Röntgenstrahlung mit moderner Computertechnologie. Aber anders als die klassische Röntgenuntersuchung wird in der CT ein Körper nicht einfach von einem Strahlenbündel aus einer festen Strahlenquelle durchstrahlt. In der Computertomographie bewegt sich die Strahlenquelle auf einer Achse, in deren Mittelpunkt das Untersuchungsobjekt liegt.
Im Vergleich zum klassischen Röntgen ist ein Computertomograph im Aufbau deutlich komplexer. Die Technik wird im sogenannten Gantry konzentriert, einem rotierenden Ring. Dieser kreist um den Untersuchungstisch, auf welchem Patienten in unseren Standorten für die Untersuchung platziert werden.
Während der Untersuchung, die nur wenige Minuten dauert, tastet der Tomograph den Untersuchungsbereich ab. Als Ergebnis liegt anschließend ein kompletter Datensatz vor, welcher die Messergebnisse aus den verschiedenen Schichtbildern enthält. Diese können mithilfe moderner Computertechnologie zu einem dreidimensionalen Bild zusammengesetzt werden.
Aufgrund der besonderen Messmethode sind mit einer Computertomographie hochauflösende Bilder von Frakturen möglich. Der Kontrast ist bei dieser Untersuchungsmethode im Vergleich zum herkömmlichen Röntgen ist deutlich besser. Aufgrund der vorliegenden Datensätze liefert die Computertomographie nicht nur zweidimensionale Bilder – Dank der Berechnung lassen sich dreidimensionale Abbilder erstellen, was die Diagnostik unterstützt und Einblicke in komplexe Strukturen liefert.
Aufgrund der hohen Auflösung kommt die CT-Untersuchung bei komplexen Fragestellungen zum Einsatz – beispielsweise im Zusammenhang mit:
- intraartikulären Frakturen, also Brüchen, die bis in die Gelenkhöhle hineinreichen
- der Beurteilung von Wirbelbrüchen
- Stressfrakturen
- der Bewertung von Frakturen im Beckenbereich
Auflösung und Bildqualität: Röntgen vs. CT in der Frakturdiagnostik
Röntgen und CT unterscheiden sich nicht wesentlich im eingesetzten physikalischen Grundprinzip. Allerdings gibt es bei dessen Anwendung große Unterschiede – und damit auch im Hinblick auf die Bildqualität. Einfache Röntgenbilder stellen räumliche Strukturen immer zweidimensional dar. In der medizinischen Praxis ist das ein Problem. Liegen anatomische Einheiten hintereinander, überlagert sich deren Darstellung im Röntgenbild und es wird hinsichtlich der Aussagekraft unscharf – besonders, wenn sich die Absorptionsraten beeinflussen. Die Bildqualität der CT-Bilder ist im Vergleich zu den Röntgenbildern gerade im Hinblick auf die Darstellung dreidimensionaler Strukturen deutlich besser. Hierdurch fallen Überlagerungseffekte nicht so stark ins Gewicht.
Effektivität der Röntgenbildgebung bei einfachen Frakturen
Aufgrund seiner Eigenschaften in der Bildgebung ist das Röntgen vor allem für eine Diagnose und Kontrolle einfacher Frakturen sehr gut geeignet. Treten Brüche im Bereich der langen Knochen auf, etwa im Bereich der Arme und Beine, bewährt sich diese Methode. Viele Kliniken und Praxen zur Unfallchirurgie sind technisch entsprechend ausgestattet. Aufgrund der einfachen Durchführung der Untersuchung eignet sich die Bildgebung mittels Röntgen für das Screening, wenn ein Frakturverdacht besteht, der noch nicht bestätigt ist. In vielen Situationen sind die radiologischen Frakturzeichen bereits über das Röntgenbild sehr gut zu erkennen, wie beispielsweise der Frakturspalt oder einzelne Knochenfragmente und Deformationen.
CT-Bildgebung bei komplexen und schwer zugänglichen Frakturen
Da mithilfe der Computertomographie Messpunkte mit einer räumlichen Orientierung aufgenommen werden, eignet sich diese Untersuchungsmethode insbesondere für Situationen, in denen die Unfallchirurgie mit einem komplexen Frakturbild rechnen muss. Beispielsweise kann bei einem Bruch im Gelenksbereich oder wenn Wirbelkörper betroffen sind, die multiplanare Rekonstruktion, also Aufnahmen in mehreren Ebenen, eine Diagnose erleichtern bzw. stützen. Was spricht für den Einsatz der Computertomographie?
- Räumliche Auflösung: Der CT-Scan erreicht eine hohe räumliche Auflösung. Damit werden auch kleinste Frakturfragmente und feine Knochenstrukturen sichtbar – ein Vorteil, der besonders bei komplexen Frakturen wichtig ist. Auf den CT-Bildern erkennt die Unfallchirurgie genaue Details der Frakturmorphologie. Beispielsweise lassen sich mithilfe der CT-Scans Brüche im Bereich des Handgelenks, wie die Skaphoidfraktur (Kahnbeinbruch), besser identifizieren.
- Keine Überlagerung: Anders als bei herkömmlichen Röntgenbildern mit ihrer 2D-Darstellung kommt es in der Computertomographie zu keinen Überlagerungseffekten. Auf diese Weise werden im CT-Scan auch Frakturen sichtbar, die durch Gewebe in Röntgenaufnahmen verdeckt und nicht erkannt werden. Hierdurch ist eine Diagnose auch in anatomisch schwierigen Regionen möglich.
- Differenzierung von Gewebe: Mithilfe der Computertomographie ist auch weiches Gewebe bereits sehr viel deutlicher als im Röntgen zu erkennen. Durch den Scan kann der Arzt daher auch beurteilen, wie umgebende Weichteile durch eine Fraktur beeinflusst werden. So lassen sich in einer CT-Aufnahme Blutungen erkennen. Diese stärkere Differenzierung erleichtert die Behandlungsplanung.
- Stressfrakturen: Neben traumatischen Brüchen als Folge eines Unfalls oder Sturzes gibt es Stressfrakturen, die beispielsweise aufgrund von Ermüdung des Knochens auftreten. Gerade zu Beginn sind diese Frakturen im Röntgen nur sehr schwer zu erkennen. Das CT kann hier Ergebnisse liefern. Wesentlich häufiger ist aber eine Untersuchung mit der Magnetresonanztomographie.
Der Vorteil der Computertomographie, eine Fraktur räumlich sehr präzise abbilden zu können, kommt vor allem im Zusammenhang mit der OP-Planung zum Tragen. Dank der detaillierten Darstellung von Frakturen verbessert die Methode die präoperative Planung. Hierdurch kann die Unfallchirurgie die für die Reposition beste Methode auswählen. Parallel verbessern sich die Planungsmöglichkeiten zum Platzieren von Schrauben, Platten und anderen Implantaten.
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Zeitaufwand und Verfügbarkeit von Röntgen und CT bei Frakturen
Ob besser Röntgen oder die Computertomographie in der Diagnose und Frakturbewertung zum Einsatz kommen, hängt nicht nur von der konkreten Fragestellung ab. Oft entscheiden in der Notfallmedizin der Zeitaufwand und die Verfügbarkeit des jeweiligen Verfahrens – eine Tatsache, die auch im Hinblick auf den Vergleich zwischen CT und MRT in der Schlaganfalldiagnostik gilt.
Röntgenuntersuchungen haben den Vorteil, dass sie – von der Positionierung bis zur eigentlichen Durchführung – sehr schnell abgeschlossen sind. Dies schließt auch die Anfertigung des Röntgenbildes ein. Der Faktor Zeit ist für die Befundung in der Notfallmedizin sehr wichtig. Die Durchführung einer CT-Untersuchung dauert ebenfalls nur wenige Minuten. Da die Vor- und Nachbereitung allerdings etwas aufwändiger verlaufen, nimmt die Computertomographie etwas mehr Zeit in Anspruch – was auch daran liegt, dass die Aufnahmen detaillierter sind und die Auswertung einen höheren Zeitaufwand bedeutet.
In größeren Kliniken und spezialisierten Radiologie-Zentren sind CT-Untersuchungen und das Röntgen parallel möglich. Gerade in kleinen Krankenhäusern oder Arztpraxen ist dagegen oft nur die Röntgenuntersuchung möglich, da eine Computertomographie nicht nur die nötige „Hardware“, sondern auch das entsprechend geschulte Personal voraussetzt.
Strahlenbelastung bei der Frakturdiagnostik: Röntgen vs. CT
Im direkten Vergleich der beiden Methoden ist die Strahlenbelastung bei einem CT-Scan gegenüber der Röntgenuntersuchung deutlich höher. Bei einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs fallen Strahlendosen zwischen 0,01 – 0,03 Millisievert an. Eine Ganzkörper-Computertomographie liegt schnell zwischen 10 bis 20 Millisievert. Insofern ist die Strahlenbelastung bei der CT-Untersuchung deutlich höher.
Was bedeutet diese höhere Strahlendosis? Da beim Röntgen die Belastung insgesamt niedriger ist, kann die Untersuchung häufiger wiederholt werden. Aufgrund der niedrigeren Strahlendosis ist auch das langfristige Risiko niedriger. Letztlich ist es für den Einzelfall erforderlich, die richtige Methode zu wählen und abzuwägen, ob Röntgen oder Computertomographie einzusetzen sind.
In unseren Standorten setzen wir auf verschiedene Maßnahmen, um das Risiko der Strahlenexposition zu verringern und die Qualität und Sicherheit in der Radiologie zu gewährleisten. Protokolle für die Untersuchungen und moderne Geräte sorgen dafür, dass die Strahlendosis so gering wie möglich bleibt. Zusätzlich greift die Radiologie an dieser Stelle zu speziellen Patientenschutzmaßnahmen. Diese haben eine Aufgabe: Sensible Körperregionen schützen. Zusätzlich wird in unseren Standorten eine individuelle Risikobewertung durchgeführt. Für bestimmte Patientengruppen wie beispielsweise Kinder gelten dabei besondere Regeln.
Röntgen vs. CT – gibt es eine klinische Empfehlung?
Die Wahl zwischen Röntgen und Computertomographie bei der Diagnose von Knochenbrüchen hängt von verschiedenen Faktoren ab. Zu berücksichtigen ist die Art der Fraktur und in welcher anatomischen Region der Bruch angesiedelt ist. Hieraus ergeben sich verschiedene Fragestellungen, die mit den geeigneten Bildgebungsverfahren beantwortet werden sollen.
Röntgenaufnahmen sind die erste Wahl bei der Erstdiagnose von Knochenbrüchen. Es handelt sich um eine schnelle Methode, um einfach gelagerte Frakturen zu erkennen, da die räumliche Auflösung der Bilder für diese Aufgabe als ausreichend angesehen wird. Röntgenbilder sind besonders nützlich für die Diagnose von Frakturen in den langen Knochen sowie für die Beurteilung von Schlüsselbein- und Rippenfrakturen. Zusätzlich hat Röntgen einen weiteren Vorteil: Die schnelle Verfügbarkeit und einfache Handhabung, die sie ideal für den Einsatz in Notfallsituationen macht.
Auf der anderen Seite bietet die CT-Bildgebung eine deutlich höhere Detailgenauigkeit und Auflösung im Vergleich zu Röntgenaufnahmen. Gerade die präzise Beurteilung komplexer Frakturen und Möglichkeit dreidimensionaler Darstellungen machen die Vorteile des CT-Scans aus. In der Praxis wird für die Bewertung einer Fraktur stufenweise vorgegangen. Für die Erstdiagnose nutzen Ärzte Röntgenaufnahmen, da sich hiermit schnell ein Überblick verschaffen lässt.
Deutet sich das Vorliegen einer komplexen Fraktur an oder liegt ein Areal mit starker Überlagerung vor, kommt der CT-Scan zum Einsatz. Zusätzlich kann die Untersuchung mit MRT Bildern unterfüttert werden, wenn Fragestellungen zu Begleitverletzungen eine Rolle spielen oder sensitive Methoden gefragt sind, die auch auf Flüssigkeitsansammlungen im Knochen ansprechen. Die Entscheidung wird letztlich jedoch immer für jeden Patienten individuell getroffen.
