Was ist Radiologie?

Die Radiologie ist der Bereich der Medizin, der bildgebende Verfahren wie Röntgenstrahlen zur Diagnose, Charakterisierung oder Überwachung von Krankheiten einsetzt. Fachärzte für Radiologie werden Radiologen genannt.

Die Radiologie kann Hinweise auf eine Verletzung, Infektion oder Krankheit liefern, die ohne einen invasiven Eingriff nicht erkannt werden kann. Es kann helfen, festzustellen, wie schwerwiegend, umfangreich oder fortgeschritten eine Erkrankung ist, und den wahrscheinlichen Ausgang (Prognose) vorherzusagen. Es kann Hinweise auf ein Ansprechen (oder das Fehlen eines Ansprechens) auf die Behandlung liefern und als Leitfaden für medizinische Verfahren wie die Herzkatheterisierung dienen.

Dieser Artikel beschreibt die Geschichte der Radiologie und was man braucht, um Radiologe zu werden. Darüber hinaus werden die unterschiedlichen radiologischen Verfahren und ihre Anwendung in der Medizin beleuchtet.

Geschichte

Im vergangenen Jahrhundert hat die Radiologie Methoden zur Diagnose einer Vielzahl von Krankheiten sowie eine Reihe von Alternativen zur Behandlung medizinischer Erkrankungen bereitgestellt, die oft weniger invasiv sind als chirurgische Eingriffe. Während wir die vielfältigen Bildgebungsmodalitäten, die heute verfügbar sind, für selbstverständlich halten, sind einige davon erst relativ neue Ergänzungen der Medizin.

Im Jahr 1895 entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen als erster eine neue Art von Strahlung, die er Röntgenstrahlen nannte. Mit dieser Technik war Röntgen der erste, der das Innere des Körpers (außerhalb einer Operation) „sichtbar machte“, indem er eine Röntgenaufnahme der Hand seiner Frau einschließlich ihres Eherings anfertigte. Dafür erhielt er 1901 den Nobelpreis für Physik.

Der erste Ultraschall, der es Ärzten ermöglichte, einen Fötus in der Gebärmutter sichtbar zu machen, wurde 1958 durchgeführt. Bildgebende Verfahren, die heute zur Routine gehören, wurden in jüngerer Zeit entwickelt. Das erste Computertomographiegerät (CT) wurde 1971 kommerziell genutzt, gefolgt von der ersten Magnetresonanztomographie (MRT) im Jahr 1979. Die erste Positronenemissionstomographie (PET/CT) wurde 1998 durchgeführt.

Insbesondere die interventionelle Radiologie ist eine sehr junge Ergänzung der Medizin. Der erste ballonexpandierbare Stent (zur Behandlung koronarer Herzkrankheit) wurde 1895 eingeführt und in den letzten Jahrzehnten folgten zahlreiche weitere Techniken.

Fachkräfte der Radiologie

Das typische Radiologieteam besteht aus einem Radiologen und Strahlentechnologen.

Ein Radiologe ist ein Arzt, der sich auf das Fachgebiet Radiologie spezialisiert hat. Nach Erhalt eines Bachelor-Abschlusses besucht der Radiologiekandidat vier Jahre lang die medizinische Fakultät (mit Abschluss als MD oder DO), gefolgt von einem einjährigen Praktikum in Medizin, Chirurgie oder beidem.

Es folgt eine vierjährige Facharztausbildung in der Radiologie. Nach der Facharztausbildung absolvieren einige Radiologen ein zusätzliches ein- bis zweijähriges Stipendium in einem bestimmten Bereich der Radiologie (z. B. Kinderradiologie, Nuklearmedizin oder interventionelle Neuroradiologie).

Strahlentechnologen sind wichtige Mitglieder des Radiologieteams und werden darin geschult, den Radiologen zu unterstützen und die zur Bilderzeugung verwendeten Instrumente zu verwalten. Diese Techniker verfügen in der Regel über einen Associate Degree oder einen Bachelor-Abschluss.

Diagnostische radiologische Verfahren

Es gibt verschiedene Methoden zur Aufnahme von Bildern, die bei der Untersuchung, Diagnose oder Überwachung von Erkrankungen helfen. Dazu gehören:

Röntgenaufnahmen

Oft werden Röntgenaufnahmen oder einfache Röntgenaufnahmen angefertigt, um Knochen, den Brustkorb oder den Bauch zu untersuchen. Im Röntgenbild erscheinen dichtere Strukturen wie Knochen weiß (undurchsichtig), wohingegen luftgefüllte Bereiche (wie die Lunge) schwarz erscheinen. Die meisten Körperstrukturen weisen Grautöne auf, die zwischen diesen beiden liegen.

Röntgenstrahlen können allein zur Diagnose von Erkrankungen wie Frakturen, einigen Lungenentzündungen oder einem Darmverschluss verwendet werden. Oft sind jedoch zusätzliche bildgebende Untersuchungen erforderlich.

Der untersuchte Körperbereich kann die Wirksamkeit von Röntgenstrahlen einschränken. In Regionen, in denen sich mehrere Strukturen überlappen (z. B. Schlüsselbein, Herz und Lunge auf der linken Brustseite), ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass eine Anomalie sichtbar ist als auf einer Röntgenaufnahme des Unterarms.

Zur Untersuchung bestimmter Erkrankungen können spezielle Röntgentechniken eingesetzt werden. Beispielsweise ist die digitale Mammographie ein Röntgenverfahren, das niedrig dosierte Strahlung zur Erkennung von Brustkrebs verwendet, und Panorama-Röntgenstrahlen werden zur Erkennung von Zahnerkrankungen eingesetzt.

Computertomographie (CT)

Bei der axialen Computertomographie (CAT-Scans oder CT-Scans) werden mehrere Röntgenbilder per Computer zusammengesetzt, um ein Querschnittbild der inneren Strukturen zu erstellen. Die CT liefert mehr Details als eine Röntgenaufnahme und kann Bereiche, in denen sich Gewebe überlappen, besser definieren. CT-Scans können kleinere Anomalien erkennen als mit einer herkömmlichen Röntgenaufnahme.

Die Verwendung von Kontrastmitteln bei der CT-Untersuchung kann die Darstellung in einigen Bereichen, beispielsweise im Verdauungstrakt, weiter verbessern. In manchen Situationen können CT-Verfahren wie die CT-Angiographie Informationen liefern, die andernfalls ein invasiveres Verfahren erfordern würden.

Magnetresonanztomographie (MRT)

Die Magnetresonanztomographie nutzt starke Magnetfelder und Radiowellen, um Bilder vom Inneren des Körpers zu erzeugen. Während die CT oft eine bessere Methode zur Beurteilung von Knochen und Blutgefäßen ist, ist die MRT häufig ein besserer Test zur Beurteilung von Weichgewebe wie Gehirn, Rückenmark, Nerven, Muskeln, Sehnen und Brustgewebe.

Bei Erkrankungen des Gehirns, des Rückenmarks und der peripheren Nerven hat die MRT es Gesundheitsdienstleistern ermöglicht, Erkrankungen zu diagnostizieren, die in der Vergangenheit nur klinisch angenommen werden konnten. Beispielsweise können Ärzte jetzt Multiple Sklerose mit einer MRT diagnostizieren, eine Diagnose, die sich vor der Verfügbarkeit der MRT allein auf die Beurteilung der Symptome beschränkte (und nur durch eine Autopsie bestätigt werden konnte).

Für die Brustkrebsvorsorge ist die MRT genauer als die Mammographie, aber der höhere Preis macht sie für Menschen unpraktisch, bei denen keine zugrunde liegenden Risikofaktoren für Brustkrebs vorliegen. Eine Form der MRT, die sogenannte funktionelle MRT, kann sogar eine Schätzung der Gehirnaktivität liefern.

Ein Vorteil der MRT besteht darin, dass sie keine ionisierende Strahlung verwendet, die insbesondere bei Kindern mit einem erhöhten Krebsrisiko in Verbindung gebracht wird.Zu den Einschränkungen gehören die Kosten und die Tatsache, dass es nicht bei Menschen angewendet werden darf, die Metall in ihrem Körper haben.

Ultraschall

Ultraschall nutzt Schallwellen (akustische Energie), um bewegte Bilder eines Körperteils zu erzeugen. Ultraschall ist vor allem als Methode zur Untersuchung eines Fötus während der Schwangerschaft bekannt und ist bei einigen Erkrankungen besonders hilfreich.

• Brustultraschall kann häufig Brustzysten von Raumforderungen unterscheiden.
• Herzultraschall (Echokardiogramm) kann zur Beurteilung der Herzklappen, der Herzbewegung, des Perikards (Herzauskleidung) und mehr verwendet werden.
• Mithilfe der Schilddrüsenultraschalluntersuchung können Schilddrüsenknoten beurteilt werden.
• Eine Ultraschalluntersuchung des Abdomens wird häufig zur Suche nach Gallensteinen und anderen Erkrankungen eingesetzt.
• Beckenultraschall wird häufig zur Suche nach Eierstockzysten und Beckenerkrankungen eingesetzt.

Ultraschall erfordert keine Strahlung und ist daher in der Schwangerschaft unbedenklich.

Durchleuchtung

Die Durchleuchtung nutzt Röntgenstrahlen in Echtzeit, um bewegte Bilder des Körpers zu erzeugen. In manchen Situationen sind diese Echtzeitbilder besonders wichtig. Durchleuchtung kann verwendet werden, um zu sehen, wie sich Flüssigkeit durch den Verdauungstrakt bewegt, oder um den Fortschritt beim Einsetzen eines Herzschrittmachers zu überwachen.

Aufgrund der kontinuierlichen Überwachung ist die Strahlenbelastung bei der Durchleuchtung deutlich höher als beim herkömmlichen Röntgen.

Nuklearmedizinische Scans

Die nuklearmedizinische Bildgebung umfasst Techniken, bei denen radioaktives Material („radioaktive Tracer“) verwendet wird, das dann von einer Kamera erfasst wird, um Bilder vom Inneren des Körpers zu erstellen. Dabei kommen die meisten bildgebenden Verfahren in Betrachtstrukturelle,Das heißt, sie beschreiben Strukturen im Inneren des Körpers. Diese Scans werden verwendet, um zu beurteilen, wie Körperregionen aussehenFunktion.

In einigen Fällen kann die radioaktive Substanz auch zur Behandlung von Krebs eingesetzt werden (z. B. bei der Verwendung von radioaktivem Jod zur Behandlung von Schilddrüsenkrebs).

Beispiele für nuklearmedizinische Untersuchungen sind:

• Positronen-Emissions-Tomographie (PET-Scan): Bei einem PET-Scan wird radioaktiver Zucker in eine Vene injiziert und anschließend wird mit einem Scanner die emittierte Strahlung aufgezeichnet. Die radioaktive Glukose konzentriert sich in Bereichen mit einer hohen Stoffwechselrate, beispielsweise in Bereichen mit Krebs. PET-Scans werden häufig verwendet, um Krebsmetastasen überall im Körper zu erkennen
• Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT): Bei dieser Art von bildgebendem Test werden eine radioaktive Substanz und eine spezielle Kamera verwendet, um 3D-Bilder zu erstellen.
• Knochenscan: Bei einem Knochenscan wird ein radioaktiver Tracer injiziert, der von den Knochen aufgenommen wird. Die Scans können Knochenkrebs, Knocheninfektionen und Knochenbrüche aufdecken, die auf dem Röntgenbild möglicherweise übersehen werden.
• Schilddrüsenscan (Aufnahmetest für radioaktives Jod): Bei einem Schilddrüsenscan wird radioaktives Jod in eine Vene injiziert und eine Kamera ermittelt das Muster seiner Aufnahme in der Schilddrüse. Es wird am häufigsten verwendet, um nach Ursachen für eine Schilddrüsenüberfunktion zu suchen.
• Thallium-Stresstests: Bei einem Stresstest wird ein radioaktiver Tracer namens Thallium-201 in eine Vene injiziert. Der Tracer kann helfen, den relativen Blutfluss zu verschiedenen Teilen des Herzens zu bestimmen und Probleme wie koronare Herzkrankheit zu erkennen.
• Virtuelle Koloskopie: Bei diesem Verfahren werden Röntgenstrahlen und ein Computer verwendet, um detaillierte Bilder des Dickdarms einschließlich Geschwüren, Polypen und Tumoren zu erstellen.

Interventionelle radiologische Verfahren

Mittlerweile steht eine Vielzahl interventioneller radiologischer Verfahren zur Verfügung. In vielen Fällen können diese „minimalinvasiven“ Verfahren die in der Vergangenheit eingesetzten invasiveren Maßnahmen (z. B. eine Operation) ersetzen.

Im Gegenzug können diese Techniken weniger Komplikationen mit sich bringen, kleinere Einschnitte erfordern, weniger Beschwerden verursachen und den Menschen zu einer schnelleren Genesung verhelfen, als dies in der Vergangenheit möglich war. Sie sind oft günstiger. Einige der Erkrankungen, die auf diese Weise behandelt werden können, sind unten aufgeführt.

Um ein verstopftes Blutgefäß zu erkennen und zu öffnen

Blutgefäße, die im Blut verstopft sindHerz, Beine und Lunge können mit interventionellen Verfahren behandelt werden.

• Verstopfungen der Koronararterien: Verengungen oder Blockaden in den Koronararterien können mit Angiographie, Angioplastie und Stentplatzierung behandelt werden. Bei diesen Eingriffen wird ein Draht in die Arterie eingeführt und mit einem Ballon das verengte Gefäß geöffnet.
• Tiefe Venenthrombose: Wenn gerinnungshemmende Medikamente (Thrombolytika) entdeckt werden, können sie mit Hilfe der Bildgebung in eine Vene injiziert werden. Anschließend kann eine Ballon- oder Stentplatzierung erfolgen.
• Lungenembolie: Wenn Blutgerinnsel (tiefe Venenthrombosen) in den Beinen oder im Becken auftreten, können diese abbrechen und in die Lunge wandern (Lungenembolie). Bei einem großen Blutgerinnsel in der Lunge kann ein Radiologe manchmal einen Katheter in die Arterie einführen, um das Blutgerinnsel aufzulösen.

Um ein Blutgefäß zu blockieren

Alternativ kann die interventionelle Radiologie zum Verschluss eines Gefäßes eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine Venenembolisierung bei Krampfadern durchgeführt werden, während eine Arterienembolisierung (Uterusarterienembolisierung) zur Behandlung von Myomen durchgeführt werden kann.

Behandlung von Aneurysmen

Aneurysmen sind Abschnitte einer Arterie, die erweitert und schwach sind und daher anfällig für Rupturen oder Blutungen sind. Mithilfe der interventionellen Radiologie kann ein Radiologe einen Stentgraft im Bereich eines Aneurysmas platzieren und so das Blutgefäß im Wesentlichen neu auskleiden.

Um Blutungen zu kontrollieren

Als Alternative zur Operation kann die interventionelle Radiologie zur Kontrolle von Blutungen (Blutungen) bei Erkrankungen eingesetzt werden, die von Magen-Darm-Blutungen über Blutungen nach der Geburt bis hin zu Traumata reichen. Blutungen können durch das Blockieren eines Blutgefäßes (wie oben erwähnt), das Einsetzen eines Stents, die Verwendung eines Ballons zum Ausüben von Druck und mehr kontrolliert werden.

Platzierung der Mittellinie

Wenn eine Person schwer erkrankt ist oder ätzende Medikamente wie eine Chemotherapie erhält, ist ein schneller Zugang zu größeren Blutgefäßen für die Infusion erforderlich. (Periphere Venen, beispielsweise eine Vene in der Hand oder im Unterarm, reichen oft nicht aus.) Beispiele für zentrale Venen sind Ports und PICC-Leitungen.

Platzierung der Ernährungssonde

Die Platzierung von Ernährungssonden (Gastrostomie, Jejunostomie) ist ein relativ häufiger Eingriff in der interventionellen Radiologie. Diese werden häufig verwendet, wenn eine Person aus irgendeinem Grund nicht in der Lage ist, Nahrung zu sich zu nehmen.

Gewebebiopsien

Ein Radiologe kann eine Reihe verschiedener Arten von Biopsieverfahren durchführen, die häufig durch Ultraschall oder CT gesteuert werden. Beispiele hierfür sind Nadelbiopsien und stereotaktische Biopsien.

Krebsbehandlung

Zusätzlich zur Strahlentherapie (siehe unten) können eine Reihe interventioneller radiologischer Verfahren zur Behandlung eines Primärtumors oder von Metastasen (gestreuter Krebs) eingesetzt werden.

Tumore können durch ablative Behandlung (Behandlungen, die Tumore zerstören) wie Hochfrequenzablation oder Mikrowellenablation oder stattdessen durch Tumorembolisierung (Blockierung eines Blutgefäßes, das einen Tumor versorgt, sodass dieser stirbt) behandelt werden.

Alternativ kann entweder eine Chemotherapie oder eine Bestrahlung direkt an einen Tumor- oder Metastasenbereich verabreicht werden (Chemoembolisation/Radioembolisation).

Für gebrochene Wirbel

Zur Behandlung kollabierter Wirbel können Verfahren eingesetzt werden, die als Vertebroplastie oder Kyphoplastie bekannt sind. Bei diesen Verfahren wird vom Radiologen eine zementartige Substanz injiziert, um eine Fraktur effektiv zu reparieren.

Zur Behandlung von Blockaden

Wenn in verschiedenen Körperregionen Blockaden auftreten, kann ein interventioneller Radiologe einen Stent einsetzen. Dies kann durchgeführt werden, um eine verstopfte Speiseröhre, einen verstopften Gallengang, eine Verstopfung des von der Niere abführenden Harnleiters oder eine Verstopfung im Darm zu öffnen.

Drainage

Wenn sich in einer Körperregion Flüssigkeit ansammelt, kann ein interventioneller Radiologe eine Drainage einführen, um Flüssigkeit oder Eiter zu entfernen. Dies kann durchgeführt werden, um wiederkehrende Pleuraergüsse (Flüssigkeitsansammlung im Bereich um die Lunge), im Gehirn (Shunting) und vieles mehr abzuleiten.

Verfahren zur Behandlung von Rückenschmerzen

Mittlerweile nutzen Radiologen ein breites Spektrum an Verfahren zur Behandlung chronischer Rückenschmerzen.

Strahlentherapie

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie Strahlentherapie oder Protonentherapie verabreicht werden kann, und die jeweilige Anwendung hängt oft vom Ziel der Behandlung ab. Man geht davon aus, dass sich etwa 50 % der Krebspatienten irgendeiner Form einer Strahlentherapie unterziehen.

Externe Strahlentherapie

Bei der externen Strahlentherapie wird die Strahlung von außerhalb des Körpers auf einen Tisch appliziert, der einem CT-Gerät ähnelt. Es kann verwendet werden:

• Vor einer Operation (neoadjuvante Strahlentherapie) zur Verkleinerung eines Tumors
• Nach der Operation (adjuvante Strahlentherapie), um alle verbleibenden Krebszellen zu „säubern“ und das Risiko eines erneuten Auftretens zu verringern
• Als palliative Therapie zur Linderung von Schmerzen (z. B. bei Knochenmetastasen) oder einer Obstruktion aufgrund eines Tumors
• Als definitive Strahlentherapie, deren Ziel die Heilung ist.

Brachytherapie

Die Brachytherapie ähnelt der externen Strahlentherapie, außer dass die Strahlung intern abgegeben wird, oft durch Perlen, die während der Operation oder danach in einen Bereich eingeführt werden.

Stereotaktische Körperstrahlentherapie (SBRT)

Unter stereotaktischer Körperbestrahlung (SBRT) oder Cyberknife versteht man ein Verfahren, bei dem eine hohe Strahlendosis auf einen lokalisierten Gewebebereich gerichtet wird. Im Gegensatz zur herkömmlichen Strahlentherapie ermöglicht die SBRT die Abgabe einer heilenden Strahlendosis an die Tumorzellen und minimiert gleichzeitig die Schädigung des umliegenden gesunden Gewebes.

SBRT wird manchmal zur Behandlung kleiner Tumoren als Alternative zu einer Operation eingesetzt, insbesondere bei Menschen, von denen nicht zu erwarten ist, dass sie auch eine Operation tolerieren. Es wird auch häufig zur Behandlung von Metastasenbereichen eingesetzt, beispielsweise bei Hirnmetastasen aufgrund von Lungenkrebs oder Brustkrebs.

Protonenstrahltherapie

Die Protonentherapie ähnelt der herkömmlichen Strahlentherapie, verwendet jedoch hochenergetische Protonen anstelle von Photonen oder Röntgenstrahlen, um Tumore zu schädigen. Sie wurde erstmals 1990 eingesetzt und bietet eine ähnliche Wirksamkeit wie die Strahlentherapie.

Aufgrund der Art und Weise, wie die Strahlung abgegeben wird, ist es möglicherweise weniger wahrscheinlich, dass umliegendes gesundes Gewebe geschädigt wird. Aus diesem Grund kann die Protonentherapie manchmal in einem Bereich eingesetzt werden, der zuvor mit Strahlung behandelt wurde (und daher nicht erneut mit herkömmlicher Strahlung behandelt werden kann).

Nebenwirkungen und Kontraindikationen

Da Röntgenstrahlen und CT-Scans Formen ionisierender Strahlung sind (sie schlagen Elektronen von Atomen ab und können DNA-Schäden verursachen), können sie das Krebsrisiko erhöhen.

Dies ist bei Verfahren wie CT oder Fluoroskopie von größerer Bedeutung als bei einfachen Röntgenaufnahmen und bei Kindern besorgniserregender als bei Erwachsenen. Bei radiologischen Verfahren ist es wichtig, die Risiken und Vorteile der Bildgebung abzuwägen und mögliche Alternativen in Betracht zu ziehen, sofern verfügbar.

Die verschiedenen Eingriffsverfahren können auch Risiken bergen, und es ist wichtig, diese mit Ihrem Arzt zu besprechen.

Vor Ihrem radiologischen Eingriff

Von frühen Geschichten über Komplikationen im Zusammenhang mit Röntgenstrahlen (bevor die Gefahren bekannt wurden) bis hin zu neueren Studien zum Krebsrisiko kann der Gedanke, ionisierende Strahlung zu erhalten, beängstigend sein. Meistens überwiegen die Vorteile eines Eingriffs die Risiken, es lohnt sich jedoch, mit Ihrem Arzt zu sprechen. In einigen Fällen kann ein Verfahren wie Ultraschall oder MRT ohne Bestrahlung zu ähnlichen Ergebnissen führen.

Das American College of Radiology bietet einige hervorragende Ressourcen für Patienten und Familien, über die Sie mehr erfahren können. Wenn Sie interessiert sind, können Sie sich auch über die Eignungskriterien für verschiedene Scans und Verfahren informieren.

Bei Kindern ist es auch sinnvoll zu fragen, ob CT-Geräte für Kinder kalibriert sind. Während dies in den meisten großen medizinischen Zentren zum Standard wird, kann es in einer gemeinschaftlichen Umgebung nützlich sein.

Korrektur–22. Februar 2024:Dieser Artikel wurde aktualisiert, um das Jahr zu korrigieren, in dem Wilhelm Conrad Röntgen Röntgenstrahlen entdeckte.