Medizinische Bildgebung

Nina Haußer

Aktualisiert am: 14.08.2025Erstveröffentlichung: 24.03.2022

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Bildgebende Diagnoseverfahren helfen, die Ursachen einer Verletzung oder Krankheit einzugrenzen und eine genaue Diagnose zu stellen. Zu diesen bildgebenden Verfahren gehören beispielsweise Ultraschall-Untersuchungen, Röntgenaufnahmen, die Computertomographie (CT) und die Magnetresonanztomografie (MRT). Mithilfe der medizinischen Bildgebung können Mediziner:innen in das Körperinnere „hineinsehen“ und sich ein Bild von Knochen, Organen, Muskeln, Sehnen, Nerven und Knorpeln machen. Auf diese Weise können Anomalien festgestellt werden. Besonders in der Onkologie nimmt die bildgebende Diagnostik (onkologische Bildgebung) eine wichtige Rolle ein. Um Tumorgröße und die Ausweitung von Krebserkrankungen zu beurteilen, stellen bildgebende Untersuchungsverfahren eine zuverlässige Grundlage dar. Die meisten bildgebenden Untersuchungen sind minimal-invasiv.

Röntgendiagnostik – Schnelle und bewährte Methode für den ersten Blick ins Körperinnere

Wie funktioniert eine Röntgen-Untersuchung?

Röntgenstrahlung ist hochenergetische elektromagnetische Strahlung mit extrem kurzer Wellenlänge. Diese Eigenschaft ermöglicht ihr, Materie zu durchdringen – abhängig von deren Dichte und Zusammensetzung. Dichtere Strukturen wie Knochen absorbieren die Strahlung stärker, erscheinen auf dem Bild hell; weniger dichte Gewebe wie Muskeln oder Fett lassen mehr Strahlung passieren und werden dunkler dargestellt [1].

Bei einer konventionellen Röntgenaufnahme wird der zu untersuchende Körperbereich zwischen einer Röntgenquelle und einem Detektor positioniert. Die Strahlen treten aus der Röhre aus, durchdringen den Körper und treffen auf den Detektor. In der modernen digitalen Radiografie erfolgt die Aufzeichnung mittels Leuchtstoff- oder Speicherfolien bzw. digitaler Flachdetektoren. Diese Technik erlaubt eine Reduktion der Strahlendosis bei gleichbleibender Bildqualität [1].

Röntgen mit Kontrastmittel kommt zum Einsatz, wenn Strukturen sichtbar gemacht werden sollen, die im nativen Röntgen nur unzureichend darstellbar sind. Dabei werden jodhaltige Kontrastmittel intravenös oder in Hohlräume appliziert. Sie absorbieren Röntgenstrahlung stärker als umliegendes Gewebe und heben so Zielstrukturen (z. B. Blutgefäße, Gelenke) deutlich vom Hintergrund ab [2].

In welchen Bereichen wird die Röntgendiagnostik eingesetzt und wo liegen ihre Grenzen?

Das Röntgen ist unverzichtbar in der Darstellung des Skelettsystems, insbesondere bei Frakturen, Arthrosen, Osteolysen oder Metastasen [1]. Auch in der Thoraxdiagnostik liefert es essenzielle Informationen, etwa zur Beurteilung von Herzgröße, Lungenfeldern oder Pleuraergüssen. Weitere Einsatzgebiete: Zahnmedizin, Traumatologie, Orthopädie sowie postoperative Verlaufskontrollen [1,2].

Diagnostische Grenzen: Die Weichteildarstellung ist eingeschränkt. Feine strukturelle oder funktionelle Veränderungen innerer Organe lassen sich nicht ausreichend beurteilen [1]. Für detaillierte Weichteilanalyse werden CT oder MRT bevorzugt. Zudem liefert das Röntgen nur zweidimensionale Projektionen, sodass Überlagerungen von Strukturen die Beurteilung erschweren können [2].

Welche speziellen Röntgenuntersuchungsverfahren gibt es?

Mammografie: Standardverfahren zur Früherkennung von Brustkrebs

Die Mammografie ist eine niedrig dosierte, hochauflösende Röntgentechnik, speziell optimiert zur Darstellung der weiblichen Brust. Sie ist das zentrale Verfahren in der Brustkrebsfrüherkennung und wird im Rahmen von Screeningprogrammen standardisiert eingesetzt. Durch die Kombination aus zwei Aufnahmerichtungen pro Brust können Mikroverkalkungen, Herdbefunde oder strukturelle Gewebeveränderungen früh erkannt werden [5].

Eine moderne Weiterentwicklung ist die digitale Brust-Tomosynthese. Dabei wird die Röntgenröhre in einem kleinen Winkelbereich um die komprimierte Brust geschwenkt und nimmt aus verschiedenen Perspektiven mehrere Einzelbilder auf. Ein Computer rekonstruiert daraus dünne Schichtaufnahmen (meist 1 mm Dicke), die Ärzt:innen wie in einem „virtuellen CT“ der Brust durchsehen können. Dies reduziert Überlagerungseffekte, erhöht die Erkennungsrate kleiner Läsionen und verbessert die Beurteilbarkeit bei dichtem Brustgewebe. Häufig werden aus den Tomosynthese-Daten zusätzlich synthetische 2D-Bilder errechnet, sodass die Strahlendosis im Bereich der herkömmlichen Mammografie bleibt oder nur leicht darüber liegt [1,5].

Fluoroskopie (Durchleuchtung):Bewegungsabläufe in Echtzeit sichtbar machen

Die Fluoroskopie ermöglicht die Echtzeitdarstellung von Bewegungen und dynamischen Prozessen im Körper unter kontinuierlicher Röntgenbestrahlung. Typische Anwendungen sind Magen-Darm-Passagen, Gelenkdarstellungen unter Bewegung oder Katheterplatzierungen [2].

Welche Risiken bringt die Röntgendiagnostik mit sich?

Röntgenuntersuchungen sind mit einer Exposition gegenüber ionisierender Strahlung verbunden. Die Höhe der Dosis hängt von der untersuchten Körperregion, der Technik und der Untersuchungsdauer ab [3,4]. Akute Strahlenschäden treten bei diagnostischen Dosen nicht auf; relevant sind potenzielle stochastische Effekte wie ein geringfügig erhöhtes Langzeitkrebsrisiko [4]. Die Risiko-Nutzen-Abwägung ist essenziell: Jede Röntgenuntersuchung sollte nur bei klarer medizinischer Indikation durchgeführt werden, und alternative Verfahren ohne Strahlenexposition (z. B. Ultraschall, MRT) sollten erwogen werden [2,4]. Moderne digitale Systeme, optimierte Belichtungsparameter und standardisierte Qualitätskontrollen tragen dazu bei, die Patientendosis auf ein Minimum zu reduzieren [1].

Konventionelle Angiografie – Präzise Gefäßdarstellung mit Röntgen und Kontrastmittel

Was ist eine Angiografie und wie funktioniert sie?

Die konventionelle Angiografie, auch Katheter-Angiografie genannt, ist ein bildgebendes Röntgenverfahren zur hochauflösenden Darstellung des Gefäßsystems. Sie wird vor allem eingesetzt, um Verengungen, Verschlüsse oder Aussackungen von Blutgefäßen präzise zu diagnostizieren und, falls erforderlich, im gleichen Eingriff therapeutisch zu behandeln. Für die Untersuchung wird in der Regel ein jodhaltiges Kontrastmittel verwendet, das über einen dünnen Katheter direkt in das zu untersuchende Gefäßsystem eingebracht wird. Unter kontinuierlicher Röntgendurchleuchtung lassen sich so detaillierte Aufnahmen der Blutgefäße anfertigen, die als Angiogramme bezeichnet werden [6].

Einsatzgebiete der Angiografie in der Gefäßdiagnostik

Die Angiografie kommt in unterschiedlichen klinischen Szenarien zum Einsatz, beispielsweise bei:

• Verdacht auf koronare Herzkrankheit

• arteriellen Verschlusskrankheiten der Beine

• zerebralen Aneurysmen oder anderen Gefäßmalformationen im Gehirn

• Nierenarterienstenosen

• der Abklärung akuter Gefäßverschlüsse

Durch ihre hohe räumliche Auflösung gilt sie in vielen dieser Indikationen nach wie vor als Goldstandard, insbesondere wenn gleichzeitig ein interventioneller Eingriff geplant ist.

Therapeutische Möglichkeiten während einer Angiografie

Ein wesentlicher Vorteil der konventionellen Angiografie liegt in der Möglichkeit, unmittelbar nach der Diagnostik eine Therapie durchzuführen. So können Engstellen mit einem Ballonkatheter erweitert, Stents implantiert oder Gefäßverschlüsse medikamentös behandelt werden – alles unter derselben Röntgenkontrolle.

Computertomografie (CT) – Hochpräzise Schichtbildtechnik für schnelle und detaillierte Diagnosen

Was ist eine CT-Untersuchung und wie läuft sie ab?

Die Computertomografie (CT) ist ein bildgebendes Verfahren, das mithilfe von Röntgenstrahlung und digitaler Bildverarbeitung hochauflösende Schnittbilder des Körpers erzeugt. Im Unterschied zur konventionellen Röntgendiagnostik werden nicht nur zweidimensionale Projektionen, sondern dreidimensionale Volumendatensätze gewonnen. Dazu rotiert eine motorisierte Röntgenröhre zusammen mit gegenüberliegenden Detektoren um den Patiententisch, während dieser schrittweise durch die ringförmige Öffnung des Scanners – die Gantry – bewegt wird. Aus den gemessenen Strahlungsabschwächungen in verschiedenen Winkeln berechnet ein Computer mittels komplexer Rekonstruktionsalgorithmen millimeterdünne Schichtaufnahmen, die sich beliebig in allen Ebenen darstellen oder zu 3D-Modellen zusammensetzen lassen [7,8].

Was sind die Einsatzgebiete der CT?

Die CT bietet eine sehr hohe räumliche Auflösung und ist besonders schnell. Dadurch eignet sie sich hervorragend für die Notfalldiagnostik, etwa bei Polytrauma, Schlaganfallverdacht oder akuten Thorax- und Abdomenbeschwerden. Sie wird zudem häufig eingesetzt zur Detektion und Stadieneinteilung von Tumoren, zur Beurteilung komplexer Frakturen, in der präoperativen Planung, zur Darstellung von Gefäßen (CT-Angiografie) sowie in der Lungen- und Herzdiagnostik. Moderne Multidetektor-CTs können in wenigen Sekunden den gesamten Thorax oder Abdomen erfassen, was die Belastung für Patient:innen minimiert und bewegungsbedingte Artefakte reduziert [7,8].

CT mit Kontrastmittel und spezialisierte CT-Techniken

In vielen Fällen wird ein jodhaltiges Kontrastmittel intravenös appliziert, um Gefäße und kontrastreiche Gewebe besser darzustellen. Je nach Untersuchungsziel können auch orale oder rektale Kontrastmittel eingesetzt werden, beispielsweise in der abdominellen Diagnostik. Zu den spezialisierten CT-Techniken zählen die Low-Dose-CT, die Dual-Energy-CT sowie die Perfusions-CT. Bei der Low-Dose-CT werden Röhrenspannung und -strom so angepasst, dass die Strahlenbelastung deutlich reduziert wird, während durch optimierte Rekonstruktionsalgorithmen eine diagnostisch verwertbare Bildqualität erhalten bleibt. Sie wird vor allem in der Früherkennung von Lungenkrebs und in der pädiatrischen Radiologie eingesetzt, um das Strahlenrisiko zu minimieren. Die Dual-Energy-CT verwendet zwei Röhrenspannungen gleichzeitig, um Materialeigenschaften zu differenzieren, und die Perfusions-CT macht zeitabhängige Durchblutungsmuster in Geweben sichtbar [7,8].

Vorteile und Grenzen der CT-Bildgebung

Vorteile der CT sind die kurze Untersuchungsdauer, die sehr gute Verfügbarkeit und die exzellente Darstellung komplexer anatomischer Strukturen. Grenzen bestehen in der im Vergleich zur MRT geringeren Weichteilkontrastierung, insbesondere im Bereich des Gehirns, der Gelenke und bestimmter Organparenchyme. Auch ist die CT nicht das Verfahren der Wahl, wenn gleichwertige Alternativen ohne ionisierende Strahlung zur Verfügung stehen [7,8].

Risiken einer Computertomografie und Strahlenschutzmaßnahmen

CT-Untersuchungen sind mit einer im Vergleich zum konventionellen Röntgen höheren Strahlendosis verbunden. Das individuelle Risiko hängt von Untersuchungsregion, Scanlänge und technischen Parametern ab. Moderne CT-Geräte verfügen über automatische Dosisanpassungssysteme und iterative Rekonstruktionsverfahren, um die Dosis so gering wie möglich zu halten. Kontrastmittel können in seltenen Fällen allergische Reaktionen oder – bei entsprechender Vorerkrankung – eine Kontrastmittel-induzierte Nephropathie auslösen. Vor jeder CT erfolgt daher eine sorgfältige Nutzen-Risiko-Abwägung [7,8].

Positronen-Emissions-Tomografie (PET) – Stoffwechselprozesse sichtbar machen

Was ist eine PET-Untersuchung und wie funktioniert sie?

Die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) ist ein nuklearmedizinisches Bildgebungsverfahren, das den Stoffwechsel und andere physiologische Prozesse im Körper sichtbar macht. Dafür wird eine geringe Menge einer radioaktiv markierten Substanz, eines sogenannten Radiotracers, in eine Vene injiziert. Ein häufig eingesetzter Tracer ist ^18F-Fluordesoxyglukose (FDG), ein leicht verändertes Zuckermolekül. Zellen mit erhöhter Stoffwechselaktivität – wie Tumorzellen – nehmen diesen Tracer verstärkt auf. Die bei der Wechselwirkung von Positronen mit Elektronen entstehende Gammastrahlung wird von hochempfindlichen Detektoren im PET-Scanner erfasst. Diese arbeiten ähnlich wie eine Gammakamera, sind jedoch ringförmig angeordnet und speziell auf die gleichzeitige Erfassung beider Photonen („Koinzidenzerfassung“) optimiert, um die Strahlenquelle präzise zu lokalisieren [9].

Die für PET-Untersuchungen erforderlichen Radiopharmaka werden in spezialisierten Einrichtungen mit einem Zyklotron oder über Generatoren hergestellt. Aufgrund ihrer oft sehr kurzen Halbwertszeit müssen sie entweder direkt im PET-Zentrum produziert oder zeitnah aus einer nahegelegenen radiopharmazeutischen Produktionsstätte angeliefert werden [9].

Klinische Einsatzgebiete der PET-Diagnostik

Die PET wird besonders häufig in der Onkologie eingesetzt, um bösartige Tumoren zu identifizieren, deren Ausbreitung zu beurteilen und den Therapieerfolg zu überwachen. Sie ist zudem wertvoll in der Kardiologie, etwa zur Beurteilung der Herzmuskeldurchblutung oder zur Unterscheidung von funktionsfähigem und geschädigtem Myokard. In der Neurologie unterstützt die PET unter anderem bei der Diagnostik von Alzheimer-Krankheit, Epilepsie und bestimmten Hirntumoren. Ihre besondere Stärke liegt darin, krankhafte Veränderungen oft schon auf zellulärer Ebene sichtbar zu machen, bevor strukturelle Auffälligkeiten in CT oder MRT erkennbar sind [9].

PET/CT – Kombination von Funktion und Anatomie

In vielen Zentren wird die PET heute mit einer Computertomografie kombiniert (PET/CT). Dieses Hybridverfahren verknüpft die funktionellen Informationen der PET mit den anatomischen Details der CT und liefert so eine präzisere Lokalisation und Charakterisierung von Befunden. Damit können Tumoren oder andere pathologische Prozesse genauer erfasst und Therapien gezielter geplant werden [9].

Was sind die Risiken?

Die bei einer PET verwendete Strahlenmenge ist gering, und die meisten Radiotracer haben eine kurze Halbwertszeit, sodass die Strahlenbelastung rasch abklingt. Schwere Nebenwirkungen sind selten. Dennoch wird die Untersuchung bei Schwangeren in der Regel vermieden, um das ungeborene Kind keiner unnötigen Strahlenexposition auszusetzen. Auch bei stillenden Frauen kann es erforderlich sein, das Stillen für kurze Zeit zu unterbrechen, bis der Radiotracer ausgeschieden ist [9].

Magnetresonanztomographie (MRT) – Strahlungsfreie Bildgebung mit exzellentem Weichteilkontrast

Was ist eine MRT und wie funktioniert sie?

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein bildgebendes Verfahren, das im Gegensatz zu Röntgen und CT keine ionisierende Strahlung nutzt. Stattdessen werden starke Magnetfelder und Radiowellen eingesetzt, um detaillierte Schnittbilder des Körperinneren zu erzeugen. Wasserstoffprotonen im Körper richten sich im Magnetfeld aus und werden durch kurze Hochfrequenzimpulse aus dieser Ausrichtung gebracht. Wenn sie in den Ausgangszustand zurückkehren, senden sie messbare Signale aus, die von Spulen erfasst und vom Computer zu hochauflösenden Bildern verarbeitet werden. Unterschiedliche Sequenzen, etwa T1- oder T2-gewichtete Bilder, erlauben die gezielte Darstellung bestimmter Gewebearten und Pathologien [10,11,12].

Klinische Einsatzgebiete und Stärken der MRT

Die MRT wird besonders dort eingesetzt, wo ein hoher Weichteilkontrast entscheidend ist: in der Neurologie zur Darstellung von Gehirn und Rückenmark, in der Orthopädie für Gelenke, Muskeln, Sehnen und Bänder, in der Onkologie zur Tumorerkennung und -charakterisierung sowie in der Kardiologie für Herz- und Gefäßdiagnostik. Sie eignet sich zudem für die Verlaufskontrolle chronischer Erkrankungen und die Planung operativer Eingriffe. Ihr Vorteil liegt in der sehr detaillierten, multiplanaren Darstellung ohne Strahlenbelastung [10,11,12].

MRT mit Kontrastmittel und Spezialverfahren

Zur Steigerung der diagnostischen Aussagekraft kann ein gadoliniumbasiertes Kontrastmittel intravenös verabreicht werden. Es verbessert die Abgrenzung von Tumoren, Entzündungen und Gefäßstrukturen. Spezialverfahren wie die MR-Angiographie ermöglichen eine nicht-invasive Gefäßdarstellung, teils ohne Kontrastmittel, etwa mittels strömungsabhängiger Techniken [10,12].

Vorteile, Einschränkungen und Sicherheit

Die MRT ist schmerzfrei, nicht-invasiv und frei von ionisierender Strahlung. Einschränkungen bestehen bei Patient:innen mit bestimmten metallischen oder elektronischen Implantaten wie Herzschrittmachern, Cochlea-Implantaten oder bestimmten Gefäßclips, da diese vom Magnetfeld beeinflusst werden können. Ferner kann die enge Bauweise des MRT-Geräts bei Personen mit Platzangst problematisch sein, und die lauten Klopfgeräusche erfordern Gehörschutz. Vor jeder Untersuchung wird ein Sicherheitsfragebogen ausgefüllt, um Risiken auszuschließen [10,11,12].

Ultraschalldiagnostik – Vielseitige Bildgebung ohne Strahlenbelastung

Was ist eine Ultraschalluntersuchung und wie funktioniert sie?

Die Ultraschalldiagnostik (Sonografie) ist ein bildgebendes Verfahren, das Schallwellen im Hochfrequenzbereich nutzt, um Strukturen im Körperinneren darzustellen. Ein Schallkopf (Transducer) sendet diese Schallwellen aus und empfängt die von den Geweben reflektierten Echos. Aus den Echo-Signalen berechnet ein Computer in Echtzeit Bilder, die auf einem Monitor angezeigt werden. Die Bildqualität hängt von der Frequenz des verwendeten Schallkopfs ab: Höhere Frequenzen liefern detailliertere Bilder, dringen aber weniger tief in den Körper ein; niedrigere Frequenzen ermöglichen eine größere Eindringtiefe bei geringerer Auflösung [12,13,14].

Klinische Einsatzgebiete der Sonografie

Ultraschall ist in nahezu allen medizinischen Fachbereichen etabliert. Er wird eingesetzt zur Beurteilung der Bauchorgane (Leber, Gallenblase, Nieren, Milz), in der Gefäßdiagnostik (Doppler- und Duplexsonografie), in der Gynäkologie und Geburtshilfe (Schwangerschaftsvorsorge), in der Kardiologie (Echokardiografie) und in der Muskuloskelettaldiagnostik (Sehnen, Muskeln, Gelenke). Auch interventionell wird Ultraschall genutzt, beispielsweise zur Steuerung von Punktionen oder Biopsien [12,13].

Spezialverfahren im Ultraschall

Neben der klassischen B-Bild-Sonografie gibt es Spezialtechniken wie die Farb- und Power-Doppler-Sonografie zur Darstellung von Blutflussrichtung und -geschwindigkeit, die Kontrastmittelsonografie mit mikrobläschenhaltigen Kontrastmitteln zur verbesserten Gefäß- und Tumordarstellung sowie die Elastografie, die Gewebesteifigkeit misst und zur Charakterisierung von Läsionen beiträgt [12,14].

Vorteile, Einschränkungen und Sicherheit

Ultraschall ist nicht-invasiv, schmerzfrei, in Echtzeit durchführbar und frei von ionisierender Strahlung, was ihn auch für Schwangere und Kinder geeignet macht. Die Untersuchung kann beliebig oft wiederholt werden und ist in der Regel kostengünstig und breit verfügbar. Einschränkungen ergeben sich bei schallundurchlässigen Strukturen wie Knochen oder gasgefüllten Hohlorganen, die das Ultraschallsignal abschirmen. Die Bildqualität ist zudem stark von der Erfahrung der Untersucherin bzw. des Untersuchers abhängig [13,14].

Szintigraphie – Funktionelle Bildgebung mit Radiopharmaka

Was ist eine Szintigraphie und wie funktioniert sie?

Die Szintigraphie ist ein bildgebendes Verfahren aus der Nuklearmedizin, das Stoffwechselvorgänge und Organfunktionen sichtbar macht. Dazu wird dem Patienten ein sogenanntes Radiopharmakon injiziert — eine radioaktiv markierte Substanz, die sich in bestimmten Geweben oder Organen anreichert, häufig dort, wo erhöhter Stoffwechsel oder Durchblutung vorliegt. Die vom Radiopharmakon ausgesandte Gammastrahlung wird durch eine Gammakamera erfasst und in ein sogenanntes Szintigramm umgewandelt, also ein Bild, das die räumliche Verteilung der Substanz im Körper zeigt [15]. Bei der Szintigraphie von Tumoren und Metastasen weist die Untersuchung besondere Relevanz auf, da diese häufig höher aktiv sind und das Radiopharmakon stärker aufnehmen als gesundes Gewebe — so erscheinen sie im Szintigramm als deutlich abgehobene Bereiche [15].

Wann kommt die Szintigraphie zum Einsatz?

In der Krebsdiagnostik dient die Szintigraphie vor allem der Suche nach Tumoren und Metastasen, etwa im Knochen oder in der Schilddrüse. Sie liefert zudem funktionelle Informationen — nicht nur über die Anatomie, sondern darüber, wie aktiv bestimmte Gewebe sind. So wird sie beispielsweise verwendet, um zwischen gutartigen und bösartigen Schilddrüsenknoten zu unterscheiden [15].

Vorteil der funktionellen Diagnostik

Ein entscheidender Vorteil der Szintigraphie liegt darin, funktionelle Veränderungen schon in frühen Phasen zu erkennen — oft bevor sie in klassischen anatomischen Bildgebungen wie CT oder MRT sichtbar werden. So kann sie ergänzend zur Planung, Verlaufskontrolle oder bei unklaren Befunden wertvolle Hinweise liefern [15].