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[[Datei:TomographyPrinciple Illustration.png|mini|Grundprinzip der Tomografie: überlagerungsfreie tomographische Schnittbilder S1 und S2 im Gegensatz zum Projektionsbild P]]
Die '''Tomografie''' oder '''Tomographie''' (von {{grcS|τομή}}, ''tomé'' ‚Schnitt‘ und {{lang|grc|γράφειν}}, ''graphein'' ‚schreiben‘) ist ein [[bildgebendes Verfahren]], das die schichtweise Darstellung eines Objekts liefert. Unter dem Begriff werden verschiedene Aufnahmeverfahren zusammengefasst, die innere [[räumliche Struktur]]en eines Objektes ermitteln und in Form von '''Schnittbildern''' darstellen können. [[Synonym]]e Bezeichnungen sind '''Schnittbildverfahren''',<ref>[[Pschyrembel (Medizinisches Wörterbuch)|Willibald Pschyrembel: ''Klinisches Wörterbuch'']], 269. Auflage, Verlag [[Walter de Gruyter]], Berlin / Boston 2023, ISBN 978-3-11-078334-6, S. 1577.</ref> Schnittbildtechnik oder '''Schichtaufnahmeverfahren'''. Die Schnittbilder werden auch '''Schichtbilder''' oder '''Tomogramme''' genannt.

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 [[Projektion (Optik)|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 [[Bildgebendes Verfahren (Medizin)|medizinischen Bildgebung]] von großer Bedeutung, aber auch einige Verfahren der [[Geowissenschaften]], der [[Physik]], der [[Paläontologie]] oder der [[Materialwissenschaft]]en lassen sich unter die tomografischen Methoden einordnen.

== Verfahren in der Medizin ==
In der Medizin sind besonders folgende tomografische Verfahren von Bedeutung:
* die „klassische“ [[Röntgentomographie]],
* die Ultraschalldiagnostik ([[Sonografie]]),
* die [[Computertomographie]] (CT),
* die [[Magnetresonanztomographie]] (MRT, Kernspintomografie),
* die [[Positronen-Emissions-Tomographie]] (PET),
* die [[Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie]] (SPECT),
* die [[Optische Kohärenztomografie]] (OCT),
* die [[Elektrische Impedanz-Tomografie]] (EIT) und
* die [[Digitale Volumentomographie|Digitale Volumentomografie]] (DVT).

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 [[Projektion (Optik)|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.

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Bild:Thorax pa peripheres Bronchialcarcinom li OF markiert.jpg|[[Röntgenbild]] (Projektionsbild) eines kleinen peripheren Bronchialkarzinoms im linken Oberlappen
Bild:Thorax CT peripheres Brronchialcarcinom li OF.jpg|Derselbe Tumor in der [[Computertomografie]] (axiales Schnittbild)
Bild:Thorax_CT_pcor_Cut_3D_Volume_Rendering_Haut.jpg|Aus den [[Computertomografie|CT]]-Einzelschichten zusammengesetztes 3D-Bild
</gallery>

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-)[[Maximumintensitätsprojektion]]en (MIPs) oder dreidimensionale Bilder des untersuchten Objekts ([[Volumengrafik|Volumenrendering]]) errechnen.

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Bild:Coronaraneursymen bei Kawasaki-Syndrom - CT - Volume rendering gesamt - 002.jpg|3D-Rekonstruktion (Volumenrendering) aus einem Herz-CT-Datensatz
Bild:3D rendered CT of bony pelvis 2.jpg|3D-Rekonstruktion (Volumenrendering) des Beckens aus einem CT-Scan
Bild:DVT-scan-MagoCut-bild4-dvtreconstructed.jpg|Rekonstruiertes 3D-Zahnmodel aus Daten eines [[Digitale Volumentomographie|DVT]]-Scans
Bild:3DTomo.jpg|3D-Rekonstruktion (Volumenrendering) eines MRT-Datensatzes
</gallery>

== Verfahren in den Geowissenschaften ==
In anderen Gebieten der [[zerstörungsfreie Werkstoffprüfung|zerstörungsfreien Untersuchung]] werden ähnliche Verfahren angewandt, die mit vergleichbaren [[Inversion (Geophysik)|Inversionsrechnungen]] arbeiten. Diese sind:
* in der [[Geophysik]] z. B. die [[geoelektrische Tomografie|geoelektrische]], die [[seismische Tomografie|seismische]] und die [[Myonentomografie]] sowie das [[Bodenradar]]
* in der [[Geodäsie]] das [[Laserscanning]] sowie Methoden der [[Altimetrie]] und [[Gravimetrie]]

== Verfahren in der Physik ==
* [[Quantentomographie]], die mit ähnlichen mathematischen Methoden wie in der Medizin die vollständige Vermessung des [[Quantenzustand]]es eines Objektes (z. B. seine [[Dichtematrix]] oder seine Ort- und Impulsverteilung) ermöglicht
* [[Elektronentomografie]], bei der die einzelnen Schnittbilder (Projektionen) mit dem [[Transmissionselektronenmikroskop]] (TEM) erzeugt werden.
* [[Astrotomographie]], zur Sichtbarmachung von Sternsystemen<ref>Vortrag von [[Axel D. Schwope]] auf ''[[Urknall, Weltall und das Leben]]'' vom 20. März 2025, [https://www.youtube.com/watch?v=YjKH-USmjT4 online], abgerufen am 21. März 2025</ref>

== Weitere tomografische Verfahren ==
* [[Impulstomographie|Schalltomografie]]: Anwendung bei der [[Eingehende Baumuntersuchung|eingehenden Baumuntersuchung]] und Untersuchung von anderen Festkörpern
* [[Neutronentomografie]]: Anwendungen in der [[Paläontologie]] und den [[Materialwissenschaft]]en
* Tomografische [[Atomsonde]], ''atom-probe tomography'' (APT) oder dreidimensionale Atomsonde (3DAP): Anwendungen in den Materialwissenschaften
* [[Photoakustische Spektroskopie|Photoakustische Tomografie]] (PAT): Anwendungen in den Materialwissenschaften und der biomedizinischen Forschung
* Computed Tomography Imaging Spectrometer (CTIS): Verfahren zur [[Lichtspektrum|spektralen]] Aufnahme von Bildern<ref>Ralf Habel, Michael Kudenov, Michael Wimmer: [https://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2012/Habel_2012_PSP/ Practical Spectral Photography]</ref>
* [[Kurzzeittomosynthese]]: hat es nicht zur Marktreife geschafft
* [[Holotomographie]], Laseranwendung

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
{{Commonscat|Tomography|Tomografie}}
{{Wiktionary}}

[[Kategorie:Tomografie| ]]
[[Kategorie:Bildgebendes Verfahren (Medizin)]]

Tomografie - Versionsgeschichte

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