Molekulare Bildgebung mit der Positronen-Emissions-Tomographie

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1 Molekulare Bildgebung mit der Positronen-Emissions-Tomographie P. Bartenstein Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Department Ludwig-Maximilians-Universität of uclear Medicine München

2 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin PET und PET/CT an der LMU München Klinische Untersuchungen / Jahr * *Extrapolation basierend Jan-kt 2009

3 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Verteilung nach Indikationsgebieten PET und PET-CT Σ 2651 Σ % 14% 85% Jahr Jahr nkologie eurologie Kardiologie 1% 24% 75%

4 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin 2005 FET Cholin 5% 2% Radiopharmazeutika 2005 und FDG 122 FET 54 Cholin 2666 gesamt 2008 FEC/FC 3,67% FET 12,40% FDPA 1,77% DMFP/FP 1,83% Ga-TATE 7,19% Fluorid 0,11% FDG 93% andere 0,32% FMIS 0,02% 3131 FDG 586 FET 173 FEC/FC 86 DMFP/FP 84 FDPA 340 Ga-TATE 26 andere 4726 gesamt FDG 72,69%

5 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Molecular Extrem niedrige Imaging PET-Radiotracerdosen With PET: igh ermöglichen physical Anwendung sensitivity, am Menschen low mass ohne doses Berücksichtigung pharmakologischer Effekte Röntgen Kontrastmedium 100 ml, µg MRI Kontrastmedium 10 ml, µg Radiopharmazeutikum 5 µg.

6 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin nkologie Klinische eurowissenschaften Tierexperimentelle Studien

7 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin FDG Welchen Beitrag kann PET/CT mit dem Glukoseanalogon FDG zur Therapieentscheidung bei onkologischen Patienten leisten? (Primärtumordiagnostik) Staging Therapieplanung Restaging /DD arbe-rezidiv Therapiekontrolle

8 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Fallbeispiel: 54-jähriger Patient, Peniskarzinom CT (Weichteilfenster) PET PET/CT (Fusion) Inguinale Lymphknotenmetastase

9 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin PET/CT bei SCLC: Staging und Strahlentherapieplanung Ipsi- und kontralaterale mediastinale LK-Filiae

10 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin LK-Staging, SCLC CT / PET / PET/CT Autor Quelle Jahr n Sensitivität Spezifität Shim Radiology % / 85% 69% / 84% Pieterman Engl J Med % / 91% 66% / 86% Antoch Radiology %/89%/89% 59%/ 89%/94% PET/CT: Änderung des therapeutischen Vorgehens - in 30% im Vgl. zur CT - in 26% im Vgl. zur PET

11 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin SCLC, Bestrahlungsplanung Lymphogen metast. Bronchialkarzinom (sulcus superior)

12 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Wichtiges künftiges Einsatzgebiet von PET/CT: Individualisierung der onkologischen Therapie durch frühzeitiges Monitoring des Therapieerfolges

13 Therapie-Monitoring Klinik und mit Poliklinik FDG PET: für uklearmedizin Morbus odgkin Vor Therapie PET (F-18 FDG), Projektionsdaten koronar prätherapeutisch (6/06) nach 4 Zyklen Chemotherapie Klinik und Poliklinik für uklearmedizin (9/06)

14 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin M. odgkin: Voraussage des Rezidiv-freien Überlebens mit FDG-PET n=88 * n=20 Gallamini et al. aematologica 2006 n=108 Stadium IIa-IVb Chemotherapie 6 x ABVD Konsolidierung: Radiotherapie Therapiekontrolle nach dem 2. Zyklus

15 Therapie-Monitoring mit FDG PET: Gastrointestinaler Stromatumor (GIST) A Vor Therapie B 8 Tage nach Therapiebeginn mit Gleevec (Tyrosinkinase- Inhibitor) PET (F-18 FDG), Projektionsdaten koronar Klinik für uklearmedizin Klinik und Poliklinik Universität für uklearmedizin München LMU

16 Patient mit GIST und initialem Ansprechen auf Imatinib (Gleevec) FDG-PET baseline Transaxiales CT 1 Monat nach Behandlungsbeginn Copyright 2007 by the American Roentgen Ray Society oldsworth, C.. et al. Am. J. Roentgenol. 2007;189:W324-W330

17 --Kaplan-Meier plots of population split (n = 58) p= oldsworth, C.. et al. Am. J. Roentgenol. 2007;189:W324-W330 South Western ncology Group (SWG) criteria n.s.: p=0.55 Copyright 2008 by the American Roentgen Ray Society oldsworth, C.. et al. Am. J. Roentgenol. 2007;189:W324-W330

18 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Vorteile FDG PET/CT für die klinische Routine: Verbesserung von Sensitivität und Spezifität Logistik Eine Anmeldung, eine Untersuchung, ein Befund, eine Rückfrage, eine Befund- demonstration Zeitersparnis für Patient und befundende Ärzte Verkürzung der Liegedauer (>> DRG) Der Kliniker versteht den Vorteil der multimodalen Bilddiagnostik

19 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Spezifische Radiopharmaka für die individualisierte onkologische Therapie Klinisch relevante Substanzen (Auswahl) Radiopharmakon Parameter [F-18] Fluorothymidin (FLT) Proliferation [F-18] Fluorethyl-Tyrosin (FET) Aminosäuretransport F-18 markierte Cholinderivate (z.b. FEC) Membran-Biosynthese [F-18] Fluoro-Misonidazol (F-MIS) ypoxie [Ga-68] DTATATE Somatostatin-Rezeptoren [F-18] DPA Decarboxylase (Proteinsyntese)

20 FLT zur Therapiekontrolle Klinik und Poliklinik für uklearmedizin 06/2009 FLT-PET vor Bestrahlung Plattenepithelkarzinom der Lunge 06/2009 FDG-PET vor Bestrahlung 07/2009 FLT-PET nach 7 Bestrahlungstagen 07/2009 FDG-PET nach 9 Bestrahlungstagen

21 FEC zum Staging Klinik und Poliklinik für uklearmedizin PET/CT mit Fluorethyl-Cholin Prostatakarzinom + LK-Metastase

22 Department FET zur of Therapieplanung uclear Medicine PET-basierte stereotaktische Biopsie: Determinierung des metabolisch aktivsten Areals AA W III DA W II Koregistrierung [ 18 F]-FET PET & MRT

23 FLT zum Therapiemonitoring Department of uclear Medicine bei Astrozytom III 10/ I-Seed Implantation 05/06 08/03 06/04 02/05 10/05 12/05 03/06

24 Metabolische Klinik und Poliklinik Charakterisierung für uklearmedizin von ET F-FDG 18 F-DPA Ga-DTA-TATE FDG F-Dopa DTATATE PET, MIP 55 y. weiblich; Karzinoid mit Lebermetastasen, SIRT oder DTA-TATE Therapie?

25 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Somatostatin-Rezeptorliganden für Therapie und Diagnostik C C Ga Y 68 Ga-DTATATE C S S 2 C 2 C C 90 Y-DTATATE 90 Y C S S 2 C 2

26 [ 90 Y]DTA-TATE 3680 MBq 02/2007 [ 90 Y]DTA-TATE 3720 MBq 07/2007 Klinik Radiopeptid-Therapie und Poliklinik für uklearmedizin von ET Rektumkarzinoid, z.n. P und Chemotherapie 68 Ga-DTA-TATE PET/CT 11/06 06/07 10/07

27 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Somatostatin-Rezeptorliganden für molekulares Imaging C C Ga Y 68 Ga-DTATATE C S S 2 C 2 Fluorescein-konjugiertes ctreotat S S C 2

28 C S S Fluorescein konjugiertes ctreotat 2 uklearmedizin/gastroenterologie

29 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Die molekulare Bildgebung mit PET/CT ist integraler Bestandteil der modernen onkologischen Therapie ohe diagnostische Genauigkeit (Staging / Rezidivdetektion) Kosteneffizienz durch ne stop shop Schnelle Innovationszyklen durch Anwendung des Tracerprinzips (pico bis nanomolare Substanzmengen) Passt zu den modernen individualisierten Therapiestrategien: - Patientenselekion durch in vivo Charakterisierung der Tumoren - Frühe und zuverlässige Wirksamkeitskontrolle bei gezielten Therapien Bei spezifischen Targetstrukturen: zunehmend Kombination von PET-Diagnostik und Endodradio-Therapie

30 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin nkologie Klinische eurowissenschaften Tierexperimentelle Studien

31 M.Alzheimer / 18 FDG-PET Klinik und Poliklinik für uklearmedizin berflächenprojektion rechts lateral unten Vergleich zu einem ormkollektiv links lateral

32 bjektive Verlaufskontrolle Demenz vom Alzheimertyp / F-18 FDG 4 / / 1996 berflächendarstellung Vergleich mit einem ormkollektiv TU München uklearmedizin

33 bjektive Verlaufskontrolle

34 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Amyloid imaging / 18 F-Bay Alzheimers Disease Transversal Sagittal Control

35 Rezeptor- Imaging Klinik und Poliklinik für uklearmedizin [ 18 F]Desmethoxyfallyprid R R Kienast et al. at eurosci. 2008

36 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin M. Parkinson 18 F-Dopa 18 F-DMFP

37 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin nkologie Klinische eurowissenschaften Tierexperimentelle Studien

38 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Tierexperimentelle Studien mit PET für die Pharmakaentwicklung achweis der in vivo Analogie Tiermodell Patient ypothesenüberprüfung in vivo in frühen Stadien der Pharmakaentwicklung durch Messung von Substanzeffekten Direkte Überprüfung / Vergleich der Pharmakokinetik der Substanz im Menschen und im Tiermodell

39 Mouse heart ECG triggering [ 18 F]Fluor-Deoxyglucose Phantom F mm 4.0 mm 2.4 mm 4.8 mm 1.6 mm 1.2 mm Klinik für uklearmedizin München LMU

40 uman Klinik und Poliklinik vs Animal für uklearmedizin Model B1 nude mouse Met. carcinoid (human) [ 68 Ga]DTATATE [ 18 F]FDG [ 68 Ga]DTATATE [ 18 F]FDG

41 Serotonergic system: 5-T (1A) receptors Effect of Tariquidar (P-gp inhibitor) on MPPF-K 1 in healthy rats Substance effects Test Retest TQD (15 mg/kg) MPPF K 1 -weighted LMU Vehicle LaFougere et al. euroimage 2009

42 Substance effects LMU Serotonergic system: 5-T (1A) receptors Test Effect of Tariquidar (P-gp inhibitor) on MPPF-BP in healthy rats Retest TQD (15 mg/kg) MPPF BP D Vehicle LaFougere et al. euroimage 2009

43 Substance effects LMU saline BP D = 4 DMFP (=6) amphetamine Rominger et al. Synapse 2009

44 Comparison Klinik und Poliklinik uman für / uklearmedizin Animal Model [18F]Fallypride (D2-receptor ligand) uman Rat Mouse Klinik und Poliklinik für uklearmedizin

45 Klinik und Poliklinik für uklearmedizin Welchen Beitrag kann PET (PET/CT) für die Pharmaforschung liefern? Klinische nkologie akkurate Patientenselektion (Staging / in vivo Charakterisierung) Individualisierung der Therapie durch frühzeitiges Monitoring eurowissenschaften Adäquate Patientenselektion (spezifische Liganden) bjektive Kontrolle des Therapieerfolges Tier-Bildgebung In vivo Evaluierung von Pharmakawirkung und -kinetik Validierung von Tiermodellen

46 Vielen Dank! Klinik und Poliklinik für uklearmedizin

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