Neurologische PET-Diagnostik

Transkript

1 Neurologische PET-Diagnostik C. Landvogt Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

2 Demenzen

3 Relative Häufigkeit von Demenzformen Frontalhirn-Demenzen subkortikale Degenerationen Depression funktionell Pharmaka, Hormone etc. Mischform (AK+ZK) Alzheimer-Krankheit (AK) zerebrovaskuläre Krankheit (ZK) strukturell

4 Prävalenz der Demenzformen: Rotterdam- Studie

5 Nuklearmedizinischen Demenzdiagnostik Single-Photon-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT): Messung des cerebralen Blutflusses Radiopharmaka: 99m Tc-ECD, 99m Tc-HMPAO Positronen-Emissions-Tomographie (PET): Messung des cerebralen Glukosemetabolismus Radiopharmakon: 18 F-Fluorodexyglukose (18-FDG) PET aufwendiger aber sensitiver als SPECT Patienten mit schlecht einstellbarem Diabetes mellitus eher SPECT

6 18-FDG-PET: Normalbefund

7 18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz

8 18-FDG-PET: Erstellung von 3D-Oberflächenprojektionen Minoshima et al., J Nucl Med 1995

9 18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz Oberflächenprojektion rechts lateral oben Vergleich zu einem Normkollektiv links lateral

10 18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase FDG-PET ist geeignet für die Frühdiagnose einer Alzheimer Krankheit: Klinisch inapperente Personen mit hohem Risiko für eine DAT (homozygot Allel e 4 apolipoprotein E) zeigen DAT-typische Veränderungen im FDG-PET Reiman et al. N Engl J Med Verminderter Metabolismus im posteriorem Zingulum ist prädiktiv für die Entwicklung einer Demenz bei Patienten mit mild cognitive impairment Minoshima et al. Ann Neurol Minoshima et al. Ann NY Acad Sci 1999 Hohe diagnostische Genauigkeit bei very mild probable AD (MMSE >24): Sensitivität 84%; Spezifität 93% Herholz et al. Neuroimage 2002

11 18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase Oberflächendarstellung Questionable and Mild AD vs. Non-AD: ROC Analysis X-axis: 1 - Specificity, Y-axis: Sensitiv ity Slice Presentation 3D-SSP Presentation rechts mesial links mesial Vergleich zum Normkollektiv EXPERT 1 EXPERT BEGINNER 1 BEGINNER Burdette, et al. Radiology 1996 Konversionsrate > 90 % in 2 Jahren Drzezga et al. Eur J Nucl Med 2003 Chetelat et al. Neurology 2003 Minoshima et al. Ann Neurol 1997

12 18-FDG-PET: Befunde bei Alzheimer-Demenz Stadium I: posteriores Cingulum (Minoshima et al und 1999) Stadium II: (bi)temporo-parietaler Kortex Stadium III: zusätzlicher Befall des Frontalkortex Nicht beteiligt: Zentralregion, Occipitalkort., Basalganglien, Thalamus

13 Lewy-Körper-Demenz Nachweis von Lewy-Körpern in subcorticalen, allocorticalen, und neocorticalen Strukturen Geschätzte Prävalenz (autoptisch): 13-26% Heterogene klinische Präsentation Fluktuierende kognitive Defizite Visuelle Halluzinationen Parkinsonismus Klinisch und histopathologisch Überlappungen mit anderen neurodegenerativen Demenzen (Demenz vom Alzheimertyp)

14 Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz 18-FDG-PET

15 Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz 18-FDG-PET Oberflächendarstellung Linke Seitansicht Rechte Seitansicht Ansicht von hinten TRUE POSITIVE FRACTION transversal r l r l 0 ROC Analysis: Pure AD versus DLB Transaxial Slice FALSE PO SITIVE FRACTIO N D-SSP FALSE PO SITIVE FRACTIO N TRUE POSITIVE FRACTION Expert1 Expert2 Beginner1 Beginner2 Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

16 Lewy-Body-Demenz (Parkinson-ass. Demenz) Befund wie bei Alzheimer-Demenz + visueller Kortex 18-FDG Weitergehende Abklärung mittels 18-F-Dopa-PET (alternativ: DAT-SPECT): reduzierte striatale 18-F-Dopa-Speicherung

17 Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET

18 Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET

19 Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET Oberflächendarstellung rechts lateral oben links lateral Vergleich zum Normkollektiv Klinik für Nuklearmedizin

20 Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET Betroffene Regionen: orbito-frontal, dorsolateraler frontal, anterior temporal später: posterior temporal und parietal diagnostisch richtungsweisend: frontaler Befund >> temporo-parietaler Befund

21 Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET rechts lateral links lateral von oben von unten von vorne von hinten

22 Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET Betroffene Regionen: multiple kleinere kortikale Stoffwechsel- /Perfusions-defekte keine anatomischen Prädilektionsstellen Ausmaß der kortikalen Stoffwechsel- /Perfusionsdefekte korreliert mit dem neuropsychologischen Befund Mori et al. 1999, Sabri et al. 1999

23 Pseudodemenz: 18-FDG-PET bei Depression Oberflächendarstellung links lateral oben Vergleich zum Normkollektiv rechts lateral Klinik für Nuklearmedizin

24 Basalganglienerkrankungen

25 Dopaminerges System: PET-Tracer Parameter Glukosemetabolismus Perfusion Dopamin-Speicherkapazität Dopamin-Wiederaufnahme D 1 artige-rezeptoren (D 1 ; D 5 ) D 2 artige-rezeptoren(d 2 ; D 3 ; D 4 ) Tracer 18 F-Deoxyglukose H 15 2 O 18 F-Dopa 11 C-Nomifensin (SPECT:123I-FP-CIT) 11 C-SCH C-Racloprid 11 C-/ 18 F-Spiperonderivate 18F-Desmethoxyfallyprid 18 F-Fallyprid Dopamin-Abbau 11 C-Deprenyl (SPECT: 123I-IBZM)

26 M. Parkinson Symptome: - Rigor - Tremor - Brady-/ Akinese DD des M. Parkinson: - essentieller Tremor - Lewy-Body-Demenz - Dopa-responsive Dystonie - medikamenteninduziertes Parkinsonsyndrom - PSP - MSA - vaskulärer Pseudoparkinsonismus

27 M. Parkinson 18 F-Dopa-PET Normalbefund bzw. Essentieller Tremor M. Parkinson Klinik für Nuklearmedizin

28 M. Parkinson 18 F-Dopa 18 F-DMFP Klinik für Nuklearmedizin

29 M. Parkinson 18 F-DOPA 123 I-IBZM

30 Parkinson-Syndrome: Indikationen für den Einsatz postsynaptischer Tracer = D 2 -Rezeptorliganden ( 11 C-Racloprid, 18 F-DMFP, 123 I-IBZM) DD M. Parkinson vs. Parkinson-Syndrome anderer Ätiologie: - Multisystem-Atrophie MSA-P: Striato-nigrale Degeneration MSA-C: sporadische olivopontocerebelläre Atrophie - progressive supranukleäre Lähmung - kortikobasale Degeneration - toxische Parkinsonsyndrome (- vaskuläre Parkinsonsyndrome)

31 Parkinson-Syndrome: szintigraphische Befundmuster 18 F-FDG präsynaptisch postsynaptisch ( 18 F-Dopa, FP-CIT) ( 18 F-DMFP, IBZM) M. Parkinson normal Caudat.< Putamen - normal striato-nigrale Striatum Caudat. = Putamen Degeneration PSP Striatum Caudat. = Putamen frontal kortiko-basale Striatum Caudat. = Putamen Degeneration Thalam. Kort. vaskulär Striatum Kort. toxisch variabel variabel variabel

32 M. Parkinson / Parkinsonsyndrome 18 F-DMFP- PET M. Parkinson links-dominante Symptomatik Multisystematrophie rechts-dominante Symptomatik transversal coronal transversal coronal Klinik für Nuklearmedizin

33 PET vs. SPECT Vorteile PET: bessere räumliche Auflösung und Quantifizierbarkeit D2-Rezeptorliganden: Bessere Target/Background-Ratio der PET-Tracer 18 F-DMFP: 4 : I-IBZM: 1,5 : 1 Vergleichsstudie DMFP vs. IBZM (Vogt & Schreckenberger) 24 Patienten: 13 IPS, 11 APS Spezifität DMFP: Spezifität IBZM: 75% (IPS) und 100 % (APS) 71% (IPS) und 80% (APS) Aber: möglicherweise in der Frühdiagnostik Überlegenheit der Transporter- Liganden (z. B. FP-CIT) gegenüber 18 F-DOPA bei Neuronendegeneration kompensatorisch erhöhte DOPA- Decarboxylase-Aktivität (Ito et al. Synapse 1999)

34 Sonstiges Dopa-responsive Dystonie Selten! Differenzialdiagnose: juveniler M. Parkinson F-DOPA / DAT normal! Medikamentös induziertes Parkinson-Syndrom Häufig bei Patienten mit antidopaminerger Medikation (Neuroleptika!, Antiemetika), dosisabhängig. Kann monatelang nach Absetzen der Medikamente anhalten! F-DOPA / DAT normal! Geeignet zur Differenzierung gegen beginnenden M. Parkinson bzw. atypische Parkinsonsyndrome.

35 M. Huntington M. Huntington: Reduktion von FDG-Aufnahme und Racloprid-Bindung vor dem Auftreten von Atrophien und neurologischen Symptomen Objektivierung des Erkrankungbeginns Kuwert et al. Brain 1990 Antonini et al. Brain 1996

36 Begleitmedikation Präsynaptische Tracer: meist kein Absetzen erforderlich (FP-CIT, 18 F-Dopa) Amphetamin (oder Analoga) Bupropion (Zyban ) FP-CIT: SSRI --> falsch negative Befunde Postsynaptische Tracer: (IBZM, 18 F-DMFP) 12 h vorher absetzen: - L-Dopa mindestens 48 h vorher absetzen: - Dopaminagonisten - Metoclopramid - Flunarizin, Cinnarizin - Psychostimulantien - Neuroleptika

37 Strahlenexposition CT-Schädel: IBZM-SPECT: FP-CIT-SPECT: 1,5 2 msv 3,7 msv 4,4 msv 18 F-FDG-PET: 4,5 msv 18 F-Dopa-PET: 4,8 msv 18 F-DMFP-PET: 5,6 msv CT-Thorax: CT-Abdomen: msv msv

38 Zusammenfassung Frühdiagnostik des M. Parkinson: Präsynaptische dopaminerge Radiopharmaka ( 18 F-Dopa und Kokain-Analoga) Verlaufskontrolle ggf. nach 1 Jahr (10% Test-Retest ; jährliche Reduktion 10%) Differentialdiagnose M.Parkinson vs symptomatische Parkinsonsyndrome: - Postsynaptische dopaminerge Radiopharmaka (D 2 -Rezeptorliganden) Krankheitsbeginn bei M. Huntington Parkinson-assoziierte Demenz Regionaler Glukosemetabolismus ( 18 F-FDG)

39 Epilepsien

40 FDG-PET Prinzip: Interiktal zeigt die Umgebung eines epileptogenen Fokus einen reduzierten Glukosemetabolismus - standart resting conditions Durchführung: - stiller, abgedunkelter Raum / Schlafbrille - Patient liegt ruhig auf einer Liege - nach ca. 10 min.: Injektion des Tracers - EEG Kontrolle - Start der Messung 30 min. nach Injektion

41 FDG-PET Befunde mtle: -reduzierte FDG-Anreicherung ipsilateral tempor-mesial, temporo-polar und temporo-lateral (Sens %, Spez %) -auch Befunde bei unauffälligem MRT (Sens %) Extratemporale Epilepsie: gelegentlich hilfreich (Sensivität 40-96%, Ausdehnung korreliert dabei mit Erkrankungsdauer und Anfallsfrequenz, nicht mit dem chirurgischen Outcome)

42 18 F-FDG-PET Temporallappen-Epilepsie links re li

43 18 F-FDG-PET Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

44 Fallypride-PET Prinzip: Das Gebiet um einen temporalen epileptogenen Focus zeigt eine reduzierte Bindungskapazität der Dopaminrezeptoren Reduzierte Anreicherung von Fallypride (hochaffiner D2/D3-Rezeptor-Tracer)

45 Fallypride-PET Durchführung: - Der Patient liegt auf der Kameraliege - Aufnahme startet mit Injektion des Tracers MBq F18-Fallypride - 3 Stunden dynamische Aufnahmen - 3D Modus Ruhebedingungen sind nicht erforderlich.

46 Fallypride-PET Befunde: Auf der betroffenen Seite zeigt sich temporal eine reduzierte Fallypride- Bindung

47 Temporallapenepilepsie links 18F-Fallypride re li 18F-FDG

48 Temporallapenepilepsie links FDG-PET unauffällig, Fallypride-PET pathologisch! re li

49 Flumazenil-PET Prinzip: - C11-Flumazenil: GABA-Rezeptor Ligand - epileptogene Foci zeigen eine reduzierte GABA-Rezeptordichte -> Flumazenil Bindung reduziert Durchführung: - Start der Messung bei Injektion des Tracers MBq bei C11, 180 MBq bei F18 - ca. 60 min. dynamisch oder spät-statisch

50 Flumazenil-PET Befunde: mtle: Minderspeicherung ipsilateral (wie FDG-PET und Fallypride-PET) Extratemporale Epilepsien: fokale Minderanreichherung, über den MRT-Befund hinausgehend wird das minderspeichernde Areal nicht komplett reseziert, wird eine Anfallsfreiheit of nicht erreicht

51 Temporallappenepilepsie rechts 18-F-FDG 18-F-Ethyl- Flumazenil Coronal / AC-PC Linie Transaxial parallel zum Temporallappen Klinik für Nuklearmedizin

52 Vielen Dank!