SPECT und PET in der Psychiatrie. Abteilung Nuklearmedizin Zentrum Radiologie

Transkript

1 SPECT und PET in der Psychiatrie Abteilung Nuklearmedizin Zentrum Radiologie

2 SPECT und PET in der Psychiatrie Grundlagen Atomaufbau SPECT PET Tracer Indikationen zur SPECT Indikationen zur PET

3 Atomaufbau A Z Massenszahl X Kernladungszahl Proton Neuton Elektron

4 γ-strahlung Übergang eines angeregten Kernzustands in den Grundzustand

5 Planare Szintigraphie Gamma-Kamera Prinzip: Planare Bilder Akquisition: statisch dynamisch Tracer: γ-strahler Auflösungsvermögen: 1-2 cm

6 Gamma-Kamera: Ausgangssignal

7 SPECT Prinzip: 3-dimensionale Schnittbilder Akquisition: statisch Tracer: γ-strahler Auflösungsvermögen: 8 mm

8 SPECT: Ausgangssignal

9 β + -Umwandlung (P: N+p) Tochternuklid: Kernladungszahl:-1, Massenzahl: unverändert Alternative: EC (Electronic capture)

10 Positronenstrahler in der Medizin Nuklid HWZ C min 0,96 N min 1,19 O-15 2 min 1,72 F min 0,64 Ga min 1,89 E max. (MeV) Rb-82 1,3 min 3,35

11 PET-Scanner Prinzip: 3-dimensionale Schnittbilder Akquisition: statisch / dynamisch Tracer: β+-strahler Auflösungsvermögen: 5 mm

12 PET: Ausgangssignal

13 PET /CT

14 PET /CT

15 SPECT und PET der Hirnperfusion Hirnperfusion: 15% des HZV Hirngewicht 2% des Körpergewichtes Fast alle ZNS-Erkrankungen zeichnen sich durch eine gestörte Perfusion aus

16 Hirnperfusions-SPECT Prinzip eines Perfusionstracers Prinzip: flußproportionale Aufnahme und dauerhafte Anreicherung in den Neuronen Lipophil Hohe Extraktion im First-pass Neuronales Trapping durch hydrophile Umwandlung geringer Wash-out

17 SPECT- Perfusionstracer 123 I-IMP 99m Tc-HMPAO 99m Tc-ECD Extraktion 90% 70% 60% wash-out Plateau bis 1 h p.i. 15%/ 15min 1%/h 9%/h BG-Clearance rasch langsam rasch Trapping protoniert hydrophile Umwandlung Esterspaltung Vitalitätsmarker

18 SPECT- Perfusionstracer: ECD

19 Hirnperfusions-PET H 2 0 HWZ: 2 min NH 3 HWZ: 10 min

20 SPECT vs. PET SPECT keine Quantifizierung keine dynamischen Sequenzen geringere örtliche Auflösung billig und Verfügbar PET Quantifizierung dynamischen Sequenzen hohe örtliche Auflösung teuer und nicht überall verfügbar

21 Die Hirnperfusionszintigraphie und die PET in der Demenzdiagnostik

22 Demenz Definition: Verlust zuvor erworbener intellektueller Fähigkeiten Gedächtnis Konzentration Aufmerksamkeit Abstraktionsfähigkeit Persönlichkeitsstruktur

23 Demenzabklärung Klinischer Verdacht neuropsychologische Testung Hypothesen zum Demenztyp Bildgebende Verfahren (MRT /CT/ SPECT / PET)

24 Häufige Demenzformen Alzheimer-Demenz (DAT) Fronto-temporale Demenz Vaskuläre Demenz Demenz vom Lewy-Body Typ Pseudodemenz bei Depression

25 DAT-Neurobiologie Beginn im enterorhinalen Kortex, Hyppocampus, Amygdala Übergriff auf heteromodalen Assoziationskortex va. temporo-parietal frühzeitiger Befall des cholinergen Systems (N. basalis MEYNERT) dopaminerges System ungestört

26 DAT- Klinik Früh: Spät: gestörtes Kurzzeit- Gedächtnis verminderter Antrieb vermindertes Interesse in 30%: depressives Syndrom Störung der Wahrnehmung Aggressivität Enthemmung

27 Kognitives Defizit: Frühdiagnose einer DAT mit 99mTc-ECD

28 FTD- Klinik Früh: Spät: Persönlichkeitsveränderungen Euphorie emotionelle Verflachung Enthemmung Erst spät kommt es zu Orientierungsstörungen

29 Kognitives Defizit: Frühdiagnose einer FTD mit 99mTc-ECD

30 Lewy-Body Demenz - Klinik Früh: Spät: kaum gestörtes Kurzzeit-Gedächtnis visuelle Halluzinationen Extrapyramidale Symptome Aggressivität Enthemmung

31 Kognitives Defizit: DD: Lewi-Body Demenz / DAT

32 Kognitives Defizit Vaskuläre Demenz; 99mTc-ECD

33 Glukosemetabolismus: Die Rolle der F-18-FDG PET Glukose ist das Hauptsubstrat des neuronalen Energiestoffwechsels Perfusion und Glukosemetabolismus sind eng gekoppelt Bei Änderungen im Glukosemetabolismus ändert sich kurzfristig die Perfusion und vice versa HO HO H OH H H H O OH H OH HO HO H OH H H H O 18 F H OH D-Glukose [ 18 F]FDG

34 F-18-FDG-PET

35 Kognitives Defizit: Frühdiagnose einer DAT mit F-18-FDG

36 Untersuchungen an Neurotransmittern Neurorezeptoren und Transportern

37 Untersuchungen an Neurotransmittern Neurorezeptoren und Transportern Radioaktiv markierte Neurotransmitter (Sekretion und Re-Uptake) Rezeptoraffine Tracer der ideale Tracer Lipophil Uptake unabhängig vom cerebralen Blutfluss Möglichst selektive Bindung an Rezeptor- und Transporter- Subtypen F-18-DOPA-PET

38 Untersuchungen an Neurorezeptoren F-18-Flumazenil: Benzodiazepin-Rezeptoren C-11-Carfentanyl: Opioid-Rezeptoren C-11-Raclopride: D2-Rezeptoren

39 Nigrostriatales System Dopaminerg

40 Nigrostriatales System SPECT-Tracer IPS: Nigrostriatales Defizit; D2-Rezeptoren erhöht MSA: Nigrostriatales Defizit; D2-Rezeptoren erniedrigt

41 I-123 IBZM Radioiodiertes Benzamid (Neuroleptikum) Hohe Affinität zu postsynaptischen D2- Rezeptoren Semiquantitative Auswertung möglich (Quotient BG / Cortex) MRI IBZM-SPECT Fusion

42 I-123 IBZM Fragestellung: D-2-Rezeptorexpression erhalten? Kontrolle M. Parkinson MSA

43 Markierte Kokainanaloga: Darstellung der Monamintransporter Radioiodierte oder 99mTc-markierte Kokainanaloga Hohe Affinität zu präsynaptischen Monamintransportern Semiquantitative Auswertung möglich (Quotient BG / Cortex) FP-CIT Kokain

44 Markierte Kokainanaloga: Darstellung der Monamintransporter

45 Markierte Kokainanaloga: Differentialdiagnose von Demenzen Perfusion Dopamin-Transporter DAT DAT vs. Lewi- Body Demenz? Lewi- Body Demenz

46 PET/MR

47 Fazit SPECT und PET sind funktionelle Untersuchungen, die semiquantitative (SPECT) bzw. quantitative (PET) Aussagen zur Hirnperfusion Expression von Neurorezeptoren Sekretion von Neurotransmittern Expression von Transportern ermöglichen