Klinik für Nuklearmedizin Nuklearmedizinische Diagnostik des muskuloskeletalen Systems beim Kind!!! Was ist Nuklearmedizin? Anwendung schwach radioaktiver Medikamente (offener Radionuklide) Therapie Diagnostik Rationale Tracerprinzip Körper kann nicht zwischen radioaktiven und nicht radioaktiven Erscheinungsformen eines Elementes unterscheiden Beispiel Schilddrüse: Jod 127 (nicht radioaktiv) / Jod 131 (radioaktiv) Was ist das Besondere an der Nuklearmedizin? Stoffwechsel bzw. Funktion extrem empfindliche Messung minimale Stoffmengen (pmol) faktisch inert keine Nebenwirkungen, Toxizität oder Allergien im Gegensatz zu CT + MRT (meist) Ganzkörperbildgebung Was limitiert die Nuklearmedizin? wenig anatomische Information räumliche Zuordnung schwierig (aber sehr wichtig!) Detailauflösung begrenzt unscharfe Bilder = nicht fotogen Imageproblem in Deutschland: radioaktiv! Zuweiser, Patienten und Personalakquise Präsenz / Öffentlichkeitsarbeit interdisziplinäre Vernetzung Radiopharmaka (SPECT und PET) Spezifische Bindung in Tumoren Natrium-Iodid ( 123 Iod und 131 Iod) Rezeptorbindung (z.b. Somatostatin) 68 Gallium-DOTAOC (PET) u.a. 111 Indium-Octreotid (SPECT) 123 Iod- und 131 Iod-MIBG Katecholaminstoffwechsel Antigenexpression (z.b. CD20 Rituximab, [CEA]) Unspezifische Speicherung in Tumoren 99m Technetium-MDP 18 F-FDG 18 F-Natrium-Fluorid 18 Fluor-FET 18 Fluor-FCholin 67 Gallium-Citrat 201 Thallium-Chlorid 99m Technetium-V-DMSA 99m Technetium-MIBI u.v.a. 1
Nuklide / Radiopharmaka konventionelle Skelettszintigraphie und PET Unspezifische Osteotrope Substanzen für Szintigraphie (Gammakamera) Kalziumradionuklide ( 45 Ca) - historisch ( 89 Sr, 85m Sr) 99m Tc-markierte Phosphatkomplexe Methylendiphosphonat (MDP) Dicarboxydiphosphonat (DPD) PET und PET/CT 18 F-Natriumfluorid Szintigraphie bildhafte Darstellung der Radionuklidverteilung im Körper durch Messung von außen erzeugtes Bild = Szintigramm Abbildung: einer stationären Radionuklid-Verteilung = statische Szintigraphie Bsp: Schilddrüsenszintigramm, Skelettszintigramm einer zeitlich veränderlichen Radionuklid-Verteilung = dynamische Szintigraphie = Sequenzszintigraphie Bsp: 3-Phasenskelettszintigraphie Beispiel Ganzkörperszintigraphie Normalbefund Skelettszintigraphie hell bzw. dunkel gefenstert 2
99m Tc-DPD E.G., *20.06.45, Verlauf 2003-2009 Prostata-Ca statische Ganzkörperszintigraphie Translation in der Nuk: Diagnostik (Gamma) Therapie (Beta) 2003 2006 2007 2008 2009 Progrediente Skelettmetastasierung 153 Sm-EDTMP E.G., *20.06.45, Verlauf 2003-2009 Prostata-Ca Therapie von Skelettmetastasen SPECT Aufnahmen aus verschiedenen Richtungen (Projektionen) Single- Photon- Emission- Computed- Tomography SPECT axial / transversal sagittal coronar Was ist PET? Positronenemissionstomographie Prinzip: Anreicherung von Positronenstrahlern Detektoren ringförmig um Patienten Strahlung aus dem Patienten gemessen Ergebnis: 3-dimensionaler Datensatz Berechnung von Schnittbildern Abbildung des Stoffwechsels der Gewebe, wenig anatomische Information 3
Vergleich PET vs. SPECT Ortsauflösung höher empfindlichere Messung quantifizierbar primäre Schnittbilddiagnostik (überlagerungsfrei) C11, N13, O15, F18 Biologische Substrate schlechtere Verfügbarkeit höhere Kosten (meist) fehlende Erstattung Was ist CT? Computertomographie Prinzip: Schwächung von Röntgenstrahlen im Patienten Röhre und Detektor rotieren um den Körper Ergebnis: 3-dimensionaler Datensatz Berechnung von Schnittbildern Abbildung der Anatomie / Gestalt von Geweben, keine Information zum Stoffwechsel Warum PET-CT? Installation Biograph mct 40 CT-Komponente PET-Komponente Integration: PET und CT in einem Gerät dadurch: Vorteile der Methoden verknüpft Limitationen wechselseitig kompensiert höhere diagnostische Genauigkeit Zeitersparnis schneller Therapiebeginn erhöhter Patientenkomfort Hybridbildgebung: Optimale Verknüpfung der Abbildung von Anatomie und Stoffwechsel 4
Installation Biograph mct 40 CT-Komponente PET-Komponente Installation Biograph mct 40 CT-Komponente PET-Komponente CT PET Was ist PET-CT? Ganzkörper-Bildgebung! 18 F-FDG PET vom 11.03.2009: R.,M., m., 68j Malignes Melanom ~ 58 extrahepatische MTS!!! weitere hepatische MTS! 12 Tage später... 11.03.2009 Zuckerstoffwechsel Skelettstoffwechsel Somatostatin- Rezeptoren Aminosäurestoffwechsel Membranlipidstoffwechsel Woran liegt das? - schlechter Radiologe? - schlechtes Gerät? aber wo genau??? FDG Fluorid DOTATOC FEC FET Projektionsbild von ventral und lateral 18 F-FDG PET vom 11.03.2009 und PET/CT vom 14.04.2010 R.,M., m., 68j Malignes Melanom 90 min 370 MBq Projektionsbild ventral lateral 1 Jahr später 14 min 250 MBq Projektionsbild ventral lateral Mehrphasentechniken = Dynamische Studien 3-Phasen = eine Lokalisation 2-Phasen = Ganzkörper / multiple Lokalisationen Radionuklidangiographie = nuklidunspezifisch 1. Perfusion (regionale Durchblutg.) / art. Anflutung 2. venöser Blutpool ( Blutfülle ) / Hyperämie 3. Spätphase = nuklidspezifisch Phosponate Fluorid FDG Immunszintigraphie 5
3-Phasen-Skelettszintigraphie 67j, Mann 500 MBq Tc-99m-MDP septische Arthritis 3-Phasen-F 18 -Fluorid-PET/CT Z.n. Knie-TEP rechts, V.a. Prothesenlockerung Mehrphasentechniken gehen auch im PET/CT 56j, m, 0010660051 2-Phasen F 18 -PET/CT Hurra! Bunte Bilder! Tolle Methoden! Kinder? Muskuloskeletale Fragestellungen? Entzündung MT1 li. unklarer Genese. Ausbreitungsdiagnostik bei Sz. im Fuß re. und beiden Händen Frequenz muskuloskeletaler Untersuchungen rückläufig Kinder: Ultraschall und MR: optimale Voraussetzungen Nuk: kleine Objekte versus begrenzte Ortsauflösung Wachstum Stoffwechsel der Epiphysenfugen (Szinti und PET) Stoffwechsel im braunen Fettgewebe (FDG PET) Strahlenbelastung begrenzte Spezifität im Skelett trotzdem Skelettszintigraphie Klassische Indikationen 1 Entzündungen Osteitis / Osteomyelitis Spondylitis Spondylodiszitis / Arthritis Orthopädische Fragestellung TEP Lockerung Osteonekrosen M. Sudeck okkulte Frakturen Skelettszintigraphie Klassische Indikationen 2 Primäre Knochentumore Osteosarkom Ewing-Sarkom Chondrosarkom Sekundäre Knochentumore (MTS) Prostata Mamma Bronchial Schilddrüse Lymphome 6
10j, w. 12/2007 Ewing-Sarkom rechte Tibia es funktioniert! aber 3-5 msv Trauma nonaccidental injury Rückenschmerz CRPS chronisches regionalesschmerzsyndrom Infektion Neoplasie: gutartig und bösartig 1/2008 18j, m. Lokalrezidiv Osteosarkom Knie links FDG PET es funktioniert, aber Strahlenbelastung Skelettszintigraphie versus MR viele Indikationen heute in Konkurrenz zum MRT hohe Ortsauflösung hoher Weichteilkontrast aber MR-Artefakte bei Metallimplantaten MR-Kontradindikation: Herzschrittmacher oft Sedierung / Narkose notwendig keine flächendeckende Versorgung mit GK-MRT Pro-Argumente für Nuk Unvollständiger Überblick: versus MR Malignome primäre maligne Knochentumore: MRT-Domäne MTS ggf. Ganzkörperszinitigraphie Therapieansprechen ggf. PET sekundäre = MTS: z.b. Prostata: Szintigraphie / SPECT gut Fluorid-PET/CT besser MRT auf dem Vormarsch bei lytischen MTS besonders vorteilhaft im Achsenskelett aber: limitiert bei Kalotte, Rippen, Sternum (hier Szintigraphie gut) Traumatologie Bedeutung beschränkt auf Spezialanwendungen Vitalität chronische Osteitis Metall ggf. battered child Haug 2006 Schmiedel 2006 Osteomyelitis Unvollständiger Überblick: versus MR MRT und Szintigraphie: Sensitivität/Spezifität ähnlich MRT zeigt exakter anatomischen Kontext chronische Osteitis FDG-PET Prothesenlockerung MRT / CT durch Artefakte limitiert 3-Phasen-Szintigraphie septisch? ggf. FDG Entzündliche Gelenkerkrankungen in der Frühphase 3-Phasen-S: unauffällig Ausschluss MRT auf dem Vormarsch: Knochen, Knorpel, Sehnen, Bänder,... evtl. komplementäre Verfahren? Haug 2006 Schmiedel 2006 7
Skelettszintigraphie Untersuchung 1 Skelettszintigraphie Untersuchung 2 Lokalisationsprinzip ~ 50% Anreicherung im Skelett ~ 50% Ausscheidung (renal) oberflächliche Adsorption (Chemisorption) Anreicherung in Abhängigkeit vom Knochenstoffwechsel Durchblutung Dicke des Knochens unspezifisch in (mikro)verkalkten Prozessen: Myositis ossificans alte Operationsnarben Karzinome Myokardinfarkt etc pp. visuell / qualitativ Auswertung semiquantitativ in ROI Technik (region of interest) VK z.b. Osteosarkom (COSS-Schema) Seitenvergleich (Referenzregion) Anamnese weil Spezifitätsproblem Klinische Diagnose, Trauma Operation, Chemotherapie etc. Frühere Szintigraphie andere Bildgebung Vorbereitung ggf. kurze klinische Untersuchung Indikationsüberprüfung Zusammenfassung Skelettszintigraphie 1 Knochenstoffwechsel, Aufbau / Mineralisation, nicht Knochenabbau 99 m Tc-Phosphonate (MDP oder DPD) Ganzkörper-Diagnostik Strahlenexposition (~ 3-5 msv) Kosten: moderat // Verfügbarkeit: hoch Befundung: einfach / schnell Sensitivität: hoch / Spezifität: begrenzt gut bei osteoblastischen / weniger bei osteolytischen MTS zusätzlich Perfusion / Weichteildurchblutung darstellbar Aktivität und Ausdehnung entzündlicher Prozesse KEINE Probleme bei Metallimplantaten (vs. CT / MRT) KEINE Probleme mit Schrittmachern KEINE Narkose / Sedierung notwendig 8
18 F-PET, Normalbefund Zusammenfassung Skelettszintigraphie 2 geht (besser) auch als PET und (noch besser) PET/CT Skelettszintigraphie 1. Klasse ;-) Beispiel Hybrid F18-Fluorid-PET/CT Metall: MRT m., 17J., N.D. Polytrauma 12/2009 SAB, Aortenruptur, Lungenkontusion Schulterluxationsfrraktur Femurschaftfraktur bds. Nagel Verlauf: V.a. Osteitis bei Weichteildefekt li. Femur 19.03.2010 F18-Fluorid-PET/CT: Frage nach Vitalität Femur links Histologie HE / entkalkt Zusammenfassung 3 Femur links: avitales Segment / kein Kallus konventionelles wird weniger, wird aber bleiben Trend Hybrid Bsp. PET/CT schnell hohe zeitliche und örtliche Auflösung in PET und CT Genauigkeit (bei vielen Fragestellungen) anatomisch korrekt Ganzkörper vollwertige CT-Bildgebung möglich nicht einfach Plus CT...... auch PET-Komponente wesentlich besser 9
Spezifische Tumorszintigraphien 123I- / 131I-MIBG Szintigraphie und Therapie MIBG Ähnlichkeit Adrenalin/Noradrenalin Aufnahme über zwei Mechanismen aktiv, kaliumabhängiger Transport hohe Affinität niedrige Kapazität über die Zellmembran in intrazelluläre, katecholaminspeichernde Granula (Medikamenteninterferenzen) passive Diffusion 123 I- / 131 I-MIBG - Indikationen Phäochromozytom: Sensitivität 88 % Spezifität 98 % Neuroblastom: Sensitivität 90 % Spezifität 99 % [ Karzinoid: Sensitivität 50-60% ] [ Medulläres SD-karzinom: Sensitivität 10-30% ] [ Kasuistiken: APUDome, Ganglioneurome, Chemodektome, Retinoblastome, u.a.m. ] Definition: Das Neuroblastom maligner, embryonaler Tumor des autonomen Nervensystems Entstehungsorte: Nebennierenmark sympathischer Grenzstrang sympathische Paraganglien Inzidenz: 1,1 Erkrankungen auf 100000 Kinder < 15 Jahre häufigster solider Tumor des Kindesalters Zusammenfassung 4 Skelettszintigraphie: vergleichsweise begrenzter Stellenwert der Nuk bei Kindern Vorteil: keine Narkose metallkompatibel: gute Alternative bei MR-Inkompatibilität MRT: potente Konkurrenz (wenn kein Metall) Knochenmarkinfiltration Diagnostik Therapie aber auch MRT hat Spezifitätsprobleme komplementäre Informationen? vielleicht doch PET / MR? MIBG: fester Stellenwert bei Neuroblastomdiagnostik 10
Fazit fit für den Zweitfacharzt Nuklearmedizin! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Klinik für Nuklearmedizin 11