Nuklearmedizin Einführung, konventionelle Diagnostik, SPECT
Nuklearmedizin Definition Nuklearmedizin ist die Anwendung von radioaktiven Stoffen zu diagnostischen und therapeutischen Zwecken an Patienten und zur Erforschung von Erkrankungen
Nuklearmedizin Tracermethode nach G. von Hevesy, 1943 hierbei bedient sie sich der sogenannten Tracermethode: Einsatz von kleinen Mengen radioaktiv markierter Substanzen zur Untersuchung von physiologischen und biochemischen Vorgängen im Organismus.
Bilderzeugung in Röntgen und Nuklearmedizin Röntgenröhre Röntgenfilm
Strahlenexposition Nuklearmedizinische Untersuchungen führen zu einer Strahlenexposition von Patient Personal Umwelt
Strahlenexposition Nuklearmedizinische Untersuchungen führen zu einer Strahlenexposition von Patient Personal Umwelt Die Strahlenexposition muß so niedrig wie möglich gehalten werden durch: strenge Indikationsstellung (Alternativmethoden) optimale Untersuchungstechniken strenge Qualitätskontrollen
Faktoren der Strahlenexposition Art der Strahlung Photonenstrahlung Korpuskularstrahlung
Faktoren der Strahlenexposition Art der Strahlung Photonenstrahlung γ - Strahlung Röntgenstrahlung
Faktoren der Strahlenexposition Art der Strahlung Photonenstrahlung Korpuskularstrahlung Elektronen Positronen Protonen Neutronen α-strahlung (He-Kerne)
Faktoren der Strahlenexposition Art der Strahlung Photonen- / Korpuskularstrahlung Energie der Strahlung
Faktoren der Strahlenexposition Art der Strahlung Photonen- / Korpuskularstrahlung Energie der Strahlung Halbwertszeit HWZ
Faktoren der Strahlenexposition Art der Strahlung Photonen- / Korpuskularstrahlung Energie der Strahlung Halbwertszeit HWZ physikalische HWZ phys biologische HWZ biol effektive HWZ eff
Radioaktiver Zerfall Halbwertszeit (HWZ) HWZ phys : Halbwertszeit des radioaktiven Zerfalls HWZ biol : Halbwertszeit, innerhalb der eine Substanz aus einem Verteilungsraum (z.b. Organ, Blut) zur Hälfte verschwunden ist HWZ eff = HWZ biol HWZ phys HWZ biol + HWZ phys
Radioaktiver Zerfall Definitionen Aktivität (A) = Zerfälle Zeit Einheit: 1 Bq = 1 Zerfall sec 1 Ci = 3.7 10 10 Zerfälle * sec
Faktoren der Strahlenexposition Art der Strahlung Photonen- / Korpuskularstrahlung Energie der Strahlung effektive Halbwertszeit HWZ eff Aktivitätsmenge
Prinzip der Gamma-Kamera (Anger-Kamera) Kollimator SzKr Photomultiplier Elektronik Auswerteeinheit Rechner Scope Polaroid Röntgenfilm Bilddokumentation
Gamma-Kamera (Anger-Kamera) Siemens Bodyscan
PET-Scanner Atomkern Positron e + e + e + 511 kev e + e + e + e + _ e e _ e Annihilation _ 511 kev e _ γ 2 Elektron Detektorblock γ 1 Detektorblock 180 ± 0.5
Kriterien zur Auswahl radioaktiver Isotope Die penetrierende γ-strahlung ist wichtig für den diagnostischen Nachweis des Radiopharmazeutikums außerhalb des Patienten (in vivo-diagnostik). Wegen der relativ geringen Energieabgabe im Gewebe ist die Strahlenexposition niedrig. Die nicht penetrierende β-strahlung (Reichweite im Gewebe < 5 mm) ist wichtig für den therapeutischen Einsatz eines Radiopharmazeutikums.
Radioaktive Isotope in der Nuklearmedizin Radionuklid Halbwertszeit γ-energie (kev) Zerfallsart 99m-Tc 6 h 140 IT 131-J 8.05 d 364 β γ 125-J 60 d 35 EC 123-J 13,3 h 159 EC 113m-In 1,67 h 393 IT 111-In 2,8 d 170, 250 EC 57-Co 270 d 122 EC 201-TI 73 h 167, 135 EC
Prinzip eines Radionuklidgenerators Elutionsmittel (NaCl) Chromatographie - Säule mit radioaktivem Mutternuklid abgetrenntes radioaktives Tochternuklid Bleiabschirmung
Radiopharmazeutikum Definition Radioaktive Arzneimittel (Radiopharmaka) sind Arzneimittel, die radioaktive Stoffe enthalten und ionisierende Strahlung spontan aussenden und die wegen dieser Eigenschaften angewendet werden. keine pharmakologische Wirkung Radionuklid + Organspezifischer Träger (Pharmakon)
Radiopharmazeutikum Beispiele Radionuklid + Organspezifischer Träger (Pharmakon) 99m Tc Zinnkolloid Leber MAA Lunge MDP (DPD) Skelett Isonitril (MIBI) Herz 123 Jod Hippuran Niere MIBG NNM
Nuklearmedizin konventionelle Diagnostik und SPECT
Prinzipien der nuklearmedizinischen Bildgebung Szintigraphie statische Szintigraphie Sequenzszintigraphie Funktionsszintigraphie Szintigraphie: Flächenhafte (zweidimensionale) Darstellung einer räumlichen (dreidimensionalen) Radioaktivitätsverteilung. Die dritte Dimension wird durch das Maß der Radioaktivitäts-Belegung pro abgebildeten Meßpunkt wiedergegeben.
Szintigraphie statische Szintigraphie Mit der statischen Szintigraphie können Informationen über Größe, Form und Lage sowie über das Speicherverhalten von Organen gewonnen werden. Die Darstellung erfolgt nach Abschluss der Verteilung bzw. zu einem definierten Zeitpunkt, der für die Markierung eines Organs repräsentativ ist.
Skelettszintigraphie: Tc-99m-markierte Diphosphonate Normalbefund Diagnose: Multiple Skelettfiliae
Skelettszintigraphie: Tc-99m-markierte Diphosphonate
Tumorszintigraphie mit In-111 Octreotid (Somatostatinrezeptorligand)
Schilddrüsendiagnostik - Beispiele
Radiojodtherapie multifokale Autonomie vor RJ-Therapie (13.03.97) nach RJ-Therapie (07.10.97) TSH < 0.03 µu/ml TSH = 0.75 µu/ml 5 c 5 m c m 5 c m E., E., w, 58 a
Schilddrüsen-Ca. pap./foll. SD-Ca pt 4 N 0 M 1 (Lunge) Posttherapie-Scans nach 1.RJTh 2.RJTh 3.RJTh o R.,F. 01.06.37 r v l r v l r v l Tg: 441 ng/ml Tg: 9.2 ng/ml Tg: < 1.0 ng/ml
Szintigraphie Sequenzszintigraphie Bildliche Darstellung der Verteilung eines radioaktiven Stoffes im Organismus und seiner zeitlichen Veränderung durch eine Folge von szintigraphische Bildern (z.b. sequenzszintigraphische Darstellung einer Organperfusion oder des 131 J-Hippurantransports durch die Nieren).
3-Phasen-Skelettszintigraphie 1. Phase/ Arterielle Perfusion 15 Akquisitionsbeginn: Sofort mit Injektion Injektion als Bolus 9 12 6 3
3-Phasen-Skelettszintigraphie 2. Phase/ Blutpool Akquisitionsbeginn: Im Anschluß an die 1. Phase bzw. 2-5 min p.i. 2 P.I. 5 P.I.
3-Phasen-Skelettszintigraphie 3. Phase/ Knochenphase Akquisitionsbeginn: 2.5-3 h p.i. 3H P.I. 3H P.I.
Lymphabflussszintigraphie mit Tc-99m Nanokolloid (sentinel-node Konzept): Malignes Melanom Zeit Injektionen SLN Lk SLN
Lymphabflussszintigraphie mit Tc-99m Nanokolloid (sentinelnode Konzept): Mammakarzinom SLN axillär Injektionsstellen Injektionsstellen abgedeckt
Kollimierte Gamma- Meßsonde zur intraoperativen Detektion des SLN
Tumorszintigraphie (Nebenschilddrüse): Tc-99m Sestamibi Diagnose: Nebenschilddrüsenadenom
Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren Nieren: 99m Tc-MAG 3 Untersuchungstechnik: Sequenzszintigraphie Funktionsszintigraphie
Szintigraphie Funktionsszintigraphie Bildliche Darstellung und quantitative Auswertung der zeitlichen Verteilungsänderung eines radioaktiven Stoffes im Organismus durch szintigraphische Bilder und Berechnung von Zeit-Aktivitätskurven über elektronisch ausgewählten Regionen (Regions of interest), die das gesamte Organ oder interessierende Teile des Organs beinhalten.
Nierentumor Präoperative Abklärung
Postrenale Abflussstörung obstruktiv
Nierensequenzszintigraphie Abklärung NAST mit ACE-Hemmer ohne ACE-Hemmer L R L R D D
Nierensequenzszintigraphie Abklärung NAST mit ACE-Hemmer ohne ACE-Hemmer
SPECT = Single Photon Emission Computed Tomography Aufnahme eines dreidimensionalen Datensatzes durch ein Gammakamerasystem mit einem oder mehreren rotierenden Detektorköpfen und Rekonstruktion von Schichten in beliebiger Orientierung
Gamma-Kamera (Anger-Kamera) 2-Kopf-Kamera 3-Kopf-Kamera
Gamma-Kamera (Anger-Kamera) Akquisition Rekonstruktion (gefilterte Rückprojektion)
Untersuchungstechnik SPECT Bildbeispiel: SPECT der Lendenwirbelsäule
Untersuchungstechnik SPECT versus Zusatzaufnahme Mehraufwand 20-30 Minuten? Kamera verfügbar? SPECT Informationsgewinn? Rippen LAO 45
SPECT der Wirbelsäule Nachweis von Herdbefunden mit SPECT vs. planarer Sz. planar SPECT
SPECT der Wirbelsäule Thorakale Rückenschmerzen: Unklare lytische Läsion 6. BWK re SPECT CT Transversal Coronal
Skelettszintigraphie R coronar L transversal sagittal L R planar
Tumorszintigraphie (Nebenschilddrüse): Tc-99m Sestamibi Diagnose: Dystopes NSD-Gewebe
Tumorszintigraphie (Nebenschilddrüse): Tc-99m Sestamibi SPECT coronar dorsal ventral
Tumorszintigraphie (Nebenschilddrüse): Tc-99m Sestamibi Tc-99m-MIBI-SPECT Computertomographie Fusion
Tumorszintigraphie mit Tc-99m EHT (Somatostatinrezeptorligand)
Tumorszintigraphie mit Tc-99m EHT (Somatostatinrezeptorligand) Skelett- SPECT
Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren Stress Belastung Myokard: 99m Tc-MIBI Ruhe Rest Untersuchungstechnik: SPECT-Technik
Strahlenexposition durch radiologische Diagnostik msv 20 10 5 1 0.1 0.05 Herz: 201 Tl -Chlorid Hirn: 99m Tc -HMPAO Leber: 99m Tc -HIDA Skelett: 99m Tc -MDP Lunge: 99m Tc -MAA Schilddrüse: 99m Tc - Pertechnetat Nieren: 99m Tc - DMSA Nieren: 99m Tc - Mag 3 Schillingtest Nuklearmedizin Röntgen-Diagnostik CT Abdomen CT Thorax Kolonkontrasteinlauf Urogramm Magen-Dünndarm-Passage LWS 2 Ebenen Becken-Übersicht BWS 2 Ebenen Schädel 2 Ebenen Thorax 2 Ebenen
Tumorszintigraphie (Ganzkörper): I-131 1.RJTh 2.RJTh 3.RJTh r v l r v l r v l Diagnose: Metastasiertes Schilddrüsenkarzinom
Tumorszintigraphie (Ganzkörper): I-123 MIBG R V L L D R Diagnose: Lebermetastasen bei Neuroblastom
Tumorszintigraphie (Ganzkörper): I-123 MIBG R V L L D R Diagnose: Mediastinales Neuroblastom
Tumorszintigraphie In-111 Octreotide (Somatostatinrezeptoren) Diagnose: Metastasiertes Karzinoid
Tumorszintigraphie (Nebenschilddrüse): Tc-99m Sestamibi SPECT transversal cranial caudal ventral dorsal
Skelettszintigraphie: Tc-99m-markierte Diphosphonate