Gehirn-Szintigrafie
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Neurologische PET-Diagnostik<br />
C. Landvogt<br />
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Demenzen
Relative Häufigkeit von Demenzformen<br />
Frontalhirn-Demenzen<br />
subkortikale<br />
Degenerationen<br />
Depression<br />
funktionell<br />
Pharmaka, Hormone etc.<br />
Mischform<br />
(AK+ZK)<br />
Alzheimer-Krankheit (AK)<br />
zerebrovaskuläre<br />
Krankheit (ZK)<br />
strukturell
Prävalenz der Demenzformen: Rotterdam-<br />
Studie
Nuklearmedizinischen Demenzdiagnostik<br />
Single-Photon-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT):<br />
Messung des cerebralen Blutflusses<br />
Radiopharmaka:<br />
99m<br />
Tc-ECD, 99m Tc-HMPAO<br />
Positronen-Emissions-Tomographie (PET):<br />
Messung des cerebralen Glukosemetabolismus<br />
Radiopharmakon:<br />
18<br />
F-Fluorodexyglukose (18-FDG)<br />
PET aufwendiger aber sensitiver als SPECT<br />
Patienten mit schlecht einstellbarem Diabetes mellitus eher SPECT
18-FDG-PET: Normalbefund
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz
18-FDG-PET: Erstellung von 3D-Oberflächenprojektionen<br />
Minoshima et al., J Nucl Med 1995
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz<br />
Oberflächenprojektion<br />
rechts lateral<br />
oben<br />
Vergleich zu einem Normkollektiv<br />
links lateral
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase<br />
FDG-PET ist geeignet für die Frühdiagnose einer Alzheimer Krankheit:<br />
Klinisch inapperente Personen mit hohem Risiko für eine DAT (homozygot Allel e 4<br />
apolipoprotein E) zeigen DAT-typische Veränderungen im FDG-PET<br />
Reiman et al. N Engl J Med. 1996<br />
Verminderter Metabolismus im posteriorem Zingulum ist prädiktiv für die Entwicklung<br />
einer Demenz bei Patienten mit „mild cognitive impairment“<br />
Minoshima et al. Ann Neurol 1997.<br />
Minoshima et al. Ann NY Acad Sci 1999<br />
Hohe diagnostische Genauigkeit bei „very mild probable AD“ (MMSE >24): Sensitivität<br />
84%; Spezifität 93% Herholz et al. Neuroimage 2002
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase<br />
Oberflächendarstellung<br />
Questionable and Mild AD vs. Non-AD: ROC Analysis<br />
X-axis: 1 - Specificity, Y-axis: Sensitiv ity<br />
Slice Presentation<br />
3D-SSP Presentation<br />
1.00<br />
1.00<br />
rechts mesial<br />
links mesial<br />
0.75<br />
0.75<br />
Vergleich zum Normkollektiv<br />
0.50<br />
0.50<br />
EXPERT 1<br />
EXPERT 2<br />
0.25<br />
0.25<br />
BEGINNER 1<br />
BEGINNER 2<br />
0.00<br />
0.00<br />
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00.00 0.25 0.50 0.75 1.00<br />
Burdette, et al. Radiology 1996<br />
Konversionsrate > 90 % in 2 Jahren Drzezga et al. Eur J Nucl Med 2003<br />
Chetelat et al. Neurology 2003<br />
Minoshima et al. Ann Neurol 1997
18-FDG-PET: Befunde bei Alzheimer-Demenz<br />
Stadium I:<br />
posteriores Cingulum<br />
(Minoshima et al. 1997 und 1999)<br />
Stadium II:<br />
(bi)temporo-parietaler Kortex<br />
Stadium III:<br />
zusätzlicher Befall des Frontalkortex<br />
Nicht beteiligt: Zentralregion, Occipitalkort.,<br />
Basalganglien, Thalamus
Lewy-Körper-Demenz<br />
Nachweis von Lewy-Körpern in subcorticalen, allocorticalen,<br />
und neocorticalen Strukturen<br />
Geschätzte Prävalenz (autoptisch): 13-26%<br />
Heterogene klinische Präsentation<br />
•Fluktuierende kognitive Defizite<br />
•Visuelle Halluzinationen<br />
•Parkinsonismus<br />
Klinisch und histopathologisch Überlappungen mit anderen<br />
neurodegenerativen Demenzen (Demenz vom Alzheimertyp)
Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz<br />
18-FDG-PET
Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz<br />
18-FDG-PET<br />
Oberflächendarstellung<br />
Linke Seitansicht Rechte Seitansicht Ansicht von hinten<br />
TRUE POSITIVE FRACTION<br />
1<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
1<br />
transversal<br />
r l r l<br />
0<br />
ROC Analysis: Pure AD versus DLB<br />
Transaxial Slice<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
FALSE POSITIVE FRACTION<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0<br />
3D-SSP<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
FALSE POSITIVE FRACTION<br />
TRUE POSITIVE FRACTION<br />
Expert1<br />
Expert2<br />
Beginner1<br />
Beginner2<br />
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Lewy-Body-Demenz (Parkinson-ass. Demenz)<br />
Befund wie bei Alzheimer-Demenz + visueller Kortex<br />
18-FDG<br />
Weitergehende Abklärung mittels 18-F-Dopa-PET<br />
(alternativ: DAT-SPECT):<br />
reduzierte striatale 18-F-Dopa-Speicherung
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET<br />
Oberflächendarstellung<br />
rechts lateral oben links lateral<br />
Vergleich zum Normkollektiv<br />
Klinik für Nuklearmedizin
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET<br />
Betroffene Regionen:<br />
orbito-frontal, dorsolateraler frontal, anterior<br />
temporal<br />
später:<br />
posterior temporal und parietal<br />
diagnostisch richtungsweisend:<br />
frontaler Befund >> temporo-parietaler Befund
Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET<br />
rechts lateral links<br />
lateral<br />
von oben von<br />
unten<br />
von vorne von hinten
Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET<br />
Betroffene Regionen:<br />
multiple kleinere kortikale Stoffwechsel-<br />
/Perfusions-defekte<br />
keine anatomischen Prädilektionsstellen<br />
Ausmaß der kortikalen Stoffwechsel-<br />
/Perfusionsdefekte korreliert mit dem<br />
neuropsychologischen Befund<br />
Mori et al. 1999, Sabri et al. 1999
Pseudodemenz: 18-FDG-PET bei Depression<br />
Oberflächendarstellung<br />
links lateral<br />
oben<br />
Vergleich zum Normkollektiv<br />
rechts lateral<br />
Klinik für<br />
Nuklearmedizin
Basalganglienerkrankungen
Dopaminerges System: PET-Tracer<br />
Parameter<br />
Glukosemetabolismus<br />
Perfusion<br />
Dopamin-Speicherkapazität<br />
Dopamin-Wiederaufnahme<br />
D 1 artige-Rezeptoren (D 1 ; D 5 )<br />
D 2 artige-Rezeptoren(D 2 ; D 3 ; D 4 )<br />
Tracer<br />
18<br />
F-Deoxyglukose<br />
H<br />
15 2 O<br />
18<br />
F-Dopa<br />
11<br />
C-Nomifensin (SPECT:123I-FP-CIT)<br />
11<br />
C-SCH23390<br />
11<br />
C-Racloprid<br />
11<br />
C-/ 18 F-Spiperonderivate<br />
18F-Desmethoxyfallyprid<br />
18<br />
F-Fallyprid<br />
Dopamin-Abbau 11 C-Deprenyl<br />
(SPECT: 123I-IBZM)
M. Parkinson<br />
Symptome:<br />
- Rigor<br />
- Tremor<br />
- Brady-/ Akinese<br />
DD des M. Parkinson:<br />
- essentieller Tremor<br />
- Lewy-Body-Demenz<br />
- Dopa-responsive Dystonie<br />
- medikamenteninduziertes Parkinsonsyndrom<br />
- PSP<br />
- MSA<br />
- vaskulärer Pseudoparkinsonismus
M. Parkinson<br />
18<br />
F-Dopa-PET<br />
Normalbefund<br />
bzw.<br />
Essentieller Tremor<br />
M. Parkinson<br />
Klinik für Nuklearmedizin
M. Parkinson<br />
18<br />
F-Dopa<br />
18<br />
F-DMFP<br />
Klinik für Nuklearmedizin
M. Parkinson<br />
18<br />
F-DOPA<br />
123<br />
I-IBZM
Parkinson-Syndrome:<br />
Indikationen für den Einsatz postsynaptischer Tracer<br />
= D 2 -Rezeptorliganden ( 11 C-Racloprid, 18 F-DMFP, 123 I-IBZM)<br />
DD M. Parkinson vs. Parkinson-Syndrome<br />
anderer Ätiologie:<br />
- Multisystem-Atrophie<br />
MSA-P: Striato-nigrale Degeneration<br />
MSA-C: sporadische olivopontocerebelläre Atrophie<br />
- progressive supranukleäre Lähmung<br />
- kortikobasale Degeneration<br />
- toxische Parkinsonsyndrome<br />
(- vaskuläre Parkinsonsyndrome)
Parkinson-Syndrome: szintigraphische Befundmuster<br />
18<br />
F-FDG präsynaptisch postsynaptisch<br />
( 18 F-Dopa, FP-CIT) ( 18 F-DMFP, IBZM)<br />
M. Parkinson normal Caudat.< Putamen - normal<br />
striato-nigrale Striatum Caudat. = Putamen <br />
Degeneration<br />
PSP Striatum Caudat. = Putamen <br />
frontal <br />
kortiko-basale Striatum Caudat. = Putamen <br />
Degeneration Thalam. Kort.<br />
vaskulär Striatum Kort. <br />
toxisch variabel variabel variabel
M. Parkinson / Parkinsonsyndrome<br />
18<br />
F-DMFP- PET<br />
M. Parkinson<br />
links-dominante Symptomatik<br />
Multisystematrophie<br />
rechts-dominante Symptomatik<br />
transversal<br />
coronal<br />
transversal<br />
coronal<br />
Klinik für Nuklearmedizin
PET vs. SPECT<br />
Vorteile PET: bessere räumliche Auflösung und Quantifizierbarkeit<br />
D2-Rezeptorliganden: Bessere Target/Background-Ratio der PET-Tracer<br />
18<br />
F-DMFP: 4 : 1 123 I-IBZM: 1,5 : 1<br />
Vergleichsstudie DMFP vs. IBZM (Vogt & Schreckenberger)<br />
24 Patienten: 13 IPS, 11 APS<br />
Spezifität DMFP:<br />
Spezifität IBZM:<br />
75% (IPS) und 100 % (APS)<br />
71% (IPS) und 80% (APS)<br />
Aber:<br />
möglicherweise in der Frühdiagnostik Überlegenheit der Transporter-<br />
Liganden<br />
(z. B. FP-CIT) gegenüber 18 F-DOPA<br />
bei Neuronendegeneration kompensatorisch erhöhte DOPA-<br />
Decarboxylase-Aktivität (Ito et al. Synapse 1999)
Sonstiges<br />
Dopa-responsive Dystonie<br />
Selten !<br />
Differenzialdiagnose: juveniler M. Parkinson<br />
F-DOPA / DAT normal !<br />
Medikamentös induziertes Parkinson-Syndrom<br />
Häufig bei Patienten mit antidopaminerger Medikation<br />
(Neuroleptika!, Antiemetika), dosisabhängig.<br />
Kann monatelang nach Absetzen der Medikamente anhalten !<br />
F-DOPA / DAT normal !<br />
Geeignet zur Differenzierung gegen beginnenden M. Parkinson<br />
bzw. atypische Parkinsonsyndrome.
M. Huntington<br />
M. Huntington:<br />
Reduktion von FDG-Aufnahme<br />
und Racloprid-Bindung<br />
vor dem Auftreten von Atrophien<br />
und neurologischen Symptomen<br />
Objektivierung des Erkrankungbeginns<br />
Kuwert et al. Brain 1990<br />
Antonini et al. Brain 1996
Begleitmedikation<br />
Präsynaptische Tracer: meist kein Absetzen erforderlich<br />
(FP-CIT, 18 F-Dopa) Amphetamin (oder Analoga) Bupropion (Zyban )<br />
FP-CIT: SSRI --> falsch negative Befunde<br />
Postsynaptische Tracer: 12 h vorher absetzen:<br />
(IBZM, 18 F-DMFP)<br />
- L-Dopa<br />
mindestens 48 h vorher absetzen:<br />
- Dopaminagonisten<br />
- Metoclopramid<br />
- Flunarizin, Cinnarizin<br />
- Psychostimulantien<br />
- Neuroleptika
Strahlenexposition<br />
CT-Schädel:<br />
IBZM-SPECT:<br />
FP-CIT-SPECT:<br />
1,5–2 mSv<br />
3,7 mSv<br />
4,4 mSv<br />
18<br />
F-FDG-PET: 4,5 mSv<br />
18<br />
F-Dopa-PET: 4,8 mSv<br />
18<br />
F-DMFP-PET: 5,6 mSv<br />
CT-Thorax:<br />
CT-Abdomen:<br />
10-15 mSv<br />
15-20 mSv
Zusammenfassung<br />
Frühdiagnostik des M. Parkinson:<br />
Präsynaptische dopaminerge Radiopharmaka<br />
( 18 F-Dopa und Kokain-Analoga)<br />
Verlaufskontrolle ggf. nach 1 Jahr<br />
(10% Test-Retest ; jährliche Reduktion 10%)<br />
Differentialdiagnose M.Parkinson vs<br />
symptomatische Parkinsonsyndrome:<br />
- Postsynaptische dopaminerge Radiopharmaka<br />
(D 2 -Rezeptorliganden)<br />
Krankheitsbeginn bei M. Huntington<br />
Parkinson-assoziierte Demenz<br />
Regionaler Glukosemetabolismus ( 18 F-FDG)
Epilepsien
FDG-PET<br />
Prinzip:<br />
Interiktal zeigt die Umgebung eines epileptogenen Fokus<br />
einen reduzierten Glukosemetabolismus<br />
- „standart resting conditions“<br />
Durchführung:<br />
- stiller, abgedunkelter Raum / Schlafbrille<br />
- Patient liegt ruhig auf einer Liege<br />
- nach ca. 10 min.: Injektion des Tracers<br />
- EEG Kontrolle<br />
- Start der Messung 30 min. nach Injektion
FDG-PET<br />
Befunde mTLE:<br />
-reduzierte FDG-Anreicherung ipsilateral tempor-mesial,<br />
temporo-polar und temporo-lateral<br />
(Sens. 80-90%, Spez. 80-85%)<br />
-auch Befunde bei unauffälligem MRT<br />
(Sens. 60-80%)<br />
Extratemporale Epilepsie:<br />
gelegentlich hilfreich (Sensivität 40-96%, Ausdehnung korreliert<br />
dabei mit Erkrankungsdauer und Anfallsfrequenz, nicht mit dem chirurgischen<br />
Outcome)
18<br />
F-FDG-PET<br />
Temporallappen-Epilepsie links<br />
re<br />
li
18<br />
F-FDG-PET<br />
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Fallypride-PET<br />
Prinzip:<br />
Das Gebiet um einen temporalen epileptogenen<br />
Focus zeigt eine<br />
reduzierte Bindungskapazität der<br />
Dopaminrezeptoren<br />
Reduzierte Anreicherung von Fallypride<br />
(hochaffiner D2/D3-Rezeptor-Tracer)
Fallypride-PET<br />
Durchführung:<br />
- Der Patient liegt auf der Kameraliege<br />
- Aufnahme startet mit Injektion des Tracers<br />
- 180 MBq F18-Fallypride<br />
- 3 Stunden dynamische Aufnahmen - 3D Modus<br />
Ruhebedingungen sind nicht erforderlich.
Fallypride-PET<br />
Befunde:<br />
Auf der betroffenen Seite zeigt sich<br />
temporal eine reduzierte Fallypride-<br />
Bindung
Temporallapenepilepsie links<br />
18F-Fallypride<br />
re<br />
li<br />
18F-FDG
Temporallapenepilepsie links<br />
FDG-PET unauffällig, Fallypride-PET pathologisch !<br />
re<br />
li
Flumazenil-PET<br />
Prinzip:<br />
- C11-Flumazenil: GABA-Rezeptor Ligand<br />
- epileptogene Foci zeigen eine reduzierte<br />
GABA-Rezeptordichte -> Flumazenil Bindung reduziert<br />
Durchführung:<br />
- Start der Messung bei Injektion des Tracers<br />
- 500 MBq bei C11, 180 MBq bei F18<br />
- ca. 60 min. dynamisch oder spät-statisch
Flumazenil-PET<br />
Befunde:<br />
mTLE:<br />
Minderspeicherung ipsilateral (wie FDG-PET und Fallypride-PET)<br />
Extratemporale Epilepsien:<br />
fokale Minderanreichherung, über den MRT-Befund hinausgehend<br />
wird das minderspeichernde Areal nicht komplett reseziert, wird<br />
eine Anfallsfreiheit of nicht erreicht
Temporallappenepilepsie rechts<br />
18-F-FDG<br />
18-F-Ethyl-<br />
Flumazenil<br />
Coronal /<br />
AC-PC Linie<br />
Transaxial<br />
parallel zum<br />
Temporallappen<br />
Klinik für<br />
Nuklearmedizin
Vielen Dank !