V o rwort - DTZ Berlin

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1.Begrüßung1. BegrüßungWolfgang MohnikeSehr verehrte Damen und Herren,ich begrüße Sie herzlich zu unserem kardiologischenSymposium. Viele spannende Inhalte und eine ganzeReihe sehr interessanter Vorträge erwarten uns heute.Deshalb möchte ich mich mit der Vorrede nicht langeaufhalten und nur einige wenige Worte zur Einstimmungsagen.Die Symposien zur PET/CT in der Onkologie fanden inden vergangenen Jahren in der Französischen Friedrichstadtkirchestatt, in diesem Jahr im Palais am Festungsgraben– anderes Thema, anderer Raum. Wiefast immer bei uns, geht es um neue diagnostischeMöglichkeiten. Es geht um die Frage: Bringen neuediagnostische Möglichkeiten auch Veränderungender Denkweise oder bringen neue Forderungen diagnostischerArt neue technische Lösungen?Vorab einige Worte zu dem Gebäude, in dem wiruns befinden: Das Palais am Festungsgraben geht aufFriedrich den Großen zurück. Er schenkte im Jahre1751 das Grundstück seinem Kammerdiener JohannGottfried Donner. Daher auch die damalige Bezeichnung„Palais Donner“. Auch Heinrich von Kleist warhier einst tätig. Er war sicher kein begnadeter Finanzbeamter,seine Interessen lagen eher im literarischenBereich. Das Ende des Gebäudes war zugleich dasEnde des Preußischen Staates, als Napoleon hiereinmarschierte. Es kam zu einer Wiedergeburt, ander Freiherr vom und zum Stein großen Anteil hatte.Während und nach den Befreiungskriegen hatte hierdas Preußische Finanzministerium seinen Sitz undFreiherr vom und zum Stein seine Wohnung.1863 wurde dieses Gebäude mehrfach umgebaut indie klassizistische Form. Einige repräsentative Räumekamen hinzu, so auch dieser schöne Saal mit denprachtvollen Deckenmalereien und Marmorsäulen (s.Abb. 1). 1945 – das Gebäude hatte viele Kriegsschädenerlitten – erfolgte eine Rekonstruktion. Ab1950 wurde es der zentrale Sitz der Gesellschaftfür Deutsch-Sowjetische-Freundschaft. 1990 wurdeeine neue Bestimmung für das Haus gesucht. Nacheinigem Hin und Her einigte man sich auf die heutigeBezeichnung „Palais am Festungsgraben“. Hierfinden unter anderem sehr interessante Diskussionenzur Entwicklung von Berlin statt.Zum Stichwort Entwicklung: Es hat auch eine Entwicklunggegeben auf dem Gebiet der PET. Die erste Indikationwurde per 1. April in gültiges Recht überführt,d. h., die Diagnostik des nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinomsund des Lungenrundherds ist jetzt eineLeistung, die zu Lasten der gesetzlichen Kassen abgerechnetwerden kann.Man ist fast geneigt zu sagen „die zu Gunsten dergesetzlichen Kassen abgerechnet werden kann“,denn als Last würde ich es nicht bezeichnen. Ich seheein großes Potenzial an verbesserter Medizin durchSparmöglichkeiten.„Die Zeit verschiebt nicht nur die Zwecke, auch andreMittel fordert sie“, sagte Goethe bereits im Jahre 1818.Auch heute passt dieses Zitat noch: Wir haben sicherneue Herausforderungen, wir haben neue therapeutischeMöglichkeiten und diese neuen therapeutischenMöglichkeiten in der Kardiologie erfordern natürlichneue diagnostische Ansätze. In diesem Sinne wünscheich dem Symposium einen guten Verlauf.Abb.1: Marmorsaal im Palais am FestungsgrabenProfessor Dr. med. Wolfgang Mohnike ist Vorsitzenderdes PET e.V. sowie Mitbegründer des DiagnostischTherapeutischen Zentrums am Frankfurter Tor,Berlin. Er ist Mitglied der Deutschen Gesellschaft fürNuklearmedizin.4Symposium 2007


4.Torsten Kuwert4. Korrelative Bildgebung in der Kardiologie:Theoretische Ansätze und klinische AnwendungTorsten KuwertWarum ist die Nuklearmedizin für die Kardiologiebesonders gut geeignet?Im Vergleich zur Empfindlichkeit der MRT- und CT-Bildgebungerreichen die Detektorsysteme der nuklearmedizinischenMethoden eine sehr hohe Empfindlichkeit desSubstanznachweises. So können wir durchaus mit PETundSPECT-Substanzen im Gewebe nachweisen undquantifizieren, die im pico- oder nanomolaren Bereichkonzentriert sind. Das lässt sich nicht mit MRT und erstrecht nicht mit CT in dieser Genauigkeit durchführen.Die Anwendung dieser Verfahren zur Darstellung molekularerVorgänge wurde bereits von meinen beiden Vorrednernexzellent demonstriert. Das Journal of NuclearMedicine veröffentlichte dieses Jahr eine Abbildung, diedie Aktivität der Matrix-Metallo-Proteinase in einem Plaquedurch radioaktiv markierte Matrix-Metallo-Proteinase-Inhibitorendarstellt. 1 Die CT-Bilder auf der linken Seite erscheinennoch etwas verwaschen und ein räumlicher Eindruckist kaum vorhanden. Einen ähnlichen Eindruck vermittelndie PET-Bilder, die zwar Anreicherung erkennen lassen, dieaber allein durch die PET-Diagnostik nicht zuzuordnen sind.Dies motiviert natürlich, die PET- und auch SPECT-Diagnostikmit morphologischen Verfahren zu kombinieren. Diegenaueste Art dies zu erreichen, besteht in der Konstruktionvon Hybridkameras, in denen Detektorkomponentender morphologisch orientierten Verfahren mit solchen dernuklear medizinischen Verfahren kombiniert werden (sog.hardware basierte Fusion). Beispiele wären das SPECT/CToder das PET/CT-Gerät, das den Anlass dieses Symposiumsbietet. Die Kombination zwischen PET und MRT hatHerr Pichler bereits mit – meiner Meinung nach – sensationellenBilddaten vorgestellt.Wie lässt sich nun die korrelative Bildgebung oder auchFusionsbildgebung dazu verwenden, die Abbildungsunschärfeder nuklearmedizinischen Verfahren sowie diedurch Einschränkungen in der Strukturdarstellung bedingtenMessfehler auszugleichen?1. PartialvolumenkorrekturIn Abbildung 1 wurde der gemessene Uptake dem Quotientenaus der Strukturgröße, in der wir eine Radioaktivitätskonzentrationmessen, und der Auflösung des nuklearmedizinischenMessgerätes gegenübergestellt.1 Wu YW, et al.: Characterization of Plaques Using 18 F-FDG PET/CT in Patients with Carotid Atherosclerosis and Correlation withMatrix Metalloproteinase-1. J Nucl Med. 2007; 48: 227-233.MeasuredUptakeAbb. 1: Gemessene Uptakes gegen den Quotienten aus der Strukturgrößeund der Auflösung des nuklearmedizinischen MessgerätesVereinfacht kann man sagen, dass bei abnehmenderLäsionsgröße der Messfehler zunimmt. Ein Problem, dasmit der Beschränkung der räumlichen Auflösung zusammenhängt.Die räumliche Auflösung bei der PET beträgtca. 5 mm, so dass bei Betrachtung von atherosklerotischenPlaques, die zwischen 2 und 3 mm groß sind,Probleme mit der Quantifizierung der Tracerkonzentrationauftreten. Wenn aber mit morphologischer Bildgebung,z. B. mit einem überlagerten CT, die Größe derLäsion bestimmt werden kann, so ist dieser Messfehlerkorrigierbar.In Abbildung 2 ist anhand von Körperphantom-Datender Messfehler in Prozent gegen die betrachtete Strukturgrößeaufgetragen. An der eindeutig definierbarenKennlinie lässt sich der Korrekturfaktor für die Radioaktivitätskonzentrationablesen, wenn in dem überlagertenBild (CT oder MRT) die Größe der Läsionen gemessenwerden kann.% ErrorAbweichung zu realen Aktivität90807060504030201001ErrorRecoverycoefficientLesion Size/ ResolutionCorrection possible, whenvolume and form ofstructure knownVolume (ml)BackgroundIn lung very low!0 2 4 6 8 10 12 14 16 18Abb. 2: Zusammenhang zwischen ermitteltem Messfehler undder betrachteten Strukturgröße (Körperphantom-Daten)28Symposium 2007


Torsten Kuwert4.2. SchwächungskorrekturDie durch den radioaktiven Zerfall der Atome entstehendeStrahlung wird durch die Wechselwirkungmit den Gewebestrukturen innerhalb des Körpers desPatienten stark geschwächt. Die Detektorsysteme unterschätzensomit die detektierte Strahlungsmenge.Deutlich wird dies in der Aufnahme des Körperphantoms,in der die Radioaktivitätskonzentration im Zentrumeines homogen radioaktivitätsgefüllten Zylindersdurch die SPECT-Detektoren unterschätzt wird. DieseArtefakte können in einer recht erheblichen Größenordnungauftreten und müssen daher durch eineSchwächungsgleichung korrigiert werden.Schwächungsgleichung: I out= I ine -µDµ = linearer Schwächungskoeffizient desdurchstrahlten KörpersD = Strecke, die der Strahl in einemhomogenen Material durchläufte = Eulersche Zahl (e = 2,718281)I in= Intensität der auftretenden StrahlenI out= Intensität der austretenden StrahlenDer Schwächungskoeffizient µ des Gewebes korreliertmit der Röntgendichte und damit auch mit derHounsfield Einheit (HE). Mit Hilfe der CT-Daten ist esmöglich, für jeden Bildpunkt des Körpers den Schwächungskoeffizientenµ zu bestimmen. Führt man dieseBerechnung für das Körperphantom durch, wirddurch die Korrektur die Darstellung homogenisiert.Die Überlagerung der Bilder lässt sich somit auch nutzen,um die Quantifizierung der Aktivitätskonzentrationim Gewebe zu verbessern. Bei Untersuchungendes Herzens ist diese Korrektur sehr wichtig, da indiesem Bereich des Thoraxes Gewebe mit unterschiedlicherSchwächung vorhanden ist: Luft (praktischkeine Schwächung), das Herzgewebe selbst,Wasser, Knochen und natürlich individuell verschiedenstark ausgebildetes Fettgewebe.Abb. 3: Fusionsbild einer Hybridkamera (CT/SPECT; SYMBIA T6)von einer myokardialen PerfusionAbbildung 3 wurde von einer Hybridkamera aufgenommen,die ein SPECT-Bild der myokardialen Perfusionmit einem CT-Bild überlagert.Die CT-Daten wurden außerdem zur Korrektur derHerzdaten genutzt.Es wird deutlich, dass sich sowohl in den tiefer gelegenenAnteilen das Herzens, in der Herzhinterwand,die Aktivität angeben lässt als auch in der Vorderwanddie falsch-hohen Aktivitätskonzentrationen, diedurch Anwendung der Schwächungskorrektur reduziertwerden. Es gibt eine erste Multicenter-Studiedazu, 2 die in der Tat zeigt, dass sich unter Verwendungdieser CT-basierten Schwächungskorrektur diediagnostische Genauigkeit der Perfusions-SPECT imHinblick auf den Nachweis hämodynamisch signifikanterKoronarsklerose mäßig steigern lässt. Voraussetzungzur Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch,dass eine punktgenaue Überlappung der CT-Karteund der Emissionskarte gegeben ist, um Artefaktevermeiden zu können. 3Wie genau ist die Fusion durch dieHybridkameras?SPECT/CT-Bilder der Lendenwirbelsäule zeigen einenVersatz der SPECT- und CT-Daten von nur ca. 1 mm. 4Bei einer Analyse von Leberläsionen mit der gleichenTechnik liegen die Abweichungen jedoch noch bei ca.4 mm. 5 Ähnliches gilt für die Abweichung (Mismatch)bei PET/CT-Geräten. 6 7 Das liegt daran, dass eine CT-Untersuchung,deren Bilder innerhalb von 10-20 Sekundenerstellt werden, mit einer PET- oder SPECT-Untersuchungüberlagert wird, die 5-15 Minuten dauert. Mit der CT-Untersuchung wird das Herz in einer Atemphase aufgezeichnet,während mit PET und SPECT die Atemmittellagebeschrieben wird. Die neuen Kameras des Biograph 64– das gleiche Gerät, das Herr Mohnike hier verwendet– können die Atembewegungen recht gut erfassen undman könnte zumindest theoretisch den Effekt korrigierenund so die anatomische Genauigkeit verbessern.2 Masood Y, et al.: Clinical validation of SPECT attenuationcorrection using x-ray computed tomography-derived attenuationmaps: multicenter clinical trial with angiographic correlation.J Nucl Cardiol. 2005; 12: 676-686.3 Chen J , Caputlu-Wilson SF, Shi H, Galt JR, et al.: Automatedquality control of emission-transmission misalignment for attenuationcorrection in myocardial perfusion imaging with SPECT-CT systems. J Nucl Cardiol. 2006; 13: 43-49.4 Nömayr A, Römer W, Strobel D, Bautz W, Kuwert T: Anatomicalaccuracy of hybrid SPECT/spiral- CT in the lower spine.Nucl Med Commun. 2006; 27: 521-528.5 Bennewitz, et al.: in preparation6 Cohade C, Osman M, Marshall LT, Wahl RL: PET-CT: accuracyof PET and CT spatial registration of lung lesions. Eur J NuclMed. 2003; 30: 721-726.7 Kuwert T, Römer W, Hornegger J: Korrelative Bildgebungin der Kardiologie. Theoretische Ansätze und klinische Anwendung.Herz. 2007; 32: 122-128.Symposium 20079


5.T. Kuwert / J. v. DahlZusammenfassend liegt somit die Genauigkeit für Organe,die nicht respiratorisch bewegt sind, unterhalbder Pixelgröße (1-2 mm). Für respiratorisch bewegteOrgane, somit auch für das Herz, wird sie zwischen2,5 und 5 mm zu erwarten sein. Eine Verbesserung desMatches kann durch verschiedene Verfahren des respiratory-gatingvon SPECT und PET erreicht werden. ZumBeispiel durch retrospektives EKG-Gating oder durchnicht-rigide Bildregistrierung, die die Bewegung undVerformung der Organe durch die Atembewegungenund auch durch die Herzaktionen berücksichtigen. DieEntwicklung dieser nicht-rigiden Bildregistrierungsverfahrenist Gegenstand der Forschung.Die Fusionsbildgebung ist somit im Prinzip mit denmodernen Hybridkameras – wie sie auch Herr Mohnikeverwendet – sehr gut machbar. Neben denklinischen Aspekten, die sicherlich in anderen Vorträgenintensiv diskutiert werden, ist auch die Messtechnikein wesentlicher Aspekt. Verbesserungen inder Quantifizierung der Tracergenauigkeit mit derHybridbildgebung sowie der anatomischen Genauigkeitdes Matches sind die Ziele einer ganzen Reihevon Forschungsbemühungen auf diesem Gebiet.Professor Dr. med. Torsten Kuwert ist Direktorder Nuklearmedizinischen Klinik der UniversitätsklinikErlangen.5. I-123 MIBG Imaging bei HerzinsuffizienzJürgen vom DahlWir sprechen im Grunde über ein lange eingeführtesund gut etabliertes Verfahren, einen schon länger bekanntenTracer und einer über mehrere Jahrzehnteetablierte Technologie, die klinisch jedoch derzeiteine Renaissance durchmachen. Ich rede vom nichtinvasivenNeurorezeptor-Imaging, von MIBG-Untersuchungenzur Risikogruppenstratifizierung bei Patientenmit Herzinsuffizienz. Da ich davon ausgehe,dass neben den Kardiologen vor allem auch Nuklearmedizinerheute anwesend sind, präsentiere ich Ihnenvorab einige epidemiologische Daten, um Ihnendas Thema Herzinsuffizienz etwas näher zu bringen.Grundlagen und Hintergründe zurHerzinsuffizienzIn Amerika leiden ca. fünf Millionen Amerikaner untereiner symptomatischen Herzinsuffizienz, die Neuerkrankungsrateliegt bei ungefähr 500.000 pro Jahrund ca. 300.000 Patienten sterben pro Jahr an einerHerzinsuffizienz. 1 In Europa wird die Zahl der Patientenmit Herzinsuffizienz auf ca. 10 Millionen geschätzt. Inzidenzund Prävalenz steigen mit dem Alter. So ist alsoaufgrund der demographischen Entwicklung damit zurechnen, dass die Zahl der erkrankten Patienten in dennächsten Jahren weiter zunehmen wird. Inzwischengehen ca. ein bis zwei Prozent der Gesundheitskostenin diesen Ländern zu Lasten der Herzinsuffizienz.1 ACC/AHA Task Force on Heart Failure Management 2001Herzinsuffizienz ist nicht nur eine häufige Erkrankung,sie ist auch eine ausgesprochen bösartigeErkrankung. Patienten, die erstmals mit einer dekompensiertenHerzinsuffizienz diagnostiziertwerden, haben vor allem unbehandelt eine sehrschlechte Prognose, die nur noch vom Lungenkrebs„übertroffen“ wird. Andere Tumoren, ja sogar derHerzinfarkt, haben im Prinzip eine günstigere Prognoseals die schwere Herzinsuffizienz. 2 Deshalbist es ein Krankheitsbild, das leider bei uns Ärztenmanchmal ein wenig unter „Kavaliersdelikt“ fällt,aber häufig in seinen klinischen und prognostischenAuswirkungen für den Patienten unterschätzt wird.Die pathophysiologischen Vorstellungen über Herzinsuffizienzhaben sich in den letzten Jahrzehnten deutlichgeändert. Mitte des letzten Jahrhunderts handeltees sich bei Herzinsuffizienz vor allem um ein Flüssigkeitsbilanzproblem,entsprechend wurde auch (diuretisch)behandelt. In den 60er, 70er Jahren warenes vor allem hämodynamische Parameter, die manmit Herzinsuffizienz in Verbindung brachte. Entsprechendtherapeutisch wurde dann agiert (Vorlastsenkungdurch Vasodilatatoren etc.). Im Grunde wissenwir erst seit den 90er Jahren, dass Herzinsuffizienzein ausgesprochen komplexer pathophysiologischerAblauf ist, in dem auch eine neurohormonale Akti-2 Stewart S, et al.: More ‚malignant‘ than cancer? Five yearsurvival following a first admission for heart failure.The European Journal of Heart Failure. 2001; 3: 315-322.10Symposium Symposium 2007 2007


Jürgen vom Dahl 5.vierung stattfindet. Seit wir diese Aktivierung medikamentösdurch ACE-Inhibitoren, Betablocker oder AT1-Antagonisten behandeln können, sind wir auch inder Lage, prognostisch etwas für die Patienten durchmedikamentöse Maßnahmen zu tun. Zahlreiche Untersuchungenkonnten dies zeigen und die zugrundeliegende Hypothese der neurohumoralen Aktivierungunterstützen. Zum Beispiel haben Patienten mit einerhohen Katecholamin-Konzentration im Serum eineausgesprochen schlechte Prognose. Wir wissen, dassdas unter anderem ein Parameter dieser neurohormonalenAktivierung ist.Diese medikamentösen, aber auch die apparativenMaßnahmen konnten in den letzten Jahren bei Herzinsuffizienzdie Prognose erheblich verbessern (Hinzunahmeder ACE-Inhibitoren, dann die Betablocker,dann die Aldosteron-Antagonisten und letztlich dieapparative Therapie durch implantierbare Defribrillatorenoder die kardiale Resynchronisationstherapie). 3Aber diese Therapie ist teuer, insbesondere die apparativeTherapie, und es stellt sich die Frage: Welche Patientensind diejenigen, die am meisten davon profitieren?Heute erhalten immer noch die meisten Patienteneine rein medikamentöse Therapie, bei gleichzeitigbestehender koronarer Herzerkrankung natürlich revaskularisierendeMaßnahmen. Sehr wenige werdentransplantiert oder erhalten einen Assist Device. DieGruppe der Patienten mit Resynchronisationstherapiehat in den letzten Jahren enorm zugenommen. Derenkorrekte Indikationsstellung ist aber immer noch eineFrage klinischer Forschung (s. Abb. 1).Nuklearmedizinische BildgebungDie angesprochene neurohormonale Hyperaktivierungoder Aktivierung hat dazu geführt, dass esinzwischen zahlreiche klinische, bildgebende undauch Laborparameter gibt, die sich als prognostischeIndikatoren etabliert haben. Allerdings ist für die individuelleRisikostratifizierung die Wertigkeit von vielendieser Tests noch nicht definitiv geklärt.Die neurohormonale Regulation ist bei Herzinsuffizienzverändert. Wir haben auf der einen Seitepräsynaptische Störungen. Wir haben einen Anstiegder extraneuronalen Katecholaminkonzentration. DieMyozyten werden überstimuliert. Wir haben auf deranderen Seite eine Downregulation der adrenergenRezeptoren an den Myozyten. Wir haben aber auchStörungen der intrazellulären Signaltransduktion. Eskonnte gezeigt werden, dass die Innervation auchmit der kontraktilen Reserve korreliert.Szintigraphische Verfahren sind in der Lage, die kardialeautonome Innervation nicht-invasiv darzustellenund auch zu quantifizieren. Es gibt zahlreiche Radiopharmaka(s. Abb. 2), die zur Beurteilung der Neurotransmissiondes Herzens zur Verfügung stehen, sowohlunter Verwendung der SPECT als auch der PET.• Präsynaptisch Sympathetic nerve terminals C-11-HED, I-123I123-MIBG Sympathetic function F-18-Fluorodopamine Sympathetic nerve terminals F-18-Fluoronorepinephrine• Postsynaptisch Beta-receptors (non-selective)[11C]GP12177 /12388 Alpha-1 1receptors[11C]GB-67 (prazosin anal.) PDE4 (cAMP spec. PD) Adenosine (A2A) Muscarinic (M2) Angiotensin-II (AT1) Ca+2 channel[11C]Rolipram[11C]KF17837, [11C]TMSX[11C]MQNB[11C]L-159,884159,884[11C]S12968TransplantationMedikamentösAbb. 2: Kardiale Neurotransmission – Rezeptor-ImagingAssist DeviceHerzinsuffizienz(>70% post-ischämisch)Resynchronisation (CRT)und/oder AICDMyokardrevaskularisation(CABG, PTCA)Abb. 1: Behandlungsoptionen bei Herzinsuffizienz. Es überwiegendie Patienten, die medikamentös oder durch Myokardrevaskularisationbehandelt werden.3 Levy WC, et al.: The Seattle Heart Failure Model: Prediction ofSurvival in Heart Failure. Circulation. 2006; 113: 1424-1433.In der Klinik sind es nur zwei, die momentan verwendetwerden: mit der PET-Technologie C-11-HED und mitder SPECT-Technologie das I-123-MIBG. MIBG stehtfür 123-Jod Metaiodobenzylguanidine. Es hat gleicheSpeicher- und Aufnahmemechanismen wie Noradrenalin,also Norepinephrin. Für nicht-kardiale Fragestellungenist es in den USA inzwischen kommerziellerhältlich. MIBG wird an der präsynaptischen Zellmembranwie Norepinephrin verstoffwechselt, dannwieder aufgenommen. Dieser Reuptake kann mittelsMIBG dargestellt werden. Es konnte gezeigt werden,dass bei Patienten nach Herztransplantation zumindestanfangs, in der frühen Phase, kein MIBG-Uptakein dem denervierten Herzen nachweisbar ist. 44 Raffel DM, Wieland DM: Assessment of cardiac sympatheticnerve integrity with positron emission tomography. Nucl MedBiol. 2001; 28: 541-559.Symposium 200711


5.Jürgen vom DahlHeutzutage wird unter klinischen Fragestellungen oftmalsnoch die planare Aufnahmetechnik und wenigerdie SPECT-Technologie verwendet, obwohl sowohlSPECT-Aufnahmen als auch Polarmap-Darstellungenmöglich sind. Es wird einmal eine frühe Aufnahme,wenige Minuten nach Tracer-Injektion, und dannnoch mal eine spätere (delayed) Aufnahme nachdrei bis vier Stunden erstellt. Dies geschieht unterVerwendung der planaren Technologie, da sich bisherals prognostische Parameter das Verhältnis vonHeart und Mediastinum (Heart-to-Mediastinum-Ratio,H/M-Ratio) und die Messung des Wash-Out bewährthaben. Die H/M-Ratio dient als Hinweis auf eine spezifischevs. unspezifische Aufnahme. Allerdings lässtsich nur ein globaler Uptake des Herzens messen. EinProblem bei dieser Technologie ist, dass es uns keinedirekten Informationen über einen regionalen Uptakegibt. Aber es ist zur Zeit mit Abstand der meist untersuchteund somit validierte Parameter. 5Bei Herzinsuffizienz konnte bereits Ende der 80er,Anfang der 90er Jahre gezeigt werden, dass dieseH/M-Ratio ein aussagekräftiger Prädiktor für das weitereÜberleben, für die Prognose vom Patienten ist.Eine Untersuchung von 93 Patienten mit dilatativerKardiomyopathie, nicht-ischämisch und ischämisch,über 12 Monate bestätigte, dass Patienten mit einerhohen Ratio, also einer hohen Innervation am Herzen,ein deutlich besseres Überleben hatten als die ohne. 6Ein Prädiktor, der ähnlich gut wie die linksventrikulärePumpfunktion funktionierte.Die MIBG-Aufnahme wurde auch mit verschiedenenanderen Parametern verglichen; serielle Untersuchungenwurden durchgeführt – vor Beginn einerTherapie, nach Beginn einer Therapie, nach sechsMonaten. Patienten, bei denen sich unter der Therapiedie Innervationsdichte am Herzen erhöht hatte,wiesen eine verbesserte Prognose auf. Hämodynamische,klinische Parameter (z. B. Peak-Sauerstoffaufnahme)wurden mit dem MIBG-Uptake verglichen.Es konnte übereinstimmend in allen Untersuchungengezeigt werden, dass in der Tat die MIBG-Aufnahmemit den anderen Surrogatparametern korreliert undauch entsprechende prognostische Aussagen zulässt.Insbesondere die Gruppe von Merlet aus Frankreichhat diese einzelnen Parameter miteinander verglichenund konnte belegen, dass eine geringe Aufnahme5 Merlet P, Benvenuti C, Moyse D, et al.: Prognostic value ofMIBG imaging in idiopathic dilated cardiomyopathy. J NuclMed 1999; 40: 917-923.6 Cohen-Solal A, et al.: Cardiac metaiodobenzylguanidineuptake in patients with moderate chronic heart failure:relationship with peak oxygen uptake and prognosis. J Am CollCardiol. 1999; 33: 759-766.den höchsten negativen prädiktiven Wert für die Prognoseinnerhalb der näheren Zukunft besitzt. 7Neue Parameter sind natürlich BNP und andere Biomarkerder Herzinsuffizienz. Und auch hier warendie Resultate, die sich vorher mit den mehr physiologischenund hämodynamischen Parametern habennachweisen lassen, sehr ähnlich. 8 Ähnlich, wie einhohes BNP mit einer schlechten Prognose einhergeht,ist eine niedrige Innervation, eine niedrige Heart-to-Mediastinum-Ratio, mit einer schlechten Prognoseverbunden. Die Kombination dieser beiden Parameterließ für Patienten mit nicht-ischämischer Kardiomyopathiedie Identifizierung einer Hochrisikogruppezu, wobei zusätzliche Risikofaktoren wie Diabetesmellitus oder Niereninsuffizienz keine prognostischeBedeutung hatten. Im Gegensatz dazu waren beiden Patienten mit ischämischer Kardiomyopathie derDiabetes und die Niereninsuffizienz mit einem nochschlechteren Outcome vergesellschaftet.Aber es geht nicht nur um Herzinsuffizienz, sondernauch um die für herzinsuffiziente Patienten relevanteFrage nach lebensbedrohlichen Arrhythmien. Patientenim Stadium 2 und 3 der NYHA-Klassifikation sterbenrelativ häufig einen Sekundenherztod, während im StadiumIV oftmals die schwere Herzinsuffizienz letztlichüber das Pumpversagen fatal endet. Bei ihnen ist Kammerflimmernsicherlich von großer Bedeutung. Aus diesemGrund hat man diese Untersuchungsmethode ebenauch bei Patienten mit lebensbedrohlichen Arrhythmieneingesetzt. Patienten aus der Münsteraner Gruppe mitidiopathischem Kammerflimmern, die einen Sekundenherztodüberlebt, einen AICD implantiert bekommenund keine strukturelle Herzerkrankung hatten, wurdenüber sieben Jahre verfolgt. 9 10 Bei den Patienten, dieeine hohe MIBG-Aufnahme hatten, war die Rate anüber den implantierten Defibrillator erneut detektiertenKammertachykardien deutlich geringer als bei denPatienten, die eine niedrige MIBG-Aufnahme hatten.Man kann diese Methode auch einsetzen, um dieHerzinsuffizienztherapie zu monitoren. Zahlreiche7 Merlet P, Benvenuti C, Moyse D, et al.: Prognostic value ofMIBG imaging in idiopathic dilated cardiomyopathy. J NuclMed 1999; 40: 917-923.8 Kyuma M, Nakata T, Hashimoto A, et al. Incrementalprognostic implications of brain natriuretic peptide, cardiacsympathetic nerve innervation and non-cardiac disorders inpatients with heart failure. J Nucl Med. 2004; 45: 155-163.9 Schäfers M, et al.: Cardiac 123I-MIBG uptake in idiopathic ventriculartachycardia. and fibrilation. J Nucl Med. 1999; 40: 1-5.10 Paul M, Schäfers M, et al.: Impact of sympathetic innervationon recurrent life-threatening arrhythmias in the follow-up ofpatients with idiopathic ventricular fibrillation. Eur J Nucl MedMol Imaging. 2006; 33: 866-870.12Symposium Symposium 2007 2007


Jürgen vom Dahl5.Studien mit Betablockern, AT-Antagonisten oder Spironolactonezeigten, dass unter der Therapie sich die Innervationändert. 11 Cohen-Solal zum Beispiel verglichdie Effekte einer Therapie mit Carvedilol und Placebobei Herzinsuffizienz. 12 Nach Placebobehandlungverschlechterte sich die MIBG-Aufnahme. Dagegenwar bei der Betablockertherapie mit Carvedilol nachsechs Monaten ein deutlicher Anstieg zu verzeichnen.Die Ergebnisse sind auch mit einer Verbesserung derlinksventrikulären Pumpfunktion vergesellschaftet, wiewir es ja unter Betablockertherapie kennen. Und fürdie Spironolactone-Therapie hat sich ähnliches zeigenlassen. 13 Bei Patienten unter Spironolactone nahmendie Defekttiefen der Innervation und die Wash-Out-Ratio deutlich ab. Stattdessen konnte man eineZunahme der H/M-Ratio beobachten.Andererseits hatte sich bei den Patienten unter Betablockertherapie,die unter der Therapie gestorbenwaren, bei ihren MIBG-Verlaufsuntersuchungen keineZunahme der Innervation nachweisen lassen.Two-yearMACE Rate(%)6050403020100N=290, EF 32%35LV Ejection fraction2Abb. 4: Häufigkeit kardialer Ereignisse (kardialer Tod, Transplantation,fatale Arrhythmie einschließlich AICD-Auslösung)innerhalb eines 2-Jahreszeitraumes nach MIBG-Untersuchungbei Patienten in Abhängigkeit vom initialen Herz/Mediastinum-Quotienten (H/M-Ratio) und der initialen linksventrikulärenPumpfunktion (nach Agostini D, et al. submitted)Gerade bei diesen Patienten stellt sich die Frage derAICD-Implantation oder der Resynchronisationstherapie.Unter Umständen wird es mit derartigen Imaging-Technikentatsächlich zukünftig möglich sein,Patienten individuell zu stratifizieren.Die Frage der Selektion geeigneter Patienten für eineDevice-Therapie steht momentan noch spekulativ imRaum. Es gibt Daten, die für eine Risikostratifizierungund Patientenselektion mit MIBG sprechen. Es fehlenallerdings noch große und vor allem prospektive Studien.Auch zu der Frage, ob man Patienten, die vonanderen Verfahren nicht mehr profitieren werden, füreine Transplantation selektieren kann, gibt es Daten,Symposium 200713


5.Jürgen vom Dahlaber auch hier stehen große prospektive Studien14 15 16 17 18 19 20 21 22noch aus.MIBG-Applikationen bei Patienten mit Herzinsuffizienz• Risikostratifizierung/Prognose• Selektion geeigneter Patienten für CRT/ICD• Selektion geeigneter Patienten für eineTransplantation• Vorhersage bzw. Nachweis einesmedikamentösen BehandlungseffektesAusblickEs laufen derzeit zwei relativ große, sehr aufwändigdurchzuführende, prospektive Multi-Center-Studien,bei denen immerhin 1.050 Patienten mit Herzinsuffizienzrekrutiert werden sollen. Es wird untersucht,ob sich tatsächlich die vermutete Beziehung zwischender H/M-Ratio und dem klinischen Outcome prospektivreproduzieren lässt. Und ob wir wirklich in derLage sein werden zu sagen: „Diese Patienten, dieeinen hohen MIBG-Uptake haben, brauchen keineteure Device-Therapie. Dagegen brauchen Patientenmit einem anderen Innervationsmuster sie unbedingt.“Ein Studienziel ist folglich die Etablierung des H/M-Quotienten als prognostisch validen Parameter, derindividuell bei der Therapiewahl (ICD, CRT, HTx) undder Identifizierung von Hochrisikopatienten hilft.Die szintigraphische Bildgebung der kardialenInnervation besitzt sicherlich ein klinisches Potenzialhinsichtlich zahlreicher Fragen: Diagnostik,Therapieentscheidung und -kontrolle, Prognoseabschätzung.Ob die szintigraphische Bildgebung mitMIBG in den nächsten Jahren wirklich den Sprungin die Klinik schaffen wird, würde ich mit einem Fragezeichenversehen. Es sind bisher nur Single-Center-Studienmit begrenzten Patientenzahlen durchgeführtworden. Die klinischen Endpunkte sind zum Teilsehr vage gehalten („transplants“). Es bleibt somitabzuwarten, was die jetzt laufenden großen prospektivenStudien bringen.Prof. Dr. med. Jürgen vom Dahl ist Chefarzt derKlinik für Kardiologie, Kliniken Maria Hilf GmbH inMönchengladbach.14 Wakabayashi T, et al.: Assessment of Underlying Etiologyand Cardiac Sympathetic Innervation to Identify Patients at HighRisk of Cardiac Death. J Nucl Med. 2001; 42: 1757-1767.15 Kyuma, M, et al.: Incremental Prognostic Implications of BrainNatriuretic Peptide, Cardiac Sympathetic Nerve Innervation,and Noncardiac Disorders in Patients with Heart Failure.J Nucl Med. 2004; 45: 155-163.16 Nakata T, et al.: Cardiac death prediction and impairedcardiac sympathetic innervation assessed by MIBG in patientswith failing and non-failing hearts. J Nucl Cardiol. 1998; 5:579-590.17 Arora R: I-123 MIBG imaging and heart rate variabilityanalysis to predict the need for an implantable cardioverterdefibrillator. J Nucl Cardiol. 2003; 10: 121-131.18 Merlet P, et al.: Prognostic value of cardiac metaiodobenzylguanidineimaging in patients with heart failure. J NuclMed. 1992; 33: 471-477.19 Merlet P, et al.: Prognostic value of MIBG imaging inidiopathic dilated cardiomyopathy. J Nucl Med. 1999; 40:917-923.20 Gerson MC, et al.: Sympathetic nervous system functionas measured by I-123 metaiodobenzylguanidine predicts transplant-freesurvival in heart failure patients with idiopathic dilatedcardiomyopathy. J Card Fail. 2003; 9: 384-391.21 Suwa M, et al.: Iodine-123 metaiodobenzylguanidinemyocardial scintigraphy for prediction of response to Betablockertherapy in patients with dilated cardiomyopathy. AmHeart J. 1997; 133: 353-358.22 Fujimoto S, et al.: Usefulness of 123I-metaiodobenzylguanidine myocardial scintigraphy for predicting the effectivenessof β-blockers in patients with dilated cardiomyopathy fromthe standpoint of long-term prognosis. Eur J Med Mol Imaging.2004; 31: 1356-1361.14Symposium Symposium 2007 2007


Wolfgang Schäfer 6.6. SPECT/CT und PET in der nicht-invasiven kardiologischen DiagnostikWolfgang SchäferIch finde es sehr interessant, dass das Thema heute„Arteriosklerose versus Ischämie“ heißt, wobeiwir ja durchaus mit den Hybridsystemen PET/CTund SPECT/CT eine neue Ära einläuten. Deshalbmöchte ich heute nicht von „Arteriosklerose versusIschämie“ sprechen, sondern von „Arterioskleroseund Ischämie“ und zugleich die Frage stellen:Wie können wir beides zusammenbringen?Beginnen werde ich mit einführenden Worten zurSPECT, anschließend zur SPECT/CT und PET inder nicht-invasiven kardiologischen Diagnostik.Ich werde kurz über die Grundlagen, Technik (Gated,Schwächungskorrektur) und die SPECT/CT inder myokardialen Perfusionsszintigraphie berichten.Bei der PET beschränke ich mich auf die konventionellePET ohne Hybridsystem und befassemich mit den Tracern, den Anwendungen und derVitalitätsdiagnostik.SPECT: Grundlagen und TechnikGould konnte zeigen, dass die Flussreserve ganz entscheidendvom Stenosegrad abhängt. 1 Wir betrachtendabei nicht das Gefäß selbst, sondern die Flussreserve.Mit zunehmender Stenosierung erkennt manhier eine deutliche Abnahme des Belastungsflusses,wohingegen der Ruheblutfluss erst später einzuknickenscheint. Unser Ziel ist es daher, mit der Myokardszintigraphiezu identifizieren, ob bei dem Patienteneine koronare Herzerkrankung vorliegt odernicht. Dazu belasten wir den Patienten ergometrischoder pharmakologisch. Dies funktioniert hervorragendmit Dipyridamol oder Adenosin, die eine Flusssteigerungum den Faktor 5 oder 6 beim Gesundeninduzieren können. Wir injizieren dann den Perfusionstracerbei der maximalen Belastung und frierendie Belastungsperfusion ein. Korrespondierend dazuwird die Ruheperfusion unter vollständiger Medikationerfasst. So können wir sowohl die Ruhedurchblutungals auch die Belastungsdurchblutung abbilden.Da wir im SPECT ein relatives und kein absolutesVerfahren haben, versuchen wir herauszufinden, obes neben einer gesunden Referenzregion gegebenenfallskranke Zielregionen gibt, die wir so identifizierenkönnen.1 Gould KL, Lipscomb K: Effects of coronary stenosison coronary flow reserve and resistance. Am J Cardiol.1974, 34: 48-55.Welche Grundannahme liegt dem ganzen Verfahrenüberhaupt zugrunde?Die Grundannahme basiert auf einer durchblutungsproportionalenTraceraufnahme. Das heißt, wir benötigenüber einen weiten Bereich eine Proportionalitätzwischen der Traceraufnahme und dem myokardialenBlutfluss. Es kommen heutzutage fast ausschließlichnur noch Technetium-markierte Tracer, entwederSestamibi oder Tetrofosmin, zum Einsatz. TierexperimentelleDaten zeigen, dass es im Bereich 2-2,5ml/g/min eine lineare Abhängigkeit zwischen Traceraufnahmeund myokardialen Blutfluss gibt, oberhalbvon 2,5 ml/g/min kommt es hingegen zu einer deutlichenAbflachung der Uptake- vs. Blutflusskurve. 2Wenn wir den Tracer injiziert haben, geben unsdie genannten Substanzen zwischen Injektion undAkquisition der Bilddaten 1-3 Stunden Zeit. Dannwerden die Datensätze akquiriert und wir gewinnenBilder von der Perfusion unter Belastungs- undunter Ruhebedingungen. Die gezeigten Bilder lassenschon eine deutliche Minderbelegung im Bereich derHinterwand erkennen, die sich in der Ruheuntersuchungvollständig normalisiert. So können wir beidem Patienten bereits mit Sicherheit sagen, dass eineHerzkranzgefäßverengung mit hämodynamischerRelevanz vorliegt.In der Myokardszintigraphie wollen wir mehr aussagenkönnen als z. B.: „Da ist etwas, das nach einerIschämie aussieht.“ Wir haben es uns auf die Fahnegeschrieben, die Ergebnisse der Perfusionsuntersuchungenquantitativer und damit objektivier darzustellen.Dazu gibt es verschiedene Ansätze. EinAnsatz geht davon aus, dass man sich segmentalAbweichungen von einem Normalkollektiv anschautund dann einen deskriptiven Faktor generierenkann, der über das Ausmaß der Ischämie etwasaussagt. Im Endeffekt erhalten wir dann Summed-Stress-Scores (SSS) und Summed-Rest-Scores (SRS).Das heißt: Wie schlecht (oder gut) ist die Durchblutungunter Belastung? Wie schlecht (oder gut)ist die Durchblutung in Ruhe? Wir vergleichen dieScores miteinander und bestimmen so das Ausmaßder Perfusionsstörungen.2 Meleca, MJ, McGoron AJ, Gerson MC, Millard RW, GabelM, Biniakiewicz D, Roszell NJ, Walsh RA: Unique Flow versusUptake Characteristics of Tc-99mQ3: Comparisons of PerfusionTracers in a Canine Model of Myocardial Ischemia. J Nucl Med1997, 38: 1847-1856.Symposium 200715


6.Wolfgang SchäferAbbildung 1 verdeutlicht eine eindeutige Belastungsischämie.Man erkennt eine klare Minderbelegung imBereich „anteroseptal“, die sich in der Ruheuntersuchungvollständig normalisiert. Der SSS hat eine Höhe von25, der SRS von 0. Dies ist eine ausgedehnte Ischämie,die vollständig reversibel ist. Das heißt, es bestehenkeine persistierenden Defizite oder Defekte.Frau, 70 Jahre , V.a. KHK2TP, Stress 450 MBq, Rest 450 MBq99m Tc - MIBIDerzeit reklamiert jeder für sich, dass er auf demWeg zum One-Stop-Shop sei. Dazu haben wir inAachen große Studien durchgeführt. 5 Diese zeigen:Wenn man die Myokardszintigraphie herzphasentriggertdurchführt, erhält man Zusatzinformationen,ohne dass der Patient stärker belastet wird. Es handeltsich im Prinzip um eine verfeinerte Akquisition.Vergleicht man die nahezu zeitgleich (ca. 1 h vorheroder nachher) aufgenommenen MR-Bilder, werdensehr ähnliche Wandbewegungsverhältnisse erkennbar.Werden die prognostisch relevanten Parameterwie die Ventrikelvolumina oder die schon viel zitiertelinksventrikuläre Ejektionsfaktion in die Betrachtungeinbezogen, können wir im Vergleich zur MRT hervorragendeÜbereinstimmungen finden.SSS 25 SRS 0Abb.1: Myokardszintigraphie – Stress/Rest relativeQuantifizierungWas bedeutet ein normaler oder pathologischer Befundfür den Patienten?Hierzu hat Dr. Nowak 2004 in einer sehr großenMetaanalyse viele Analysen zusammengefasst. 3 Danachbedeutet ein völliger Normalbefund (gemessenan den Ergebnissen von 45.000-50.000 untersuchtenStudienpatienten), dass der Patient eine jährliche Ereignisratefür einen kardial bedingten Tod oder einenMyokardinfarkt von deutlich unter 1 % hat. Dagegenist ein pathologischer Befund mit einer fast zehnmalhöheren Ereignisrate vergesellschaftet.SPECT/CT: SchwächungskorrekturDas Problem der Schwächungskorrektur bei der Myokardszintigraphieoder am Herzen ist vorhin schoneinmal angesprochen worden. Aufgrund eines deutlichunterschiedlichen Habitus’ weisen die Patientensehr unterschiedliche Schwächungsgeometrien auf.Die Myokardszintigraphie bildete bisher traditionellentweder mit Flächenquellen oder Punktquellen ab(s. Abb. 2). Dies bewirkt jedoch zumeist eine erheblicheVerlängerung der Akquisitionsdauer und ist imEndeffekt verhältnismäßig schwierig umzusetzen. Andieser Stelle wird die Brücke zur SPECT/CT geschlagen.Welchen Nutzen bringt uns die SPECT/CT?1. Eine einfache und deutlich schnellereSchwächungskorrektur als wir sie bishergewohnt sind2. Eine kombinierte Darstellung der Koronarmorphologieund der myokardialen PerfusionDiese Analyse ist an deutlich kleineren Kollektivenauch für Diabetiker durchgeführt worden. 4 Eszeigte sich, dass die Ereigniswahrscheinlichkeitim Normalbefund bei Diabetikern mit 2 % deutlichhöher ist als mit ca. 0,6 % bei Nichtdiabetikern. Diepathologischen Befunde steigen ein wenig im Offset,so dass noch immer eine gute Diskriminierung,allerdings auf einem deutlich höheren Niveau, zuerreichen ist.FlächenquellePunktquelle mitConebeam-GeometrieBewegliche Linienquellen3 Nowak B: Nuklearkardiologische Methoden zur Prognose-Beurteilung und Risikostratifizierung bei koronarer Herzkrankheit.Nuklearmediziner 2004; 27: 176-185.4 De Lorenzo A, Lima RS, Siqueira-Filho AG, Pantoja MR:Prevalence and prognostic value of perfusion defects detectedby stress technetium-99m sestamibi myocardial perfusion singlephotonemission computed tomography in asymptomatic patientswith diabetes mellitus and no known coronary artery disease.Am J Cardiol. 2002; 90: 827-832.Multiple LinienquellenSymmetrischeFanbeam-GeometrieAbb. 2: Ältere Bilder der SchwächungskorrekturAsymmetrischeFanbeam-Geometrie5 Schaefer WM, Lipke CSA, Nowak B, Kaiser HJ, Buecker A,Krombach G, Büll U, Kühl H: Validation of a simple quantificationroutine for left venricular volumes and ejection fraction fromgated cardiac FDG PET: a comparison with cardiac magneticresonance imaging. Eur J Nucl Med 2003; 30: 545-553.16Symposium Symposium 2007 2007


Wolfgang Schäfer 6.Abbildung 3 zeigt Daten (die freundlicherweise vonProf. Burchert aus Bad Oeynhausen zur Verfügunggestellt wurden) zur Myokard-Perfusionsszintigraphie,bei der die Myokard-Perfusionsszintigrammemit der CT-basierten Schwächungskorrektur korrigiertwurden. Im Bereich der basisnahen Hinterwand kannman erkennen, dass die Spezifität in der Hinterwandsicherlich noch nicht zufriedenstellend ist. Werdendie Daten schwächungskorrigiert, erhält man einedeutliche Homogenisierung. Auch in den Polartomogrammenist eine Homogenisierung, insbesondereder Hinterwand, zu sehen. Demnach können wirmit der SPECT/CT relativ einfach eine exzellenteSchwächungskorrektur der Emissionsdaten durchführen.Aber die Gruppe aus Bad Oeynhausen hatauch gezeigt, dass nicht alles Gold ist, was glänzt.Wenn wir nicht eine 100 %ig gleiche Anordnung derEmissions- und der CT-Daten haben, kann es durchauspassieren, dass wir zwar die Hinterwand besserabbilden können, aber durch die Schwächungskorrekturauch Artefakte hinzukommen, die uns in derDiagnosefindung erheblich behindern.CT SPECT Fusionohne ACmit AC67-jähriger Patient, Größe 172 cmGewicht 80 kg LH18111935ohne ACAbb. 3: SPECT/CT: Schwächungskorrekturmit ACE. Fricke, W. BurchertHerz- und Diabeteszentrum NRWUniversitätsklinik Ruhr-Universität BochumSPECT/CT: Kombinierte Darstellung Koronarmorphologie& PerfusionIch leite nun über zu den Hybridsystemen SPECT/CT,wie wir sie uns letztlich vorstellen. Phillip Kaufmannaus Zürich stellte mir Daten zur Verfügung, die dasPolartomogramm einmal unter Belastung abbilden,einmal unter Ruhe. Hier ist eine deutliche Minderbelegungin der Seitenwand zu sehen, die in der Ruheuntersuchungerheblich weniger ausgeprägt ist. Stelltman sich die Herzkranzgefäße, projiziert auf das gesamteHerz, als dreidimensionales Objekt vor, ist einGefäßabbruch zu sehen. Dieser Gefäßabbruch führtdazu, dass wir von einer ausgedehnten Belastungsischämie ausgehen, die in der Ruhe zwar geringerausgeprägt ist, aber natürlich auch noch zu persistierenscheint. Die Bilder sind im vergangenen Jahr vonder SNM als Image of the Year gewertet worden. Manmuss sich dabei bewusst machen, dass die Amerikanerpro Jahr ungefähr zwölf Millionen Myokard-Perfusionsszintigraphiendurchführen. Von diesen Zahlenkönnen wir in Deutschland nur träumen.Die hierzu kürzlich publizierten Daten stammen vom64-Zeiler CT und einem Algorithmus der die zweiStand-Alone-Geräte intelligent miteinander verknüpft.So können wir zwei Stenosen in dem 3-D-Renderingsehen, wovon eine Stenose für die Minderbelegungin der Belastung im Bereich der spitzennahen Vorderwandverantwortlich ist.Myokardiale PET: TracerIch leite nun über von der SPECT/CT auf die konventionellePET. Welche Tracer stehen uns im Moment zurVerfügung?Vitalität: • 18 F-FDG (HWZ 110 min, RC)Blutfluss: • 15 O-H 2O (HWZ 2 min, Ø RC)• 13 N-NH 4+(HWZ 10min, Ø RC)• 82 Rb (HWZ 76 sec, Ø RC, US)18F-FDG wird für die Vitalitätsdiagnostik genutzt, dasWasser ( 15 O-H 2O) zur Perfusionsbestimmung. Mit einerHalbwertszeit von nur zwei Minuten ist Wassersehr gut geeignet für repetitive Messungen, allerdingsfast ausschließlich für Forschungszwecke. Dagegenhalten Ammoniak und Rubidium auch in der klinischenRoutine Einzug, vor allem in den Vereinigten Staaten.Vitalitätsdiagnostik mit 18 F-FDG-PETFallbeispiel 1: Eine Patientin, die im Bereich der Vorderwandeine deutliche Wandbewegungsstörung hat,wurde an uns herangetragen mit der Frage: Ist dieserWandabschnitt vital, erholt er sich nach einer Revaskularisation?Wir erkennen, dass die Vorderwanddeutlich minderperfungiert ist, aber über einen sehrgut erhaltenen Metabolismus verfügt. So konnten wirvoraussagen: Das Gewebe ist vital, es wird zu einerfunktionellen Erholung kommen. Diese funktionelleErholung ist eingetreten. Die Daten wurden im direktenVergleich mit dem kontrastmittelverstärkenden MRT,durchgeführt von unserer Kardiologie und der Radiologie,erhoben (so genanntes late enhancement). Siezeigten ein völlig schwarzes Myokard, somit keineNarbe – kein late enhancement. Das heißt, es wurdenkeine Narben gefunden. Daraus folgt: Vitalität aus derPET, Vitalität aus der MRT – ein konkordanter Befund.Symposium 200717


6.Wolfgang SchäferFallbeispiel 2: Die Kurzachsen des Patienten zeigteneine Minderbeweglichkeit posteroseptal. Wir habenin der Vitalitätsdiagnostik im SPECT einen Defekt undin der PET einen Defekt diagnostiziert – danach istder Patient revaskularisiert worden. Wir konnten keinerelevante Erholung der funktionellen Störung feststellen.Korrespondierend dazu war auch in der MRTeine dramatische Anreicherung zu erkennen, die aufdas Vorliegen eines nahezu transmuralen Infarktgeschehenshindeutete. 6Myokardiale PET: Absolute Quantifizierungmyokardialer BlutflussWasser-PET wird in der Forschung gerne eingesetzt,obwohl die Bilder qualitativ eher schlecht sind. Manist aber mit einem mathematischen Trick in der Lage,einerseits Blutpool-Bilder zu generieren, andererseitsMyokardbilder. So können wir Zeit-Aktivitätskurvensowohl aus dem Myokard als auch aus dem Blutpoolextrahieren und dann berechnen: Wie ist der absolutemyokardiale Blutfluss bei diesem Patienten in größerenSegmenten? Es bleibt festzuhalten, dass wir miteiner relativ niedrigen Strahlenexposition, besondersbei Wasser, ein hervorragendes Tool an der Handhaben, um absolut zu quantifizieren.Wir haben selbst in älteren Arbeiten gezeigt, dassgroße dilatierte Ventrikel über eine deutlich kompromittierteRuheperfusion verfügen, respektive umgekehrt,dass eine bessere LVEF mit einer besserenPerfusion assoziiert war.Als Longitudinal-Studie haben wir Aggrenox, einneues Schlaganfallmedikament, welches Dipyridamolenthält, untersucht. Als Nuklearmediziner werdenwir natürlich bei Dipyridamol hellhörig. Dipyridamolhat – und dem gilt unser Interesse – nebender Vasodilatation im Stresstest einen Thrombozytenaggregationshemmenden Effekt. Wir konnten amPatienten relativ kurz nach dem Schlaganfall ohneMedikamente, und dann im Verlauf unter dem angesetztenSchlaganfallmedikament, ein deutliches Ansteigender Herzdurchblutung nachweisen. Paralleldazu nahm der Gefäßwiderstand deutlich ab.die Vitamin-C-Gabe kaum einen Unterschied in derFlussreserve, bei den Rauchern verbesserte sie sichdeutlich. Die Untersuchung funktioniert mit Ammoniaknoch viel einfacher, da wir Bilder generieren und mitdiesen viel einfacher in die kinetische Modellierungeintreten können.Myokardiale PET: relative Quantifizierungmyokardiale PerfusionNicht nur die Berechnung der Flussreserve ist möglich,sondern auch analog zur SPECT die Darstellungder myokardialen Perfusions-PET in relativen Bildern– genauso, wie wir es aus der SPECT gewohnt sind.Nachdem wir diesen Vergleich (SPECT vs. PET) aneiner Vielzahl von Patienten durchgeführt haben, sehenwir manchmal etwas besorgniserregende Bilder:Beispielsweise können wir eine größere Ischämie imAmmoniak-PET erkennen, die wir allerdings in derSPECT fast gar nicht nachvollziehen können. Wirhätten erwartet, dass sich Ammoniak wie die SPECT-Tracer verhalten sollte. Ischämien, die wir in der PETausgelöst haben, sind z. T. deutlich größer als die,die wir mit der SPECT-Technik nachweisen konnten.Die Situation, dass wir in Deutschland Perfusions-PETnur als Heilversuche durchführen können, verdeutlichtden Unterschied zu den Vereinigten Staaten. ZumBeispiel sind bei Medicare die myokardiale Vitalitätsdiagnostiksowie die Rubidium- und Ammoniak-PET alsPerfusionstracer Bestandteil der regulären Krankenversorgung.Diese Tatsache ist sicher zum Teil auchdarin begründet, dass die Amerikaner etwas schwerersind als wir Deutschen. Aber da wir ja aufholen, kommenwir vielleicht auch noch dorthin. Vielen Dank fürdie Aufmerksamkeit.Dr. med. Dr. rer. medic. Dipl.-Phys. WolfgangM. Schäfer ist kommissarischer Direktor der Klinikfür Nuklearmedizin am Universitätsklinikum Aachen.Phillip Kaufmann aus Zürich hat in einem anderenKollektiv gezeigt, dass gerade mit der Wasser-PET mitminimaler Strahlenexposition bei Rauchern gegenüberNichtrauchern in der Flussreserve ein signifikanterUnterschied ist. Dagegen bewirkte bei Nichtrauchern6 Kuhl HP, Lipke CS, Krombach GA, Katoh M, Battenberg TF,Nowak B, Heussen N, Buecker A, Schaefer WM: Assessmentof reversible myocardial dysfunction in chronic ischaemic heartdisease: comparison of contrast-enhanced cardiovascularmagnetic resonance and a combined positron emission tomography-singlephoton emission computed tomography imagingprotocol. Eur Heart J. 2006; 27: 846-853.18Symposium 2007


Heinrich Schelbert 7.7. Aktuelle Entwicklung auf dem Gebiet der PET-Diagnostik in der KardiologieHeinrich Schelbert1. Will CT coronary angiography replacemyocardial perfusion imaging?This question is I believe a very important one for us innuclear medicine and in nuclear cardiology. Of course,all of you have seen those spectacular PET/CT angiographicimages. In the United States, this new andexciting technology has really caught on. So thequestion is: What will be the clinical value of noninvasiveCTangiography and what will be its impacton patient diagnosis and risk stratification? This tablesummarizes the findings of several investigationsthat compared the accuracy of CT angiography withstandard quantitative coronary angiography. 1 2 3 4 5 6As shown here for sixteen slice detectors, the sensitivitiesand specificities were moderate to good. Significantimprovements were made with sixtyfour sliceCT systems. As indicated here, the sensitivities andspecificities were close to 100 %. The number of patientshowever who were accurately identified as having coronaryartery disease was lower; only 85 % of patientsin the study by Leber et al. 5 and 92 % of patients in thestudy by Mollet et al.6 were accurately identified with CTangiography as having coronary artery disease.How predictive then is noninvasive CT coronaryangiography of coronary events? A first investigation has only recently been published. 7 One hundred1 Nieman K, Oudkerk M, Rensing BJ, et al. Coronary angiography.with multi-slice computed tomography. Lancet. 2001;357: 599-603.2 Ropers D, Baum U, Pohle K, et al.: Detection of coronaryartery stenoses with thin-slice multi-detector row spiral computedtomography and multiplanar reconstruction. Circulation.2003; 107: 664-666.3 Heuschmid M, Kuettner A, Schroeder S, et al.: ECG-gated16-MDCT of the coronary arteries: assessment of image qualityand accuracy in detecting stenoses. Am J Radiol. 2005; 184:1413-1419.4 Leschka S, Alkadhi H, Plass A, et al.: Accuracy of MSCTcoronary angiography with 64-slice technology: first experience.Eur Heart J. 2005; 26: 1482-1487.5 Leber AW, Knez A, von Ziegler F, et al.: Quantification ofobstructive and nonobstructive coronary lesions by 64-slicecomputed tomography: a comparative study with quantitativecoronary angiography and intravascular ultrasound. J Am CollCardiol. 2005; 46: 147-154.6 Mollet NR, Cademartiri F, van Mieghem CA, et al.: Highresolutionspiral computed tomography coronary angiographyin patients referred for diagnostic conventional coronary angiography.Circulation. 2005; 112: 2318-2323.7 Pundziute G, et al: Prognostic Value of Multislice Computed TomographyCoronary Angiography in Patients With Known or SuspectedCoronary Artery Disease. J Am Coll Cardiol. 2007; 49: 62-70.patients with suspected or unknown coronary arterydisease were submitted to sixteen slice CT angiography.They were followed for an average 16-month period.The negative predictive value of a normal CT coronaryangiogram was 100 %, in other words, none of theseindividuals had a cardiac event. On the other hand,in patients with any CT angiographic findings ofcoronary artery disease, the cardiac event rate was30 %. This reported high cardiac event rate is of concernbecause it seems to be inconsistent with that ofother studies. Yet, one of the reasons for this very highevent rate is that the endpoints of the study included,in addition to death or nonfatal myocardial infarction,hospitalization for angina as well as revascularization.Besides being only “soft endpoints,” there is concernthat these two endpoints were indeed related to oreven prompted by the CT angiographic findings.The second reason for why the findings of this CTangiographic outcome study appear inconsistent withother findings is shown here. In a comparison studybetween CT angiography, intracoronary ultrasound,and standard invasive coronary angiography, theauthors conclude that “measurements of plaque andlumen areas derived by CT correlated well with intravenouscoronary ultrasound findings,” but then pointout that “a major limitation is the insufficient abilityof CT to exactly quantify the degree of stenosis.” 8Similar observations were made in other studies, againcomparing CT angiographic findings to standardcoronary angiography and further, to myocardialstress-rest perfusion imaging with either SPECT or withPET. 9 For coronary stenosis ranging from 50-70 %, asdetermined by CT angiography, that is stenosis conventionallyconsidered to be hemodynamically significant,only about 30 % were associated with stress inducedperfusion defects and hence, were consideredto be functionally and not only anatomically significant.On myocardial perfusion imaging, as shown by thegreen bar, a normal CT angiogram was highly accuratein ruling out the presence of functionally obstructive8 Leber AW, Knez A, von Ziegler F, et al.: Quantification ofobstructive and nonobstructive coronary lesions by 64-slicecomputed tomography: a comparative study with quantitativecoronary angiography and intravascular ultrasound. J Am CollCardiol. 2005; 46: 147-154.9 Dorbala S, Hachamovitch R, Di Carli MF, et al.: MyocardialPerfusion Imaging and Multidetector Computed TomographicCoronary Angiography: Appropriate for All Patients WithSuspected Coronary Artery Disease? J Am Coll Cardiol. 2006;48: 2515-2517.Symposium 200719


7.Heinrich Schelbertcoronary lesions because all stress myocardial perfusionimages were normal. Let us further comparethe limited accuracy of CT angiography to that ofPET stress-rest perfusion imaging for the detection ofcoronary disease. An example of a rubidium-82 PETstudy is shown here and shows an unequivocal stressperfusion defect. Here, the findings are made in 8investigations including a total of 1191 patients aresummarized. PET stress-rest perfusion imaging detectedcoronary artery disease with a 90 % sensitivity and a92 % specificity, when compared to standard invasivecoronary angiography (see fig. 1).100806040200PET90% 92%8 investigationswith 1191 patientsSensitivitySpecificityfig. 1: Detection of Coronary Artery Disease with PET andPET/CT Stress-Rest MPIIn a more recent study, PET/CT combined withrubidium-82 stress-rest perfusion imaging demonstrateda sensitivity of 93 % and a somewhat lowerspecificity of 83 %. 10 The authors suspected that misalignmentof the CT attenuation images with the emissionimages may have lead in some instances to falsepositive results and accounted for the somewhat lowerspecificity. 9 Dorbala et al. addressed one limitationof stress-rest perfusion imaging that is the failure toconsistently detect left main or balanced coronaryartery disease. They took advantage of a featureunique to PET that is acquisition of ECG gated perfusionimages during peak stress, and calculated the changein left ventricular ejection fraction from rest to stress. 9Dipyridamole induced hyperemia is known to beassociated with an increase in contractile state in thenormal myocardium. In regions with stress-induceddefects however, subendocardial ischemia attenuatesor abolishes this increase in contractile function.10 Sampson UK , Dorbala S, Limaye A, Kwong R, et al.:Diagnostic accuracy of rubidium-82 myocardial perfusionimaging with hybrid positron emission tomography/computedtomography in the detection of coronary artery disease. J Am CollCardiol. 2007; 49: 1052-1058.10080604020PET/CT93%83% SensitivitySpecificity064 patients (62±15 yrs,BMI 31±8 (17-54) kg/m 2Sampson et al, J Am Coll Cardiol 2007;49:1052-8The slide here shows an example of a patient witha normal stress-rest rubidium-82 perfusion image.The left ventricular ejection fraction determined fromthe gated images is 58 % at rest and, as seen here,declines to 39 % during stress despite the apparentlynormal perfusion images. 11 The coronary angiogram,shown here, reveals a severe left main stenosis. Thestress-related decline in the ejection fraction thus correctlyidentified the presence of extensive coronary arterydisease. This slide summarizes the findings of theDorbala study. In normal individuals, the ejection fraction,as determined from the gated perfusion images,increases from rest to stress by an average of 5 %; it alsoincreased in single and in dual vessel disease, thoughsomewhat less. Importantly however, in triple vesseland in left main disease, the ejection fraction declinedby about 7 %. Another approach for identifying theextent of coronary artery disease entails measurementsof myocardial blood flow and its response to vasodilatorstress as is also now possible with PET. Takentogether, PET thus holds considerable promise for theaccurate identification of coronary artery disease andfor defining its extent and severity.What then is the impact of PET relative to SPECTperfusion imaging on patient management? This questionhas recently been addressed by Merhige et al. 12In their study, 2000 patients were evaluated withPET and compared to 100 patients studied earlierwith SPECT. The pre-test likelihood of coronary arterydisease was similar for both patient groups. However,the post-test utilization of coronary angiographywas significantly less in patients studied with PET ascompared with SPECT (13 % versus 34 %, respectively)without any difference in mortality but at a costsaving of 30 %. Moreover, patients studied with PETwere less likely to undergo coronary artery bypassgrafting than patients studied with SPECT. It seemsto me that one of the reasons for the lower postutilizationof coronary angiography is, as other studieshave reported, the higher interpretive confidenceof PET, that is, the greater certainty that a given studyis definitely normal or definitely abnormal, so that thelower number of equivocal perfusion imaging studiesreduces the need for further diagnostic tests.As reported for SPECT perfusion imaging, the extentof coronary artery disease or the extent of stress-11 Dorbala S, et al.: Value of Vasodilator Left Ventricular EjectionFraction Reserve in Evaluating the Magnitude of Myocardium atRisk and the Extent of Angiographic Coronary Artery Disease:A 82Rb PET/CT Study. J Nuc Med. 2007; 48: 349-358.12 Merhige, et al.: Impact of myocardial perfusion imagingwith PET and (82)Rb on downstream invasive procedure utilization,costs, and outcomes in coronary disease management.J Nuc Med. 2007: 48: 1069-1076.20Symposium 2007


Heinrich Schelbert7.induced perfusion defects is highly predictive of subsequentcardiac death and nonfatal myocardial infarction.For example, the cardiac death rate is very lowin individuals with normal perfusion images, but risesto 2.9 % and to 4.2 % in individuals with moderate orwith severe stress-induced ischemia. 13 How then doesperfusion imaging, especially with PET, contributeto the overall assessment of cardiac risk? This slidecompares several parameters as described in areport by Iskandrian et al. Gender alone contains somepredictive value. 14 When exercise stress is added,the predictive accuracy increases though not significantly.The addition of coronary angiography raises thepredictive value further but significantly increases whenSPECT imaging is added. The same is likely to applyalso to PET, given its higher diagnostic performance.Importantly however, when coronary angiography isexcluded, the predictive value remains high and doesnot decline. Thus, it would appear that stress-restperfusion imaging may assume a central role for predictingcardiac events and for risk stratification.PET might become even more important in the future,given the recently published findings of the CourageTrial. This trial found no difference in outcomes ofpatients with stable coronary artery disease who underwentoptimum medical treatment when comparedto a similar group again with optimum medical treatmentbut also with percutaneous coronary interventions.15 What one might therefore conclude that in thefuture there will be less of a need for invasive coronaryangiography and, perhaps, for CT angiographywhile there may be a greater need for stress-restmyocardial perfusion imaging.2. Can PET/CT identify the vulnerable atheroscleroticplaque?Several speakers have already referred to imaging ofthe atherosclerotic plaque. Noninvasive approachesfor imaging the atherosclerotic plaque have indeedattracted considerable interest. This is because we nowknow that the majority of acute coronary events andmyocardial infarctions result from rupture and erosionof atherosclerotic plaques. Different from what we had13 Hachamovitch R, Berman DS, Shaw LJ, et al.: Incrementalprognostic value of myocardial perfusion single photon emissioncomputed tomography for the prediction of cardiac death:differential stratification for risk of cardiac death and myocardialinfarction. Circulation. 1998; 97: 535-543.14 Iskandrian AA, Chae SC, Heo J, et al.: Independent andincremental prognostic value of exercise single-photon emissioncomputed tomographic (SPECT) thallium imaging in coronaryartery disease. J Am Coll Cardiol. 1993; 22: 665-670.15 Boden WE, et al.: Optimal Medical Therapy with orwithout PCI for Stable Coronary Disease. N Engl J Med. 2007;356: 1503-1526.thought earlier, it is now clear that most of these eventsoccur in coronary arteries with only mild disease orwith sub-critical stenoses rather than in vessels withhigh grade, hemodynamically significant lesions. 16Findings by Rudd et al. several years ago indicatedthe possibility of imaging with PET andCT the potentially vulnerable atherosclerotic plaque. 16An example of one of their patients with arecent cerebrovascular event and carotid arterydisease is shown on this slide. F-18 deoxyglucosePET images of the neck are compared to intravenouscontrast CT angiographic images. The focallyincreased F-18 deoxyglucose uptake in the right neckco-localizes on the fusion images with the angiographicallyvisualized stenosis of the carotid artery on theCT images. Histopathology and autoradiography withC-14 labeled deoxyglucose of an atheroscleroticplaque, as seen on the next slide, shows the thinfibrous cap, the lipid core and numerous macrophages.The C-14 activity is seen to colocalizewith macrophages, suggesting retention of F-18deoxyglucose in macrophages. Studies by Tawakolet al., again in patients with carotid artery disease,demonstrated a direct correlation between theF-18 deoxyglucose concentration in atheroscleroticplaques and the number of macrophages. 17 If theF-18 deoxyglucose concentration in an atheroscleroticplaque does in fact accurately reflect thenumber of macrophages and thus, the severity ofplaque inflammation, it then should be possibleto obtain noninvasively a measure of the potentialplaque vulnerability. Tawakol et al. did in factexplore this possibility. Based on available histopathologicdata from patients with fatal myocardialinfarctions, the carotid artery lesions were groupedby the fraction of macrophages in plaques. Whengrouped in this way, F-18 deoxyglucose concentrationswere significantly higher in lesions consideredvulnerable as compared to less vulnerable or stablelesions. This then suggests that PET/CT measurementsof the F-18 deoxyglucose concentration in vascular plaquesmay offer a measure of the severity of plaque inflammationand, possibly, of its potential vulnerability.Will there be a clinical role of PET/CT imaging ofatherosclerotic plaques and will it be relevant? Whilethe detection of potentially vulnerable plaques especially16 Rudd JH, Warburton EA, Fryer TD, et al.: Imaging atheroscleroticplaque inflammation with [18F]-fluorodeoxyglucose positronemission tomography. Circulation. 2002; 105: 2708-2711.17 Tawakol A, Migrino RQ, Bashian GG, et al.: In vivo 18Ffluorodeoxyglucosepositron emission tomography imagingprovides a noninvasive measure of carotid plaque inflammationin patients. J Am Coll Cardiol. 2006; 48: 1818-1824.Symposium 200721


Heinrich Schelbert7.individuals with insulin resistance of increasing severity.As Prior et al. had reported, flow responses to coldwere already diminished in individuals with the mildestform of insulin resistance but progressively worsenedwith more severe states of insulin resistance. 22 Conversely,the total vasodilator capacity remained fully preservedin milder states of insulin resistance as for example innormoglycemic insulin resistance and impaired glucosetolerance but significantly declined in individuals withnormotensive, and even more so, hypertensive type2 diabetes. This then suggests a possible associationbetween the magnitude of the cardiac risk and thedegree of functional compromise. It may indeedinitially be confined to the endothelium but subsequentlyencroaches upon the vascular smooth muscle. Yet, it remainsuncertain whether this functional progression dependson the number of risk factors or on the degree of endothelialdysfunction alone or whether dysfunction of the endotheliumand the vascular smooth muscle occur in parallel.It also remains uncertain whether such progressivevascular dysfunction is related to the duration of the diseasewith a possible development of structural alterations.It seems to me that there may indeed be a clinical orpractical role for measurements of coronary responsiveness.One is the assessment of cardiac risk, a secondone the assessment of risk modification strategies and,finally, the possibility of assessing the efficacy of novelvasoactive drugs. If in fact an abnormal responsivenessof the coronary circulation reflects endothelial dysfunction,then it should contain predictive information.This in fact has been demonstrated by Schindler et al.,who followed individuals with angiographically normalcoronary arteries for an average period of 18 monthsafter cold pressor flow responses had been measuredwith PET. 23 As seen in this image, a normal flowresponse was associated with a 95 % event freesurvival rate which was significantly lower (72 % and61 %) for diminished or absent flow responses to cold.Flow responses to cold pressor testing can be fullyrestored pharmacologically as shown with short termadministration of PPARγ agonist or, more recently, ofangiotensin receptor blockers. 24 Increased production22 Prior JO, Quinones MJ, Hernandez-Pampaloni M, et al.:Coronary circulatory dysfunction in insulin resistance, impairedglucose tolerance, and type 2 diabetes mellitus. Circulation.2005; 111: 2291-2298.23 Schindler TH, Nitzsche EU, Schelbert HR, et al.: Positronemission tomography-measured abnormal responses of myocardialblood flow to sympathetic stimulation are associatedwith the risk of developing cardiovascular events. J Am CollCardiol. 2005; 45: 1505-1512.24 Quinones MJ, Hernandez-Pampaloni M, Schelbert H,et al.: Coronary vasomotor abnormalities in insulin-resistantindividuals. Ann Intern Med. 2004; 140: 700-708.of angiotensin in dysfunctional endothelium servedas rationale for the administration of the angiotensinreceptor blocker. Administration of Valsartan for12 weeks in individuals with impaired glucose tolerancewas associated with restoration of the flowresponse to cold that however reverted to the abnormalbaseline state after Valsartan had been discontinuedfor 3 months. An important question is whethersuch drug mediated restoration of endothelial functionwould improve the long term outlook of at risk patients.Direct evidence is still missing but findings made in astudy that assessed endothelial function of the brachialartery might suggest so. 25 That study included 400consecutive post-menopausal women with hypertension.On brachial artery flow measurements at baseline,the flow-mediated diameter increase as a measureof endothelial function was diminished in all women.After 6 months of aggressive antihypertensive treatment,forearm blood flow measurements were repeated.Improvements in endothelial function were associatedwith an event-free survival of 94 % during the67 month follow-up period as compared to an only79 % event free survival in women with persistentlyabnormal endothelial function. This then suggests thattherapeutic targeting of endothelial dysfunction mayin fact translate into long term benefits. In addition, asmentioned above, such benefits might be predictablethrough repeat measurements of myocardial bloodflow.To summarize, PET and PET/CT offer exciting newpossibilities for the noninvasive study of the cardiovascularsystem in humans. Not only can coronaryartery disease be defined and quantified more accuratelyand precisely than has been possible with conventionalSPECT, but the responsiveness of the cardiovascularsystem and biological alterations of the arterialwall can now be evaluated with PET. With thesecapabilities, detection of functional alterations earlyin the disease process and of functional consequencesof structural alterations in advanced disease will bepossible. This then offers the exciting prospect of earlydisease detection, more accurate risk assessment andindivualization of treatment strategies.Prof. Dr. med. Heinrich Schelbert ist an derDavid Geffen School of Medicine at UCLA, Universityof California in Los Angeles, USA, als Arzt tätig. Ergilt als Experte auf dem Gebiet der kardiologischenNuklearmedizin und PET/CT-Diagnostik.25 Modena MG, Bonetti L, Coppi F, Bursi F, Rossi R: Prognosticrole of reversible endothelial dysfunction in hypertensive postmenopausalwomen. J Am Coll Cardiol. 2002; 40: 505-510.Symposium 200723


8.Wolfgang Mohnike8. Erster Erfahrungsbericht seit Inbetriebnahme der PET/CT high resolution –Potenziale für die Herz- und KrebsdiagnostikWolfgang MohnikeDie PET/CT lässt sich nicht nur im Bereich der Kardiologiesondern auch in der Krebsdiagnostik zur Darstellungder Gefäße einsetzen. Zuerst wird also aufdie Gefäßdarstellung in der Onkologie eingegangen,bevor das eigentliche Thema – die Kardiologie – behandeltwird.1. Gefäßdarstellung in der OnkologieBezogen auf Krebserkrankungen werden in Europaetwa 29 % der PET-Untersuchungen beim Lungenkrebsdurchgeführt, 17 % beim kolorektalen Karzinom,24 % beim Lymphom und 23 % beim Mammakarzinomund anderen Tumorerkrankungen. Die restlichen7 % sind Untersuchungen der Kopf-Hals-Tumore.Fragestellungen, die zurzeit in der Entwicklung begriffensind, sind die Anwendung von PET bei Brustkrebs undbeim Prostatakarzinom. Nach einer Analyse der FirmaGeneral Electric wurden im Jahr 2006 in Deutschland614 PET-Untersuchungen pro einer Million Einwohnerdurchgeführt. In Italien und den BeNeLux-Ländern sindEstimated New Cases *Prostate 232.090 33%Lung and Bronchus 93.010 13%Colon and Rectum 71.820 10%Urinary Bladder 47.010 7%Melanome of the Skin 33.580 5%Non-Hodgkin Lymphoma 29.070 4%Kidney and Renal Pelvis 22.490 3%Leukemia 19.640 3%Oral Cavity and Pharynx 19.100 3%Pancreas 16.100 2%All Sites 710.040 100%Estimated DeathsLung and Bronchus 90.490 31%Prostate 30.350 10%Colon and Rectum 28.540 10%Pancreas 15.820 5%Leukemia 12.540 4%Esophagus 10.530 4%Liver and Intrahepatic Bile Duct 10.330 3%Non-Hodgkin Lymphoma 10.150 3%Urinary Bladder 8.970 3%Kidney and Renal Pelvis 8.020 3%All Sites 295.280 100%Males FemalesAbb. 1: Die zehn häufigsten Krebsneuerkrankungen und diehäufigsten durch Krebs verursachten Todesfällees etwa viermal so viele PET-Untersuchungen gewesen.Entsprechend der Häufigkeit der Neuerkrankungen wärenBrustkrebs und Lungenkrebs bzw. hinsichtlich der Todesfälle,die durch Krebs verursacht werden, vor allemder Lungenkrebs, wichtige Indikationen (s. Abb. 1).Zumindest die PET/CT-Untersuchung dieser Tumorerkrankungkann nun zu Lasten der gesetzlichenKrankenkassen abgerechnet werden.Die PET/CT spielt bei Krebserkrankungen sowohl inder Diagnostik (Datenflut durch Erhöhung der räumlichenund zeitlichen Auflösung der MRT und CT,Hybridtechnik als Ordnungsprinzip; Unterscheidungbenigne/maligne Läsionen; Staging) als auch beider Therapiesteuerung (Erkennung von Resttumoren;quantitative Ermittlung des Therapieansprechens;Identifikation von therapeutischen Targets/Zielvolumina)eine wesentliche Rolle.Einige wenige Fälle aus der Onkologie sollen zeigen,dass die PET/CT high resolution hier tatsächlich etwasNeues bringt.Bei einer Patientin mit Zustand nach Mammakarzinomwurden ansteigende Tumormarker gemessen, ohnedass die konventionelle Diagnostik (CT, Szintigraphie,Sonographie) fündig wurde. Mitder PET/CT konnten aufgrund derexzellenten räumlichen Auflösungmetabol aktive Lymphommassenlokalisiert werden.Hierbei stellt sich die Frage,wie hoch die Auflösung einesPET/CT-Gerätes sein muss, umKosten und Nutzen in einemvertretbaren Rahmen zu halten.Untersuchungen von Zellpopulationendes nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinoms(NSCLC) unddes Glioblastoms zeigten, dasszwischen 10 5 und 10 6 Zellennötig sind, um ein deutliches PET-Signal auszulösen. 1 Dies entsprichteiner räumlichen Auflösungim Labor von etwa 1 mm.Besonders bei sehr kleinen Tumorenist neben der räumlichen Auflösung natürlich auchdie Zuordnung zu den entsprechenden anatomischenStrukturen sehr wichtig. Ein Beispiel hierfür ist derBreast 211.240 32%Lung and Bronchus 79.560 12%Colon and Rectum 73.470 11%Uterine Corpus 40.860 6%Non-Hodgkin Lymphoma 27.320 4%Melanome of the Skin 26.000 4%Ovary 22.220 3%Thyroid 19.190 3%Urinary Bladder 16.200 2%Pancreas 16.080 2%All Sites 662.870 100%Lung and Bronchus 73.020 27%Breast 40.410 15%Colon and Rectum 25.750 10%Ovary 16.210 6%Pancreas 15.980 6%Leukemia 10.030 4%Non-Hodgkin Lymphoma 9.050 3%Uterine Corpus 7.310 3%Multiple Myeloma 5.640 2%Brain and Other Nervous System 5.480 2%All Sites 275.000 100%Ten Leading Cancer for the Estimated New Cancer Cases and Deaths, by Sex, US, 2005*Excludes basal and squamous cell skin cancers and in situ carcinoma except urinary bladder. Estimates are rounded to the nearest 10.Note: Percentage may not total 100% due rounding.American Cancer Society, Surveillance Research, 20061 Fischer BMB, Olsen MWP, Ley CD, Klausen TL, Mortensen J,Højgaard L, Kristjansen PEG: How few cancer cells can bedetected by positron emission tomography? A frequent questionaddresses by an in vitro study. Eur J Nucl Med Mol Imaging.2006; 33: 697-702.24Symposium 2007


Wolfgang Mohnike8.angeborene Hyperinsulinismus bei Säuglingen. Wiruntersuchten in unserem Haus einen sechs Wochenalten männlichen Säugling mit Nesidioblastose undkonnten den Herd, dargestellt mit Fluor 18-DOPA, inder PET/CT entdecken. Die 1,3 cm große Läsion lässtsich im OP-Situs aber weder durch den Tastbefundnoch durch die Farbe erkennen. Somit ist es für denKinderchirurgen extrem kompliziert, die Stelle zu finden,die chirurgisch zu entfernen ist. Durch die überlagerteGefäßdarstellung in der PET/CT kann derHerd im Situs jedoch sichtbar gemacht werden undder Kinderchirurg erhält so wertvolle Hinweise. Insofernist die Gefäßdarstellung auch bei onkologischenFragestellungen durchaus von Bedeutung.2. Gefäßdarstellung in der KardiologieAber auch bei koronaren Herzerkrankungen kanndie PET/CT in der Diagnostik (Unterscheidung funktionell/organisch;Indikation zur invasiven Diagnostik;Staging) sowie in der Therapie (Entscheidung invasiv/medikamentös; quantitative Ermittlung des Therapieansprechens)sinnvoll angewandt werden. Nach Lindneret al. 2 stellt sich die Situation in Deutschland folgendermaßendar: 2005 wurden in Baden-Württemberg838 invasive Koronarangiographien sowie 74 Myokardszintigraphiendurchgeführt. Im Saarland, in Thüringenund in Schleswig-Holstein wurden im Vergleichzu Myokardszintigraphien invasive Koronarangiographiennoch häufiger durchgeführt. In Berlin liegt dasVerhältnis dagegen günstiger: 324 Szintigraphien zu960 invasiven Untersuchungen. Immer noch kein sehrwünschenswertes Verhältnis, wenn man bedenkt, dassdie Myokardszintigraphie sehr wohl eine geeigneteMethode zu sein scheint, um das Risiko eines Herzpatientenzu bestimmen. Patienten mit einem unauffälligenMyokardszintigramm erleiden sehr viel seltenereinen Infarkt oder Herztod als Patienten mit einemhochpathologischen Myokardszintigramm. 3Wie können sich die nuklearmedizinische, also diePET- oder die SPECT-Diagnostik, und die Multislice-Detektor-CT (MDCT) ergänzen? Nach Hacker et al.(2007) 4 besitzt die gefäßbasierte MDCT-Angiographieeine gute Sensitivität, eine gute Spezifität und2 Lindner O, Burchert W, Bengel FM, et al.: Myocardial perfusionscintigraphy in Germany. Results of the 2005 query andcurrent status. Nuklearmedizin. 2007; 46: 49-55.3 Lindner O, Rusche H, Schäfers M, Schober O, Burchert W:Aktuelle Konzepte der Myokardperfusionsszintigraphie. MyocardialPerfusion SPECT: Current Concepts. Deutsches Ärzteblatt104. 2007; 14: 952-958.4 Hacker M, Jakobs T, Hack N, Nikolaou K, et al.: Combineduse of 64-slice computed tomography angiography and gatedmyocardial perfusion SPECT for the detection of functionallyrelevant coronary artery stenoses - First results in a clinicalsetting concerning patients with stable angina. Nuklearmedizin.2007; 46: 29-35.eine gute Genauigkeit mit relativ hohem negativenVorhersagewert. Wird die MDCT-Angiographie mitder Myokard-Perfusionsszintigraphie kombiniert,steigt die Sensitivität von 81 % auf 85 %, die Spezifitätvon 95 % auf 97 % und die Genauigkeit von91 % auf 96 %.Folgende drei Fallbeispiele wurden mit dem in Berlinstehenden Gerät gewonnen:1. Ein Patient mit einer mäßigen Angina pectoris undkeiner weiteren Herzerkrankung ist auf dem Ergometerbis 125 Watt belastbar. Der Kalziumscore zeigteine mäßige Koronar-Kalzifizierung. Die CT zeigteine mittelgradige Plaque im LM-Bereich und geringerim LAD-Bereich und erstem Diagonalast, die CX istunauffällig. Das MIBI-SPECT zeigt belastungsabhängiganteroseptal Perfusionsstörungen (s. Abb. 2). DieFDG-PET ist unauffällig.Abb. 2: CT/MIBI-SPECT: belastungsabhängige anteroseptalePerfusionsstörungen2. Das nächste Beispiel ist ein Patient nach Aorto-Coronarer-Venen-Bypass-Operation (1994), vierfacherStentimplantation und einem Myokardinfarkt(1990). Er ist bis 50 Watt auf dem Ergometer belastbar,der Kalziumscore zeigte eine ausgeprägte Koronar-Kalzifizierung.Mit der CT-Angiographie konntedie Durchgängigkeit der Bypässe beurteilt werden.Die SPECT zeigte eine Durchblutungsverminderunganterolateral sowie im Hinterwandbereich. In derFDG-PET ist deutlich eine Narbe zu sehen (s. Abb. 3,folgende Seite).Symposium 200725


8.Wolfgang MohnikeDie Einzelfalldarstellungen zeigen einerseitsdas diagnostische Potenzial der angewandtenUntersuchungsverfahren, andererseitsjedoch auch die Komplexität derAussagen. Unsere ersten Ergebnisse deutenhier in Richtung einer intensiven interdisziplinärenZusammenarbeit. Wie Voltaire solltenwir die Frage stellen, ob es jemanden gibt,der so weise ist, dass er aus den Erfahrungenanderer lernt. Die Fülle der gewonnen Datendurch kombinierte Techniken kann nur gemeinsamund interdisziplinär durch intensiveDiskussion zwischen Nuklearmedizinern, Kardiologen,Radiologen bewältigt werden.Professor Dr. med. Wolfgang Mohnikeist Vorsitzender des PET e.V. sowieMitbegründer des Diagnostisch TherapeutischenZentrums am Frankfurter TorBerlin. Er ist Mitglied der Deutschen Gesellschaftfür Nuklearmedizin.Abb. 3: CT/FDG-PET: Narbe3. Der letzte Patient erlitt 1998einen Vorderwandinfarkt aus völligerSymptomlosigkeit heraus.Nach einem akuten sechsfachenBypass hat er sein Leben dramatischumgestellt. Jetzt ist er bis125 Watt sehr gut belastbar undbeschwerdefrei. Der Kalziumscoreist aufgrund der Vorerkrankungweiterhin sehr hoch. DieCT-Angiographie zeigte beträchtlicheKalzifizierung außerhalbder Bypassgefäße, unauffälligeKontrastmittel-Füllung der sechsBypässe und multiple Plaques inden anschließenden peripherenKoronaranteilen (s. Abb. 4). DieMIBI-SPECT zeigte mäßiggradigePerfusionsstörungen anteroseptal/apicalund war sonst unauffällig.Die FDG-PET zeigte dieNarbe.Abb. 4: CT-Angiographie: Kalzifizierung außerhalb derBypassgefäße, multiple Plaques in den Koronaranteilen26Symposium 2007


Wolfgang Burchert9.9. Nuklearkardiologische Untersuchungsmöglichkeiten beim Diabetes mellitusWolfgang BurchertEs gibt noch keine größeren Studien hinsichtlich derdiagnostischen Wertigkeit der Positronen-Emissions-Tomographie bei Patienten mit Diabetes mellitus undkoronarer Herzkrankheit. Daher wird in diesem Beitragder Fokus auf der SPECT (Single Photon EmissionComputed Tomography) liegen.Diabetiker stellen eine sehr große Patientengruppedar. Zwischen 50 und 75 % der Diabetiker sterbenan kardiovaskulären Erkrankungen, also anErkrankungen ihrer Gefäße. Die Diagnose der KoronarenHerzkrankheit (KHK) ist daher bei dieser Patientengruppebesonders wichtig. Für das klinischeManagement braucht man darüber hinaus ein Verfahren,welches Informationen für das individuelleKrankheitsrisiko liefert. Auch das Problem der stummenMyokardischämie scheint bei Diabetikern häufigerals bei Nicht-Diabetikern zu sein. Es stellt sichals besondere Herausforderung dar, in dieser großenPatientengruppe die herzkranken Patienten zu erkennenund einer effektiven Therapie zuzuführen.Der Diabetes mellitus stellt per se ein Risikoäquivalentfür eine KHK dar. Dieser Zusammenhangist noch gar nicht so lange bekannt. Haffner hat1998 aufgezeigt, dass Diabetiker ohne vorher bekannteKHK ein ähnlich hohes Risiko eines Myokardinfarktesoder kardiovaskulären Todes habenwie andere Patienten ohne Diabetes nach einembereits abgelaufenen Myokardinfarkt. 1 Dabei wirdder Patient mit dem abgelaufenen Myokardinfarktmedizinisch sehr intensiv betreut. Diabetiker werdendemgegenüber vielfach immer noch primär mitFokus auf Ihren Zuckerstoffwechsel behandelt. Diebesondere Problematik der Patienten mit Diabetes,nämlich ihr hohes kardiovaskuläres Risiko, wirdhäufi g nicht adäquat berücksichtigt.Aufgrund dieser Tatsachen wird seit Ende der 90erJahre vermehrt der Zusammenhang von Diabetesund kardiovaskulären Erkrankungen erforscht. Eshat sich gezeigt, dass die Myokardszintigraphiebei Diabetikern eine ähnliche Treffsicherheit wiebei Nicht-Diabetikern erreicht. Dies gilt für ergometrischewie auch pharmakologische Belastungsver-1 Vgl.: Haffner SM, Lehto S, Rönnemaa T, Pyörälä K, LaaksoM: Mortality from coronary heart disease in subjects with type2 diabetes and in nondiabetic subjects with and without priormyocardial infarction. N Engl J Med. 1998; 339: 229-234.fahren 2 , bei Männern ebenso wie bei Frauen. Auchdie Bestimmung der Ausdehnung und des Ausprägungsgradesder kardivaskulären Erkrankung lässtsich bei Diabetikern sicher erkennen.Für den Bereich der koronaren Mikrozirkulationzeigte eine Publikation 2003, dass diese bei Diabetikernbeeinträchtigt ist. 3 Bei der Untersuchung mit derAmmoniak-PET fand sich im Vergleich zu Kontrollenbei Nicht-Diabetikern eine deutlich eingeschränkteKoronarreserve. Diese war etwa auf die Hälfte vermindert.Es wurde die Hypothese aufgestellt, dassdie chronische Hyperglykämie Ursache für die eingeschränkteendotheliale Funktion, die eingeschränkteGefäßreaktivität und damit den erhöhten mikrovaskulärenWiderstand ist.Der Blutfluss ist überwiegend durch den Widerstandim mikrovaskulären Gefäßbett determiniert. Die Koronarangiographiestellt die großen epikardalen Gefäßedar, welche tatsächlich nur einen kleinen Anteilam gesamten Koronarwiderstand haben. Diese Tatsacheist auch zum Teil die Erklärung dafür, warumwir häufiger myokardiale Perfusionsstörungen sehen,denen nicht unmittelbar eine Koronarstenose zuzuordnenist.Was nützen uns nun diese Erkenntnisse für die Frühdiagnostik?Abbildung 1 zeigt einen Patienten mitDiabetes mellitus, einer Hypercholesterinämie undeinem komplett unauffälligen Koronarangiogramm.In der Ammoniak-PET sieht man eine regionale Perfusionsstörungund eine Minderung der absolutenFlusswerte bis knapp unter 2 ml/g/min. Dieser Wertliegt an der Grenze zu einem pathologischen Befund,während andere große Gefäßbereiche noch relativunbeeinflusst sind. Man hat mit der PET die Möglichkeit,durch die Bestimmung des absoluten Blutflussesneben regionalen Blutflussverteilungsstörungen auchglobale Perfusionseinschränkungen zu sehen.2 Auffällig ist die scheinbar schlechte Spezifität (Anteil der richtigals negativ erkannten Sachverhalte) des Verfahrens. Nimmt manaber eine Gruppe von Gefäßgesunden hinzu, stellt man fest, dassnicht das Verfahren ein Problem hat, sondern dass offensichtlichdiese Patientengruppe sehr viel „Falsch-Positive“ enthält. Wirhaben es also auch mit der mikrovaskulären Komponente zu tun,die in der Angiographie nicht unbedingt abgebildet wird.3 Di Carli F, Janisse J, Grunberger G, Ager J: Role of chronichyperglicemia in the pathogenesis of coronary microvasculardysfunction in diabetes. JACC. 2003; 41: 1387-1393.Symposium 200727


9.Wolfgang Burchert75 jähr. DiabetikerHypercholesterinämie13N-Ammoniak PETPerfusion unter Adenosinml/g/minParametrische 3D-PolarmapAbb. 1: Patient mit Diabetes mellitus: Unauffälliges Koronarangiogramm,aber regionale Regulationsstörung im Ammoniak-PETSehr früh Perfusionsstörungen zu diagnostizieren, istein großes Potenzial der PET. Die Aufgabe für dieZukunft wird sein, diesen Vorteil individuell für denPatienten nutzbar zu machen und mit therapeutischenKonzepten zu verknüpfen.Was können wir nun über die Effektivität der Diagnostikbei Diabetikern mit der Myokardszintigraphie sagen?Verglichen mit KHK: Bei Patienten ohne einen Diabetesmellitus finden wir eine vergleichbare diagnostischeGenauigkeit zum Nachweis der KHK auch beiDiabetikern. Die pharmakologische Belastung mitVasodilatatoren (Adenosin) liefert äquivalente Ergebnissewie die Ergometrie. Besonders bei Diabetikernvom Typ 2, bei denen die ergometrische Belastung aufgrundvon Komplikationen nur eingeschränkt einsetzbar(pAVK, Retinophatie, Gefäßoperationen, Transplantationen)ist, ist die Myokardszintigraphie mit pharmakologischerBelastung eine effiziente Methode zur Abklärungder KHK. Diabetiker zeigen sowohl schon präklinischals auch bei manifester KHK Störungen derGefäßregulation besonders im Bereich der kleinenGefäße (Sympathikus, Stoffwechsel, Endothelfunktion)und damit erhöhte Koronarwiderstände. Aus diesemGrunde liegen mehr und ausgedehntere Perfusionsstörungenvor als es die Darstellung der epikardialen Gefäßein der Koronarangiographie allein vermuten lässt.Ich möchte im Folgenden auf das Therapiemanagement,die Risikostratifizierung und die Prognosebeurteilungeingehen. Die Metaanalyse von Leslie Shaw 4zur Risikostratifizierung mit SPECT hat gezeigt, dasswir über den gesamten Bereich der Prätest-Risikowahrscheinlichkeit5 sehr gut zwischen den Patienten4 Shaw LJ, Iskandrian AE: Prognostic value of gated myocardialperfusion SPECT. J Nucl Cardiol. 2004; 11: 171-185.5 von kein Verdacht auf KHK über niedriges Risiko bis hin zuden Hochrisikopatienten mit abgelaufenen Myokardinfarktenmit niedrigem Risiko und denen miteiner hohen kardialen Ereignisrate,bei denen man therapeutisch handelnmuss, differenzieren können.Diese Metaanalyse basierte auf einerZusammenfassung der Daten von70.000 Patienten. Aus dieser Analysegeht hervor, dass wir auch bei Patientenmit Diabetes mellitus einen sehrwichtigen Beitrag zur Risikostratifizierungleisten können.Generell gilt, dass wir bei identischemszintigraphischen Befund bei Diabetikerneine höhere kardiale Ereignisrate als bei Nicht-Diabetikern beobachten. Bei Diabetikern gibt es alsonoch zusätzliche Risikofaktoren, die sich über denalleinigen Nachweis von Perfusionsstörungen nichtvollständig erfassen lassen.Bei der Untersuchung der geschlechtsabhängigen diagnostischenEffektivität ergibt sich der überraschendeBefund, dass Frauen immer ein höheres Risiko eineskardialen Ereignisses haben als Männer bei einemgleich ausgeprägten szintigraphischen Befund. Frauenhaben also per se eine etwas schlechtere Prognoseüber den gesamten Risikobereich des Diabetes. 6Bei Patienten mit bekannter KHK und ventrikulärenWandbewegungsstörungen ist – bei geplanter Revaskularisation– der Nachweis der Vitalität des Myokardsein entscheidender prognostischer Parameter.Da bei Diabetikern eine Stoffwechselstörung derGlukose vorliegt, wurde der Wert des Vitalitätsnachweisesmittels F-18-markierter Glukose in der Literaturdiskutiert. Eine der neueren Studien 7 hat mit der FDG-SPECT zwei typische Patientengruppen verglichen,Patienten mit erheblichen ventrikulären Bewegungsstörungen,Diabetiker und Nicht-Diabetiker, die imKontext einer geplanten Revaskularisation untersuchtwurden. Sind die Patienten mit Acipimox oder einemhyperinsulinämischen Clamp gut vorbereitet, so zeigtsich, dass man identische Werte für Sensitivität undSpezifität beim Nachweis der myokardialen Vitalitäterhält. Beim Diabetes mellitus ist also eine Vitalitäts-6 Berman DS, Kang X, Hayes SW, et al.: Adenosine myocardialperfusion single-photon emission computed tomographyin women compared with men. Impact of diabetes mellitus onincremental prognostic value and effect on patient management.J Am Coll Cardiol. 2003; 41: 1125-1133.Die Studie umfasste insgesamt 5333 Patienten, davon waren1222 Diabetiker.7 Schinkel AFL, et al.: Impact of Diabetes mellitus on Predictionof Clinical Outcome After Coronary Revascularizationby 18 F-FDG SPECT in Patients with Ischemic Left VentricularDysfunction. J Nucl Med. 2006; 47: 68-73.28Symposium 2007


Wolfgang Burchert9.diagnostik mit der FDG-SPECT problemlos möglich.Diese Ergebnisse lassen sich natürlich analog auf dieF-18-FDG-Untersuchung mit der Positronen-Emissions-Tomographie übertragen.Es zeigt sich also aus dem bisher Gesagten, dassdie Myokard-Perfusionsszintigraphie zur Risikostratifizierung(Herztod, Myokardinfarkt, Progress der KHK)eine gute Diskriminierung der Patienten mit hohemund mit geringerem Risiko für ein kardiales Ereigniserlaubt. Weiterhin sind die Ausdehnung des ischämischenund infarzierten Areals unabhängige Prädiktorenfür Herztod sowie den Myokardinfarkt, egal,ob eine KHK vorher bekannt war oder nicht.Diabetische Patientinnen haben beim Auftreten vonszintigraphisch nachgewiesenen Ischämien einedeutlich schlechtere Prognose als männliche Diabetikeroder Nicht-Diabetikerinnen bei vergleichbaremAusprägungsgrad des szintigraphischen Befundes.Bei Diabetikern macht eine unauffällige Myokard-Perfusionsszintigraphiekünftige kardiale Ereignisse unwahrscheinlich,die kardiale Ereignisrate bleibt aberdennoch höher als bei KHK-Patienten ohne Diabetes.Ein weiterer bedeutsamer Aspekt ist die stumme Myokardischämiebei asymptomatischen Diabetikern.Diese kommt recht häufig vor. Nur etwa 50 %der Diabetiker klagen über eine typische AnginaPectoris. Trotzdem kann man bei vielen von diesenPatienten signifikante Ischämien nachweisen. DieDIAD-Studie 8 hat prospektiv mittels der Myokardszintigraphieuntersucht, wie häufig stumme Ischämienbei asymptomatischen Diabetikern ohne Verdachtauf eine KHK auftreten. Man fand etwa 20 % auffälligeMyokardszintigramme, worunter 6 % behandlungspflichtige,pathologische Myokardszintigrammewaren. Im weiteren Verlauf der Studie haben sich dieHäufigkeit und die Schwere der szintigraphischen Befundeinteressanterweise gebessert; dieses Ergebniswurde gerade aktuell auf dem ICNC 8 vorgestellt.Dies liegt möglicherweise an einem postreferral-bias,da nämlich bei der untersuchten Patientengruppe dieRisikofaktor-Modifikation bzw. die medikamentöseTherapie im Verlauf der Beobachtungszeit optimiertwurde. Letztlich handelt es sich also eigentlich umeine ungewollte Therapiestudie. Es bleibt aber derBefund: Bei komplett asymptomatischen Diabetikernhaben etwa 7 % deutlich ausgeprägte Ischämien.8 Wackers FJT, et al.: Detection of silent myocardial ischemiain asymptomatic diabetic subjects: The DIAD study. DiabetesCare. 2004; 27: 1954-1961.Ich möchte noch auf einen Punkt eingehen, der dieTherapie betrifft. Es steht ja immer wieder die medikamentöseTherapie versus Revaskularisation zurDiskussion. Dazu gibt es relativ große retrospektiveStudien, insbesondere zur diagnostischen Bedeutungder Ausdehnung der myokardszintigraphisch nachgewiesenenPerfusionsdefekte. Diese zeigen, dass eineRevaskularisation bei kleinen Ischämien auch bei Diabetikernweder bei Männern noch bei Frauen eineVerbesserung der Prognose bewirkt. Die Ereignisrateliegt bei Frauen auch hier etwas höher. Wenn ichallerdings ausgedehnte Befunde habe, ist die Revaskularisationhinsichtlich der Prognose deutlich besserals die medikamentöse Therapie. Dies gilt sowohl fürMänner als auch für Frauen. Beträgt die Ausdehnungder Ischämie des linken Ventrikels weniger als 15 %,ist die medikamentöse Therapie besser; erst bei sehrausgedehnten Ischämien oder bei akuten Ereignissenist die Revaskularisation vorteilhaft. 9Diabetiker stellen eine sehr große Patientengruppedar. Wir würden uns alle wünschen, jeden Patientenmit der Myokardszintigraphie untersuchen zu können,um eine KHK in einem frühen Stadium zu erkennen.Das kann aber unser Gesundheitssystem nichtleisten. Wir brauchen daher Selektionskriterien, umGruppen mit einem angemessenen Risikoniveau fürdie weitere Diagnostik zu erkennen. In der Studie vonAnand et al. 10 ist ein sehr interessanter Ansatz dazuverfolgt worden, der insbesondere mit Hybrid-Geräten(SPECT/CT) sehr effektiv durchzuführen ist. Ander Studie haben 510 nicht-symptomatische Diabetes-mellitus-Typ-2-Patiententeilgenommen, von denenkeiner eine bekannte KHK hatte. Die Patientengruppewurde zunächst mittels eines Kalziumscorings überdie CT gescreent. Etwas über 50 % hatten einen sehrniedrigen Kalziumscore (Agatston), der unter 10 lag.20 % hatten einen Kalziumscore von 10 bis 100 undetwa ein Viertel (26 %) der Patienten lag über 100.Man kann annehmen, dass diese Veränderungen alspostentzündliche Residuen in den Koronarplaquesverbleiben und damit quasi ein Gedächtnis für atherosklerotischeProzesse darstellen. Die Ergebnissedes Kalziumscorings wurden mit den dazugehörigenMyokardszintigrammen verglichen. Man kann sehrschön sehen, dass beim Agatston-Score von Null9 Hachamovitch R, Hayes SW, Friedman JD, Cohen I, BermanDS: Comparison of the short-term survival benefit associatedwith revascularization compared with medical therapy inpatients with no prior coronary artery disease undergoingstress myocardial perfusion single photon emission computedtomography. Circulation. 2003; 107: 2900-2907.10 Anand DV, Lim E, Lahiri A, Bax JJ: The role of non-invasiveimaging in the risk stratification of asymptomatic diabeticsubjects. Eur Heart J. 2006; 27: 713-721.Symposium 200729


10.W. Burchert/B. Strauerauch keine Ischämien nachweisbar sind (s. Abb. 2von Anand et al.). Das bedeutet, dass diese Patientennicht behandelt werden müssen, da sie keine aktiveAtherosklerose aufweisen. Dies trifft auf über 50 %der Patienten dieser Untersuchung zu.Myokardszintigraphie:CAC > 100 n=127; CAC < 100 n = 53Abb. 2: Agatston-ScoreAgatstonScore510 asymptomatischeDM Typ 2 Pat.;keine bekannte KHKAnand DV. Eur Heart J 2006; 27: 713Somit haben wir eventuell eine Strategie, über Vorselektiondas Prätest-Risiko entsprechend zu steigernund mit der Myokardszintigraphie die Gruppe dertherapiepflichtigen Patienten zu identifizieren. Ob dieTherapie letztlich eine medikamentöse oder eine interventionellesein soll, muss man sicherlich noch diskutieren.Festzuhalten ist, dass die intelligente Kombinationvon CT mit einem funktionellen Verfahren Bedeutendesleisten kann, um betriebswirtschaftlich effizient auchgrößere Patientengruppen untersuchen zu können.Die typischen kardialen Risikofaktoren als Selektionskriterienfür die Myokardszintigraphie sindbisher in der Literatur nicht gut gesichert. Eventuellsind hier kombinierte Scores hilfreich. Gesichert istder klinische Nutzen der Myokardszintigraphie beinicht ausreichender ergometrischer Belastbarkeit,bei pathologischen Ruhe-EKG oder Q-Zacken, beimVorliegen einer peripheren arteriellen Erkrankung(AVK, CV-Erkrankungen), bei Belastungsdyspoeund bei Patienten, die älter als 65 sind.Ebenfallsist eine gestörte kardiale Innervation häufig mit Perfusionsstörungendes Herzens korreliert. Ein vielversprechenderAnsatz zur Präselektion von Patientenfür die Zukunft ist das koronare Kalziumscoring. Auchdie Frage der mikrovaskulären oder makrovaskulärenErkrankung wird in Zukunft mit Kombinationsgerätenein vielversprechender Ansatz sein.Professor Dr. med. Wolfgang Burchert ist Direktordes Institutes für Radiologie, Nuklearmedizin und molekulareBildgebung am Herz- und Diabeteszentrum inNRW, Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum.10. PET und SPECT in der Diagnostik der Stammzelltherapie bei MyokardinfarktBodo-Eckehard Strauer (in Zusammenarbeit mit Michael Brehm und Christiana Schannwell)Die therapeutischen Erfolge auf dem Gebiet derStammzellforschung eröffnen einer Vielzahl an kardiovaskulärenErkrankungen neue Behandlungsmöglichkeiten,insbesondere mit dem Ziel, die Entwicklungeiner Herzinsuffizienz auf dem Boden eines akutenMyokardinfarktes oder einer chronisch ischämischenkoronaren Herzkrankheit zu verhindern. Derzeit wirdintensiv die Anwendung von Stammzellen (Knochenmarkstammzellen)und Progenitorzellen (endothelialeProgenitorzellen) bei akutem Myokardinfarkt als auchbei chronisch ischämischer Herzkrankheit sowohlintrakoronar, transendokardial als auch intramyokardialuntersucht. Alle Applikationswege verfolgendas gemeinsame Ziel der Regeneration infarzierten,narbigen bzw. ischämischen Myokards. Als Wirkmechanismuskommen in Betracht: (I) Transdifferenzierungvon autologen Knochenmarkstammzellen undendothelialen Progenitorzellen in Kardiomyozyten,(II) Zytokin-vermittelte Reparatur apoptotischer Herzmuskelzellenund (III) Anreicherung von endogenenkardialen Stammzellen im infarzierten Myokard. Dieseverschiedenen Wirkmechanismen spielen bei denunterschiedlichen kardialen Krankheitsbildern möglicherweiseeine unterschiedliche Rolle und könnten inder Therapie einen wesentlichen Einfluss haben.Stammzellen und Progenitorzellen haben die Fähigkeitsich selber wiederholt zu teilen und sich entsprechendihrer Umgebung (Milieus) in unterschiedlichekardiale Zellen umzuwandeln (Endothelzellen, glatteMuskelzellen und Kardiomyozyten), wobei dieser Effektnach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisseneher in geringem Maße stattfindet. Im Gegensatzdazu werden durch den therapeutischen Einsatz vonStammzellen und ihrer intrazellulären Zytokine (bspw.VEGF, SDF, IGF, PDGF) die kardialen Zellen in der30Symposium 2007


Bodo-Eckhard Strauer10.Randzone der Infarktes am apoptotischen Zelltodgehindert. Zudem wird durch die lokale Applikationder Stammzellen und Progenitorzellen eine hoheKonzentration an Zytokinen und Wachstumsfaktorenim Infarkt erzielt. Chemokine steuern dann dieWanderung von endogenen kardialen Stammzellen(Cardiac Stem Cells) aus ihren Nischen im Herzen,z. B. aus den Vorhöfen und der Herzspitze, zum geschädigtenMyokardareal. Dieses Konzept der Regenerationwurde 2001 erstmals durch die Anwendungder konfokalen Lasermikroskopie im Tiermodell ander Maus histologisch bestätigt. 1 Das alte Dogma derfehlenden Reparaturkapazität des Herzens wurdedadurch in Frage gestellt und das Konzept der Neomyogeneseund Neovaskulogenese hiermit bestätigt.In einer Vielzahl tierexperimenteller und in einigenaktuellen klinischen Studien wurde das Konzept derMyokardregeneration nach Anwendung autologerKnochenmarkstammzellen oder endothelialer Progenitorzellennach akutem Myokardinfarkt histologisch,immunhistologisch, molekularbiologisch und bereitsklinisch bestätigt. 2 3 4 Jedoch werden die molekularbiologischenund zellbiologischen Mechanismen weiterhinintensiv erforscht.farktrandzone und im Zentrum des Infarktes getrennt zuerfassen. Hiermit lassen sich zellbiologische Prozesse inder Infarktregion nach autologer Knochenmarkstammzell-Transplantationfeststellen. Patienten mit akutemHerzinfarkt und Patienten mit chronischer koronarerHerzkrankheit mit altem abgelaufenen Herzinfarkt, dieintrakoronar mit autologen Knochenmarkzellen behandeltwurden, erhielten vor und nach StammzelltherapiePET- und SPECT-Untersuchungen. Für die Transplantationwerden 80 ml Knochenmarkblut aus dem hinterenBeckenkammknochen in Lokalanästhesie entnommen.Nach Separierung der mononuklearen Knochenmarkzellenwird über einen Ballonkatheter, der im Stent oderin der ehemaligen Dilatationsstelle des Infarktgefäßesplatziert wird, die Zellen während einer Niedrig-DruckPTCA in die Infarktarterie injiziert, während der Ballonfür 2-4 Minuten inflatiert ist. Dadurch haben die Zellenausreichend Zeit am Endothel zu adhärieren und anschließenddurch die Endothelzellschicht in die Infarktregionzu migrieren. Die intrakoronare Applikation derKnochenmarkzellen wird mehrmals wiederholt, wobeider Vorgang durch eine einminütige Reperfusionsphaseunterbrochen wird.SPECT-Untersuchungen erfassendie myokardiale Perfusionim infarzierten Herzgewebe,während FDG-PET den Glukosemetabolismusim Herzmuskelmisst. Somit ist im Herzgewebenach Herzinfarkt eineUnterscheidung zwischen reversibelund irreversibel zerstörtenMyokardgewebe möglich.Mit beiden Techniken istes ebenfalls möglich, Änderungenim Gewebe in der In-1 Orlic D, Kajstura J, Chimenti S, Limana F, Jakoniuk I, Quaini F,Nadal-Ginard B, Bodine DM, Leri A, Anversa P: Mobilized bonemarrow cells repair the infarcted heart, improving function andsurvival. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001; 98: 10344-10349.2 Strauer BE, Brehm M, Zeus T, Gattermann N, Hernandez A,Sorg RV, Kögler G, Wernet P: Myocardial regeneration afterintracoronary transplantation of human autologous stem cellsfollowing acute myocardial infarction. Dtsch Med Wochenschr.2001; 126: 932-938.3 Strauer BE, Brehm M, Zeus T, Kostering M, Hernandez A,Sorg RV, Kögler G, Wernet P: Repair of infarcted myocardium byautologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantationin humans. Circulation. 2002; 106: 1913-1918.4 Strauer BE, Brehm M, Zeus T, Bartsch T, Schannwell Ch, AntkeCh, Sorg RV, Kögler G, Wernet P, Müller HW, Köstering M: Regenerationof human infarcted heart muscle by intracoronary autologousbone marrow cell transplantation in chronic coronary artery.The IACT Study. J Am Coll Cardiol. 2005; 46: 1651-1658.Abb. 1: Repräsentative 18 F-FDG-PET-Darstellung und SPECT-Darstellungvor (oben) und 3 Monate nach (unten) Zelltherapie inder transversalen Projektion und im Querschnitt. Erkennbar dieWiederherstellung des Glukoseuptakes und der Perfusion imInfarktareal in dem vorher komplett avitalen Herzgewebe beieinem Patienten mit akutem Herzinfarkt.Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass dieintrakoronare Transplantation von autologen Knochenmarkzellenbei Patienten mit akutem Infarktund bei Patienten mit chronischer koronarer Herzkrankheitzu einer signifi kanten Verbesserung derlinksventrikulären Pumpfunktion führt. Ebenfallskommt es zu einem Rückgang der akinetischen, hyopkinetischenund dyskinetischen Segmenten deslinken Ventrikels. Parallel verbessert sich signifi kantSymposium 200731


10.Bodo-Eckhard StrauerAbb. 2: Repräsentative 18 F-FDG-PET-Darstellung vor (oben) und3 Monate nach (unten) Zelltherapie in der transversalen Projektionund im Querschnitt. Erkennbar die Wiederherstellungdes Glukoseuptakes in der Infarktnarbe bei einem Patienten miteiner chronischen koronaren Herzkrankheit.SPECT – Perfusion im InfarktarealTetrofosmin-Uptake, %Abb. 3: SPECT-Analyse, dargestellt sind die Mittelwerte desTetrofosmin-Uptakes in der Infarktregion vor intrakoronarerStammzelltransplantation und 3 Monate nach Zelltransplantation.Erkennbar die Zunahme des Tetrofosmin-Uptakes in derInfarktregion 3 Monate nach Zelltherapie.PET – Metabolismus im InfarktarealFDG-Glukose-Uptake, %6055504540353060555045403530p=0.0251 ± 944 ± 40 Mo 3 Mop=0.0352 ± 1242 ± 50 Mo 3 Modie regionale Kontraktilität der Infarktregion, erfasstdurch die regionale Wandbewegungsgeschwindigkeitin der Infarktregion. Neben diesen geometrischenund hämodynamischen Verbesserungendes linken Ventrikels nach intrakoronarer Transplantationautologer Knochenmarkzellen werdenVerbesserungen in PET- und SPECT-Untersuchungennachgewiesen (s. Abb. 1 und 2). Die Perfusion desMyokards in der Infarktregion nimmt signifi kant inden 99m Tc-Tetrofosmin-SPECT-Untersuchungen zu.Die weitere Analyse der SPECT-Untersuchungen inder Patientengruppe mit Infarkt (s. Abb. 3) zeigtsowohl in der Randzone der Infarktregion als auchim Zentrum der Infarktregion eine drastische Aufnahmevon 99m Tc-Tetrofosmin als Indikator für eineverbesserte myokardiale Perfusion nach Infarkt.Parallel durchgeführte PET-Untersuchungen fandenebenfalls eine eindeutige Zunahme des Glukosestoffwechselsin der Infarktregion (s. Abb. 4). WeitereAnalysen ergaben, dass sowohl im Randzonenbereichals auch im Zentrum des Infarktes dieAufnahme von Glukose zunimmt. Dies kann alseine Revitalisierung des Infarktgewebes gedeutet.ZusammenfassungDie Stammzelltherapie bei Patienten mit akutem Herzinfarktund Patienten mit chronischer koronarer Herzkrankheitmit „altem“ abgelaufenen Infarkt führt zueiner Verbesserung der Herzfunktion bereits drei Monatespäter und dieser Effekt hält über Jahre an, sodassdas Remodeling des linken Ventrikels (negativerUmbauprozess) abgeschwächt und sogar verhindertwird. SPECT- und PET-Untersuchungen stellen wesentlicheBausteine in der Untersuchung der biologischenProzesse im Herzen nach Herzinfarkt in der Infarktnarbenach einer Stammzelltransplantation dar. BeideUntersuchungen geben Aufschluss zum einen überdie myokardiale Perfusion und zum anderen über denmyokardialen Stoffwechsel. Es lassen sich regional verbesserte/reversibelperfundierte Herzmuskelregionenund ein verbesserter regionaler Glukosestoffwechselin der Infarktregion genau erfassen.Prof. Dr. med. Bodo-Eckehard Strauer ist Direktorder Medizinischen Universitätsklinik und PoliklinikDüsseldorf.Abb. 4: PET-Analyse, dargestellt sind die Mittelwerte desGlukose-Uptakes in der Infarktregion vor intrakoronarer Stammzelltransplantationund 3 Monate nach Zelltransplantation.Erkennbar die Zunahme des Glukose-Uptakes in der Infarktregion3 Monate nach Zelltherapie.32Symposium 2007


Gustav Hör11.11. SchlusswortGustav Hör„PET is alive and well.“ (Henry Wagner 2007)Das 5. Berliner PET/CT-Symposium hat dieses Zitat auchfür das Herz bestätigt: Auch wenn die „höheren PET-Weihen”(PET/Zyklotron) wenigen Institutionen vorbehaltenbleiben (s. Abb. 1), zeichnen sich für die klinischeAnwendung mit SPECT/CT und dem PET/CT-64-Zeilerpraktikable Innovationen ab: bei Atherosklerose, einerSystemerkrankung mit pankoronarem Befall. SPECT,SPECT/CT, PET, PET/CT erfassen die TeilkomponentenIschämie, Inflammation, Hibernation. 1Weitergehende InformationenPlaquestabilität, Plaqueinstabilität, drohende Rupturwerden durch die anatometabole Bildfusion präziserüberschaubar im Vorfeld des ICUS (intrakoronarer Ultraschall).Innovative Technikkonzepte ergänzen denfrüher exklusiven Begriff der „Culprit Stenosis“ durchden der „Culprit Plaque“. Mikro-PET und Mikro-PET/CTliefern im Experiment bereits wesentliche Basen für dasklinische Kardio-PET/CT (16-, genauer 64-Zeiler-Version).Methodische Spitzenposition bedeutet aber nicht Substitutionetablierter (nicht-)invasiver Verfahren (Echo,Stress-Echo, IVUS/ICUS, MRT, künftig wohl auch PET/MRT). 2 3 4 Bei der Hochrisiko-KHK bleiben Herzkatheterund selektive Koronarangiographie unverzichtbar, beilow und intermediate risk eröffnen Verfahren der Nuklearkardiologiebeachtliche Einsparpotenziale. 5 6Klinische OptionenAtherosklerose, Diabetes mellitus („silent ischemia“),KHK bei Frauen, Adipositas (auch Jugendlicher),Risikostratifikation (vor größeren Eingriffen, Gefäß-,Tumorchirurgie) werden PET, PET/CT undSPECT/CT neue Anwendungsfelder erschließen.1 Bhatia V, et al.: Vulnerable plaques, inflammation, andnewer imaging modalities. J Postgrad. 2003; 49: 361-368.2 Goldstein JA, Demetriou D, Grines CL, et al.: Multiplecomplex coronary plaques in patients with acute myocardialinfarction. N Engl J Med. 2000; 343: 915-922.3 Ge J, Baumgart D, Haude M, et al.: The role of intravascularultrasound imaging in identifying vulnerable plaques. Herz.1999; 24: 32-41.4 Fishbein MC, Siegel RJ: How big are coronary arteroscleroticplaques that rupture? Circulation. 1996; 94: 2662-2666.5 Ge J, Chirillo F, Schwedtmann, et al.: Screening of rupturedplaques in patients with coronary artery disease by intravascularultrasound. Heart. 1999; 81: 621-627.6 Asakura M, Ueda Y, Yamaguchi O, et al.: Extensive developmentof vulnerable plaques as a pan-coronary process inpatients with myocardial infarction: An angioscopic study.J Am Coll Cardiol. 2001; 37: 1284-1288.Abb. 4: CT-Angiographie: Kalzifizierung außerhalb derBypassgefäße, multiple Plaques in den KoronaranteilenDie Zukunft der kardiologischen Nuklearmedizin istmultimodal, multimetabolisch, genbasiert sowie endothel-zentriert.Die PET/MRT-Fusion und die molekulareMRT werden diesen Aktionsradius ergänzen, abernicht ersetzen. Die Forderung nach einer Monopolpositionbildgebender Verfahren ist illusorisch im Zeitalterder intermodalen und molekularen Medizin. 7 8 9 10Zukunftsvisionen der KardiologieUnter dieser Perspektive argumentieren auch die TaskForce Groups. Beispielhaft zu nennen wäre hier dieSHAPE. Der Weg führt von der Myokard-Vitalität undHibernation zur Vulnerabilität, „ja“ zum Konzept des„vulnerable patient“: Eine Methode, die alle/vielePathogenese-Komponenten gleichzeitig erfasst, gibtes noch nicht. Diese Kernbotschaft ermutigt Forscher.Prof. Mohnike gebührt Dank für gezielte Themenauswahl,den Referenten Anerkennung für hochkarätigeBeiträge, den Kolleginnen und Kollegen für Geduldund aktive Teilnahme.Prof. em. Dr. med. Gustav Hör ist ehemaliger Direktorder Klinik für Nuklearmedizin und des Zentrumsder Radiologie der Johann-Wolfgang-Goethe-Universitätin Frankfurt. Er ist seit 1977 Mitglied der AmericanSociety of Nuclear Medicine und Mitglied derAcademy of Molecular Imaging Los Angeles, USA.7 Becker CR, Nikolaou K, Muders M, et al.: Ex-vivo coronaryatherosclerotic plaque characterization with multi-detector rowCT. Eur Radiol. 2003; 13: 2094-2098.8 Schepis T, Gaemperli O, Koephli P, et al.: Comparision of64 slice CT with gated SPECT for evaluation of left ventricularfunction. J Nucl med. 2006; 47: 1288-1294.9 Hausleiter J, Meyer T, Hadamitzky M, et al.: Prevalenceof noncalcified plaques by 64-slice computer tomography inpatients with an intermediate risk for significant artery stenosis.J Am Coll Cardiol. 2006; 48: 312-318.10 Ben-Haim S, Kupzow E, et al.: Evaluation of 18 F-FDGupdate and arterial wall calcification with 18 F-FDG-PET/CT.J Nucl Med. 2004; 45: 1816-1821.Symposium 200733


13.Glossar13. GlossarAAdipositasÜbermäßige Ansammlung von Fettgewebe imKörper (Fettleibigkeit, Fettsucht)AICDAbk. f. Automatischer implantierbarer DefibrillatorAngina pectorisReduktion des Durchmessers einer Koronararterie(Herzkranzgefäßverengung)anteroseptalder vordere Teil des interventrikulären SeptumsApoptoseForm des programmierten Zelltods, der im Gegensatzzur Nekrose aktiv von der Zelle durchgeführt wirdArrhythmie(griech. für „unrhythmisch“) HerzrhythmusstörungArteriosklerose(auch: Atherosklerose) entzündliche Erkrankung derGefäßwand (Gefäßverkalkung)Assist deviceMechanisches Kreislaufunterstützungssystem beiHerzinsuffizienzAtherogeneseatherogen = Gefäßveränderungen förderndBBNPAbk. f. brain natriuretic peptide, B-Type Natriuretic Peptide,Hormon, das bei Herzinsuffizienz ausgeschüttet wird undmit dessen Hilfe der Schweregrad bestimmt werden kannCChemokineUnterfamilie der Zytokine mit chemotaktischer AktivitätCulprit vesselFür die Ischämie- oder Angina-Pectoris-Problematikverantwortliches GefäßDDekompensation(lat. Unausgeglichenheit, Entgleisung) nicht mehrausreichender Ausgleich (Kompensation) der Fehlfunktioneneines OrgansystemsDilatationAufdehnen von Organen (z. B. krankhaft verengterBlutgefäße)EEBTAbk. f. electronic beam tomography, ElektronenstrahltomographieEjektionsfraktion (EF)Fraktion des ausgeworfenen Blutes der linkenHerzkammer.Endokardialdem Herzmuskel innen anliegendEndothel(lat.: endothelium) dünne Zellschicht, die die Blutgefäßeinnen auskleidet und so das Gewebe vom BluttrenntEpikardialdem Herzmuskel außen anliegendGGating(engl. getaktet, Steuerung, Synchronisierung)HHämodynamischden Blutfluss in den Blutgefäßen betreffendHibernationEndogener kardioprotektiver Mechanismus zumSchutz von unzureichend durchblutetem HerzgewebeHounsfield-EinheitEinheit der Röntgendichte, benannt nach GodfreyN. Hounsfield, der 1968 das erste ComputertomographiesystemkonstruierteCxAbk. f. circumflex artery34Symposium 2007


Glossar13.IIMTAbk. f. den SPECT-Tracer 123-I-MethylthyrosinIdiopathischErkrankung unbekannter UrsacheInflammation(lat. Inflammatio = Entzündung)InhibitorenHemmstoffeInnervation(lat. nervus = Nerv) Nervenversorgung,NervenwirkungInzidenzAnzahl der NeuerkrankungenIschämie(gr. isch~ - der Halt und häma - das Blut) auch Blutleere,Unterversorgung eines Gewebes bzw. einesganzen Organs (z.B. des Herzens) mit SauerstoffKKalziumscore, auch Kalkscorezeigt quantitativ den Grad der Verkalkungen derHerzkranzgefäße anKinese(griech. Kinesis) Bewegung; bei BewegungsstörungenUnterscheidung zwischen Hypo-, A- undDyskinesieKörperphantomwird in der Nuklearmedizin zur Simulierung einesmenschlichen Körpers eingesetztKonfokalÜbereinanderKoronarangiographieAngiographie der Herzkranzgefäße: spezielle Formder Röntgenuntersuchung, bei der die Koronararteriensichtbar gemacht werdenKoronarie, auch Koronararteriedie Herzschlagadern (Arteria coronaria dextra u.sinistra) einschließlich ihrer ÄsteKoronarsklerosechronische Erkrankung des Herzens, die durch atherosklerotischeVeränderungen der Herzkranzgefäße(Koronararterien) ausgelöst wirdLLADAbk. f. left anterior descending arteryLate enhancementspäte Anreicherung von KontrastmittelLigaturUnterbindung, z.B. von Blut- u. Lymphgefäßen inForm einer Umschlingungs- od. DurchstichligaturLMAbk. f. left mainMMatrix Metallo-Proteinasen (MMPs)zinkabhängige EndopeptidasenMetallo-ProteinasenFamilie von Enzymen aus der Gruppe der Proteinasen(Untergruppen: Metallocarboxypeptidasen undMetalloendopeptidasen)MIBIAbk. f. den SPECT-Tracer 99mTc-Hexakis-Methoxyisobutyl-isonitrilMDCTAbk. f. Multi Detektor Computertomographiebei einer Aufnahmedauer von 3-8 Sekunden werdenbis zu 1400 Projektionen pro 360°-DrehunggemachtMSCTAbk. f. multislice computertomography, Mehrschicht-ComputertomographieMyokardHerzmuskel, HerzmuskelgewebeMyopathieDurch Entzündung oder Überbeanspruchung hervorgerufeneErkrankung der MuskelzellenMyozyteMuskelzellenSymposium 200735


13.GlossarNNekroseAbsterben von GewebeNeomyogeneseNeubildung von MuskelzellenNeovaskulogeneseNeubildung von Gefäßennicht-rigideelastisch; hier: rechenintensives Verfahren zur Bildregistrierungin der medizinischen BildverarbeitungNYHA-Klassifikationvon der New York Heart Association publiziertesSchema zur Beurteilung des Schweregrades derHerzinsuffizienzPPerfusionDurchströmung von Flüssigkeiten durch Organe,Gewebe, BlutgefäßePersistierend(lat. persistere = andauern)physiologischauf normale Lebensvorgänge im Organismusund auf Abläufe der Körperfunktionen bezogenposteroseptalder hintere Teil des interventrikulären SeptumsPrävalenzKrankheitshäufigkeitProgenitorzelleVorläuferzelleProteinasenEnzyme, die Proteine spaltenRRCAAbk. f. right coronary arteryReperfusionWiederdurchblutung der Organe oder Gefäße,z.B. nach einem Herzstillstandrespiratorischdurch Atmungrespiratory gating(engl.: atmungsgesteuert)retrospektives EKG-Gating(auch “retrograde Triggerung”) parallel zur Bildgewinnungwird ein EKG durchgeführt. Die Berechnungder Bilder erfolgt im Nachhinein anhand derZuordnung zu der jeweils vorliegenden Phase derHerzerregung im EKGRevaskularisation(chir.) Verbesserung der Durchblutung minderversorgterGewebe durch Verf. der GefäßchirurgieSSA, Abk. f. short axisSitus(lat. Lage), die Lageverhältnisse derinneren Organe zueinanderSRS, Abk. f. summed rest scoreSSS, Abk. f. summed stress scoreTTachykardie(griech. tachikardía, wörtl.: „die Schnellherzigkeit“)Herzrhythmusstörung mit beschleunigter HerzfrequenzVVasodilatationGefäßerweiterungVLA, Abk. f. vertical long axisWWash-out-Phänomendas starke Ansteigen schädlicher Stoffwechselprodukteim strömenden Blut nach Wiederlangen einesausreichenden KreislaufsZZytokinekörpereigener natürlicher Botenstoff mit steuernderFunktion für Wachstum und Differenzierung vonKörperzellen36Symposium 2007


Impressum 14.ImpressumHerausgeber:Diagnostisch Therapeutisches Zentrumam Frankfurter TorPET/CT-Diagnose-ZentrumProf. Dr. Wolfgang Mohnike undProf. Dr. Jürgen SchmidtKadiner Straße 23, 10243 BerlinDiese Broschüre ist eine redaktionell bearbeiteteZusammenfassung des medizinisch-wissenschaftlichenSymposiums „Arteriosklerose versus Ischämie.PET/CT 64: Diagnostisches Potenzial bei einemParadigmenwechsel in der Kardiologie“am 9. Mai 2007 in Berlin.Redaktion:Dr. Cathrin BrüchmannSabine ThürkLayout und Satz:Grafikbüro Martin RyseckDruck und Verarbeitung:Offsetdruckerei Holga Wende, BerlinSymposium 200737


Entwicklung der wichtigsten PET-Parameter 1997-2007JahrAufnahmezeitAuflösungNEC1 2 31997907,0251999606,2412001456,0502003305,9502005204,2962007152,01651 durchschnittliche Messzeit einer 70 cm Rumpfaufnahme in Minuten2 räumliche Auflösung in mm3 Die rauschäquivalente Zählrate NEC (Noise Equivalent Countrate) beschreibt die Zählrate bei einerbestimmten Dosis unter Berücksichtigung des Streuanteils und der zufälligen Koinzidenzereignisse.2000 2006Glukose-Stoffwechselmessung mit PETAufnahme des DTZ aus dem Jahr 2000CT-Schnittbild mit zusätzlicher PET-InformationAufnahme des DTZ aus dem Jahr 2006Ausblick für 2008Das 6. Berliner PET/CT-Symposiumfindet am 7. Mai 2008 in derFranzösischen Friedrichstadtkirche statt.

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