Hybride Bildgebung mit PET/CT in der Klinik hilft bei der onkologischen Therapie

Roland Dreyer | 14. August 2012

Autoren und Interessenskonflikte

Die Positronenemissionstomografie (PET) ist ein bildgebendes Verfahren der Nuklearmedizin, mit dem Stoffwechselvorgänge lebender Organismen dargestellt werden können. Im Verbund mit der klassischen Computertomografie (CT) steht mit dem PET/CT Kombigerät ein hybrides Bildgebungsverfahren zu Verfügung, das nicht nur in der onkologischen Diagnostik und Therapie wegweisend ist. Der Nuklearmediziner Dr. med. Jörg Marienhagen, leitender Oberarzt an der Abteilung für Nuklearmedizin des Uniklinikum Regensburg/Deutschland erläuterte unlängst im Rahmen des Online-Masterstudiengangs „Physikalisch-Technische Medizinim Internet, welche Vorteile die Medizin von dieser Innovation erwarten darf.

Radioaktiver Traubenzucker, das Arbeitspferd der PET

Die in der Nuklearmedizin eingesetzten Radiopharmaka bestehen aus radioaktiv markierten Stoffwechselprodukten (Zucker, Aminosäure). Wichtigster Tracer ist radioaktiv markierter Traubenzucker, der in vielen Tumoren verstärkt verstoffwechselt wird: Die Glykolyse ist hier viel intensiver als in gesundem Gewebe. Zu den meist genutzten Markern gehört das Fluornuklid [18F]. Dieses Isotop hat einen Protonenüberschuss und zerfällt zu Sauerstoff unter Emission eines Neutrons und eines Positrons (Beta-Plus-Zerfall). Ein Positron ist ein Teilchen mit der sehr geringen Masse eines Elektrons, aber einer positiven Ladung. Es ist also das Antiteilchen des Elektrons: treffen beide aufeinander, entsteht eben jene als Vernichtungsstrahlung bezeichnete radioaktive Strahlung, die von den Detektoren des PET-Scanners gemessen wird.

Die Halbwertszeit (HWZ), also die Zeit, nach deren Ablauf die Hälfte des Isotops zu Sauerstoff zerfallen ist, ist ein zentraler Parameter für ein Radiopharmakon. Ist sie zu kurz, dauert es mitunter zu lange, bis das Präparat zur Diagnostik zum Patienten gelangt, ist sie zu lang, kann sie dem Patienten schaden, weil sie den Organismus zu lange belastet. Beim Betastrahler  [18F] ist die HWZ mit 110 Minuten  gerade groß genug, um es in einem Transportradius von rund 2oo km vom erzeugenden Zyklotron zum Untersuchungsort zu verbringen: etwa von der Radiochemie in Regensburg zur Klinik in Erlangen oder München.

Bindet man das Fluorisotop [18F] an Glucose, entsteht die (2- [18F] Fluoro-2-Deoxy-Glucose) (FED), die Marienhagen das “Arbeitspferd” der PET-Bildgebung nennt. Dieser Tracer wird dem Patienten wie ein Kontrastmittel unmittelbar vor der Untersuchung intravenös injiziert. Durch die maligne Transformation der Tumorzellen wird der Tracer FED vermehrt in die Tumorzelle eingeschleust. Es bildet sich FDG-6-Phosphat, das sich in der Krebszelle anreichert und über seine Strahlenemission messbar wird.

Der in Regensburg eingesetzte PET-Scanner ist ein Biograph 16 (Siemens). Die integrierte CT-Station ist dem PET-System unmittelbar vorgelagert; die beiden Aufnahmen erfolgen also sequenziell, was bei bewegten Strukturen (Lunge, Abdomen) gewisse Probleme macht, denn ein PET-Scan dauert einige Minuten, zu lange, um dabei die Luft anzuhalten.

Leitlinienbasierter Einsatz in der Onkologie: „Kein Krebstest!“

Für die Anwendung des PET/CT in der Onkologie existiert seit 2007 eine Leitlinie der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften (AWMF). Hauptindikationen in der Onkologie ist die Primärdiagnostik bei konkretem Verdacht, die Ausbreitungsdiagnostik, das Therapie-Monitoring sowie das Staging und Restaging nach einer Therapie. „PET ist aber kein Krebstest!“, stellt Marienhagen klar. „Für Patienten, die nur Krebsangst haben und Klärung wollen, kann das Verfahren nicht eingesetzt werden.“ Die für die PET-Diagnostik wesentlichen Tumorarten sind Lungenkarzinom, Lymphome, kolorektale Tumore sowie Ösophagus- und HNO-Tumore.

Sehr häufig, speziell beim nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinom (NSCLC) ist nicht der positiv-prädiktive Wert von ca. 80% für die Diagnose wesentlich, sondern der weit höhere negative Prädiktionswert von über 90%: Man würde bei einem NSCLC-1 kein invasives Staging machen, wenn das PET negativ ausfällt. Bei positivem Befund dagegen erfolgt im Regelfall eine Biopsie zur weiteren Klärung. Die Standard-Auflösung beim PET/CT liegt bei 4-5 mm, „kleinere Läsionen können wir derzeit nicht erkennen“.

Eine erste evidenzbasierte Datenauswertung von 222 Untersuchungen in Regensburg aus dem Jahr 2005 ergab:

  • Jede zweite PET-Untersuchung erbrachte neue diagnostische Erkenntnisse
  • Jede dritte Untersuchung modifizierte das zunächst geplante onkologische Therapiegesamtkonzept
  • Jede vierte Untersuchung änderte den ursprünglichen Bestrahlungsplan

Ähnliche Ergebnisse lieferte eine amerikanische Studie aus dem Jahr 2009 mit fast 55.ooo Patienten.

Indikationserweiterungen sind absehbar

Neben der Tumordiagnostik sind neurologisch-psychiatrische und neurodegenerative Erkrankungen sowie die Entzündungsdiagnostik (Vaskulitis) und kardiologische Anwendungen (Winterschlaf-Myokard) Gegenstand der FDG-PET. Im Rahmen der Kombi-Diagnostik durch das PET/CT erzielt man nicht nur eine höhere Detektorauflösung, sondern nutzt auch den Einsatz anderer Radiotracer. So kann etwa mit [18F]-Fluorethyltyrosin (FET) die Aminosäureaufnahme von Gliomen in der Hirntumordiagnostik dargestellt werden: Interessant ist dabei nicht nur die absolute Aufnahme, sondern auch deren zeitlicher Verlauf, der bei einem Tumor signifikant anders aussieht als bei normalem Gewebe. Diese FET-Kinetik könnte infolgedessen Impulse für den Therapieverlauf geben. Eine weitere Anwendung ist die Lokalisierung bei Stereotaxie und Biopsie. Entwicklungsziele sind schnellere PET/CT-Systeme, die eine höhere Auflösung bei besserer Bildqualität und geringerer Dosisbelastung bieten.

Masterstudium online: Physikalisch-Technische Medizin

Marienhagens Fazit weist auf den Rahmen der Veranstaltung hin: „Die hybride Bildgebung mit PET/CT leistet schon heute wertvolle Beiträge für die klinische Diagnostik und ist ein Paradigma für die Bedeutung der Zusammenarbeit der physikalisch-technischen mit der klinischen Medizin. Ingenieure und Physiker können noch so tolle Maschinen bauen: Wenn der Mediziner nicht damit umgehen kann, ist das Ganze sinnlos! Beide Seiten brauchen eine gemeinsame Sprache.“

Um Entwicklern wie Medizinern eine gemeinsame und berufsbegleitende Lernplattform zu bieten, schuf die Universität Freiburg gemeinsam mit der Technischen Hochschule Furtwangen den Online-Masterstudiengang “Physikalisch-Technische Medizin”. Weitere Informationen über den Studiengang sind unter www.masteronline-ptm.de abrufbar.

Referenzen

Referenzen

    Online-Vortrag vom 13.08.2012
    www.masteronline-ptm.de

    J Nucl Med 2012; 53:831-837;
    doi:10.2967/jnumed.112.103911

Autoren und Interessenskonflikte

Nicht vorhanden
Wir bitten darum, Diskussionen höflich und sachlich zu halten. Beiträge werden vor der Veröffentlichung nicht überprüft, jedoch werden Kommentare, die unsere Community-Regeln verletzen, gelöscht.