C. Landvogt
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Neurologische PET-Diagnostik
Demenzen
Relative Häufigkeit von Demenzformen
Alzheimer-Krankheit (AK)
zerebrovaskuläreKrankheit (ZK)
Mischform(AK+ZK)
Pharmaka, Hormone etc.Depression
subkortikale Degenerationen
Frontalhirn-Demenzen
strukturell
funktionell
Prävalenz der Demenzformen: Rotterdam-Studie
Nuklearmedizinischen Demenzdiagnostik
Single-Photon-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT):
! Messung des cerebralen Blutflusses
Radiopharmaka: 99mTc-ECD, 99mTc-HMPAO
Positronen-Emissions-Tomographie (PET):
! Messung des cerebralen Glukosemetabolismus
Radiopharmakon: 18F-Fluorodexyglukose (18-FDG)
PET aufwendiger aber sensitiver als SPECT
Patienten mit schlecht einstellbarem Diabetes mellitus ! eher SPECT
18-FDG-PET: Normalbefund
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz
Minoshima et al., J Nucl Med 1995
18-FDG-PET: Erstellung von 3D-Oberflächenprojektionen
Oberflächenprojektion
Vergleich zu einem Normkollektiv
links lateralobenrechts lateral
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase
FDG-PET ist geeignet für die Frühdiagnose einer Alzheimer Krankheit:
Klinisch inapperente Personen mit hohem Risiko für eine DAT (homozygot Allel e 4
apolipoprotein E) zeigen DAT-typische Veränderungen im FDG-PET
Reiman et al. N Engl J Med. 1996
Verminderter Metabolismus im posteriorem Zingulum ist prädiktiv für die Entwicklung
einer Demenz bei Patienten mit „mild cognitive impairment“
Minoshima et al. Ann Neurol 1997.
Minoshima et al. Ann NY Acad Sci 1999
Hohe diagnostische Genauigkeit bei „very mild probable AD“ (MMSE >24): Sensitivität
84%; Spezifität 93% Herholz et al. Neuroimage 2002
18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase
rechts mesial links mesial
Vergleich zum Normkollektiv
Oberflächendarstellung
Questionable and Mild AD vs. Non-AD: ROC Analysis
X-axis: 1 - Specificity, Y-axis: Sensitiv ity
Burdette, et al. Radiology 1996
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
0.00 0.25 0.50 0.75 1.000.00
0.25
0.50
0.75
1.00
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00
BEGINNER 2
BEGINNER 1
EXPERT 2
EXPERT 1
Slice Presentation 3D-SSP Presentation
Konversionsrate > 90 % in 2 Jahren Drzezga et al. Eur J Nucl Med 2003
Chetelat et al. Neurology 2003Minoshima et al. Ann Neurol 1997
Stadium I:posteriores Cingulum(Minoshima et al. 1997 und 1999)
Stadium II:(bi)temporo-parietaler Kortex
Stadium III:zusätzlicher Befall des Frontalkortex
Nicht beteiligt: Zentralregion, Occipitalkort.,Basalganglien, Thalamus
18-FDG-PET: Befunde bei Alzheimer-Demenz
Lewy-Körper-Demenz
"Nachweis von Lewy-Körpern in subcorticalen, allocorticalen,und neocorticalen Strukturen
"Geschätzte Prävalenz (autoptisch): 13-26%
"Heterogene klinische Präsentation•Fluktuierende kognitive Defizite•Visuelle Halluzinationen•Parkinsonismus
"Klinisch und histopathologisch Überlappungen mit anderenneurodegenerativen Demenzen (Demenz vom Alzheimertyp)
Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz
18-FDG-PET
Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz18-FDG-PET
Oberflächendarstellung
Linke Seitansicht Rechte Seitansicht Ansicht von hinten
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
transversal
r r ll
TR
UE
PO
SIT
IVE
FR
AC
TIO
N
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
FALSE POSITIVE FRACTION
Transaxial Slice
Beginner2
Beginner1
Expert2
Expert1
TR
UE
PO
SIT
IVE
FR
AC
TIO
N
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
FALSE POSITIVE FRACTION
3D-SSP
ROC Analysis: Pure AD versus DLB
Lewy-Body-Demenz (Parkinson-ass. Demenz)
! Befund wie bei Alzheimer-Demenz + visueller Kortex
Weitergehende Abklärung mittels 18-F-Dopa-PET(alternativ: DAT-SPECT):
! reduzierte striatale 18-F-Dopa-Speicherung
18-FDG
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET
Klinik für Nuklearmedizin
rechts lateral oben links lateral
Vergleich zum Normkollektiv
Oberflächendarstellung
Betroffene Regionen:orbito-frontal, dorsolateraler frontal, anteriortemporal
später: posterior temporal und parietal
diagnostisch richtungsweisend: ! frontaler Befund >> temporo-parietaler Befund
Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET
Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET
rechts lateral linkslateral
von oben vonunten
von vorne von hinten
Betroffene Regionen:multiple kleinere kortikale Stoffwechsel-/Perfusions-defekte
! keine anatomischen Prädilektionsstellen
Ausmaß der kortikalen Stoffwechsel-/Perfusionsdefekte korreliert mit demneuropsychologischen BefundMori et al. 1999, Sabri et al. 1999
Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET
Pseudodemenz: 18-FDG-PET bei Depression
Klinik fürNuklearmedizin
rechts lateralobenlinks lateral
Vergleich zum Normkollektiv
Oberflächendarstellung
Basalganglienerkrankungen
Dopaminerges System: PET-TracerParameter Tracer
Glukosemetabolismus 18F-Deoxyglukose
Perfusion H215O
Dopamin-Speicherkapazität 18F-Dopa
Dopamin-Wiederaufnahme 11C-Nomifensin (SPECT:123I-FP-CIT)
D1artige-Rezeptoren (D1; D5) 11C-SCH23390
D2artige-Rezeptoren(D2 ; D3 ; D4) 11C-Racloprid
11C-/ 18F-Spiperonderivate
18F-Desmethoxyfallyprid (SPECT: 123I-IBZM)
18F-Fallyprid
Dopamin-Abbau 11C-Deprenyl
M. Parkinson
Symptome: - Rigor- Tremor- Brady-/ Akinese
DD des M. Parkinson:- essentieller Tremor- Lewy-Body-Demenz- Dopa-responsive Dystonie- medikamenteninduziertes Parkinsonsyndrom
- PSP- MSA- vaskulärer Pseudoparkinsonismus
Klinik für Nuklearmedizin
18F-Dopa-PET
Normalbefundbzw.
Essentieller Tremor
M. Parkinson
M. Parkinson
18F-Dopa
18F-DMFP
M. Parkinson
Klinik für Nuklearmedizin
18F-DOPA
123I-IBZM
M. Parkinson
Parkinson-Syndrome:
Indikationen für den Einsatz postsynaptischer Tracer = D2-Rezeptorliganden (11C-Racloprid, 18F-DMFP, 123I-IBZM)
"DD M. Parkinson vs. Parkinson-Syndrome
anderer Ätiologie:
- Multisystem-Atrophie
MSA-P: Striato-nigrale Degeneration
MSA-C: sporadische olivopontocerebelläre Atrophie
- progressive supranukleäre Lähmung
- kortikobasale Degeneration
- toxische Parkinsonsyndrome
(- vaskuläre Parkinsonsyndrome)
Parkinson-Syndrome: szintigraphische Befundmuster
18F-FDG präsynaptisch postsynaptisch (18F-Dopa, FP-CIT) (18F-DMFP, IBZM)
M. Parkinson normal Caudat.< Putamen ! " - normal
striato-nigrale Striatum! Caudat. = Putamen ! !
Degeneration
PSP Striatum! Caudat. = Putamen ! !frontal !
kortiko-basale Striatum! Caudat. = Putamen ! !
Degeneration Thalam. ! Kort.!
vaskulär Striatum! Kort.! !# !
toxisch variabel variabel variabel
18F-DMFP- PET
transversal coronalcoronal transversal
Klinik für Nuklearmedizin
M. Parkinsonlinks-dominante Symptomatik
Multisystematrophierechts-dominante Symptomatik
M. Parkinson / Parkinsonsyndrome
PET vs. SPECT
Vorteile PET: bessere räumliche Auflösung und Quantifizierbarkeit
D2-Rezeptorliganden: Bessere Target/Background-Ratio der PET-Tracer
18F-DMFP: 4 : 1 123I-IBZM: 1,5 : 1
Vergleichsstudie DMFP vs. IBZM (Vogt & Schreckenberger)
24 Patienten: 13 IPS, 11 APS
Spezifität DMFP: 75% (IPS) und 100 % (APS)
Spezifität IBZM: 71% (IPS) und 80% (APS)
Aber:möglicherweise in der Frühdiagnostik Überlegenheit der Transporter-Liganden(z. B. FP-CIT) gegenüber 18F-DOPA
! bei Neuronendegeneration kompensatorisch erhöhte DOPA-Decarboxylase-Aktivität (Ito et al. Synapse 1999)
SonstigesDopa-responsive Dystonie
Selten !Differenzialdiagnose: juveniler M. Parkinson
F-DOPA / DAT normal !
Medikamentös induziertes Parkinson-Syndrom
Häufig bei Patienten mit antidopaminerger Medikation(Neuroleptika!, Antiemetika), dosisabhängig.Kann monatelang nach Absetzen der Medikamente anhalten !
F-DOPA / DAT normal !
Geeignet zur Differenzierung gegen beginnenden M. Parkinsonbzw. atypische Parkinsonsyndrome.
M. Huntington
Kuwert et al. Brain 1990
Antonini et al. Brain 1996
M. Huntington:Reduktion von FDG-Aufnahme
und Racloprid-Bindung
vor dem Auftreten von Atrophien und neurologischen Symptomen
Objektivierung des Erkrankungbeginns
BegleitmedikationPräsynaptische Tracer: ! meist kein Absetzen erforderlich
(FP-CIT, 18F-Dopa) Amphetamin (oder Analoga) Bupropion (Zyban")FP-CIT: SSRI --> falsch negative Befunde
Postsynaptische Tracer: ! 12 h vorher absetzen:(IBZM, 18F-DMFP)
- L-Dopa
! mindestens 48 h vorher absetzen:
- Dopaminagonisten - Metoclopramid
- Flunarizin, Cinnarizin
- Psychostimulantien
- Neuroleptika
Strahlenexposition
CT-Schädel: 1,5–2 mSv
IBZM-SPECT: 3,7 mSv
FP-CIT-SPECT: 4,4 mSv
18F-FDG-PET: 4,5 mSv
18F-Dopa-PET: 4,8 mSv
18F-DMFP-PET: 5,6 mSv
CT-Thorax: 10-15 mSv
CT-Abdomen: 15-20 mSv
Zusammenfassung
"Frühdiagnostik des M. Parkinson: Präsynaptische dopaminerge Radiopharmaka (18F-Dopa und Kokain-Analoga)
Verlaufskontrolle ggf. nach 1 Jahr(10% Test-Retest ; jährliche Reduktion 10%)
"Differentialdiagnose M.Parkinson vs symptomatische Parkinsonsyndrome:- Postsynaptische dopaminerge Radiopharmaka (D2-Rezeptorliganden)
"Krankheitsbeginn bei M. Huntington"Parkinson-assoziierte Demenz Regionaler Glukosemetabolismus (18F-FDG)
Epilepsien
FDG-PET
Prinzip:
Interiktal zeigt die Umgebung eines epileptogenen Fokuseinen reduzierten Glukosemetabolismus
Durchführung:
- „standart resting conditions“
- stiller, abgedunkelter Raum / Schlafbrille
- Patient liegt ruhig auf einer Liege
- nach ca. 10 min.: Injektion des Tracers
- EEG Kontrolle
- Start der Messung 30 min. nach Injektion
FDG-PET
Befunde mTLE:
-reduzierte FDG-Anreicherung ipsilateral tempor-mesial,
temporo-polar und temporo-lateral
(Sens. 80-90%, Spez. 80-85%)
-auch Befunde bei unauffälligem MRT
(Sens. 60-80%)
Extratemporale Epilepsie:
gelegentlich hilfreich (Sensivität 40-96%, Ausdehnung korreliert
dabei mit Erkrankungsdauer und Anfallsfrequenz, nicht mit dem chirurgischen
Outcome)
re li
Temporallappen-Epilepsie links
18F-FDG-PET
18F-FDG-PET
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Fallypride-PET
Prinzip:
Das Gebiet um einen temporalen epileptogenenFocus zeigt eine
reduzierte Bindungskapazität derDopaminrezeptoren
Reduzierte Anreicherung von Fallypride
(hochaffiner D2/D3-Rezeptor-Tracer)
Fallypride-PET
Durchführung:
- Der Patient liegt auf der Kameraliege
- Aufnahme startet mit Injektion des Tracers
- 180 MBq F18-Fallypride
- 3 Stunden dynamische Aufnahmen - 3D Modus
Ruhebedingungen sind nicht erforderlich.
Fallypride-PET
Befunde:
Auf der betroffenen Seite zeigt sich
temporal eine reduzierte Fallypride-
Bindung
Temporallapenepilepsie links
18F-Fallypride
18F-FDG
re li
Temporallapenepilepsie linksFDG-PET unauffällig, Fallypride-PET pathologisch !
re li
Flumazenil-PET
Prinzip:
- C11-Flumazenil: GABA-Rezeptor Ligand
- epileptogene Foci zeigen eine reduzierte
GABA-Rezeptordichte -> Flumazenil Bindung reduziert
Durchführung:
- Start der Messung bei Injektion des Tracers
- 500 MBq bei C11, 180 MBq bei F18
- ca. 60 min. dynamisch oder spät-statisch
Flumazenil-PET
Befunde:
mTLE:
Minderspeicherung ipsilateral (wie FDG-PET und Fallypride-PET)
Extratemporale Epilepsien:
fokale Minderanreichherung, über den MRT-Befund hinausgehend
wird das minderspeichernde Areal nicht komplett reseziert, wird
eine Anfallsfreiheit of nicht erreicht
Temporallappenepilepsie rechts
Coronal /
AC-PC Linie
Klinik fürNuklearmedizin
Transaxialparallel zumTemporallappen
18-F-Ethyl-
Flumazenil18-F-FDG
Vielen Dank !
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