Diagnostik / Tumorkrankheiten / Untersuchungen

Positronen-Emissions-Tomographie – PET

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Grundlagen und Durchführung

Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist ein nuklearmedizinisches Verfahren zur Diagnostik von Tumoren. Als Marker wird der Positronenstrahler Fluor-18 verwendet. Fluor-18-Desoxyglukose (F18-FDG) ist in einem Molekül, das sich in Krebszellen anhäuft und so zu deren Erkennung dienen kann. Beispiele sind der Darmkrebs und das Schilddrüsenkarzinom. Die Lokalisation auffälliger Bezirke im Körper wird durch die Kombination mit anderen bildgebenden Verfahren sehr gut möglich. (1)N. Czech et al. Dtsch Med Wschr 2000; 125: 565-567 Die Anwendungsmöglichkeiten erstrecken sich durch neue Tracer zunehmend auch auf entzündliche, degenerative und angiologische Fragestellungen.

Grundlagen

Positronen führen bei Vereinigung mit Elektronen zur Aussendung von Energiequanten, die im Winkel von 180 Grad auseinander fliegen. Der zeitgleiche Nachweis solcher Quanten in direkt gegenüber liegenden Detektoren (Koinzidenz) lässt auf eine Positronenemission schließen und diese lokalisieren (Tomographie). Die Genauigkeit der räumlichen Auflösung beträgt 4-6 mm.

Positronenstrahler sind C11, O15, F18, die alle zur Markierung von Biomolekülen herangezogen werden können. Gebräuchlich ist z. B. Fluor-18-Desoxyglukose (F18-FDG).

PET mit F18-FDG: F18-FDG wird wie Glukose in Körperzellen aufgenommen (insulinabhängig in Herzmuskel-, Skelettmuskel- und Fettzellen, insulinunabhängig in Gehirnzellen) und intrazellulär phosphoryliert. Der Zucker kann jedoch nicht weiter abgebaut werden und reichert sich an. Krebszellen akkumulieren deutlich mehr als normale Körperzellen, so dass Tumoren erkannt werden können. Die beste Darstellung lässt sich nach 12-stündiger Nüchternheit erreichen, da eine insulinabhängige Aufnahme des Zuckers möglichst gering gehalten werden muss.

Durchführung einer Positronen-Emissions-Tomographie

Bei Nüchternheit Injektion von F18-FDG; Messung nach 60 – 120 Minuten. Untersuchungsdauer ca. 1 Stunde.

Zur Auswertung kann das PET-Bild mit einer 3-dimensionalen Rekonstruktion einer CT-Untersuchung kombiniert werden, sodass eine gute Strukturzuordnung möglich ist. Die neue PET-Generation ist mit einem CT-Gerät vereinigt (PET-CT).

In der Onkologie werden spezifische molekulare Sonden gesucht, die bestimmte Tumore besser bzw. spezifischer als F18-FDG charakterisieren können. (2)Cancer. 2021 Oct 15;127(20):3727-3741. DOI: 10.1002/cncr.33772

Indikationen

Einteilung der Aussagekraft einer Positronen-Emissions-Tomographie in der Onkologie (3)N. Czech et al. Dtsch Med Wschr 2000; 125: 565-567

  • Klasse Ib akzeptabel z. B. bei folgenden Indikationen:
  • Klasse IIa hilfreich z. B. bei folgenden Indikationen:
  • Klasse IIb noch keine Bewertung möglich z. B. bei folgenden Tumoren:
    • Pankreaskarzinom: Lymphknotenstaging und Fernmetastasen,
    • Melanom: Therapiekontrolle,
    • Kolorektales Karzinom: Primärstaging vor Operation
  • Klasse III ohne Nutzen

PET in der Kardiologie

PET eignet sich zur Kombination mit anderen bildgebenden Verfahren. Durch Bildüberlagerung kann eine gute Zuordnung der Stoffwechselalterationen mit morphologischen Strukturen erhalten werden. In der Kardiologie kann es mit der Computertomographie und der Magnetresonanztomographie verbunden werden. So können verschiedene Arten einer Kardiomyopathie und kardialer Tumore besser differenziert werden. (4)Br J Radiol. 2020 Sep 1;93(1113):20190836. DOI: 10.1259/bjr.20190836.

PET in der neurologischen Diagnostik und Forschung

Die PET ermöglicht die Stoffwechselprozesse und Hirnaktivitäten im lebenden menschlichen Gehirn zu untersuchen („PET-Neuroimaging“). Fortschritte sind mit neuen Radiotracern erzielt worden, die an spezifischen zellulären und metabolischen Zielstrukturen binden. (5)Annu Rev Biomed Eng. 2019 Jun 4;21:551-581. DOI: 10.1146/annurev-bioeng-062117-121056  (6)Int J Mol Sci. 2022 Apr 30;23(9):5023. DOI: 10.3390/ijms23095023  Bei der multiplen Sklerose kann durch die Methode die Aktivität von Untergang und Reparation von Hirnzellen bzw. der axonalen Scheiden und die Aktivität von Astrozyten untersucht werden. (7)Nat Rev Neurol. 2021 Nov;17(11):663-675. doi: 10.1038/s41582-021-00537-1 Dies gilt auch für andere degenerative neurlogische Krankheiten. (8)Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2022 Mar;49(4):1275-1287. DOI: 10.1007/s00259-021-05640-5

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Verweise

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