Szintigraphie (Übersicht) und SPECT

Übersicht
Vorteile, Nachteile
Grenzen und Möglichkeiten
Typische Indikationen
Prinzip
      SPECT
      PET
Beteiligte Strukturen

Übersicht

Die Szintigrafie ist ein bildgebendes Verfahren der Nuklearmedizin, welches der funktionalen und lokalisierenden Diagnostik dient. "Szinti" ist Latein (von scintillare) und bedeutet "blitzen, funkeln"; daher der Begriff.
Das im Rahmen einer Szintigrafie entstandene Bild wird als Szintigramm bezeichnet. Für die Durchführung wird radioaktives Material benötigt.

Szintigrafien gehören zu den (in Deutschland) mit am häufigsten durchgeführten Untersuchungsverfahren, etwa 400.000 werden pro Jahr durchgeführt.

Vorteile, Nachteile

Vorteile:
- Darstellung von Stoffwechselvorgängen auf zellulärer Ebene
- als SPECT in unmittelbarer Verbindung mit einer Einschätzung der Morphologie
- geringe bis mäßige Strahlenexposition
- gute zeitliche und bei SPECT gute räumliche Auflösung

Nachteile:
- großer Aufwand und zeitlich-organisatorische Belastung für den Patienten
- Verfügbarkeit hängt vom Personalbestand der jeweiligen Klinik ab
- Pathologien mit langsamem Stoffwechselumsatz werden normalerweise nicht erfasst
- keine Beurteilung von Flüssigkeiten inklusive des Blutes

Grenzen und Möglichkeiten

Die Szintigrafie, planar oder als SPECT (siehe unten), bietet die Möglichkeit der Darstellung von Stoffwechselvorgängen in Zielgeweben. Anders als Röntgen, CT oder MRT können somit funktionelle Vorgänge mit zeitlicher Auflösung und nicht nur als Momentaufnahme dargestellt werden. Die Kontrastmittel-Sonographie bietet diese Möglichkeit auch, jedoch mit einer deutlich geringen räumlichen Auflösung.

Die räumliche Auflösung der planaren Szintigrafie ist relativ hoch. Es können bereits Veränderungen im Milimeterbereich registriert werden. Zwar sehen planare Szintigramme sehr grob aus, jedoch täuschen die Bilder darüber hinweg, dass einzelne Lichtquanten registriert werden. Die Ermittlung der tatsächlichen Strahlwerte erfolgt also softwareseitig und nicht mit dem bloßen Auge, basierend auf dem ausgedruckten Szintigramm. Die Verwendung der SPECT statt der planaren Aufzeichnung erhöht die räumliche Auflösung und die morphologische Zuordnung erheblich.

Damit eignet sich die Szintigrafie, in beiden Modalitäten, zur stoffwechselbasierten Diagnostik. So zum Beispiel zur Tumor- und Metastasensuche, auch kleiner Läsionen, zur Beurteilung der Schilddrüse bei unbekannten Raumforderungen, zur Einschätzung der Leistungsfähigkeit des Herzmuskels, zur Eruierung der Hirndurchblutung oder zur Abschätzung der Frage nach der Lockerung einer Endoprothese (vor allem Knie- und Hüftgelenksprothesen).

Die wichtigste Einschränkung ist dabei die Tatsache, dass mit radioaktiven Stoffen gearbeitet wird. Für Schwangere ist die Untersuchung praktisch nie indiziert, bei Kindern und Jugendlichen ist die Indikation äußerst streng zu stellen. Zudem muss die Patientin/der Patient ggf. für einige Zeit auf der Station/in der Praxis verbleiben wo die Untersuchung durchgeführt wird und zwar solange, bis das Radiopharmakon so zerfallen ist, dass es nach geltenden Richtlinien als nicht mehr gefährlich eingestuft wird. Anderenfalls wäre die Person eine Gefahr für die Öffentlichkeit. Näheres regeln die entsprechende Strahlenschutzvorschriften.

Die Auswertung der Untersuchung erfolgt durch Nuklearmediziner/innen. Zudem wird spezialisiertes Personal für die Untersuchung selbst und die Vorbereitung benötigt. Die Szintigrafie gehört damit zu den zeitlich und personell aufwändigeren Verfahren.

Stoffwechselveränderungen die sehr langsam verlaufen werden in der Szintigrafie in der Regel nicht erfasst. Zu solchen Umständen zählen unter anderem langsam, aber invasiv wachsende Tumore. Auch Speichererkrankungen (z.B. Hämochromatose) können so normalerweise nicht diagnostiziert werden, weil die eingelagerten Stoffe selbst keine Stoffwechselaktivität zeigen.

Weil für eine Szintigrafie bzw. SPECT das Radiopharmakon ausgewählt werden muss, eignet sich die Untersuchungsmethode nicht zur blinden Suche nach einem Tumorfokus oder Metastasen. Es muss grundsätzlich eine Verdachtsdiagnose in Bezug auf Art oder Gewebe des Tumors bzw. der Metastasierung bestehen.

Typische Indikationen

- tumoröse oder knotige Veränderungen der Schilddrüse
- Tumor- und Metastasensuche (sowohl in der Erstdiagnostik, als auch im Staging sowie in der Verlaufskontrolle) bei einer Vielzahl von Tumorentitäten
- Beurteilung der Myokard-Perfusion, mitunter konkurrierend mit der Koronarangiographie als Erstdiagnostik (in der Szintigrafie jedoch keine Intervention möglich)
- Einschätzung der Hirndurchblutung
- Evaluation der Lockerung von Endoprothesen
- Klärung der Frage des Verdachtes auf Kindesmisshandlung (verstärkte Stoffwechselvorgänge im Knochen durch Reparaturmaßnahmen des Knochens, die beim gesunden Kind nicht vorkommen würden)

Prinzip

Prinzip der Durchführung einer Szintigrafie ist die Applikation eines radioaktiven Stoffes (Radiopharmakon), das in den Körper eingebracht wird. Es werden zwei Arten von Radiopharmaka unterschieden: Die einen bestehen nur aus dem Radionuklid selbst, einer schwach radioaktiv strahlenden Substanz. Bei anderen ist der radioaktive Stoff an einen Trägerstoff gebunden, er ist also radioaktiv markiert (Tracer). Bei solchen Trägern handelt es sich um Moleküle, die von den Zielorganen leicht aufgenommen und dann in den Stoffwechsel der Zellen des Gewebes eingeschleust werden. Geeignete Moleküle sind bestimmte Proteine oder niedermolekulare Stoffe wie Salze.

Gewebe und Organe mit schnellem Stoffwechsel und guter Durchblutung nehmen große Mengen der Radiopharmaka auf, schlecht durchblutete oder wenig aktive Gewebe reichern weniger an.

Bei den verwendeten Radiopharmaka handelt es sich um Gammastrahlen aussendende Stroffe, die sich in bestimmten Geweben bevorzugt anreichern. Die häufigsten Zielorgane sind Schilddrüse, Herz, Knochen, Lunge, Niere und Leber. Die jeweiligen Pharmaka müssen also für das Zielorgan relativ spezifisch sein. So werden beispielsweise Bisphosphonate für die Untersuchung des Knochens verwendet, weil diese in den Knochenstoffwechsel eingreifen. Jod, das keinen Träger benötigt, ist stark schilddrüsenspezifisch in seiner Anreicherung.

Mit Hilfe einer speziellen Kamera, von der die abgegebene Strahlung erfasst wird, wird die Anreicherung sichtbar gemacht und ein farbvisualisierendes Bild erstellt. Die Detektion der Kamera basiert auf einem Szintillationskristall, der beim Auftreffen von Gammaquanten Lichtblitze erzeugt. Die erzeugten Lichtblitze werden in ein elektronisches Signal umgewandelt, welches umso intensiver im Szintigramm erscheint, je höher die Dichte an registrierten Quanten ist. Im Szintigramm sind damit Regionen höherer Registrierung stärker geschwärzt.

Da der zeitliche Ablauf von Aufnahme und Ausscheidung der radioaktiven Substanz aufgezeichnet werden kann, lassen sich sowohl Informationen über Gewebe mit bestimmter Stoffwechselaktivität (z.B. Stoffwechselsteigerung in malignen Geweben), als auch Leistungsdaten zur Funktion eines Gewebes (z.B. Durchflussrate des Pharmakons in der Niere zur Bestimmung der Nierenfunktion) gewinnen.

Die entstehenden Bilder sind planar und zeigen die Verteilung des Radiopharmakons aus einer Ebene. Die Strahlenexposition einer planaren Szintigrafie liegt etwa zwischen der einer konventionellen Röntgenaufnahme und einer Computertomografie.

Das Radiopharmakon verbleibt nicht im Körper: Es zerfällt und setzt dabei seine Strahlung frei. Die Ausscheidung der jeweiligen Metabolite erfolgt in der Regel über die Nieren, aber auch über die Leber.

SPECT

Eine Fortentwicklung der planaren Szintigrafie ist die SPECT (single photon emission computed tomography). Dabei kommen mehrere um den Körper rotierende Kameras zum Einsatz, die ein 3-dimensionales Bild des Körpers erzeugen und damit ein tomographisches Verfahren darstellt, bei dem Schichtbilder entstehen.
Auf diese Weise kann die Verteilung des Radiopharmakons in 3 Dimensionen dargestellt und deutlich präziser lokalisiert werden.

Die SPECT wurde ebenfalls weiterentwickelt, zur SPECT-CT. Dabei erstellt das gleiche Gerät, in dem der Patient liegt, eine SPECT-Aufnahme sowie ein reguläres Computertomogramm. Beide Modalitäten werden miteinander fusioniert und es entstehen gut aufgelöste Bilder, die funktionelle Prozesse darstellen und gleichzeitig morphologische Veränderungen aufzeigen.

PET

Ein ebenfalls nuklearmedizinisches Verfahren mit einem ähnlichen Arbeitsprinzip, der Verabreichung eines Radiopharmakons, dessen Zerfall detektiert wird, ist die Positronenemissionstomographie (PET). Bei der PET handelt es sich jedoch nicht um eine Weiterentwicklung der Szintigrafie oder der SPECT im eigentlichen Sinne. Zudem überlappen sich zwar die Anwendungsbereiche sowie die Indikationen in Teilen, sind aber nicht identisch. Es ist nicht daher davon auszugehen, dass die PET die Szintigrafie oder die SPECT in Gänze ablösen wird.

Beteiligte Strukturen

Szintigrafisch können alle festen Gewebe auf ihre Funktion hin überprüft werden. Die Beurteilung des Blutes oder des Liquor cerebrospinalis ist ebenso wenig möglich wie die Beurteilung des Urins.