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\n Medizinlexikon <\/p>\n
Diagnostik
\nPositronen-Emissions-Tomographie (PET): Neue M\u00f6glichkeiten in der Krebsdiagnostik?
\nEingetragen vonMedizin-Netzam23. August 2006 Kein Kommentar Einf\u00fchrung
\nDie Positronen-Emissions-Tomographie bezeichnet ein nuklearmedizinisches Verfahren, mit dem Stoffwechselprozesse des K\u00f6rpers auf molekularer Ebene in einer Untersuchung erforscht, und in ihrer r\u00e4umlichen Verteilung sichtbar gemacht werden k\u00f6nnen. Aufgrund der gro\u00dfen Bedeutung einer fr\u00fchzeitigen Erkennung b\u00f6sartiger Erkrankungen im Hinblick auf eine m\u00f6glichst zur Heilung f\u00fchrenden Therapie, kann der PET in Zukunft eine entscheidende Bedeutung zukommen.<\/p>\n
Da mit Diagnoseverfahren wie R\u00f6ntgen, Ultraschall, Computer- und Kernspintomographie raumfordernde Prozesse erst ab einer Gr\u00f6\u00dfe von etwa 1 cm als krankhaft erkannt werden k\u00f6nnen, besteht ein Bedarf an Methoden, die bereits bei geringerer Tumorgr\u00f6\u00dfe z. B. bez\u00fcglich Gut- oder B\u00f6sartigkeit eine Aussagekraft besitzen. Man wei\u00df heute, dass viele Krebsgeschw\u00fclste bereits bei ihrer Entdeckung Tochterzellen (Metastasen) \u00fcber Lymph- oder Blutbahnen abgesiedelt haben, die an verschiedensten anderen K\u00f6rperstellen zu weiteren Tumoren f\u00fchren k\u00f6nnen (\u201dStreukrebs\u201d), was die Prognose erkrankter Patienten meist drastisch verschlechtert. Da die PET nun nicht die Gr\u00f6\u00dfe einer Gewebsver\u00e4nderung misst, sondern deren Stoffwechselaktivit\u00e4t, die bei b\u00f6sartigen Tumoren meist gegen\u00fcber normalem Gewebe erh\u00f6ht ist, bietet sich hier eine Erg\u00e4nzung und u.U. auch Alternative zur Fr\u00fchdiagnose und zum Ausbreitungsverhalten mancher Krebsarten an.<\/p>\n
Eine Untersuchung mittels der PET l\u00e4uft folgenderma\u00dfen ab: Zuerst informiert der Arzt den Patienten \u00fcber den Zweck der Untersuchung sowie \u00fcber deren Ablauf. Dann legt der Arzt einen intraven\u00f6sen Zugang (meist am Handr\u00fccken oder in der Ellenbeuge), \u00fcber den der radioaktiv markierte Traubenzucker in die Blutbahn gespritzt werden kann. Es dauert nun etwa 45 Minuten, bis sich die Substanz ausreichend im K\u00f6rper verteilt hat. Nun kann die Untersuchung in dem PET-Scanner beginnen, welche zwischen einer halben bis zu 2 Stunden betragen kann. W\u00e4hrend der gesamten Untersuchung ist der Patient nie allein, denn im Vorraum, der durch eine gro\u00dfe Glasscheibe abgetrennt ist, verfolgen Medizinisch-Technische Assistenten und\/oder der Arzt den vollst\u00e4ndigen Untersuchungsablauf und halten Sicht- und Sprechkontakt zu dem Patienten.<\/p>\n
Klinische Anwendungen
\nViele neue Erkenntnisse brachte die PET bereits in der Hirnforschung. Erkrankungen wie der \u201cMorbus Alzheimer\u201d, die \u201cParkinsonsche Krankheit\u201d, die \u201cChorea Huntington\u201d, die Epilepsie oder auch Hirntumoren k\u00f6nnen mit der PET in ihrem von der Norm abweichenden Stoffwechselverhalten untersucht werden. Neben der Verwendung von F-18-Glucose zur Analyse des Blutflusses und des Energieverbrauchs in bestimmten Hirnregionen (das Gehirn verstoffwechselt ausschlie\u00dflich Glucose), kommen hier auch mit anderen Positronenstrahlern markierte Substanzen, z. B. zur Darstellung bestimmter Oberfl\u00e4chenrezeptoren von Gehirnzellen, zur Anwendung (Dopamin-, Benzodiazepinrezeptoren etc.).<\/p>\n
In der Herzforschung (Kardiologie) kann mit der PET sowohl der Durchfluss des Blutes durch die Herzkranzgef\u00e4\u00dfe bestimmt werden (was Aufschluss \u00fcber eventuelle Verengungen, sog. \u201cStenosen\u201d geben kann), wie auch die Stoffwechselaktivit\u00e4t des Herzmuskels (Myokard) beschrieben werden, was z. B. f\u00fcr die Kl\u00e4rung der Frage nach abgestorbenem Gewebe bei einem erlittenen Herzinfarkt bedeutsam ist.<\/p>\n
Gerade im Bereich der Krebsforschung (Onkologie) er\u00f6ffnet sich ein breiter Raum f\u00fcr die Anwendung der PET-Diagnostik, die trotz der Kosten f\u00fcr die apparative Ausstattung zu gro\u00dfem Nutzen f\u00fcr erkrankte Patienten f\u00fchren kann.<\/p>\n
Das Wesen einer Krebserkrankung wird bestimmt durch die Ph\u00e4nomene: Unkontrolliertes Wachstum (st\u00e4ndige Zellteilung zum Preis des Verlustes einer normalen Funktion), das Eindringen von Tumorgewebe in benachbarte K\u00f6rperregionen (\u201cInfiltration\u201d, \u201cInvasion\u201d) und die F\u00e4higkeit zur Absiedlung von Tochtergeschw\u00fclsten (\u201dMetastasierung\u201d).
\nWie bereits oben beschrieben, besteht ein Vorteil der PET im Vergleich zu anderen diagnostischen Verfahren in der Tatsache, dass die Stoffwechselaktivit\u00e4t von K\u00f6rpergewebe untersucht werden kann, was unabh\u00e4ngig von der Gr\u00f6\u00dfe einer Gewebsver\u00e4nderung ist. Nun findet man gerade bei Krebszellen aufgrund der verst\u00e4rkten Teilungsrate einen erh\u00f6hten Energiestoffwechsel, weshalb sich energieliefernde und zum Zellaufbau ben\u00f6tigte Substanzen in solchen Zellen sehr stark anreichern (Glucose, Aminos\u00e4uren etc.). Markiert man diese Substanzen mit geeigneten Positronenstrahlern, lassen sich \u00fcber den PET-Tomographen Aussagen zur Stoffwechselaktivit\u00e4t in allen K\u00f6rperregionen in Form von Abbildungen treffen (\u201dSzintigramme\u201d). Es ist so oft m\u00f6glich, neben der Ausgangsgeschwulst auch kleine Metastasen – sofern sie erh\u00f6hten Energieumsatz zeigen – sichtbar zu machen, teilweise lange bevor sie die \u201c1 cm-Schwelle\u201d \u00fcberschritten haben. Bedeutsam wird dies insbesondere bei der Einteilung des Schweregrades eines Krebsleidens (sog. \u201cStaging\u201d), da dieser u. a. anhand der Ausbreitung und Verteilung von Metastasen beurteilt wird. Hieraus wiederum folgt die Entscheidung, welche Therapieverfahren zum Einsatz kommen. Man hat also mit der FDG-PET die M\u00f6glichkeit, bereits in einem fr\u00fchen Stadium der Erkrankung Aussagen \u00fcber den Schweregrad und daraus folgende Behandlungsrichtlinien zu treffen.<\/p>\n
Da aber nicht nur b\u00f6sartige Tumoren einen erh\u00f6hten Stoffwechsel zeigen, sondern ebenfalls z.B. entz\u00fcndete, verletzte und in Abheilung begriffene Gewebe, kann sich das Problem einer genauen Tumordiagnose mittels PET stellen. Als Suchmethode (\u201dScreening\u201d), ob \u00fcberhaupt ein Krebsleiden vorliegt, wenn noch keine anderen Hinweise darauf vorhanden sind, ist die PET derzeit nicht geeignet. Auch erlaubt sie keine Unterscheidung zwischen Krebs und Entz\u00fcndung, wohl aber zwischen Krebs- und Narbengewebe. Hier wird es wichtig sein, neben der Anwendung markierter Glucose, auch andere Stoffe mit Positronenstrahlern zu markieren, die eine besonders hohe Anreicherung gerade in Tumorgewebe zeigen.<\/p>\n
Grundlagen
\nDie Besonderheit der PET – im Unterschied auch zu anderen Untersuchungsverfahren mit radioaktiven Isotopen – besteht in der Tatsache, dass bestimmte Stoffe mit sog. \u201cPositronenstrahlern\u201d markiert werden, welche bei ihrem Zerfall zwei \u201cPhotonen\u201d (Gamma-Quanten) in einem Winkel von 180\u00ba zueinander aussenden (sog. \u201cVernichtungsstrahlung\u201d). Die Registrierung dieser zeitgleich entstehenden Signale \u00fcber ein Messger\u00e4t (PET-Scanner) und einen Computer erm\u00f6glicht eine exakte r\u00e4umliche Lokalisation der Strahlungsquelle, sowie aus der Anzahl der empfangenen Strahlungssignale eine Aussage \u00fcber die H\u00f6he der Stoffwechselaktivit\u00e4t in dem Bereich, wo sich die markierte Substanz anreichert.<\/p>\n
Da Positronenstrahler als radioaktive \u201cZwillingsbr\u00fcder\u201d (Nuklide) von h\u00e4ufig im K\u00f6rper vorkommenden Substanzen wie Sauerstoff (O-15), Stickstoff (N-13), Kohlenstoff (C-11) oder auch Fluor (F-18) existieren, k\u00f6nnen diese in biologisch bedeutsame Verbindungen wie Kohlenhydrate, Aminos\u00e4uren und Fette ohne wesentliche Ver\u00e4nderung der Molek\u00fclstruktur eingebaut, und \u00fcber eine Vene dem Patienten verabreicht werden. Anhand der Verfolgung der jeweiligen Stoffwechselwege erlauben sie eine Unterscheidung von regelrechten und ver\u00e4nderten biochemischen Prozessen.<\/p>\n
Die Positronenstrahler m\u00fcssen allerdings in einem technisch aufwendigen Verfahren in einem Kreisbeschleuniger (Zyklotron) hergestellt werden. Wegen ihrer allgemein sehr kurzen \u201cHalbwertszeiten\u201d (20-120 min) m\u00fcssen sie rasch mit einer biologischen Substanz verbunden werden und meist auch am Ort der Produktion zur intraven\u00f6sen Injektion kommen. Die breiteste Anwendung findet bisher Fluor-18-markierte Glucose (Fluorodesoxyglucose, FDG). Der Blut- oder Traubenzucker wird in fast allen K\u00f6rperzellen zur Energielieferung ben\u00f6tigt und da Fluor-18 mit 110 min eine relativ g\u00fcnstige Halbwertszeit besitzt, l\u00e4sst sich mit FDG in nahezu allen Geweben der regionale Energiestoffwechsel messen.<\/p>\n
Derzeit kommt die PET meist in Forschungsprojekten zur Geltung, vor allem in Universit\u00e4tskliniken. Es zeichnet sich jedoch eine stetig zunehmende Einrichtung von PET-Tomographen auch ohne Zyklotron an gro\u00dfen Kliniken und in gro\u00dfen nuklearmedizinischen Praxen ab, die die ben\u00f6tigten Positronenstrahler (meist F-18-Glucose) von in der N\u00e4he befindlichen Zyklotronen beziehen k\u00f6nnen (sog. \u201cSatelliten-Prinzip\u201d).<\/p>\n
Ein PET-Tomograph, auch PET-Scanner genannt, hat von au\u00dfen betrachtet aufgrund seiner Ringstruktur gro\u00dfe Ahnlichkeit mit einem Computertomographen (CT) oder einem Kernspintomographen (NMR, MRT), funktioniert aber nach einem anderen Prinzip. In dem Ring befinden sich viele einzelne sog. \u201cSzintillationskristalle\u201d, die die von den Positronenstrahlern ausgesandten Impulse empfangen und in Lichtblitze verwandeln, welche wiederum \u00fcber spezielle Schaltungen in elektrische Impulse zur digitalen Weiterverarbeitung umgewandelt werden. Mit der PET kann in etwa 1-2 Stunden Untersuchungszeit eine Aufnahme des ganzen K\u00f6rpers angefertigt werden.<\/p>\n
(mf)<\/p>\n
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