Positronen-Emissions-Tomographie

Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist eine Methode der intravitalen Untersuchung der metabolischen und funktionellen Aktivität von Körpergeweben. Die Methode basiert auf dem Phänomen der Positronenemission, die in dem Radiopharmazeutikum beobachtet wird, das in den Körper mit seiner Verteilung und Akkumulation in verschiedenen Organen eingeführt wird. In der Neurologie ist der Hauptanwendungsort der Methode die Untersuchung des Metabolismus des Gehirns bei einer Reihe von Krankheiten. Veränderungen in der Akkumulation von Nukliden in jedem Bereich des Gehirns deuten auf eine Verletzung der neuronalen Aktivität hin.

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Indikationen für die Positronen-Emissions-Tomographie

Indikationen für die Positronen-Emissions-Tomographie ist ein Test für myokardiale Winterschlaf bei Patienten, die auf der Unterscheidung metastasierendem Nekrose und Fibrose in den vergrößerten Lymphknoten bei Patienten mit Krebs-Bypass-Operation und Koronararterie oder das transplantierte Herztransplantation und Analyse benötigen. PET ist auch für die Beurteilung von Lungenknötchen verwendet und bestimmen, ob sie metabolisch aktiv sind, Lungenkrebs Diagnose, Halskrebs, Lymphom und Melanom. CT kann mit Positronen-Emissions-Tomographie kombiniert werden, um morphologische und funktionelle Daten zu korrelieren.

Vorbereitung für die Positronen-Emissions-Tomographie

PET wird auf nüchternen Magen verabreicht (die letzte Mahlzeit ist 4-6 Stunden vor dem Test). Die Dauer der Studie beträgt je nach Umfang des Verfahrens 30 bis 75 Minuten. Für 30-40 Minuten, die für die Aufnahme des injizierten Medikaments in die Stoffwechselprozesse des Körpers notwendig sind, sollten Patienten unter Bedingungen sein, die die Möglichkeit von motorischen, sprachlichen und emotionalen Aktivitäten minimieren, um die Wahrscheinlichkeit falsch positiver Ergebnisse zu verringern. Dazu wird der Patient in einem separaten Raum mit schalldichten Wänden untergebracht; der Patient liegt mit geschlossenen Augen.

Alternative Methoden

Einige alternative Methoden der funktionellen Bildgebung, wie Magnetresonanzspektroskopie, Einzelphotonenemissions-CT, Perfusion und funktionelle MRT, können als Alternative zu PET dienen.

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Einzelphotonen-Emissions-Tomographie

Eine kostengünstigere Variante der Radioisotopenstudie der intravitalen Struktur des Gehirns ist eine Ein-Photonen-Emissions-Computertomographie.

Diese Methode basiert auf der Erfassung der von radioaktiven Isotopen emittierten Quantenstrahlung. Im Gegensatz zu PET-Verfahren, wenn die Einzelphotonenemission-Computertomographie unter Verwendung von Elementen nicht beteiligt im Stoffwechsel (Ts99, TI-01) und unter Verwendung eines rotierenden um ein Objekt an den Kamera-Paaren werden nicht aufgezeichnet, und Einzelquanten (Photonen).

Eine der Modifikationen der Single-Photon-Emissions-Computertomographie-Methode ist die Visualisierung des lokalen zerebralen Blutflusses. Der Patient erlaubt wird einen Gasgemisch aus Xenon-133 zu inhalieren, wird im Blut gelöst und unter Verwendung einer Computeranalyse der dreidimensionalen Abbildung des Build von Strahlungsquellen Photonenverteilung im Gehirn mit einer räumlichen Auflösung von etwa 1,5 cm. Diese Methode wird insbesondere dann verwendet, für die Untersuchung von Besonderheiten der lokalen Hirndurchblutung bei zerebrovaskulären Erkrankungen und bei verschiedenen Arten von Demenz.

Bewertung der Ergebnisse

Die Bewertung von PET erfolgt mit visuellen und semiquantitativen Methoden. Visuelle Beurteilung der PET-Daten durchgeführt, wobei sowohl die Schwarz-Weiß und verschiedene Farbskalen, so dass die Intensität der Akkumulation des Radiopharmakons in verschiedenen Hirnregionen zu bestimmen, identifiziert Läsionen pathologischen Stoffwechsel schätzt ihre Lage, Formen und Größen.

In der semiquantitativen Analyse wird das Verhältnis der Akkumulation des Radiopharmakons zwischen zwei gleich großen Regionen berechnet, von denen eine dem aktivsten Teil des pathologischen Prozesses entspricht, die andere der unveränderten kontralateralen Region des Gehirns.

Die Verwendung von PET in der Neurologie kann folgende Probleme lösen:

• die Aktivität bestimmter Zonen des Gehirns nach Präsentation verschiedener Stimuli zu untersuchen;
• frühe Diagnose von Krankheiten durchführen;
• Differentialdiagnostische Abklärung pathologischer Prozesse in klinischen Manifestationen;
• Vorhersage des Krankheitsverlaufs, Beurteilung der Wirksamkeit der Therapie.

Die wichtigsten Indikationen für die Verwendung der Technik in der Neurologie sind wie folgt:

• zerebrovaskuläre Pathologie;
• Epilepsie;
• Alzheimer-Krankheit und andere Formen von Demenz;
• degenerative Erkrankungen des Gehirns (Parkinson-Krankheit, Huntington-Krankheit);
• demyelinisierende Krankheiten;
• ein Tumor des Gehirns.

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Epilepsie

PET mit 18-Fluorodeoxyglucose ermöglicht es, epileptogene Herde, insbesondere bei fokaler Epilepsie, nachzuweisen und die Stoffwechselstörungen in diesen Foci zu beurteilen. Im Zeitraum interiktalen epileptischen Fokus Zone wird durch Glukose hypometabolism, mit der Reduktion des Stoffwechsels in einigen Fällen erheblich übersteigt die Größe des Herdes gekennzeichnet sind strukturelle bildgebender Verfahren installiert ist. Darüber hinaus kann die PET epileptogene Herde auch ohne elektroenzephalographische und strukturelle Veränderungen nachweisen, sie kann bei der Differentialdiagnose von epileptischen und nicht-epileptischen Anfällen des Bewusstseinsverlustes eingesetzt werden. Sensitivität und Spezifität der Methode erhöhen sich signifikant durch die kombinierte Anwendung von PET mit Elektroenzephalographie (EEG).

Im Moment des epileptischen Anfällen Anstieg beobachtet in regionalen Glukosemetabolismus in epileptischen Fokus, oft mit Unterdrückung in dem anderen Bereich des Gehirns kombiniert, und die neu nach Angriff gipometa-bolizm aufgezeichnet, beginnt die Schwere von denen signifikant nach 24 Stunden ab dem Zeitpunkt der Beschlagnahme zu verringern.

Auch bei der Indikationsstellung zur operativen Behandlung verschiedener Formen der Epilepsie kann PET erfolgreich eingesetzt werden. Die präoperative Beurteilung der Lokalisation der epileptischen Herde gibt die Möglichkeit, die optimale Behandlungstaktik zu wählen und die Ergebnisse der vorgeschlagenen Intervention objektiver zu prognostizieren.

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Zerebrovaskuläre Pathologie

Bei der Diagnose von PET ischämischen Schlaganfall als eine Methode betrachtet, ein tragfähige, potenziell förderbaren Hirngewebe im Bereich der ischämischen Penumbra Bestimmung, die die Indikationen für Reperfusionstherapie (Thrombolyse) klären. Die Verwendung von zentralen Benzodiazepin-Rezeptor-Liganden-Marker der neuronalen Integrität dienen, macht es ganz klar tragfähige unterscheiden und irreversibel Hirngewebe in der ischämischen Penumbra Zone in einem frühen Stadium des Hubs beschädigt. Es ist auch möglich, bei Patienten mit wiederholten ischämischen Episoden eine Differentialdiagnose zwischen frischen und alten ischämischen Foci durchzuführen.

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Alzheimer-Krankheit und andere Arten von Demenz

Bei der Diagnose der Alzheimer-Krankheit beträgt die Sensitivität von PET 76 bis 93% (durchschnittlich 86%), was durch die Materialien der Autopsiestudie bestätigt wird.

PET in der Alzheimer-Krankheit ist durch eine ausgeprägte Abnahme des fokalen cerebralen Metabolismus überwiegend in den assoziativen neocortical Regionen der Cortex (der hinteren Taillen, temporo parietale und frontalen Cortex multimodal), mit ausgeprägten Veränderungen in der dominanten Hemisphäre gekennzeichnet. Gleichzeitig bleiben die Basalganglien, Thalamus, Cerebellum und Cortex, die für primäre sensorische und motorische Funktionen verantwortlich sind, relativ erhalten. Die typischste des Alzheimer'schen bilateral hypometabolism in den temporo parietalen Regionen des Gehirns, die in Stufen eingesetzt wird, kann mit einer Verringerung des Metabolismus im frontalen Kortex kombiniert werden.

Demenz aufgrund einer zerebrovaskulären Erkrankung ist durch eine vorherrschende Läsion der Frontallappen gekennzeichnet, einschließlich der Taille und des oberen Gyrus frontalis. Auch bei Patienten mit vaskulärer Demenz zeigen in der Regel „spotted“ Bereiche reduzieren den Stoffwechsel in der weißen Substanz und Rinde, oft leiden Cerebellum und subkortikalen Strukturen. Bei der frontotemporalen Demenz zeigt sich eine Abnahme des Stoffwechsels in der frontalen, vorderen und medialen Abteilung des temporalen Cortex. Bei Patienten mit Demenz mit Lewy-Körperchen bemerken bilateralen temporoparietalen metabolischen Mangel, der die Veränderungen bei der Alzheimer-Krankheit ähnelt, aber oft die Occipitalrinde und das Kleinhirn beteiligt ist, ist in der Regel bei Demenz vom Alzheimer-Typ erhalten.

Muster von Stoffwechselveränderungen bei verschiedenen Erkrankungen begleitet von Demenz

Ätiologie der Demenz	Zonen von Stoffwechselstörungen
Alzheimer-Krankheit	Die Niederlage des parietalen, temporalen und posterioren cingulären Cortex entsteht alle mit relativer Erhaltung der primären sensomotorischen und primärer visueller Kortex und Striatum Sicherheit, Thalamus und Cerebellum zuerst. In den frühen Stadien manifestiert sich der Mangel oft asymmetrisch, aber der degenerative Prozess manifestiert sich schließlich bilateral
Vaskuläre Demenz	Hypometabolismus und Hypoperfusion in den betroffenen kortikalen, subkortikalen Bereichen und im Kleinhirn
Demenz frontaler Typ	Frontale Kortex, anterioren temporale Kortex, mediotemporalnye Abteilungen leiden zunächst mit inhärent höhergradigen Läsionen als die parietalen und laterale temporale Kortex, mit relativer Erhaltung des primären sensomotorischen und Sehrinde
Houteon Huntington	Der Schachtelhalm und die Linsenkerne sind vorher von einer allmählichen diffusen Beteiligung des Kortex betroffen
Demenz bei Parkinson-Krankheit	Störungen, die für die Alzheimer-Krankheit charakteristisch sind, jedoch mit einem besser erhaltenen mediamotoralen Bereich und einer geringeren Erhaltung des visuellen Kortex
Demenz mit Levy-Körpern	Alzheimer-typische Störungen, jedoch mit geringerer Sicherheit des visuellen Kortex und möglicherweise des Kleinhirns

 Die Verwendung von PET als Prädiktor für die Entwicklung von Alzheimer-Demenz ist besonders bei Patienten mit leichter bis mittelschwerer kognitiver Beeinträchtigung vielversprechend.

Gegenwärtig wird mit PET versucht, die in vivo zerebrale Amyloidose unter Verwendung spezieller Amyloid-Liganden zur präklinischen Diagnose von Demenz bei Personen mit Risikofaktoren zu untersuchen. Die Untersuchung der Schwere und Lokalisation der zerebralen Amyloidose ermöglicht auch eine zuverlässige Verbesserung der Diagnose in verschiedenen Stadien der Erkrankung. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von PET, insbesondere in der Dynamik, eine genauere Vorhersage des Krankheitsverlaufs und eine objektive Beurteilung der Wirksamkeit der Therapie.

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Parkinson-Krankheit

PET unter Verwendung eines spezifischen Liganden B18-Fluorodepa ermöglicht Parkinson-Krankheit, das Defizit der Synthese und Lagerung von Dopamin innerhalb der präsynaptischen striatalen Terminals zu quantifizieren. Das Vorhandensein von charakteristischen Veränderungen ermöglicht bereits in den frühen, manchmal präklinischen Stadien der Erkrankung eine Diagnose zu stellen und die Durchführung präventiver und kurativer Maßnahmen zu organisieren.

Die Verwendung von PET ermöglicht die Differentialdiagnose der Parkinson-Krankheit mit anderen Krankheiten, in deren klinischem Bild extrapyramidale Symptome auftreten, beispielsweise mit Multisystematrophie.

Um den Zustand des Dopamin - Rezeptoren selbst zu beurteilen , durch Verwendung von PET - Ligand H ₂ -Rezeptor - Racloprid. Parkinson-Krankheit reduziert die Anzahl der präsynaptische dopaminerge Anschlüsse und die Anzahl von Dopamin - Transporters in den synaptischen Spalt, während bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen (z.B. Multisystematrophie, progressive supranukleäre Lähmung und kortiko-basale Degeneration) die Anzahl von Dopamin - Rezeptoren im Striatum abnimmt.

Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von PET die Vorhersage des Verlaufs und der Geschwindigkeit des Krankheitsverlaufs, die Beurteilung der Wirksamkeit der laufenden medikamentösen Therapie und die Bestimmung von Indikationen für eine chirurgische Behandlung.

Chorea Huntington und andere Hyperkinese

PET Ergebnisse in Huntington-Krankheit durch eine Abnahme der Glukosestoffwechsel im Nucleus caudatus aus, die es möglich diatnostiku präklinische Erkrankung bei Menschen mit hohem Risiko macht anhand der Entwicklung der Krankheit über die Ergebnisse der DNA-Untersuchungen.

Wenn Torsion Dystonie PET unter Verwendung von mit dem 18-fluorodeoxyglucose erkennen regionale Absenkung des Niveaus des Glukosestoffwechsels und Nucleus caudatus lentiformnom und frontalen Vorsprung Felder Thalamy-Agentur mediodorsal Kern auf einem gespeicherten Gesamtniveau des Stoffwechsels.

Multiple Sklerose

PET mit 18-Fluorodeoxyglucose bei Patienten mit Multipler Sklerose zeigt diffuse Veränderungen im Gehirnstoffwechsel, einschließlich in der grauen Substanz. Die aufgedeckten quantitativen metabolischen Störungen können als Marker für die Krankheitsaktivität dienen und pathophysiologische Mechanismen der Exazerbation widerspiegeln, helfen, den Krankheitsverlauf vorherzusagen und die Wirksamkeit der Therapie zu bewerten.

Tumore des Gehirns

Die CT oder MRT erlaubt es, zuverlässige Informationen über die Lokalisation und das Ausmaß der Tumorschädigung des Hirngewebes zu erhalten, erlaubt jedoch nicht vollständig eine hochpräzise Differenzierung einer benignen Läsion von einer bösartigen Läsion. Darüber hinaus weisen die strukturellen Verfahren der bildgebenden Bildgebung keine ausreichende Spezifität auf, um einen Rückfall des Tumors von der Strahlungsnekrose zu unterscheiden. In diesen Fällen wird PET zur Methode der Wahl.

Zusammen mit 18-Fluorodeoxyglucose werden andere Radiopharmazeutika verwendet, um Gehirntumore zu diagnostizieren, zum Beispiel ¹¹ C-Methionin und ¹¹ C-Tyrosin. Insbesondere ist PET mit ¹¹ C-Methionin eine empfindlichere Methode zum Nachweis von Astrozytomen als PET mit 18-Fluorodeoxyglucose und kann auch zur Bewertung von Tumoren geringer Qualität verwendet werden. PET mit ¹¹ C-Tyrosin ermöglicht die Differenzierung eines malignen Tumors von gutartigen Hirnläsionen. Darüber hinaus zeigen hoch- und niedriggradige Hirntumoren unterschiedliche Absorptionskinetiken dieses Radiopharmazeutikums.

Gegenwärtig ist PET eine der höchst präzisen und hochtechnologischen Forschungen für die Diagnose verschiedener Erkrankungen des Nervensystems. Darüber hinaus kann diese Methode als eine Studie der Funktionsweise des Gehirns bei gesunden Menschen für Forschungszwecke verwendet werden.

Die Verwendung der Methode aufgrund unzureichender Ausrüstung und hoher Kosten bleibt extrem begrenzt und nur in großen Forschungszentren verfügbar, aber das Potenzial von PET ist ziemlich hoch. Äußerst vielversprechend ist die Einführung einer Technik, die die gleichzeitige Durchführung von MRT und PET mit anschließender Ausrichtung der Bilder beinhaltet, wodurch ein Maximum an Informationen über strukturelle und funktionelle Veränderungen in verschiedenen Teilen des Hirngewebes erhalten werden kann.

Was ist die Positronen-Emissions-Tomographie?

Im Gegensatz zur Standard-MRT oder CT, die primär ein anatomisches Bild des Organs liefert, untersucht PET funktionelle Veränderungen auf der Ebene des zellulären Stoffwechsels, die bereits in den frühen präklinischen Stadien der Erkrankung erkannt werden, wenn die strukturellen Methoden der bildgebenden Verfahren keine pathologischen Veränderungen ergeben.

PET verwendet eine Vielzahl von Radiopharmazeutika, die mit Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Glucose, d.h. Natürliche Stoffwechselprodukte des Körpers, die zusammen mit ihren eigenen endogenen Metaboliten im Stoffwechsel enthalten sind. Dadurch wird es möglich, die Prozesse auf zellulärer Ebene zu bewerten.

Das am häufigsten in PET verwendete Radiopharmakon ist Fluorodeoxyglucose. Von den am häufigsten verwendeten Radiopharmazeutika für PET können auch ¹¹ C-Methionin (MET) und ¹¹ C-Tyrosin erwähnt werden .

Die Strahlungsbelastung bei der maximalen Dosis des injizierten Medikaments entspricht der Strahlungsbelastung, die der Patient mit der Röntgenaufnahme des Brustkorbs in zwei Projektionen erhält, so dass die Studie relativ sicher ist. Es ist kontraindiziert für Menschen mit Diabetes, mit einem Zuckergehalt von mehr als 6,5 mmol / l. Kontraindikationen sind Schwangerschaft und Stillzeit.