Szintigraphie

Bei der Szintigraphie handelt es sich um die Erzeugung von Bildern der Organe und Gewebe eines Patienten durch Aufzeichnung der von einem eingebauten Radionuklid abgegebenen Strahlung mit einer Gammakamera.

Das physiologische Wesen der Szintigraphie liegt im Organotropismus des Radiopharmakons, also in seiner Fähigkeit, sich gezielt in einem bestimmten Organ anzureichern – sich dort anzusammeln, freigesetzt zu werden oder es in Form eines kompakten radioaktiven Bolus zu durchlaufen.

Eine Gammakamera ist ein komplexes technisches Gerät, das mit Mikroelektronik und Computertechnologie ausgestattet ist. Ein Szintillationskristall (normalerweise Natriumiodid) mit großen Abmessungen – bis zu 50 cm Durchmesser – dient als Detektor für radioaktive Strahlung. Dadurch wird die Strahlung gleichzeitig über den gesamten untersuchten Körperteil aufgezeichnet. Vom Organ ausgehende Gammaquanten verursachen Lichtblitze im Kristall. Diese Blitze werden von mehreren Photomultipliern aufgezeichnet, die gleichmäßig über die Oberfläche des Kristalls verteilt sind. Elektrische Impulse vom Photomultiplier werden über einen Verstärker und einen Diskriminator an die Analysatoreinheit übertragen, die ein Signal auf dem Bildschirm erzeugt. In diesem Fall entsprechen die Koordinaten des auf dem Bildschirm leuchtenden Punktes genau den Koordinaten des Lichtblitzes im Szintillator und somit der Position des Radionuklids im Organ. Gleichzeitig wird der Zeitpunkt jeder Szintillation elektronisch analysiert, wodurch die Durchgangszeit des Radionuklids durch das Organ bestimmt werden kann.

Die wichtigste Komponente einer Gammakamera ist natürlich ein Spezialcomputer, der vielfältige Bildverarbeitungsfunktionen ermöglicht: die Hervorhebung auffälliger Bereiche – der sogenannten Interessenzonen – und die Durchführung verschiedener Verfahren in diesen Bereichen: Messung der Radioaktivität (allgemein und lokal), Bestimmung der Größe eines Organs oder seiner Teile, Untersuchung der Durchtrittsgeschwindigkeit von Radiopharmaka in diesem Bereich. Mithilfe eines Computers lässt sich die Bildqualität verbessern und interessante Details hervorheben, beispielsweise die Gefäße, die ein Organ versorgen.

Bei der Analyse von Szintigrammen werden häufig mathematische Methoden, Systemanalysen und Kammermodellierungen physiologischer und pathologischer Prozesse eingesetzt. Selbstverständlich werden alle gewonnenen Daten nicht nur auf dem Bildschirm angezeigt, sondern können auch auf magnetische Medien übertragen und über Computernetzwerke übertragen werden.

Der letzte Schritt bei der Szintigraphie besteht normalerweise darin, eine Kopie des Bildes auf Papier (mit einem Drucker) oder Film (mit einer Kamera) zu erstellen.

Grundsätzlich charakterisiert jedes Szintigramm die Funktion eines Organs bis zu einem gewissen Grad, da sich das Radiopharmakon hauptsächlich in normalen und aktiv funktionierenden Zellen anreichert (und freigesetzt wird). Daher ist ein Szintigramm ein funktionell-anatomisches Bild. Dies ist die Einzigartigkeit von Radionuklidbildern, die sie von Röntgen-, Ultraschall- und Magnetresonanztomographie-Aufnahmen unterscheidet. Daher ist die Hauptvoraussetzung für die Verschreibung einer Szintigraphie: Das untersuchte Organ muss zumindest eingeschränkt funktionell aktiv sein. Andernfalls wird kein szintigraphisches Bild erstellt. Deshalb ist es sinnlos, bei Leberkoma eine Radionukliduntersuchung der Leber zu verschreiben.

Die Szintigraphie wird in fast allen Bereichen der klinischen Medizin eingesetzt: Therapie, Chirurgie, Onkologie, Kardiologie, Endokrinologie usw. – überall dort, wo ein „funktionelles Bild“ eines Organs benötigt wird. Wird nur ein Bild aufgenommen, handelt es sich um eine statische Szintigraphie. Wenn das Ziel der Radionuklidstudie darin besteht, die Funktion des Organs zu untersuchen, wird eine Reihe von Szintigrammen in unterschiedlichen Zeitabständen aufgenommen, die in Minuten oder Sekunden gemessen werden können. Eine solche serielle Szintigraphie nennt man dynamisch. Nach der Analyse der resultierenden Szintigrammserie am Computer und der Auswahl des gesamten Organs oder eines Teils davon als „Interessenszone“ kann auf dem Display eine Kurve angezeigt werden, die den Durchgang des Radiopharmakons durch dieses Organ (oder einen Teil davon) zeigt. Solche Kurven, die auf der Grundlage der Ergebnisse der Computeranalyse einer Szintigrammserie erstellt werden, heißen Histogramme. Sie dienen der Untersuchung der Funktion eines Organs (oder eines Teils davon). Ein wichtiger Vorteil von Histogrammen ist die Möglichkeit, sie am Computer zu verarbeiten: sie glätten, einzelne Komponenten isolieren, summieren und subtrahieren, digitalisieren und einer mathematischen Analyse unterziehen.

Bei der Analyse von Szintigrammen, hauptsächlich statischen, wird neben der Topographie des Organs, seiner Größe und Form auch der Grad der Homogenität seines Bildes bestimmt. Bereiche mit erhöhter Ansammlung des Radiopharmakons werden als Hot Spots oder heiße Knoten bezeichnet. Sie entsprechen normalerweise übermäßig aktiv funktionierenden Bereichen des Organs – entzündlichen Geweben, bestimmten Tumorarten, Hyperplasiezonen. Wenn auf dem Szintigramm ein Bereich mit verminderter Ansammlung des Radiopharmakons erkannt wird, bedeutet dies, dass es sich um eine Art volumetrische Formation handelt, die das normal funktionierende Parenchym des Organs ersetzt hat – die sogenannten kalten Knoten. Sie werden bei Zysten, Metastasen, fokaler Sklerose und einigen Tumoren beobachtet.

Es wurden Radiopharmaka synthetisiert, die sich selektiv im Tumorgewebe anreichern – tumorotrope Radiopharmaka, die hauptsächlich in Zellen mit hoher mitotischer und metabolischer Aktivität vorkommen. Aufgrund der erhöhten Konzentration der Radiopharmaka erscheint der Tumor im Szintigramm als Hot Spot. Diese Untersuchungsmethode wird als positive Szintigraphie bezeichnet. Dafür wurden verschiedene Radiopharmaka entwickelt.

Die Szintigraphie mit markierten monoklonalen Antikörpern wird als Immunszintigraphie bezeichnet.

Eine Art der Szintigraphie ist eine Binuklidstudie, d. h. die Aufnahme zweier szintigraphischer Bilder unter Verwendung gleichzeitig verabreichter Radiopharmaka. Eine solche Studie wird beispielsweise durchgeführt, um kleine Nebenschilddrüsen vor dem Hintergrund massiveren Schilddrüsengewebes deutlicher zu unterscheiden. Zu diesem Zweck werden zwei Radiopharmaka gleichzeitig verabreicht, von denen sich eines - ^99m T1-Chlorid - in beiden Organen anreichert, das andere - ^99m Tc-Pertechnetat - nur in der Schilddrüse. Anschließend wird mithilfe eines Diskriminators und eines Computers das zweite vom ersten (zusammenfassenden) Bild subtrahiert, d. h. es wird ein Subtraktionsverfahren durchgeführt, wodurch ein endgültiges isoliertes Bild der Nebenschilddrüsen erhalten wird.

Es gibt eine spezielle Gammakamera, die den gesamten Körper des Patienten abbilden kann. Der Kamerasensor bewegt sich über den zu untersuchenden Patienten (oder umgekehrt bewegt sich der Patient unter dem Sensor hindurch). Das resultierende Szintigramm enthält Informationen über die Verteilung des Radiopharmakons im gesamten Körper des Patienten. Auf diese Weise entsteht beispielsweise ein Bild des gesamten Skeletts, das versteckte Metastasen sichtbar macht.

Zur Untersuchung der kontraktilen Funktion des Herzens werden Gammakameras verwendet, die mit einem speziellen Gerät ausgestattet sind – einem Trigger, der unter der Kontrolle des Elektrokardiographen den Szintillationsdetektor der Kamera in genau festgelegten Phasen des Herzzyklus – Systole und Diastole – einschaltet. Als Ergebnis erscheinen nach einer Computeranalyse der empfangenen Informationen zwei Bilder des Herzens auf dem Bildschirm – systolisch und diastolisch. Durch die Kombination dieser Bilder auf dem Display ist es möglich, die kontraktile Funktion des Herzens zu untersuchen.

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