Protokolle - Neurologie

Perfusion

Aktualisiert am 15. Februar 2007

Leitlinie für die Hirnperfusions-SPECT mit Technetium-99m-Radiopharmaka

Autoren
Ass. Prof. Dr. Eveline Donnemiller, Univ.-Klinik für Nuklearmedizin, Innsbruck
Dr. Christoph Scherfler, Univ.-Klinik für Neurologie, Innsbruck
Univ. Prof. Dr. Ivo Podreka †

Hintergrundinformation und Definitionen
Die (Single Photon Emission Computed Tomography) SPECT des Hirnes ist eine Methode zur tomographischen Abbildung der dreidimensionalen Verteilung von Radiopharmaka, die die regionale zerebrale Perfusion widerspiegeln.

Zielsetzung
Die Hirndurchblutung („cerebral blood flow“ = CBF) kann mit Hilfe bestimmter Radioliganden dargestellt und semiquantitativ bzw. quantitativ, je nach verwendetem Tracer, gemessen werden. Ziel der CBF - SPECT ist es Veränderungen der Hirndurchblutung, die durch bestimmte Krankheiten hervorgerufen werden, zu erfassen. Damit kann die CBF - SPECT zur Diagnose von neurologischen Krankheitsbildern beitragen. Weiters kann die CBF – SPECT zur klinischen Grundlagenforschung, sei es der Pathogenense neurologischer Krankheiten oder aber der normalen Hirnfunktion während der Lösung gut definierter kognitiver Aufgaben verwendet werden. Dieses Verfahren findet auch in der klinisch - psychiatrischen Grundlagenforschung Anwendung.

Grundlagen

Hirndurchblutungsdarstellung
Der Antransport von Glukose für die Auftrechterhaltung der Energieversorgung der Neurone wird über den Blutfluss geregelt. Die Höhe des CBF ist unter normalen Bedingungen vom Energiebedarf der Neurone abhängig. Demnach verhält sich der CBF unter normalen Bedingungen proportional zum Glukosestoffwechsel und zur neuronalen Aktivität.
Das Verhältnis der Durchblutung der grauen und weissen Substanz beträgt etwa 4:1. Durch die technisch bedingte Unschärfe der SPECT-Technik erhält man bei guter Bildqualität ein Verhältnis von 2:1. Der CBF kann je nach Funktionszustand der Neurone normal, vermindert oder erhöht sein.

Normalbefund - zum Vergrössern anklicken

Tracer
Prinzipiell muss ein Tracer, der die Hirndurchblutung darstellen soll lipophil sein, um die Bluthirnschranke zu durchdringen und anschließend in die Nervenzelle aufgenommen werden zu können. Heute werden routinemäßig Tracer verwendet, die der „steady state techique“ entsprechen.

Solche sind:
99mTc-HMPAO (d,1,-Hexamethylpropylenaminoxim, Ceretec®) und 99mTc-ECD (Ethyl-Cysteinate-Dimer, Neurolite ®). Beide eignen sich für die CBF-Darstellung mittels konventioneller rotierender Gamma-Kamera und werden deshalb am häufigsten dafür verwendet. Nach Aufnahme in die Nervenzelle werden diese Tracer in eine hydrophile Substanz umgewandelt, die über viele Stunden beinahe in konstanter Konzentration in der Zelle verbleibt. Dadurch kann man über lange Zeit Impulse mit der Szintillationskamera registrieren.

Indikationen

Cererbraler ischaemischer Insult
Von klinischem Interesse ist hier der Nachweis einer regional verminderten Prerfusion. Im Akutstadium des Insultes (in den ersten 3 Stunden), in dem heute eine Thrombolysetherapie durchgeführt werden darf, eignet sich nach heutigem Wissenstand die CBF-SPECT zur Abschätzung der klinischen Prognose. Im chronischen Stadium (etwa 3-4 Wochen nach dem Ereignis) kann neben einem Gewebsdefekt (dieser ist besser mit der MRI zu sehen) auch die durch die Läsion bedingte Deaktivierung von nachgeschaltetem Hirngewebe dargestellt werden (z.B. gekreuzte cerebelläre Diaschisis).

Cerebraler Insult - zum Vergrössern anklicken

HMPAO kann im Subakutstadium eines ischaemischen Insultes eine vorkommende „Luxusperfusion“ durch Hyperfixation überzeichnen. ECD zeigt im Gegensatz dazu keine „Luxusperfusion“. Dies ist bedingt durch unterschiedliche Trappingmechanismen beider Substanzen.

Bei hochgradigen Stenosen oder Verschlüssen der A. carotis int. oder A. cerebri med. und grenzkompensiertem Blutfluss kann für die Entscheidung zu einem gefäßchirurgischen Eingriff (Externa-Interna-Anastomose = EIA, die in seltenen Fällen durchgeführt wird) die Bestimmung der sogenannten Reservekapazität mit Acetazolamid (Diamox ®) hilfreich sein. Bei kompensatorisch maximaler Erweiterung der arteriellen Hirngefäße ist die „Reservekapazität“ aufgebraucht, die Hirndurchblutung kann autoregulatorisch nicht mehr erhöht werden. Dieser Zustand entspricht der durch PET-Untersuchungen definierten „misery perfusion“ oder dem „early mismatch“. Der CBF kann bei gesteigertem Energiebedarf nicht mehr gesteigert werden, es kommt zum Auftreten von neurologischen Symptomen.

In der Literatur wird die CBF-Zunahme nach Diamox ® unterschiedlich angegeben. Die Werte schwanken etwa zwischen >18% und < 70%, dies auch durch den zum Blutfluß nicht linear Anstieg der HMPAO oder ECD Speicherung (jedenfalls sollten die Werte über dem Mittelwert + 2 SD der Test-Retest Bedingung des jeweiligen Labors liegen). Die Sensitivität des Test liegt bei > 70%.

Epilepsie
Die CBF-SPECT wird zum Nachweis der epileptogenen Zone bei fokalen Epilepsien (meist Temporallappenepilepsien (TLE), seltener extratemporale Epilepsien (ETE)) eingesetzt. Bei primär generalisierten epileptischen Anfällen lässt sich im Prinzip kein pathologischer Befund erheben.

Charakteristischerweise sollte im Bereich der epileptogenen Zone im anfallsfreien Zustand (interiktal) eine verminderte Traceranreicherung gefunden werden. Hier gibt es tracerspezifische Unterschiede hinsichtlich der HMPAO und ECD Verteilung im Temporallappen. Mit HMPAO ist der Kontrast in den basalen Anteilen des Temporallappens besser als mit ECD. Daher kann ein epileptogenen Zone visuell besser erkannt werden. Im Gegensatz zur interiktalen Phase steigt die regionale Hirndurchblutung bei Injektion des CBF-Tracers bei Anfallsbeginn (iktal) regional deutlich an (bei HMPAO oder ECD zw. etwa +15% und +60%), wobei das betroffene Areal die epileptogenen Zone umfassen sollte.

Die Nachweiswahrscheinlichkeit einer epileptogenen Zone bei TLE liegt je nach verwendetem SPECT-System zwischen 60-90% (interiktal), während iktal nahezu in 100% der Fälle ein gesteigerter CBF in der epileptogenen Zone registriert wird. Eine Zunahme des CBF kann auch entfernteren Hirnanteilen gesehen werden, je nach Ausbreitung des Anfalls, nicht selten auch im kontralateralen Schläfenlappen. Hier ist aber die CBF-Zunahme weniger deutlich ausgeprägt.

Postiktale Studien (Tracerinjektion 2 – 5 min nach Anfallsbeginn), die laut einigen wenigen Publikationen eine deutlich verminderte Traceraufnahme nur im Bereich des epileptogenen Fokus zeigen, haben sich bisher nicht wirklich in der klinischen Diagnostik durchgesetzt.

Bei ETE beträgt die Nachweiswahrscheinlichkeit einer epileptogenen Zone etwa 50%. Iktale Studien erhöhen die Nachweiswahrscheinlichkeit. Ein positiver SPECT Befund kann hier die Positionierung intrakranieller Streifenelektroden (grids) bei der prächirurgischen Epilepsieabklärung erleichtern.

Demenzen
Beim M. Alzheimer erwartet man ihm Frühstadium der Erkrankung eine bds. verminderte Tracerablagerung mesio-temporal (hier beginnt meist der Neuronenverlust und bedingt dadurch das Führungssymptom, nämlich die Kurzzeitgedächtnisstörung). In fortgeschritteneren Erkrankungsstadien ist zusätzlich eine biparietale Durchblutungsverminderung, neben atrophischen Veränderungen der Temporalpole zu sehen.

Alzheimer - zum Vergrössern anklicken

SPECT-Kontrolluntersuchungen in etwa 6 monatigen Abständen können die Krankheitsdynamik aufzeigen, da das sogenannte „Alzheimer-Muster“ (bitemporale und biparietale, später auch bifrontale Durchblutungsminderung) immer deutlicher wird. Das Cerebellum, das Striatum und der occipitale Cortex stellen sich in der Regel normal dar. Findet man eine eindeutige Durchblutungsminderung in diesen Regionen, so z.B. im Bereich des Striatums, so spricht das eher für das Vorliegen einer vaskulären Demenz. Rezente MRI und MRI-volumetrische Untersuchungen haben gezeigt, dass beim M. Alzheimer eine Gehirnvolumenverminderung um etwa 1.5% / Jahr zu erwarten ist. Von der Atrophie sind vor allem die Temporallappen (mesio-temporale Strukturen) betroffen. Signifikant häufiger als bei anderen Demenzformen sind bei der vaskulären Demenz Lakunen im Striatum oder Thalamus nachweisbar. Veränderungen des Marklagers (T2 gewichtete Bilder) sind weitgehend unspezifisch.

Bei der fronto-temporalen Demenz ist die Hirndurchblutung im Frontal- und Temporallappen vermindert. Beim M. Pick ist auch eine einseitige Durchblutungsminderung im Temporal- und Frontallappen zu erwarten. Einige wenigen Berichte beschreiben bei der Lewy-Body Demenz neben einem „Alzheimer-Muster“ einen verminderten Glukosestoffwechsel (PET) und eine reduzierte Perfusion (SPECT) in der Okzipitalrinde (solche Patienten haben häufig auch visuelle Halluzinationen).

Die vaskuläre Demenz zeigt meist unregelmäßig angeordnete Durchblutungsminderungen des Cortex und meist auch subkortikaler Strukturen. Das Marklager nimmt ebenfalls wenig Tracer auf (M. Binswanger).
Andere Demenzformen (AIDS, Creutzfeldt-Jakob, toxisch) zeigen ein unspezifisches Durchblutungsmuster. Bei der Chorea Huntington eignet sich eine IBZM-SPECT besser zur Diagnose als eine CBF-SPECT.

Hirntumoren
Für die Diagnose von Hirntumoren stehen dem Kliniker bessere Abbildungsverfahren (CT, MRI) als die SPECT zur Verfügung. Daher werden SPECT-Untersuchungen hier sehr selten und nur in unklaren Fällen durchgeführt. Meningeome und entdifferenzierte Astrozytome (Astrozytom Grad III, Glioblastom) zeigen üblicherweise eine gute Traceraufnahme, die beim Glioblastom eine ringförmige Form hat. Zur Früherkennung von Tumorrezidiven nach Bestrahlung oder zur Differentialdiagnose eignet sich die FDG-PET in Kombination mit der 11C-Methionin-PET besser als die Perfusions-SPECT.

Hirntod
Zur Diagnose des Hirntodes werden einerseits klinische Kriterien, das EEG und manchmal auch die Angiographie verwendet. Die SPECT kann auch den Hinrduchblutungsstillstand anzeigen. Sie gelangt aber in der klinischen Routine kaum zur Anwendung.

Herpes Enzephalitis
Die Diagnose wird klinisch, durch die Liquordiagnostik, die PCR, das EEG und durch den MRI Befund gestellt. Die SPECT, sofern schnell verfügbar, ergibt im Frühstadium der Erkrankung eine deutliche Tracerspeicherung im Temporallappen mesial und lateral, die sich manchmal auf das homolaterale Striatum erstreckt.

Psychiatrische Indikationen
Im Einzelfall kann bei psychiatrischen Erkrankungen (Depression, Schizophrenie) keine sichere Diagnose aus dem CBF-SPECT Befund abgeleitet werden. Die Auswertung von Gruppenergebnissen hat aber gezeigt, dass die Hirndurchblutung im depressiven Zustand links frontal und im Gyrus cinguli mäßig herabgesetzt ist. Dieses Durchblutungsmuster ist nach erfolgreicher Behandlung reversibel.

Untersuchungsmethode, Vorgehensweise, Verfahren

Informationen zur Durchführung der Untersuchung
Informationen, die für die optimale Interpretation der Scans erforderlich sind, schließen die Anamnese des Patienten (frühere Medikation, stattgehabte Traumata oder neurochirurgische Eingriffe), eine neurologische und psychiatrische Untersuchung sowie die Erhebung des mentalen Status (z.B. Folstein-Mini-Metal-Statusuntersuchung oder andere neuropsychologische Tests), die aktuelle morphologische Bildgebung (CT/MRT) sowie Dosierung und Einnahmeschema der aktuellen Medikation ein.

Patientenvorbereitung
Der Patient muß nicht nüchtern sein. Die Schilddrüse wird mit 30-40 Tropfen Irenat® 30 Minuten vor der Untersuchung blockiert. Vor der Injektion des Tracers ist der wichtigste Aspekt im Rahmen der Applikationsvorbereitung ein »konstantes« Umfeld zum Zeitpunkt der Injektion und während der Phase des Traceruptakes herzustellen.

1) Beurteilung der Kooperationsfähigkeit des Patienten
2) Plazieren des Patienten in einem ruhigen Raum bei abgedimmtem Licht (Augen u. Ohren können dann offen bleiben)
3) Optional: Anlegen einer Augenbinde und eines Schallschutz-Kopfhörers.
4) Sicherstellung einer komfortablen Sitzposition des Patienten
5) Plazieren des i.v. Zuganges wenigstens 10 min vor der Tracerapplikation
6) Erklärung der Relevanz des Ruhighaltens des Kopfes
7) Instruktion des Patienten, nicht zu lesen oder zu reden
8) Keine weitere Interaktion mit dem Patienten unmittelbar vor, während und bis zu fünf Minuten nach der Injektion

Anschließend wird der Patient so positioniert, daß die Kameraköpfe möglichst eng um seinen Kopf rotieren können. Bei geeigneter Kopfstütze und Abbildung des Kopfes in der unteren Hälfte des Kameragesichtsfeldes ist ein Rotationsdurchmesser von bis zu 13 cm möglich. Der Patientenkopf soll nach Möglichkeit so gekippt werden, dass die Orbito-meatal Linie parallel zu einer Bildmatrixzeile liegt (dies kann man bei seitlicher Aufnahme am Monitor überprüfen). Um Bewegungsartefakten entgegenzuwirken, soll der Patientenkopf mit hautfreundlichem Pflaster am Kinn und an der Stirn an der Kopfstütze fixiert werden. Dadurch kann eine eventuell notwendige, anschließende rechnerische Reangulation, welche die Bildqualität durch ausgiebige Bildpunktinterpolation verschlechtert, vermieden werden.

Informationen des Patienten über die Durchführung der Untersuchung
Der Patient wird detailliert über die Untersuchungsmodalitäten vom Arzt vor der Patientenvorbereitung aufgeklärt. Er unterschreibt nach erfolgter Aufklärung einen entsprechenden Revers. Dieser soll allgemein verständlich und nicht allzu lang verfasst sein. Neben der rechtlichen Notwendigkeit der Patientenaufklärung hat diese auch den Sinn, dem Patienten die Angst vor der Untersuchung zu nehmen, die eine Veränderung der Hirndurchblutung zur Folge haben könnte (eine Aktivierung der rechten Hemisphäre durch gesteigerte Aufmerksamkeit oder Angst wurde in der Fachliteratur immer wieder diskutiert).

Vorsichtsmaßnahmen
1) Demente Patienten müssen kontinuierlich überwacht werden.
2) Pat. mit neurologischen Defiziten benötigen evtl. besondere Behandlung und Überwachung.
3) Eine Sedierung soll - falls möglich - erst nach der Tracerapplikation erfolgen.Der Patient sollte auch auf der Untersuchungsliege nach Möglichkeit fixiert werden.
4) Prinzipiell sollten Parainjektionen des Tracers vermieden werden. Daher bei unsicherer Lage der venösen Kanüle den venösen Zugang mittels NaCl vor der Injektion überprüfen.


Radiopharmaka, Präparation, Dosierung, Applikation, SPECT-Aufnahme

Präparation der Radiopharmazeutika
Pertechnetat aus Generatoren, die für 24 Stunden oder länger nicht mehr eluiert wurden, nicht verwenden. Für optimale Ergebnisse mit 99mTc-HM-PAO nur frisches Eluat (<2 Stunden) verwenden.

Tracerapplikation
Nichtstabilisiertes 99mTc-HMPAO soll nicht später als 30 Minuten, aber auch nicht früher als 10 Minuten nach der Rekonstitution appliziert werden. Bei Anfallsleiden ist es wichtig, den Tracer so schnell wie möglich nach Anfallsbeginn zu applizieren (innerhalb von 1 Minute).

Stablilisiertes 99mTc-HMPAO soll nicht später als 4 Stunden aber auch nicht früher als 10 Minuten nach der Rekonstitution appliziert werden.

Technetium-99m-Bicisate (ECD) soll nicht später als 6 Stunden und auch nicht früher als 10 Minuten und nach Rekonstitution appliziert werden.

Intervall zwischen Tracerapplikation und der Datenakquisition
Technetium-99m-HMPAO (unstabilisiert und stabilisert): Ein Intervall von mindestens 10 - 15 Minuten zwischen Injektion und Aufnahme ist erforderlich, um eine optimale Bildqualität zu erreichen. Bis zu maximal 60 Minuten nach Tracerapplikation können interpretierbare Aufnahmen angefertigt werden.

Technetium-99m-Bicisate (ECD): Für eine optimale Bildqualität ist ein 45 Minuten-Intervall zwischen der Tracerapplikation und der Aufnahme erforderlich. Frühestens 30 Minuten nach Tracerapplikation können interpretierbare Aufnahmen angefertigt werden.

Die Datenaufnahme sollte in jedem Fall innerhalb von vier Stunden nach der Tracerapplikation abgeschlossen sein.

Dosierung

Kinder: 7,4-11,1 MBq/kg (0,2-0,3 mCi/kg), Minimum 3-5 mCi.

Qualitätskontrolle:

Die Bestimmung der radiochemischen Reinheit sollte bei jedem Ansatz nach der Methode, die im Beipackzettel angegeben wird, erfolgen. Eine verkürzte Einschrittmethode kann bei 99mTc-HMPAO alternativ durchgeführt werden.

Dosimetrie bei Erwachsenen:

*pro Mbq (mCi):
(a) ICRP 62, Seite 13;
(b) Treves ST. Pediatric nuclear medicine. 2nd ed. New York: Springer 1995; 576.

Dosimetrie bei Kindern (5 Jahre):

*pro Mbq (mCi);
(a) ICRP 62, Seite 13;
(b) Treves ST. Pediatric nuclear medicine. 2nd ed. New York: Springer 1995; 576.

Diamox®-Test

Indikation: Bewertung der zerebralen Perfusionsreserve bei TIA, Schlaganfall und/oder Gefäßanomalien (z.B. AV-Malformationen) sowie zur Differenzierung vaskulärer und neuronaler Ursachen einer Demenz. Diamox® ist eine stark gefäßerweiternde Substanz. Nach ihrer Applikation führt sie bei erhaltener Reservekapazität zur Zunahme der Hirndurchblutung. Generell werden hier zwei Vorgangsweisen angegeben.

1. Eintagesprotokoll (Split-Dose-Technik)
Dabei werden etwa 370 MBq HMPAO oder ECD i.v. injiziert und etwa 15-20 min danach mit der ersten SPECT-Akquisition begonnen. Unmittelbar danach wird ohne Lageänderung des Patienten Diamox® langsam i.v. injiziert. 30 min später erfolgt die 2. i.v. Injektion des CBF Tracers (etwa 370 MBq). Wiederum 15-20 min danach beginnt die 2. SPECT- Akquisition. Nach Beendigung der SPECT Untersuchung und Rekonstruktion der Schnittbilder können diese voneinander direkt subtrahiert werden (Diamox® SPECT - Basisstudie), sofern die cts/voxel mit einem Rechenprogramm in %/voxel (immer bezogen auf das Maximum der jeweiligen SPECT-Studie =100%) umgewandelt wurden. Die niedrigste CBF-Zunahme in den Subtraktionsbildern entspricht der eingeschränkten Reservekapazität.

2. Zweitagesprotokoll
Das zweite Vorgehen unterscheidet sich vom ersten dadurch, dass beide SPECT-Untersuchungen am besten in einem Abstand von 4 – 7 Tagen durchgeführt werden und man pro Untersuchung etwa 740 MBq des CBF-Tracers injiziert. Der Vorteil dieses Vorgehens ist eine bessere Bildqualität (Statistik), der Nachteil dass der Patient seine Lage ändert und an zwei Tagen untersucht wird. Die Bilder können dann visuell oder in der oben angeführten Weise (Subtraktion nach jetzt notwendig gewordener Koregistrierung beider SPECT Studien) beurteilt werden. Typischerweise wird die Diamox-Studie zuerst durchgeführt. Falls diese normal ist, kann ggf. auf die Baseline-Studie verzichtet werden. Wenn die Baseline-Studie durchgeführt wird, dann sollten wenigstens 24 Stunden zwischen beiden Untersuchungen liegen. Azetazolamid ist u.a. ein Diuretikum! Der Patient sollte angehalten werden, unmittelbar vor der Datenakquisition die Toilette aufzusuchen.

Kontraindikationen für Diamox: Bekannte Sulfatallergie (Hautrötung, Bronchospasmen, anaphylaktische Reaktion). Bei entsprechender Anamnese können Migräneanfälle ausgelöst werden. Sollte i. a. innerhalb der ersten drei Tage nach stattgehabtem Apoplex vermieden werden.

Dosierung von Diamox: Erwachsene: im Normalfall 1000 mg langsam intravenös. Kinder: 14 mg/kg. Etwa 15-20 Minuten Latenz bis zur Tracerinjektion.

Nebenwirkungen von Diamox: Milder Schwindel, Tinnitus, Parästhesien und - selten - Erbrechen. Diese Nebenwirkungen sind i.a. selbst limitierend und bedürfen keiner Behandlung. Im Anschluß an die Untersuchung kann es zur orthostatischen Hypotension während des Aufstehens kommen. Diesbezüglich sollte der Patient informiert und ihm beim Aufstehen ggf. geholfen werden.

Datenakquisition

1) Die Aufnahme sollte unbedingt mit einem für hohe Auflösung optimierten tomographischen System durchgeführt werden. Mehrkopfkameras oder dedizierte Systeme liefern in der Regel bessere Ergebnissen als Einkopfkameras. Allerdings sind auch mit diesen Systemen, wenn die Untersuchung entsprechend genau durchgeführt wird, qualitativ relativ hochwertige Aufnahmen produzierbar, wenn auch die Scanzeit entsprechend verlängert werden muss.

2) Es wird empfohlen, nur hochauflösende oder ultrahochauflösende Kollimatoren zu verwenden. All-purpose-Kollimatoren sind nicht ausreichend. Als Grundsatz kann gelten, den Kollimator mit der höchsten Auflösung zu verwenden.

3) Fanbeam oder andere fokusierende Kollimatoren sind den Parallellochkollimatoren vorzuziehen, da sie eine höhere Auflösung bei höherer Zählrate bieten. Parallellochkollimatoren sind nur bei Akquisition einer ausreichenden hohen Countzahl akzeptabel.

4) Der kleinst mögliche durchführbare Rotationsradius sollte gewählt werden.

5) Die Datenaufnahme erfolgt immer über eine 360° Rotation. Während der Akquisition werden am besten Winkelschritte von 3 Grad verwendet. Die Größe der Pixel sollte einem Drittel bis der Hälfte der zu erwartenden Systemauflösung entsprechen. Dabei kann es erforderlich sein, ein Zoom zu verwenden, um die erwünschte Pixelgröße zu erreichen. Unterschiedliche Zoomfaktoren können bei Fanbeam-Kollimatoren für die x- und y-Dimension verwandt werden.

6) Es ist häufig sinnvoll die Zoomfunktion auszunutzen, wobei sicherzustellen ist, daß das gesamte Hirn in das Gesichtsfeld eingeschlossen ist.

7) Bei Multidetektorsystemen ist eine 128 x 128er oder eine größere Matrix erforderlich

8) Vor Untersuchungsbeginn sollte der Patient die Blase entleeren.

9) In der Regel sind dem Patienten Untersuchungszeiten von ca. 30 min zumutbar.

10) Der Patient sollte mit max. Bequemlichkeit positioniert werden. Minimale Lageabweichungen des Kopfes können während der Datenverarbeitung bei den meisten Systemen ausgeglichen werden.

11) Eine leichte Fixation des Patientenkopfes ist notwendig, um Bewegungsartefakte zu minimieren. Ein völlige Bewegungsunfähig des Kopfes ist jedoch durch Fixation nicht zu erreichen, sodass in jedem Fall auch der Patienten aufgefordert werden muss zu kooperieren.

12) Im Vergleich zur Step-and-shoot-Technik ermöglicht eine kontinuierliche Datenakquisition eine kürzere Scanzeit bei gleichzeitig verminderter Kameraabnutzung.

13) Die Segmentierung der Akquisitionsdaten in mehrere sequentielle Akquisitionen ermöglicht die Entfernung von artefaktüberlagerten Daten.

Datenauswertung

Rekonstruktion
Die Winkelprojektionen sollen mit einem entsprechenden Filter zur Verringerung des Rauschens vorgefiltert werden. Danach erfolgt die Rekonstruktion mit geeignetem Filter (z.B. Butterworth-Filter). Die Wahl der Filter ist von der akquirierten cts/Anzahl abhängig. Daher muss die Akquisition standardisiert sein und auch die Filter sollten von Studie zu Studie nicht gewechselt werden. Generell kann die Empfehlung gegeben werden, die Bilder nicht zu stark zu glätten, da anatomische Information dadurch verloren geht, sondern die Aufnahmezeiten und Filter so zu wählen, dass anatomische Strukturen gut detailliert zur Ansicht gelangen.
Nach der Rekonstruktion der transversalen Schichten muß eine (meist rein rechnerische) Schwächungskorrektur vorgenommen werden, wobei die „Korrekturmatrix-Ellipsen" die äußere Schädelkontur miteinschliessen müssen. Das Auswerteprogramm muss eine Reorientierung (Reangulation), d.h. einen Ausgleich einer Verkippung bei der Aufnahme bzw. Orientierung an der Orbito- bzw. Canto-Meatal-Linie ermöglichen mit Erstellung von entsprechend standardisiert reorientierten transversalen, coronalen und sagittalen Schichten.
Beim Gehirn sind die sagittalen Schnitte infolge der Hirnform und der verschiedenen Gewebskompartimente (grau, weiss und Ventrikelsystem) schwer zu interpretieren. Daher sollte die Befundung vorwiegend auf transversalen und coronalen (=frontalen) Schnitten beruhen (Leitsatz: was man auf transversalen Schnitten nicht sieht, sieht man auch nicht auf coronalen oder sagittalen Schnitten). Vor der Befundung können einzelne SPECT-Schichten kontinuierlich summiert werden (z.B je 3 Schichten), in Abhängigkeil der Impulsdichte / Pixel. Diese liegt üblicherweise in den rekonstruierten Einzelschichten je nach Tracerdosis, Aufnahmedauer, Patientgewicht und Hirnvolumen bei etwa 180 - 350 cts / pixel (3-Kopf-Kamera).
Eine Streustrahlungs (Scatter)-Korrektur kann bei Doppel-peak- Akquisitionen (z.B. 123J markierte Flow-Tracer) erfolgen. Die Aufnahme- und Auswertungsmodalitäten sind für das jeweilig verwendete SPECT-System zu erstellen. Sie sind am besten empirisch überprüfbar indem ein geeignetes Phantom (z.B. Hofmann 2D-Hirnphantom) einerseits planar (auf Styroporsockeln in 10 cm Abstand am Kollimator aufgelegt) und andererseits SPECT-mässig aufgenommen wird. Beide Bilder werden miteinander verglichen. Die Filter werden so gewählt, dass beide Bilder weitgehendst einander im Detail gleichen. Der Faktor für die Abschwächungskorrektur wird mittels geeignetem Zylinderphantom oder Schädelphantom ermittelt.

Farbskala
Empfohlen wird eine standardisierte polychrome Farbskala zu verwenden. Anhebungen des Bildkontrastes oder eine Hintergrundssubtraktion sollen vermieden werden (durch Veränderungen derselben kann jedes gewollte Ergebnis erzielt werden). Bei der Erstellung der Farbskala ist zu berücksichtigen, dass die Verteilung des Tracers in der grauen und weissen Substanz einem Verhältnis von etwa 2:1 in den rekonstruierten Bildern entspricht.

Es empfiehlt sich, weiß für den höchsten Pixelwert und dann in absteigender Reihenfolge hell- dunkelgrau, weißrötlich, rot, rotbraun, ocker, gelb, wenig grün, pastellblau für den Bereich zw. 100%-50% der Pixelwerte, danach hellblau, dunkelblau, magenta und zuletzt schwarz für den Bereich 4% - 0% zu nehmen. Die Eignung der Farbskala kann leicht an einer durch den Frontallappen, das Ventrikelsystem, die vorderen Stammganglien, die Thalami, den Temporal- und Occipitalappen gehenden SPECT-Hirnschicht überprüft werden. Hier sollte der Cortex gut von der weissen Substanz abgrenzbar sein, das Ventrikelsystem sollte andeutungsweise sichtbar werden und alle subkorticalen Strukturen dargestellt sein - dies alles ohne Manipulation des Kontrastes und des Bildhintergrundes!

Befundung und Dokumentation

Die Befundung der SPECT-Bilder sollte vorerst in Unkenntnis der Zuweisungsdiagnose erfolgen. Damit wird der Befunder beim Erstellen des Befundes durch die Zuweisungsdiagnose nicht beeinflußt. Erst im zweiten Schritt sollten festgestellte Abnormitäten des CBF mit der Zuweisungsdiagnose verglichen werden.
Neben einer rein visuellen Beurteilung kann auch eine semiquantitative Auswertung mit "regions of interest (=R0IS)" vorgenommen werden. ROIS können händisch gezeichnet werden, es kann ein standardisiertes ROI-Schema, das an die jeweilige Hirngrösse angepasst werden kann, verwendet werden. Sektorenförmige R0IS („Tortenstücke") eignen sich für eine semiquantitative Auswertung nicht.

Die reorientierten Schnittbilder werden unter Angabe der Aufnahme- und Rekonstruktionsparameter sowie der Lage der Ebenen in Referenzbildcrn dokumentiert. Bei einer quantitativen Auswertung sind zusätzlich die Lage der R0I und die numerischen Ergebnisse festzuhalten. Zur Dokumentation wird neben der Speicherung der Studienoriginaldaten auf ein magnetooptisches Medium auch der Befundausdruck in Farbe auf Papier und/oder Transparentfolie aufbewahrt.
Normalvariabilitäten müssen bei der Interpretation der Perfusions-SPECT mitberücksichtigt werden. Die Erstellung eines Vergleichsdatensatzes eines eigenen Normalkollektivs ist anzustreben.

Es empfiehlt sich die Projektionsdaten im Cine-Mode auf das Vorhandensein und das Ausmaß von Bewegungsartefakten zu kontrollieren, bevor die Tomogramme rekonstruiert werden. Die Überprüfung der Sinogramme ist ebenfalls nützlich. Die Befundung sollte am Monitor erfolgen (Möglichkeit von Kontrast- und Farbtabellenänderung sowie Hintergrundsubtraktion). Vorsicht ist geboten bei bei der Auswahl der Level für den Kontrast und für die Hintergrundsubtraktion, ebenso wie bei der Wahl der Schwellwerte für dreidimensionalen Oberflächenrekonstruktionen (cave: Artefakte).

Sofern es die Ausstattung einer Abteilung erlaubt, ist eine Bildfusion des SPECT-Datensatzes mit relevanten MRI und/oder CT-Datensätzen anzustreben. Insbesondere Perfusionsdefekte können so in Relation zur zugrundeliegenden morphologischen Anomalie optimal befundet werden (z.B. Penumbra/Infarkt), ebenso wie auch Auswirkungen einer Atrophie oder eines Partialvolumeneffektes besser berücksichtigt werden können. Falls eine Bildfusion nicht möglich ist, sollten zumindest ein direkter visueller Vergleich vom Bilddatenmaterial der verschiedenen Bildgebungsmodalitäten erfolgen.

Im Befund sollte die anatomische Lokalisation, die Ausdehnung und das Ausmaß einer Perfusionsanomalie beschrieben werden. Nach Möglichkeit sollte die Perfusionsanomalie in Zusammenschau mit dem morphologischen und klinischen Befund beschrieben und ev. interpretiert werden. Auch sollte, je nach Ergebnis, die Angabe einer oder mehrerer Differentialdiagnosen erfolgen. Zu berücksichtigen ist auch, daß bei vielen Patienten unspezifische Perfusionsmustern auftreten können, die weder einer spezifischen Pathologie noch einer speziellen auslösenden Ursache zugeordnet werden können.

Die SPECT Ergebnisse von Epilepsiepatienten müssen mit der Anfallssemiologie und den relevanten EEG-Daten korreliert werden. Zum Ausschluß eines subklinischen Anfalles während der Tracerinjektion wäre eine EEG-Aufzeichnung während der Applikation erstrebenswert, dabei ist der Zeitpunkt der Tracerinjektion in zeitlicher Relation zur beobachteten oder elektrischen Anfallsaktivität zu dokumentieren. Das szintigraphische Auftreten und die Ausdehnung des vermuteten epileptogenen Focus kann in Abhängigkeit vom Injektionszeitpunkt in Relation zum Anfallsbeginn erheblich variieren. Idealerweise werden interiktale und iktale Untersuchungen gemeinsam befundet.

Die Untersucher sollten mit den Veröffentlichungen des Ethischen Unterkommitees für funktionelle Hirndiagnostik, einem Unterausschuß des Gremiums »Hirnimaging« der Society of Nuclear Medicine vertraut sein.

Qualitätssicherung

Die Szintillationskamera muss täglich bezüglich der korrekten Energiefenstereinstellung und der Sensitivität der einzelnen Kameraköpfe (bei Mehrkopfkameras), die Uniformität der Gesichtsfelder wöchentlich überprüft werden. Ringartefakte im rekonstruierten Bild weisen auf eine schlechte Uniformität oder ungleiche Stellung der Kameraköpfe hin. Bei den uns bekannten Rotationsakmeras ist das Rotationszentrum stabil und bedarf keiner Testung. Siehe auch »Society of Nuclear Medicine Procedure Guideline for General Imaging«

Fehlerquellen
Das technische Personal muss für SPECT-Untersuchungen des Gehirns eingeschult und auf mögliche Fehlerquellen und damit verbundenen Folgen hingewiesen werden. Neben der korrekten Kameraeinstellung sollten auch die Richtlinien zur Tracerzubereitung (z.B. Zeitpunkt der Eluation eines Generators) befolgt werden. Nach erfolgter Rekonstitution des Tracers (HMPAO und ECD) kann die lipophile Phase einfach durch Extraktion mit Octanol und den Vergleich mit einer Standardlösung (99mTc-Pertechnetat) in einem Szintillationszähler bestimmt werden.

Schlechte SPECT-Bilder sind bedingt durch: niedrige lipophile Phase, zu niedrige Tracerdosis (bes. bei dicken Patienten), zu kurze Aufnahmezeit (niedrige Impulsrate), Parainjektion des Radioliganden oder starke Atrophie des untersuchten Gehirnes, zu weitem Rotationsradius, Bewegungsartefakte, schlechte Patientenpositionierung mit anschließender Reorientierung und Glättung.

Eine Sedierung des Patienten vor oder während der Tracerapplikation kann das Perfusionsmuster beinflussen. Wenn eine Sedierung notwendig ist, dann sollte sie – nach Möglichkeit - zumindest 5 Minuten nach Verabreichung des Tracers erfolgen. Die Art der Sedierung, die verabreichte Dosis des Sedativums und die zeitliche Relation zur Tracerapplikation muss dokumentiert werden.

Nebenwirkungen
NW werden im allgemeinen nicht beobachtet, jedoch berichten wenige Patienten eine Geruchstäuschung.

Referenzen

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