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Bildgebung mit Radionukliden

Von

Michael J. Shea

, MD, Michigan Medicine at the University of Michigan

Inhalt zuletzt geändert Sep 2017
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Quellen zum Thema

Die Bildgebung mit Radionukliden verwendet spezielle Detektoren (Gamma-Kamera) um nach der Injektion von radioaktivem Material ein Bild zu generieren. Dieser Test wird durchgeführt, um zu bewerten

  • Koronare Herzkrankheit (KHK)

  • Herzklappenkrankheiten

  • Kongenitale kardiale Störungen

  • Kardiomyopathie

  • Andere kardiale Störungen

Die Bildgebung mit Radionukliden setzt die Patienten weniger Strahlung aus als vergleichbare Röntgen-Untersuchungen. Da das radioaktive Material jedoch für kurze Dauer im Patienten verbleibt, können empfindliche Alarmsensoren für radioaktive Strahlung (z. B. in Flughäfen) für einige Tage nach einer solchen Untersuchung durch den Patienten ausgelöst werden.

Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT)

Planare Techniken, die ein 2-dimensionales Bild liefern, werden selten eingesetzt. Die SPECT (single photon emission computed tomography), die ein rotierendes Kamerasystem und eine tomographische Rekonstruktion für eine 3-dimensionale Darstellung benutzt, wird häufiger in den USA eingesetzt. Mit Multihead-SPECT-Systemen kann die Bildgebung häufig innerhalb von 10 Minuten vollständig durchgeführt werden. Der visuelle Vergleich von Stress und verzögerten Bildern kann durch eine quantitative Darstellung unterstützt werden. Mit SPECT kann folgendes ermittelt werden:

  • Inferiore und posteriore Anomalien

  • Kleine Flächen des Infarkts

  • Gefäße, die für Infarkt verantwortlich sind

Das Volumen des Infarkts und des vitalen Myokards kann quantifiziert werden und zur Bestimmung der Prognose hilfreich sein.

Myokardiale Durchblutungsbildgebung

Bei der Bildgebung für die Myokarddurchblutung werden i.v. Radionuklide vom Herzmuskelgewebe in Abhängigkeit zur Durchblutung aufgenommen. Auf diese Weise repräsentieren Gebiete mit niedriger Aufnahme Bereiche mit relativer oder absoluter Ischämie.

Eine Abschwächung der Myokardaktivität durch überlappende Weichgewebe kann falsch-positive Ergebnisse herrufen. Abschwächung durch Brustgewebe bei Frauen ist besonders häufig. Eine Abschwächung durch das Zwerchfell und Bauchinhalte kann falsch-positive Defekte der inferioren Wand bei beiden Geschlechtern hervorrufen, dies ist aber häufiger bei Männern. Abschwächungseffekte sind wahrscheinlicher bei bei Technetium-99m (99mTc) als bei radioaktivem Thallium-201 (201Tl)

Indikationen

Myokardszintigrafie wird verwendet mit Belastbarkeitstest, um

  • Bewerten Sie Patienten mit Brustschmerzen unbekannter Herkunft

  • Bestimmen Sie die funktionelle Bedeutung von Stenosen der Koronararterien, die auf der Angiographie zu sehen sind

  • Bestimmen Sie die funktionelle Bedeutung von kollateralen Gefäßen, die auf der Angiographie gesehen wurden

  • Bewerten Sie den Erfolg von Reperfusionsinterventionen (z. B.Koronararterien- Bypass [CABG], perkutane Intervention, Thrombolyse)

  • Geschätzte Prognose nach Myokardinfarkt

Nach einem akuten Myokardinfarkt kann die Bildgebung für die Myokarddurchblutung helfen die Prognose abzuschätzen, da sie das Ausmaß der Durchblutungsänderung im Verhältnis zum akuten Myokardinfarkt, das Ausmaß der Vernarbung aufgrund früherer Infarkte und residuale Periinfarktgebiete oder andere Gebiete reversibler Ischämie anzeigen kann.

Protokolle und Bildgebungsmittel

Verschiedene Protokolle werden verwendet, abhängig von der Abbildungsmittel, diese umfassen

  • Radioaktives Thallium-201 (201Tel: (+34) 928 561 29.

  • Technetium-99m (99mTc)- Marker (Sestamibi, Tetrofosmin und Teboroxime)

  • Jod-123 (123I) -markierte Fettsäuren

  • 123I-Metaiodobenzylguanidin

Radioaktives Thallium-201 (201Tl), das als Kaliumanalogon wirkt, war der ursprüngliche Tracer für den Stresstest. Er wird auf der höchsten Stressstufe injiziert und mit der SPECT dargestellt, 4 h später erfolgen eine zweite Injektion mit der Hälfte der ursprünglichen Dosis in Ruhe und eine erneute SPECT-Untersuchung. Das Ziel dieses Vorgehens ist es reversible Durchblutungsdefekte, die einer Intervention bedürfen, zu bestimmen. Nach dem Stresstest erscheint ein Missverhältnis der Durchblutung zwischen den normalen Koronararterien und den distal einer Stenose liegenden Koronararterien als eine relative Abnahme der 201Tl-Aufnahme in den Gebieten, die von den stenosierten Arterien versorgt werden. Die Sensitivität der Stressuntersuchung mit 201Tl ist für die KHK ähnlich, wenn die Bildgebung nach körperlichem Stress oder pharmakologischem Stress durchgeführt wird.

Mehrere Technetium-99m (99mTc) Myokard-Perfusions-Marker wurden entwickelt, weil die Abbildungseigenschaften von 201Tl für die Gamma-Kamera nicht ideal sind. Markierungen umfassen Sestamibi (häufig verwendete), Tetrofosmin und Teboroxime (siehe Tabelle: Technetium- 99m (99mTc) Myokarddurchblutungs-Marker). Protokolle umfassen 2 Tage Stress-Rest, 1 Tag Rest-Stress und 1 Tag Stress-Rest. Einige Protokolle verwenden zwei Isotope (201Tl und 99mTc), obwohl dieser Ansatz teuer ist. Mit jedem dieser Marker liegen die Sensitivität bei ca. 90% und die Spezifität bei ca. 71%.

Für die 2-Tage-Protokolle kann die Ruheaufnahme ausgelassen werden, wenn der initiale Stresstest keinen Hinweis für eine anormale Durchblutung zeigt. Wenn höhere Dosen von 99mTc (> 30 mCi) eingesetzt werden, können bei der ersten Passage Funktionsuntersuchungen (mit einer Ventrikulographie) gemeinsam mit den Durchblutungsaufnahmen durchgeführt werden.

Andere Radionuklide sind: Iod-123 (123I)-markierte Fettsäuren, die kalte Flecken dort darstellen, wo das Myokard ischämisch ist; Gallium-67 (67Ga)-Citrat, das sich an Orten aktiver Entzündung anreichert (z. B. bei der akuten entzündlichen Kardiomyopathie); und Iod-123 (123I)-Metaiodobenzylguanidin, ein Neurotransmitteranalogon, das von Neuronen des sympathischen Nervensystems aufgenommen und gespeichert wird und in der Forschung zur Untersuchung von Herzinsuffizienz, Diabetes mellitus, Phäochromozytom,bestimmten Arrhythmien und der arryhthmogenen rechtsventrikulären Dysplasie eingesetzt wird.

Tabelle
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Technetium- 99m (99mTc) Myokarddurchblutungs-Marker

Marker

Eigenschaften

99mTc Sestamibi

Die myokardiale Aufnahme ist langsamer als diejenige mit Thallium, jedoch gibt es wenig myokardiale Auswaschung, was zeitliche Flexibilität gestattet. Patienten mit akuten Symptomen kann sofort Sestamibi injiziert werden und die Bildgebung mehrere Stunden später erfolgen.

Die Aufnahme hängt mehr vom Blutfluss als von einem lebensfähigen Myokard ab. Lebensfähige Regionen mit geringer Durchblutung können als Narbe fehlklassifiziert werden.

Die Studien können an einem einzelnen oder an unterschiedlichen Tagen durchgeführt werden, mit einer niedrigen Initialdosis bei Belastung gefolgt von einer wesentlich höheren Dosis im Ruhezustand.

Mit EKG-gesteuerter Bildgebung können Ventrikelwandbewegung, Wandverdickung und Ejektionsfraktion geschätzt werden.

99mTc Tetrofosmin

Die Eigenschaften ähneln denen von Sestamibi.

99mTc Teboroxim

Die Extraktion aus dem Myokard in der ersten Passage ist hoch, mit schneller Auswaschung. Die Hälfte des Hochpunktes der myokardialen Aktivität ist nach 10 Minuten weg.

Aufgrund seiner rapiden Dynamik ist die Verwendung unter Laufbandtraining schwierig.

Vorläufige Studien deuten darauf hin, dass Stressumverteilungstests innerhalb von 15 Minuten nach pharmakologischem Stress abgelegt werden können. Eine Koronararterienkrankheit kann durch die Analyse der Myokardauswaschung des Tracers nach der Injektion im Ruhezustand nachweisbar sein, ohne dass Stress benötigt wird.

"Infarct-Avid-Imaging"

Das Infarct-Avid-Imaging verwendet radioaktive Marker, die in Gebieten mit geschädigtem Myokard akkumulieren, wie etwa 99mTc-Pyrophosphat und Antimyosin (Indium-111 [111In]-markierte Antikörper für kardiales Myosin). Die Bilder werden üblicherweise 12–24 h nach dem akuten Infarkt positiv und bleiben für etwa 1 Woche positiv. Weiterhin können sie positiv bleiben, wenn die Myokardnekrose nach dem Infarkt fortbesteht oder wenn sich ein Aneurysma entwickelt Diese Technik wird nur noch selten benutzt, da andere diagnostische Untersuchungen für den Myokardinfarkt (z. B. Biomarker) wesentlich leichter verfügbar und weniger kostenintensiv sind und keine andere prognostische Information als die Infarktgröße aus dieser Untersuchung resultiert.

Radionuklidventrikulographie

Die Radionuklidventrikulographie wird zur Bestimmung der Ventrikelfunktion eingesetzt. Sie ist nützlich für die Messung der Auswurffraktion unter Ruhebedingungen und unter Belastung bei einer koronaren Herzkrankheit, Klappenkrankheiten und kongenitalen Herzkrankheiten. Manche Kliniker bevorzugen sie für serielle Messungen der Ventrikelfunktion bei Patienten, die kardiotoxische Chemotherapeutika einnehmen (z. B. Anthrazykline). Die Radionuklidventrikulographie ist jedoch weitgehend durch die Echokardiographie ersetzt worden, die günstiger ist, keine Strahlenexposition nötig macht und, theoretisch, die Auswurffraktion mit ähnlicher Genauigkeit messen kann.

99mTc-markierte Erythrozyten werden intravenös injiziert. Die linksventrikuläre und die rechtsventrikuläre Funktion kann evaluiert werden durch oder durch

  • Erste-Transit-Studien (eine Art von beat-to-beat-Auswertung)

  • Eingegrenzter Blutpool (EKG-synchronisiert) über mehrere Minuten (multiple update gated acquisition [MUGA])

Jede Untersuchung kann in Ruhe oder unter Belastung durchgeführt werden. Untersuchungen bei der ersten Passage sind schnell und relativ einfach, aber eine MUGA liefert bessere Bilder und wird breiter angewendet.

Bei Untersuchungen der ersten Passage werden 8–10 Herzzyklen erfasst, da sich die Markersubstanz mit dem Blut vermischt und den zentralen Blutkreislauf passiert. Untersuchungen der ersten Passage sind ideal für die Bestimmung der RV-Funktion und intrakardialer Shunts.

Bei der MUGA wird die Bilddarstellung mit der R-Welle des EKG synchronisiert. Mehrere Bilder werden von kurzen sequenziellen Anteilen des Herzzyklus für 5–10 Minuten akquiriert. Die Computeranalyse generiert eine mittlere Blutpoolkonfiguration für jeden Moment des Herzzyklus und fügt die Konfigurationen zu einem kontinuierlichen Film zusammen, der einem schlagenden Herzen ähnelt.

Die MUGA kann verschiedenste Indizes der ventrikulären Funktion quantifizieren, inkl. regionaler Wandbewegungen und der Ejektionsfraktion (EF), Verhältnis von Schlagvolumen zu enddiastolischem Volumen, Auswurf- und Füllungsraten, LV-Volumen und Indizes der relativen Volumenbelastung (z. B. LV:RV-Schlagvolumenverhältnisse). Die EF wird üblicherweise am häufigsten gebraucht.

Eine MUGA unter Ruhebedingungen hat praktisch kein Risiko. Die Untersuchung wird für serielle Bestimmungen der RV- und LV-Funktion bei verschiedenen Krankheiten eingesetzt (z. B. Herzklappenkrankheiten), zur Überwachung von Patienten, die potenziell kardiotoxische Medikamente einnehmen (z. B. Doxorubicin), und schließlich, um die Auswirkungen einer Angioplastie, Bypass-Operation, Thrombolyse und anderer Eingriffen bei Patienten mit KHK oder Myokardinfarkt zu erfassen. Arrhythmien stellen eine relative Kontraindikation dar, da dann nur wenige normale Herzzyklen vorhanden sein können.

Linksventrikulographie

Die MUGA ist auch hilfreich bei der Erkennung von linksventrikulären Aneurysmen, die Sensitivität und Spezifität liegen > 90% für typische anteriore oder anteroapikale Aneurysmen. Die konventionelle Gated-Blood-Pool-Darstellung zeigt inferoposteriore LV-Aneurysmen weniger gut an als anteriore und laterale Aneurysmen; es werden zusätzliche Ebenen notwendig. Die Gated-SPECT-Bildgebung dauert länger (ungefähr 20–25 min mit einer Multihead-Kamera) als die Darstellung in einer Ebene (5–10 min), sie zeigt aber alle Anteile des Ventrikels.

Rechtsventrikulographie

Die MUGA wird für die Bestimmung der rechtsventrikulären Funktion bei Patienten mit Lungenkrankheiten oder einem inferioren linksventrikulären Infarkt, der auch den RV betreffen kann, genutzt. Normalerweise ist die rechte Ejektionsfraktion (40 bis 55% bei den meisten Techniken) niedriger als die linksventrikuläre Ejektionsfraktion. Die RVEF ist unterhalb der Norm bei vielen Patienten mit pulmonalem Hochdruck und bei Patienten mit RV-Infarkt oder einer Kardiomyopathie, die den RV betrifft. Die idiopathische Kardiomyopathie ist üblicherweise durch eine biventrikuläre Dysfunktion gekennzeichnet, im Gegensatz zur typischen koronaren Herzerkrankung, die üblicherweise mehr linksventrikuläre als rechtsventrikuläre Dysfunktionen verursacht.

Klappenbeurteilung

Die MUGA kann mit Ruhe-Stress-Protokollen zur Bestimmung von Herzklappenkrankheiten, die zur linksventrikulärer Volumenüberlastung führen, eingesetzt werden. Bei der Aortenklappeninsuffizienz ist die Abnahme der Ruhe-EF oder der fehlende Anstieg der EF unter Belastung ein Zeichen für die Verschlechterung der Herzfunktion und kann die Notwendigkeit zur Klappenkorrektur anzeigen. Mit Hilfe der MUGA kann auch der Anteil des Regurgitationsvolumens jeder beliebigen Klappe bestimmt werden. Normalerweise ist das Schlagvolumen der 2 Ventrikel gleich. Bei Patienten mit linksseitiger Klappeninsuffizienz ist das linksventrikuläre Schlagvolumen jedoch um den Anteil der Regurgitationsfraktion höher als das rechtsventrikuläre Schlagvolumen. Wenn also das rechtsventrikuläre Schlagvolumen normal ist, kann die Regurgitationsfraktion aus dem Verhältnis von LV:RV-Schlagvolumen berechnet werden.

Shuntbeurteilung

Mit der MUGA und kommerziell verfügbaren Computerprogrammen kann die Größe eines kongenitalen Shunts durch das Verhältnis der Schlagvolumen quantifiziert werden oder während der ersten Passage der Marker aus dem Verhältnis der pulmonalen Rezirkulation der Radioaktivität zur gesamten pulmonalen Radioaktivität.

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