PET UND PET/CT PRINZIP UND ANWENDUNG

(1)

CAMPUS GROSSHADERN CAMPUS INNENSTADT LOREM IPSUM SETUR ALARME

PET UND PET/CT

PRINZIP UND ANWENDUNG

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

(2)

Klinik für Nuklearmedizin • Universität München

LM U

PET und PET/CT

•  Methodik

•  Klinische Anwendung – Neurowissenschaften – Kardiologie

– Onkologie

(3)

LM U

(4)

Zyklotron mit Abschirmung

(5)

Zyklotron / geöffnete Abschirmung

(6)

Radioisotope für PET

Halbwertszeit (min)

•  ¹¹ C 20,4

•  ¹³ N 10,0

•  ¹⁵ O 2,1

•  ¹⁸ F 109,7

•  ⁶⁸ Ga 68,0

(7)

Synthesebox für F-18 Synthesen

Klinik für Nuklearmedizin • Universität München

LM U

(8)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

(9)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin KLINIKUM DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN^® KLINIKUM DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN^®

Verteilung nach Indikationen PET und PET-CT

Σ 265 Σ 6148

Onkologie Neurologie Kardiologie

(10)

N N

O

F

N COOC₂H₅

18F

[

¹⁸

F]Fluorethyl-flumazenil

18F

O O NH

N

[

¹⁸

F]Desmethoxyfallypride

18F O

COOH NH₂

[

¹⁸

F]Fluorethyltyrosin

18F

O O NH

N O

[

¹⁸

F]Fallypride

O O

18F

N

H OH

[

¹⁸

F]Fluorethyl-diprenorphin

(11)

Molecular Imaging With PET: High physical sensitivity, low mass doses

Extrem niedrige PET-Radiotracerdosen

ermöglichen Anwendung am Menschen ohne Berücksichtigung pharmakologischer Effekte

. X-ray contrast medium

100 ml, 62 300 000 µg MRI contrast medium

10 ml, 4 700 000 µg Bay-949

5 µg

(12)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin KLINIKUM DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN^®

4509 FDG 803 Ga-TATE 583 FET

282 FEC

84 Alzheimercomp.

69 FDOPA 50 DMFP/FP

8 Ga-PSMA . 6389 total

PET Radiopharmaceuticals 2005 and 2013 2005

2490 FDG 122 FET 54 Choline 2666 total

2005

2013

93,40% FDG 4,58% FET Cholin

2,03%

70,57% FDG 9,13% FET

Ga-TATE 12,57%

4,43% FEC

FDOPA 1,08%

DMFP 0,67% FP

0,11% Ga-PSMA 0,13%

F-18 AlzComp 1,31%

(13)

LM U

Elektron Positron

e

⁺

Atomkern 511 keV

511 keV

Annihilation

180° ± 0.5°

Detektor- block

γ 1

γ 2

Prinzip PET

e

^-

(14)

LM U

Prinzip PET

« «

(15)

LM U

PET/CT (Philips Gemini)

(16)

LM U

(17)

Klinik für Nuklearmedizin • München LM LM U U

(18)

LM U

Spiral-CT

Spiral CT

CT

PET

Emissionsdaten

PET

Korrigierte PET Daten FORE+OSEM

CT-basierte Korrektur

CT Daten

PET/CT: Prinzip

(19)

LM U

18

F-FDG-PET/CT:

LK Metastase im Bereich der Iliaca interna

Colon Karzinom: Rezidivdiagnostik

(20)

LM U

Mausherz EKG getriggert [ ¹⁸ F]Fluor-Deoxyglucose

F-18

4.8 mm 4.0 mm

3.2 mm

2.4 mm

1.6 mm 1.2 mm

Phantom

(21)

Subject: Rat

Method: Inveon PET. ¹⁸F serum albumin, 0-30 minutes post injection

Visualization of circulation using blood pool agent only

Visualization: Inveon Research Workplace

Inveon PET

18

F Serum Albumin as Bloodpool Tracer

Data Courtesy of Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen, Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin, Klinikum Großhadern, Munich, Germany

(22)

[

¹⁸

F]-Flumazenil PET & MRI

[

¹⁸

F]-FMZ

MRI T1

Fusion

PET/MRI

(23)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

Discovery D690 mit VUE Point HD FX

Rekonstruktionsparameter:

36 subsets; 5 Iterationen, cut off 5,5, 128 Matrix; 3,27mm Schichtdicke

(24)

Siemens Healthcare Molecular Imaging 24

Development of PET & PET/CT installed base over time

+10%

ROW Europe US

2010 2,947 (100%)

731 (25%)

589 (20%) 1,627 (55%)

2009 2,798 (100%)

675 (24%)

517 (18%) 1,606 (57%)

2008 2,636 (100%)

606 (23%)

439 (17%)

1,591 (60%)

2007 2,470 (100%)

514 (21%)

376 (15%)

1,580 (64%)

850 (64%)

2006 2,201 (100%)

452 (21%)

299 (14%)

1,450 (66%)

2005 1,987 (100%)

381 (19%)

224 (11%) 1,382 (70%)

2004 1,700 (100%)

320 (19%)

155 (9%) 1,225 (72%)

2003 1,425 (100%)

272 (19%)

105 (7%) 1,048 (74%)

2002 1,338 (100%)

419 (31%)

69 (5%)

Source: IPB 9-13-10; Medical Options – Europe MI and PET 2010; Internal assumptions

(25)

Plan 2013:

6300 Untersuchungen Ist 2013:

6387 Untersuchungen

Anteil der ambulanten PET‘s weiter gestiegen:

78,4% (2012) auf 79,6 % (2013)

Plan 2014:

mit 6300 Untersuchungen ist eine Vollauslastung aller PET- Scanner erreicht

1716

2404 2651

2998

4057

4726

5416

5561

6148 6242 6387

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Untersuchungen

Jahr

PET und PET/CT Untersuchungen /Jahr

(26)

2253

5123 367

1228

31

38

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

2005 2013

Onkologie Neurologie Kardiologie

PET und PET-CT an der LMU München

Σ 2651 Σ 6389

Neurologie

Onkologie Kardiologie

(27)

LM U

PET und PET/CT

•  Methodik

•  Klinische Anwendung – Neurowissenschaften – Kardiologie

– Onkologie

(28)

LM U

Neurologie PET

•  Demenz

•  Parkinson Syndrome

•  Epilepsie

•  Hirntumoren

(29)

LM U

18FDG-6-PO₄ Hexokinase

Hexokinase G-6-P

G-6-P

G-6-PO₄

G-1-PO₄ Glykogen

F-6-PO₄ CO₂+ H₂O

k₃ k₄

Stoffwechsel Kompartment Vaskul.

Komp.

Zellmembran Glucose

18FDG k₁ k₂

FDG Aufnahme

FDG PET

Radiopharmakon

2-(¹⁸F)Fluor-2-deoxy-D-glucose

18F-FDG α-D-(+)-Glucose

O H

H

H H H HO

HO

HO C

OH H₂OH

18F O H

H

H H H HO

HO

HO CH₂OH

O H

H

H H H HO

HO

HO C

OH H₂OH

18F O H

H

H H H HO

HO

HO CH₂OH

[

¹⁸

F]Fluor- 2 deoxy-D-glukose

Kein Substrat der Glukosephosphat-Isomerase

(30)

LM U

Dementielle Erkrankungen:

Indikationen für funktionelle Bildgebung

Die nuklearmedizinischen Untersuchungen PET und SPECT können eingesetzt werden zur:

•  Frühdiagnose einer Demenz

•  Unterscheidung einer Demenz von einer schweren Depression

•  Unterscheidung verschiedener Demenzformen

(z. B. DAT und DLB)

•  Verlaufskontrolle (evtl. auch zur Therapiekontrolle)

Ø  PET ist etwas aufwendiger aber empfindlicher als die SPECT:

Daher besonders geeignet für die Frühdiagnostik

(31)

LM U

Alzheimer Demenz Muster der Neurodegeneration

Temporo-parietale Neurodegeneration

Nicht beteiligt: Thalamus, Basalganglien, Zentralregion, occipitaler Kortex

Ausbreitung: Temporomesial > post. Cingulum > (bi-)temporo-parietal > frontal

(32)

M. Alzheimer / ¹⁸ ^FDG-PET

Oberflächenprojektion

Vergleich zu einem Normkollektiv

links lateral unten

rechts lateral

Klinik für Nuklearmedizin • München LM U

(33)

(34)

Demenz vom Alzheimertyp / F-18 FDG

TU München Nuklearmedizin

Oberflächendarstellung

4 / 1995 4 / 1996

Vergleich mit einem Normkollektiv

(35)

(36)

LM U

Fronto-Temporale Demenz / ¹⁸ ^FDG-PET

rechts lateral oben links lateral

Vergleich zum Normkollektiv

Oberflächendarstellung

(37)

Sagittal

Klinik für Nuklearmedizin • München LM U

Amyloid imaging / ¹⁸ F-Florbetaben

Transversal

M. Alzheimer

Kontrolle

(38)

CorDcal region PaDent Normal Z-score

Prefrontal R 0,73 0,46 5,98

Prefrontal L 0,79 0,45 6,87

Sensorimotor R 0,62 0,49 2,58

Sensorimotor L 0,69 0,49 4,05

Occipital R 0,70 0,51 3,39

Occipital L 0,66 0,51 3,04

Parietal R 0,76 0,45 6,96

Parietal L 0,79 0,44 7,38

Anterior Cingulate R 0,81 0,49 5,65

Anterior Cingulate L 0,90 0,53 6,27

Precuneus PostCing R 0,87 0,50 7,96

Precuneus PostCing L 0,92 0,52 8,86

Temporal Lateral R 0,77 0,49 6,24

Temporal Lateral L 0,80 0,48 6,23

Temporal Mesial R 0,58 0,52 1,63

Temporal Mesial L 0,61 0,51 2,10

Cerebellum 0,33 0,40 -1,60

Pons 1,00 1,00 0,00

Original PET scan

SUVR normalized to pons

3D SSP of SUVR image

3D SSP Z-scores

[

¹⁸

F]Flutemetamol / NeuroMarQ

(39)

[

¹⁸

F]Flutemetamol / NeuroMarQ

CorDcal region PaDent Normal Z-score

Prefrontal R 0,34 0,46 -2,59

Prefrontal L 0,36 0,45 -1,98

Sensorimotor R 0,36 0,49 -2,36

Sensorimotor L 0,38 0,49 -2,15

Occipital R 0,45 0,51 -1,11

Occipital L 0,46 0,51 -0,81

Parietal R 0,37 0,45 -1,86

Parietal L 0,41 0,44 -0,75

Anterior Cingulate R 0,41 0,49 -1,44 Anterior Cingulate L 0,50 0,53 -0,44 Precuneus PostCing R 0,44 0,50 -1,18 Precuneus PostCing L 0,52 0,52 0,07 Temporal Lateral R 0,45 0,49 -0,96 Temporal Lateral L 0,43 0,48 -1,05 Temporal Mesial R 0,39 0,52 -3,21 Temporal Mesial L 0,42 0,51 -2,12

Cerebellum 0,33 0,40 -1,50

Pons 1,00 1,00 0,00

Original PET scan

SUVR normalized to pons

3D SSP of SUVR image

3D SSP Z-scores

(40)

Demenz-Imaging

Nutzen von Biomarkern und Frühdiagnostik?

Ø  Identifizierung von At-Risk-Patienten

Ø  Frühzeitiger Therapiebeginn / Lebensplanung Ø  Krankheits- und Therapiemonitoring

Ø  Einschlusskriterien für Studien

Amyloid-PET FDG-PET

(41)

LM U

Neurologie PET

•  Demenz

•  Parkinson Syndrome

•  Epilepsie

•  Hirntumoren

(42)

LM U

Dopaminerges System: PET-Tracer

Parameter Tracer

Glukosemetabolismus

¹⁸

F-Deoxyglukose

Perfusion H

₂¹⁵

O

Dopamin-Speicherkapazität

¹⁸

F-Dopa

Dopamin-Wiederaufnahme

¹¹

C-Nomifensin D

₁

artige-Rezeptoren (D

₁

; D

₅

)

¹¹

C-SCH23390 D

₂

artige-Rezeptoren(D

₂

; D

₃

; D

₄

)

¹¹

C-Racloprid

11

C-/

¹⁸

F-Spiperonderivate

18

F-Desmethoxyfallyprid

18

F-Fallyprid

Dopamin-Abbau

¹¹

C-Deprenyl

(43)

LM U

Synthese

Dopamin

Vesikel

präsynaptisch

post-

synaptisch

Rezeptor

Reuptake DAT

D 1-

artig D 2- artig

PET:

F-18 DOPA C-11 DTBZ C-11 Cocaine C-11 FE-CIT

AADC VMAT2

Schema PET Liganden für das dopaminerge System

D 1: C-11 Sch 23390 C-11 NNC112 D 2: C-11 NMSP

C-11 Raclopride

F-18 Fallypride

F-18 Desmeth.

(44)

LM U

Parkinson-Syndrome

Indikationen für den Einsatz

präsynaptischer Tracer ( ¹⁸ F-Dopa, ¹²³ I-FP-CIT)

Ø  Frühdiagnostik bei nicht eindeutigem klinischen Befund

Ø  Liegt ein Affektion der striatalen dopaminergen Signaltransduktion vor?

Z.B. DD essentieller Tremor vs. Parkinson-Syndrom

(45)

Klinik für Nuklearmedizin

18 F-Dopa-PET

Essentieller Tremor M. Parkinson

Patient A Patient B

(46)

Parkinson-Syndrome :

Indikationen für den Einsatz postsynaptischer Tracer = D ₂ - Rezeptorliganden ( ¹¹ C-Racloprid, ¹⁸ F-DMFP, ¹²³ I-IBZM)

Ø  DD M. Parkinson vs. Parkinson-Syndrome anderer Ätiologie:

•  Multisystem-Atrophie (Striato-nigrale Degeneration)

•  progressive supranukleäre Lähmung

•  kortikobasale Degeneration

•  toxische Parkinsonsyndrome

•  (- vaskuläre Parkinsonsyndrome)

(47)

M. Parkinson

18 F-Dopa

18 F-DMFP

Klinik für Nuklearmedizin Johannes Gutenberg- Universität

(48)

LM U

Neurologie PET

•  Demenz

•  Parkinson Syndrome

•  Epilepsie

•  Hirntumoren

(49)

LM U

Epilepsie

Fragestellungen

•  Nachweis und Lokalisation der epileptogenen Zone

•   Nachweis der funktionellen Integrität nicht involvierter Hirnareale (insbes. Kinder)

•  Prognose der postop. Anfalls- und Gedächtnissituation

•   DD epileptische/psychogene Anfälle

Methoden

•  PET

•  [

¹⁸

F]FDG

•  [

¹¹

C]Flumazenil

•   ^SPECT

•  

^99m

Tc-ECD/HMPAO

•  iktal

•  interiktal

(50)

LM U

Epilepsie

•   Die Prävalenz beträgt ca. 0.5 bis 1%

•  Etwa 20% der Patienten sprechen nicht ausreichend auf eine antikonvulsive Therapie an

•  Ca. 1/6 der Patienten mit pharmakoresistenten Anfällen profitiert von epilepsiechirurgischen Eingriffen

•  Temporallappenepilepsien haben eine günstigere Prognose (ca. 90%) als

•  Extratemporallappenepilepsien (ca. 60%)

(51)

LM U

Epilepsie

SN (%)

Parallel zum Temporallappen AC-PC

Temporallappenepilepsie rechts

(52)

LM U

Stereotaktische Oberflächenprojektionen

18 F-FDG-PET / Temporallappen-Epilepsie rechts

Rechts lateral Ansicht von unten Links lateral

Vergleich mit einem Normkollektiv

(53)

Frontallappen-Epilepsie

Oberflächenprojektionen (Ansicht von oben)

Vergleich mit dem Normkollektiv

18 F-FDG ¹¹ C-Flumazenil EEG

(54)

LM U

Temporallappen-Epilepsie rechts

Iktales FDG-PET

(55)

LM U

Fusion image SPECT and MRT

Temporallappen-Epilepsie links

Iktales ECD-SPECT

(56)

LM U

Neurologie PET

•  Demenz

•  Parkinson Syndrome

•  Epilepsie

•  Hirntumoren

(57)

LM U

Klinische Wertigkeit von PET bei der Diagnostik von Hirntumoren

•  Differenzierung zwischen Rezidiv und Strahlennekrose bei malignen Gliomen

•  Erkennung der malignen Entdifferenzierung eines Gliomrezidivs

•  Bestimmung des Biopsieortes bei V.a. Gliom

•  Beurteilung der biologischen Agressivität von Hirntumoren

•  Nachweis von Resttumor bei malignen Gliomen (mit Aminosäuren)

•  Differenzierung zwischen Lymphom und Toxoplasmose

(58)

LM U

Hirntumoren ^{FET PET}

C O O H H

N H

₂

H O

L-Tyrosin ^{C O O H}

H

N H

₂

H O

18

F

L-2-[ ¹⁸ F]Fluortyrosin

Darstellung des Aminosäuretransportes in die Zelle

(59)

LM U

Hirntumoren FDG vs. FET PET

Glioblastom

FDG FET

(60)

LM U

Hirntumoren

T1-w (Gd)

FET T2-w PET

T1-w (Gd)

FET PET T2-w

(FLAIR)

Kein Tumor: Demyelini- sierende Erkrankung

Tumor: Niedriggradiges Gliom (WHO II)

Tumor ?

(61)

LM U

Hirntumoren Wahl des Biopsieortes

F.W. Kreth

Klinik für Neurochirurgie

(62)

LM U

PET und PET/CT

•  Methodik

•  Klinische Anwendung – Neurowissenschaften – Kardiologie

– Onkologie

(63)

Kapillare

Myozyt

Mitochondrium

Lipid- pool

Acyl-CoA

Karnitin β-Oxidation

Zitrat- zyklus

Glykogen Glukose-P Glykolyse Laktat

Glukose

18

F-Deoxyglukose Laktat

123

I-

¹⁸

F- Fettsäurederivate

11

C-Palmitat

11

C-Azetat CO

₂

CO

₂

Na +

K +

201

Tl

13

NH

₃

82

Rb

H

₂¹⁵

O

99m

Tc-MIBI

Herz-PET

(64)

LM U

Herz-PET FDG-PET: Klinische Indikationen

Bestimmung der Gewebevitalität

•  FDG PET gilt als Goldstandard für den Nachweis vitalen Myokardgewebes

•  Beleg für ‘Hibernating’ Myokard nach ischäm. Schädigung

•   hoher Vorhersagewert für eine funktionelle Erholung

•  Therapieplanung (Kosteneffizienz)

•   Koronarrevaskularisation bei KHK Patienten mit schwerer linksventrikulärer Dysfunktion

•  Indikationsstellung zur Herztransplantation

(65)

LM U

Herz-PET Schnittführung bei Myokard PET

(66)

LM U

Herz-PET Normalbefund

Perfusion

Metabolismus

Matching von unauffälliger Perfusion und Glukoseutilisation

(67)

LM U

Herz-PET SPECT+PET: Infarkt

Matching der Defekte in Perfusion und Glukoseutilisation Perfusion

Metabolismus

(68)

LM U

Herz-PET SPECT+PET: Infarkt + hibernat. M.

Partielles Mismatch von Perfusion und Glukoseutilisation Perfusion

Metabolismus

(69)

Verbesserung der kontraktilen Funktion nach Revaskularisation

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

FDG vs. Fluss: Diskrepanz FDG vs. Fluss: keine Diskrepanz

PET Glukoseaufnahme FDG vs. Perfusion NH3

85%

10%

Fluß / Metabolismus Diskrepanz

Fluß / Metabolismus

keine Diskrepanz Tillisch et al. N Engl J Med 1986 Tamaki et al. Am J Cardiol 1989

(70)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

Kombination aus Morphologie und Perfusion / Vitalität

Stenosen, Plaques

12%

(71)

LM U

PET und PET/CT

•  Methodik

•  Klinische Anwendung – Neurowissenschaften – Kardiologie

– Onkologie

(72)

LM U

Biologische Grundlagen der Anreicherung in Tumoren

Onkologie – PET/CT

Biologische Grundlagen

•  [

¹⁸

F]FDG wird analog zu Glucose in Tumorzellen aufgenommen

•  Tumorzellen nehmen vermehrt Glucose auf

•  erhöhte Zahl von Glucose- Transporter Molekülen

(GLUT1 - GLUT5)

•  gesteigerte Glykolyse

Radiopharmakon

O H

H

H H H HO

HO

HO C

OH H₂OH

18F O H

H

H H H HO

HO

HO CH₂OH

O H

H

H H H HO

HO

HO C

OH H₂OH

18F O H

H

H H H HO

HO

HO CH₂OH

α -D-(+)-Glucose

[

¹⁸

F]Fluor- 2 deoxy-D-glucose

(73)

LM U

Kolorektale Karzinome NET

Mammakarzinome Bronchialkarzinom Prostatakarzinom CUP

Lymphome

Gynäkologische Tumoren Sarkome

Urogenitale Tumoren Magenkarzinome, GIST HNO-Tumoren

Schilddrüsenkarzinome HCC, CCC

Melanome

Pankreaskarzinome Ösophaguskarzinome

sonstige (Herz, Entzündung etc.)

12%

n = 2327 Untersuchungen

11%

8%

7%

6% 6%

5%

PET und PET/CT an der LMU München Statistik

Untersuchungszahlen: PET/CT Standort Großhadern (2008)

(74)

LM U

Indikationen

•  DD benigne/maligne Erkrankungen

•  initiales (präoperatives) Staging

•  DD Narbe vs. vitaler Tumorrest

•  Rezidivdiagnostik

•  Therapie-Monitoring

•  Abschätzung der Prognose

FDG PET

Bezahlung in USA (Medicare)

•  Bronchial Ca Dx,St,ReSt

•  Ösophagus Ca Dx,St,ReSt

•  Kolorektales Ca Dx,St,ReSt

•  Malignes Lymphom Dx,St,ReSt

•  Malignes Melanom Dx,St,ReSt

•  HNO Tumor Dx,St,ReSt

Dx: Diagnosestellung St: Staging

ReSt: Restaging

(75)

LM U

PET und PET/CT in der Onkologie

•  Primärtumordiagnostik

•  ^Staging

•  Therapieplanung

•   Therapiemonitoring

•   DD Narbe – Rezidiv, Restaging

(76)

LM U

Fallbeispiel: 65-jähriger Patient, Raucher

Projektionsradiographie p.a. Projektionsradiographie seitlich

(77)

LM U

CT (mit i.v. KM, Weichteilfenster) CT (mit i.v. KM, Lungenfenster)

(78)

LM U

SUVmax = 2,8

PET (koronare Schnittführung) PET (transversale Schnittführung)

(79)

LM U

Großzelliges Bronchialkarzinom

CT (Lungenfenster)

PET

PET/CT (Fusion)

(80)

LM U

Fallbeispiel: 65-jähriger Patient, positiver Hämokkult-Test

Kolonkarzinom und Leberfilia

CT (Weichteilfenster)

PET

PET/CT (Fusion)

(81)

LM U

Fallbeispiel: 55-jähriger Patient, unklarer Gewichtsverlust

CT (Weichteilfenster) PET PET/CT (Fusion)

(82)

LM U

Ösophagus-Ca + LK-Metastasen

Fallbeispiel: 55-jähriger Patient, unklarer Gewichtsverlust

PET

PET/CT (Fusion)

(83)

LM U

PET und PET/CT in der Onkologie

ü  Primärtumordiagnostik

•  ^Staging

•  Therapieplanung

•   Therapiemonitoring

•   DD Narbe – Rezidiv, Restaging

(84)

LM U

Fallbeispiel: 78-jährige Patientin, Endometriumkarzinom

2 Darmwandfiliae

CT (Weichteilfenster)

PET

PET/CT (Fusion) Transversale

Schnittführung

(85)

LM U

2 Darmwandfiliae

PET

PET/CT (Fusion) Koronare

Schnittführung

(86)

LM U

Fallbeispiel: 54-jähriger Patient, Peniskarzinom

CT (Weichteilfenster) PET

PET/CT (Fusion)

Primärtumor

(87)

LM U

Fallbeispiel: 54-jähriger Patient, Peniskarzinom

Inguinale Lymphknotenmetastase

(88)

LM U

PET und PET/CT in der Onkologie

ü  Primärtumordiagnostik

ü  ^Staging

•  Therapieplanung

•   Therapiemonitoring

•   DD Narbe – Rezidiv, Restaging

(89)

LM U

Fallbeispiel: 59-jähriger Patient, Raucher

Projektionsradiographie p.a. Projektionsradiographie seitlich

(90)

LM U

Histologisch (Mediastinoskopie) kein Malignomnachweis

CT (nach i.v.-KM Gabe, Weichteilfenster, transversale Schnittführung)

(91)

LM U

PET

PET/CT (Fusion)

(92)

LM U

Nochmalige Endoskopie

(gezielt der im PET stoffwechselaktiven Herde):

Metastasiertes Bronchialkarzinom

PET

PET/CT (Fusion)

(93)

LM U

PET und PET/CT in der Onkologie

ü  Primärtumordiagnostik

ü  ^Staging

ü  Therapieplanung

•   Therapiemonitoring

•   DD Narbe – Rezidiv, Restaging

(94)

LM U

Therapie-Monitoring mit FDG PET: Morbus Hodgkin

prätherapeutisch (6/04)

PET (F-18 FDG),

Projektionsdaten koronar

(95)

LM U

prätherapeutisch (6/04)

Therapie-Monitoring mit FDG PET: Morbus Hodgkin

CT (nach i.v.-KM-Gabe, Weichteilfenster, transversal)

PET (transversale Schnittführung)

(96)

LM U

nach 4 Zyklen Chemotherapie (9/2004)

Therapie-Monitoring mit FDG PET: Morbus Hodgkin

PET (F-18 FDG),

Projektionsdaten koronar

(97)

LM U

nach 4 Zyklen Chemotherapie (9/04)

Therapie-Monitoring mit FDG PET: Morbus Hodgkin

PET (transversale Schnittführung

(98)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

*

Gallamini et al. Haematologica 2006

n=108

stage IIa-IVb

chemotherapy 6 x ABVD consolidation: radio therapy therapy control following 2. cycle

Hodgkin´s disease: prediction of recurrence-free survival with FDG-PET

n=88

n=20

(99)

LM U

Vor Therapie

Therapie-Monitoring mit FDG PET:

Gastrointestinaler Stromatumor (GIST)

8 Tage nach Therapiebeginn mit Gleevec (Tyrosinkinase- Inhibitor)

A B

PET (F-18 FDG), Projektionsdaten koronar

(100)

Holdsworth, C. H. et al. Am. J. Roentgenol. 2007;189:W324-W330

--

Kaplan-Meier plots of population split (n = 58)

Holdsworth, C. H. et al. Am. J. Roentgenol. 2007;189:W324-W330

South Western Oncology Group (SWOG) criteria n.s.: p=0.55

p=0.00002

(101)

LM U

PET und PET/CT in der Onkologie

ü  Primärtumordiagnostik

ü  ^Staging

ü  Therapieplanung

ü  Therapiekontrolle

•   DD Narbe – Rezidiv, Restaging

(102)

LM U

Fallbeispiel

•  56-jährige Patientin

•  Z.n. Entfernung axillärer LK-Metastasen bei Malignem Melanom unbekannter Lokalisation vor 1 Jahr

•  Z.n. Entfernung einer Dünndarmmetastase, Restaging

(103)

LM U

(104)

LM U

PET (F-18 FDG), Projektionsdaten koronar

(105)

LM U

Schnittbilder koronar

PET (F-18 FDG), Schnittbilder transversal

(106)

LM U

Dünndarmmetastase

PET

PET/CT (Fusion)

(107)

LM U

Fallbeispiel

•  38-jährige Patientin

•  Z.n. Resektion eines Gallenblasenkarzinoms 11/03 als Zufallsbefund nach laparaskopischer Cholezystektomie

•  Sonographisch dringender Verdacht auf Leberfiliae

MRT, PET/CT zum Restaging

(108)

LM U

MRT (T1-gewichtet) MRT (fettunterdrückt, nach KM-Gabe)

MRT (nach Gabe von Eisenoxiden) MRT (T2-gewichtet)

Leberadenome, keine Leberfiliae

(109)

LM U

PET

PET/CT (Fusion)

(110)

LM U

Leberadenome, zusätzlich Tumorrezidiv im Gallenblasenlager

PET

PET/CT (Fusion)

(111)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

Somatostatin-Rezeptorliganden für Therapie und Diagnostik

HOH2C

OH HN

O S

HN O

OH HN S

HN O HN

O HN

OH

O NH

NH O

O HN

NH2 O

N N

N N HOOC COOH

HOOC

90Y

68 Ga-DOTATATE

90 Y-DOTATATE

177 Lu-DOTATATE

90Y

HOH2C

OH HN

O S

HN O

OH HN S

HN O HN

O HN

OH

O NH

NH O

O HN

NH2 O

N N

N N HOOC COOH

HOOC

90Y 68Ga

(112)

Andere Tracer z.B.: Neuroendokrine Tumoren

Indikationen

•  Lokalisation von gut bis mittelgradig (Proliferationsindex Ki-67 bis 20%) differenzierten NET und deren

Metastasen (Tumorsuche/Staging)

•  Rezidivdiagnostik bei ansteigenden Tumormarkern und Therapie-

monitoring

•  Indikationsstellung und Therapie- kontrolle einer Somatostatin-

Rezeptor-vermittelten Radiopeptid- therapie

Darstellung von

•  Glukosemetabolismus:

Ø  FDG

•  Aufnahme/Decarboxylierung von Vorläufern der biogenen Amine Dopamin/Serotonin

Ø  F-Dopa

•  Somatostatinrezeptorbesatz

Ø  [

⁶⁸

Ga]DOTA-TATE

(113)

LM U

18

F-FDG

55 j. Patientin Karzinoid mit Leberfiliae, Prä-SIRT DOTA-TATE Therapie

PET/CT bei NET Welches Radiopharmakon?

FDG F-Dopa DOTATATE

PET, Projektionsdaten koronar

(114)

LM U

18

F-FDG

68

Ga-DOTA-TATE

18

F-DOPA

PET/CT bei NET Welches Radiopharmakon?

(115)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

60-jähriger Patient mit NET des Pankreas

Z.n. 2 x Therapie mit je 7400 MBq

177 Lu-DOTATATE

(116)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

60-jähriger Patient mit NET des Pankreas

Z.n. 2 x Therapie mit je 7400 MBq

177 Lu-DOTATATE

(117)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin KLINIKUM DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN^® 0

25 50 75 100 125 150 175 200

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Therapien

Jahr

DOTA-TATE-Therapien / Jahr

(118)

Glutamate Carboxypeptidase II (Prostate specific membrane antigen, PSMA) als Zielstruktur beim Prostatakarzinom

§  Glutamate Carboxypeptidase II (GCP-II) / Folate hydrolase (FOLH1):

-  Hydrolyse mit Endprodukten: N-Acetylaspartat und Glutamat

§   Expressionsprofil

-  Expression in gesunder Prostata 30-40x erhöht

-  Expression im Prostata-Ca weitere 8-12x erhöht

-  Expression korreliert pos. mit TTP und TTR*

-  In den USA zugelassende Szintigraphie mit anti- PSMA Antikörper (J591, Prostascint™)

*Clin Cancer Res. 2003 Dec 15;9(17):6357-62.

Correlation of primary tumor prostate-specific

membrane antigen expression with disease recurrence in prostate cancer.

Ross JS, Sheehan CE, Fisher HA, Kaufman RP Jr, Kaur P, Gray K, Webb I, Gray GS, Mosher R, Kallakury BV.

(119)

PSMA PET/CT bei ossär metastasiertem Prostatakarzinom

•  Extrem hohe Aufnahme in Knochen- und Weichteilmetastasen

Ø  Potential zur Therapie

•  Ziel: Entwicklung eines Lutetium-177 markierten Liganden zur Therapie

(120)

Theranostik mit ⁶⁸ Ga-/ ¹⁷⁷ Lu-PSMA

(121)

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

72 j. Patient mit Fieber unklarer Genese

Z.n. Aortenklappenersatz/Aorta-descendens-Ersatz

• Umschriebener erhöhter FDG Uptake im verdichteten mediastinalen Fettgewebe ventral der Aorta ascendens bzw. des Aorta ascendens-Ersatzes

DD Verdacht auf infiziertes Hämatom.

• Erhöhter FDG-Uptake um die artifizielle Aortenklappe

=> Infektion

(122)

PET UND PET/CT PRINZIP UND ANWENDUNG

PET UND PET/CT

PRINZIP UND ANWENDUNG

LM U

PET und PET/CT

• Methodik

• Klinische Anwendung – Neurowissenschaften – Kardiologie

– Onkologie

LM U

Zyklotron mit Abschirmung

Zyklotron / geöffnete Abschirmung

Radioisotope für PET

Halbwertszeit (min)

• 11 C 20,4

• 13 N 10,0

• 15 O 2,1

• 18 F 109,7

• 68 Ga 68,0

Synthesebox für F-18 Synthesen

LM U

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

Verteilung nach Indikationen PET und PET-CT

Σ 265 Σ 6148

[

F]Fluorethyl-flumazenil

[

F]Desmethoxyfallypride

[

F]Fluorethyltyrosin

[

F]Fallypride

[

F]Fluorethyl-diprenorphin

Molecular Imaging With PET: High physical sensitivity, low mass doses

Extrem niedrige PET-Radiotracerdosen

ermöglichen Anwendung am Menschen ohne Berücksichtigung pharmakologischer Effekte

. X-ray contrast medium

100 ml, 62 300 000 µg MRI contrast medium

10 ml, 4 700 000 µg Bay-949

5 µg

4509 FDG 803 Ga-TATE 583 FET

282 FEC

84 Alzheimercomp.

69 FDOPA 50 DMFP/FP

8 Ga-PSMA . 6389 total

PET Radiopharmaceuticals 2005 and 2013 2005

2490 FDG 122 FET 54 Choline 2666 total

2005

2013

LM U

Elektron Positron

e

Atomkern 511 keV

511 keV

Annihilation

180° ± 0.5°

Detektor- block

Detektor- block

γ 1

γ 2

Prinzip PET

e

LM U

Prinzip PET

« «

LM U

PET/CT (Philips Gemini)

LM U

Klinik für Nuklearmedizin • München LM LM U U

LM U

Spiral CT

Emissionsdaten

PET/CT: Prinzip

LM U

F-FDG-PET/CT:

LK Metastase im Bereich der Iliaca interna

Colon Karzinom: Rezidivdiagnostik

LM U

Mausherz EKG getriggert [ 18 F]Fluor-Deoxyglucose

F-18

•  Methodik

•  Klinische Anwendung – Neurowissenschaften – Kardiologie

– Onkologie

•  ¹¹ C 20,4

•  ¹³ N 10,0

•  ¹⁵ O 2,1

•  ¹⁸ F 109,7

•  ⁶⁸ Ga 68,0

Mausherz EKG getriggert [ ¹⁸ F]Fluor-Deoxyglucose

•  Methodik

•  Klinische Anwendung – Neurowissenschaften – Kardiologie

– Onkologie

•  Demenz

•  Parkinson Syndrome

•  Epilepsie

•  Hirntumoren

•  Frühdiagnose einer Demenz

•  Unterscheidung einer Demenz von einer schweren Depression

•  Unterscheidung verschiedener Demenzformen

•  Verlaufskontrolle (evtl. auch zur Therapiekontrolle)

Ø  PET ist etwas aufwendiger aber empfindlicher als die SPECT:

M. Alzheimer / ¹⁸ ^FDG-PET