DEUTSCHES
ÄRZTEBLATT Zur Fortbildung Aktuelle Medizin
Heft 37 vom 11. September 1980
Nuklearmedizinische Hirndiagnostik bei zerebrovaskulären Erkrankungen
Helmut A. E. Schmidt
Aus der Nuklearmedizinischen Klinik und Poliklinik am Evangelischen Krankenhaus Bethesda zu Duisburg (Chefarzt: Professor Dr. med. Helmut A. E. Schmidt)
Die nuklearmedizinische Dia- gnostik zerebrovaskulärer Durchblutungsstörungen ist nicht invasiv und belastet den Patienten kaum; die Strahlen- belastung ist gering. Sie ge- stattet — im Gegensatz zu rönt- genologischen und computer- tomographischen Verfahren — auch funktionelle Aussagen.
Diese Fakten sollten bei der Planung des diagnostischen Vorgehens berücksichtigt werden.
Einleitung
Die zur Nuklearmedizinischen Dia- gnostik zerebraler Durchblutungs- störungen und ihre Folgen verwen- deten Verfahren sind — wie in der Nuklearmedizin üblich — nicht inva- siv, für den Patienten wenig bela- stend, gefahrlos und ohne Neben- wirkungen; die Strahlenbelastung ist vergleichsweise gering.
Diese Vorteile sollten, unter Berück- sichtigung der relativ großen Aussa- gekraft, Anlaß geben, bei der Pla- nung des diagnostischen Vorgehens die nuklearmedizinische Diagnostik frühzeitig, jedenfalls aber vor angio- graphischen Verfahren, einzuset- zen.
Während die Röntgenologie ein- schließlich der Computertomogra- phie ausschließlich morphologische Befunde dokumentiert, lassen sich durch die Nuklearmedizin Einblicke in funktionelle Vorgänge gewinnen.
Dementsprechend haben die Ver- fahren unterschiedliche Indikatio- nen und Anwendungsbereiche.
Für den praktizierenden Kollegen wird es häufig wichtig sein, Funk- tionsstörungen aufzudecken, zum Beispiel bei der Suche nach den Ursachen von Kopfschmerzen,
Schwindel, Absencen usw. Der ope- rativ tätige Kollege hingegen benö- tigt morphologische Aussagen.
Grundlagen
Unter physiologischen Bedingun- gen verbleiben in der Blutbahn kreisende inerte Substanzen bei der Hirnpassage intravasal, weil die Blut-Hirngewebs-Schranke ei- nen Übertritt in das Hirngewebe ver- hindert. Bestehen jedoch pathologi- sche Veränderungen des Hirngewe- bes — zum Beispiel Tumor, Entzün- dungen oder Infarkt — so werden die Gefäße durchgängig, die Substan- zen treten teilweise in das pathologi- sche Gewebe über und werden über einen unterschiedlich langen Zeit- raum extravasal und extrazellulär abgelagert. Da die intravasal verblei- benden Substanzanteile weiter transportiert und mit Fäzes oder Urin ausgeschieden werden, hat der pathologische Herd eine höhere In- dikatorkonzentration als das norma- le Hirngewebe, so daß er mit geeig- neten Verfahren nachgewiesen wer- den kann.
Als radioaktive Indikatoren verwen- det man gegenwärtig fast aus- schließlich 99 "'Tc, entweder als Per- technetat oder als Glucoheptonat.
Der Indikator wird als Bolus in einer
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Nuklearmedizinische Hirndiagnostik
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Abbildung 1: Schematische Darstellung des Zeit-Aktivi- Abbildung 2: Zeit-Aktivitäts-Kurven über den Hemisphären. Links:
tätsverlaufs über einer Hemisphäre normal; Rechts: bei Karotisstenose links
Abbildung 3: Schematische Darstellung funktionsszintigraphisch ermittelter Kur- Abbildung 4: Normales Sequenzszinti-
ven über Karotiden und Hemisphären gramm (Bildfolge 2 sec/Aufnahme)
Abbildung 5: Normale funktionsszintigraphisch ermittelte Perfusionskurven über Karotiden und Hemisphären
HEMIS PHAREN
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1 COUNT RATE VS TIME 8 0
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1 COUNT RATE VS TIME 20 O 1
Aktuelle Medizin
Nuklearmedizinische Hirndiagnostik
Abbildung 6: Funktionsszintigraphie bei Karotisstenose links
Abbildung 7: Arteriovenöse Mißbildung rechts Abbildung 8: Hämangiom rechts parieto-okzipital mit gesteigerter Perfusion
Abbildung 9: Szintigramm und Zeit-Aktivitäts-Kurven bei Abbildung 10: Frühszintigramm (40 min p. i.) und Spätszintigramm spontanem subduralem Hämatom (4,25 h p. i.) bei subduralem Hämatom
Tabelle 1: Nuklearmedizinische Hirndiagnostik Verfahren:
Indikator:
Aktivität:
Strahlenbelastung: Dickdarm Nieren Ganzkörper Ovarien Testes Hirn
1-2 rad bei 70 kg 1
0,13 0,17 0,12 0,06 Perfusionsuntersuchu ng Statische Szintigraphie Sequenzszintigraphie Funktionsszintigraphie
99mTcO4
99mTc-Glucoheptonat 10 mCi = 370 MBq Aktuelle Medizin
Nuklearmedizinische Hirndiagnostik
Aktivitätsmenge von etwa 10 mCi = 370 MBq intravenos injiziert. Da die Schilddrüse Pertechnetat akkumu- liert, muß zu deren Blockade 30 min vor der i. v. Injektion Perchlorat (20 Tropfen Irenat = 400 mg Perchlorat) gegeben werden.
Die zur Verfügung stehenden Ver- fahren lassen sich unterteilen in Durchblutungsstudien und szinti- graphische Methoden, wobei für diese Untersuchungen Geräte mit bewegten Detektoren (Scanner) oder stehenden Detektoren (Kame- ra) eingesetzt werden können. Ver- wendet man eine Gamma-Kamera, so lassen sich außer statischen Szin- tigrammen in vier Projektionsebe- nen auch Sequenzszintigramme an- fertigen, das heißt mehrere Szinti- gramme in zeitlicher Folge, so daß die Änderung der Indikatorvertei- lung mit der Zeit zu erfassen ist.
Wählt man eine schnelle Bildfolge und beginnt mit der Aufzeichnung direkt nach der Injektion, so ist auch die Durchblutung des Hirns zu er- kennen. Unter Verwendung eines Datenverarbeitungssystems lassen sich zusätzlich Zeit-Aktivitäts-Kur- ven erstellen. Man nennt dieses Ver-
fahren Funktionsszintigraphie. Sie stellt eine Kombination von Perfu- sionsuntersuchung und Szintigra- phie dar.
Die Strahlenbelastung liegt für die kritischen Organe Dickdarm und Nieren bei 1 bis 2 rad, für Gonaden und Ganzkörper eine Zehnerpotenz niedriger (Tabelle 1).
Befunde
Die Abbildung 1 zeigt schematisch eine Durchblutungskurve über einer Hemisphäre. Man erkennt den stei- len Aktivitätsanstieg nach Bolusin- jektion von Tc-99m-Pertechnetat, den spitzen Kurvengipfel und den Abfall der Kurven auf ein Plateau.
Die Anstiegszeit beträgt normaler- weise 6 ± 2,5 sec, die Transit- oder Durchflußzeit 13 ± 6 sec.
In Abbildung 2 sind links Original- kurven bei normaler Hirndurchblu- tung demonstriert, die Kurven ver- laufen zeitlich und im Aktivitätsni- veau seitengleich. Die Phasenver- schiebung über rechter und linker Hemisphäre ist nur scheinbar; diese
Art der Registrierung wurde ge- wählt, um eine bessere Kurvenanaly- se vornehmen zu können. Bei Zere- bralsklerose sind die Kurvengipfel verbreitert, das Maximum tritt später ein, der Abfall auf das Plateau ist verzögert und unvollständig.
Liegt eine einseitige Minderdurch- blutung durch Stenose oder Okklu- sion vor, so zeigen sich entspre- chende Kurvenanomalitäten, zum Beispiel eine Verlängerung der Durchflußzeit bei einer Karotisste-
nose links (Abbildung 2 rechts).
Da das Hirn häufig durch Kollatera- len versorgt wird, ist nicht jede Karo- tisstenose auf diese Art zu erfassen.
Ihr Nachweis gelingt jedoch dann, wenn man nicht nur die Durchblu- tung des Hirns, sondern auch die der Karotiden erfaßt. Das methodi- sche Vorgehen ist in Abbildung 3 dargestellt, die schematisch ein Ka- meraszintigramm von Hals und Kopf mit den Meßstellen für derartige Durchblutungsstudien und die funk- tionsszintigraphisch ermittelten Kur- ven zeigt.
Die Abbildung 4 zeigt normale Se- quenzszintigramme mit schneller Bildfolge. Man erkennt den Indika- toreinstrom in die Karotiden, die Verteilung in den Hemisphären und den Rückstrom über die Hirnsinus und die Venen. Abbildung 5 gibt die mit Hilfe eines Datenverarbeitungs- systems aus dieser Sequenz ermit- telten und farbig ausgedruckten
Kurven sowie rechts davon die für die Kurvenerstellung ausgewählten Areale wieder. Man sieht deutlich den differenten Kurvenverlauf über Hemisphären und Karotiden.
In Abbildung 6 ist die Minderdurch- blutung der linken Karotis nur schwach zu erkennen. Die funk- tionsszintigraphisch ermittelten Kur- ven hingegen zeigen deutlich die herabgesetzte Perfusion links. Die Hemisphärendurchblutung ist bei- derseits gleich, da eine Versorgung über die kontralaterale Seite erfolgt.
(Um den Befund besser sichtbar zu machen, wurden für Hemisphären und Karotiden unterschiedliche Maßstäbe gewählt.)
Tabelle 2: Indikationen zur nuklearmedizinischen Hirndiagnostik Durchblutungsstörungen: z. B. Karotisstenose
Zerebralsklerose Gefäßfehlbildungen:
Blutungen aus Gefäßanomalien:
Hirninfarkte:
Traumatische Läsionen:
Neoplasien:
Entzündungen:
Verlaufskontrollen
Arteriovenöse Malformation Angiom
Aneurysma
Subarachnoidalblutung
Pachymeningitis hämorrhagica interna Intrazerebrale Blutung
hämorrhagisch ischämisch
Subdurales Hämatom Postoperative Blutung Tumoren
Metastasen
z. B. Subdurales Empyem Hirnabszeß
Tabelle 4: Stellenwert nuklearmedizinischer Hirndiagnostik Vorteile: Kein Risiko
Keine Belastung für den Patienten Geringe Strahlenbelastung
Gute Information über die Perfusion des Hirns
Befriedigende Information über raumfordernde Prozesse Nachteile: Geringe Spezifität
Geringere Auflösung gegenüber Computertomographie
Angiographie
Tabelle 3: Treffsicherheit nuklearmedizinischer Hirndiagnostik bei zerebrovaskulären Erkrankungen (n. Zeidler et ah, 1972; Tanasescu et al., 1979)
Methode Treff- Erkrankung Treff-
sicherheit sicherheit
(%) (°)
Statische Szintigraphie 62 Ischämischer Insult 35 Funktionsszintigraphie 90 Hämorrhagischer Insult 75 Intrazerebrale Blutung 72 Subdurales Hämatom 83-90
Mitaijahangäl l
Nuklearmedizinische Hirndiagnostik
Arteriovenöse Mißbildungen sind durch flüchtige, 2 bis 4 sec dauern- de Indikatorakkumulationen in der Anflutungsphase bei relativ herab- gesetzter Perfusion der übrigen Hirnanteile zu erkennen (Abbil- dung 7). Die Anreicherungen ver- schwinden in der venösen Phase.
Angiome weisen erwartungsgemäß eine gute Durchblutung auf, wie aus dem Kurvenverlauf in Abbildung 8 hervorgeht. Sie sind am besten im Frühszintigramm etwa 30 bis 60 min p. i. nachweisbar. Die Aktivitätsak- kumulation nimmt dann üblicher- weise ab, so daß im Spätszinti- gramm etwa 3 bis 4 hp. i. der Kon- trast geringer wird. Die meisten Tu- moren hingegen speichern gleich- bleibend oder zunehmend.
Beim subduralen Hämatom, das traumatisch oder spontan auftreten kann, ist die Hirndurchblutung nicht oder nur wenig beeinträchtigt (Ab- bildung 9).
In frontaler Projektion zeigt sich bei kleinen Hämatomen an der Konvexi- tät eine Indikatorakkumulation, wäh- rend die seitlichen Projektionen oft einen nur sehr diskreten Befund auf- weisen (Abbildung 9). Die Läsionen sind häufig im Spätszintigramm bes- ser zu erkennen, wie die Abbildung 10 zeigt.
Große subdurale Hämatome können von der Konvexität bis zur Mittellinie reichen und sind dann sowohl im frontalen als auch im dorsalen Emis- sionsbild sichtbar; auch das seitli- che Szintigramm zeigt dann einen deutlichen, mehr oder weniger flä- chenhaften Befund (Abbildung 11).
Beim Hirninfarkt ist im Funktions- szintigramm nicht selten eine seiten- betonte Phasenverschiebung in der Hirnperfusion nachweisbar. Das Szintigramm wird üblicherweise erst eine Woche nach dem Apoplex posi- tiv, nach etwa 5 Wochen ist eine Aktivitätsanreicherung meistens nicht mehr nachweisbar.
Für ischämische Infarkte ist die Nachweisempfindlichkeit geringer als für hämorrhagische. Eine Korre-
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Nuklearmedizinische Hirndiagnostik
Abbildung 11: Szintigramm in vier Projektionsebenen bei ausgedehntem traumati- schem subduralem Hämatom
Abbildung 12: Hirninfarkt im Versorgungsgebiet der Arteria cerebri media
lation zum Schweregrad des klini- schen Bildes oder zum angiographi- schen Befund besteht nicht.
Die differentialdiagnostische Ab- grenzung zum Tumor ist immer dann leicht, wenn Verlaufskontrol- len möglich sind. Wird ein zunächst negatives Szintigramm etwa 1 Wo- che nach Auftreten klinischer Sym- ptome positiv, so liegt fast immer ein Infarkt vor; geht ein positiver Befund nach 4 Wochen nicht zurück, so handelt es sich in der Regel um ei- nen Tumor.
Typisch ist weiterhin die Lokalisa- tion. Die meisten Infarkte finden sich im Versorgungsgebiet der Arteria cerebri media und haben entspre- chend dem Gefäßverlauf eine ge- streckte Form.
In seitlicher Projektion ist eine Akti- vitätsanreicherung zu sehen, die häufig der Basis aufsitzt und sich nach dorsal-kranial erstreckt. In frontaler Projektion ist die Anreiche- rung meistens oberflächlich gelegen und kann keilförmig in die Tiefe zie- hen (Abbildung 12).
Infarkte der Arteria cerebri anterior und posterior sind seltener; sie stel- len sich in Frontalprojektion parasa- gittal dar.
lntrazerebrale Blutungen haben kei- ne typische Lokalisation, da sie als Diapedese- und Rhexisblutungen in allen Bereichen des Hirns vorkom- men. Ihr Nachweis gelingt in etwa 70 Prozent der Fälle, die Abgrenzung gegen neoplastische Prozesse ist durch eine Verlaufsbeobachtung möglich.
Wertigkeit
Faßt man zusammen, so ergeben sich für die nuklearmedizinische Hirndiagnostik bei zerebrovaskulä- ren Erkrankungen die in Tabelle 2 aufgeführten Indikationen.
Die Treffsicherheit der Verfahren ist unterschiedlich, wie aus der Tabel- le 3 hervorgeht. Bei der Einordnung der Nuklearmedizin in das diagnosti-
Wie aus einer Mitteilung des Bun- desministers für Jugend, Familie und Gesundheit vom Mai dieses Jah- res hervorgeht, wurden nach einem Bericht des Center for Disease Con- trol Atlanta im Mai vergangenen Jah- res in den USA Fälle von sogenann- tem Säuglingsbotulismus beobach- tet, die mit dem Verzehr von Honig in Verbindung gebracht werden.
Säuglings-Botulismus, so heißt es in der Mitteilung des Ministeriums, ist eine Erkrankung, die hervorgerufen wird durch die intraintestinale To- xinproduktion bei Kindern, die jün- ger als sechs Monate sind. Der Er- krankungskomplex wurde zum er- sten Mal 1976 beschrieben. Die Krankheit wird charakterisiert durch beginnende Verstopfung, gefolgt von neuromuskulärer Paralyse, die in den Kranialnerven beginnt und zur peripheren und respiratorischen Muskulatur hin fortschreitet. Die Krankheitssymptome reichen von kaum bemerkbarer Lethargie und verlangsamter Essensaufnahme bis zur schweren Hypotonie und respi-
ratorischen Insuffizienz.
Seit der ersten Beschreibung des Säuglingsbotulismus im Jahre 1976 wurden bis 1977 in den USA 58 Fälle beobachtet.
Die Erkrankung tritt dann auf, wenn die Säuglinge Sporen von Clostri- dium botulinum aufnehmen, die sich im Darmtrakt absiedeln, auskeimen und Toxin produzieren. Die beob- achteten Fälle traten sowohl bei mit Muttermilch als auch bei mit Mutter- milchersatz ernährten Säuglingen auf; die meisten Säuglinge nahmen neben der Milch auch andere Nah- rungsmittel auf. In allen dokumen- tierten Fällen von Säuglings-Botulis- mus wurden Clostridium-botulinum- toxin und/oder die Mikroorganismen im Stuhl der Patienten gefunden.
Botulinumtoxin wurde im Stuhl von 52 der 58 Fälle identifiziert, während in den anderen 6 Fällen nur Clostri- dium botulinum isoliert werden konnte. Im Vergleich dazu zeigt eine derzeit laufende Studie in Kalifor- nien, daß in über 100 gesunden al- tersgleichen Säuglingen weder Bo- tulinumtoxin noch der Erreger nach- zuweisen war. Dem amtlichen ameri- kanischen Bericht ist zu entnehmen, daß ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Säuglingsbotulis- mus und dem Honigverzehr zwar vermutet wird, aber noch nicht schlüssig bewiesen ist. In Europa wurde Säuglingsbotulismus nur ein- mal, und zwar in Großbritannien, be- obachtet und beschrieben, wobei kein Zusammenhang zwischen dem Auftreten der Erkrankung und einem vorangegangenen Honigverzehr be- stand. Das Fehlen weiterer Beob- achtungen in Europa ist allerdings noch kein Hinweis auf das Nichtvor- handensein dieser Botulismusform;
denn in den USA steigt mit zuneh- mender Kenntnis des Symptomen- komplexes die Häufigkeit der Beob- achtungen.
Weiter heißt es in der Mitteilung, wenn auch in der Bundesrepublik Deutschland bisher das Problem des Säuglingsbotulismus in Verbindung mit Honig noch nicht aufgetaucht ist, so sollten die amerikanischen Hinweise doch zu erhöhter Aufmerk- samkeit in dieser Richtung führen, damit ihm Rahmen der Differential- diagnose diese Erkrankung ver- stärkt in Betracht gezogen wird und eventuelle Zusammenhänge zwi- schen dem Botulismus und dem Ho- nigverzehr aufgedeckt werden kön- nen. Clostridium botulinum kommt ubiquitär im Erdreich vor. Damit ist eine gewisse Möglichkeit gegeben, daß Clostridium-botulinum-Sporen auch in Honig gefunden werden
könnten.
BJFG/H
Hirndiagnostik
sche Spektrum sind Vor- und Nach- teile der Verfahren zu berücksichti- gen. Sie sind in Tabelle 4 zusam- mengestellt.
Zusammenfassung
Der nuklearmedizinischen Diagno- stik kommt bei zerebrovaskulären Erkrankungen ein hoher Stellenwert zu. Gegenüber den röntgenologi- schen Methoden haben sie den Vor- teil, daß sie nicht nur morphologi- sche Befunde wiedergeben, son- dern auch funktionelle Aussagen ge- statten.
Da die Treffsicherheit der Verfahren relativ hoch einzustufen ist, der Pa- tient nur wenig belastet wird und Komplikationen nicht beobachtet wurden, sollte die nuklearmedizini- sche Diagnostik frühzeitig in das Un- tersuchungsspektrum einbezogen werden.
Literatur
Emrich, D.: Nuklearmedizin — Funktionsdia- gnostik und Therapie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1979 — Feine, K.; zum Winkel, K.:
Nuklearmedizin — Szintigraphische Diagno- stik, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1980 — Kaul, A.; Oeff, K.; Roedler, H. D.; Vogelsang, T.: Die Strahlenbelastung von Patienten bei der Nuklearmedizinischen Anwendung offe- ner radioaktiver Stoffe, Informationsdienst für Nuklearmedizin, Berlin, 1973 — De Land, F. H.;
Wagner, H. N.: Atlas of Nuclear Medicine, Vol- ume I. Brain, W. B. Saunders Company, Phil- adelphia/London/Toronto, 1969 — Schmidt, H. A. E.; Woldring, M.: Nuklearmedizin —Stand und Zukunft, F. K. Schattauer Verlag, Stuttgart/
New York, 1978 — Zeidler, U.; Kottke, S.; Hun- deshagen, H.: Hirnszintigraphie —Technik und Klinik, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/
New York, 1972
Anschrift des Verfassers:
Professor Dr. med.
Helmut A. E. Schmidt Chefarzt der
Nuklearmedizinischen Klinik und Poliklinik am
Evangelischen Krankenhaus Bethesda zu Duisburg Heerstraße 219 4100 Duisburg 1
