C. Landvogt

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

Neurologische PET-Diagnostik

Demenzen

Relative Häufigkeit von Demenzformen

Alzheimer-Krankheit (AK)

zerebrovaskuläreKrankheit (ZK)

Mischform(AK+ZK)

Pharmaka, Hormone etc.Depression

subkortikale Degenerationen

Frontalhirn-Demenzen

strukturell

funktionell

Prävalenz der Demenzformen: Rotterdam-Studie

Nuklearmedizinischen Demenzdiagnostik

Single-Photon-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT):

! Messung des cerebralen Blutflusses

Radiopharmaka: 99mTc-ECD, 99mTc-HMPAO

Positronen-Emissions-Tomographie (PET):

! Messung des cerebralen Glukosemetabolismus

Radiopharmakon: 18F-Fluorodexyglukose (18-FDG)

PET aufwendiger aber sensitiver als SPECT

Patienten mit schlecht einstellbarem Diabetes mellitus ! eher SPECT

18-FDG-PET: Normalbefund

18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz

Minoshima et al., J Nucl Med 1995

18-FDG-PET: Erstellung von 3D-Oberflächenprojektionen

Oberflächenprojektion

Vergleich zu einem Normkollektiv

links lateralobenrechts lateral

18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz

18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase

FDG-PET ist geeignet für die Frühdiagnose einer Alzheimer Krankheit:

Klinisch inapperente Personen mit hohem Risiko für eine DAT (homozygot Allel e 4

apolipoprotein E) zeigen DAT-typische Veränderungen im FDG-PET

Reiman et al. N Engl J Med. 1996

Verminderter Metabolismus im posteriorem Zingulum ist prädiktiv für die Entwicklung

einer Demenz bei Patienten mit „mild cognitive impairment“

Minoshima et al. Ann Neurol 1997.

Minoshima et al. Ann NY Acad Sci 1999

Hohe diagnostische Genauigkeit bei „very mild probable AD“ (MMSE >24): Sensitivität

84%; Spezifität 93% Herholz et al. Neuroimage 2002

18-FDG-PET: Alzheimer-Demenz: Frühphase

rechts mesial links mesial

Vergleich zum Normkollektiv

Oberflächendarstellung

Questionable and Mild AD vs. Non-AD: ROC Analysis

X-axis: 1 - Specificity, Y-axis: Sensitiv ity

Burdette, et al. Radiology 1996

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

0.00 0.25 0.50 0.75 1.000.00

0.25

0.50

0.75

1.00

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00

BEGINNER 2

BEGINNER 1

EXPERT 2

EXPERT 1

Slice Presentation 3D-SSP Presentation

Konversionsrate > 90 % in 2 Jahren Drzezga et al. Eur J Nucl Med 2003

Chetelat et al. Neurology 2003Minoshima et al. Ann Neurol 1997

Stadium I:posteriores Cingulum(Minoshima et al. 1997 und 1999)

Stadium II:(bi)temporo-parietaler Kortex

Stadium III:zusätzlicher Befall des Frontalkortex

Nicht beteiligt: Zentralregion, Occipitalkort.,Basalganglien, Thalamus

18-FDG-PET: Befunde bei Alzheimer-Demenz

Lewy-Körper-Demenz

"Nachweis von Lewy-Körpern in subcorticalen, allocorticalen,und neocorticalen Strukturen

"Geschätzte Prävalenz (autoptisch): 13-26%

"Heterogene klinische Präsentation•Fluktuierende kognitive Defizite•Visuelle Halluzinationen•Parkinsonismus

"Klinisch und histopathologisch Überlappungen mit anderenneurodegenerativen Demenzen (Demenz vom Alzheimertyp)

Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz

18-FDG-PET

Lewy-Body-Demenz: Parkinson-assoziierte Demenz18-FDG-PET

Oberflächendarstellung

Linke Seitansicht Rechte Seitansicht Ansicht von hinten

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

transversal

r r ll

TR

UE

PO

SIT

IVE

FR

AC

TIO

N

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

FALSE POSITIVE FRACTION

Transaxial Slice

Beginner2

Beginner1

Expert2

Expert1

TR

UE

PO

SIT

IVE

FR

AC

TIO

N

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

FALSE POSITIVE FRACTION

3D-SSP

ROC Analysis: Pure AD versus DLB

Lewy-Body-Demenz (Parkinson-ass. Demenz)

! Befund wie bei Alzheimer-Demenz + visueller Kortex

Weitergehende Abklärung mittels 18-F-Dopa-PET(alternativ: DAT-SPECT):

! reduzierte striatale 18-F-Dopa-Speicherung

18-FDG

Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET

Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET

Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET

Klinik für Nuklearmedizin

rechts lateral oben links lateral

Vergleich zum Normkollektiv

Oberflächendarstellung

Betroffene Regionen:orbito-frontal, dorsolateraler frontal, anteriortemporal

später: posterior temporal und parietal

diagnostisch richtungsweisend: ! frontaler Befund >> temporo-parietaler Befund

Frontale/frontotemporale Demenz: 18-FDG-PET

Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET

rechts lateral linkslateral

von oben vonunten

von vorne von hinten

Betroffene Regionen:multiple kleinere kortikale Stoffwechsel-/Perfusions-defekte

! keine anatomischen Prädilektionsstellen

Ausmaß der kortikalen Stoffwechsel-/Perfusionsdefekte korreliert mit demneuropsychologischen BefundMori et al. 1999, Sabri et al. 1999

Vaskuläre Demenz: 18-FDG-PET

Pseudodemenz: 18-FDG-PET bei Depression

Klinik fürNuklearmedizin

rechts lateralobenlinks lateral

Vergleich zum Normkollektiv

Oberflächendarstellung

Basalganglienerkrankungen

Dopaminerges System: PET-TracerParameter Tracer

Glukosemetabolismus 18F-Deoxyglukose

Perfusion H215O

Dopamin-Speicherkapazität 18F-Dopa

Dopamin-Wiederaufnahme 11C-Nomifensin (SPECT:123I-FP-CIT)

D1artige-Rezeptoren (D1; D5) 11C-SCH23390

D2artige-Rezeptoren(D2 ; D3 ; D4) 11C-Racloprid

11C-/ 18F-Spiperonderivate

18F-Desmethoxyfallyprid (SPECT: 123I-IBZM)

18F-Fallyprid

Dopamin-Abbau 11C-Deprenyl

M. Parkinson

Symptome: - Rigor- Tremor- Brady-/ Akinese

DD des M. Parkinson:- essentieller Tremor- Lewy-Body-Demenz- Dopa-responsive Dystonie- medikamenteninduziertes Parkinsonsyndrom

- PSP- MSA- vaskulärer Pseudoparkinsonismus

Klinik für Nuklearmedizin

18F-Dopa-PET

Normalbefundbzw.

Essentieller Tremor

M. Parkinson

M. Parkinson

18F-Dopa

18F-DMFP

M. Parkinson

Klinik für Nuklearmedizin

18F-DOPA

123I-IBZM

M. Parkinson

Parkinson-Syndrome:

Indikationen für den Einsatz postsynaptischer Tracer = D2-Rezeptorliganden (11C-Racloprid, 18F-DMFP, 123I-IBZM)

"DD M. Parkinson vs. Parkinson-Syndrome

anderer Ätiologie:

- Multisystem-Atrophie

MSA-P: Striato-nigrale Degeneration

MSA-C: sporadische olivopontocerebelläre Atrophie

- progressive supranukleäre Lähmung

- kortikobasale Degeneration

- toxische Parkinsonsyndrome

(- vaskuläre Parkinsonsyndrome)

Parkinson-Syndrome: szintigraphische Befundmuster

18F-FDG präsynaptisch postsynaptisch (18F-Dopa, FP-CIT) (18F-DMFP, IBZM)

M. Parkinson normal Caudat.< Putamen ! " - normal

striato-nigrale Striatum! Caudat. = Putamen ! !

Degeneration

PSP Striatum! Caudat. = Putamen ! !frontal !

kortiko-basale Striatum! Caudat. = Putamen ! !

Degeneration Thalam. ! Kort.!

vaskulär Striatum! Kort.! !# !

toxisch variabel variabel variabel

18F-DMFP- PET

transversal coronalcoronal transversal

Klinik für Nuklearmedizin

M. Parkinsonlinks-dominante Symptomatik

Multisystematrophierechts-dominante Symptomatik

M. Parkinson / Parkinsonsyndrome

PET vs. SPECT

Vorteile PET: bessere räumliche Auflösung und Quantifizierbarkeit

D2-Rezeptorliganden: Bessere Target/Background-Ratio der PET-Tracer

18F-DMFP: 4 : 1 123I-IBZM: 1,5 : 1

Vergleichsstudie DMFP vs. IBZM (Vogt & Schreckenberger)

24 Patienten: 13 IPS, 11 APS

Spezifität DMFP: 75% (IPS) und 100 % (APS)

Spezifität IBZM: 71% (IPS) und 80% (APS)

Aber:möglicherweise in der Frühdiagnostik Überlegenheit der Transporter-Liganden(z. B. FP-CIT) gegenüber 18F-DOPA

! bei Neuronendegeneration kompensatorisch erhöhte DOPA-Decarboxylase-Aktivität (Ito et al. Synapse 1999)

SonstigesDopa-responsive Dystonie

Selten !Differenzialdiagnose: juveniler M. Parkinson

F-DOPA / DAT normal !

Medikamentös induziertes Parkinson-Syndrom

Häufig bei Patienten mit antidopaminerger Medikation(Neuroleptika!, Antiemetika), dosisabhängig.Kann monatelang nach Absetzen der Medikamente anhalten !

F-DOPA / DAT normal !

Geeignet zur Differenzierung gegen beginnenden M. Parkinsonbzw. atypische Parkinsonsyndrome.

M. Huntington

Kuwert et al. Brain 1990

Antonini et al. Brain 1996

M. Huntington:Reduktion von FDG-Aufnahme

und Racloprid-Bindung

vor dem Auftreten von Atrophien und neurologischen Symptomen

Objektivierung des Erkrankungbeginns

BegleitmedikationPräsynaptische Tracer: ! meist kein Absetzen erforderlich

(FP-CIT, 18F-Dopa) Amphetamin (oder Analoga) Bupropion (Zyban")FP-CIT: SSRI --> falsch negative Befunde

Postsynaptische Tracer: ! 12 h vorher absetzen:(IBZM, 18F-DMFP)

- L-Dopa

! mindestens 48 h vorher absetzen:

- Dopaminagonisten - Metoclopramid

- Flunarizin, Cinnarizin

- Psychostimulantien

- Neuroleptika

Strahlenexposition

CT-Schädel: 1,5–2 mSv

IBZM-SPECT: 3,7 mSv

FP-CIT-SPECT: 4,4 mSv

18F-FDG-PET: 4,5 mSv

18F-Dopa-PET: 4,8 mSv

18F-DMFP-PET: 5,6 mSv

CT-Thorax: 10-15 mSv

CT-Abdomen: 15-20 mSv

Zusammenfassung

"Frühdiagnostik des M. Parkinson: Präsynaptische dopaminerge Radiopharmaka (18F-Dopa und Kokain-Analoga)

Verlaufskontrolle ggf. nach 1 Jahr(10% Test-Retest ; jährliche Reduktion 10%)

"Differentialdiagnose M.Parkinson vs symptomatische Parkinsonsyndrome:- Postsynaptische dopaminerge Radiopharmaka (D2-Rezeptorliganden)

"Krankheitsbeginn bei M. Huntington"Parkinson-assoziierte Demenz Regionaler Glukosemetabolismus (18F-FDG)

Epilepsien

FDG-PET

Prinzip:

Interiktal zeigt die Umgebung eines epileptogenen Fokuseinen reduzierten Glukosemetabolismus

Durchführung:

- „standart resting conditions“

- stiller, abgedunkelter Raum / Schlafbrille

- Patient liegt ruhig auf einer Liege

- nach ca. 10 min.: Injektion des Tracers

- EEG Kontrolle

- Start der Messung 30 min. nach Injektion

FDG-PET

Befunde mTLE:

-reduzierte FDG-Anreicherung ipsilateral tempor-mesial,

temporo-polar und temporo-lateral

(Sens. 80-90%, Spez. 80-85%)

-auch Befunde bei unauffälligem MRT

(Sens. 60-80%)

Extratemporale Epilepsie:

gelegentlich hilfreich (Sensivität 40-96%, Ausdehnung korreliert

dabei mit Erkrankungsdauer und Anfallsfrequenz, nicht mit dem chirurgischen

Outcome)

re li

Temporallappen-Epilepsie links

18F-FDG-PET

18F-FDG-PET

Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

Fallypride-PET

Prinzip:

Das Gebiet um einen temporalen epileptogenenFocus zeigt eine

reduzierte Bindungskapazität derDopaminrezeptoren

Reduzierte Anreicherung von Fallypride

(hochaffiner D2/D3-Rezeptor-Tracer)

Fallypride-PET

Durchführung:

- Der Patient liegt auf der Kameraliege

- Aufnahme startet mit Injektion des Tracers

- 180 MBq F18-Fallypride

- 3 Stunden dynamische Aufnahmen - 3D Modus

Ruhebedingungen sind nicht erforderlich.

Fallypride-PET

Befunde:

Auf der betroffenen Seite zeigt sich

temporal eine reduzierte Fallypride-

Bindung

Temporallapenepilepsie links

18F-Fallypride

18F-FDG

re li

Temporallapenepilepsie linksFDG-PET unauffällig, Fallypride-PET pathologisch !

re li

Flumazenil-PET

Prinzip:

- C11-Flumazenil: GABA-Rezeptor Ligand

- epileptogene Foci zeigen eine reduzierte

GABA-Rezeptordichte -> Flumazenil Bindung reduziert

Durchführung:

- Start der Messung bei Injektion des Tracers

- 500 MBq bei C11, 180 MBq bei F18

- ca. 60 min. dynamisch oder spät-statisch

Flumazenil-PET

Befunde:

mTLE:

Minderspeicherung ipsilateral (wie FDG-PET und Fallypride-PET)

Extratemporale Epilepsien:

fokale Minderanreichherung, über den MRT-Befund hinausgehend

wird das minderspeichernde Areal nicht komplett reseziert, wird

eine Anfallsfreiheit of nicht erreicht

Temporallappenepilepsie rechts

Coronal /

AC-PC Linie

Klinik fürNuklearmedizin

Transaxialparallel zumTemporallappen

18-F-Ethyl-

Flumazenil18-F-FDG

Vielen Dank !