Lungen- und Nierendiagnostik · Darstellung der Anatomie Zur Feststellung postnephritischer Narben...

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Lungen- und Nierendiagnostik

Universitätsmedizin Rostock

Lunge: Anatomie

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64 Zeilen Mehrschicht – CT der Pulmonalarterien


Mechanismus

• Zufuhr von radioaktiven Gasen oder Aerosolen über die Atemluft

• Erfassung der regionalen Verteilung in der Lungenbelüftung

Prinzip der Lungen-Ventilationsszintigraphie

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Prinzip der Lungen-Ventilationsszintigraphie


Mechanismus

• Kapillarblockade • Kapillardurchmesser: 10-15 µm • Durchmesser von Mikrosphären,

makroaggregierten Albuminpartikeln (MAA): 10-45 µm

• 100.000 – 700.000 Moleküle• (Mikro-) Embolisation 0,01% der Kapillaren

Prinzip der Lungen-Perfusionsszintigraphie

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Lunge: Anatomie


• RadiopharmakaPerfusion: Tc-99m Humanserum Albumin Makro-

aggregate (15 – 40µm)

Ventilation: Tc-99m Aerosole (5-30 nm)

• Untersuchungstechnik

• Inhalation des Aerosol

• Statische Aufnahmen und SPECT

• i. v. Injektion von Tc-99m Makroaggregaten

• Statische Aufnahmen und SPECT/CT

• AuswertungIntegrität und Konkordanz der belüfteten und perfundierten Lungensegmente

Lungearterienemboliediagnostik

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Spezifizierung regionaler Perfusionsausfälle

Kombinierte Ventilations - / Perfusionsszintigraphie

( V / Q Szintigraphie )

V / Q mismatch = Lungenembolie, Gefäßkompression, Fehlbildung…

V / Q match = obstruktive Atemwegserkrankung, …

V / Q reverse mismatch = funktioneller Shunt, …


Lungendiagnostik:

Normalbefund Ventilation

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Lungendiagnostik:

Normalbefund Perfusion


Lungenarterienembolie

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COPD


Patient, 73 Jahre

Seit 3 Tagen

Dyspnoe

D-Dimere erhöht

Lungenarterienembolie

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Perfusion

Ausgeprägte Lungenarterienembolien bds.


SPECT der Lunge

R L

R L

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SPECT/CT der Lunge

Low-dose SPECT/CT: Ventilations- und Perfusionsdefekt mit VQ-match in Projektion auf Infiltrate und basalen Pleuraerguss rechts, Bronchopneumonie im rechten Unterlappen


• Hohe Sensitivität für die Detektion auch subsegmentaler Embolien (Mikroembolien bei multiplem Auftreten)

• Hoher negativ prädiktiver Wert (> 95%)• Geringe Strahlenexposition (2,2 mSv)• Verfügbarkeit

Lungenemboliediagnostik

Zusammenfassung

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• RadiopharmakaPerfusion: Tc-99m Humanserum Albumin Makro-

aggregate (15 – 40µm)

Ventilation: Tc-99m Aerosole (5-30 nm)

• Untersuchungstechnik

• Inhalation des Aerosol

• planare Szintigraphie in 8 Projektionen

• i. v. Injektion von Tc-99m Makroaggregaten

• planare Szintigraphie in identischen Ebenen

• AuswertungProzentuale Anteile von Ober-/Mittel- und Unterfeld in Ventilation und Perfusion

Lunge: Präoperative seitengetrennte Beurteilung


Ventilation und Perfusion in 8 Projektionen

52 jähriger Patient mit Bronchialkarzinom links zentral zur präoperativen Ventilations-/Perfusionsszintigraphie

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Ventilation Quantifizierung


Perfusion Quantifizierung

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Nierenszintigraphie - Einsatzgebiete

Nuklearmedizinische Nierendiagnostik

• Zur Beurteilung der Nierenfunktion beio Ureterabgangsstenose: DD weites NBKSo Nierentumor: Gesamtfunktion, Seitenanteileo Nierenstau / stumme Niere: Restfunktion,

Erholungsfähigkeito vor Eingriffen: Spender, Radiatio, …)o Renovaskulärer Hypertension: Prognose, Ausmaß

der Schädigungo Akutem Nierenversagen: Prognoseo Nach NTx: Perfusion, Funktion, Drainage,

Abstoßungo Erfolgskontrolle nach Eingriffen


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Nierenszintigraphie - Physiologie


Die eigentliche Filtereinheit der Niere ist das Nephron (Glomerulum, Vas afferens, Vas efferens, Bowman-Kapsel) in der

Nierenrinde. Der Primärharn wird aus dem Blut in den Kapselraum abgefliltert, gelangt dann über das Tubulussystem und

Sammelrohre nach Reabsorbtion von Wasser, anorganischen und organischen Substanzen sowie nach Sekretion als

endgültiger Harn ins Pyelon.

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Wesentlicher Parameter für dieFiltrationsleistung ist die Clearance,definiert als fiktive Plasmavolumen,das pro Zeiteinheit von einernierenpflichtigen Substanz geklärtwird

U x VC = P (ml/min.)

U = Urinvolumen,V = Urinvolumen/min.,P = Plasmakonzentration

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Nierenszintigraphie - Radiopharmaka


Method

Glomerular filtrationrate (GFR)Effective renal plasmaflow (ERPF)

Static imaging

Dynamic imaging

Radionuclide cystogram

Function measured

Total renal function andplasma flow

Divided renal function

Distribution of intrarenal functionEctopic sites of renal tissue

Renal perfusionTotal renal functionDivided renal functionOutflow tract damage

Vesicoureteric refluxResidual urine volume

Site of excretion

Glomerular filtration

Glomerular filtrationand tubular excretion

Proximal tubularaccumulation10-20 % excretion

Glomerular filtrationGlomerular filtrationand tubular excretion

Glomerular filtration

Radiopharmaceutical

51Cr ethylenediaminetetraaceticacid (EDTA)125I iothalamate131I/ 125I hippuran

99mTc DMSA99mTc glucoheptonate (GHA)

99mTc DTPA123I hippuran99mTc MAG3

99mTc DTPA


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Orthoiodhippursäure (OIH)

• überwiegend tubulär sezerniert• Markierung mit I-123 (oder I-131)• Applizierte Aktivität: 45 MBq• Strahlenexposition (effektive Dosis): 0,5 mSv

(I-123)

Mercaptoacetyltriglycin (MAG 3)

• überwiegend tubulär sezerniert, allerdings etwas geringer als OIH

• Markierung mit Tc-99m• Applizierte Aktivität: 100 MBq• Strahlenexposition (effektive Dosis): 0,7 mSv

Dimercaptobernsteinsäure (DMSA)

- Speicherung in den proximalen Tubuluszellen- Markierung mit Tc-99m- Applizierte Aktivität: 100 MBq- Strahlenexposition (effektive Dosis): 0,9 mSv

DTPAEDTAHippuranMAG3

GFR

DMSA(tubuläre

Speicherung)

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• Tc-99m-DTPA: GFR analog zu Inulin, tgl. verfügbar, Beurteilung von Perfusion (NTx) und Urodynamik

• Tc-99m-DMSA: tubuläre Stapelung, exakter Seitenanteil und Nachweis von Parenchymnarben

• Tc-99m-MAG3: nahezu ausschließliche tubläre Elimination, guter Kontrast, tgl. verfügbar

• I-123-OIH: glomeruläre und tubläre (fast vollständige) Elimination (ERPF-Äquivalent) analog zur PAH, eingeschränkte Verfügbarkeit, ursprünglicher Goldstandard


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Nierenfunktionsszintigraphie - Untersuchungsablauf


• Minimal für Kinder (EANM)•Tc-99m-MAG3 15 MBq•Tc-99m-DTPA 20 MBq•I-123-Hippuran 10 MBq

(Anpassung nach EANM-Tabelle)

• Referenz Erwachsene•Tc-99m-MAG3 100 MBq•Tc-99m-DTPA 150 MBq

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Nierenfunktionsszintigraphie - Untersuchungsablauf


• Nicht nüchtern erscheinen

• 30 min. vor der Untersuchung ausreichende Hydrierung durch 10 ml/kg KG Flüssigkeit oral oder i.v., direkt vor der Untersuchung Blase entleeren (faktisch: trinken!)

• Tracergabe als i.v.-Bolusinjektion bei Kamerastart

• Anfertigung von Sequenzaufnahmen (p.a. in RL oder sitzend) über 20 - 30 min.

• Erstellung von Zeit-Aktivitäts-Kurven über den Nieren (Nephrogramme) und dem Hintergrund

• Blutentnahme in der 20. und 40. Minute p.i. zur Clearance-Bestimmung (SLOPE-Technik)


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Nierenfunktionsszintigraphie - Sequenzaufnahmen


Normalbefund Harnstauungsniere rechts

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Nierenfunktionsszintigraphie - Nephrogrammkurven



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Berechnung der seitengetrennten

Funktionsanteile

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Normalbefund:ausgeglichene Partialfunktion

(beide Nieren etwa 50%)

Zeitgerechte Nephrogramm-

kurvenverläufe ohne Zeichen

der Abflussbehinderung

(Nephrogrammkurve = Zeit-

Aktivitätskurve bei der als ROI

(region of interest) die gesamte

Nierenfläche gewählt wird.

Im Bild ROI der linken Niere

rot, der rechten Niere grün.)


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a. normaler NephrogrammkurvenverlaufSteiler Anstieg in der Perfusionsphase (ca. 0-45 sec.), dann flacherer Anstieg der Sekretionsphase (bis 3-5. min.) und anschliessend Exkretionsphase mit raschem Kurvenabfall.

b - c. Nephrogrammlurvenverlauf mit Furosemidbelastungstest→ Differenzierung zwischen Obstruktion und funktioneller HarnabflußstörungNormal:Ausscheidungshalbwertszeit nach Furosemidgabe:

< 10 min, Graubereich 10-20 min.Aktivitätsretention im NBKS 20 min. nach Furosemid:

< 50 %

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Zeit (Minuten)

cts

Normalbefund

Obstruktionkein Abfluss

Partielle ObstruktionAbflussbehinderung

Keine ObstruktionAbflussverzögerung

•• •

Furosemid


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Nierenfunktionsszintigraphie - Auswertung


Normalbefund:

Seitengleiche Funktion

(beide Nieren etwa 50%).

Zeitgerechte Nephrogramm-

kurvenverläufe ohne Zeichen

der Abflussbehinderung.

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Normalbefund:

Seitengleiche Perfusion


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Normalbefund:

Zeitgerechter Transit

Seitengleiche Exkretion

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Nierenperfusionsszintigraphie


24h nach Nierentransplantation in daskleine Becken links zeigt sich ein homogenperfundiertes Transplantat mit schnellemAnstieg (= gute Perfusion) der Nephro-grammkurve.

24h nach NTx in das kleine Becken rechtsist das Transplantat nicht abzugrenzen. DerNephrogrammkurveanstieg ist deutlichverlangsamt (= schlechte Perfusion).

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Statische Nierenszintigraphie


Ca. 70 MBq 99mTc-DMSA ( Dimercaptobernsteinsäure)(1,5 mSv)

Tubuläre Speicherung (von den tubulären Zellen der Pars recta direkt aus den peritubulären Gefäßen

aufgenommen)

� Darstellung der Anatomie

Zur Feststellung postnephritischer Narben

Auch zur seitengetrennten Funktionsbestimmung bei Lageanomalien

(Dynamische Radiopharmaka mit hoher renaler Extraktionsrate wie Tc-MAG3ermöglichen nur eine weniger exakte Information über regionale Nierenparenchym-veränderungen, daher nur Tracer der zweiten Wahl)


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Statische Nierenszintigraphie – Einsatz (lang)


• Nachweis oder Ausschluss von Nierenparenchymdefekten, die durchentzündliche Veränderungen hervorgerufen werden

• Verglichen mit Ultraschalluntersuchung und i.-v.-Urogramm ist die Sensitivitätder DMSA-Szintigraphie sowohl bei akuter als auch chronischer Pyelonephritisaußerordentlich hoch

• Allerdings nicht spezifisch für entzündliche Veränderungen, DD Nieren-abszesse / -zysten, Doppelnieren, Hydronephrosen

• Ergebnissse für „normal“ vs. „nicht normal“ hervorragend

• Kombination von Ultraschall und DMSA-Szintigraphie ermöglicht guteDifferentialdiagnose zwischen diesen einzelnen Krankheitsbildern.

• Zur Verlaufskontrolle des Nierenparenchyms Methode der Wahl, ersteKontrolle ca. 6 Monate nach akuter Infektion � zu diesem Zeitpunkt DMSA-Abnormitäten relativ sicher durch postentzündliche narbige Veränderungen

bedingt

• Umstrittener Einsatz bei akuter Pyelonephritis (falsch positive Zwischen-stadien)

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Statische Nierenszintigraphie – Einsatz (kurz)


• Nachweis von fokalen Nierenparenchymveränderungen

• Beurteilung des renalen Folgezustandes, sechs Monate nach akuter Entzündung

• Nachweis einer akuten Pyelonephritis

• Nachweis von Normvarianten: atypische Doppelniere, kleine Niere, dysplastische Niere, Hufeisenniere

• Nachweis von ektopen Nieren

• Bestätigung einer fehlenden Nierenfunktion bei multizystischen Nieren


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• Untersuchungszeitpunkt: ca. 2 - 3 Stunden p.i., Spätaufnahmen speziellenFällen

• Kamera: Kollimator nach kranial gerichtet

• Kollimatoren: hoch- oder ultrahochauflösende Kollimatoren

• Patientenposition: Rückenlage

• Aufnahmerichtung: dorsale und schräg dorsale Bilder empfohlen; ventraleBilder ggf. bei Hufeisennieren und ektopen Nierenbecken

• Hauptsächlich planare Aufnahmen, in der SPECT Gefahr falsch positiverBefunde

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Statische Nierenszintigraphie - Quantifizierung


Quantitativ: Geometrisches Mittel

Links Rechts48 % 52%

(Norm: 45 – 55 %)


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Statische Nierenszintigraphie - Quantifizierung


„Schrumpfniere“ (Tc-99m-DSMA)

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Hufeisenniere (Tc-99m-DSMA)


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Beckenniere links (Tc-99m-DSMA)

R V L L D R

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Interventions-Nierenszintigraphie


Diuretikum (Furosemid = Lasix ®) Differenzierung Nierenbeckendilatation vs. echter Obstruktion (z.B. durch Ureterabgangsstenose)Prinzip: Beobachtung des Harnabflusses unter Erhöhung der Diurese mittels Furosemid

ACE-Hemmer (Captopril) zur Hypertonie-Abklärung/ Nierenarterienstenose (NAST). Vergleich Nierenfunktionsszintigrafie ohne und mit Captopril.

ASS (20 mg/kgKG): ebenfalls zur Hypertonieabklärung/NAST: bei NAST � Steigerung der PGE2-Synthese� Vasodilatation der vasa afferentia. ASS blockt PGE2-Synthese � Blutfluss und GFR sinken in der betroffenen Niere bei NAST.


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Furosemid-Belastung


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Furosemid-Belastung


Hufeisenniere, wobei der linke Anteil eine kompensierteHarntransportstörung aufweist (Abflussverzögerung links – siehe im Bild links, aber gutes Ansprechen auf Furosemid - siehe Bild oben).


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Captopril-Szintigraphie


• Sinn: Nachweis einer Nierenarterienstenose (NAST)

• Andere Verfahren:

•Doppler-Sonographie:Gefäßanatomie, Blutfluß-geschwindigkeit als Maß für Stenose- grad, kosten-günstig, weit verbreitet, stark Untersucher-abhängig

•MRT:Gefäßanatomie, nicht nephrotoxisch (auch bei Insuffizienz geeignet), teuer, Stent-Artefakte

• CT: Gefäßanatomie, keine Stent-Artefakte, KM potentiell nephro-toxisch

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Angiotensinogen:Aus Leber, zirkuliert im Plasma

Renin:Aus Niere (juxtaglomeru-lärer Apparat)

ACE:(Angiotensin Convertierendes Enzym)

Aus Epithelzellen der Lungengefäße

Aldosteron:Äußere Nebennieren-rinde(Rückresorption in den Sammelrohren)


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• 1 Stunde vor Untersuchungsbeginn Gabe eines ACE-Hemmers (25 - 50 mg Captopril) oral, sonst gleicher Untersuchungsablauf

• ACE-Hemmer hemmt das Angiotensin Convertierende Enzym und unterbricht die Kompensation

• Vergleich Nierenfunktionsszintigrafie ohne und mitCaptopril

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Bei einer NAST bewirkt Angiotensin II kompensatorisch eine Vasokonstriktion im Vas efferens → GFR wird aufrechterhalten

Durch ACE-Hemmer wird dieser Kompensationsmechanismus geblockt → GFR wird reduziert


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Bei einer NAST besteht normalerweise ein erhöhterDruck in den vasa efferentia (selektive Vaso-konstruktion durch Angiotensin II).

Durch ACE-Hemmergabe wird dieserKompensationsmechanismus geblockt

� Die betroffene Niere weist eine Verringerung derglomerulären Filtrationsrate (GFR) und verzögerteparenchymale Ausscheidung im Vergleich zumBasistest ohne ACE-Hemmer auf.

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Szintigraphie mit MAG3:• Erhaltener initialer Uptake• Verzögerte Exkretion mit positivem Kontrast

(Trapping) in der Spätphase

Szintigraphie mit DTPA:• Verminderter initialer Uptake bis hin zur komplett

aufgehobenen Konstrastierung• GFR im Seitenvergleich relevant vermindert• Verzögerte Kinetik (Darstellung des NBKS?)


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Nierenarterienstenose rechts mit verzögerter Traceraufnahme und intrarenaler Transitstörung.

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Captopril-Szintigraphie – Aufnahme ohne Captopril



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Captopril-Szintigraphie – Aufnahme mit Captopril


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KontaktUniversitätsmedizin Rostock

Klinik und Poliklinik für NuklearmedizinGetrudenplatz 1, 18057 Rostock

0381 494 9101

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