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Lungen- und Nierendiagnostik
Universitätsmedizin Rostock
Lunge: Anatomie
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Universitätsmedizin Rostock
64 Zeilen Mehrschicht – CT der Pulmonalarterien
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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
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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
Universitätsmedizin Rostock
• 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, …
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Lungendiagnostik:
Normalbefund Ventilation
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Lungendiagnostik:
Normalbefund Perfusion
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Lungenarterienembolie
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COPD
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Patient, 73 Jahre
Seit 3 Tagen
Dyspnoe
D-Dimere erhöht
Lungenarterienembolie
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Perfusion
Ausgeprägte Lungenarterienembolien bds.
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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
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• 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
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Ventilation und Perfusion in 8 Projektionen
52 jähriger Patient mit Bronchialkarzinom links zentral zur präoperativen Ventilations-/Perfusionsszintigraphie
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Ventilation Quantifizierung
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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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Nierenszintigraphie - Physiologie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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Nierenszintigraphie - Physiologie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Nierenszintigraphie - Radiopharmaka
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Nierenszintigraphie - Radiopharmaka
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Normalbefund Harnstauungsniere rechts
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Nierenfunktionsszintigraphie - Nephrogrammkurven
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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Nierenfunktionsszintigraphie - Nephrogrammkurven
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Berechnung der seitengetrennten
Funktionsanteile
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Nierenfunktionsszintigraphie - Nephrogrammkurven
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Nierenfunktionsszintigraphie - Nephrogrammkurven
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Nierenfunktionsszintigraphie - Nephrogrammkurven
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Zeit (Minuten)
cts
Normalbefund
Obstruktionkein Abfluss
Partielle ObstruktionAbflussbehinderung
Keine ObstruktionAbflussverzögerung
•• •
Furosemid
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Nierenfunktionsszintigraphie - Auswertung
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Normalbefund:
Seitengleiche Funktion
(beide Nieren etwa 50%).
Zeitgerechte Nephrogramm-
kurvenverläufe ohne Zeichen
der Abflussbehinderung.
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Nierenfunktionsszintigraphie - Auswertung
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Normalbefund:
Seitengleiche Perfusion
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Nierenfunktionsszintigraphie - Auswertung
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Normalbefund:
Zeitgerechter Transit
Seitengleiche Exkretion
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Nierenfunktionsszintigraphie - Auswertung
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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Nierenperfusionsszintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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)
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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)
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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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Statische Nierenszintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Quantitativ: Geometrisches Mittel
Links Rechts48 % 52%
(Norm: 45 – 55 %)
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Statische Nierenszintigraphie - Quantifizierung
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
„Schrumpfniere“ (Tc-99m-DSMA)
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Statische Nierenszintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Hufeisenniere (Tc-99m-DSMA)
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Statische Nierenszintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Beckenniere links (Tc-99m-DSMA)
R V L L D R
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Interventions-Nierenszintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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Furosemid-Belastung
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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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Captopril-Szintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Captopril-Szintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
• 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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Captopril-Szintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Captopril-Szintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Captopril-Szintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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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Captopril-Szintigraphie
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
Nierenarterienstenose rechts mit verzögerter Traceraufnahme und intrarenaler Transitstörung.
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Captopril-Szintigraphie – Aufnahme ohne Captopril
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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Captopril-Szintigraphie – Aufnahme mit Captopril
Nuklearmedizinische Nierendiagnostik
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KontaktUniversitätsmedizin Rostock
Klinik und Poliklinik für NuklearmedizinGetrudenplatz 1, 18057 Rostock
0381 494 9101
Herzlichen Dank!
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