Durch die Kombination zweier bildgebender Verfahren können Bilder von deutlich höherer Qualität generiert werden. Die Fusion von Positronenemissionstomographie und Computertomographie (PET/CT) ist zum Standard in der Onkologie geworden. Doch auch noch andere Verfahren haben durchaus Zukunftspotenzial.

Von Mag. Michael Krassnitzer, MAS

Es ist ein bekanntes Problem der medizinischen Bildgebung: Keines der verschiedenen Verfahren ist fur alle Arten von Untersuchungen zu gebrauchen. Die Stärken der einen Methoden liegen eher im Abbilden anatomischer Strukturen, die Stärken der anderen eher beim Sichtbarmachen der Funktion von Gewebe und Organen. Mit der guten alten Röntgendiagnostik und der Computertomographie (CT) lassen sich zum Beispiel Fremdkörper und hartes Gewebe, insbesondere Knochen, gut abbilden. Für weiches Gewebe hingegen eignen sich die genannten Methoden weniger. Andere Verfahren wie Ultraschall, Positronenemissionstomographie (PET) oder Magnetresonanztomographie (MRT) hingegen liefern brillante und aussagekräftige Bilder von physiologischen Vorgangen, lassen aber bei festen Strukturen zu wünschen übrig. Einen Ausweg aus diesem Dilemma bietet die Hybridbildgebung („Hybrid Imaging“). Durch Kombination zweier Verfahren in einem Gerät ist es möglich, ganz Unterschiedliches auf einem Bild sichtbar zu machen. Dabei werden die aus den verschiedenen Verfahren gewonnenen Bilder übereinandergelegt. Morphologie und Funktion, Struktur und Stoffwechsel eines Körperteils oder Organs können auf diese Weise gemeinsam abgebildet werden.

Etablierte Verfahren

Die Fusion von Positronenemissionstomographie und Computertomographie (PET/CT) hat sich mittlerweile in der Klink etabliert. Während einer Session zum Thema Hybrid Imaging auf dem Europäischen Radiologie-Kongress (ECR) bezeichnete Prof. Dr. Thomas F. Hany, Leitender Arzt an der Klinik für Nuklearmedizin am Universitätsspital Zürich, dieses Verfahren als „radiologisch-nuklearmedizinisches Sandwich“. Dazu zeigte er ein ziemlich unappetitliches Foto eines zusammengeklappten Brötchens. Ein Scherz, der auf die sich gezwungenermaßen aus der Kombination von PET und CT ergebende und wohl nicht ganz friktionsfreie Zusammenarbeit von Radiologen und Nuklearmedizinern anspielt. „Man muss miteinander kooperieren“, betont Prof. Dr. Gerald Antoch, Leitender Oberarzt und stellvertretender Direktor am Institut fur Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie des Universitätsklinikums Essen. Denn die Schwierigkeiten beginnen schon damit, dass der Patient bei einer Thorax- oder Unterleibs-CT die Luft mit maximal gefüllter Lunge anhalten muss, während er bei einem entsprechenden PET bei entleerter Lunge eine Atempause einlegen soll. Auch ist der Radiologe gewohnt, dass Patienten beim CT die Arme nach oben ausstrecken, während es fur den Nuklearmediziner Usus ist, dass der Patient beim PET die Arme seitlich anlegt. Aber für die Auswertung der Bilder bedürfe es der speziellen Kompetenzen beider Fachbereiche, erklärt Antoch. Der Nuklearmediziner sei mit der Kinetik der Kontrastmittel und mit der funktionalen Bildgebung vertraut, habe aber nur eine begrenzte Erfahrung hinsichtlich komplexer Anatomie. Der Radiologe hinge gen sei mit der Anatomie vertraut, habe aber nur wenig Erfahrung mit Kontrastmitteln und deren Kinetik. „Es braucht Kompromissbereitschaft auf beiden Seiten, um ein optimales Hybridbild zu bekommen“, bekräftigt Antoch.

„Erfindung des Jahrzehnts“

Die Einfuhrung von PET/CT vor zehn Jahren gilt als echte Erfolgsstory. Für die Bildgebung bedeutete PET/CT eine revolutionare Neuerung. Das US-Nachrichtenmagazin „Time“ erklärte PET/CT zur „Erfindung des Jahrzehnts“. „In der Onkologie ist PET/CT in vielen Fallen die beste zur Verfügung stehende Möglichkeit“, bestätigt Antoch. Mit dem gängigen Kontrastmittel Fluorin-18 Fluordeoxyglukose (FDG) ist PET/CT erste Wahl bei nichtkleinzelligen Bronchialkarzinomen, Lymphomen, malignen Melanomen, Schilddrüsenkrebs, Brustkrebs, Darmkrebs und Magenkrebs sowie bei malignen Tumoren im Hals- und Kopfbereich. FDG kommt bei 90 Prozent der PET/CT-Untersuchungen zum Einsatz.

Bei neuroendokrinen Tumoren, Leberzellkarzinomen, Krebs im Bereich des Urothels und Prostatakarzinomen hingegen müssen andere Kontrastmittel verwendet werden. Auf diesem Gebiet tut sich einiges, laufend kommen neue Kontrastmittel auf den Markt. Mittlerweile gibt es rund 100 derartiger Substanzen, wie Dr. Stefano Fanti von der Abteilung für Nuklearmedizin der Universitätsklinik von Bologna (Italien) erläutert. Bei Prostatakrebs etwa kommt man mit FDG nicht weit, da bieten sich Carbon-11 oder F-18 Cholin an. Bei neuroendokrinen Tumoren wiederum lauten die Alternativen F-18 DOPA oder Ga-68 DOTA-NOC.

Neue Verfahren

Trotz der Überlegenheit gegenüber der herkömmlichen CT werde PET/CT die Computertomographie nicht ablösen, räumt Antoch ein. Gründe dafür seien die beschränkte Verfügbarkeit von PET/CT-Geräten – weltweit gibt es einige hundert Geräte in Kliniken und Spitälern –, die längere Dauer des Scans und die höheren Kosten. Außerdem sei PET/CT – ebenso wie CT – bei bestimmten Indikationen nicht die beste Option. „Wenn man beispielsweise die Tumorinvasion in angrenzendes Gewebe beurteilen möchte, ist MRT die bessere Wahl“, erklart der deutsche Nuklearmediziner. Neben PET/CT sind auch zwei weitere Hybridverfahren schon im Einsatz: Single-Photon-Emissionscomputertomographie und Computertomographie (SPECT/CT) sowie Positronenemissionstomographie und Magnetresonanztomographie (PET/MRT). Bei sehr spezifischen Anwendungen, etwa die Untersuchung von Läsionen in der weiblichen Brust, könnten in Zukunft auch die Fusion von Szintigraphie und Mammographie bzw. die Fusion von Röntgenstrahlung und Ultraschall Nutzen bringen, sagt Beyer. „Groses Potenzial“ sieht er in SPECT/MRT, also der Kombination von Single-Photon-Emissionscomputertomographie und Magnetresonanztomographie. „SPECT/CT ist ebenso wie PET/CT ein kommerzieller Erfolg“, erklärt Dr. Thomas Beyer, Geschaftsführer des in Zürich ansässigen Unternehmens CMI Experts und Mitentwickler des ersten PET/CT-Systems: Beide Verfahren wurden weltweit angewandt und für beide gebe es Evidenz, dass sie den jeweils einzeln angewandten Methoden überlegen seien. Für SPECT/CT sieht Beyer ein großes Entwicklungspotenzial. Die Zukunft werde neue Detektormaterialien (Cadmium zinc telluride, CZT), die Möglichkeit eines Ganzkorperscans und bildgestützte Dosimetrie bringen.

Heißes Thema PET/MRT

„PET/MR ist zurzeit eines der am meisten diskutierten Themen im Bereich von Nuklearmedizin und Radiologie“, erklärt Hany. Es gibt Stimmen, die PET/MRT prophezeien, dass es PET/CT ablösen werde. Tatsächlich bietet die Fusion von PET und MRT einige Vorteile gegenüber PET/CT: Weil bei der MRT keine ionisierende Strahlung zum Einsatz kommt, ist bei PET/MRT die Strahlenbelastung geringer. Auch ist MRT vielseitiger, die Anwendungsmöglichkeiten umfassen unter anderem auch die Magnetresonanzspektroskopie, mit der Metaboliten in vivo identifiziert und quantifiziert werden können. Andererseits dauern MRT-Untersuchungen wesentlich länger als CT-Untersuchungen. „Das Verfahren ist auch vom technologischen Standpunkt aus extrem herausfordernd“, fügt Beyer hinzu. Außerdem gebe es bislang keine Evidenz, dass PET/MR der getrennten Untersuchung mittels PET und MRT überlegen sei. „PET/MRT wird PET/CT definitiv nicht ablösen“, ist Beyer überzeugt. PET/CT werde während der nächsten zehn Jahre die dominante Rolle für Anwendungen in der klinischen Onkologie spielen. PET/MRT werde eher für ausgewählte Fälle reserviert sein, etwa für detaillierte Untersuchungen von Prostatakarzinomen oder in der pädiatrischen Onkologie. „Die Anwendungen im Bereich der Forschung werden bedeutender sein als die klinischen Anwendungen“ stellt Beyer klar: „Im präklinischen Bereich allerdings ist PET/MRT eine echte Konkurrenz für PET/CT.“

Quelle: Hybrid Imaging: The radiologic/nuclear sandwich, European Congress of Radiology, Wien 7.3.2010

- Computertomographie (CT): Eine Vielzahl aus verschiedenen Richtungen aufgenommene Röntgenaufnahmen werden zu einem dreidimensionalen Bild zusammengesetzt.

- Positronenemissionstomographie (PET): macht die Verteilung einer schwach radioaktiv markierten Substanz im Organismus sichtbar und bildet damit biochemische und physiologische Funktionen ab.

- Magnetresonanztomographie (MRT): basiert auf starken Magnetfeldern und elektromagnetischen Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, die bestimmte Atomkerne im Körper anregen.

- Single-Photon-Emissionscomputertomographie (SPECT): Basierend auf der Szintigraphie wird die Verteilung eines Radiopharmakons im Körper angezeigt

© MMA, CliniCum 6/2010