TECHNOLOGIE EN TECHNIEKEN IN DE NUCLEAIRE GENEESKUNDE

TECHNOLOGIE EN TECHNIEKEN IN DE NUCLEAIRE GENEESKUNDE

Prof. dr. K. Goffin

Afdeling Nucleaire Geneeskunde UZ Leuven - KU Leuven Herestraat 49, 3000 Leuven 016/343715

[email protected]

September 2012

INHOUD

INHOUD 1

2

Basisprincipes, radiofarmaca, meetapparatuur ................................................................................ 5 1.1

Basisprincipe ........................................................................................................................... 5

1.2

Radiofarmaca........................................................................................................................... 5

1.3

Meetapparatuur ........................................................................................................................ 6

Skelet ............................................................................................................................................... 9 2.1

Anatomie en fysiologie ........................................................................................................... 9

2.2

Principe van skeletscintigrafie ............................................................................................... 10

2.3

Methodologie......................................................................................................................... 12

2.3.1

Statisch skeletonderzoek ............................................................................................... 12

2.3.2

Drie fazen onderzoek..................................................................................................... 12

2.3.3

SPECT en SPECT/CT ................................................................................................... 12

2.4

3

4

Indicaties voor botscan .......................................................................................................... 14

2.4.1

Niet-oncologische toepassingen .................................................................................... 14

2.4.2

Neoplastische aandoeningen ......................................................................................... 21

Hersenen ........................................................................................................................................ 24 3.1

Anatomie en fysiologie ......................................................................................................... 24

3.2

Tracers: perfusie en metabolisme .......................................................................................... 24

3.3

Klinische indicaties ............................................................................................................... 25

3.3.1

Dementie ....................................................................................................................... 25

3.3.2

Epilepsie ........................................................................................................................ 27

3.3.3

Bewegingsstoornissen ................................................................................................... 28

3.3.4

Hersentumoren .............................................................................................................. 29

Hart ................................................................................................................................................ 31 4.1

Anatomie en fysiologie ......................................................................................................... 31

4.2

Meting van myocardperfusie ................................................................................................. 31

4.2.1

Indicaties ....................................................................................................................... 31

4.2.2

Tracers ........................................................................................................................... 32

INHOUD 4.2.3 4.3

6

Indicaties ....................................................................................................................... 35

4.3.2

Technieken .................................................................................................................... 35

Myocardviabiliteit ................................................................................................................. 37

Longen ........................................................................................................................................... 39 5.1

Anatomie en fysiologie ......................................................................................................... 39

5.2

Perfusiescintigrafie van de longen......................................................................................... 39

5.3

Ventilatiescintigrafie van de longen ...................................................................................... 40

5.3.1

Radioactieve gassen....................................................................................................... 40

5.3.2

Gemerkte partikels (aerosols, technegas) ...................................................................... 41

5.4

Gecombineerde ventilatie-perfusiescintigrafie ...................................................................... 41

5.5

Meting van mucociliair transport .......................................................................................... 43

Endocrinologie .............................................................................................................................. 44 6.1

Schildklier ............................................................................................................................. 44

6.1.1

Anatomie en fysiologie.................................................................................................. 44

6.1.2

Schildklierscintigrafie.................................................................................................... 45

6.1.3

Klinische indicaties ....................................................................................................... 46

6.1.4

Radionuclidentherapie ................................................................................................... 48

6.2

Bijschildklieren ..................................................................................................................... 50

6.2.1

Anatomie en fysiologie.................................................................................................. 50

6.2.2

Bijschildklierscintigrafie ............................................................................................... 51

6.3 7

Radionuclidenangiografie; ventriculografie .......................................................................... 35

4.3.1

4.4 5

Acquisitie en protocol.................................................................................................... 33

Bijniermerg............................................................................................................................ 51

Nieren en urinewegen .................................................................................................................... 52 7.1

Anatomie en fysiologie ......................................................................................................... 52

7.2

Tracers ................................................................................................................................... 52

7.3

Statisch nieronderzoek: DMSA-scan .................................................................................... 53

7.4

Dynamisch nieronderzoek: EC/MAG3-scan ......................................................................... 54

7.5

Renografie na niertransplantatie ............................................................................................ 55

3

INHOUD 7.6 8

9

Spijsverteringsstelsel ..................................................................................................................... 57 8.1

Studie van de maagontlediging ............................................................................................. 57

8.2

Opsporen van bloedingen in de maagdarmtractus ................................................................. 58

8.3

Meckel-scintigrafie ................................................................................................................ 58

8.4

Hepatobiliaire scintigrafie ..................................................................................................... 58

Tumoren ........................................................................................................................................ 60 9.1

FDG PET/CT ......................................................................................................................... 60

9.1.1

Principe.......................................................................................................................... 60

9.1.2

Algemene indicaties voor FDG PET ............................................................................. 61

9.2

Sentinel-node scintigrafie ...................................................................................................... 63

9.3

Nieuwe tracers in oncologie: voorbeelden uit de kliniek ...................................................... 64

9.3.1

11

9.3.2

68

10

11

Meting van GFR in vivo ........................................................................................................ 56

C-choline ..................................................................................................................... 64 Ga-DOTATOC/DOTATATE ..................................................................................... 64

Radionuclidentherapie ............................................................................................................... 66 10.1

Behandeling van hyperthyreoïdie en schildkliercarcinoom .................................................. 66

10.2

Pijnbestrijding bij botmetastasen ........................................................................................... 66

10.3

Therapie met gelabelde peptiden ........................................................................................... 66 Dosimetrie en radioprotectie ..................................................................................................... 68

Literatuur ............................................................................................................................................... 69

4

HOOFDSTUK 1: INLEIDING

1

BASISPRINCIPES, RADIOFARMACA, MEETAPPARATUUR

1.1 Basisprincipe Het basisprincipe van de nucleaire geneeskunde is het zogenaamde “tracerprincipe”. Het is de bedoeling met zeer kleine hoeveelheden (“tracers”) de functie van organen te meten in normale en pathofysiologische omstandigheden en voor bepaalde indicaties “metabole therapieën” in te stellen. Opdat deze stoffen uitwendig zouden kunnen worden gedetecteerd, zijn ze voorzien van een radioactief label. Deze “radiofarmaca” worden in principe aangepast aan de fysiologische functie die men wil meten. In de praktijk blijkt een 100% specifieke opname in een orgaan nooit mogelijk en worden de meeste radiofarmaca uitgescheiden via de nieren en/of het maag-darmstelsel. De drijfveer om het tracerprincipe toe te passen, is het feit dat ziekteprocessen ontstaan op genetisch, moleculair of cellulair vlak alvorens er anatomische veranderingen ontstaan die beter aangetoond worden door klassieke, radiologische beeldvorming (conventionele radiologie, CT scan, MRI, echografie, …). Het is dus belangrijk van bij de start in te zien dat men een radioactiviteitsverdeling meet in het lichaam die een weergave is van de opname van radiofarmaca die men zo doelgericht mogelijk kiest in functie van de te bestuderen afwijking. Men meet de functie en niet de vorm van organen.

1.2 Radiofarmaca De uitgezonden straling van de meeste radiofarmaca zijn gamma stralen die ontstaan in de kernen van onstabiele isotopen in tegenstelling tot laag energetische X stralen die gebruikt worden in de radiologie. In 15 à 20% van de indicaties gebruikt men positron emissie tomografie (PET) tracers die positronen uitstralen, positief geladen deeltjes met ongeveer dezelfde massa als een elektron die met een elektron “annihileren” (in het niets verdwijnen) waarbij 2 stralen van 511 KeV vrijkomen. De meest gebruikte gammastraler is het zogenaamde “Technetium-99m” met een half leven van 6 uur (half leven is de tijd die nodig is om de radioactiviteit op de helft te laten terugvallen). De stralingsenergie van Technetium is 140 KeV wat enerzijds hoog genoeg is om het lichaam te verlaten en anderzijds niet te hoog zodat de straling door het meettoestel kan gestopt worden. Technetium is in het laboratorium aanwezig onder de vorm van een generator (“Molybdenum-Technetium generator”) die telkens gedurende ongeveer 1 week kan gebruikt worden. Door middel van een vacuüm flesje kan op regelmatige tijdstippen een hoeveelheid Technetium uit de generator geëlueerd worden. Deze 5

HOOFDSTUK 1: INLEIDING Technetium oplossing kan vervolgens door een “radiofarmacoloog” gebruikt worden om verschillende radiofarmaca aan te maken in functie van de te onderzoeken patiënten. Hierbij worden naar analogie met gewone farmaca hoge eisen gesteld aan de kwaliteit van de radiofarmaca. De meest gebruikte positronemitter is Fluor-18 met een half leven van net geen 2 uur. 18F wordt ingebouwd in meerdere radiofarmaca, waaronder FDG (fluoro-deoxyglucose, zie verder). Daarnaast worden ook zuurstof-15 (15O, T1/2 = 2 min), stikstof-13 (13N, T1/2 = 10 min), koolstof-11 (11C; T1/2 = 20 min) gebruikt. Het half leven van deze PET tracers is beduidend lager dan dat van de conventionele tracers zodat de meeste PET-liganden ter plaatse dienen te worden aangemaakt in een cyclotron. Een groot voordeel van deze tracers is dat ze aanleiding geven tot “fysiologische merking” dwz de eigenschappen van het gemerkte substraat worden door de merking niet wezenlijk veranderd (eg 15OH2O is biologisch gelijk aan natuurlijk H2O). Gebaseerd op fysiologische kinetische modellen en mits meting van de inputfunctie en opstapeling van een PET tracer kunnen met deze techniek de absolute waarden van sommige parameters berekend worden. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk het suikerverbruik van een bepaald weefsel te gaan uitdrukken in mg/min/100 gram weefsel. Naast deze gamma- of PET stralers worden eveneens ß- stralers (elektronen) gebruikt voor specifieke therapeutische indicaties waarbij de uitgezonden elektronen zeer lokaal de weefsels (goed- of kwaadaardig) beschadigen (e.g. hyperfunctie van de schildklier, behandeling van schildkliercarcinomen, …). De uitgeteste radiofarmaca worden aan de patiënten meestal intraveneus (soms oraal of via de luchtwegen) toegediend en blijven dus in het lichaam aanwezig tot de radioactiviteit fysiek is vervallen of fysiologisch is geëlimineerd. De patiënt is dus radioactief eveneens buiten de onderzoekstijd en de instructie om veel te drinken is aangewezen.

1.3 Meetapparatuur Voor de detectie van de uitgezonden gamma stralen gebruikt men een “gamma camera” die soms naar zijn uitvinder “Anger” camera wordt genoemd. De gamma straling wordt in alle richtingen vanuit het lichaam van de patiënten uitgezonden. Alleen de stralen die loodrecht op de gamma camera invallen gaan door het eerste deel van het toestel namelijk de collimator, een loden plaat doorboord met gaatjes. De invallende straling wordt omgezet in lichtflitsjes via een scintillatiekristal (NaI). De lichtflitsen worden via fotomultiplicatoren (PMTs) omgezet in elektrische signalen die naar een computer worden gestuurd. Met dit principe wordt slechts een beperkt deel van de uitgezonden stralen gebruikt voor beeldvorming gezien de beperkte oppervlakte van de gamma camera. Voor deze reden werden 2 kops (evt 3 kops) gamma camera’s op de markt gebracht. Een beeld opgenomen met een gamma camera noemt men een “scintigrafie” of “nucleaire scan”. 6

HOOFDSTUK 1: INLEIDING Er kunnen verschillende soorten beelden opgenomen worden: 

Een planaire scan waarbij een deel van het lichaam door de camera wordt opgenomen.



Een whole body scan waarbij de ganse patiënt langs de camera wordt geschoven.



Een tomografische scan waarbij de camera in verschillende stappen rond de patiënt draait.

Deze laatste scan noemt men een SPECT scan (single photon emission computed tomography). De termen ‘Single photon’ dienen om onderscheid te maken met de 2 fotonen die uitgezonden worden bij PET tracers. Voor de detectie van PET tracers wordt een PET camera gebruikt die bestaat uit een ring met kristallen die telkens de 2 uitgezonden stralen detecteren “in coïncidentie”. Via gesofisticeerde reconstructie software worden tomografisch dwarsdoorsneden berekend uitgaande van de projecties opgenomen door de PET of gamma camera. PET camera’s hebben een betere resolutie dan SPECT camera’s.

Bij opnames van beelden kan men dit statisch doen of dynamisch (opname van verschillende beelden achter elkaar in dezelfde positie). Tevens is het mogelijk “getriggerde” beelden op te nemen waarbij de camera gestuurd wordt door het EKG van de patiënt zodat gedurende verschillende hartslagen telkens opnieuw een dynamische sessie van opnamen per hartcyclus kan opgenomen worden.

Na de opname van de beelden en de evt reconstructie igv SPECT of PET is het door de digitalisatie mogelijk de scans verder te verwerken. Er kunnen delen van de scans afgezonderd worden in een ROI (region of interest), tijdsactiviteitscurven bepaald worden om kwantitatieve functionele data af te leiden, …

Gebaseerd op het tracerprincipe en de aangehaalde meetapparatuur kunnen voor de meeste organen een/of meerdere functies worden bestudeerd. De voornaamste toepassingen zullen in volgende hoofdstukken worden bestudeerd in het domein van cardiologie, pneumologie, skelet, endocrinologie, neuropsychiatrie, oncologie, nefrologie, metabole therapie, dosimetrie en radioprotectie.

In feite is de functionele informatie van de nucleaire geneeskunde complementair aan de meer anatomische informatie van radiologische beeldvorming (CTscan, MRIscan,..).Het is uiteraard nuttig de informatie van beide technieken te vergelijken:in principe kan met dit louter visueel doen of door het gebruik van gesofisticeerde fusie software. Sinds enkele jaren zijn toestellen voor multimodale 7

HOOFDSTUK 1: INLEIDING beeldvorming op de markt: PET onderzoeken kunnen enkel nog uitgevoerd worden door middel van een PET-CT scanner waarbij beide toestellen in een geheel worden gekoppeld. Recent wordt er ook succesvol gebruikgemaakt van gecombineerde SPECT-CT scanners. De mogelijkheden van een PETMRI worden wetenschappelijk onderzocht.

8

HOOFDSTUK 2: SKELET

2

SKELET

2.1 Anatomie en fysiologie Het inerte uiterlijk en het hoge gehalte aan anorganische bestanddelen leidden in het verleden tot de onjuiste veronderstelling dat bot, zeker bij volwassenen, statisch is. Dit is echter geenszins het geval. Voortdurend vindt in levend botweefsel een langzaam, maar continu renovatieproces plaats. Macroscopisch houden bij gezonde volwassenen afbraak en opbouw elkaar in evenwicht. Ziekte of invloeden van buitenaf kunnen ertoe leiden dat de op microscopische schaal optredende afbraak- en opbouwprocessen met verschillende snelheid gaan verlopen, waardoor de veranderingen in het bot ook macroscopisch zichtbaar worden. Botweefsel is opgebouwd uit verschillende celsoorten (osteocyten, osteoclasten en osteoblasten), ingebed in botmatrix of osteoïdweefsel. Osteocyten zijn in feite vroegere osteoblasten, die geheel omgeven zijn geraakt door uitgerijpt botweefsel. Osteocyten hebben lange uitlopers, waarmee ze in verbinding staan met andere osteocyten. Osteocyten spelen ook een rol bij de homeostase van het calciumgehalte in het bloed door het veroorzaken van lokale osteolyse onder invloed van het bijschildklierhormoon (PTH). Botresorptie treedt verder voornamelijk op door de activiteit van de osteoclasten; botaanmaak wordt verzorgd door osteoblasten. In gezond weefsel houden de osteoblastische en de osteoclastische processen elkaar in evenwicht, zodat er een voortdurende vernieuwing van het botweefsel plaatsvindt. Onder invloed van prikkels (zoals hormonen en druk) kunnen de botcellen elkaars functie overnemen en wordt het ombouwproces in gang gezet. De botmatrix, bestaande uit met mucopolysachariden bedekte collageenvezels, wordt gevormd door de osteoblasten die zich als een zoom aan het botoppervlak bevinden, voornamelijk op die plaatsen waar groei plaatsvindt. Collageen is het meest voorkomende eiwit in het menselijk lichaam en wordt onder andere aangetroffen in huid en in gewrichtsbanden en pezen, maar voornamelijk in de organische matrix van het bot. Het collageen heeft een vezelstructuur. Door de bijzondere vorm en rangschikking van de collageenvezels bezit botweefsel een grote trek- en buigsterkte. Op de met mucopolysachariden bedekte collageenvezels wordt circa 10 dagen na de vorming spontaan het anorganische materiaal (eerst calcium en later fosfaat) gedeponeerd, waaraan het bot zijn hardheid ontleent. Het botmineraal bestaat voornamelijk uit calciumfosfaat dat in vele varianten voorkomt en deels gelijkenis vertoont met het kristallijne hydroxyapatiet (een verbinding die bestaat uit calcium-, fosfaaten hydroxylionen). Een hydroxyapatietkristal in ontwikkeling vormt een losse, nog sterk onregelmatige ionogene structuur met relatief veel kristalwater. Dit jonge hydroxyapatiet met zijn

9

HOOFDSTUK 2: SKELET positieve (calcium) en negatieve (fosfaat) elektrische ladingen heeft een sterk adsorberend vermogen voor allerlei ionen (bijvoorbeeld citraat, lactaat, fosfaat, difosfonaat, magnesium, calcium, strontium) en staat in nauw contact met de extracellulaire vloeistof. Dit bindingsvermogen van jong hydroxyapatiet speelt een belangrijke rol bij de interactie van het skeletzoekend radiofarmacon met botweefsel.

2.2 Principe van skeletscintigrafie Na toediening van het 99mTc-fosfonaatcomplex in de bloedbaan wordt dit voor 20-30% min of meer stabiel gebonden aan serumeiwitten. Een deel van het vrije complex wordt in de urine uitgescheiden (40% na 4 uur) of passeert de vaatwand en verzamelt zich in de extracellulaire vloeistof, alwaar het in contact komt met het botoppervlak. Hierdoor neemt de concentratie van het vrije complex in de bloedbaan af en wordt meer eiwitgebonden complex gedissocieerd, zodat opnieuw vrij complex het botweefsel kan bereiken. Eenmaal aangekomen in dit compartiment zal het – onder andere ten gevolge van de sterke verdunning – snel ontbinden. Het fosfonaat (als een fosfaatanalogon) adsorbeert vervolgens aan het jonge hydroxyapatiet terwijl 99mTc, als 99mTcO2, of 99mTc(OH)4, waarschijnlijk ook bindt aan het jonge hydroxyapatiet, maar gescheiden van het difosfonaat. Het is ook mogelijk dat het vrijgekomen technetium bindt aan collegeenvezels. Het fosfonaat dient dus alleen als drager (carrier) voor 99mTc. Omdat technetium voornamelijk bindt op plaatsen met veel jong botmineraal, dat onder invloed van osteoblasten is gevormd, is de technetiumstapeling in het skelet een maat voor de lokale osteoblastenactiviteit. Daarnaast speelt natuurlijk ook de lokale perfusie een belangrijke rol. Bij lokaal verminderde of afwezige perfusie zal de botopname bij skeletscintigrafie ter plaatse verlaagd of afwezig zijn. Bij verhoogde perfusie kan dit fenomeen alleen al een verhoogde botopname veroorzaken.

Bij de beoordeling van het skelet scintigram bestudeert men de verdeling van de radioactiviteit in het skelet. Kennis van de variaties in de verdeling van radioactiviteit die een normaal scintigram kan vertonen, is van belang voor een juiste beoordeling. Skeletscintigrafie is een zeer gevoelig onderzoek waarmee in een vroeg stadium skeletafwijkingen aangetoond kunnen worden, maar het is helaas aspecifiek. Allerlei skeletaandoeningen, zoals oude fracturen, spondylotische haken aan de wervelkolom, groeizones, weke delen aandoeningen (bloedingen, myositis ossificans) kunnen een verhoogde opname vertonen. Door het botscintigram te beoordelen in samenhang met de klinische gegevens, laboratoriumuitslagen en de eventuele röntgenbevindingen, wordt het nadeel van de aspecificiteit grotendeels ondervangen.

10

HOOFDSTUK 2: SKELET Ook de het toenemend gebruik van hybride beeldvorming o.v.v. SPECT/CT verhoogt de specificiteit van de botscan in belangrijke mate. Bij een normaal skeletscintigram is er een gelijkmatige symmetrische verdeling van de radioactiviteit. De extremiteiten stapelen minder radioactiviteit dan het axiale skelet. Bij kinderen en jonge volwassenen is er een verhoogde stapeling ter hoogte van de epifysairlijnen (groeischijven).

In geval van ziekte worden op de plaats van de afwijking osteoblasten geactiveerd waardoor osteoïdvorming optreedt, gevolgd door depositie van hydroxyapatiet; er onstaat zogenoemd “reactief bot”. Dit proces vindt in beginsel ook plaats bij osteolytische processen, alleen domineert dan de botafbraak. Een verhoging van osteoblastenactiviteit leidt tot verhoging van 99mTc-opname bij skeletscintigrafie. De oorzaak van verhoging van osteoblastenactiviteit kan velerlei zijn: een pathologisch proces, herstelactiviteit, maar ook normale groeiactiviteit.

Het hangt van het stadium of de aard van het ziekteproces af welke afwijkingen worden waargenomen. I

De aantasting van het skelet is zo gering dat op een röntgenfoto geen opheldering of

verdichting wordt waargenomen. De röntgenfoto toont pas afwijkingen wanneer er plaatselijk 30-50% van het minerale bot is verdwenen. Dient men in dit stadium een radiofarmacon toe, dan wordt dit in het zieke weefsel opgenomen en zichtbaar op het scintigram. II

Wanneer in een later stadium van de ziekte de skeletafwijkingen zijn toegenomen, zullen

zowel op de röntgenfoto als op het scintigram afwijkingen worden waargenomen. III

Het derde stadium vertegenwoordigt de toestand na herstel van de skeletafwijking. De

röntgenfoto geeft de afwijking weer als een sclerotische verdichting. Op het scintigram echter is de afwijking niet meer aantoonbaar; de verdeling van het radiofarmacon is normaal.

Samenvattend kan met stellen dat het scintigram de vroege, cellulaire reactie van het skelet op een proces weergeeft.

11

HOOFDSTUK 2: SKELET

2.3 Methodologie 2.3.1 Statisch skeletonderzoek Aan volwassenen wordt een dosis van 740 MBq 99mTc-difosfonaat intraveneus toegediend. Kinderen krijgen aangepaste lagere doseringen. Minimaal twee uur na de injectie wordt een skeletscintigram vervaardigd ter beoordeling van de interactie van het radiofarmacon met het skelet. Een goede hydratietoestand is van belang voor de beeldkwaliteit en patiënten wordt gevraagd om tussen injectie van radiofarmacon en scintigrafie ruim te drinken. Vlak voor het maken van de opnamen moet de patiënt goed plassen. Scintigrafie van het gehele skelet omvat ten minste een ventrale en een dorsale opname. Op indicatie worden aanvullende detailopnamen genomen.

2.3.2 Drie fazen onderzoek Om een onderscheid te maken tussen botafwijkingen en weke-delen-afwijkingen kan een drie fazen onderzoek uitgevoerd worden. Hierbij wordt de intraveneuze injectie gegeven nadat de patiënt zodanig onder de gammacamera gepositioneerd is dat men de passage van het radiofarmacon in het gedeelte van het lichaam dat men wil onderzoeken, kan bestuderen. Direct na de injectie wordt een serie opnamen (2-5 seconden per opname gedurende 2 minuten) gemaakt, waarop de passage van de radioactieve bolus door de grote vaten zichtbaar wordt (perfusiefase). Aansluitend aan de seriescintigrafie wordt opnieuw (tussen 2 en 6 minuten post injectie gedurende 2 minuten) een opname van het te onderzoeken lichaamsdeel gemaakt, ter beoordeling van eventueel verhoogde diffusie van het radiofarmacon vanuit de circulatie naar de interstitiële ruimte. Deze fase wordt algemeen bloodpoolfase of weke-delen-fase genoemd. Twee tot vier uur later wordt het statisch botscintigram vervaardigd.

2.3.3 SPECT en SPECT/CT In tegenstelling tot de planaire skeletscintigrafie is het met SPECT onderzoek mogelijk afwijkingen af te beelden met minder storing van omringende activiteit. De beeldvorming bij toepassing van SPECT wordt verbeterd door een toename van het contrast tussen gebieden met hoge activiteit en gebieden met lage activiteit. Dit geldt vooral in die gevallen waar een “koude” afwijking worden omgeven door een relatief grote massa normaal weefsel. SPECT/CT wordt meer en meer gebruikt en betekent een duidelijke meerwaarde: met een lage dosis CT kunnen de letsels beter gelokaliseerd worden en dit zowel in het axiale skelet als thv handen en voeten. Daarenboven kan mbv CT gecorrigeerd worden voor attenuatie. Bij hogere dosis CT kan 12

HOOFDSTUK 2: SKELET gelijktijdig met de SPECT een “lege artis” CT onderzoek uitgevoerd en door de radioloog geanalyseerd worden. Voor de patiënt heeft dit buiten een meer adequaat onderzoek het voordeel dat hij beide onderzoeken op hetzelfde ogenblik kan ondergaan. Indicaties voor SPECT en bij voorkeur SPECT/CT: 

Onderzoek van de wervelkolom.



Onderzoek van het heupgewricht en de heupkop.



Onderzoek van de knieën.



Onderzoek van het kaakgewricht.



Botafwijkingen die op het planaire scintigram niet goed kunnen worden gelokaliseerd of afgegrensd



In oncologische setting: botafwijkingen die op het planaire scintigram verdacht zijn voor maligniteit (botmetastase) dmv SPECT/CT, eventueel met hoge dosis CT



Onderzoek van handen en voeten dmv SPECT/CT

Figuur 2.1 Normale botscan

13

HOOFDSTUK 2: SKELET

2.4 Indicaties voor botscan 2.4.1 Niet-oncologische toepassingen 2.4.1.1 Trauma De laatste jaren is de belangstelling voor de botscintigrafie bij skelettraumata na sportletsels sterk toegenomen. Soms wordt met het routine-röntgenonderzoek namelijk geen afwijking ontdekt, maar met skeletscintigrafie wel. Ongeveer 24 uur na een ongeval wordt de breuk in het skelet als een lokaal verhoogde vascularisatie en lokaal verhoogde opname van de radioactiviteit afgebeeld; dit kan jarenlang zichtbaar blijven. Skeletscintigrafie wordt onder andere toegepast bij verdenking op een groenhoutfractuur bij kinderen of bij een trauma van de pols waarbij een handwortelbeentje gebroken kan zijn. Deze afwijking wordt soms geheel niet of pas veel later op de röntgenfoto zichtbaar. Het skeletscintigram toont ter plaatse van de breuk een duidelijke toename van activiteit, zowel in de vasculaire als in de stapelingsfase.

2.4.1.1.1 Stressfracturen en periostletsels Deze afwijkingen ontstaan door herhaalde overbelasting van het skelet. De afwijkingen worden binnen 48 uur op het skeletscintigram zichtbaar, maar soms pas na weken op de röntgenfoto. De afwijking komt voor bij en bij atleten met een voor het skelet belastend trainingsregime (o.a. ‘startto-run’). Vroeger werden dergelijke letsels ook frequent vastgesteld bij militairen, waarbij de afwijkingen in de middelvoetsbeentjes of onderbenen ontstaan (marsfracturen). Een bijzondere vorm van traumatische beschadiging door overbelasting van het skelet is het ‘shin splint syndrome’. Dit is pijn ter hoogte van het achterste en mediale gedeelte van het scheenbeen, ten gevolge van spiertractie aan het beenvlies (periost) en komt typische voor bij lopers. Alle fasen van het trifasische skeletscintigram zijn in dat geval positief.

14

HOOFDSTUK 2: SKELET

Figuur 2.2 Fractuur van rechter femurhals op SPECT/CT

2.4.1.1.2 Pathologische fractuurgenezing Bij een vertraagde fractuurgenezing kan de skeletscintigrafie een waardevolle bijdrage leveren. Door allerlei oorzaken (doorbloedingsstoornissen, infecties, onvoldoende fixatie enzovoort) kan een vertraagde fractuurgenezing (consolidatie) optreden. Uiteindelijk vormt zich een pseudogewricht (pseudo-artrose).

2.4.1.2 Gewrichtslijden 2.4.1.2.1 Synovitis en artritis Een gewricht is opgebouwd uit weke delen, bestaande uit kapsels versterkt door banden die aan de binnenzijde zijn bekleed met gewrichtsslijmvlies (synovia) alsmede het gewricht in engere zin: het kraakbeen met het hier onderliggend skelet (subchondraal bot). Ontstoken weefsel vertoont een verhoogde doorbloeding (hyperemie). Hyperemie van de synovia veroorzaakt een toegenomen vascularisatie in de weke delen, alsmede in het subchondrale skelet van het gewricht. Voor de diagnose van synovitis wordt de voorkeur gegeven aan trifasische botscintigrafie. Bij synovitis zonder artritis zal vooral de activiteit in de synovia in de eerste en tweede fase verhoogd zijn. De activiteit in het subchondrale bot (derde fase) zal minder verhoogd zijn. Voor de diagnostiek van gewrichtsontstekingen maakt met eveneens gebruik van een trifasisch skeletonderzoek. In de eerste en tweede fase van het onderzoek is het gewricht onder normale omstandigheden veel minder actief dan in de aangrenzende weke-delen-massa. Dit is ook het geval bij

15

HOOFDSTUK 2: SKELET artrose zonder synovitis. Bij acute ontsteking echter, zullen de eerste twee fasen wel positief zijn als gevolg van de hyperemie. Dit is ook aan de aangedane gewrichten te zien: bij acute artritis zijn ze dik, rood, pijnlijk en warm. Dit geldt in veel mindere mate bij een chronische artritis. In de derde fase, het statisch scintigram, ziet men bij gewrichtsontstekingen vooral een toegenomen activiteit in het subchondrale bot. Een niet-afwijkend trifasisch skeletonderzoek van een gewricht sluit een ontsteking vrijwel zeker uit. Ontsteking van de gewrichten (artritis) komt onder andere voor op basis van infectie (septische artritis) of auto-immuunreacties (bijvoorbeeld reumatoïde artritis en nietseptische sacroilitis).

2.4.1.2.2 Artrose Artrose is een degeneratieve gewrichtsziekte, meestal voorkomend bij oudere mensen. Bij jonge mensen is het een gevolg van een trauma van het gewricht of van een aanlegstoornis (bijvoorbeeld heupdysplasie). Het wordt gekarakteriseerd door een destructie van het gewrichtskraakbeen met subchondrale botombouw met intensieve sclerosering, subchondrale cystevorming en ontwikkeling van haken aan de gewrichtsranden. Ook kan er verdikking ontstaan van het gewrichtskapsel met soms een milde synovitis. Scintigrafisch worden deze afwijkingen dagelijks waargenomen bij ouder wordende patiënten en kunnen als fout-positieve bevindingen worden geïnterpreteerd in een oncologische setting. Het betreft vooral afwijkingen aan de grotere gewrichten. Bij afwezigheid van synovitis worden er focale afwijkingen rond de betreffende gewrichten gezien. Bij synovitis zijn de afwijkingen meer diffuus. De betekenis van de botscintigrafie bij de artrose is de evaluatie van de activiteit van het degeneratieve proces en de uitbreiding ervan, vooral wanneer chirurgie wordt overwogen (knie- en heupprothese).

2.4.1.2.3 Algoneurodystrofie Sympathische zenuwvezels vergezellen de arteriën naar het bot en regelen de wijdte van het capillaire vaatbed. Dierproeven hebben aangetoond dat onder normale omstandigheden slechts een derde van de capillairen is geopend. Bij uitschakeling van het sympathische zenuwstelsel wordt de doorbloeding van skelet sterk beïnvloed. Algoneurodystrofie, ook wel schouder-handsyndroom of Südeck dystrofie geheten, gaat gepaard met hevige pijn, zwelling en functiebeperking. Het beeld lijkt op een beginnen polyartritis. Het meerfasenskeletscintigram toont in het eerste klinische stadium een toegenomen doorbloeding en weke-delen-activiteit in het gehele zieke lichaamsdeel, terwijl het statisch scintigram typisch sterk

16

HOOFDSTUK 2: SKELET verhoogde botombouw toont ter plaatse van de gewrichten, vooral distaal. In latere ziektestadia verdwijnen de afwijkingen – eerst in de weke-delen-fase – later ook in de statische fase.

Figuur 2.3 Algoneurodystrofie van de linker hand.

2.4.1.3 Lage rugpijn SPECT/CT is het onderzoek bij uitstek in het geval van onverklaarbare rugpijn. Het speelt een rol bij de lokalisatie van de letsels, skeletaal vs weke weefsels. De traceropname thv het bot is een mate voor de intensiteit van het ziekteproces. SPECT/CT kan de etiologische verklaring ondersteunen eg spondylolysis, actieve facetarthrose, indeukingsfracturen, sacro-illiitis, infectie, tumorale pathologie.

Figuur 2.4 Degeneratief dekplaatlijden in de lumbale wervelkolom op SPECT/CT

17

HOOFDSTUK 2: SKELET 2.4.1.4 Vasculaire pathologie 2.4.1.4.1 Avasculaire botnecrose Onder avasculaire necrose verstaat men het afsterven van een gedeelte van het bot als gevolg van een gestoorde bloedvoorziening. De meest voorkomende vorm is de idiopathische osteonecrose. Een bekend voorbeeld hiervan is de ziekte van Legg-Calvé-Perthes. Dit is een osteonecrose van een of beide heupkoppen bij kinderen die zich kan uitbreiden tot aan de epifysaire groeischijf en in de proximale femurmetafyse. Bovendien kunnen ook afwijkingen ontstaan in het acetabulum. Deze afwijkingen, die zich manifesteren als wigvormige activiteitsverminderingen, kunnen fraai afgebeeld worden op detailopnamen van de heupen met een pinhole-collimator (groot oplossend vermogen) of met SPECT. Omdat de botscintigrafie voor het aantonen van deze ziekte veel gevoeliger is dan het routine-röntgenonderzoek en meestal ook eerder afwijkingen laat zien, leent deze zich goed voor onderzoek van kinderen met een functiestoornis van de heup of heupen.

Figuur 2.5 Legg-Calvé-Perthes van linker heupkop (Pinhole opname)

Van andere vormen van idiopathische avasculaire necrose is de veel voorkomende osteochondritis dissecans, een focale ronde necrose in een femurcondyl dicht onder het gewrichtsvlak. Bij alle vormen van idiopathische osteonecrose toont het trifasisch skeletonderzoek in het beginstadium in alle fasen een verminderde activiteit; in een latere fase van de ziekte, wanneer door revascularisatie de botombouw van het skelet deels is hersteld, toont het meerfasenscintigram een toegenomen vascularisatie en een hot spot. Het komt vaak voor dat de patiënt pas klachten krijgt wanneer het herstel al is begonnen. Dan wordt bij het trifasisch scintigram verhoogde activiteit waargenomen.

18

HOOFDSTUK 2: SKELET Avasculaire botnecrose kan eveneens optreden na een trauma.

2.4.1.4.2 Botnecrose na bestraling Dit is een necrose door radiotherapie veroorzaakt in skeletdelen die in het bestralingsveld hebben gelegen. Op skeletscintigrammen van patiënten die geopereerd zijn voor een mammacarcinoom en die daarna aanvullend radiotherapie hebben ondergaan, ziet men in het bestralingsveld verminderde stapeling van activiteit. Het bot is daar dan minder vitaal, maar niet necrotisch.

2.4.1.5 Infectie van het bot Bij vermoeden van een infectie van het bot, ook osteomyelitis genoemd, is de skeletscintigrafie een zeer gevoelige techniek met een zeer hoge negatieve predictieve waarde. Een negatieve botscintigrafie sluit een infectie praktisch uit. 24 tot 48 uur na het optreden van de symptomen wordt de botscan positief en dit meestal vόόr radiologische afwijkingen (na 7-10 dagen) zichtbaar zijn. In het algemeen zal de botscintigrafie positief zijn bij osteomyelitis in 90% van de gevallen. Een positieve botscan is meestal niet specifiek voor een bepaald ziektebeeld en dient dikwijls aangevuld te worden door een “infectie” scintigrafie of meer gesofisticeerde beeldvorming zoals NMR. Gezien de belangrijke rol van witte bloedcellen bij de verdediging van het lichaam tegen infectie en inflammatie bestaan er technieken om witte bloedcellen te merken met Technetium-99m. Deze merking kan in vivo gebeuren met radioactief gemerkte antistoffen tegen witte bloedcellen. Ofwel kan bloed afgenomen worden van de patiënt en kunnen de witte bloedcellen afgezonderd en in vitro radioactief gemerkt worden. De gemerkte witte bloedcellen zullen zich, na injectie bij de patiënt, gaan opstapelen in haarden van infectie. Gezien witte bloedcellen ook een verhoogd glucoseverbruik vertonen, kunnen infectieuze haarden ook opgezocht worden door injectie van 18F-FDG (fluorodeoxyglucose). Deze procedure vraagt minder voorbereiding en maakt gebruik van de PET camera wat resulteert in een betere resolutie. Vooral voor de diagnose van infectieuze processen van de wervelkolom is FDG-PET aan te raden.

2.4.1.6 Metabole skeletziekten Essentieel voor de herkenning van metabole skeletziekten op het skeletscintigram is een sterk verhoogde stapeling in vrijwel het gehele skelet en wel: 

In het axiale skelet. 19

HOOFDSTUK 2: SKELET 

In de lange pijpbeenderen.



Peri-articulair.



In het schedeldak en in de onderkaak.



Verbreding van de ribuiteinden ter plaatse van de overgang van rib naar ribkraakbeen (rozenkransfenomeen).



Stropdasfenomeen, dat wil zeggen sterk verhoogde stapeling van het radiofarmacon in het manubrium en de laterale begrenzing van het corpus sterni.

Bij de ziekte van Paget (ostitis deformans) vindt een excessieve aanmaak van structureel abnormaal bot in een of meer skeletdelen plaats. De belangrijkste klacht is lokale botpijn. Het trifasisch scintigram toont een kenmerkend beeld, namelijk een zeer sterke toename van de doorbloeding en een zeer sterk verhoogde opname van het radiofarmacon in het aangedane skeletdeel. Hoewel het scintigram kenmerkende afwijkingen vertoont, moet bij mannen toch ook gedacht worden aan skeletmetastasen van een prostaatcarcinoom, waarbij eveneens sterk sclerotische veranderingen in het skelet ontstaan. Botscintigrafie is het aangewezen onderzoek bij oudere patiënten met onverklaarbare botpijnen en een verhoogd bloed-alkalische fosfatasewaarde met verdenking op de zieke van Paget. Met het skeletscintigram en/of totale lichaamsretentie van 99mTc-difosfonaat na 24 uur kan het therapeutische effect van de medicatie (calcitonine en difosfanaten) beoordeeld worden. Als de therapie aanslaat kan de opname van activiteit in het bot tot ongeveer een kwart afnemen als gevolg van verminderde botombouw en vascularisatie.

Fibreuze dysplasie is een afwijking waarbij beenmerg en botweefsel worden vervangen door bindweefsel, dat op het scintigram als hot spot wordt afgebeeld. Het kan op een of meerdere plaatsen voorkomen. Aanvullende röntgenonderzoek kan de diagnose fibreuze dysplasie bevestigen.

2.4.1.7 Gewrichtsprothesen Patiënten met een heup- of knieprothese kunnen zelfs na jaren opnieuw klachten krijgen van het gewricht. De oorzaken van de pijnklachten zijn onder andere loslating op aseptische of septische basis. Gezien de interpretatie van RX, CT en MRI bij prothesen sterk bemoeilijkt wordt door metaalartefacten uitgaande van de prothese zelf, is de drie-fasen botscan het eerste-lijns onderzoek bij blijvende pijn na prothese.

20

HOOFDSTUK 2: SKELET Indien injectie als oorzaak van loslating vermoed wordt, zal de botscan aangevuld worden met een WBC-scan (cfr. 4.4.1.5).

2.4.2 Neoplastische aandoeningen 2.4.2.1 Primaire bottumoren 2.4.2.1.1 Maligne primaire bottumoren Voorbeeld: osteosarcoom Een osteosarcoom is een kwaadaardige bottumor uitgaande van het bot. Karakteristiek van deze tumor is dat de kankercellen bot (botschors) produceren. Het is de meest frequent voorkomende bottumor (dus geen uitzaaiing van een andere vorm van kanker) en wordt met name bij adolescenten aangetroffen, de leeftijdspiek ligt tussen de 10-25 jaar. Een osteosarcoom kan in principe in het hele lichaam voorkomen maar treedt in de meeste gevallen op in de bovenarm of knieregio (60%) in de buurt van de groeischijf. Osteosarcomen metastasern bij voorkeur naar de longen en in mindere mate naar het skelet. De behandeling van een osteosarcoom bestaat uit chemotherapie en een operatie. De eerste diagnostische tests bij verdenking voor een primaire bottumor zijn een planaire RX opname, gevolgd door een MRI van het betrokken bot en CT thorax voor het opsporen van longmetastasen. Botscan is de voorkeursmethode voor de evaluatie van het volledige skelet naar de aanwezigheid van multipele botletsels toe. Aangezien er zich osteoïdweefsel bevindt in het tumorweefsel zullen zowel de primaire tumor, als bot- en longmetastasen duidelijk aankleuren. Naast de primaire staging voor therapie wordt botscan gebruikt voor de opvolging van patiënten met osteosarcoma ter detectie van het ontstaan van metastasen op afstand (long/skelet) of van lokaal recidief.

2.4.2.1.2 Benigne primaire bottumoren Voorbeeld: osteoïd osteoom Het osteoïd osteoom is de meest voorkomende benigne tumor bij adolescenten en jongvolwassenen. De afwijking bevindt zich meestal in de tibia of de femur en veroorzaakt nachtelijke pijnen die vaak goed reageren op acetylsalicylzuur (aspirine). Het scintigrafisch beeld van het osteoïd osteoom is vrij karakteristiek en toont een (sterk) verhoogde doorbloeding en op het statisch scintigram een intense hot spot. De sensitiviteit van meerfasenskeletscintigrafie voor deze afwijkingen is hoog. Het scintigram is vooral van betekenis bij die vormen van osteoïd osteoom die op de röntgenfoto niet

21

HOOFDSTUK 2: SKELET zichtbaar worden doordat de sclerotische reactie rondom de haard ontbreekt of omdat de afwijking zich in de wervelkolom (wervellichaam of wervelboog) bevindt. 2.4.2.2 Metastasen Het onderzoek wordt verricht in het kader van de stadiëring, het vaststellen van de uitbreiding van het proces of als controle tijdens therapie om te beoordelen of er sprake is van een progressie dan wel regressie. De belangrijkste indicatie voor skeletscintigrafie is het vroegtijdig aantonen van metastasen. Bijna alle primaire maligne processen (uitgezonderd die van de hersenen) kunnen zich in het skelet verspreiden. Na radiotherapie en/of medicamenteuze therapie kan een afwijking op het scintigram onveranderd, toe- of afgenomen zijn. De beoordeling van regressie of progressie na instelling van systemische therapie bij een patiënt met botmetastasen, wordt in de eerste maanden bemoeilijkt doordat het zogenoemde flare-fenomeen kan optreden. Hierbij worden afwijkingen bij een gunstige reactie op de therapie juist intenser, samenhangend met herstelprocessen. Geadviseerd wordt om skeletscintigrafie niet eerder dan 6 maanden na instelling van de therapie te verrichten. Ook dan nog moet bij de interpretatie de nodige voorzichtigheid worden betracht.

Figuur 2.6 Diffuse skeletmetastasering

22

HOOFDSTUK 2: SKELET Na radiotherapeutische behandeling is de radioactiviteitsopname in het gehele bestraalde gebied verminderd waardoor vergelijking met vroegere scintigrammen niet eenvoudig is. Het resultaat van de behandeling wordt dan beoordeeld op basis van röntgenonderzoek, bloedchemie (alkalische fosfatase), uitscheiding van calcium in de urine, pijnklachten en het algeheel welzijn van de patiënt. Een uitbreiding van het proces op het scintigram (nieuwe lokalisatie) duidt op het falen van de therapie. Minder dan 3% van het totaal aantal metastaseringen toont een fout-negatief scintigram. In de loop van de ziekte kan een metastase onder invloed van therapie overgaan van verhoogde naar normale of zelfs verminderde stapeling. Ook het aantal afwijkingen in het skelet is van belang, evenals het verdelingspatroon ervan over het skelet. Ongeveer 7% van de patiënten met metastasen presenteert zich met een solitaire laesie op het botscintigram. De kans dat een solitaire riblaesie maligne is varieert tussen de 1 en 17% terwijl een solitaire haard in een wervel meer dan 80% kans heeft maligne te zijn. In de dagdagelijkse praktijk worden botscans in deze setting standaard uitgevoerd bij patiënten met borstcarcinoom en prostaatcarcinoom. Bij andere tumortypes zal een botscan enkel uitvoerd worden bij klinische verdenking op skeletmetastasen.

23

HOOFDSTUK 3: HERSENEN

3

HERSENEN

3.1 Anatomie en fysiologie De grote hersenen (ook cerebrum genoemd) zijn opgebouwd uit een linker- en rechterhemisfeer die door de hersenbalk (of corpus callosum) verbonden zijn. Daaronder bevinden zicht de tussenhersenen en hersenstam, terwijl de kleine hersenen (ook cerebellum genoemd) zich achterop de hersenstam bevinden. Op doorsnede herkent met in het cerebrum macroscopisch 2 lagen. De buitenste laag, die hersenschors of cortex genoemd wordt, is grijs van kleur en bevat voornamelijk de cellichamen van de zenuwcellen of neuronen (vandaar ‘gray matter’). De binnenste laag of merg is wit van kleur door de grote hoeveelheid zenuwvezels die hier lopen (‘white matter’, witte stof). Helemaal centraal bevindt zich het ventrikelsysteem, gevuld met cerebrospinale vloeistof. De doorbloeding van de cortex is veel intenser dan die van het merg. De hemisferen worden macroscopisch op grond van hun plooienpatroon verdeeld in vier kwabben: frontaal, pariëtaal, temporaal en occipitaal. De bewuste processen die zich in de cortex afspelen zijn te verdelen in motorische, sensorische en associatieve activiteiten (o.a. waarnemen, denken, herinneren en leren). In de diepte van de beide hemisferen bevinden zich de basale ganglia, bestaande uit nucleus caudatus, putamen en thalamus. De basale kernen ontvangen veel aan- en afvoerende zenuwbanen van de grote hersenen en zijn betrokken bij de regeling van bewegingen en spierspanning. Ook bij hersenbeeldvorming wordt het tracerprincipe toegepast om meer algemene parameters te meten zoals perfusie of metabolisme enerzijds of meer specifieke functionele delen van de hersenen in het licht te stellen anderzijds, zoals specifieke receptor- of transportsystemen. Onder normale omstandigheden is er een koppeling tussen perfusie en metabolisme en neuronale activiteit.

3.2 Tracers: perfusie en metabolisme De hersenperfusie wordt gemeten door middel van SPECT na injectie van lipofiele radiofarmaca die na intraveneuze toediening zeer snel de bloed-hersenbarrière doorkruisen waarna ze door de hersencellen worden geëxtraheerd en gefixeerd. Deze extractie vindt zo snel plaats dat in het afvoerende veneuze bloed van de hersenen na één passage nog maar weinig radiofarmacon aanwezig is. Na enkele recirculaties treedt geen verandering in de distributie meer op. De lokale stapeling van activiteit hangt in dat geval vrijwel volledig af van de arteriële doorbloeding. Men bekomt als het ware 24

HOOFDSTUK 3: HERSENEN een momentopname dat los staat van het ogenblik van scannen. De meeste gebruikte tracers zijn 99m

Tc-ECD (ethyleen cysteïne dimeer) en 99mTc-HMPAO (hexamethyleen penta amino oxime). Een

normale SPECT scan toont een min of meer homogene activiteitsopname in de cortex terwijl centraal thv. de witte stof er duidelijk minder opname is gezien de perfusie daar ook veel kleiner is. Het ventrikelsysteem is als een fotonarm gebied te herkennen terwijl de basale kernen dan weer veel meer tracers opnemen. De hersenperfusie kan ook gemeten worden mbv 15O-H2O PET. Het zeer korte halfleven van 15O (2 min) laat toe om de hersenperfusie meermaals kort achter elkaar te meten en om zo verschillende experimentele condities met elkaar te vergelijken. Het metabolisme van de hersenen wordt bij voorkeur gemeten met FDG (18F-fluorodeoxyglucose) gezien de hersenen als brandstof praktisch uitsluitend glucose verbruiken en PET een betere resolutie heeft dan SPECT. De opname van een FDG in de hersenen duurt ongeveer 30 minuten. Het betreft hier dus meer een gemiddelde opname dan een momentopname zoals bij de perfusie SPECT. PET lijkt voor een aantal ziekteprocessen dan ook een gevoeligere techniek dan SPECT. Naast liganden op perfusie en metabolisme te meten, bestaat er een steeds toenemend aantal liganden die specifiek neurotransmissiesystemen, receptoren, transporteiwitten, enz. in het licht stellen. Het merendeel van deze liganden wordt op dit moment enkel in kader van wetenschappelijke studies gebruikt. Ook de radioactieve merking van deze stoffen is echter minder evident en is meestal slechts mogelijk in gespecialiseerde centra.

3.3 Klinische indicaties 3.3.1 Dementie Dementie is een ernstig verlies van algemene cognitieve functie, meer uitgesproken dan wat te verwachten is bij normale veroudering. Het voorkomen van dementie neemt toe met toenemende leeftijd: 2.5% tussen 65 en 74 jaar, 4% tussen 75 en 79 jaar, 11% tussen 80 en 84 jaar en 24% boven de 84 jaar. Dementie is geen enkelvoudige ziekte, maar eerder een niet-specifiek syndroom waarbij verschillende aspecten van cognitie aangetast kunnen zijn (geheugen, aandacht, taal, probleemoplossend vermogen). In alle types van cognitieve dysfunctie zullen de hogere mentale functies het vroegst aangetast zijn. In latere stadia kan daar disoriëntatie in tijd, in ruimte en in persoon bijkomen. Hoewel de vooruitgang van dementia in enige mate kan vertraagd worden door medicatie, bestaat er op heden geen therapie. Er bestaan meerdere specifieke types (oorzaken) van dementie die vaak licht verschillende symptomen vertonen. Er bestaat echter duidelijke overlap tussen symptomen, waardoor de diagnose van het type dementia zeer moeilijk is op basis van symptomen alleen. De diagnose wordt daarom gesteund door 25

HOOFDSTUK 3: HERSENEN nucleaire beeldvorming van de hersenen. Hoewel afwijkingen in perfusie, gemeten met SPECT, zijn beschreven bij verschillende types van dementie, geeft FDG-PET duidelijk superieure resultaten. Enkele van de meest voorkomende types van dementie zijn : ziekte van Alzheimer', vasculaire dementie, frontotemporale dementie, semantische dementia en dementie met Lewy bodies. Bij patiënten met de ziekte van Alzheimer (AD)is het meest voorkomende patroon een bilateraal, min of meer symmetrisch, temporopariëtaal defect dat in meer gevorderde gevallen kan uitbreiden naar de frontale cortex. Typisch worden de primaire sensorimotorische cortex, de basale ganglia, de thalamus en het cerebellum gespaard. Bij beginnende AD worden afwijkingen eerst vastgesteld thv. de mediale temporale cortex, het posterior gedeelte van het cingulum en de precuneus. De graad van de defecten correleren goed met de graad van aantasting van de cognitieve functie. Patiënten met hoog risico voor AD vertonen typische afwijkingen op FDG-PET vooraleer klinische afwijkingen duidelijk worden: verminderd metabolisme in de posterior cingulum is voorspellend voor de ontwikkeling van dementie in patiënten met discrete cognitieve functiebeperkingen. Er is een hoge diagnostische accuraatheid bij patiënten met een discrete aantasting compatibel met AD (sensitiviteit 84%, specificiteit 93%). Het gebruik van PET voor het selecteren van de gepaste therapie is kosten effectief.

Figuur 3.1 Typisch patroon van hypometabolisme op FDG-PET bij ziekte van Alzheimer

26

HOOFDSTUK 3: HERSENEN Er wordt intens wetenschappelijk onderzoek uitgevoerd naar meer specifieke tracers die bijvoorbeeld opstapelen in de ß-amyloïd plaques, typisch voor AD. Naast koolstof-11 gelabelde tracers zoals 11CPIB werden recent meerdere fluor-18 gelabelde tracers ontwikkeld voor amyloid-beeldvorming. Er wordt verwacht dat binnen 5-10 jaar deze specifieke amyloid-tracers FDG zullen vervangen in de diagnostiek van de ziekte van Alzheimer. In patiënten met Lewy Body dementie gaat de cognitieve achteruitgang dikwijls gepaard met visule hallucinaties en parkinsonisme. Naast temporo-pariëtale afwijkingen zoals bij de ziekte van Alzheimer vertonen deze patiënten ook hypometabolisme thv de occipitale cortex. Patiënten met frontotemporale dementie zijn klinisch gekarakteriseerd door gedragsstoornissen die vaak vroeger dan geheugenstoornissen voorkomen. Ze vertonen typisch hypometabolisme thv. de frontale kwab en de voorste temporale kwab.

3.3.2 Epilepsie Epilepsie is een van de frequentst voorkomende neurologische aandoeningen. Epileptische aanvallen worden verdeeld in twee categorieën: gegeneraliseerd of focaal. Gegeneraliseerde aanvallen ontstaan in of betrekken snel beide hemisferen en gaan gepaard met bewustzijnsverlies. Focale aanvallen ontstaan in netwerken beperkt tot 1 hersenhelft. De primaire bron waar de spontane ontlading van neuronen begint, noemt men de epileptische focus (‘ictal onset zone’). Vaak is het mogelijk de plaats van de focus met behulp van het elektroencefalogram (EEG) vast te stellen. Meestal zijn er daar met CT of MRI morfologische afwijkingen te zien in de vorm van een tumor, litteken, ontsteking en dergelijke. Soms laat de anatomische beelddiagnostiek weinig of niets zien en kunnen alleen op microscopisch niveau afwijkingen gevonden worden. Een exacte plaatsbepaling van de focus is van belang in patiënten die kandidaat zijn voor heelkundige verwijdering van de epileptische focus. Epilepsie-chirurgie wordt overwogen wanneer antiepileptische medicatie onvoldoende werkzaam is. Het is mogelijk om met perfusie SPECT een focus interictaal als een gebied met verminderde doorstroming aan te tonen. Tijdens een aanval (ictaal) kan met SPECT verhoogde doorbloeding worden aangetoond thv. de epileptische focus. Met de huidige beeldvormende technieken kan men de focus het beste opsporen door middel van subtractie van de ictale en interictale SPECT beelden. Co-registratie van dit subtractie SPECT beeld met de MRI van de patiënt, kan belangrijke aanwijzingen geven waar de focus precies ligt (SISCOM). Naast perfusie SPECT wordt ook FDG-PET vaak gebruikt bij patiënten met epilepsie: op FDG-PET zal de ‘functional deficit zone’ – dit is de zone van de hersenschors die een verstoorde functie vertoont 27

HOOFDSTUK 3: HERSENEN t.g.v. herhaalde aanvallen – hypometabool zijn. Deze hypometabole zone kan helpen in de localisatie of lateralisatie van de epileptische focus. Daarnaast is het hypometabolisme op FDG-PET gecorreleerd met stoornissen in neuropsychologische testen en van prognostisch belang voor de uitkomst na heelkunde.

Figuur 3.2 SISCOM en interictale FDG-PET bij linker temporale kwab epilepsie

3.3.3 Bewegingsstoornissen De ziekte van Parkinson (PD) is de meest voorkomende bewegingsstoornis met als typisch klinische kenmerken rigiditeit, bradykinesie en posturale stoornissen. Het is een langdurige, slepende ziekte die (initieel) goed reageert op medicatie. Bij klinische twijfel is het belangrijk vroegtijdig een differentiële diagnose te maken om verkeerde behandelingen en onnodige diagnostische onderzoeken te vermijden. Multipele systeem atrofie (MSA) en progressieve supranucleaire palsy (PSP) hebben veel sneller een nefast verloop en reageren niet op antiparkinson medicatie. Essentiële tremor daarentegen is een goedaardige aandoening die geen speciale behandeling vereist. PD tast de dopaminerge neuronen aan aanwezig in de basale kernen. Het aanvoerend dopaminerge neuron, dat ontspringt in de substantia nigra, eindigt in beide onderdelen van de basale kernen: de nucleus caudatus en het putamen. Aan het axonale uiteinde wordt dopamine als transmitter geproduceerd in de synaps met het volgende neuron dat dopaminereceptoren bevat. Binding van dopamine aan deze receptoren leidt tot voortgeleiding van de prikkel. Het in de synaps geproduceerde dopamine wordt terug geresorbeerd door het producerend neuron door middel van de dopamine-reuptakepomp. Dit om de dopamineconcentratie in de synaptische spleet binnen nauwe grenzen te houden.

28

HOOFDSTUK 3: HERSENEN Gebaseerd op het “tracerprincipe” zijn er verschillende moleculen gemerkt die betrokken zijn bij de synthese, secretie, dopamine re-uptake en presynaptische uptake van dopamine. Belangrijke nieuwe radiofarmaca zijn de van cocaïne afgeleide tracers. Met 123I gelabelde bèta-CIT en FP-CIT kan het transportmechanisme van dopamine zichtbaar worden gemaakt dat zich afspeelt aan het axonale uiteinde van het nigrostriatale neuron. Degeneratie van deze vezels zoals optreedt bij de ziekte van Parkinson en de groep van parkinson-plus aandoeningen als multipele systeematrofie (MSA), weerspiegelt zich in verminderde stapeling van het radiofarmacon in de basale kernen. Dit verlies aan neuronen is reeds in een zeer vroeg stadium van de ziekte aantoonbaar, nog voor de klinische symptomen optreden. Vroegtijdige diagnose is belangrijk voor de bepaling van de prognose, keuze en follow-up van de behandeling. Neuroprotectieve medicatie kan resulteren in een vertraging van het ziekteproces in de vroege stadia van de ziekte. De gecombineerde meting van postsynaptische dopamine D2-receptor en de presynaptische dopaminetransporters in de basale kernen is bruikbaar voor differentieel diagnose tussen PD en parkinson-plus syndromen (MSA, PSP). Als dopaminereceptor subtype D2 tracers zijn de meest gebruikte: een SPECT tracer IBZM (123I gemerkte benzamide) en een PET tracer 11C-raclopride.

Figuur 3.3 DAT-scan en dopamine D2 receptor scan bij ziekte van Parkinson en gezonde vrijwilliger

3.3.4 Hersentumoren Aangezien gezond hersenweefsel reeds een hoge opstapeling vertoont van FDG, is het moeilijk om hersentumoren te onderscheiden gebruikmakend van FDG-PET. Om dit reden wordt voor de beeldvorming van hersentumoren met PET gebruik gemaakt van aminozuuranalogen (AZ), waarvan 11C-methionine en 18F-fluoroethyltyrosine (FET) de voornaamste

29

HOOFDSTUK 3: HERSENEN zijn. Deze liganden worden slechts in beperkte mate opgenomen in normaal hersenweefsel en stapelen zeer sterk op in tumoraal weefsel. AZ-PET wordt dan ook gebruikt bij tumordetectie. Daarnaast kan door dynamische modellering van de FET-stapeling in de hersenen de graad van het glioom (laag- vs. hooggradig) bepaald worden. Bij een heterogene tracerstapeling in een tumoraal letsel zal de zone met de meest intense captatie overeenkomen met de meest maligne tumorcellen. Biopsiename kan dan ook gericht worden naar deze zone op basis van AZ-PET. Tenslotte is er ook een verband tussen de opname van AZ door de tumor en de overleving van patiënten.

30

HOOFDSTUK 4: HART

4

HART

De voornaamste toepassingen op cardiaal vlak zijn de metingen van de myocardperfusie, ventrikelfunctie en het myocardmetabolisme.

4.1 Anatomie en fysiologie Het normale volwassen hart heeft een lengte van 12 cm, een breedt van 8-9 cm en een diepte van 8-9 cm en weegt ongeveer 300 g. Een (radioactieve) vloeistof passeert, na intraveneuze injectie, samen met het bloed, de volgende delen van het hart en de longen: het veneuze (zuurstofarme) bloed komt toe in het rechteratrium en via de tricuspiedklep komt het in het rechterventrikel. Vervolgens wordt het bloed via de pulmonalisklep en de pulmonale arteriën naar de longen gestuwd. Na oxygenatie in de longen komt het zuurstofrijke bloed in het linkeratrium en via de mitralisklep in de linkerventrikel. De linkerventrikel pompt via de aortaklep het bloed naar de aorta, die alle organen van het lichaam van arterieel bloed voorziet. Voor het begrip hartfunctie kan met verschillende parameters hanteren, zoals hart-minuutvolume (slagvolume x aantal slagen per minuut), ejectiefractie (EF), einddiastolisch volume en ejectiesnelheid. Het hart dient zelf ook van zuurstofrijk bloed voorzien te worden. De bloedvoorziening komt tot stand door de twee grote coronaire vaten. De coronaire vaten ontspringen uit de aorta, direct achter de aortakleppen: de rechter (RAC) en de linker coronaire arterie. De linker coronaire arterie vertakt zich na de hoofdstam in twee vaten: de ramus decendens anterior (LAD) en de ramus circumflexus (LCX). Elk coronair vat bevloeid een min of meer vaststaand deel van het myocard. De cardiale cyclus is verdeeld in twee fasen: de ejectiefase (systole) en de vullingsfase (diastole). Bij een hartfrequentie van 75 slagen per minuut neemt de systole ongeveer een derde van de totale cyclus in beslag. Deze twee fasen worden op hun beurt verder opgedeeld in drie fasen.

4.2 Meting van myocardperfusie 4.2.1 Indicaties Voor het opsporen van ischemie doet een hartspecialist meestal beroep op een maximale fietsproef met ECG. Deze test heeft echter slechts een sensitiviteit of gevoeligheid van ongeveer 70% met als 31

HOOFDSTUK 4: HART resultaat dat bij een patiënt met medium risico op hartziekten een negatieve test de ziekte in 30% van de gevallen niet uitsluit en dat bij een positieve test er nog 30% patiënten zijn die geen belangrijke perfusie afwijking vertonen. Bij een fietsproef gecombineerd met isotopen stijgt de sensitiviteit en specificiteit naar 90%. Gekende indicaties voor myocardperfusiescintigrafie in stress en rust zijn: 

Gekend of verdacht coronair lijden (CAD) o

diagnose van acuut of chronisch CAD

o

risico stratificatie (prognose) preoperatief, post myocardinfarct, na onstabiele angor pectoris en in chronisch CAD

o 



differentiële diagnose van het acuut thoracaal pijnsyndroom

Follow-up van patiënten met gekend CAD o

revascularisatie-procedures

o

farmacologische therapie

o

dieet en andere aangepaste levensgewoonten

Gekend of verdacht congestief hartfalen o

differentiële diagnose tussen ischemisch en idiopatisch cardiomyopathie

o

monitoring van farmacologische therapie

4.2.2 Tracers Idealiter heeft een perfusietracer een kort half leven (om de patiënt niet onnodig te bestralen), een stralingsenergie compatibel met een gamma camera, een goede beschikbaarheid en prijs en is de opname van de tracer in het myocard evenredig met zijn doorbloeding zonder te worden beïnvloed door het metabolisme. De meest gekende conventionele tracers zijn 201Thalium en 99mTc gemerkte preparaten. De belangrijkste factoren die de verdeling van een perfusietracer over de hartspier bepalen zijn de regionale doorbloeding van het hart en de vitaliteit van de myocardcellen. In eenvoudige wiskundige termen: u = E x F (uptake = extraction x flow).

4.2.2.1

201

Tl-thalliumchloride

Thallium is een kalium analoog met een fysische halveringstijd van 72 uur en fotonenergieën van 70, 135 en 167 KeV. Na intraveneuze toediening zal thallium tijdens de eerste doorgang door het hart (“first pass”) voor 85-90% worden opgenomen door de myocardcellen. Minder doorbloede gebieden 32

HOOFDSTUK 4: HART zullen aldus minder thallium opnemen en de myocardscintigrafie zal een ongelijke tracerverdeling tonen. In het bijzonder zullen ischemische en infarctgebieden een zone van hypoactiviteit tijdens stress vertonen. Na de initiële opstapelingsfase zal er een uitwas van de tracer uit de myocardspier plaats vinden die meer uitgesproken is thv. de normaal doorbloede zones zodat na enkele uren het defect is verdwenen in het geval van ischemie bij stress (reversibel defect). Bij een myocardinfarct zal er zowel een defect bij inspanning als bij rust aanwezig zijn (“gefixeerd defect”).

4.2.2.2

99m

Tc-preparaten

De radiofysische eigenschappen van 99mTc zijn gunstiger dan deze van thallium. Hierdoor is de stralingsbelasting voor de individuele patiënt lager en kan meer activiteit worden toegediend, wat tot betere beeldkwaliteit leidt. Het grote onderscheid met thallium is de afwezigheid van uitwas (redistributie): de tracer blijft opgestapeld zoals bij de injectie en de scintigrafie weerspiegelt de situatie bij injectie ook al maakt men de beelden uren later. De belangrijkste liganden zijn de isonitriles gemerkt met 99mTc: MIBI, (Cardiolite®) en tetrofosmin (Myoview®).

4.2.3 Acquisitie en protocol Gezien de opname van een tracer in het myocard in rust niet daalt zolang de vernauwing van een coronair bloedvat geen 85% overschrijdt, vertonen patiënten met een kleinere vernauwing geen afwijkingen. In geval van stress daalt de traceropname reeds bij 50% stenose wat meestal beschouwd wordt als een drempel tussen een conservatieve behandeling (dieet, inspanning, medicatie) en een meer ingrijpende invasieve behandeling (ballondilatatie, bypass chirurgie). Als bv. in rust bij een stenose van 80% de bloeddoorstroming in het normale en pathologische hartgebied gelijk is aan 80 ml/min/100g weefsel zal een scintigrafie een gelijke traceropname vertonen in beide gebieden. Bij stress zal het debiet in het normale myocard stijgen tot 320 ml/min/100g en in het gestenoseerde gebied tot slechts 160 ml/min/100g met een ongelijke traceropstapeling als gevolg. Deze maximum perfusie kan bereikt worden door de O2 nood op te drijven door een fysische inspanning van de patiënt of door medicamenteuze stimulatie met dobutamine. Als alternatief kan een maximale arteriolaire dilatatie uitgelokt worden door dipyridamole of adenosine. Het zieke bloedvat zal hierdoor slechts matig dilateren zodat een analoge doorbloedingssituatie wordt verwekt als bij inspanning. Een belastingstest wordt steeds uitgevoerd onder voortdurende bewaking van de bloeddruk, de polsfrequentie en het ECG. Bij patiënten die een maximale fietsproef kunnen ondergaan, wordt deze test verkozen boven een medicamenteuze stresstest. Men moet beseffen dat 30-40% van de patiënten

33

HOOFDSTUK 4: HART slechts een submaximale inspanning kunnen leveren wegens multipele redenen (perifere vasculaire afwijkingen, orthopedisch probleem, longafwijkingen, niet gemotiveerde patiënten). Bij submaximale inspanning daalt de gevoeligheid van de test aanzienlijk. In deze omstandigheden dient men over te schakelen op een medicamenteuze stresstest.

4.2.3.1 Thalliumscan Thallium wordt toegediend op het ogenblik van de maximale inspanning of tijdens het infuus met persantine. Daarna worden onmiddellijk stressbeelden opgenomen. Vier uur later, na het redistributiefenomeen, worden “rustbeelden” gemaakt en vergeleken met de stressbeelden. Reversibele defecten wijzen op ischemie, “gefixeerde defecten” wijzen meestal op infarct.

4.2.3.2 Technetiumtracers Gezien deze tracers niet uitwassen, is hier een injectie van de tracer nodig zowel bij inspanning als bij rust. Dit kan gebeuren in een ééndagsprotocol waarbij de dosis van de tweede injectie 3x hoger is dan bij de eerste injectie. Bij voorkeur wordt echter een tweedagsprotocol gebruikt waarbij de stress- en rustdosis hetzelfde zijn.

4.2.3.3 SPECT – Gated SPECT De gamma camera draait rond de patiënt in 180° of 360° in 64-128 stappen. Dmv de opgenomen projecties worden dwarsdoorsneden gemaakt doorheen het hart die vervolgens geheroriënteerd worden in lange assneden (verticaal en horizontaal) en korte assneden. De verschillende doorsneden worden gealigneerd waarna stress- en rustbeelden worden vergeleken. Meestal worden de korte assneden circulair rond elkaar voorgesteld in een “polaire map”. Rust en stress polaire mappen worden met elkaar vergeleken (‘bulls-eye’). Bij gated SPECT wordt bij elke projectie de gamma camera gestuurd door het ECG van de patiënt waarbij tijdens elke hartslag de projectie in 8(of 16) onderdelen wordt opgesplitst. Hierdoor kunnen perfusiebeelden aangemaakt worden van de diastolische of systolische functie van het hart. Delineatie software laat toe het endocard af te lijnen in de verschillende fasen van de hartcyclus. Met deze aflijning kan het einddiastolische volume (EDV), eindsystolische volume (ESV) en ejectiefractie berekend worden (EF). Tevens wordt het mogelijk in een continue cine mode het endocard te laten contraheren om aldus de regionale wandbeweging en de contractiliteit te visualiseren.

34

HOOFDSTUK 4: HART

Figuur 4.1 Myocardiale ischemie van de inferoposterieure wand op myocardperfusiescintigrafie. SA short axis, HLA horizontal long axis, VLA vertical long axis

4.3 Radionuclidenangiografie; ventriculografie 4.3.1 Indicaties Ventriculografie wordt gebruikt voor de evaluatie van de linkerventrikelpompfunctie bij coronaire hartziekten. Daarnaast kan een ventriculografie gebruikt worden om de cardiotoxiciteit te evalueren bij chemotherapie of om te differentiëren tussen cardiale en pulmonale oorzaak van dyspnee (kortademigheid). Ook de pompfunctie van de rechter ventrikel kan d.m.v. een ventriculografie bepaald worden.

4.3.2 Technieken De globale en regionale functie kan gemeten worden op 2 manieren: (1) eerste-passage meting, waarbij de toegediende hoeveeldheid radioactiviteit gedurende de eerste passage door het hart wordt geregistreerd; en (2) multiple gated equilibriummethode, waarbij de radioactiviteit eerst de gelegenheid krijgt zich met het bloed te mengen voordat het hart wordt bestudeerd zodat zich een evenwicht instelt tussen de radioactiviteit en de bloodpool. In de meeste centra wordt op heden de multiple gated equilibriummethode gebruikt.

35

HOOFDSTUK 4: HART 4.3.2.1 Eerste-passage meting Bij de eerste-passage methode wordt na intraveneuze bolusinjectie de eerste passage van de radioactiviteit door het hart geregistreerd gedurende enkele hartslagen. De veranderingen in de grootte van de radioactieve bolus door de contractie van het hart worden gebruikt om de EF van het hart te berekenen. De ejectiefractie wordt aldus bepaald op basis van de hoeveelheid radioactiviteit en is niet afhankelijk van de geometrie van de ventrikels. Gewoonlijk maakt men voor deze methode gebruik van 99mTc-pertechnetaat.

4.3.2.2 Multiple gated equilibriummethode Voor deze methode maakt men gebruik van tracers die de bloedbaan niet verlaten, zoals 99mTc-humaan serum albumine of 99mTc-gemerkte rode bloedcellen. Na verdeling over de intravasculaire ruimte wordt met behulp van de gammacamera de vormverandering van de massa bloed in het hart geregistreerd. Hierbij bekijkt de camera in het algemeen het hart onder een linksvoor schuine positie (LAO). Door middel van het ECG als “gate” wordt elke hartslag in 16(of 32) stukken onderverdeeld. Voor de berekening van de ejectiefractie wordt gebruikgemaakt van automatische computerprogramma’s. Deze bepalen voor elk frame uit de studie een LV-ROI (region of interest) en genereren hieruit een curve die de activiteit in de LV gedurende een gemiddelde hartslag weergeeft. Uit deze curve kan de EF berekend worden. Naast de volumecurve en de ejectiefractie worden meestal ook enkele functionele beelden berekend. In het amplitudebeeld is voor elk punt in het hart aangegeven hoe groot de verandering in volume is. Het fasebeeld laat zien op welk tijdstip de contractie begint. Recent werden ook technieken voor gated bloodpool SPECT ontwikkeld waardoor het LV volume in 3D kan afgeleid worden.

36

HOOFDSTUK 4: HART

Figuur 4.2 Voorbeeld van ventriculografie

4.4 Myocardviabiliteit Door chronische ischemie (of evt recidiverende acute ischemie) kan een deel van de hartspier overgaan in een toestand van “hibernatie”. Hierbij verdwijnen contractiele proteïnen uit de cellen met regionale akinesie (dyskinesie) en evt hartfalen tot gevolg. Op basis van de meer conventionele onderzoeken is het zeer moeilijk in dit geval het onderscheid te maken tussen een hartinfarct en hibernerend myocard. De differentieel diagnose is van groot belang gezien revascularisatie van de ischemische zone de akinesie geheel of gedeeltelijk kan doen verdwijnen na weken of maanden terwijl dit niet het geval is bij een hartinfarct. Het gouden standaard diagnostisch onderzoek voor deze

37

HOOFDSTUK 4: HART zeldzame indicatie is een PET onderzoek maar ook conventionele nucleaire technieken (rust – redistributie Thallium; gated MIBI) en cardiale echografie onder Dobutamine stimulatie leveren een belangrijke diagnostische bijdrage. Door een gecombineerd onderzoek waarbij eerst de perfusie van het hart gemeten wordt (met 13NNH3, 15O-H2O, 82Rb, …) gevolgd door het meten van het suikermetabolisme met 18F-FDG kan het functioneel herstel na revascularisatie in het geval van hibernerend myocard worden voorspeld. Normaal myocard zal voor zijn energiebehoeften voor twee derden vetzuren gebruiken terwijl hibernerend myocard wegens energetische redenen eerder glucose zal opnemen. Wanneer uit het perfusie-glucose PET onderzoek blijkt dat beide parameters duidelijk zijn gedaald (“matchbeeld”) betreft het waarschijnlijk necrotisch hartweefsel zonder recuperatie na revascularisatie. Wanneer het glucoseverbruik niet in dezelfde mate is gedaald als de perfusie (“mismatch”) betreft het hibernerend myocard waarvoor dringend invasief herstel van de perfusie noodzakelijk is. De gemiddelde PPV (positive predictive value) uit de literatuur bedraagt 75% terwijl de NPV 80% bedraagt.

38

HOOFDSTUK 5: LONGEN

5

LONGEN

De voornaamste toepassingsgebieden van de nucleaire geneeskunde in het domein van de longpathologie betreffen : de studie van longperfusie en ventilatie vooral bij het opsporen van longembolen en de studie van inflammatoire en tumorale processen (cfr infra).

5.1 Anatomie en fysiologie De rechterlong heeft een boven-, midden- en onderkwab. De linkerlong heeft alleen een boven- en onderkwab. Elke kwab is verder onderverdeeld in segmenten. De trachea vertakt zich in een rechteren linkerhoofdbronchus die zich weer vertakken in kwabsbronchi. De luchtwegen vertakken zich in totaal zo’n 20-25 keer en eindigen in de alveolaire gangen en de alveoli of longblaasjes. De grote vaten volgen de vertrakkingen van de luchtwegen. Elke alveolus wordt van bloed voorzien door een arteriole met een diameter van ongeveer 35 m. Uit elke arteriole ontspringen 1000 capillairen die rond de alveolus gelegen zijn. Op deze wijze wordt de ingeademde lucht in nauw contact gebracht met het langsstromende bloed zodat O2 uit de alveoli kan worden uitgewisseld tegen CO2.

5.2 Perfusiescintigrafie van de longen Als tracer gebruikt men macroaggregaten of microsferen van menselijk serumalbumine, gemerkt met Technetium-99m. De toegediende dosis bedraagt 74 à 148 Mbq (2 à 4 mCi). De partikels met een gemiddelde diameter van 10-40 µm gaan zich na intraveneuse injectie vastzetten in het eerste capillair bed dat zij ontmoeten, vooral dus in de longen. Ongeveer 1/1000 tot 1/10.000 van de pulmonale arteriolen worden gedurende ongeveer 6 à 8 uren verstopt, waarna de partikels door enzymetische afbraak uit de longen verdwijnen. Gewoonlijk worden ongeveer 250 000 à 500 000 partikels toegediend (> 60.000 voor de kwaliteit van de beeldvorming; < 700.000 om nevenwerkingen te vermijden). Bij een verminderd pulmonaal vaatbed (o.a. bij pulmonale hypertensie) of bij een rechtslinks shunts waarbij de partikels in de systeemcirculatie worden opgenomen, bij zwangere patiënten en na pneumonectomie wordt een kleinere dosis toegediend. Na inspuiting bij de patiënt in liggende houding (om de invloed van de zwaartekracht te vermijden) is de verspreiding van de partikels in de longen uniform, waardoor de longscan een homogeen patroon vertoont. Gebieden met sterk vertraagde 39

HOOFDSTUK 5: LONGEN of uitgevallen bloedstoevoer tekenen zich af als zones van verminderde of afwezige tracerdepositie. Voor optimale visualisatie van de verschillende longgebieden worden meestal SPECT-beelden van de longen gemaakt. Als dit niet mogelijk is, bijvoorbeeld omdat een patiënt niet lang genoeg kan platliggen, is het wenselijk planaire opnamen vanuit 8 richtingen te maken: voorzijde, achterzijde, twee profiel opnamen alsmede twee voorste en twee achterste schuine standen. Het dosisequivalent tgv de straling ter hoogte van de long bedraagt ongeveer 4 à 8 mSv; de totale lichaamsdosis ongeveer 0,2 à 0,4 mSv. Deze dosis is lager dan bij een CT-thorax. De perfusie longscan is een buitengewoon gevoelige methode om stoornissen in de longdoorbloeding op te sporen. Een normale perfusiescan sluit een longembool praktisch uit. Driehoekige uitsparingszones aan de periferie van de long gelegen zijn zeer suggestief maar niet specifiek voor embolie; zij kunnen immers aan multipele andere congenitale of verworven, zowel parenchymateuse als vasculaire afwijkingen te wijten zijn (o.a. obstructief longlijden, pneumonie, tumoren, vasculitis, enz...).

5.3 Ventilatiescintigrafie van de longen De exploratie van de longventilatie wordt uitgevoerd hetzij met radioactieve gassen, hetzij met gemerkte partikels (aërosols, Technegas).

5.3.1 Radioactieve gassen Het inademen van een radioactief gas, dat zich onder normale omstandigheden homogeen in de longen verspreidt, laat toe na te gaan of alle delen van de longen goed worden geventileerd. Delen met slechte ventilatie zijn zichtbaar als zones van verminderde tracerconcentratie. Krypton (81mKr) met een halfwaardetijd van 13 sec., en afkomstig uit een 81Rb-generator met een halfwaardetijd van 4,7 uur levert een betere beeldkwaliteit (fotonpiek van 190 keV) en is daarmee het ideale radiofarmacon voor klinische onderzoeken (o.a. bij longembolie). De procedure is bovendien eenvoudiger voor de patiënt (opnamen tijdens rustig ademen), doch dit isotoop is slechts op beperkte schaal beschikbaar en is tevens relatief duur. De stralendosis voor de long blijft laag bij continue ademhaling. De totale lichaamsbestraling is te verwaarlozen.

40

HOOFDSTUK 5: LONGEN

5.3.2 Gemerkte partikels (aerosols, technegas) 5.3.2.1 Aerosols Hierbij laat men de patiënt aërosols, bereid met suspensie van albumine- of colloidpartikels gemerkt met 99mTechnetium inademen. De distributie van de ingeademde tracer wordt sterk beïnvloed door de aard van de toegediende aërosol en de afmetingen van de partikels. Deze afmetingen van de partikels bepalen dan ook de toepassingen van deze techniek.

5.3.2.2 Technegas (pseudogas) Technegas wordt bereid door een dosis technetium pertechnetaat op een holte in een grafietstaafje te brengen waarna bij zeer hoge temperaturen (2500 °C) een evaporatie optreedt zodat technetium gemerkte koolstofpartikels ontstaan waarvan de grootte schommelt tussen 4 en 250 mm. Ongeveer 70% van de gebruikte dosis is beschikbaar voor de patiënt. De klaring van Technegas uit de longen is minimaal (3% na 24 uur) zodat een optimale timing van het onderzoek mogelijk is. Het toestel is tevens uitgerust om beademde patiënten te onderzoeken. Met deze techniek tekenen de longvelden zich nagenoeg homogeen af bij gezonde personen en progressief meer heterogeen bij toenemend obstructief longlijden.

5.4 Gecombineerde ventilatie-perfusiescintigrafie Een gecombineerd ventilatie-perfusie onderzoek speelt een belangrijke rol bij de diagnose van longembolen. De aanwezigheid van perfusiedefecten alleen is een gevoelig, maar niet specifiek teken. De perfusiedefecten worden gekenmerkt door hun grootte, configuratie (segmentair, subsegmentair en niet-segmentair) en aantal (longembolen zijn gewoonlijk multipel en bilateraal). Om de specificiteit van de longperfusie te verhogen is een gelijktijdige beoordeling van de ventilatie noodzakelijk: longembolen gaan gewoonlijk gepaard met een zogenaamde “mismatch” (perfusiedefect met een normale ventilatie). Een recente (< 24 uur) RX thorax is onontbeerlijk bij de interpretatie van een ventilatie-perfusiescintigrafie (V/Q scan). Een V/Q scan samen met een RX thorax wordt meestal geïnterpreteerd als normaal of indicatief voor longembolen. Perfusiedefecten kunnen zeer lang aanwezig blijven: gewoonlijk is er een afname van 50% over 2 weken en 75% binnen 3 maanden. Om deze reden is een controlescintigrafie na 1 tot 3 maanden nuttig als therapeutische evaluatie en als referentie bij mogelijke nieuwe embolen. Een V/Q scan is

41

HOOFDSTUK 5: LONGEN mogelijks vals positief in het geval van andere pathologieën zoals: bronchus carcinoma’s, mediastinale massa’s, postradiotherapie, longvasculitis, tuberculosis.

Buiten het opsporen van longembolen is een gecombineerde ventilatie-perfusiescintigrafie een nuttig onderzoek voor volgende indicaties: 

Evaluatie van alternatieve oorzaken van hypoxie: zoals congestief hartfalen, chemisch obstructief longlijden, endobronchiale obstructie, niet-thrombotische embolen (vet, lucht, amnios, ...)



Kwantificatie van regionale perfusie en ventilatie door digitaliseren van de beelden en berekenen van ratio’s. De voornaamste indicaties hiervoor zijn : a) preoperatieve evaluatie bij longkanker om posttherapeutische functie te schatten, b) pre- en postoperatieve evaluatie van longtransplanten, c) evaluatie van patiënten met congenitale hartziekten.



Evaluatie van rechts-links shunt: anatomisch (meestal intracardiaal) of functioneel (meestal intrapulmonaal). Hierbij worden gemerkte macro-aggregaten I.V. toegediend thv. de onderste of bovenste ledematen. In het geval van een shunt komen deze in de systeemcirculatie en dan vooral in de organen met het grootste debiet (hersenen en nieren) terecht. De verhouding van de traceropstapeling in deze organen versus de longen is een maat voor de belangrijkheid van de shunt.



Om congenitale afwijkingen van de pulmonale arterie of om congenitaal lobair emfyseem aan te tonen.

Figuur 5.1 Longembool thv. de rechter longbovenkwab op long ventilatie-perfusie scintigrafie

42

HOOFDSTUK 5: LONGEN

5.5 Meting van mucociliair transport Hiervoor worden grotere partikels zoals macroaggregaten van albumine gebruikt, die neerslaan ter hoogte van de grotere luchtwegen, waarna ze door de ciliaire werking oraalwaarts migreren. Deze techniek kan gebuikt worden om mucociliaire dysfunctie te bestuderen bij obstructieve longaandoeningen, astma, inflammatie, postbestraling.

43

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE

6

ENDOCRINOLOGIE

6.1 Schildklier 6.1.1 Anatomie en fysiologie Op volwassen leeftijd weegt de schildklier gemiddeld 20 gram en heeft een gemiddeld volume van 1215 ml. De schildklierkwabben zijn ongeveer 4 cm lang. Voor de synthese van schildklierhormoon heeft de schildklier jodium nodig, dat onder vorm van jodide wordt geresorbeerd uit de darm. De eerste stap in de schildklierhormoonsynthese is de opname van jodide vanuit het bloed in de follikelcel via een energie-afhankelijk proces (jodide-pomp). In de schildklier worden thyroxine (T4) en tri-jodothyronine (T3) aangemaakt via de vorming van monojodothyrosine (MIT) en di-jodothyrosine (DIT) door jodering van thyrosineresiduen in het specifieke schildkliereiwit, thyreoglobuline (Tg). Na voltooiing van de T4-synthese blijft het gejodeerde Tg als colloïd opgeslagen in de schildklierfollikels en onder invloed van TSH (thyreoïd stimulerend hormoon) worden T4 en T3 vrijgemaakt en gesecreteerd. Ook Tg wordt in geringe hoeveelheden uitgescheiden. Bepaling van de serum-Tg-concentratie is van belang als tumormarker bij de follow-up van schildkliercarcinoom na totale thyroïdectomie. De regulatie van de schildklierfunctie dient ervoor om de weefsels de benodigde hoeveelheid schildklierhormoon aan te bieden. De schildklierfunctie wordt beïnvloed door een auto- en extrathyreoïdale regulatie. Bij de autoregulatie neemt jodide een sleutelpositie in. De gevoeligheid van de schildkliercel voor TSH en de verschillende stappen in de schildklierhormoonsynthese worden beïnvloed door de hoeveelheid jodide die in het plasma circuleert. Bij de extrathyreoïdale regulatie staat de schildklier onder directe invloed van TSH dat in de thyreotrope cellen van de hypofysevoorkwab wordt geproduceerd. TSH stimuleert alle stappen in de schildklierhormoonsynthese en –secretie. De productie van TSH wordt gestimuleerd door thyreotrophin releasing hormone (TRH) uit de hypothalamus en geremd door een overmaat aan schildklierhormoon direct op hypofysair niveau (negatieve feedback). Om de schildklierfunctie te evalueren wordt tegenwoordig in de eerste plaats een bepaling van TSH uitgevoerd. Daarnaast kan in tweede lijn een bepaling van het vrije T4-gehalte gebeuren.

44

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE

6.1.2 Schildklierscintigrafie Zoals vermeld hebben de follikelcellen van de schildklier de eigenschap jodium in de vorm van jodide op te nemen (trapping) en later organisch te binden (organificatie). Alleen vitale schildkliercellen zijn in staat tot trapping en organificatie. Omdat het pertechnetaat ion dezelfde lading heeft als jodide en ook wat afmetingen betreft daarmee vergelijkbaar is, wordt dit ook via de pompfunctie opgenomen, waardoor scintigrafie van deze schildkierfunctie met technetium mogelijk is. Organificatie, dat wil zeggen inbouw in het thyreoglobuline voor de aanmaak van schildklierhormoon, vindt bij pertechnetaat echter niet plaats. Voor bestudering van de organificatiefunctie moet daarom wel een jodiumisotoop gebruikt worden. Voor het vastleggen van de vorm, de grootte en eventueel de uitbreiding van de schildklier kan het scintigram zowel met radioactief jodium als met pertechnetaat worden gemaakt. Hoewel radioactief jodium in de vorm van jodide wordt toegepast, speelt een eventuele overgevoeligheid voor jodiumverbindingen (zoals röntgencontrast) geen rol. De hoogste gebruikte dosering van 123I-jodide komt overigens overeen met slechts 74 nanogram jodium. Dit is minder dan 1% van de dagelijkse jodiumbehoefte. Bij gebruik van pertechnetaat wordt een dosis van 75-200 MBq intraveneus toegediend. Bij gebruik van 123I-natriumjodide geeft men een dosis van 20-40 MBq: deze kan oraal of intraveneus worden gegeven. Voor het vervaardigen van een schildklierscintigram zijn meerdere collimatoren bruikbaar. Bij gebruik van een pinhole-collimator moet men rekening houden met variabele vergrotingsfactoren en vertekening. Daarom gebruikt men steeds een vaste afstand tussen de pinhole en de hals. Door het beperkte gezichtsveld heeft de pinhole het nadeel dat een retrosternale uitbreiding of ectopisch schildklierweefsel gemist kan worden. Ook kan een LEAP (low-energy, all-purpose) collimator worden gebruikt, bij voorkeur een collimatortype dat speciaal bestemd is voor de schildklier. Bij gebruik van pertechnetaat wordt de camera 15 tot 20 minuten na toediening gestart. Bij gebruik van jodium worden afbeeldingen gemaakt 3 tot 24 uur na de toediening, waarbij tevens de halsopname wordt berekend. Scintigrafie met behulp van jodium of technetium geeft informatie over de anatomie en de functie van de schildklier. Gebieden die metabool actief zijn, tonen stapeling van radioactiviteit; gebieden die metabool niet of minder actief zijn, worden als koude of fotonarme gebieden afgebeeld. In het algemeen toont een schildklierscintigram dat wordt gemaakt met technetium (15-20 minuten na toediening) eenzelfde verdeling van radioactiviteit als het scintigram dat wordt gemaakt 24 uur na jodiumtoediening.

45

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE

6.1.3 Klinische indicaties 6.1.3.1 Hyperthyreoïdie Hyperthyreoïdie is een gevolg van overproductie van schildklierhormoon door de schildklier en leidt tot verhoogde hoeveelheden schildklierhormoon in het bloed (thyreotoxicose) en daardoor tot klachten. Minder vaak is de overmaat van schildklierhormoon het gevolg van destructie van schildklierweefsel waardoor grote hoeveelheden reeds gevormd schildklierhormoon in de circulatie terechtkomen. De ziekte van Graves en het toxisch multinodulair struma zijn samen verantwoordelijk voor circa 90% van alle gevallen. De klinische verschijnselen worden enerzijds veroorzaakt door de effecten van overmaat aan schidlklierhormoon, en anderzijds door de onderliggende aandoening. Een van de belangrijkste verschijnselen van thyreotoxicose is vermagering bij een goede eetlust. Andere klachten zijn gejaagdheid, kortademigheid en spierzwakte zijn vaak in meer of mindere mate aanwezig. De huid is zacht, warm en vochtig. Bij gespreide vingers is een fijne tremor waarneembaar. De patiënt heeft meestal een snelle hartfrequentie, bij oudere mensen is er vaak boezemfibrilleren, soms gepaard gaan met tekenen van hartfalen. De ziekte van Graves wordt tegenwoordig gezien als een multifactorieel bepaalde autoimmuunaandoening waarbij een auto-immuunreactie, specifiek gericht tegen de TSH receptor, ontstaat. De diagnose wordt gesteld op het klinische beeld, gesteund door laboratoriumonderzoek en bepaling van schildklierstimulerende antilichamen. Toxisch multinodulair struma wordt vooral bij personen ouder dan 50 jaar aangetroffen. Het lijkt alsof deze zich langzaam progressief ontwikkelt vanuit een euthyreoïd diffuus struma, dat geleidelijk aan in grootte toeneemt en nodulair van karakter wordt. Autonome nodi ontwikkelen zich en onttrekken zich verder aan normale regulatiemechanismen, wat uiteindelijk resulteert in hyperthyreoïdie. De (pseudo)cysten, aangetroffen bij dit ziektebeeld, ontstaan als gevolg van hemorragische infarctering en cysteuze degeneratie. Door hyperactiviteit van de noduli is de functie in het omliggende weefsel onderdrukt doordat de TSH-afgifte uit de hypofyse door de verhoogde hormoonproductie is geremd. De term autonoom berust op het verschijnsel dat de activiteit van de noduli ook niet onderdrukt wordt door exogeen toegediend schildklierhormoon. Het nodulaire struma is meestal reeds jaren (gemiddeld 10-15 jaar) aanwezig voordat hyperthyreoidie ontstaat. De diagnose wordt gesteld op het klinisch beeld, schidlklierfunctieonderzoek en een schildklierscintigram. Het toxisch adenoom ontwikkelt zich van een kleine non-toxische nodus tot een grote palpabele toxische nodus. Deze ontwikkeling is door regelmatig scintigrafisch onderzoek goed op te volgen; het proces kan tien jaar of langer duren. Er bestaat een omgekeerd evenredig verband tussen de functie

46

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE van de autonome nodus en de functie van overig schildklierweefsel; hoe “heter” de nodus, hoe “kouder” de omgeving. De autonoom functionerende schildkliernodus is vrijwel altijd benigne. Bij subacute thyreoïditis (van De Quervain) leidt de destructie van schildklierweefsel tot het vrijkomen van schildklierhormonen in de circulatie, waardoor de verschijnselen van thyreotoxicose ontstaan. In deze periode wordt een hoog T4 en T3 met laag TSH gevonden en het schildklierscintigram toont geen stapeling van jodium of technetium. Na enkele weken tot maanden treedt spontaan herstel op, eventueel via een voorbijgaande hypothyreote fase. Deze ziekte treft vooral vrouwen tussen de 30 en 50 jaar. De klassieke vorm van deze ziekte wordt voorafgegaan door infectie van de bovenste luchtwegen, gevolgd door pijnlijke, vast hobbelige zwelling van de schildklier, soms gepaard gaan met koorts en uitgesproken moeheid.

6.1.3.2 Hypothyreoïdie Hypothyreoïdie wordt veroorzaakt door onvoldoende vorming en afgifte van schildklierhormoon. Wanneer de oorzaak hiervan in de schildklier gelokaliseerd is, wordt van primaire hypothyreoïdie gesproken. Wanneer de oorzaak in de hypothalamus-hypofyse is gelegen, spreekt men van secundaire hypothyreoïdie. Een andere oorzaak van primaire hypothyreoïdie is een stoornis in de schildklierhormoonsynthese. Verworven hypothyreoïdie berust meestal op een auto-immuunthyreoïditis (ziekte van Hashimoto) of op (overmatige, al dan niet geplande) behandeling van hyperthyreoïdie door chirurgie of radioactief jodium. Soms is de oorzaak niet duidelijk en spreekt men van idiopathische hypothyreoïdie. Hypothyreoïdie ontstaat meestal zeer geleidelijk, waardoor de diagnose vaak pas in een laat stadium wordt gesteld. Op de voorgrond staande klachten zijn kouwelijkheid, traagheid in denken en handelen, moeheid, obstipatie, droge huid en droog haar, soms haaruitval. De langzame reacties en bewegingen van de patiënt kunnen een aanwijzing zijn. De trage pols, de droge huid en een trage relaxatie van de achillespeesreflex zijn opvallende symptomen. Differentiatie tussen primaire en secundaire hypothyreoïdie met behulp van een TSH-bepaling en eventueel nader hypofysefunctieonderzoek is noodzakelijk voordat men met de behandeling begint. Bij de diagnostiek is schildklierscintigrafie meestal niet geïndiceerd; bij verworven hypothyreoïdie toont het schildlklierscintigram weinig of geen stapeling van jodium of technetium.

47

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE

Figuur 6.1 Voorbeelden van schildklierscintigrafie (A) normale schildklier, (B) ziekte van Graves, (C) autonome hypercapterende nodule, (D) subacute thyroiditis

6.1.4 Radionuclidentherapie Radionuclidentherapie is een unieke, weinig invasieve behandelingsmethode die gekenmerkt wordt door een selectieve afgifte van stralingsdoses aan tumoren of doelorganen en die gepaard gaat met weinig bijwerkingen of late gevolgen. Bij kankerbehandeling combineert deze therapievorm het voordeel van de selectiviteit, zoals bij uitwendige bestraling of brachytherapie, met het voordeel van de systemische benadering, zoals bij chemotherapie, waardoor alle tumorlokalisaties bereikt kunnen worden. Daarnaast hebben radiofarmaca het voordeel dat de opneming in en retentie door tumoren 48

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE met behulp van een tracerstudie bepaald kunnen worden voordat tot toediening van een therapeutische dosis wordt overgegaan. In overeenstemming met nationale wetgeving op het gebied van straling dienen radionuclidetherapieën uitsluitend plaats te vinden in ziekenhuizen met een daartoe bevoegde afdeling nucleaire geneeskunde. Voor sommige indicaties gebeurt de toediening van relatief geringe doses radioactiviteit op poliklinische basis. Patiënten die een grotere dosis toegediend moeten krijgen, dienen kortdurend verpleegd te worden in een speciale isolatiekamer totdat het stralingsniveau aan de wettelijk gestelde ontslagnormen voldoet. Met betrekking tot het verblijf bestaan officiële richtlijnen om de behandeling veilig te laten verlopen voor zowel de patiënt als voor personen in diens directe omgeving maar ook voor het ziekenhuispersoneel en het milieu. 131

jodide wordt al meer dan een halve eeuw met succes gebruikt bij de behandeling van

hyperthyreoïdie en voor de follow-up en behandeling van gedifferentieerd schildkliercarcinoom. Meer dan een miljoen patiënten wereldwijd zijn veilig en effectief behandeld voor hyperthyreoïdie met doses 131I, meestal variërend van 150-1000 MBq. Een uitgebreid follow-up-onderzoek bij 29.110 patiënten toonde aan dat 131I-therapie even effectief is als chirurgie en geen verhoogde incidentie van leukemie als laat gevolg te zien gaf. Indicaties voor 131I-therapie zijn hyperthyreoïdie op basis van ziekte van Graves, toxisch adenoom en multinodulair toxisch struma, alsmede verkleining van schildklier bij multinodulair non-toxisch struma. De behandeling kan zowel poliklinisch als klinisch plaatsvinden, afhankelijk van de berekende toe te dienen dosis. Ter voorbereiding dienen jodiumhoudende middelen gedurende de laatste 2-3 maanden vermeden te worden, dient de schildkliermedicatie gestaakt te worden (thyreostatica 2-3 dagen, thyreomimetica minimaal 2 weken), dient het fT4- en TSH-gehalte bepaald te worden en dient de jodium-uptake-meting en groottebepaling van de schildklier plaats te vinden. Bij twijfel over zwangerschap dient een zwangerschapstest uitgevoerd te worden. Het effect van de behandeling treedt meestal binnen 3-6 maanden in; vooralsnog dient de patiënt schildkliermedicatie te krijgen en zo nodig kan 131I-behandeling na 6 maanden herhaald worden. Bijwerkingen op korte termijn zijn thyreoïditis, sialo-adenitis en gastritis; deze gaan meestal spontaan over. Op langere termijn kan hypothyreoïdie optreden. Uit de literatuur blijkt dat dit in het eerste jaar na behandeling bij 7-25% van de patiënten voorkomt, met een jaarlijkse toename van 2-4%, afhankelijk van de toegediende dosis.

49

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE Soortgelijke doses 131I als bij hyperthyreoïdie voor therapie dienen, worden gebruikt voor diagnostisch traceronderzoek in de postoperatieve follow-up van patiënten met gedifferentieerd schildkliercarcinoom. Na totale of subtotale thyreoïdectomie wegens papillair of folliculair schildkliercarcinoom worden hogere doses 131I (enkele GBq) toegediend als zogenaamde ablatiedosis, met het doel om resterend (normaal) schildklierweefsel uit te schakelen, om eventuele metastasen te kunnen opsporen en behandelen, die anders niet voldoende 131I opnemen ten gevolge van de competitie met aanwezige schildklierresten. Na operatie krijgt de patiënt geen schildkliermedicatie en moet 4-5 weken gewacht worden totdat het schildklierhormoon in het serum voldoende gedaald is en het TSH-gehalte gestegen is, alvorens 131I toe te dienen. Na ablatie wordt de patiënt ingesteld op schildklierhormoonmedicatie, teneinde te compenseren voor het gebrek aan schildklierhormoon en de TSH-productie te onderdrukken. Ter behandeling van metastasen van gedifferentieerd schildkliercarcinoom worden doses van 3,7-7,4 GBq 131I meestal als capsule of als slokje toegediend met grote effectiviteit, zowel wat betreft de objectieve respons als de overleving van patiënten, zonder al te veel bijwerkingen of late gevolgen. Voor iedere controle met 131I scintigrafie en eventuele 131I-therapie wordt de schildkliermedicatie gestaakt (T4 gedurende 4 weken, T3 2 weken) en moet de patiënt een jodiumarm dieet houden (4-5 dagen voor 131I-toediening).

6.2 Bijschildklieren 6.2.1 Anatomie en fysiologie Zowel bij gezonden als bij patiënten met een bijschildklieraandoening kunnen minder of meer dan 4 bijschildklieren aanwezig zijn. De beide bovenste liggen als regel dorsaal tegen de schildklier aan, ongeveer op de grens van het middelste en bovenste derde deel. De beide onderste klieren liggen vrijwel steeds ter hoogde van de onderpool van de schildklier. De klieren zijn slechts enkele millimeters groot en wegen elk 30-35 mg. Bijschildklieren produceren parathyreoïdhormoon (PTH). De belangrijkste prikkel voor secretie van PTH is een laag calciumgehalte in het bloed dan wel een daling van dit gehalte. De werking van PTH op botweefsel en niertubuli leidt namelijk tot toename van de serumcalciumconcentratie.

50

HOOFDSTUK 6: ENDOCRINOLOGIE

6.2.2 Bijschildklierscintigrafie Een bijschildklierscintigrafie is aangewezen bij een biochemisch gestelde diagnose van primaire hyperparathyreoïdie (PHP). PHP komt voor bij ongeveer 0.1-0.4% van de bevolking. Meestal wordt PHP veroorzaakt door één adenoom; twee of meer adenomen komen zelden voor. PHP wordt behandeld door heelkundige verwijdering van het adenoom. Voorafgaand aan heelkunde is het nuttig om de ligging van het bijschildklieradenoom te kennen door middel van een bijschildklierscintigrafie. Eén techniek van bijschildklierscintigrafie is de subtractie-techniek met 123I-natriumjodide voor het in beeld brengen van de schildklier en 99mTc-MIBI voor visualisatie van schildklier én bijschildklieren. Door het 123I beeld af te trekken van het MIBI beeld kan men aldus de (hyperfunctionerende) bijschildklier(en) visualiseren. Beide tracers kunnen gelijktijdig opgenomen worden mbv het dualisotope principe aangezien de energieën van 123I en 99mTc op basis van het energiespectrum van de gammacamera van elkaar gescheiden kunnen worden. Naast planaire opnames van de hals en thorax, worden recent ook SPECT/CT opnames gemaakt igv bijschildklierscintigrafie. Na digitale subtractie is er dan een exacte localisatie mogelijk van het bijschildklieradenoom op basis van CT.

6.3 Bijniermerg Meta-iodobenzylguanidine (MIBG) gelabeld met 131I of 123I wordt gebruikt voor de opsporing van tumoren die embryonaal afkomstig zijn van de neurale lijst. De belangrijkste tumoren behorend tot deze categorie zijn het neuroblastoom, het feochromocytoom, het paraganglioom, het carcinoïd en het medullair schildkliercarcinoom. Een aantal van deze tumoren kan in combinatie voorkomen in het kader van de zogenoemde multipele endocriene neoplasie (MEN) syndromen. Dit zijn vrij zeldzame, veelal familiair voorkomende ziekten, waarbij de leden van deze families een verhoogde kans hebben op het optreden van een of meerdere van deze tumoren in combinatie. Naast diagnostiek kan MIBG tevens gebruikt worden voor therapie van tumoren van de neurale lijst. Hiervoor wordt MIBG gelabeld met 131I.

51

HOOFDSTUK 7: NIEREN EN URINEWEGEN

7

NIEREN EN URINEWEGEN

7.1 Anatomie en fysiologie De nier is boonvormig, waarbij de convexiteit naar lateraal ligt. Aan de mediale zijde bevindt zich de nierhilus, de plaats van de in- en uittredende bloedvaten en van het nierbekken (pyelum). Aan de laterale zijde van de nier bevindt zich de nierschors (cortex) die het functionerend nierweefsel bevat. De nier van een volwassene meet ongeveer 12 centimeter en weegt ongeveer 150 gram. Naar iedere nier gaat een arterie die rechtstreeks aftakt van de aorta. Ongeveer 20% van het bloed dat het hart uitpompt gaat naar de nieren. In de nieren ondergaat het toegevoerde bloed een ‘bewerking’; het resultaat hiervan is de productie van urine, die via het pyelum en de ureteren naar de blaas wordt gevoerd. De bewerking van het bloed in de nier vindt plaats in ongeveer 1 miljoen functionele eenheden (nefronen). Het bloed stroomt eerst door de glomerulus en vervolgens langs de tubulus. Slechts een deel (ongeveer 20%) van het aangevoerde plasma wordt in de glomerulus gefilterd. Het filtraat bereikt het tubuluslumen en daar wordt veel van het gefiltreerde materiaal teruggeresorbeerd, bijvoorbeeld water. Hiervan wordt per 24 uur 180 liter gefiltreerd en vervolgens ongeveer 178 liter teruggeresorbeerd zodat er per dag ongeveer 2 liter urine geproduceerd wordt. Daarnaast worden er in de tubuluscellen vanuit het bloed ook rechtstreeks stoffen opgenomen die vervolgens in het tubuluslumen worden uitgescheiden. Met dit systeem vervult de nier de belangrijke functies van excretie en regulatie (zuurbase-evenwicht, electrolytenbalans, waterhuishouding).

7.2 Tracers Gebaseerd op het tracerprincipe zijn radiofarmaca beschikbaar die bepaalde functies van de nier weergeven. 

51

Cr-EDTA (ethyleen-diamine-tetra-azijnzuur) en 99mTc-DTPA (di-ethyleen-tri-anurie-penta-

azijnzuur) worden zuiver glomerulair gefilterd. Met deze tracers kan de glomerulaire filtratie rate (GFR) bepaald worden. 

99m

Tc-DMSA (dimercapto-succinic-acid) toont na intraveneuze toediening een minder

dynamisch gedrag: ongeveer 50% van de dosis wordt in de tubuluscellen van de nier vastgehouden en ongeveer 20% wordt in enkele uren in de urine uitgescheiden. Waarschijnlijk spelen zowel glomerulaire filtratie als tubulaire opname uit het bloed een rol. 99mTc-DMSA 52

HOOFDSTUK 7: NIEREN EN URINEWEGEN biedt de mogelijkheid functionerend nierweefsel gedetailleerd in kaart te brengen. Met name kan nauwkeurig de links-rechtsverhouding van de nierfunctie worden vastgesteld en kunnen lokale defecten of beschadigingen in het parencym herken worden. 

99m

Tc-L-EC (ethylcysteïne) en 99mTc-MAG3 wordt tubulair gesecreteerd en laten toe om de

afloop vanuit de nieren naar de blaas dynamisch te evalueren.

7.3 Statisch nieronderzoek: DMSA-scan Na intraveneuze toediening van 99mTc-DMSA worden statische beelden opgenomen 4 uur tot 6 uur later. Via een calibratie kan berekend worden hoeveel % van de ingespoten dosis thv. de linker en rechter nier wordt opgenomen (normaal: 25-35% per nier). D.m.v. de beelden kan geëvalueerd worden of de functie van het nierparenchym intact is. Klinisch kan dit onderzoek gebruikt worden in het geval van acute of chronische pyelonefritis (nierbekkenontsteking) om littekenvorming en haarden van pyelonefritis op te sporen. De DMSA scan geeft een idee van de functionele (tubulaire) massa van de nieren en kan gebruikt worden als followup bij nieraandoeningen en therapeutische ingrepen.

Figuur 7.1 Voorbeeld van normale DMSA-scan van de nieren

53

HOOFDSTUK 7: NIEREN EN URINEWEGEN

7.4 Dynamisch nieronderzoek: EC/MAG3-scan Na intraveneuze toediening worden een 30-tal beelden van 2 seconden opgenomen om de perfusiefase te meten gevolgd door beelden van 60 seconden om de parenchymfase en de excretiefase te evalueren. Door aangepaste ROI (region of interest) aan te brengen worden tijdsactiviteitscurven (“renogram”) opgesteld. Een normaal renogram bestaat uit drie delen: 

Perfusiefase tijdens dewelke de bolus de nier bereikt (de stijging van de curve is evenredig met de radioactiviteit in het bloed).



De parenchymfase: na passage van de bolus is er een gelijkmatiger, lager en dalend aanbod van activiteit aan de nier, waardoor de curve minder snel gaat stijgen.



De excretiefase: na ongeveer 3 minuten wordt dat deel van het radiofarmacon, dat de nier het eerst opgenomen heeft en dat het meest geconcentreerd is, weer via de urine uitgescheiden; de aanvoer van activiteit uit het bloed begint dan al af te nemen. Dit heeft tot gevolg dat de curve begint te dalen, aanvankelijk snel, daarna langzamer. Dit dalende deel wordt de derde fase genoemd.

Een renogram levert informatie over: 

De grootte en ligging van de nieren.



De nierfunctie: dmv visuele beoordeling van de opname in de nier, of een meer kwantitatieve analyse.



De relatieve functie van beide nieren: de relatieve opname van activiteit in de stijgende fase is hiervoor een maat.



De afvloei van urine van de nieren naar de blaas.



Het bestaan van een functionele nierarteriestenose.

Volgende afwijkingen kan men vinden op een renogram: 

Bij verminderde nierfunctie zal de stijgende fase minder steil verlopen; de curve zal later en minder snel gaan dalen.



Bij urinewegobstructie zal er onvoldoende of geen daling zijn van de curve in de 3e fase. Deze verminderde daling kan veroorzaakt zijn door een anatomische obstructie of eerder een functionele oorzaak hebben. Voor de differentiële diagnose kan in dit geval furosemide (Lasix) toegediend worden zodat de urineproductie stijgt wat een daling van het renogram veroorzaakt bij “functionele stenose”. In geval van anatomische obstructie laat een “diurese 54

HOOFDSTUK 7: NIEREN EN URINEWEGEN nefrogram” uitgevoerd na een chirurgische ingreep toe het succes van deze ingreep te evalueren.

Figuur 7.2 Voorbeeld van normaal renogram (EC-scan)

7.5 Renografie na niertransplantatie Renografie is een gevoelige methode om diverse afwijkingen aan het niertransplantaat aan te tonen. Een getransplanteerde nier bevindt zich in de fossa iliaca (kwadrant rechts/linksonder van het abdomen), vlak onder de huid, zodat anterior in plaats van posterior opnamen (wat het geval is bij natieve nieren) gemaakt worden. De klinische problemen die zich kunnen voordoen zijn van urologische of nefrologische aard. Het onderzoek wordt bij voorkeur uitgevoerd met 100 MBq 99mTcMAG3 of 99mTc-EC.

Urologische complicaties 

Gedeeltelijke of totale afsluiting van de nierarterie op de plaats van de anastomose (inhechting).



Lekkage van de ureter (ten gevolge van necrose of ten gevolge van naadlekkage op de reïmplantatieplaats in de blaas).



Obstructie van de ureter.

55

HOOFDSTUK 7: NIEREN EN URINEWEGEN Nefrologische complicaties 

Acute tubulusnecrose (ATN). Deze wordt veroorzaakt door zuurstoftekort in de nier in de periode voorafgaand aan de transplantatie. Het renogram toont meestal een normale perfusie en parenchymfase maar er wordt geen tracer uitgescheiden zodat de curve geen dalend gedeelte vertoont.



Afstotingsreactie (rejectie). Deze kan optreden als gevolg van een immunologische reactie van de ontvanger tegen het lichaamsvreemde transplantaat. De nierfunctie gaat hierbij acuut achteruit en zonder behandeling met zogenoemde immunosuppressiva (bijvoorbeeld ciclosporine) gaat de nier verloren. Het renogram toont hier gewoonlijk een stoornis van de 3 fasen.

7.6 Meting van GFR in vivo Hiertoe wordt 51Cr-EDTA intraveneus ingespoten en wordt de verdwijning ervan uit het bloed gemeten door de radioactiviteit op te meten in 4 bloedstalen: 1u., 2u., .3u. en 4u. postinjectie. Gezien 51

Cr-EDTA zuiver glomulair wordt gefilterd kan hierdoor de GFR worden berekend. De straling

uitgezonden door Croom-51 laat niet toe beelden te maken.

56

HOOFDSTUK 8: SPIJSVERTERINGSSTELSEL

8

SPIJSVERTERINGSSTELSEL

Toepassingen van nucleaire geneeskunde waarvan hieronder enkele voorbeelden meer in detail besproken worden: -

Speekselklierscintigrafie

-

Evaluatie van gastro-oesofagale reflux (‘puddingscan’)

-

Studie van maagontlediging

-

Studie van darmtransit

-

Opsporen van eiwitverlies in darm

-

Opsporen van bloedingen in de maagdarmtractus

-

Opsporen van divertikel van Meckel

-

Hepatobiliaire scintigrafie (lever-galwegen)

-

Miltscintigrafie

-

Peritoneaalholtescintigrafie (bij peritoneaal dialyse)

8.1 Studie van de maagontlediging Scintigrafie is de voorkeursmethode om de maagontlediging te onderzoeken: de beschikbare proefmaaltijden zijn fysiologisch, er is een ruime keuze in type maaltijden en radionucliden. Tevens kan de ontlediging gekwantificeerd worden. De stralingsdosis is gering. Idealiter wordt de maagontlediging onderzocht van vast en vloeibaar voedsel tegelijk. Als vaste-fasevoedsel wordt 99m

Tc-colloïd gemengd in een pannenkoek of omelet. Voor de vloeibare maaltijdcomponent wordt

meestal 111In-DTPA gemengd met (glucose-)water gebruikt. De proefmaaltijd moet binnen de 10 minuten worden ingenomen. De meest fysiologische evaluatie is tijdens de opname in een zittende houding tussen 2 detectoren van een camera. Gedurende 20 à 120 minuten worden om de 30 minuten beelden opgenomen (op minuut 0, 15, 30, 60, 90 en 120). Na het plaatsen van een maag ROI kan een tijdsactiviteitscurve worden opgesteld waaruit de maaglediging wordt berekend. Indicaties van het onderzoek zijn: maagfunctie bij patiënten met suikerziekte, anorexia nervosa, preoperatief, patiënten met postchirurgische klachten.

57

HOOFDSTUK 8: SPIJSVERTERINGSSTELSEL

8.2 Opsporen van bloedingen in de maagdarmtractus Hiervoor wordt een farmacon toegediend dat lang in de bloedbaan blijft zoals 99mTc-gelabelde rode bloedcellen of 99mTc gelabeld humaan albumine. Het voordeel is dat de tracers lang genoeg in het intravasculaire compartiment blijven om een aanwijsbare accumulatie van de tracer op te bouwen. Met behulp van met 111In-gelabelde autologe erytrocyten is het, vanwege de langere halveringstijd van het isotoop, mogelijk de patiënt gedurende meerdere dagen te onderzoeken. Tot 24 uur na tracerinjectie kunnen op meerdere tijdspunten planaire opnames van het abdomen gemaakt worden. Indien een focus van bloeding gevisualiseerd wordt op deze planaire opnames zal in veel gevallen een aanvullende SPECT/CT uitgevoerd worden om de focus van bloeding meer accuraat te kunnen lokaliseren.

8.3 Meckel-scintigrafie Een Meckel divertikel is een zeldzame, aangeboren afwijking van de dunne darm o.v.v. een uitstulping in het distale gedeelte van de dunne darm. Deze uitstulping is een restant van de verbinding tussen de navel en de darm die bij het ongeboren kind aanwezig is en normaal verdwijnt in de derde maand van de zwangerschap. Als de verbinding (gedeeltelijk) achterblijft, ontstaat een uitstulping van de dunne darm. Bij kinderen manifesteren klachten zich meestal door pijnloos gastrointestinaal bloedverlies en bij volwassenen door diverticulitis, invaginatie, volvulus of perforatie. Aangezien een Meckel divertikel in ongeveer de helft van de mensen aan de binnenkant bekleedt is met maagslijmvlies, tracht met m.b.v. 99mTc-pertechnetaat de aanwezigheid van een Meckel divertikel aan te tonen bij klinisch vermoeden. De resultaten van de detectie van Meckel divertikel zijn zeer goed. Bij patiënten met chirurgisch geverifieerde laesies is de sensitiviteit van dit scintigrafische onderzoek 85% en de specificiteit 95%.

8.4 Hepatobiliaire scintigrafie Men kan een keuze maken uit een groot aantal iminodiazijnzuren (IDA-derivaten) die zich kenmerken door de uptake door hepatocyten. Met de patiënt in liggende houding worden direct na toediening van 99m

Tc-IDA gedurende 1 uur, opnamen van de lever en bovenbuik verkregen in vooraanzicht.

Normaal is er sprake van een snelle en goede uptake door hepatocyten als de lever binnen de 5 minuten goed gevisualiseerd wordt en er geen resterende bloedpoolactiviteit aanwezig is.

58

HOOFDSTUK 8: SPIJSVERTERINGSSTELSEL Uitscheiding naar de galwegen is normaal binnen de 15 minuten zichtbaar. De galblaas vult zich vrijwel onmiddellijk daarna en de darmen worden binnen 20-25 minuten zichtbaar. Indien de galblaas niet binnen 4 uur wordt afgebeeld, is dit een sterk argument voor een acute galblaasontsteking (cholecystitis). Een vertraagde vulling doch visualisatie binnen 4 uur pleit voor een chronische cholecystitis. Bij patiënten met symptomen van postprandiale kolieken, waarbij er geen stenen worden aangetoond op de echografie van de galwegen, is er een grote kans dat de klachten voortkomen uit een verminderde galblaascontractie. Tot 90% van deze patiënten had een ejectiefractie van de galblaas van minder dan 35% op basis van hepatobiliaire scintigrafie.

59

HOOFDSTUK 9: TUMOREN

9

TUMOREN

De nucleaire diagnostiek kan in de oncologie dmv tracerprincipe verschillende aspecten van tumoren en hun omgeving weergeven. Perfusie en metabolisme (glucose, proteïne, DNA) van tumoren kan gevisualiseerd worden evenals receptoren, hypoxie, angiogenese, necrose, celproliferatie. Voor deze toepassingen bestaan zowel SPECT als PET tracers.

9.1 FDG PET/CT 9.1.1 Principe Tumoren vertonen een verhoogd glucoseverbruik door een toename van het aantal membraneuse glucose transporters en door een verhoogde activiteit van hexokinase, het eerste enzyme van de glycolytische pathway. Glucose wordt gemerkt met het PET radio-isotoop 18F waarbij 1 OH groep vervangen wordt door fluor (fluorodeoxyglucose, afgekort FDG). FDG wordt opgenomen op dezelfde manier als glucose en wordt door hexokinase omgezet tot FDG-6-fosfaat dat niet verder wordt gemetaboliseerd. De nuchtere patiënt wordt met FDG intraveneus ingespoten waarna het FDG zich gedurende 60 minuten kan opstapelen in het lichaam. Na het ledigen van de blaas schuift de patiënt langzaam door de PET scanner waarbij progressief een gans lichaamsoverzicht van de glucoseverdeling in het lichaam wordt opgenomen. Fysiologisch bemerkt men een hoge uptake thv. de hersenen (glucose is de brandstof van de hersenen) en thv. de blaas en een discrete opname thv de nieren, longen en skelet. In principe laat PET toe absolute waarden van fysiologische parameters zoals glucoseverbruik te berekenen in mg/min/100 gram weefsel. Hiervoor dient een dynamische sequentie van beelden opgenomen te worden waarbij een “inputfunctie” (de hoeveelheid radioactiviteit die ifv de tijd in het orgaan toekomt) en een “opstapelingsfunctie” thv het bestudeerde weefsel worden gemeten. Absolute waarden worden enkel gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek. In de dagelijkse praktijk worden de PET scans visueel beoordeeld en worden soms eenvoudige ratio’s berekend van FDG opname in pathologische en normale weefsels. De laatste tien jaar is er een duidelijk uitbreiding van het gebruik van PET bij de meeste tumoren uitgewerkt. Hierbij speelt PET een rol bij de diagnose, staging, therapie evaluatie en bij de bepaling van de prognose. Deze mogelijkheden worden hieronder geïllustreerd voor enkele voorbeelden.

60

HOOFDSTUK 9: TUMOREN De zuivere PET scanners werden vervangen door gecombineerde PET/CT scanners zodat multimodale simultane beeldvorming mogelijk wordt. Hierdoor dient de patiënt ook maar 1x te komen en kunnen de gegevens van de CT gebruikt worden om de attenuatiecorrectie van de PET uit te voeren. Door een gecombineerde verslaggeving van PET en CT is er tevens een duidelijke diagnostische winst waardoor de specificiteit toeneemt. Een PET/CT scan kan eveneens gebruikt worden bij de bepaling van de bestralingsvelden voor radiotherapie. Sommige auteurs tonen aan dat het bestralingsveld in 80% van de gevallen zouden gewijzigd worden.

9.1.2 Algemene indicaties voor FDG PET 9.1.2.1 Stadiëring Wanneer een patiënt gediagnosticeerd wordt met kanker zal stadiëring van de tumor uitgevoerd worden. Op heden wordt hiervoor de TNM-classificatie gebruikt: de T-status (tumor) beschrijft de lokale uitgebreidheid van het primaire tumorale letsel; de N-status (nodes) beschrijft de aantasting van locoregionale lymfeklieren; de M-status (metastasen) beschrijft de aanwezigheid van metastasen op afstand. De TNM-classificatie van de tumor zal de behandeling bepalen (heelkunde, chemotherapie, radiotherapie) alsook de prognose. Voor een heel aantal tumortypes speelt FDG PET een belangrijke rol bij deze TNM-classificatie.

Figuur 9.1 MIP-beeld van FDG-PET scan ikv stadiering van lymfoom 61

HOOFDSTUK 9: TUMOREN 9.1.2.2 Opvolging van therapie Daar metabole veranderingen o.i.v systemische therapie (chemotherapie, …) of radiotherapie morfologsiche veranderingen van de tumor voorafgaan, is de hypothese dat FDG PET een betere evaluatie van de therapierespons toelaat dan CT. Tot nu toe gebruikt men in klinische trials de verandering van de grootte van de tumor op basis van CT om het succes van de therapie af te meten (RECIST criteria). Het is echter mogelijk dat inderdaad de grootte van het letsel verkleint, maar dat de residuele massa nog steeds een zeer hoge metabole activiteit vertoont. Dit laatste fenomeen zou erop wijzen dat een selectie van resistente, metabool actieve cellen werd bekomen terwijl slechts een gedeelte van de tumorcellen werd vernietigd wat weerspiegeld wordt door een afname van de grootte. Op radiologische basis was de therapie dan succesvol (daling van de grootte van de tumor met meer dan 50%) terwijl op basis van PET de therapie niet succesvol is (nog steeds metabool actieve kankercellen). Omgekeerd kan een letsel CT-grafisch ongewijzigd blijven en toch een belangrijke afname in metabolisme vertonen als respons op therapie. Als we overleving als gouden standaard nemen en deze overleving vergelijken bij “CT-responders” en “PET responders” blijkt PET veel beter patiënten te kunnen selecteren die aan de therapie beantwoorden.

9.1.2.3 Opsporen van tumoraal recidief Na behandeling voor tumorale pathologie wordt een patiënt opgevolgd met een aantal parameters ter detectie van tumoraal recidief, o.a. door bepaling van specifieke tumormerkers in het bloed. Bij aanwijzingen voor tumoraal recidief (oplopende tumormerker, klachten,…) zal FDG PET uitgevoerd worden ter bevestiging van dit recidief.

62

HOOFDSTUK 9: TUMOREN Op basis van argumenten uit de wetenschappelijke literatuur wordt FDG PET zo door het RIZIV terugbetaald voor volgende indicaties en tumortypes: Domein

Oncologie

Tumortype

Long

Stadiëring

x

Opvolging van

Opsporen van

therapie

recidief

x

x

Hoofd- en hals

x

Slokdarm

x

x

Pancreas

x

x

Ovarium

x

Colorectaal Maligne melanoom (huid) Neurologie

Cardiologie

x

x x

x

x

x

x

Hersentumor

x

Epilepsie

x

Myocardviabiliteit

x

9.2 Sentinel-node scintigrafie Bepaalde tumoren zaaien uit via lymfebanen en lymfeknopen om uiteindelijk via de circulatie ook in organen op afstand terecht te komen. Men gaat er vanuit dat als de eerst drainerende lymfeknoop (sentinel node of schildwachtklier) geen tumorcellen bevat ook de volgende nodi niet zullen aangetast zijn en dus het regionaal lymfeklierstelsel ziektevrij is. Daardoor wordt het chirurgisch verwijderen van dit stelsel overbodig. In principe volstaat het dus de sentinel node op te sporen, te verwijderen en anatomopathologisch te onderzoeken. Deze techniek wordt vooral toegepast bij het borstcarcinoom en het melanoom. Oorspronkelijk werd dit gedaan door vlak voor de operatie een kleurstof in te spuiten die de lymfeboom volgt waarna op basis van deze kleuring een biopsie werd verricht. Recent spoort men de sentinel node ook op door peritumorale injectie van een radioactief colloïd. De tracer volgt de lymferoutes vanaf de injectieplek en wordt in de sentinel node gefagocyteerd door de macrofagen: de sentinel node wordt, en blijft, radioactief. Vervolgens kan de sentinel node peroperatief gelokaliseerd worden met een gamma probe, een speciaal voor dat doel ontworpen scintillatiedetector. Op geleide hiervan kan de chirurg de sentinel node verwijderen voor histologisch onderzoek. Door enkele minuten preoperatief ook nog een kleurstof in te spuiten, kan de chirurg zowel op geleide van het geluidssignaal van de probe als op geleide van het oog de sentinel node lokaliseren.

63

HOOFDSTUK 9: TUMOREN De sentinel node kan geïdentificeerd worden in meer dan 90% van de gevallen. Buiten het peroperatieve onderzoek van de vriescoupe wordt enkele dagen later ook een meer doorgedreven immuunhistochemisch onderzoek uitgevoerd. Als dit laatste onderzoek positief is, moet een heringreep worden gepland.

9.3 Nieuwe tracers in oncologie: voorbeelden uit de kliniek 9.3.1

11

C-choline

Prostaatkanker is de tweede meest voorkomende kanker bij mannen wereldwijd, met een geschat aantal gevallen van 900.000 en geschat aantal doden van 258.000 in 2008. Na initiële therapie worden patiënten met lokale prostaatkanker opgevolgd door repetitieve meting van PSA (prostaat specifiek antigen) in het bloed. Stijging van de PSA-waarde wijst dan op recidief van de tumor. Dit recidief kan zich presenteren onder de vorm van een lokaal recidief in de prostaatloge, in de klieren in het klein bekken of als metastasen op afstand, voornamelijk in het bot. Naast een botscan wordt voor het opsporen van recidief prostaatkanker bij oplopende PSA vaak een 11C-choline PET scan uitgevoerd. Prostaatkankercellen nemen niet veel FDG op, waardoor FDG-PET scan slechts van zeer beperkte waarde is. Na fosforylatie tot fosfatidylcholine, is choline een essentieel bestanddeel van de celmembraan. Tumorale groei is geassocieerd met celproliferatie en dit gaat gepaard met een verhoogd transport van choline in de cel en een opregulering van het enzyme choline-kinase, hetgeen de fosforylatie van choline katalyseert. Eenmaal opgenomen in de cel wordt het choline omgezet tot fosfatidylcholine en zo opgestapeld in de tumorcellen. Heel wat maligne tumoren, o.a. prostaattumoren, vertonen een verhoogde fosfolipidensynthese, hetgeen nodig is voor de snelle groei van de tumorcellen. Recent werden ook fluor-18 gelabelde choline-analogen ontwikkeld. Deze liganden overkomen daardoor het belangrijke nadeel van een koolstof-11 gelabelde tracer, zijnde de zeer korte halfwaarde tijd waardoor noodzaak aan on-site cyclotron.

9.3.2

68

Ga-DOTATOC/DOTATATE

Neuro-endocriene tumoren (NETs) zijn een heterogene groep van tumoren, afkomstig van endocriene cellen. NETs zijn zeldzame tumoren (incidentie 3/100000), groeien eerder traag en hebben een lange overleving waardoor de prevalentie relatief hoog ligt (15/100000).

64

HOOFDSTUK 9: TUMOREN Conventionele beeldvormingsmethoden zijn dikwijls ontoereikend gezien het vaak gaat om zeer kleine primaire tumoren of metastasen en deze conventionele technieken ons daarnaast niets meer vertellen over de specifieke endocriene kenmerken van de NET. NETs nemen ook slechts in zeer beperkte mate FDG op, waardoor FDG-PET niet nuttig is bij de diagnostiek en opvolging van dergelijke tumoren. Functionele en moleculaire tracers werden in de laatste 10-20 jaar ontwikkeld voor deze tumoren. De meest bestudeerde moleculaire beeldvormingsprobes zijn de verschillende somatostatine analogen. Deze binden zeer specifiek, via de somatostatine receptor (SSR) geëxprimeerd op de celmembraan van de tumoren, aan de tumor. Door een radioactief element te verbinden met een somatostatine analoog, kan men vervolgens NET’s in beeld brengen. De eerste radioactieve tracer was een 111Indium gelabeld octapeptide somatostatine derivaat, het octreotide, en dit werd geïmplementeerd in de diagnostische work-up van NETs. Meer recent werden ook positron emittors verbonden met somatostatine analogen (68Ga-DOTATOC of –DOTATATE) hetgeen PET beeldvorming bij neuro-endocriene tumoren mogelijk maakt.

65

HOOFDSTUK 10: RADIONUCLIDENTHERAPIE

10

RADIONUCLIDENTHERAPIE

10.1 Behandeling van hyperthyreoïdie en schildkliercarcinoom Cfr. hoofdstuk 5

10.2 Pijnbestrijding bij botmetastasen Metabole therapie kan gebruikt worden bij de palliatie van pijnlijke skeletmetastasen igv prostaatcarcinoom en mammacarcinoom. De meest gebruikte farmaca zijn 89m-Strontium-chloride en 159

Samarium-EDTMP. Beiden worden intraveneus toegediend. De palliatie is gesteund op het afgeven

van een stralingsdosis ovv elektronen in de zone van reactieve botvorming rond een metastase. Samarium heeft het voordeel ook gammastralen uit te zenden wat beeldvorming toelaat. Deze therapieën gaan gepaard met beenmerg-onderdrukking.

10.3 Therapie met gelabelde peptiden Voorbeeld: peptide receptor radionuclidetherapie (PRRT) bij gemetastaseerde neuro-endocriene tumoren PRRT is een veelbelovende therapie in de behandeling van neuro-endoriene tumoren. Deze therapie is gebaseerd op de binding van radioactief gemaakte somatostatine-analogen aan tumorcellen. De somatostatine-analogen binden specifiek aan de somatostatine receptoren 2 en 5 (en 3) (SSR2-5-(3)) die zich bevinden thv. de celmembraan van neuro-endocriene tumoren. Het radioactieve partikel kan dan ofwel een gamma-emittor/positron-emittor zijn, dewelke gebruikt worden voor diagnostiek (vb. 111Indium-octreotide of 68Ga-DOTATOC), ofwel een beta--emittor, dewelke gebruikt worden voor therapie (=PRRT). Na de specifieke binding aan de tumorcel, wordt het radioactief molecule geïnternaliseerd en leidt het tot celdood tgv. deeltjesstraling op het DNA van de tumorcel (kernsplijting). Als radioactief partikel voor therapie wordt gebruik gemaakt van de 90Yttrium-DOTATOC of 177

Lutetium-DOTATATE. 90Y-DOTATOC is een zuivere bètastraler die voornamelijk bindt aan SSR-

2. Voorafgaande dosimetrie kan uitgevoerd worden met een 111In-gemerkt somatostatine analoog gezien het kinetisch gedrag (biodistributie en opname (fysiologisch en thv. de tumorcellen) 66

HOOFDSTUK 10: RADIONUCLIDENTHERAPIE vergelijkbaar is met dan van 90Y-DOTATOC. Posttherapeutisch kunnen opnames van de remstraling worden gemaakt ter evaluatie van de distributie van de therapie. 177

Lu-DOTATATE is een bèta- en gammastraler waardoor dit molecule zich uitstekend leent voor

beeldvorming, zowel voorafgaand aan de therapie (dosimetrie) als na de therapie. 90

Y heeft een hogere energie (Emax: 2.27 MeV) en diepere penetratie in weefsel (Rmax: 11 mm) dan

177

Lu (Emax: 0.49 MeV; Rmax: 2 mm), waardoor verondersteld wordt dat 90Y beter gebruikt kan worden

bij de behandeling van grote tumorale haarden en 177Lu bij de bestraling van kleine tumorale lesies. Bovendien bedraagt de halfwaardetijd van 90Y 2,7 dagen en de halfwaardetijd van 177Lu ongeveer 6,5 dagen waardoor het bij Lutetiumtherapie langer duurt om dezelfde dosis af te leveren in de tumor.

67

HOOFDSTUK 11: DOSIMETRIE EN RADIOPROTECTIE

11

DOSIMETRIE EN RADIOPROTECTIE

De dosis die een patiënt oploopt tijdens een conventioneel of PET onderzoek schommelt tussen 1 en 10 mSv en is van dezelfde orde van grootte als bij radiologische onderzoeken. Als referentiekader vermelden we dat de omgevingsstraling gelijk is aan 2-3 mSv wat ongeveer 86% betekent van de globale stralingsbelasting van de bevolking. Het risico van 1 blootstelling van 10 mSv (= 2 scans) bedraagt een verkorting van de levensverwachting van 2 dagen. Roken van een pakje sigaretten per dag vertegenwoordigt een verkorting van de levensverwachting van 2441 dagen. De beslissing om een onderzoek uit te voeren bij een patiënt met een levensbedreigende aandoening moet voldoen aan het ALARA principe (radiation as low as reasonable achievable) waarbij het medisch nut van het onderzoek wordt afgewogen tegen het nadelig effect van de straling. Hierbij moet de bestraling van de technologen en medici eveneens tot het minimum gereduceerd worden. De belangrijkste factoren die de uitwendige bestraling van medisch personeel en omgeving beïnvloedt, zijn de afstand tot de bestralingsbron, de duur van de bestraling, de afscherming tegen de straling en de grootte van de dosis (cfr ALARA). Tevens dienen de nodige maatregelen genomen te worden om inwendige besmetting door huidcontact, inhalatie of ingestie te vermijden.

68

LITERATUUR

LITERATUUR

Leerboek Nucleaire Geneeskunde Camps, Van den Broeck, Van Kroonenburgh, Van Urk ISBN 90 352 25669 8 Elsevier (2003)

Nuclear Medicine in Clinical Diagnosis and Treatment Ell and Gambhir Churchil and Livingstone (2004)

Essentials of Nuclear Medicine Imaging Mettler and Guibertean Saunders Elsevier (2006)

69