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K. Kletter · A. Becherer · Klinik für Nuklearmedizin, Universität Wien

FDG-PET in der OnkologieMethodische Grundlagenund klinische Anwendung

führt (Prinzip der elektronischenKollimation).

● Für wesentliche Elemente wie C, N, Oaber auch F sind keine gammemittie-renden Radionuklide verfügbar, je-doch Positronenstrahler. Daher kön-nen für die Szintigraphie viele Schlüs-selverbindungen des Stoffwechselswie Aminosäuren, Nukleoside aberauch Glukose nur mit Positronen-strahlern markiert und extern ge-messen werden.

● Bei Positronenstrahlern kann für denim Körper absorbierten Strahlungs-anteil besonders exakt korrigiert wer-den, weshalb eine quantitative, regio-nale Bestimmung von Stoffwechsel-vorgängen im Körper mit dieser Me-thode besonders genau gelingt.

Die klinische Anwendung der PET be-traf ursprünglich in der Mehrzahl kar-diologische und neurologische Frage-stellungen. In den letzten Jahren hatsich das Bild der Indikationen für PETjedoch deutlich gewandelt. Heute ma-chen onkologische Fragestellungen welt-weit ca. 70% der klinischen Anwendun-gen der PET aus [6, 15, 27].

Bildgebung

Für die Bildgebung stehen Ringtomo-graphen, bestehend aus mehreren De-tektorringen, zur Verfügung, wobeiderzeit noch ausschließlich Wismutger-manat (BGO) als Detektormaterial An-

Die Positronenemissionstomographie(PET) wird an einigen großen interna-tionalen Zentren bereits seit den 70erJahren angewendet. Ihr Einsatz erfolgtejedoch im wesentlichen zu rein wissen-schaftlichen Zwecken und häufig tier-experimentell. Der breitere klinischeEinsatz dieser Methode wurde erst imletzten Jahrzehnt durch die zunehmendeMiniaturisierung und Automatisierungder benötigten Apparaturen ermög-licht. Die Herstellung der kurzlebigenPositronenstrahler C11, N13, O15 undF18 erfolgt heute mit speziell dafür kon-struierten Zyklotronen, deren Raumbe-darf den eines größeren Zimmers nichtübersteigt und die über einen PC ge-steuert werden können. Die nachfol-gende Synthese der radioaktiven Ver-bindungen wird meist ebenfalls in voll-automatischen, computergesteuertenApparaturen vorgenommen, die einegeregelte Produktion der benötigtenRadiopharmaka ermöglichen. Letztlichhaben auch neue Wege bei der Herstel-lung der Positronenemissionstomogra-phen selbst und eine damit verbundeneKostenreduktion eine größere Verbrei-tung der Methode ermöglicht [19].

Im Vergleich zum herkömmlichentomographischen bildgebenden Verfah-ren der Nuklearmedizin – der SPET(single photon emission tomography) –bietet PET folgende wesentliche Vorteile:

● Die Koinzidenzmessung der 511 keV-Vernichtungsquanten mit PET-Syste-men macht die Anwendung mechani-scher Kollimatoren für die Bildge-bung unnötig, was zu einem deutlichbesseren Auflösungsvermögen für dieApparaturen im Vergleich zu SPET

TumorstagingRadiologe1999 · 39:600–609 © Springer-Verlag 1999

Zusammenfassung

Der klinische Einsatz der PET betrifft heute

vorwiegend onkologische Fragestellungen.

F18-Fluorodesoxyglucose (FDG) zeigt eine

sehr hohe Anreicherung in einer Vielzahl von

malignen Tumoren und wird in etwa 95%

der Fälle als Radiopharmakon für die Tumor-

darstellung mit PET eingesetzt. Dieser Über-

sichtsartikel beschreibt die theoretischen

Grundlagen und methodische Gesichtspunk-

te der FDG-PET. Mögliche Fehlereinflüsse auf

die Methode werden diskutiert. Die Haupt-

indikationen für FDG-PET bei onkologischen

Fragestellungen werden im wesentlichen

entsprechend den in Konsensuskonferenzen

zwischen Nuklearmedizinern und Onko-

logen getroffenen Vereinbarungen der

Deutschen Gesellschaft für Nuklearmedizin

besprochen. FDG-PET findet insbesondere

beim Staging, beim Rezidivnachweis und bei

der Therapiekontrolle Anwendung. Funktio-

nelle Bildgebung, im Vergleich zur konven-

tionellen Szintigraphie verbesserte Ortsauf-

lösung und die leichte Anfertigung von

Ganzkörperaufnahmen sind besondere

Vorzüge der Methode. Zukünftige Möglich-

keiten und Trends der Anwendung von PET

in der Onkologie werden kurz beschrieben.

Schlüsselwörter

PET · F18-Fluordesoxyglucose · Onkologie ·

Klinische Anwendung

a.o. Prof. DDr. K. KletterKlinik für Nuklearmedizin,

Währinger Gürtel 18–20, A-1090 Wien&/fn-block:&bdy:

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K. Kletter · A. Becherer

FDG-PET in oncology: techniquesand applications

Summary

Clinical PET is now primarily used in onco-

logical indications. Fluorine-18-fluorodeoxy-

glucose (FDG) shows a high uptake in a

variety of malignancies and accounts for

approximately 95% of the oncological PET

studies.The first part of this review deals

with theoretical and methodological aspects

of FDG-PET. Possible sources of errors for the

method are discussed briefly. Oncological

indications for FDG-PET are highlighted

according to the results of consensus

meetings of experts from nuclear medicine

and oncology, organized by the German

Society of Nuclear Medicine. FDG-PET is

mainly used in staging and restaging,

demonstrating of tumour recurrence and

therapy control. Main benefits of the method

are functional imaging, better spatial resolu-

tion than conventional scintigraphy and the

possibility to perform whole-body imaging

easily. A brief outlook on future prospects for

the application of PET in oncology is given.

Key words

PET · 18F-fluorodeoxyglucose · Oncology ·

Clinical application

dung durchgesetzt. Gründe dafür sind,daß die Markierung mit kurzlebigenNukliden eigene Techniken der Radio-chemie erforderlich macht, die häufignur zu sehr geringen Markierungsaus-beuten führen. Auch die Reproduzier-barkeit der Präparationen und die vorihrer Anwendung erforderlichen Kon-trollen hinsichtlich radionuklidischer,chemischer und radiochemischer Rein-heit und pharmazeutischer Qualitätstellen erhebliche Anforderungen dar.

Für die häufigste klinische Anwen-dung der PET, nämlich in der Onkolo-gie, wird überwiegend das Glukoseana-log 2-(F18) Fluoro-2-desoxy-D-Glukose(F18-FDG) eingesetzt. Neben diesemRadiopharmakon, das mit F18 markiertist (physikalische Halbwertszeit von110 min), gibt es lediglich für das mitdem kurzlebigen C11 (physikalischeHalbwertszeit 20 min) markierte Me-thionin klinische Studien mit größerenPatientenzahlen. C11-Methionin spie-gelt einerseits die Proteinsyntheseratewider, es nimmt aber auch an zahlrei-chen Methylierungsreaktionen im In-termediärstoffwechsel teil. Proliferati-onsmarker wie C11-Thymidin und dassich in hypoxischem Gewebe verstärktanreichernde F18-Misonidazol könntenweitere Substanzen sein, die demnächstEingang in die onkologische Diagno-stik mit der PET finden.

F18-FDG als Tracerfür die Onkologie

Die besondere Stellung von F18-FDGfür die onkologische Diagnostik mitder PET beruht auf dem verstärktenGlukosemetabolismus von Tumoren.Dieser entsteht vor allem durch eineÜberexpression der Glukosetranspor-ter 1 und 3 sowie durch eine gesteigerteEnzymaktivität der Hexokinase undPhosphofructokinase [10, 21]. Da F18-FDG zwar durch die Hexokinasereakti-on zu F18-FDG-6-Phosphat phosphory-liert, dann aber nicht weiter verstoff-wechselt wird, kommt es im Tumor zueiner deutlichen Anreicherung der mar-kierten Substanz (metabolic trapping),die eine Tumordarstellung mit gutemKontrast erlaubt [11]. Dieser Effekt istzwar für verschiedene Tumore unter-schiedlich stark ausgeprägt, ermöglichtaber in sehr vielen Fällen mit hoherSensitivität die Unterscheidung von be-nignem und malignem Gewebe.

wendung findet. Diese Systeme stellendie klassischen, dedizierten Geräte derPET dar, die klinische Wertigkeit derMethode für die später zu besprechen-den Fragestellungen wurde mit diesemGerätetyp bestimmt.

Heute gewinnt das Verfahren derGammakamera-Koinzidenzdetektionzunehmend Eingang in die klinischeAnwendung der PET. Bei diesem Ver-fahren werden konventionelle Doppel-kopfgammakameras mit einer speziel-len Elektronik zur Registrierung derkoinzidenten 511 keV-Gammaquantender Positronenstrahler eingesetzt. Diebesonderen Vorteile dieser Methode,die auch als Hybridtechnologie be-zeichnet wird, liegen vor allem im deut-lich geringeren Gerätepreis im Ver-gleich zu den Ringtomographen und inder Einsetzbarkeit dieser Geräte fürSPET. Dem steht jedoch als Nachteilinsbesondere der schlechtere Kontrastfür Objekt und Hintergrund gegenüber.Inwieweit die mit den Ringtomogra-phen erhobenen Werte für die Aussage-kraft der PET bei einzelnen klinischenFragestellungen auch auf die Messungmit der Hybridmethode zutreffen, istnoch abzuwarten [29].

Die Messung von Positronenstrah-lern mit konventionellen Gammakame-ras und Ultrahochenergiekollimatorenstellt keine PET dar und hat sich auchnicht durchgesetzt [20].

Weitere technische Aspekte, die dieAussagekraft von PET-Untersuchungenbeeinflussen, sind die Art der angewen-deten Rekonstruktionstechnik zur Er-zeugung der Tomogramme und dieFrage, ob die Bewertung anhand schwä-chungskorrigierter Bilder erfolgt odernicht. Iterative Rekonstruktionsverfah-ren lösen zunehmend die Methode dergefilterten Rückprojektion ab. Die mititerativen Methoden erzeugten Tomo-gramme zeichnen sich durch eine ge-ringe Anfälligkeit für Bildartefakte vorallem in der Umgebung von Organenmit hoher Traceranreicherung aus [19].

Radiochemieund Radiopharmaka

In den letzten Jahren wurden eine Viel-zahl von PET-Radiopharmaka ent-wickelt; in der Literatur finden sich ca.1000 markierte Substanzen. In der Pra-xis haben sich bisher jedoch nur wenigeSubstanzen für die klinische Anwen-

Radiologe1999 · 39:600–609 © Springer-Verlag 1999

jedoch noch keine einheitliche Auffas-sung über die Beeinflussung der PET-Untersuchung besteht.

Praktische Gesichtspunkteder Durchführungvon F18-FDG-Untersuchungenin der Onkologie

Der Patient sollte mindestens 4 h vorder Untersuchung nüchtern bleiben, beiUntersuchungen im Thoraxbereichsollte diese Periode auf 12 h ausgedehntwerden, um eine Glukoseaufnahme imMyokard möglichst gering zu halten.

Vor der Applikation von FDG wirdeine Bluzuckerbestimmung durchge-führt, liegt der Wert über 130 mg% mußunter Umständen von der Untersu-chung Abstand genommen und ein Ab-sinken des Blutzuckers durch Verlänge-rung der Fastenperiode abgewartetwerden. Bei Diabetikern sind spezielleProtokolle für die Vorbereitung zur Un-tersuchung erforderlich.

Sind bei der Untersuchung Arealeim Bereich des Beckens von besonderemInteresse (z.B. Fragestellung eines Rezi-divs bei kolorektalen Karzinomen), sosollten zusätzliche Maßnahmen zur ra-scheren Substanzausscheidung aus derHarnblase und den ableitenden Harn-wegen getroffen werden (Hydrierung,Diuretikagabe, Blasenspülung). Zur Re-duktion der muskulären FDG-Aufnah-me ist die körperliche Aktivität vor derTracerapplikation bzw. während derSpeicherzeit möglichst gering zu halten.Bei Fragestellungen im Kopf-Hals-Be-reich ist auch Sprechen zu vermeiden. InEinzelfällen kann es auch notwendigsein, Benzodiazepine zu verabreichen.

Nach der intravenösen Gabe vonF18-FDG wird eine Zeit von 45–60 mineingehalten, nach der mit den Aufnah-men im PET-Scanner begonnen wird.

Nach dieser Zeit kann durch Ver-schieben des Patienten durch das Meß-feld des PET-Scanners (ca. 15 cm) inaxialer Richtung die Aktivitätsvertei-lung im interessierenden Areal gemes-sen werden. Für Aufnahmen des Rump-fes beträgt die Meßdauer typischerwei-se 30–60 min. Bei Bedarf werden füreinzelne Schichten zusätzlich Trans-missionsaufnahmen angefertigt, mitdenen dann eine Korrektur für die Vor-absorption der Emissionsaufnahmenvorgenommen werden kann. Die PET-Tomogramme werden dann nach Re-

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Tumorstaging

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Das Gehirn zeigt eine physiolo-gisch hohe Glukoseanreicherung, wasdie Tumordarstellung mit F18-FDG indiesem Bereich erschweren kann. Einehohe Glukoseaufnahme findet manebenfalls im Myokard, wobei jedoch inAbhängigkeit von der momentanenStoffwechselsituation die Glukosean-reicherung in diesem Bereich sehr starkvariiert [4]. Im Gegensatz zu Glukosewird F18-FDG in der Niere tubulär se-zerniert, was zu einer erschwerten Be-urteilung der Tomogramme im Bereichvon Nieren, ableitenden Harnwegenund der Harnblase führen kann.

Falsch-positive Befunde in Hinsichtauf einen Tumornachweis können durcheine verstärkte Aufnahme von F18-FDGin lymphatischem Gewebe, z.B. im Be-reich des Waldeyer’schen Ringes und desZökums, durch eine verstärkter Sub-stanzanreicherung in der Muskulaturaufgrund verstärkter Muskelarbeit vorder Untersuchung – hier ist auch eineverstärkte Aufnahme durch Sprechakti-vität im Bereich der Kehlkopfmuskula-tur zu bedenken – und durch entzündli-che Prozesse entstehen. Besonders imBereich der Lunge können sich granulo-matös-entzündliche Prozesse wie Sarko-idose und Tuberkulose darstellen [30].In der überwiegenden Zahl der Fällekönnen jedoch derartige Faktoren vomgeübten Befunder erkannt werden.

Eine Möglichkeit, entzündlicheVeränderungen von malignen Erkran-

kungen abzugrenzen, ist auch diequantitative bzw. semiquantitative Be-stimmung der FDG-Aufnahme imfraglichen Bereich. Im Mittel zeigenentzündliche Prozesse eine geringereAnreicherung für die Substanz als mali-gne Tumore. Häufig wird dazu der sog.„standardized uptake value“ (SUV)bestimmt, der ein Maß für die Anrei-cherung der Substanz im interessieren-den Areal, korrigiert für verabreichteAktivität und Körpergewicht, ist.Wich-tig ist dabei, daß dieser Wert immerzur selben Zeit nach der Applikationvon FDG bestimmt wird, da die Auf-nahme von der Speicherzeit abhängigist [16]. Es hat sich jedoch gezeigt, daßauch mit dieser Methode eine genaueAbgrenzung von malignen und ent-zündlichen Prozessen nicht immer ge-lingt, da die Bandbreite der FDG-Auf-nahme für die verschiedenen Herdesehr groß ist.

Ein weiterer möglicher Einfluß aufdas Ergebnis der F18-FDG-Untersu-chungen ist eine kürzer zurückliegendeStrahlentherapie und eventuell auchChemotherapie. Nach der Strahlenthe-rapie wird ein Intervall von mindestens6 Wochen bis zur PET empfohlen, umeinen möglichen Einfluß auf das Unter-suchungsergebnis, insbesondere durchlokale entzündliche Reaktionen als Fol-ge der Bestrahlung auszuschließen.Nach Chemotherapie dürfte dieses In-tervall deutlich kürzer sein, wobei hier

Tabelle 1

Metabolische Tumordarstellung mit PET Radiopharmaka:gegenwärtiger Stand und zukünftige Konzepte

Durchblutung Energiestoffwechsel

● O-15 Wasser ● F-18 Fluorodesoxyglucose● N-13 Ammoniak ● C-11 Azetat

Mineralisation Proteinsynthese/Substratstoffwechsel

● F-18 Fluorid ● C-11 Methionin● F-18 Fluoräthyltyrosin

Hypoxie Proliferation

● F-18 Misonidazol ● C-11 Thymidin● F-18 Desoxyuridin

Membranzusammensetzung Neurotransmitter● C11-Cholin ● F-18 DOPA

Zytostatika Genexpression

● F-18 Fluorouracil ● F-18 Gancyclovir● N-13 Cisplatin ● F-18 Antisense-Oligonukleotide

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konstruktion in transaxialer, koronalerund sagittaler Schnittführung doku-mentiert.

Klinische Indikationender FDG-PET in der Onkologie

Mögliche Fragestellungen betreffen so-wohl die Primärdiagnostik als auch dieVerlaufskontrolle von Karzinomen. Allein der weiteren Folge gemachten Aussa-gen zum Einsatz der PET betreffen Un-tersuchungen mit F18-FDG, sofernenicht ausdrücklich anders erwähnt.Wiebereits oben erwähnt, existieren mitAusnahme von Hirntumoren und demEinsatz von C11-Methionin lediglich fürdieses Radiopharmakon ausreichend Da-ten, um den klinischen Stellenwert derUntersuchungsmethode zu bestimmen.

Eine ausführliche Indikationslistefür den klinischen Einsatz der PET inder Onkologie wurde im Rahmen vonKonsensuskonferenzen unter der Schirm-herrschaft der Deutschen Nuklearmedi-zinischen Gesellschaft (DGN), die zu-letzt im September 1997 in Ulm statt-fand, zwischen Nuklearmedizinern und

ben [6, 27]. Die am besten abgesicher-ten Indikationen sind

● Rezidivdiagnostik bei Gliomen,● Erkennung der malignen Entdiffe-

renzierung eines Gliomrezidivs,● Bestimmung des optimalen Biopsie-

ortes bei Verdacht auf Gliom,● Nachweis der biologischen Aggressi-

vität von Gliomen,● Unterscheidung zwischen Lymphom

und Toxoplasmose bei Patienten mitAIDS.

Die Unterscheidung eines Rezidivtu-mors von einer Radionekrose mit MRTund CT stellt ein diagnostisches Pro-blem dar, da sich beide Prozesse alsRaumforderung darstellen und Kon-trastmittel anreichern (Abb. 1). In derPET zeigen Rezidive von High-grade-Gliomen eine gute Anreicherung vonFDG, während die Radionekrose alskalte Läsion erscheint. Die Sensitivitätund Spezifität für PET zum Rezidiv-nachweis bei High-grade-Gliomen liegtnach der Literatur bei 80 bis 100%. BeiLow-grade-Gliomen ist die Glukoseauf-nahme deutlich geringer, weshalb sieim Vergleich zum umgebenden Hirnge-webe häufig weniger FDG anreichern.Bei Low-grade-Gliomen hat sich derEinsatz von C11-Methionin bewährt,das sich im Gegensatz zu FDG auch indiesen Tumoren stärker als im Hirnge-

Onkologen erarbeitet [2,26].Dabei wur-de die klinische Wertigkeit bei den Fra-gestellungen Primärdiagnostik mit Un-terscheidung benigner von malignenLäsionen und Staging, Rezidivdiagno-stik und Restaging nach Therapie sowieVerlaufskontrolle unter Chemo- bzw.Strahlentherapie in 5 Klassen eingeteilt.

Abb. 1 m Hirn, Transaxialschnitt. Zustand nach Glioblastom, Operation und Irradiatio. Fragestellung:Strahlennekrose vs. Tumorrezidiv bei nicht aussagekräftiger MR. Rechts dorsotemporal bestehtgesteigerte Aktivität entsprechend einem Tumorrezidiv (Pfeil). Der benachbarte Kortex zeigtpostoperativ und nach Bestrahlung eine reduzierte Glukoseaufnahme. Der Befund wurde im Verlaufbestätigt

Indikationsklasse

Ia PET ist angemessenIb PET ist akzeptabelIIa PET ist hilfreichIIb PET ist noch nicht evaluiertIII PET ist ohne klinischen Nutzen

In der Folge werden im wesentlichendie Indikationen der Klassen Ia und Ibkurz erläutert.

Hirntumoren

Bei Hirntumoren haben sich in denletzten Jahren eine Vielzahl von kli-nisch nützlichen Fragestellungen erge-

webe anreichert [24]. Das unterschied-liche Verhalten von F18-FDG bei Low-grade- und High-grade-Gliomen kanndazu verwendet werden, eine Entdiffe-renzierung von Low-grade-Gliomen zuerkennen. Eine Entdifferenzierung vonLow-grade-Gliomen während der er-sten Jahre ist bei etwa der Hälfte der Tu-moren zu beobachten und läßt sichdurch eine erhöhte FDG-Aufnahme er-kennen.

Die mit dem Differenzierungsgradverbundene unterschiedliche Aufnah-me für FDG kann auch zur Bestim-mung des optimalen Biopsieortes beiGliomen benützt werden. Höhergradi-ge Gliome sind häufig heterogen aufge-baut, wobei sich nebeneinander gut dif-ferenzierte Anteile und anaplastischeBezirke finden. Die Einstufung des Tu-mors nach dem Bezirk mit dem amschlechtesten differenzierten Anteil istvon entscheidender Bedeutung für diePrognose des Patienten und das weitereTherapiemanagement. Untersuchun-gen zeigen, daß die Durchführung einerstereotaktischen Biopsie am Ort derhöchsten FDG-Aufnahme eine signifi-kant bessere Diagnostik ermöglicht alseine Biopsie anhand der rein morpho-logischen Bildgebung [6].

Insgesamt scheint die Bestimmungdes FDG-Metabolismus geeignet zusein, Rückschlüsse auf das biologischeVerhalten und die Aggressivität von pri-mären Hirntumoren zu erlauben [6, 27].

Als klinisch wertvoll hat sich PETbei der, vor allem bei immuninkompe-tenten Patienten (AIDS, nach Organ-transplantation) relativ häufigen Frage-stellung der Differenzierung zwischeneinem Lymphom des ZNS und einer ze-rebralen Toxoplasmose erwiesen [14].

Kopf- und Halstumoren

FDG-PET hat sich bei folgenden Frage-stellungen als indiziert erwiesen:

● Suche nach unbekanntem Primärtu-mor bei positiver Histologie und ne-gativer morphologischer Bildgebung,

● Lymphknotenstaging,● Nachweis eines Lokalrezidivs,● Nachweis von Zweitkarzinomen.

Bei der seltenen Fragestellung eines un-bekannten Primärtumors bei positiverHistologie und sonst negativer Bildge-bung gelingt der Nachweis des Primär-

zwischen 81% und 100% und eine Spe-zifität zwischen 73% und 100% für dieFragestellung der Malignität eines mitradiologischen Methoden nachgewie-senen Lungenrundherdes [3] und istdamit jener der CT überlegen (Abb. 2).Die Spezifität der Methode zeigt jedocheine geographische regionale Abhän-gigkeit, da auch granulomatöse Herde,wie sie sich bei Tuberkulose, Sarko-idose und Pilzinfektionen, z.B. derHistioplasmose, finden, einen positivenBefund erzeugen, und die Prävalenz fürderartige Erkrankungen in verschiede-nen Ländern sehr unterschiedlich ist.

Dewan et al. fanden bei einem di-rekten Vergleich der PET mit der CT-gesteuerten Feinnadelpunktion – einVerfahren das eine signifikante Kom-plikaltionsrate aufweist – eine bessereSensitivität für PET [8].

Falsch-negative PET-Befunde fin-den sich bei sehr kleinen Rundherdenmit einem Durchmesser unter 1 cm, beibronchioalveolären Karzinomen undbei neuroendokrinen Tumoren. DieKombination von PET und CT stelltnach Meinung einiger Autoren die ko-steneffizienteste Strategie zur Abklä-rung unklarer Lungenrundherde dar.

Beim NSCLC ist zur Beurteilungder Operabilität und der Prognose einexaktes präoperatives Staging erforder-lich. Beim Vorliegen supraklavikulä-rer bzw. kontralateraler mediastinalerLymphknotenmetastasen oder bei ex-trathorakaler Metastasierung gilt derPatient in der Regel als inoperabel.FDG-PET weist für das Lymphknoten-staging eine Sensitivität von 85% undeine Spezifität von 92% auf, im Ver-gleich dazu beträgt die Sensitivität undSpezifität für die CT 66% bzw. 75% [13].Im Hinblick auf die limitierte anatomi-sche Information, die die PET enthält,sollte jedoch für das Lymphknotensta-ging eine Kombination mit der CT an-gestrebt werden. Im Idealfall sollte dieseKombination der funktionellen undanatomischen Information durch Bild-fusion erfolgen.

Neben dem Lymphknotenstagingerlaubt die PET im selben Untersu-chungsgang auch sehr leicht und mithoher Treffsicherheit den Nachweisvon Fermetastasen. Dabei erwies sichdie PET auch der konventionellen Kno-chenszintigraphie bei der Fragestel-lung nach Skelettmetastasen überlegen[3].

tumors mit FDG-PET in ca. einem Drit-tel der Fälle [17]. Hingegen ist PET beibekanntem Primärtumor der MR undder CT in der genauen Tumorlokalisati-on und Tumorausbreitung sowie zurAbgrenzung gegenüber benachbarten,kritischen anatomischen Strukturenunterlegen.

Einen klinischen Stellenwert weistdie FDG-PET für das Lymphknotensta-ging auf. Die Sensitivität und Spezifitätvon PET für den Nachweis einesLymphknotenbefalls ist mit 90% bzw.94% jener der MR, dem US und der CTmit Werten um 80% überlegen [1]. Vorallem bei der Frage einer einseitigenoder beidseitigen Neck-dissection kannPET das therapeutische Vorgehen ent-scheidend beieinflussen. Falsch-positi-ve Befunde können in seltenen Fällendurch reaktiv veränderte Lymphknotenentstehen.

Zweitttumore sind bei Kopf-Hals-Tumoren mit über 10% relativ häufigund können mit der FDG-PET bei Aus-dehnung der Untersuchung auf die obe-ren Atemwege und die Lungen meistmiterfaßt werden.

Übereinstimmung scheint in derBeurteilung vorzuliegen, daß PET denanderen Bildgebungsmethoden zumRezidivnachweis überlegen ist. Liegt beiPET die Sensitivität und Spezifität indieser Fragestellung zwischen 80 und90% [18], so beträgt sie bei CT und MRnur etwa 50%. Ein Problem bei derFDG-PET stellt die Unterscheidung vonRezidiv und infizierter Radioosteone-krose dar.

Eine weiteres klinische Einsatzge-biet bei den Kopf-Hals-Tumoren könntedie Bestimmung der Höhe der FDG-Aufnahme als prognostischer Faktorsein.

Lungentumoren

Die PET ist heute bei den nachfolgen-den Fragestellungen die bildgebendeMethode der Wahl bzw. liefert entschei-dende Zusatzinformationen:

● Beurteilung der Dignität von unkla-ren pulmonalen Rundherden,

● Präoperatives Staging beim nicht-klein-zelligen Bronchialkarzinom (NSCLC),

● Nachweis eines Rezidivs beim NSCLC.

In kontrollierten Studien an über 1000Patienten zeigt die PET eine Sensitivität

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Tumorstaging

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Bei 30–40% der Patienten, die mit einerkurativen Intention operiert werden,findet sich innerhalb der ersten 2 Jahrepostoperativ ein Tumorrezidiv. Nebeneinem Lokalrezidiv ist vor allem eineisolierte Metastasierung in die Lebersehr häufig zu beobachten. Ein frühzei-tiger Rezidivnachweis ist essentiell, umeine kurative Reintervention zu er-möglichen. Postoperative Veränderun-gen und Veränderungen nach vorange-gangener Radiatio machen den Nach-weis eines Lokalrezidivs in der mor-phologischen Bildgebung schwierig.Zusätzlich werden Lymphknotenmeta-stasen und eine Metastasierung ins Pe-ritoneum oft in der CT nicht erkannt[23]. Ein Anstieg des CEA-Serumspie-gels ist meist der Anlaß zur Suche nacheinem Rezidiv; Sensitivität und Spezi-fität des Tumormarkers betragen je-doch nur 59% bzw. 84% in dieser Fra-gestellung. In mehreren Studien anüber 400 Patienten zeigte PET für denRezidivnachweis eine Sensitivität von87–100% und eine Spezifität von60–100%, die entsprechenden Wertefür die CT fanden die Autoren zwi-schen 47% und 86% für die Sensitivitätund 58% und 100% für die Spezifität[6] (Abb. 3). Nicht nur für den Nach-weis eines Lokalrezidivs, sondern auchfür die Darstellung von Lebermetasta-sen ist FDG-PET nach Angaben der Li-teratur der morphologischen Bildge-bung überlegen.

Ein Problem für den Ausschluß ei-nes Lokalrezidivs mit der FDG-PETstellen Veränderungen in den erstenWochen nach Strahlentherapie dar,weshalb ein Mindestabstand von ca. ei-nem Monat zur letzten Betrahlung ein-gehalten werden sollte. Als diagnosti-sche Vorgehensweise für den Einsatzvon FDG-PET in der Fragestellung ei-nes Rezidivs werden steigender CEA-Serumspiegel ohne Korrelat, unklareLäsion in der morphologischen Bildge-bung und präoperatives Restaging vorgeplanter kurativer Resektion einesRezidivs vorgeschlagen.

Nach einer Studie von Delbeke et al.[7] wurde bei 28% der Patienten, die imRahmen eines Restagings untersuchtwurden, eine Änderung des weiterentherapeutischen Management durch dieUntersuchung mit FDG-PET hervorge-rufen. In vielen Fällen führte der Nach-weis vorher nicht bekannter Metastasenzu einem Up-Staging und einer Inopera-

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Eine weitere Indikation für die PETstellt die Frage nach einem Lokalrezidivbeim NSCLC dar. Im Vergleich zur CTerlaubt PET leichter die Differenzie-rung zwischen Rezidiv- bzw. Resttumorund postoperativen bzw.posttherapeuti-schen Veränderungen. Nach den bishervorliegenden Daten liegt die Treffsi-cherheit der PET in dieser Fragestel-lung bei 95%.

Pankreastumoren

FDG-PET hat sich bei Pankreastumo-ren in folgenden Fragestellungen be-währt:

● Nachweis der Dignität von pankrati-schen Raumforderungen,

● Nachweis eines Lokalrezidivs.

Die Differentialdiagnose eines Pan-kreaskarzinoms und einer chroni-schen Pankratitis bei nachgewiesenerRaumforderung des Pankreas istschwierig. Wegen der hohen Glukose-aufnahme von Adenokarzinomen desPankreas läßt sich dieses jedoch mitder FDG-PET von einer chronischenPankreatitis gut unterscheiden, ob-wohl dieser chronisch entzündlicheProzeß ebenfalls zu einer etwas gestei-

gerten Glukoseaufnahme führt [25].Insgesamt liegt die Treffsicherheit derFDG-PET zur Unterscheidung einerbenignen Raumforderung des Pan-kreas von einem Adenokarzinom bei80–93%. Schwierigkeiten bereitet dieDifferentialdiagnose bei akuten Schü-ben einer chronischen Pankreatitis.Falsch-negative Befunde könnendurch einen zu hohen Blutzuckerspie-gel während der PET-Untersuchunghervorgerufen werden. Die Kombina-tion ERCP und FDG-PET stellt das op-timale diagnostische Vorgehen in die-ser Fragestellung dar.

Lokalrezidive werden durch FDG-PET besser als mit der morphologi-schen Bildgebung erfaßt, für die die Ab-grenzung gegen Narbengewebe schwie-rig ist.

Kolorektales Karzinom

Die Durchführung einer FDG-PET istbei den folgenden beiden Fragestellun-gen als indiziert anzusehen:

● Restaging bei begründetem Verdachtauf ein Rezidiv bzw. auf eine Metasta-sierung,

● Therapiekontrolle nach Chemothera-pie.

Abb. 2 b Tumoröse und entzündlicheSpeicherung: Im rechten Lungenhilusdeutlich gesteigerte FDG-Aufnahme beiLungenrundherd unklarer Dignität imThoraxröntgen (Pfeil). Im linken Unter-lappen diffus gesteigerte Aktivitätentsprechend einer Lobärpneumonie(Doppelpfeil) mit entsprechendem Kor-relat im Röntgen. Im rechten Unterarmbesteht Aktivität an der Applikations-stelle; physiologische Harnaktivität inNieren und Blase

daher besonders gut für die Szintigra-phie mit F18-FDG. Derzeit stehen beiUntersuchungen mit der FDG-PET fol-gende klinische Fragestellungen imVordergrund:

● Initiales Staging bei Tumoren mit ho-her Metastasierungswahrscheinlich-keit (Breslow >1,5 mm, klinisches Sta-dium II und III),

● Verlaufskontrolle.

In Abhängigkeit von der Tumordickezeigt das maligne Melanom eine sehrunterschiedliche Metastasierungsten-denz. Ist die Wahrscheinlichkeit einerMetastasierung im Stadium I (Breslow<1,5 mm) unter 10%, so steigt siesprunghaft im Stadium II und III (Bre-slow >1,5 mm) auf ca. 70% an. Eine Me-tastasierung kann dann nahezu insämtliche Organe bzw. Organsystemeerfolgen. Gegenüber anderen bildge-benden Verfahren zum Metastasen-nachweis bietet die PET in dieser Frage-stellung den Vorteil, mit einer einzigenUntersuchung ein Ganzkörperstagingzu ermöglichen. In einer prospektivenStudie an 100 Patienten zeigte die FDG-PET eine deutlich höhere Sensitivitätund Spezifität zum Metastasennach-weis als eine Kombination von CT undhochauflösendem Ultraschall [28].

Bei klinischem Verdacht auf Meta-stasierung nach primärer Therapie wirdFDG-PET zur Verlaufskontrolle empfoh-len. In Studien mit über 400 Patienten,bei denen teilweise ein Vergleich mitder CT durchgeführt wurde, ergabensich für den Metastasennachweis mitFDG-PET eine Sensitivität zwischen 74und 100% und eine Spezifität von 77 bis100%. Für die CT lagen die Vergleichs-zahlen bei 55–85% für die Sensitivitätund bei 45–84% für die Spezifität [6].Der klinische Stellenwert von PET fürdie Verlaufskontrolle wird von den zu-künftigen therapeutischen Möglichkei-ten des malignen Melanoms abhängen.

Weitere Indikationender FDG-PET bei onkologischenFragestellungen

Bei Schilddrüsenkarzinomen könnenmit der FDG-PET im Gegensatz zurGanzköperszintigraphie mit J131 oft we-niger differenzierte Tumoranteile dar-gestellt werden. Ein derartiger Befundstellt für die Prognose und in Einzelfäl-

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Tumorstaging

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bilität. Der signifikante Einfluß vonFDG-PET auf das Therapiemanagementvon Patienten mit einem Rezidiv eineskolorektalen Karzinoms wurde auch vonanderen Autoren beschrieben.

Eine weitere Indikation für FDG-PET bei kolorektalen Tumoren stellt dieUnterscheidung von vitalem Tumor undnekrotischem Gewebe bei der Therapie-kontrolle nach Chemotherapie dar.

Maligne Lymphome

Sowohl Hodgkin als auch Non-Hodg-kin-Lymphome zeigen eine hohe Auf-nahme für FDG, wobei ein gewisser Zu-sammenhang zwischen dem Aufnah-megrad und dem Malignitätsgrad derTumoren besteht. Bei Lymphomen be-stehen folgende gesicherte Indikatio-nen zur Durchführung einer FDG-PET:

● Primärstaging,● Therapiekontrolle.

Der gezielte Einsatz von Chemothera-pie und Strahlentherapie bei Lympho-men hängt von einem genauen initialenStaging ab. Die FDG-PET bietet denVorteil eines Ganzkörperstagings in ei-nem einzigen Untersuchungsgang. Vorallem im Hinblick auf den Nachweisextranodaler Manifestationen dürfte

die FDG-PET anderen Schnittbildver-fahren überlegen sein [22]. Auch fürden Nachweis einer Knochenmarkinfil-tration ist nach neueren Angaben dieUntersuchungsmethode gut geeignet[6]. Dabei ist jedoch auf eine vorherge-hende Therapie zu achten, da auch eineunspezifische Knochenmarkstimulati-on zu einer erhöhten FDG-Aufnahmeführt. Über eine Sensitivtät und Spezifi-tät von über 95% für den nodalen undextranodalen Befall von FDG-PET wur-de berichtet. Bei niedrigmalignen Lym-phomen wurde auch der Einsatz vonC11-Methionin als Alternative zu F18-FDG vorgeschlagen [27].

Eine wesentliche Rolle kommt derFDG-PET bei der Verlaufskontrolle un-ter Therapie zu (Abb. 4). Die mit der CTgemessene Volumenänderung des Tu-mors zeigt nur eine schlechte Korrelati-on zum Ansprechen des Tumors auf dieTherapie und läuft den funktionellenVeränderungen hinterher. Mit derFDG-PET kann viables Tumorgewebevon nichtvitalen Resttumoren unter-schieden und eine komplette Remissionfrühzeitig erkannt werden [5].

Malignes Melanom

Das maligne Melanom zeigt eine sehrhohe Glukoseaufnahme und eignet sich

Abb. 3 b PET-Scan (FDG) einer Patientinmit Z.n. kolorektalem Karzinom. Diekonventionelle radiologischeBildgebung und eine endoskopischeAbklärung waren negativ bei steigen-dem Tumormarker. Die fokalenAnreicherungen entsprechen operativverifizierten Lymphknotenrezidiven

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len auch für das weitere therapeutischeVorgehen eine wesentliche Informationdar. Insbesondere ein Anstieg des Tu-mormarkers Thyreoglobulin bei unauf-fälliger Radiojodszintigraphie ist eineIndikation für die FDG-PET [9].

Bei nichtseminomatösen Keim-zelltumoren werfen radiologisch faß-

nicht genügend Daten für die Beurtei-lung der Wertigkeit der Untersuchungvorliegen, betreffen das Mammakarzi-nom und das Ovarialkarzinom. Ist fürFDG-PET der primäre Tumornachweiskeine relevante Indikation, so ergebensich beim Mammakarzinom Fragestel-lungen beim Lymphknotenstaging undbeim Nachweis von Fernmetastasen so-wie für die Therapiekontrolle. BeimOvarialkarzinom dürfte FDG-PET vorallem für den Rezidivnachweis und dasRestaging von Bedeutung sein.

Zukünftige Entwicklungen

Die zukünftige Entwicklung der PETwird insbesondere durch neue bzw. ver-besserte apparative Grundlagen unddurch die Entwicklung von spezifischenRadiopharmaka bestimmt werden. Anapparativen Entwicklungen sind esneue Detektormaterialien wie Lutetium-oxyorthosilikat (LSO) und Ytterbium-oxyorthosilikat (YSO) und ein möglicherErsatz der in allen bildgebenden Gerä-ten der Nuklearmedizin vorhandenenSekundärelektronenvervielfacher durchHalbleiterelemente wie Photodioden,die zu einer weiteren Verbesserung derBildgebung und damit zu einem Infor-mationsgewinn führen werden. Die Ent-wicklung neuer und billigerer Beschleu-

bare residuale Massen nach Polyche-motherapie die Frage nach vitalemResttumorgewebe auf. Mit FDG-PETgelingt dieser Nachweis mit einer Sen-sitivität und Spezifität von ca. 90%.

Fragestellungen, in der die FDG-PET wahrscheinlich eine wichtige Rollespielen kann, bei denen jedoch noch

Abb. 4a–c b Verlaufskontrolle bei Rezidiveines M. Hodgkin vor und nach Chemo-therapie. a Prätherapeutischer Scan:ausgedehnte Lymphome links para-aortal und iliakal (Pfeil), weitere Herderechts paraaortal und im Oberbauch.b Eine Woche nach Beginn der Chemo-therapie nur mehr schwache Aktivitätlinks iliakal (Doppelpfeil), und paraaortalals Zeichen des guten Therapieanspre-chens. c Komplette Remission ein Monatnach Ende der Chemotherapie. Beachteden hohen myokardialen Uptake inb und c (physiologische Variationsbreite)sowie die Speicherung in der Skelett-muskulatur

perimentelle Untersuchungen haben zuermutigenden Ergebnissen geführt undlassen eine erfolgreich Anwendung die-ser Methode auch am Menschen erwar-ten. So konnte bei Mäusen mit radioak-tiv markiertem Ganciclovir ein ade-noviraler Gentransfer der herpesvira-len Thymidinkinase verfolgt werden[12]. Die Therapie von Tumoren wirdkünftig entscheidend vom Fortschrittim Bereich der Molekularbiologie ab-hängen. Der PET – als idealer moleku-larer Bildgebung – kann dabei bei derEntwicklung und Kontrolle der Thera-piekonzepte eine wichtige Rolle zu-kommen.

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| Der Radiologe 7·99

Tumorstaging

608

niger wird zu einer breiteren Verfüg-barkeit der Methode führen.

Von besonderem Interesse sind je-doch neue Konzepte der funktionellenTumordarstellung durch die Entwick-lung neuer PET-Radiopharmaka.

So kann nach ersten Berichten dasProstatakarzinom, das nur eine geringeGlukoseaufnahme zeigt und daher fürdie FDG-PET weniger geignet ist, mitmarkierten Aminosäuren, aber auchmarkiertem Cholin, das am Aufbau derZellmembran wesentlich beteiligt ist,mit guter Sensitivität dargestellt wer-den. Eine Möglichkeit zur Darstellungvon endokrinen Tumoren, die meistdem Nachweis der FDG-PET entgehen,könnte die Anwendung des mit F18markierten Neurotransmitters DOPAsein. Viables, jedoch hypoxisches Tu-morgewebe kann mittels Hypoxiemar-kern dargestellt werden. Hier liegen vorallem mit dem Radiopharmakon F18-Fluormisonidazol erste klinische Ergeb-nisse vor.

Knochentumoren können mit be-sonders hoher Sensitivität mit F18-Flu-orid dargestellt werden. Die Empfind-lichkeit dieser Methode liegt nach bis-herigen Erfahrungen deutlich über je-ner der konventionellen Knochenszin-tigraphie und der Magnetresonanz.

Möglichkeiten zum Nachweis destherapeutischen Ansprechens von Tu-moren bieten vor allem Proliferation-smarker wie markiertes Thymidin oderDesoxyuridin. In einigen Fällen könnenauch Zytostatika direkt mit Positronen-strahlern markiert werden und so ihreAnreicherung und Biokinetik im Tu-morgewebe selbst verfolgt werden. AlsBeispiel ist hier F18-Fluorouracil zunennen.

Einen besonders innovativen An-satz ermöglicht die PET auch zur In-vivo-Kontrolle der Gentherapie. Dabeikann die Frage der selektiven Trans-duktion des therapeutischen Gens undder Lokalisation der Genexpression invivo mit der PET beantwortet werden.Auch die Kinetik der Genexpressionund die Bestimmung des optimalenZeitpunktes für die Verabreichung derbeim „Suizidgen“-Verfahren erforderli-chen „prodrug“ werden mit PET-Ra-diopharmaka untersucht. Erste tierex-

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Der Radiologe 7·99 | 609

Hrsg.: P. Dominiak, S. Harder, M. Paul, T. UngerGoodman & Gilman PharmakologischeGrundlagen der Arzneimitteltherapie

9. Aufl.; Frankfurt: McGraw-Hill Medica, 1998.1721 S., (ISBN 3-89028-850-2), geb., DM 289,–

Seit vielen Jahren zählt das englisch-sprachige

Lehrbuch „Goodman & Gilman – The Pharmacolo-

gical Basis of Therapeutics“ zu den internationa-

len Standardwerken der Pharmakologie. Erstma-

lig wurde nun das Original, das in der aktuellen,

neunten Auflage vorliegt, in die deutsche Sprache

übertragen.

Das Lehrbuch umfaßt das gesamte Spek-

trum der Pharmakologie. In siebzehn Kapiteln auf

1721 Seiten werden die allgemeine, spezielle und

klinische Pharmakologie beschrieben. Die Kapitel

behandeln nicht nur die Pharmakokinetik und

Pharmakodynamik der jeweiligen Medikamente,

sondern stellen häufig auch Arzneimittelinterak-

tionen oder die physiologischen bzw. pathophy-

siologischen Grundlagen für die Pharmakothera-

pie dar. Ein besonderer Schwerpunkt des Lehr-

buchs liegt auf dem therapeutischen Fortschritt,

der durch neu-zugelassene Medikamente oder

sich noch in der Entwicklung befindliche, erreicht

werden kann. So widmet sich das Lehrbuch auch

dem aktuellen Thema der Gentherapie oder Sero-

tonin- Agonisten und -Antagonisten. Die Ge-

schwindigkeit, mit der heute neue Erkenntnisse

gewonnen werden, veranlaßten die Autoren des

Originals zu Ende eines Kapitels mit einem Aus-

blick auf zukünftige Therapiemöglichkeiten zu

schließen.

Die deutsche Ausgabe beschränkt sich nicht

nur auf die Übersetzung des amerikanischen Ori-

ginals, sondern ist an die Belange des deutschen

Arzneimittelmarktes adaptiert: Medikamente, die

in der Originalausgabe nicht erwähnt, aber in

Deutschland verschrieben werden, sind in der

deutschen Ausgabe in einer Anmerkung der Her-

ausgeber hervorgehoben. In speziellen Anhängen

werden u.a. die Grundsätze der Verschreibung

von Arzneimitteln in Deutschland dargestellt

oder sämtliche im Buch erwähnten Substanzen

mit dem Handelsnamen der Originalpräparate

aufgeführt sowie wichtige Internet-Adressen auf-

gelistet.

Insgesamt ist das Lehrbuch in einer gut ver-

ständlichen und didaktisch sehr ansprechenden

Form geschrieben. Es ist außerordentlich zu be-

grüßen, daß der Goodman & Gilman jetzt auch in

deutscher Sprache vorliegt. Die ohnehin schon

große Verbreitung dieses Standardwerkes wird si-

cherlich dadurch weiter steigen. Zielgruppe sind

dabei nicht nur Studentinnen und Studenten der

Medizin, sondern praktisch alle Mediziner, die sich

umfassend über die aktuelle Pharmakotherapie

informieren wollen.

M. Feuring (Mannheim)

Buchbesprechung Neue Bücher

M. Buchfelder, A. BuchfelderHandbuch der ersten Hilfe3., völlig überarb. u. erw. Aufl.; Stuttgart,New York: Schattauer, 1999. 320 S., 86 z. T. farb.Abb., 17 Tab., (ISBN 3-7945-1886-1), kart.DM 29,90

G. Schlund, B. EllermannArzt und HaftpflichtLandsberg: ecomed,1999. 133 S.,(ISBN 3-609-51700-X), Pb, DM 42,–

Hosten, Lemke, FelixKernspintomographieLandsberg: ecomed, 1999. Ca. 400 S., Loseblatt imArbeitsordner, (ISBN 3-609-79030-X), DM 178,–

C.-S. SoPraktische Elektrokardiographie8., überarb. Aufl.; Stuttgart, New York:Thieme, 1999. 509 S., 547 Abb., 19 Tab.,(ISBN 3-13-792808-7), geb., DM 148,–

In den vergangenen Wochen er-reichten uns die unten aufgeführ-ten Neuankündigungen.Ausgewählte Titel werden in näch-ster Zeit besprochen.