Welche Möglichkeiten bietet die Nuklearmedizin bei der ...mtra.nuklearmedizin.de/fortbildungen/jata12_abstracts/Stoffels... · (Weber et al. 2000, Langen et al. 2003, Grosu et al

Welche Möglichkeiten bietet die Nuklearmedizin bei der Diagnostik von Hirntumoren?

Dr. med. Gabriele Stoffels

Institut für Neurowissenschaften und Medizin Physik der medizinischen Bildgebung

Forschungszentrum Jülich

Intrakranielle Tumore

• Inzidenz 5-10 /100.000 Einwohner / a

• Gliome 50 %

• Meningeome 15 %

• Metastasen 15 %

• Andere 20 %

Gliome - WHO Klassifikation

T1w• Astrozytäre Tumoren, Oligodendrogliome, Mischgliome (Oligoastrozytome), Ependymome und Plexustumoren

• Einteilung entsprechend WHO-Klassifikation in Grad I bis IV(Kriterien: Kernatypie, Mitose, Endothelproliferation, Nekrose)

Low Grade

High Grade

WHO Grad WHO Bezeichnung Histologie

I (benigne) Pilozytisches Astrozytom Piloide Zellen, Rosenthalfasern, biphasisches Wachstumsmuster mit kompakten/lockeren Anteilen

II (benigne) AstrozytomOligodendrogliomOligoastrozytom

Kernatypien

III (maligne) Anaplastisches AstrozytomAnaplastisches OligoastrozytomAnaplastisches Oligodendrogliom

Höhere Zelldichte, vermehrt Kernatypien, Kernteilungsfiguren

IV (maligne) Glioblastom Nekrosen, ausgeprägte Zellpolymorphie, Endothelproliferate

Hirntumor Therapie

• Operation

- Biopsie, Tumorresektion, zytoreduktive

Operation (Teilresektion)

• Bestrahlung

- extern, intern (radioaktive 125Jod Seeds)

• Chemotherapie

- systemisch, lokal

Überlebenszeit bei Glioblastom

Stupp et al. NEJM 2005

FET-PET

MR-T1 (KM)

MR-Flair

Astrozytom Grad II

PET SPECTRadionuklide 11C, 18F, 15O 99mTc, 123I, 201Tl

Produktion Zyklotron on-site

Emittierte Photonen 2 x 512 keV 1 x ca. 140 keV

Halbwertszeit 2 – 100 min Stunden - Tage

Räuml. Auflösung 3 – 7 mm 7 – 10 mm

Empfindlichkeit x 1000 vs. SPECT

Kosten pro Untersuchung 1200 – 1500 € 300 – 500 €

MR PET SPECT

Anz

ahl d

er P

ublik

atio

nen

Hirntumordiagnostik 1980 - 2011

70 PET - Tracer 50 SPECT - Tracer

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Alle

Glio

me

Men

ingi

ome

Met

asta

sen

PET

SPECT

Hyp

ophy

sena

deno

me

• Glukosemetabolismus18F-FDG

• Pharmakokinetik11C-BCNU, 11C-Temozolomid

• Aminosäuretransport11C, 18F und 123I-Aminosäuren

• Proliferationsmarker18F-Fluorthymidin, 76Br-IUdR

• Gentherapie18FHPG, 18FPCV

• rCBF, rOER, rCBVH2

15O, C15O2 , C15O , 15O2

• Verschiedene18F-Fluoromisonidazol11C-Cholin, 18F-Cholin

• K+-Analoga u.a.201Tl-Chlorid,99mTc-SestaMIBI99mTc-Tetrofosmin

• Rezeptorliganden68Ga-Dotatoc, 11C-Raclopride

PET und SPECT Tracer für Hirntumore

PET/ SPECT Dosis

Start Aquisition Dauer Besonderheiten

(MBq) (min. p. i.) (min.)

FDG PET 300 40 (300-360) 20 Spätaufnahme

MET PET 740 20 20

FET PET 200 20 (0-5) 20 (40-60) Dynamische Messung!

IMT SPECT 185 15 30-60 Schilddrüsenblockade

Tl SPECT 110 15 (180) 30-60 Spätaufnahme

MIBI SPECT 740 15 (180) 30-60 Spätaufnahme

PET und SPECT Tracer für Hirntumore

1. Klinikum Augsburg

2. Klinikum Bayreuth

3. Rhön-Klinikum Bad Berka

4. Universitätsklinikum Berlin (Charité)

5. Universitätsklinikum Bonn

6. Klinikum Bremen Mitte

7. Universitätsklinikum Erlangen

8. Universitätsklinikum Frankfurt

9. Universitätsklinikum Freiburg

10. Universitätsklinikum Gießen

11. Forschungzentrum Jülich

12. Städtisches Klinikum Karlsruhe

13. Bundeswehrzentralkrankenhaus

Koblenz

14. Universitätsklinikum Kiel

15. Universitätsklinikum Mainz

16. MKK-Klinik Minden

17. Universitätsklinikum München (TU)

18. Universitätsklinikum München (LMU)

19. Katharinenhospital Stuttgart

20. Universitätsklinikum Würzburg

Anwender der FET -PET

• Biopsieort - Tumorausdehnung

• Graduierung und Prognose

• Differenzierung von Rezidiv / Radionekrose

• Therapiemonitoring

Nuklearmedizinische Diagnostik von zerebralen Gliomen

MR-T1 FDG-PET Aminosäure-PET

FDG versus Aminosäuren

• 11C-L-Methionin (285 Publikationen)Nur in Zentren mit Zyklotron

• 123I-α-Methyltyrosin (IMT) (80 Publikationen)Geringe räumliche Auflösung (SPECT)

• O-(2-[18F]Fluorethyl)-L-Tyrosin (FET) (117 Publ.)Idealer Tracer: Einsatz im Satellitenkonzept

Aminosäure-Tracer für PET und SPECT

• Effiziente Radiosynthese(Hamacher et al. 2002)

• Hirntumor Bildgebung vergleichbar mit Methionin(Weber et al. 2000, Langen et al. 2003, Grosu et al. 2010)

• Geringe Anreicherung in Abszessen und Entzündung(Rau et al. 2002, Kaim et al. 2002, Salber et al. 2007)

• Am besten validierte 18F-markierte Aminosäure für PET(117 Publikationen)

O-(2-[18F]Fluorethyl)-L-Tyrosin (FET)

Tumorausdehnung / Biopsieort

MRI-T2MRI-T1(+Gd)

Glioblastom WHO Grad IV

FET-PET

MRI-T2 FDG-PETMRI-T1(+Gd)

Pauleit et al., Nucl Med Biol 2009

FET-PET

• 52 Patienten mit V. a. zerebrales Gliom (19 HGG / 24 LGG)

• Lokales Maximum zur Biopsieführung: FDG-PET: 35 %

FET-PET: 86 %

Biopsieführung bei zerebralen Gliomen: FDG vs. FET

FET-PET MR-T1 (KM) MR-Flair

Glioblastom WHO Grad IV

MR (T1 + Gd) FET-PET HEFDG-PET

Unspezifische FET Aufnahme: Abszess

Floeth et al. J Nucl Med 2006

Ausnahme:Unspezifische Zufallsbefunde in der MRT

ohne Aminosäure-Anreicherung

• FET neg → 17/21 → unauffälliger Verlauf• FET pos → 4/21 → Entwicklung eines hochgradigen Gliom

In der Aminosäure-PET negative Befunde

sind mit hoher Wahrscheinlichkeit gutartig !

MRI-T2 FET-PETMRI-T1(+Gd)







Choi et al. J Neuro Oncol 2000

Tetrofosmin MIBI 201Tl-Cl FDG

Graduierung von Gliomen

NNL Grade II Grade III Grade IV

FET

upta

ke [T

BR

max

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

FET-PET bei Hirnläsionenmit V. a. ein Gliom in der MRT

Rapp et al. 2012 in Vorbereitung

n = 170Cut-offTBRmax = 2.5

Pöpperl et al. EJNMI 2007

Differenzierung von

HGG und LGG mit

dynamischer FET PET:

Sensitivität: 94 %

Spezifität: 100 %

(n=54)

Graduierung von Gliomen:Dynamische FET PET

Padna et al. J Neuro Oncol 2003

FDG-PET

no uptake

> cortex

= white matter

> white matter

Vergleichbare Ergebnisse für

• 201Tl-SPECTComte et al. Nucl Med Commun 2006

• MET-PETKaschten et al. J Nucl Med 1998

• IMT-SPECTWeckesser et al. Neurosurgery 2002

Prognose von zerebralen Gliomen

0 10 20 30 40 50 60 70

0 10 20 30 40 50 60 70

0 10 20 30 40 50 60 70

Kombinierte MRT/FET-PET: Prognose bei niedriggradigen Gliomen

MR: solideFET neg(n=11)

MR: solideFET pos(n=13)

MR: diffusFET pos(n=9)







MRT-T1(+Gd) MRT-T2 FET-PET

Glioblastom WHO Grad IVRezidiv ?

Henze et al. Nuklearmedizin 2006

Bestrahlte niedrig-gradige Gliome (n=91)

MR MIBI IMT

MR MIBI IMT

Radionekrose

Gliomrezidiv

Differenzierung Rezidiv / RadionekroseFDG PET versus MIBI versus IMT SPECT

Rachinger et al. Neurosurgery 2005

MRT:Sensitivität: 94 %Spezifität: 50 %

FET:100 %93 %

45 Patienten nach Radio-oder Radioimmunotherapie

MRT(T1+KM)

FET-PET

Differenzierung Rezidiv / Radionekrose:FET-PET versus MR

FDG1 MET1 FET2 IMT3 Tl-Cl4 MIBI5 MRI2

Sensitivität 84 79 100 78 88 90 94

Spezifität 50 75 93 100 76 91 50

n=30 n=30 n=45 n=31 n=84 n=201 n=45

1. Van Laere et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 20052. Rachinger et al. Neurosurgery 20053. Kuwert et al. J Nucl Med 19984. Gomez-Rio et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 20045. Prigent- Le Jeune J Neuro Oncol 2006

Differenzierung Rezidiv / Radionekrose

[SU

V]

[SU

V]

Metastase(Malignes Melanom)

Strahlennekrose(Brustkrebs)

t [min]

SUV

Tumor-ROIReferenz-ROI

Differenzierung Metastasen-Rezidiv / Radionekrose

ROC Curve

1 - Specificity

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0S

ensi

tivity

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Komb.-Wertung, A = 0,96

nach Bestrahlung von Hirnmetastasen (n=31)

Sensitivität: 95 %Spezifität: 90 %

Gallidks et al. J Nucl Med 2012 (im Druck)






Responder Non-responder

OP → Radiochemotherapie → Follow up

FET-PET 1 FET-PET 2

• Prospektive Studie 2007 – 2009, GBM, n = 22

Piroth et al. Int J Rad Biol Oncol 2010

Therapiekontrolle

Rezidiv-freies Überleben

Responder

Gesamt Überleben

Non-Responder

Non-Responder

Responder

Piroth et al. Int J Rad Biol Oncol 2010

FET-PET: frühzeitige Beurteilung des Therapieerfolgs !

Therapiekontrolle

FDG FLT Aminosäuren MIBI, Tl, TfTumorausdehnung - - ++ -Biopsieführung + ++ +Bestrahlungsplanung - - ++ -Graduierung ++ ++ ++(FET) ++Prognose ++ ++ + ++Rezidivdiagnostik - ++ +Therapiekontrolle - + ++ +Verfügbarkeit + - - ++


Vielen Dank!

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