Knochenszintigraphie

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Prinzip

Darstellung der Aktivitätsverteilung in Weichteilen, Knochen und Gelenken nach i. v. Applikation von osteotropen Radiopharmaka mit Hilfe einer Gammakamera. Bei der Skelettszintigraphie werden Technetium-99m-markierte Phosphonate (z.B. Tc-99m-MDP = Tc-99m-Methylen-Diphosphonat) verwendet, die reversibel an der Hydroxylapatit-Matrix des Knochens angelagert werden (keine echte chemische Verbindung, sondern "Chemisorption"). Diese Anlagerung erreicht 2 bis 5 h nach Applikation einen für die Skelettszintigraphie aussagefähigen Kontrast zwischen Knochen und Weichteilen/Untergrund (zu diesem Zeitpunkt sind 50 % der Aktivität über den Urin ausgeschieden). Die Anreicherung ist abhängig von der regionalen Knochenperfusion, dem Knochenstoffwechsel (Osteoblasten) und der Adsorption an der Apatitmatrix.

Indikationen

Die zahlenmäßig häufigste Indikation ist derzeit der Nachweis/Ausschluss von Knochenmetastasen bei osteotrop metastasierenden Tumoren (bei Erwachsenen insbesondere Mamma-, Prostata-, Bronchial- und Nierenzellkarzinom). Bei Kindern wird die Skelettszintigraphie zum Primärstaging bei Osteosarkom und zur Bewertung der Response auf z.B. Chemotherapie genutzt. In der Rheumatologie (und Orthopädie/Traumatologie) sind folgende Indikationen bedeutsam (Reihenfolge keine Wertung, Szintigraphie nicht notwendigerweise primäres bildgebendes Verfahren):

Nachweis/Ausschluss einer Weichteil-/Gelenkbeteiligung bei rheumatischen/entzündlichen Erkrankungen (insbesondere bei rheumatoider Arthritis) bzw. "objektive" Beurteilung der Floridität (auch Algodystrophie und avaskuläre Nekrosen)

Beurteilung der Vaskularisation und des Stoffwechsels benigner, aber insbesondere maligner Knochentumoren (Osteosarkom)

Nachweis/Ausschluss von unbekannten Frakturen bzw. der Frakturheilung/der Vitalität von Knochentransplantaten.

Methode

Bei der zahlenmäßig häufigsten Fragestellung "Knochenmetastasen" beschränkt man sich im Regelfall nur auf eine Ganzkörperdarstellung 2 bis 5 Stunden nach der i. v. Applikation des Radiopharmakons. Dabei können entweder statische Einzelaufnahmen (Dauer 3 bis 5 min) verschiedener Körperregionen angefertigt werden oder (heute üblich) es fährt je ein Kamerakopf von ventral und dorsal den Patienten von Kopf bis Fuß langsam ab (Ganzkörperszintigraphie, Dauer ca. 20 min). Soll eine bestimmte Körperregion des Patienten überlagerungsfrei abgebildet werden (z.B. Intervertebralgelenke), können durch den Umlauf der Kameraköpfe um die Körperregion (Rotation, Dauer ca. 30 min) und Datenakquisition aus den verschiedenen Kamerapositionen (ähnlich wie bei der Röntgentransmissionscomputertomographie) durch entsprechende Rekonstruktionsalgorithmen Schnittbilder in beliebigen Ebenen erzeugt werden. Da die Kameraköpfe einzelne aus dem Patienten emittierte Photonen registrieren, heißt dieses Aufnahmeverfahren SPECT (Single-Photon-Emission-Computed-Tomography).

Bei rheumatologischen Fragestellungen wird in der Regel eine sogenannte Mehrphasenszintigraphie durchgeführt. Dabei macht man sich zunutze, dass i. v. applizierte Radiopharmaka zunächst im Blut zirkulieren (erst arteriell, dann kapillär/venös), um sich dann in einem bestimmten Organ/Organsystem anzureichern (z.B. im Falle von Tc-99m-MDP im Skelett).

Man unterscheidet folgende Phasen:

  • 0-60 sec p. i. Perfusionsphase (synonym auch: Einstromphase, arterielle Phase)
  • 2-5 min p. i. Blutpoolphase (synonym auch: kapilläre/venöse Phase, Weichteilphase)
  • 2-5 h p. i. Knochenstoffwechselphase


Gegebenenfalls kann bei bestimmten Fragestellungen noch eine Spätaufnahme 24 h p. i. oder eine Folgeuntersuchung etwa 10 Tage später angefertigt werden (z.B. bei der Differenzierung alte vs. frische Wirbelkörperfraktur).

Nimmt man eine bestimmte Körperregion (z.B. Hände) mit einer Gammakamera in allen 3 Phasen auf (Applikation des Radiopharmakons unter der Kamera und sofortiger Aufnahmebeginn nach Applikation), bezeichnet man dies als "Drei-Phasen-Skelettszintigraphie". Da nur einmal Aktivität appliziert wird, kann auch in nur einer Körperregion, deren Größe durch das Gesichtsfeld der Gammakamera limitiert ist (Großfeld-Kamera ca. 60 x 40 cm), der arterielle Einstrom (Perfusion) mit einer dynamischen Szintigraphie (zum Beispiel 12 Bilder á 5 sec) erfasst werden. Verzichtet man auf diese erste Phase und beschränkt sich darauf, eine frühe (Blutpool-) und eine späte (Knochenstoffwechsel-) Ganzkörperszintigraphie durchzuführen, bezeichnet man dies als Zwei-Phasen- (Ganzkörper-) Skelettszintigraphie.

Die Blutpoolphase erlaubt Aussagen über die entzündliche (Weichteil-)Komponente (Arthritis), während die Knochenstoffwechselphase Informationen über länger dauernde knöcherne Umbauprozesse wie z. B. Arthrose oder periartikuläre Verkalkungen (z.B. bei Implantatmaterial/Prothesen). Ist eine semiquantitative Auswertung der Szintigramme (z. B. Rechts-Links-Quotienten) zur Charakterisierung z.B. der Floridität einer Kniegelenksanreicherung gewünscht, können am Bildschirm die Impulszahlen einer frei wählbaren (einzuzeichnenden Knie-) Region ermittelt werden. Dieses Vorgehen wird häufig als ROI-Technik bezeichet (Region of Interest Technique) und ist für intraindividuelle Verlaufsbeurteilungen hilfreich.

Kontraindikation

Gravidität (aber: im Einzelfall ggf. sehr wohl indiziert, z.B. bei Malignom)

Risiken/Strahlenexposition

Aufgrund der minimalen Substanzmengen gibt es keine parmakologischen Wirkungen/Allergien.

Die effektive Dosis bei der Skelettszintigraphie des Erwachsenen mit 600 MBq Tc-99m-MDP beträgt 4,8 mSv, die eines 10jährigen (30 kg; 360 MBq) 5,0 mSv und die eines 5jährigen (15 kg; 160 MBq) 3,4 mSv.

Zum Vergleich: jährliche natürliche Strahlenexposition in Deutschland 1-5 mSv.