Positron Emissie Tomografie

Positronemissietomografie (PET; tomografie - van het oude Grieks: tome: the cut; graphein: to write) is een nucleaire geneeskunde beeldvormende techniek die de visualisatie van metabolische processen mogelijk maakt door het gebruik van laag-niveau radioactieve stoffen. Dit is nuttig bij de diagnose van ontstekingen, tumoren en andere ziekten met verhoogde of verlaagde metabolische processen. De methode, die vooral wordt gebruikt in de oncologie (wetenschap die zich bezighoudt met kanker), cardiologie (wetenschap die zich bezighoudt met de structuur, functie en ziekten van de hart-) en neurologie (wetenschap die zich bezighoudt met de hersenen en zenuwstelsel en ziekten van de hersenen en het zenuwstelsel), kan de biochemische activiteit in het onderzochte organisme bepalen met behulp van een radiofarmaceuticum (tracer; tracersubstantie: chemische substantie die is gelabeld met een radiologisch actieve substantie). De basis voor positronemissietomografie, die al 15 jaar in de diagnostiek wordt gebruikt, is het volgen van moleculen in het lichaam van de patiënt door positronemissie met behulp van een positronemitter. Detectie (ontdekking) van positronen is dan gebaseerd op de botsing van een positron met een elektron, aangezien de botsing van geladen deeltjes resulteert in annihilatie (genereren van gammakwanta), wat voldoende is voor detectie. De Amerikaanse onderzoekers Michel Ter-Pogossion, Michael E. Phelps, EJ Hoffman en NA Mullani slaagden erin dit idee, dat al decennia bestond, pas in 1975 te realiseren, toen ze hun onderzoeksresultaten publiceerden in 'Radiologie​ Er waren echter gedeeltelijk succesvolle pogingen geweest om een ​​beeld te krijgen hersentumors door positron-gebaseerde beeldvorming al in de jaren vijftig. Aangezien positronemissietomografie bovendien een verbeteringsmechanisme als functioneel principe vereist, heeft de Duitse Nobelprijswinnaar Otto Heinrich Warburg, die het verhoogde metabolisme van tumorcellen, vergezeld van een verhoogd glucose consumptie al in 1930, kan ook worden beschouwd als een van de grondleggers van deze beeldvormingstechniek.

Indicaties (toepassingsgebieden)

  • CUP-syndroom: Kanker van Unknown Primary (Engl.): kanker met onbekende primaire tumor (primarius): bij circa 3 tot 5% van alle tumoraandoeningen kan ondanks uitgebreide diagnostiek geen primarius worden gedetecteerd, alleen metastasen (vorming van dochtertumoren). Autopsiestudies kunnen de primarius in 50 tot 85% van de gevallen detecteren, dit wordt in 27% van de gevallen in de long, bij 24% in de alvleesklier (pancreas), en minder vaak in lever / galwegen, nier, bijnier, dikke darm (colon), geslachtsorganen en maag​ histologisch (fijn weefsel) zijn het meestal adenocarcinomen.
  • Degeneratief hersenen ziekten (Ziekte van Alzheimer/ beta-amyloïde PET-beeldvorming / synapsverlies in de hippocampus; Parkinson; dementie).
  • Hersentumors (Bv gliomen).
  • Colon carcinoom (colonkanker)
  • Long tumoren (solitaire ronde longtumoren; kleincellig bronchiaal carcinoom /longkanker, SCLC).
  • Kwaadaardige lymfomen
  • Borstkanker (borstkanker)
  • Kwaadaardig melanoom (zwarte huidkanker)
  • Slokdarmcarcinoom (kanker van de slokdarm)
  • Hoofd- en nektumoren
  • Neuroblastomen
  • Sarcomen (Ewing-sarcomen, osteosarcomen, wekedelensarcomen, rabdomyosarcomen).
  • Skeletale diagnostiek
  • Schildkliercarcinoom (schildklierkanker)
  • Voortgang Grensverkeer van lysis therapie (medicamenteuze behandeling om een bloed stolsel) in voorwaarde na apoplexie (beroerte).
  • hersen- circulatiestoornissen - voor de weergave van de grootte van de penumbra (zoals penumbra (lat.: Penumbra) wordt genoemd in een herseninfarct het gebied direct grenzend aan de centrale necrose zone en bevat nog steeds levensvatbare cellen) en om de myocardiale vitaliteit te bepalen, bijvoorbeeld na een hartinfarct (hart- aanval).

De procedure

Het principe van positronemissietomografie is gebaseerd op het gebruik van bètastraling, waardoor radionucliden (onstabiele atomen waarvan de kernen radioactief vervallen en bètastraling uitzenden) positronen kunnen uitzenden. Radionucliden die geschikt zijn voor toepassing, zijn diegene die in staat van verval positronen kunnen uitzenden. Zoals reeds beschreven, botsen de positronen met een nabijgelegen elektron. De afstand waarop annihilatie plaatsvindt is gemiddeld 2 mm. Annihilatie is een proces waarbij zowel positronen als elektronen worden vernietigd, waardoor twee fotonen ontstaan. Deze fotonen maken deel uit van de electromagnetische straling en vormen de zogenaamde annihilatiestraling. Deze straling valt op meerdere punten van een detector, zodat de emissiebron gelokaliseerd kan worden. Omdat twee detectoren naar elkaar toe zijn gericht, kan op deze manier de positie worden bepaald. De volgende processen zijn vereist om doorsnedeafbeeldingen te genereren:

  • Eerst wordt een radiofarmacon op de patiënt aangebracht. Deze zogenaamde tracers kunnen worden gelabeld door verschillende radioactieve stoffen. Radioactieve isotopen van fluor en carbon worden het meest gebruikt. Vanwege de gelijkenis met het basismolecuul kan het lichaam de radioactieve isotopen niet onderscheiden van het basiselement, waardoor de isotopen worden geïntegreerd in zowel anabole als katabole metabolische processen. Door de korte halveringstijd is het echter noodzakelijk dat de productie van de isotopen in de directe nabijheid van de PET-scanner plaatsvindt.
  • De reeds beschreven detectoren moeten in een groot aantal aanwezig zijn om de detectie van fotonen te garanderen. De methode voor het berekenen van het botsingspunt van elektron en positron wordt de toevalsmethode genoemd. Elke detector vertegenwoordigt een combinatie van scintillatiekristal en fotomultiplicator (speciale elektronenbuis).
  • Door de combinatie van ruimtelijke en temporele gebeurtenissen is het mogelijk om een ​​driedimensionaal beeld in dwarsdoorsnede te produceren, dat een hogere resolutie kan bereiken dan een scintigraaf.

Over het proces van positronemissietomografie:

  • Na intraveneuze of inademing inname van het radiofarmacon, de distributie van radioactieve isotopen in de vastend er wordt op de patiënt gewacht en na ongeveer een uur wordt de eigenlijke PET-procedure gestart. De positie van het lichaam moet zo worden gekozen dat de ring van detectoren zich dicht bij het te onderzoeken lichaamsdeel bevindt. Daarom is het voor beeldvorming van het hele lichaam nodig om verschillende lichaamshoudingen in te nemen.
  • De opnametijd tijdens een onderzoek is afhankelijk van zowel het type apparaat als het gebruikte radiofarmaceuticum.

Omdat de PET-scanner een slechtere ruimtelijke resolutie heeft in vergelijking met computertomografie en dit alleen kan worden gecompenseerd door een hogere stralingsblootstelling, is een combinatie van de twee methoden nodig die de voordelen van beide kunnen benutten:

  • De ontwikkelde methode PET / CT is een zeer gevoelige methode, die werkt met weinig extra straling door het toepassen van zogenaamde correctiekaarten van de CT.
  • Naast de hogere resolutie kan de kortere benodigde tijd ook als een voordeel worden gezien ten opzichte van conventioneel PET.

Als nadeel van de PET / CT-procedure is de noodzakelijke inname van een Röntgenstraal contrastmiddel​ Verdere opmerkingen