Funktionsprinzip der Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

Erstellt am 26 Aug 2015 15:12
Zuletzt geändert: 08 May 2016 16:32

Eine Positronen-Emissions-Tomografie (PET) ist eine Schichtbild-Untersuchung. Im Unterschied zu z. B. einer Computertomographie werden bei der PET = Positronen-Emissions-Tomographie spezielle radioaktive Substanzen bzw. Radiopharmaka als Hilfsmittel zur Darstellung gesuchter Strukturen (so genannte Tracer) eingesetzt. Derzeit wird am häufigsten der radioaktiv markierter Zucker „Fluor-Desoxy-Glukose (FDG)“ verwendet.

Die eingesetzten radioaktiven Pharmaka zerfallen im Körper und geben dabei Strahlungsaktivität ab. Diese Aktivität wird genutzt, um die PET-Bilder herzustellen. Ein PET-Scanner misst die in den jeweiligen Geweben abgegebene Strahlung. Gewebe, die aufgrund spezifischer Eigenschaften den radioaktiv markierten Stoff in höherem Maße aufnehmen als andere Gewebe, erzeugen vergleichsweise mehr oder „verstärkte“ Signale in der Bildgebung.
Bei Einsatz eines radioaktive markierten Zucker wie FDG, der in besonders stoffwechselaktiven Geweben stark anreichert, werden alle Gewebe mit hohem Zuckerumsatz besonders intensiv dargestellt. In nüchternem Zustand zeigt vor allem das Gehirn eine starke Anreicherung von FDG, schwächere Anreicherungen finden sich im Herz und in der Leber. Weil FDG renal eliminiert wird, finden sich hohe Konzentrationen davon in den ableitenden Harnwegen. Nach Nahrungsaufnahme reichert sich das FDG wegen der Wirkung des Insulins vermehrt in der Skelettmuskulatur und dem Myokard an. Dadurch verschlechtert sich der Bildkontrast. Des­halb sollte die Untersuchung ausschließlich in nüchternem Zustand mit einem Blutzucker von < 150 mg/dl stattfinden. Eine Kontrolle des Blutzuckerspiegels ist vor jeder Untersuchung notwendig. Bei Diabetikern muss ggf. eine Korrektur durch Gabe eines kurzwirksamen Insulins erfolgen.
Eine Untersuchungsdurchführung und Vorbereitung bei geringen Raumtemperaturen erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Anreicherung des FDG im braunen Fettgewebe, daher sollten Patienten in einem warmen Raum (oder mit lokaler Erwärmung) untergebracht werden. Auch Lorazepam oder Diazepam können, ebenso wie Beta-Rezeptorenblocker, die FDG-Aufnahme ins braune Fettgewebe reduzieren, sollten jedoch nur bei eigenständiger Indikation im Rahmen der zugelassenen Anwendung gegeben werden.
Eine Unterscheidung normaler Stoffwechselaktivität von krankhaften Veränderungen mit erhöhtem Zuckerverbrauch - wie bei Tumoren oder Entzündungen - ist in den genannten Organen bzw. bei Nichtberücksichtigung der genannten Faktoren, Prinzip-bedingt schwierig bzw. unmöglich; diagnostische Beurteilungen von FDG-PET-Bildern sind im Bereich stoffwechselaktiver Organe wie Herz und Gehirn oder an den unteren Harnwegen in der Zuverlässigkeit prinzipiell eingeschränkt; Nichtberücksichtigung der Faktoren Blutzuckerspiegel und Raumtemperatur oder andere Fehler der Untersuchungsdurchführung können zu Fehldiagnosen führen.
Um auch andere Gewebe-Merkmale, neben der reinen Stoffwechselaktivität, für eine bessere Unterscheidung krankhaft veränderter von gesunden Gewebe-Anteilen zu ermöglichen, werden neben FDG weitere Radiopharmaka bei PET-Untersuchungen erprobt und z. T. auch bereits bei klinischen Untersuchungen eingesetzt; viele dieser Substanzen befinden sich jedoch derzeit noch in Erforschung und verfügen z. B. nicht über eine Arzneimittelzulassung für den diagnostischen Einsatz am Menschen.

Das Besondere an einer Positronen-Emissions-Tomografie (PET) ist zusammenfassend die Kombination aus einer Messung gewebespezifischer Stoffwechselaktivität (wie bei der Szintigraphie) mit einer Schichtbildmethode, ähnlich der SPECT, mit der Möglichkeit sehr hoher (im Vergleich zur SPECT höherer) und präziser örtlicher Auflösung, wenn die Methode mit einem Computertomographen in einem Gerät kombiniert wird1.


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