Single-Photon-Emissions-Tomographie (SPECT)

Bei der Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT; deutsch: Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie – aus dem altgriechischen: tome: der Schnitt; graphein: schreiben) handelt es sich um ein funktionell bildgebendes Verfahren der Nuklearmedizin, mit welchem basierend auf dem Prinzip der Szintigraphie Schnittbilder lebender Organismen erstellt werden können.

Ähnlich wie bei der Positronen-Emissions-Tomographie wird auch bei diesem Verfahren die Herstellung der radiologischen Bilder durch die Verteilung schwach radioaktiver Substanzen ermöglicht. Das SPECT-Verfahren, welches die Grundlage des heutigen PET-Scans darstellt, bedarf der Applikation eines sogenannten Radiopharmakons (Tracer; Tracersubstanz: chemische Substanz, die mit einem radiologisch aktiven Stoff markiert wurde), durch welchen die biochemische Aktivität bestimmter Areale des zu untersuchenden Körpers dargestellt werden können. Die Stoffwechselaktivität dieser zu untersuchenden Areale ist nahezu linear zur Anreicherung der verabreichten radioaktiven Substanzen.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

  • Chorea Huntington (Veittanz)
  • Darstellung der Durchblutung des Herzens
  • Essstörungen (zum Nachweis einer Dysregulation von neuronalen Schaltkreisen im limbischen System, als Hinweis für ein verändertes Essverhalten)
  • Fokale Epilepsie
  • Hirntumoren (Gliome: z. B. Glioblastom)
  • Hypophysenadenom (gutartiger Tumor der Hirnanhangsdrüse)
  • Knochenläsionen
  • Morbus Parkinson
    • Differenzierung von neuro-degenerativen und nichtneurodegenerativen Parkinson- oder Tremor-Syndromen durch SPECT-Untersuchungen mit dem 123I-markierten Dopamintransporter-Liganden FP-CIT (DaTSCANTM)
  • Morbus Wilson (Kupferspeicherkrankheit)
  • Vertigo (Schwindel)
  • Zerebrale Durchblutungsstörungen – zur Größendarstellung der Penumbra (als Penumbra (lat.: Halbschatten) bezeichnet man bei einem Hirninfarkt den Bereich, der unmittelbar an die zentrale Nekrosezone angrenzt und noch überlebensfähige Zellen enthält) und zur Ermittlung der Myokardvitalität z. B. nach Myokardinfarkt (Herzinfarkt).

Das Verfahren

Das Prinzip der Single Photon Emission Computed Tomography basiert auf der Technik der Szintigraphie. Wie bereits beschrieben ist der Einsatz von Tracern unabdingbar für die SPECT, da die von diesen ausgehende radioaktive Strahlung von sogenannten Gamma-Kameras gemessen werden kann. Die Funktion der Kameras beruht auf der Anwendung von Kollimatoren, durch welche die Bündelung radioaktiver Strahlung erreicht werden kann. Überdies ist die Detektion von Strahlung auf bestimmte Raumrichtungen begrenzt; schräg einfallende Photonen werden als Resultat einfach absorbiert. Die Blenden der Kollimatoren werden vornehmlich aus Blei hergestellt.

Zum Ablauf der SPECT:

  • Nach der intravenösen Applikation eines Radiopharmakons erfolgt eine mehrstündige Pause, in der sich der Tracer im zu untersuchenden Areal verteilen soll. In dieser Zeit ist der Patient zur körperlichen Ruhe angehalten, um leistungsabhängige Werte des Patienten zu gewährleisten. Die Injektion wird im Allgemeinen in die oberflächlichen Armvenen verabreicht. Bei der Mehrzahl der SPECT-Scans wird heute Technetium angewendet.
  • Im Anschluss hieran wird die Detektion der von den Radionukliden abgegebenen Gammastrahlung mit Hilfe der Gamma-Kamera durchgeführt. Der Patient bleibt auf einer Liege während die Kameras um den Körper rotieren und eine dreidimensionale Abbildung der Verteilung der Radiopharmaka erstellen. Abhängig vom Gerätetyp erfolgt die Detektion der Strahlung mit mehreren Kameras gleichzeitig. Durch die Vielzahl der Kameras wird eine ortsabhängige Registrierung der Radionuklidstrahlung gewährleistet, die zusätzlich noch durch eine dynamische Untersuchung ergänzt werden kann.
  • Der dynamische Scan basiert auf dem Prinzip der Mehrfachmessung, sodass die Verteilung der radioaktiven Substanzen zeitabhängig beobachtet werden kann. 

Die Anwendung eines SPECT-Scanners beschränkt sich heute allerdings größtenteils auf die Darstellung des zerebralen Blutflusses unter Verwendung des lipophilen Radiopharmaka Technetium 99m. Mittels SPECT-Untersuchung besteht die Möglichkeit, die den Insult (Synonyme: zerebraler Insult; apoplektischer Insult; Apoplexia cerebri; Schlaganfall; medizinischen Umgangssprache häufig auch: Apoplex oder Insult) auslösenden Durchblutungsstörungen zu beurteilen und die Penumbra (lateinisch: Halbschatten; bezeichnet bei einem Hirninfarkt den Bereich, der unmittelbar an die zentrale Nekrosezone angrenzt und noch überlebensfähige Zellen enthält) sowohl vom Ausmaß der Schädigung als auch von der Ausdehnung zu evaluieren.

Wie auch bei der PET ist eine Kombination des Verfahrens mit der konventionellen Computertomographie möglich, wodurch sich eine genauere Lokalisation der stoffwechselaktiven Areale ermöglichen lässt. Des Weiteren erhöht sich bei der gleichzeitigen Durchführung die Auflösung der SPECT, sodass eine deutlich verbesserte Präzision die Folge ist. Obwohl die Forschung auf diesem Gebiet noch am Anfang steht, führt schon jetzt die Verbindung der beiden Verfahren zur verbesserten funktionellen und morphologischen Betrachtung, da das Computersystem beide Methoden zur Bildanalyse verwenden kann. Durch das SPECT/CT ist es möglich geworden, veränderte Stoffwechseleigenschaften anatomischen Strukturen besser zuordnen zu können.

L
iteratur

  1. Wieler H: Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT) des Herzens. Springer Verlag 1997
  2. Hartmann A: Der Schlaganfall. Pathogenese, Klinik, Diagnostik und Therapie akuter zerebrovaskulärer Erkrankungen. Steinkopff Verlag 2001
  3. Dössel O: Bildgebende Verfahren in der Medizin: Von der Technik zur medizinischen Anwendung. Springer Verlag 1999
  4. Kuwert T: Nuklearmedizin. Georg Thieme Verlag 2007
  5. Walter H: Funktionelle Bildgebung in Psychiatrie und Psychotherapie: Methodische Grundlagen und klinische Anwendung. Schattauer Verlag 2004

Leitlinien

  1. S1-Leitlinie: Hirnperfusions-SPECT mit Tc-99m Radiopharmaka. (AWMF-Registernummer: 031 - 016), Juli 2013 Langfassung
  2. S1-Leitlinie: PET- und SPECT-Untersuchungen von Patienten mit zerebralen Gliomen mittels radioaktiv markierter Aminosäuren. (AWMF-Registernummer: 031 - 051), Juli 2013 Langfassung
  3. S1-Leitlinie: SPECT-Untersuchungen mit dem 123I-markierten Dopamintransporter-Liganden FP-CIT (DaTSCAN). (AWMF-Registernummer: 031 - 037), Mai  2017 Langfassung

     
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