The Joint Task Group on Clinical Utility of Labelled Antibodies of the Society of Nuclear Medicine Europa (Snme) and the European Nuclear Medicine Society (Enms)

In September 1985 a task group on the clinical utility of labelled antibodies was founded by the Society of Nuclear Medicine - Europe.

This document was elaborated to report the aims and the programs of the group. In September 1986 the European Nuclear Medicine Society decided to partecipate in this initiative and a joint task group was created.

Initial Document

A. The aims ot the Task Group are to monitor, co-ordinate and promote research and clinical application of techniques using radiolabeled antibodies in nuclear medicine. A.1. The Group should develop into a major point of reference, giving scientific and technical support to each member of the Society involved in this field. B. To pursue these purposes it will be necessary to develop the following: B.1. Criteria to evaluate the suitability of antigen-antibody systems for tumour detection and/or therapy. B. 2. Criteria for quality control of radioimmunoreagents. B. 3. Criteria for the prevention of adverse reactions or damage due to the reagent. B. 4. Selection of suitable dosimetric methods for diagnostic or therapeutic applications. B. 5. Elaboration of protocols for clinical experiments, including appropriate techniques to be applied in single cases. B. 6. Organization of cooperative studies. C. The Task Group should promote: C.1. Informal meetings between the members of the Group. C.2. Workshops open to the members of the Society and other researchers. C.3. Publication of reports in appropriate journals.

18FDG-PET bei intrakraniellen Meningeomen versus Grading, Proliferationsindex, Zelldichte und zytogenetische Analyse

62 intrakranielle Meningeome von 60 Patienten wurden präoperativ durch 18FDG-PET untersucht, um den Zusammenhang zwischen 18FDG-Aufnahme und biologischem Tumorverhalten zu überprüfen. Als Parameter der Tumoraggressivität dienten histopathologisches Grading, Zelldichte, Ki-67-Proliferationsindex und Nachweis chromosomaler Aberrationen. Wir fanden einen signifikant erhöhten 18FDG-Uptake bei Grad 2- und 3- im Vergleich zu Grad 1-Meningeomen, bei zellreichen gegenüber mäßig zellreichen Meningeomen, und bei Tumoren mit einem erhöhten Ki-67-Proliferationsindex (über 2%). Die beiden Meningeome, bei denen die ausgeprägtesten chromosomalen Aberrationen beobachtet wurden, wiesen den höchsten 18FDG-Uptake unter den zytogenetisch untersuchten Meningeomen auf. Hieraus folgern wir, daß die 18FDG-PET zur Abschätzung der biologischen Aggressivität von intrakraniellen Meningeomen geeignet ist.

Vergleich von MRT- und SPECT-Befunden bei Patienten mit zerebraler Mikroangiopathie

Lacunar infarctions and periventricular hypodensity are assumed to be typical CT patterns of cerebral microangiopathy (MA). In 17 patients with such findings and in 6 controls without any signs of central nervous system disease cranial CT, MRT and 99mTc-HMPAO-SPECT were employed. In 7 patients with CT findings of minor MA demonstrated in comparison to controls no significant difference. In 10 cases with CT findings of pronounced MA periventricular rCBF was significantly reduced compared to controls. rCBF of temporal and parietal cortex were not diminished compared to controls. In 14 patients studied with MRT deep white matter lesions were found which appeared solitary, multiple or confluent. Employing 99mTc-HMPAO-SPECT, cerebral MA revealed rCBF reduction in periventricular brain tissue by cerebellar standardization.

Einfluß morphologischer Veränderungen auf Durchblutung und Stoffwechsel bei zerebraler Mikroangiopathie

51 Patienten mit zerebraler Mikroangiopathie wurden mittels Kernspintomographie, 18FDG-PET und 99mTc-HMPAO-SPECT untersucht. Die genaue Zuordnung funktioneller zu den morphologischen Befunden wurde durch ein spezielles Kopf-halterungssystem für PET, SPECT- und KST-Untersuchungen hergestellt. Patienten mit weniger als vier lakunären Infarkten (LI) und ohne bis geringfügigen Deep White Matter Lesions (DWML) im KST wiesen keine signifikant veränderten Werte für rMRGIu und rCBF in grauer oder weißer Substanz auf im Vergleich zu Patienten mit vier oder mehr LI und ausgedehnten DWML. Eine semiquantitative Einteilung der Atrophie (A: keine bis geringfügige; B: mäßige bis schwere) erbrachte für B) im Vergleich zu A) signifikant erniedrigte rCBF- und rMRGIu-Werte in grauer und weißer Substanz. Somit sind bei Patienten mit ZMA nur die Hirnatrophie, jedoch nicht die charakteristischen LI und DWML mit einer meßbaren Erniedrigung von rCBF und rMRGIu korreliert.

Eine Methode zur kombinierten Scatter- und Schwächungskorrektur ohne Transmissionsmessung für die Myokard-SPECT mit 99mTc- Verbindungen

Ziel: Für eine Doppelkopf-SPECT-Kamera wird eine Strategie zur Bestimmung der Schwächungsverteilung aus den Zählraten der Rückwärtsstreuung von 99mTc vorgestellt. Ziel war die Gewinnung von segmentierten und normierten Schwächungsbildern mit den Strukturen Lunge und Fett- bzw. Muskelgewebe, so daß nach dem Verfahren von Chang eine Schwächungskorrektur vorgenommen werden kann. Methoden: In den akquirierten Winkelprojektionen wurden sowohl Näherungen für die Schwächung als auch eine Scatterkorrektur nach dem Verfahren von Ogawa et al. berechnet, wobei die Akquisition simultan in drei getrennten 99mTc-Energiefenstern zur Ermittlung von Emissions- und Streustrahlung erfolgt. Anhand von Phantommessungen und Patientenmessungen wurde die Güte der Schwächungsnäherungen und der Schwächungskorrektur untersucht und die beste Wahl für alle auftretenden Parameter zur Schwächungskorrektur ermittelt. Ergebnisse: Das Verfahren stellt eine gute Näherung zur Korrektur der Photonenschwächung und der Streustrahlung dar. Eine Plausibilitäts-kontrolle an Phantom- und beispielhaften Patientenstudien belegte vorläufig auch die klinische Brauchbarkeit. Bei normaler Perfusion wurde die Verteilung homogenisiert, Defekte erschienen klarer. Probleme entstehen bei hohen Non-target-Aktivitäten, z. B. in der Gallenblase, und bei zu geringer Zählrate. Schlußfolgerung: Eine für die 99mTc MIBI-SPECT des Myokards sinnvolle und brauchbare Korrektur von Schwächung und Streuung ist auch ohne zusätzliche Transmissionseinrichtung möglich.

A Method of Correlating and Merging Cerebral Morphology and Function by a Special Head Holder

Ein spezielles Kopfhalterungssystem wird als Voraussetzung zur Erzeugung und korrelativen Verarbeitung topographisch identischer morphologischer und funktioneller Bilddaten vorgestellt. Es ist an die verschiedenen Modalitäten (MRI, PET, SPECT) adaptierbar und basiert auf einer kommerziellen thermoplastischen Kopfmaske. Eine erwärmte flexible Form dieses Thermoplasts wird dazu verwendet, eine individuelle Kopfmaske für alle Modalitäten zu formen. Damit wird eine Fixierung des Patienten während der Messungen gewährleistet. Diese Methode garantiert auch eine exakte Repositionierung und damit gleiche Schnittorientierung der rekonstruierten Bilder. Durch Fusion der Hirnaußenkonturen oder der korrespondierenden Tomogramme MRI vs. PET oder MRI vs. SPECT wurde die Genauigkeit getestet: Sie betrug transaxial: <2,0 mm und axial: <3,0 mm bei Patientenstudien mit MRI-Schichtdicke von 6,0 mm.

18F-Fluordeoxyglukose PET beim Ovarialkarzinom: Methodik und erste Ergebnisse

Ziel der vorliegenden Studie war die Evaluierung der PET mit 18F-Fluor-deoxyglukose in der Primär- und Rezidivdiagnostik von Ovarialkarzino-men. Methoden: Untersucht wurden 26 Patientinnen mit Verdacht auf primäres Ovarialkarzinom (n = 17) bzw. Rezidiwerdacht (n = 9). Die PET-Untersuchung von Abdomen und Becken erfolgte mit einem ECAT 953/15-Scanner beginnend 45 min nach i.v. Applikation von im Mittel 245 MBq 18FDG. Die PET-Ergebnisse wurden anhand von intraoperativem Befund, Histologie und Zytologie validiert. Ergebnisse: Der richtige Nachweis eines primären, malignen Ovarialtumors bzw. eines Rezidivs gelang in 16 von 19 Fällen, der Malignomausschluß in sechs von sieben Fällen. Falsch negative PET-Befunde wurden bei zwei Borderline-Karzinomen und einem gut differenzierten, serös-muzinösen Ovarialkarzinom erhoben. Ein falsch positiver PET-Befund ergab sich bei einer abszedierenden Salpingoophoritis. Die quantitative Analyse erbrachte einen SUV von 6,8 ± 2,3 für primäre, epitheliale Ovarialkarzinome gegenüber 2,6 ± 1,2 bei benignen, nicht entzündlichen Raumforderungen (p <0,05). Schlußfolgerung: Diese vorläufigen Ergebnisse zeigen, daß PET mit 18FDG zwar geeignet ist zur Rezidivdiagnostik von Ovarialkarzinomen, jedoch limitiert ist in der Differenzierung von Borderline-Karzinomen gegenüber benignen Veränderungen sowie malignen Tumoren des Ovars gegenüber entzündlichen Prozessen. Die quantitative Bildanalyse führt hierbei nicht zu einer Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit.

Falsch-negatives SkelettSzintigramm bei einer biparietalen Schädelfraktur beim »Battered Child«-Syndrom

Es wird über ein kleines Mädchen berichtet, das nach einem Schädeltrauma radiologisch zwei Frakturen der Schädelkalotte aufwies, bei dem aber eine acht Tage später durchgeführte Skelett-Szintigraphie mit 99mTc-DPD unauffällig war. Die möglichen Gründe für diese Diskordanz werden diskutiert.

18FDG-PET and Electroencepha- lographic Findings in a Patient Suffering from Musical Hallucinations

The majority of reports on the phenomenon of musical hallucinations suggests that this abnormality is a complication of a progressive peripheral hearing deficit. The present case report and a review of the international literature would, however, indicate that this syndrome may be the result of a dysfunction of the temporal cortex.

Bestimmung von Einflußgrößen für den Therapieerfolg der Radioiodtherapie bei Patienten mit Morbus Basedow

Ziel der Studie war es, zu prüfen, inwieweit der Erfolg einer Radioiodtherapie (RIT) des Morbus Basedow (MB) von verschiedenen Parametern (Schilddrüsenvolumen [SDVol], Funktion, TRAK, Thyreostase, Therapiedosis, 131l-Uptake, effektive Halbwertszeit) abhängt. Methode: Bei 78 Patienten mit gesichertem MB wurden 626 ± 251 MBq 131 lod oral zur Ablation der Schilddrüse appliziert. 3 Monate nach RIT wurden 60 Patienten kontrolliert. Ergebnisse: Bei Patienten mit einer Hyperthyreose oder TRAK <11 U/l zu Beginn der RIT wurden eine signifikant niedrigere Therapiedosis bzw. Halbwertszeit gefunden als bei nichthyperthyreoten Patienten bzw. Patienten mit TRAK ≤11 U/l. Patienten mit einem SDVol ≤25 ml zeigten signifikant niedrigere 131l-Uptakewerte unter Therapie, jedoch signifikant höhere Relativuptakewerte (131l- Uptake/SDVol) als solche mit SDVol <25 ml. Alle Therapieversager wurden während der RIT thyreostatisch behandelt, sie wiesen im Mittel signifikant niedrigere Therapiedosen und Relativuptakewerte sowie signifikant höhere SdVol als Therapieerfolge auf. Durch die RIT reduzierte sich das SDVol der Patienten um 44%, wobei Versager eine signifikant geringere Volumenreduktion aufwiesen. Patienten mit einer Therapiedosis ≤250 Gy zeigten signifikant schlechtere Therapieresultate als solche mit <250 Gy, nur ein Versager erreichte mehr als 250 Gy, während immerhin 50% der Versager <200 Gy (aber >250 Gy) erreichten. Die Anwendung multivariater Analysen (MANOVA und Faktorenanalysen) ergab die Thyreostase als den entscheidenden Negativfaktor für den Erfolg einer RIT. Schlußfolgerung: Aufgrund der gehäuften Therapieversager bei Patienten mit Thyreostase empfehlen wir daher für diese Patienten eine Erhöhung der Zieldosis auf 250 Gy.

Vergleich der Befunde von 18-FDG- PET und CT beim prätherapeutischen Staging maligner Lymphome

Ziel: Vergleich der diagnostischen Aussagekraft von FDG-PET und CT zum Staging vor Therapie unter Berücksichtigung von Lokalisation, Durchmesser und Histologie der Läsion sowie Erfassung des FDG-Uptakes. Methoden: CT- und FDG-PET-Untersuchungen bei 27 Patienten mit histologisch gesichertem malignen Lymphom als Erstmanifestation oder Rezidiv wurden retrospektiv und unabhängig voneinander ausgewertet. CT-positive nodale Läsionen waren im Querdurchmesser (DCT) >15 mm. Bei visueller Auswertung in iterativ rekonstruierten PET-Studien gefundene fokale, unphysiologische FDG-Speicherungen wurden positiv gewertet und hinsichtlich Läsionsgröße (DPET) und partial-volumenkorrigierten standardisierten Uptake-Werten (SUV) quantifiziert. Eine Unterteilung der Läsionen erfolgte nach Histologie und Qualität (abgrenzbarer Lymphknoten, Konglomerattumor, extranodale Läsion). Ergebnis: CT beschrieb bei 26 Patienten 78 Läsionen, alle auch durch PET bestätigt. PET lokalisierte darüber hinaus weitere 18 Läsionen (+23%), bei hochmalignen Non-Hodgkin-Lymphomen (NHL) sogar +25%. Im Bereich des Halses sowie bei Lungenläsionen waren die Verfahren gleichwertig, bei der Beurteilung der übrigen Lymphknotenregionen sowie von Leber und Milz wies PET mehr Läsionen nach. Der SUV war bei hochmalignen NHL (19,0) signifikant höher als bei niedrigmalignen NHL und M. Hodgkin (10,6 bzw. 11,1). DCT und DPET korrelierten bei abgrenzbaren Lymphknoten signifikant (r = 0,75). Schlußfolgerung: FDG-PET ist der CT im Staging maligner Lymphome vor Therapie ebenbürtig bis überlegen. Hierzu ist eine qualitative Befundung ausreichend. Die zusätzliche quantitative Auswertung kann bei NHL einen Hinweis auf den Malignitätsgrad geben.

Untersuchungen zum Einfluß von »Ecstasy« auf den zerebralen Glukosemetabolismus: eine 18-FDG-PET-Studie

Ziel: In der vorliegenden Studie sollte die Akutwirkung des »Ecstasy«- Analogons MDE (3,4-Methylendioxyethamphetamin) auf den zerebralen Glukosemetabolismus (rMRGIu) gesunder Probanden untersucht werden. Methode: In einer randomisierten Doppelblindstudie wurden 16 gesunde Probanden ohne Drogenanamnese mittels 18-FDG-PET 110-120 min nach oraler Verabreichung von 2 mg/kg KG MDE (n = 8) oder Plazebo (n = 8) untersucht. Zwei Minuten vor Injektion des Radio- pharmazeutikums startend erfolgte über insgesamt 32 min eine konstante kognitive Stimulation über ein Wortrepetitionsparadigma, um konstante und vergleichbare mentale Bedingungen während der zerebralen 18-FDG-Aufnahme zu gewährleisten. Die Darstellung der Indivi- dualanatomie erfolgte anhand T1-gewichteter 3D-flash MRT mit anschließender manueller Regionalisierung in 108 Regions-of-Interest und PET/MRT Overlay. Absolute Quantifizierung der rMRGIu sowie Normierung auf den Globalmetabolismus mit anschließendem Vergleich MDE versus Plazebo mittels U-Test nach Mann und Whitney. Ergebnisse: Gegenüber der Plazebo-Gruppe fand sich unter MIDE keine signifikante Änderung der globalen MRGIu (MDE: 41,8± 11,1 μmol/min/100 g, Placebo: 50,1 ± 18,1 μmol/min/100 g, p = 0,298). Die normierten metabolischen Daten zeigten eine signifikante Minderung der rMRGIu im beidseitigen Frontalkortex: links frontal posterior (-7,1%, p <0,05) und rechts präfrontal superior (-4,6 %, p <0,05). Signifikante Steigerungen der rMIRGIu fanden sich dagegen im beidseitigen Zerebellum (rechts: + 10,1%, p <0,01; links: +7,6 %, p <0,05) sowie im rechten Putamen (+6,2%, p <0,05). Schlußfolgerung: In der vorliegenden Studie konnten unter dem Akuteinfluß des »Ecstasy«-Analogons MDE neuro- metabolische Veränderungen im Sinne einer fronto-striato-cerebellären Dysbalance nachgewiesen werden, die Parallelen zu sowohl anderen psychotropen Substanzen als auch verschiedenen endogenen Psychosen aufweisen.

Nachweis des Skelettbefalls maligner Erkrankungen durch Immunszintigraphie des Knochenmarks

Immunszintigraphie des hämatopoetischen Knochenmarks und konventionelle Skelettszintigraphie wurden bei 141 Patienten mit malignen Grunderkrankungen verglichen. Die Immunszintigraphie des Knochenmarks wies in allen Patientenuntergruppen mehr metastasentypische Herdbefunde und einen ausgedehnteren Skelettbefall als das Skelettszintigramm nach. In 323 computertomographisch kontrollierten Skelettabschnitten fanden sich in 83,3% übereinstimmende Befunde zur Knochenmarkszintigraphie. Lediglich in 7 von 2135 (0,3%) Skelettabschnitten von 30 Patienten mit Fieber unklarer Ursache ohne maligne Grunderkrankung fanden sich immunszintigraphisch pathologische Herdbefunde. Bei 36 Patienten mit malignen Lymphomen waren immunszintigraphischer und histologischer/zytologischer Befund bei 14 Patienten übereinstimmend positiv und bei 17 Patienten übereinstimmend negativ. Die Immunszintigraphie des Knochenmarks stellt ein vielversprechendes, einfaches und routinefähiges Verfahren zum empfindlichen nichtinvasiven Nachweis des Skelettbefalls maligner Erkrankungen dar.

Klinische Wertigkeit der FDG-PET zur Therapiekontrolle bei malignen Lymphomen – Ergebnisse einer retrospektiven Studie an 72 Patienten

Ziel: Retrospektive Validierung der klinischen Wertigkeit von FDG-PET zur Therapiekontrolle bei Patienten mit malignen Lymphomen. Methode: 72 Patienten erhielten nach Therapie eines malignen Lymphoms (41 Non-Hodgkin-Lymphome, 29 Morbus Hodgkin, 2 unklassifiziert) eine statische FDG-PET im Bereich initial befallener Regionen (n = 53) oder von Hals und Körperstamm (n = 19), sowie CT (n = 70) und LDH-Bestimmung im Serum (n = 64). Die Resultate wurden durch Biopsien (n = 7) oder durch den klinischen Verlauf (n = 65) validiert. Die prädiktive Wertigkeit der PET wurde in Abhängigkeit von verschiedenen Risikofaktoren (Stadium, Rezidivstatus und Zahl der applizierten Chemotherapieprotokolle) untersucht. Ergebnisse: Die PET erzielte eine Sensitivität von 88%, eine Spezifität von 83% und eine diagnostische Treffsicherheit von 85% bei der Erkennung residualer Erkrankungsaktivität. Für die CT ergaben sich entsprechend 84%, 31 % und 54%, für die Serum-LDH 50%, 92% und 73%. Der prädiktive Wert der PET war abhängig von der Prävalenz des Rezidivrisikos. Bei Patienten mit mäßigem Risiko (Stadium I—I II, kein Rezidiv, maximal zwei verschiedene Chemotherapieprotokolle) wurde durch ein unauffälliges PET in über 90% eine komplette Remission richtig vorhergesagt, bei Hochrisikopatienten jedoch nur in 50-67%. Schlußfolgerung: Die FDG-PET ist genauer als CT und LDH-Bestimmung zur Therapiekontrolle bei malignen Lymphomen. Bei Patienten mit mäßig hohem Rezidivrisiko kann der Therapieerfolg zuverlässig vorhergesagt werden.

One-year Follow-up of Neuropsychology, MRI, rCBF and Glucose Metabolism (rMRGlu) in Cerebral Microangiopathy

Background: MRI shows lacunar infarctions (LI), deep white matter lesions (DWML) and atrophy in cerebral microangiopathy, which is said to lead to vascular dementia. In a first trial series on 57 patients with confirmed pure cerebral microangiopathy (without concomitant macroangiopathy), neuropsychological impairment and (where present) brain atrophy correlated with decreased rCBF and rMRGlu. LI and DWML did not correlate with either neuropsychological impairment or decreased rCBF/rMRGIu. This study was done one year later to detect changes in any of the study parameters. Methods: 26 patients were re-examined for rCBF, rMRGlu, LI, DWML, atrophy and neuropsychological performance (7 cognitive, 3 mnestic, 4 attentiveness tests). Using a special head holder for exact repositioning, rCBF (SPECT) and rMRGlu (PET) were measured and imaged slice by slice. White matter/cortex were quantified using MRI-defined ROIs. Results: After one year the patients did not show significant decreases in rCBF or rMRGlu either in cortex or in white matter (p >0.05), nor did any patient show LI, DWML or atrophy changes on MRI. There were no significant neuropsychological decreases (p >0.05). Conclusions: Cerebral microangiopathy ought to show progressive neuropsychological, functional (rCBF, rMRGlu) and morphological deterioration over periods >1 year. It is unlikely that direct cortical damage (e.g., incomplete infarction) is responsible for neuropsychological impairment since one-year follow-up of our patients revealed no progression of brain atrophy or any other cortical damage.

F-18-FDG Positron Imaging in Oncological Patients: Gamma Camera Coincidence Detection versus Dedicated PET

Aim of the present study was to investigate the feasibility of 2-[fluorine-18]-fluoro-2-deoxy-D-glucose (FDG) imaging in oncological patients with a dual head gamma camera modified for coincidence detection (MCD). Methods: Phantom studies were done to determine lesion detection at various lesion-to-background ratios, system sensitivity and spatial resolution. Thirty-two patients with suspected or known malignant disease were first studied with a dedicated full-ring PET system (DPET) applying measured attenuation correction and subsequently with an MCD system without attenuation correction. MCD images were first interpreted without knowledge of the DPET findings. In a second reading, MCD and DPET were evaluated simultaneously. Results: The phantom studies revealed a comparable spatial resolution for DPET and MCD (5.9 × 6.3 × 4.2 mm vs. 5.9 × 6.5 × 6.0 mm). System sensitivity of MCD was less compared to DPET (91 cps/Bq/ml/cmF0V vs. 231 cps/ Bq/ml/cmFOv). At a lesion-to-background ratio of 4:1, DPET depicted a minimal phantom lesion of 1.0 cm in diameter, MCD a minimal lesion of 1.6 cm. With DPET, a total of 91 lesions in 27 patients were classified as malignant. MCD without knowledge of DPET results revealed increased FDG uptake in all patients with positive DPET findings. MCD detected 72 out of 91 DPET lesions (79.1 %). With knowledge of the DPET findings, 11 additional lesions were detected (+12%). MCD missed lesions in six patients with relevance for staging in two patients. All lesions with a diameter above 18 mm were detected. Conclusion: MCD FDG imaging yielded results comparable to dedicated PET in most patients. However, a considerable number of small lesions clearly detectable with DPET were not detected by MCD alone. Therefore, MCD cannot yet replace dedicated PET in all oncological FDG studies. Further technical refinement of this new method is needed to improve image quality (e.g. attenuation correction).

Comparison of Different Methods for Attenuation Correction in Brain PET: Influence on the Calculation of the Metabolic Glucose Rate

Ziel: Für die Korrektur des Effektes der im Körpergewebe gestreuten oder absorbierten Photonen (Schwächungskorrektur) existieren bei der Positronen-Emissionstomographie (PET) verschiedene methodische Ansätze. Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluß der kalten (KT), heißen (PIT), segmentierten Transmission (ST) sowie eines rechnerischen Verfahrens (RV) auf die Schwächungskorrektur anhand der absoluten Bestimmung des regionalen zerebralen Glukosemetabolismus (rMRGIu). Methodik: 6 Patienten mit unterschiedlichen zerebralen Erkrankungen wurden mit einem ECAT Exact 922/47 unter Ruhebedingungen untersucht. Die durch die KT, PIT, RV und ST schwächungskorrigierten Daten wurden dann zur Beurteilung des regionalen Glukosemetabolismus in 16 ROIs (regions of interest) absolut quantifiziert. Ergebnisse: Bis auf drei Regionen (temporookzipital links und rechts sowie parietookzipital rechts) konnte kein signifikanter Unterschied des mit Hilfe der absoluten Quantifizierung in 16 ROIs ermittelten Glukosemetabolismus zwischen der KT und dem RV festgestellt werden. Im Gegensatz zum RV wurde sowohl bei der PIT als auch bei der ST in allen 16 ROIs ein signifikant niedrigerer Wert der regionalen zerebralen Glukoseutilisation gegenüber der KT nachgewiesen. Aufgrund dieser Resultate ergibt sich sowohl in der linken als auch in der rechten Hirnhälfte eine kontinuierliche Abnahme der metabolischen Werte (rMRGIu) in der Reihenfolge KT, RV, PIT und ST. Der globale, zerebrale Glukosemetabolismus zeigte keinen signifikanten Unterschied zwischen der KT und dem RV (p = 0,2489), während mit PIT (p = 0,03) und ST (p = 0,03) ein signifikant erniedrigter Glukosemetabolismus gegenüber der-KT nachzuweisen war. Schlußfolgerung: Bei den für die zerebralen PET-Studien am Patienten durchgeführten Schwächungskorrekturverfahren läßt sich bis auf drei Regionen quantitativ kein signifikanter Unterschied zwischen KT und RV nachweisen. Die rMRGIu der durch PIT und ST schwächungskorrigierten Bilder sind signifikant niedriger als in KT korrigierten Aufnahmen. Um eine zerebrale PET-Akquisition zu verkürzen, erscheint für die klinische Routine das RV als Alternative zur KT am besten geeignet.

Position paper nuclear cardiology: Update 2008

Nuclear cardiology is well established in clinical diagnostic algorithms for many years. This is an update 2008 of the first common position paper of the German Association of Nuclear Medicine and the German Association of Cardiology, Heart and Circulation Research published in 2001 aiming at an overview of state-of-the-art scintigraphic methods.

Three-Dimensional ROI-Based Quantification of Stress/Rest 201TI Myocardial SPECT: Presentation of Method

A semiautomated method for three-dimensional quantification of stress/rest 201TI myocardial SPECT of the left ventricle (LV) is introduced. A total of 33 ringsegment-shaped regions of interest (ROIs) are distributed over 6 oblique (short axis cuts) double-slices (thickness 1.3 cm) from LV apex to base, commencing with 1 ROI for the apex up to 8 ROIs for the base (1-4-4-8-8-8). Within the last two double slices an additional adjacent ROI is automatically placed in the upper right quadrant to observe lung Tl-uptake. Correspondence of slices for exercise and rest is achieved by adjusting the long axis outlines rebuilt from summed profiles of 15 oblique slices of each examination. Calculated numeric arrays of the extracted parameters (vitality, washout and redistribution) are “displayed in a target-like two-dimensional polar fashion.

Optimizing ventilation-perfusion lung scintigraphy: Parting with planar imaging

Aim of the study was to introduce and verify a ventilation-perfusion (V/Q) acquisition protocol that incorporates new developments in scintigraphy in order to allow for a more balanced comparison with other diagnostic procedures. Methods: In 103 patients suspect of having pulmonary embolism, V/Q scans were acquired exclusively with SPECT technique. Ventilation was done with ultrafine aerosol. Planar images in eight directions were reconstructed through addition of three consecutive SPECT projections. Three referees examined the scans in regard to type, localization, and extent of V/Q defects. Results: Using this protocol, significantly more defects, especially of subsegmental size, were detected (p <0.Q1). Sensitivity, and diagnostic accuracy were also significantly improved (p <0.01) to 0.96, and 0.99, respectively. Furthermore, kappa values were increased up to 0.82 - a relevant enhancement in the ability to precisely localize V/Q defects. Conclusion: In conclusion this protocol provides high-resolution tomographic scans as well as high-quality planar images within a short acquisition time. Due to the significant increase in lesion detection, sensitivity, diagnostic accuracy, and anatomical localization of defects, it is a substantial improvement in the diagnosis of pulmonary embolism that will put V/Q scintigraphy on a par with other tomographic methods.

Combined image interpretation of computed tomography and hybrid PET in head and neck cancer

Aim: Evaluation of potential synergistic effects of combined image interpretation of FDG PET using a gamma camera modified for coincidence detection (hybrid PET) and computed tomography (CT) and comparison of the diagnostic accuracy of hybrid PET and dedicated PET in patients with head and neck cancer. Methods: Forty-two patients with suspected primary or recurrent cancer were included. Twenty-four patients underwent dedicated PET in addition to attenuationcorrected hybrid PET using a one-day protocol. Results: Sensitivity, specificity and accuracy for detection of primary or recurrent head and neck cancer were 74, 73, and 74% for hybrid PET, 52, 82, and 60% for CT and 77, 82, and 79% for combined reading. With the combination of CT and hybrid PET all cases of recurrent disease were detected. The largest tumour not detected was 1.7 cm in diameter. Sensitivity, specificity and accuracy for the detection of neck sides with lymph node metastases were 69, 88, and 85% for hybrid PET, 62, 88, and 84% for CT, 69, 99, and 94% for combined image interpretation. With combined interpretation four involved neck sides were missed including two cases of microscopic metastases. Hybrid PET revealed concordant results to dedicated PET in all patients with respect to the detection of primary or recurrent tumour and in 45 of 48 neck sides (94%) with the same number of false negative findings. Conclusion: The combination of functional information of hybrid PET and morphological information of CT by the simple approach of combined image interpretation improves the sensitivity for the detection of primary/recurrent head and neck cancer and increases the specificity of lymph node staging compared to CT alone. The accuracy of hybrid PET and dedicated PET was almost identical.

An approach for comparative quantification of myocardial blood flow (0-15-H2O-PET), perfusion (Tc-99m-tetrofosmin-SPECT), and metabolism (F 18-FDG-PET)

Aim: In the present study a new approach has been developed for comparative quantification of absolute myocardial blood flow (MBF), myocardial perfusion, and myocardial metabolism in short-axis slices. Methods: 42 patients with severe CAD, referred for myocardial viability diagnostics, were studied consecutively with 0-15-H2O PET (H2O-PET) (twice), Tc-99m-Tetrofosmin 5PECT (TT-SPECT) and F-18-FDG PET (FDG-PET). All dato sets were reconstructed using attenuation correction and reoriented into short axis slices. Each heart was divided into three representative slices (base, rnidventricular, apex) and 18 ROIs were defined on the FDG PET images and transferred to the corresponding H2O-PET and TT-SPECT slices. TT-SPECT and FDG-PET data were normalized to the ROI showing maximum perfusion. MBF was calculated for all left-ventricular ROIs using a single-compartment-model fitting the dynamic H2O-PET studies. Microsphere equivalent MBF (MBF_micr) was calculated by multiplying MBF and tissue-fraction, a parameter which was obtained by fitting the dynamic H2O-PET studies. To reduce influence of viability only well perfused areas (>70% TT-SPECT) were used for comparative quantification. Results: First and second mean global MBF values were 0.85 ml × min-1 × g-1 and 0.84 ml × min-1 × g1, respectively, with a repeatability coefficient of 0.30 ml ÷ min-1 × gl. After sectorization mean MBF_micr was between 0.58 ml × min1 ÷ ml"1 and 0.68 ml × min-1 × ml"1 in well perfused areas. Corresponding TT-SPECT values ranged from 83 % to 91 %, and FDG-PET values from 91 % to 103%. All procedures yielded higher values for the lateral than the septal regions. Conclusion: Comparative quantification of MBF, MBF_micr, TT-SPECT perfusion and FDG-PET metabolism can be done with the introduced method in short axis slices. The obtained values agree well with experimentally validated values of MBF and MBF_micr.

Bone-to-Bone, Joint-to-Bone and Joint-to-Joint Ratios in Normal and Diseased Skeletal States Using Region-of-Interest Technique and Bone-Seeking Radiopharmaceuticals

Bone-to-bone, iliosacral joints-to-os sacrum and joint-to-joint ratios were computed using the regionof-interest technique 2 to 3 hrs. after injection of 99mTc Sn-methylene-diphosphonate or 99mTc Sn-pyrophosphate in 139 patients with skeletal diseases (bone tumours, degenerative changes of the spine and joints, inflammatory changes of joints) as well as in 123 patients with normal skeletal states. In the latter group, iliosacral joints-to-os sacrum ratios decreased with increasing age of the patients. In patients with osseous metastases of the spine ratios of 0.80 to 4.0 occurred (reference area second vertebra below or above the affected vertebra). In degenerative changes of the spine values of 0.80 to 1.69 were computed. These results show, that 74% of the spine metastases could not be differentiated from benign changes of the spine by determining their relative amounts of bone uptake. In bone tumours of the extremities and rheumatoid or gouty arthritis of the small joints (hands and feet) the highest ratios, i.e. contrasts, occured referring to a contralateral reference area. Osteoarthritic and inflammatory alterations of the big joints could not be differentiated because the percentual distribution of the increased joint-to-joint ratios turned out to be nearly identical.

Myocardial perfusion scintigraphy in Germany

The working group Cardiovascular Nuclear Medicine of the German Society of Nuclear Medicine (DGN), in cooperation with the working group Nuclear Cardiology of the German Cardiac Society (DGK), decided to conduct a national survey on myocardial perfusion scintigraphy (MPS). Method: A questionnaire to evaluate MPS for the year 2005 was sent. Results: 346 completed questionnaires had been returned (213 private practices, 99 hospitals and 33 university hospitals). MPS of 112 707 patients were reported with 110 747 stress and 95 878 rest studies. The majority (>75%) was performed with 99mTc-MIBI or tetrofosmin. 201Tl stress-redistribution was used in 22 637 patients (20%). The types of stress were exercise in 78%, vasodilation with adenosine or dipyridamol in 21% and dobutamine in 1%. 99.97% of all MPS were SPECT studies. Gated SPECT was performed in 36% of the stress and in 32% of the rest studies. An attenuation correction was used in 21%. 29 institutions (8%) performed gated SPECT (stress and rest) and attenuation correction. 47% of all MPS were requested by ambulatory care cardiologists, 17% by internists, 12% by primary care physicians, 21% by hospital departments and 2% by others. Conclusion: In Germany, MPS is predominantly performed with 99mTc-perfusion agents. The common type of stress is ergometry. Gated SPECT and attenuation correction do not yet represent standards of MPS practice in Germany, which indicates some potential of optimization.

Analysis of 18F-FDG uptake patterns in PET for diagnosis of septic and aseptic loosening after total hip arthroplasty

Aim: Identification of typical patterns for fluorodeoxyglucose (FDG) uptake in positron emission tomography (PET) to detect aseptic loosening of hip prosthesis (ace-tabular and/or femoral component) and prosthetic infection. Methods: 18 patients with painful hip prosthesis underwent PET using a dedicated full ring scanner after application of 200-300 MBq FDG. The interface between bone and surrounding soft tissue or bone as displayed on coronal slices was divided into 12 segments in accordance with the classifications of Delee and Gruen. FDG uptake in each of the segments was scored (0-3) by two independent observers. Intraoperative findings were regarded as the gold standard. Results: After surgical revision 14 acetabular components and 9 femoral components were found to be loose and prosthetic infection was present in 7 prostheses. Loosening of the acetabular component was correlated to enhanced uptake in the middle of the acetabular interface, while loosening of the femoral component was correlated to enhanced uptake in the proximal and middle segment of the lateral femoral interface and the proximal segment of the medial femoral interface. A similar pattern was found in prosthetic infection with high uptake along the middle portion of the lateral fe-moral interface. In 6 of 7 infected prostheses loosening of the acetabular and of the femoral component was present. Taking the typical uptake patterns as criteria for loosening and grade 3 uptake as an additional criterion for septic loosening the accuracy of PET imaging in the detection of loosening of the acetabular or the femoral component and of prosthetic infection was 72, 78 and 89%, respectively. Conclusion: This pilot study presents FDG-PET as a promising diagnostic tool for patients with painful hip prostheses. Its clinical value should be evaluated in a larger patient population.

Seitengetrennte 131J-Hippuran-Clearance-Bestimmung bei Nephroptosen im Rahmen der Kamera-Funktionsszintigraphie

Bei 65 Patienten mit ein- oder beidseitiger Nephroptose wurde die seitengetrennte 131J-Hippuran-Clearance im Rahmen der Kamera-Funktions-Szintigraphie bestimmt. Bei 65% der Senknieren war die Clearance normal und zeigte keine lageabhängige Veränderung. Hingegen hatten 35% eine Clearance-Einschränkung gegenüber nur 17,5% in der Vergleichsgruppe der nicht mobilen kontralateralen Nieren. Ptotische Nieren wiesen in 23% eine lageabhängige Veränderung der Clearance mit Abnahme in aufrechter Position auf. Derartige kurzfristige Änderungen der 131J-Hippuran-Clearance sprechen für eine Perfusionsstörung der absinkenden Niere.

Characterization of radioiodine therapy failures in Graves’ disease

Aim of this study was a characterization of radioiodine therapy (RIT) failures in Graves’ disease without simultaneous Carbimazole. Method: 226 patients with a confirmed diagnosis of Graves’ disease received 686.8 ± 376.4 MBq of iodine-131 orally for thyroid ablation. Target dose was 250 Gy. All patients were followed up for 6 months. Therapy failures were compared with successes regarding possible influencing variables initial thyroid volume, thyroid function, immune activity (TRAb), 1-131 uptake, effective half-life, absorbed energy dose, age and gender. Results: 212 of 226 patients (93.8%) were treated successfully, 14 (6.2%) showed a hyperthyroidism relapse within 6 months which required a second radioiodine therapy. A success rate of 92.5% (62/67) could also be achieved with 67 patients who were hyperthyroid at the time of RIT. Compared to the therapy successes, the 14 failures achieved significantly lower absorbed doses (223.8 ±76.6 Gyvs. 285.2 ±82.1 Gy, ρ <0.005), but with no significant differences regarding age, thyroid volume, function or TRAb (all ρ >0.2). Of the 14 failures, η = 8 reached an absorbed dose <200 Gy and η = 1 a dose <250 Gy, although 5 of the failures reached an absorbed dose of >250 Gy. Stepwise logistic regression revealed only absorbed energy dose as a variable significantly influencing therapy success (p <0.005), but no influence of initial thyroid volume, function, TRAb value, age (all ρ >0.2) or gender (p = 0.13). Two-tailed Fisher’s exact test showed no significant influence of gender on success rates (failures/successes: male 1 /36, female 13/176, ρ = 0.48). Conclusions: Except for the absorbed energy dose, no other significant variable influencing the outcome of radioiodine therapy in Graves’ disease without simultaneous Carbimazole could be found. It should be noted, though, that 5 therapy failures (2.2%) reached an absorbed energy dose of >250 Gy.

Ergebnisse der Radiojod-Behandlung autonomer Schilddrüsen-Adenome unter Berücksichtigung regionaler Jodkinetik und paranodulärer Speicherung

Bei 110 Patienten mit dekompensiertem autonomen Adenom der Schilddrüse wurde der Erfolg einer Radiojod-Therapie mit unterschiedlicher Herddosis (300 Gy, 400 Gy) überprüft. Zusätzlich wurden die relativen paranodulären Speicherungswerte vor und nach Radio-Therapie in Abhängigkeit von der Therapiedauer verglichen. Bei kurzer Therapiedauer (5-8 Tage) sinkt die paranoduläre Speicherung ab, während sie bei langer Therapiedauer (9-20 Tage) zunimmt. Dadurch ist die bei langer Therapiedauer nachweisbare höhere Hypothyreoserate (14%) erklärbar. Die Ausschaltquote betrug bei einer Herddosis von 300 Gy 93,6%, bei 400 Gy waren es 95%. Dagegen fand sich bei einer Herddosis von 300 Gy eine geringere (3,2%) Hypothyreoseinzidenz als bei 400 Gy (8,8%). Trotzdem sollte zur Verminderung der Versagerquote die höhere Herddosis gewählt werden. Wegen des Ansteigens der Hypothyreoserate mit zunehmender paranodulärer Speicherung empfiehlt sich in Fällen von paranodulären Speicherungswerten zwischen 10 und 20% (sogenannter Übergangstyp) eine exogene Suppression mit Schilddrüsenhormon.

Die Ganzkörperretention von 99mTc-Methylen-Diphosphonat bei Skeletterkrankungen

Die 24-Std.-Retentionsmessung im Ganzkörperzähler ist ein exaktes Verfahren zur Quantifizierung der Knochenaffinität eines Radiopharmazeutikums. Dieser 24-Std.-Ganzkörperretentionswert (24-Std.-GKRW) wurde bei 200 Patienten bestimmt. Für 99mTc-Methylen-Diphosphonat (MDP) war er von der Nierenfunktion unabhängig, wenn diese normal oder nur leicht eingeschränkt war. Es bestand eine diskrete Altersabhängigkeit, wobei der GKRW bei Kindern und Jugendlichen bis zum 20. Lebensjahr kontinuierlich abfiel, bei den 20- bis 25jährigen am niedrigsten war und dann mit zunehmendem Alter wieder anstieg. Als Normalbereich für den 24-Std.-GKRW wurde für die Altersgruppe der über 20jährigen 31,8 ± 5% der injizierten Radioaktivität ermittelt. Einzelne fokale Mehranreicherungen im Skelettszintigramm - wie bei Tumorpatienten mit ein bis zwei Metastasen - riefen keinen signifikanten Unterschied zum Normalkollektiv (p < 0,1) hervor. Dagegen bestand eine hochsignifikante Differenz (p < 0,001) gegenüber dem Normalkollektiv bei Patienten mit multiplen Metastasen (24-Std.-GKRW: 38,2 ± 7%), bei Patienten mit diffusen Knochenerkrankungen wie dem primären Hyperparathyreoidismus (24-Std.-GKRW: 49 ± 11,7%) (P < 0,001) und der Osteoporose (24-Std.-GKRW: 45%). Der 24-Std.-GKRW erwies sich damit als sehr empfindliches Maß für diffuse Veränderungen im Knochen. Dies zeigte sich sowohl an einzelnen Beispielen bei Verlaufskontrollen bei Tumorpatienten, wo sich der 24-Std.-GKRW neben dem Skelettszintigramm als zusätzlicher Parameter in der Erfassung einer Progredienz oder Remission bewährte, als auch an der engen Korrelation des 24-Std.-GKRW mit den bioptisch gesicherten Knochenmarksbefunden bei einer kleineren Patientengruppe mit Erkrankungen aus dem lymphatischen Formenkreis.

Effects of Obstruction on Single-Kidney Function Clinical and Experimental Results with 131I-Hippurate and 99mTc-DMSA

In 35 patients, renography with 131I-o-hippurate (OIH) and static renal imaging with 99mTc-dimercaptosuccinic acid (DMSA) were used to measure differential renal function (DRF). The results were compared. Depth correction was applied in both methods. In non-obstructed kidneys (19 patients), both methods revealed nearly identical kidney function (r = 0.98). For completely obstructed kidneys (16 patients), OIH gave a significantly better DRF (14 ml/min) than DMSA. This small difference was of no clinical value. Because DMSA is reported to give unreliable results in unilateral obstructed kidneys, the right ureter was ligated in 8 dogs for 10 days and DRF was measured before and after opening an ureteral fistula. The difference in DRF was about 1% and could be accounted for by the amount of urinary radioactivity collected from the pelvic system after the ligature had been opened. Although DMSA appears to give reliable values in determining DRF, even in obstructed kidneys, OIH is preferred since total clearance values and postrenal urinary dynamics can be determined simultaneously.

Die Wertigkeit der hepatobiliären Funktionsszintigraphie mit 99mTc-Diaethyl-IDA

99mTc-DAIDA ist anderen cholotropen Radiopharmazeutika überlegen. Wie radiochromatographische Untersuchungen mit verschiedenen Systemen zeigten, wird es unverändert von den Leberparenchymzellen als Anion in die Galle sezcrniert.

Nach Prüfung an einem hepatogastroenterologisch selektierten Krankengut (n = 45) ergaben sich bei lebergesunden Probanden für die hepatobiliären Funktionsparameter Tmax. T/2, Gallenblasen- und Darmerscheinungszeit folgende Werte (x ± s): 15,5 ± 5,2 min), 30,8 ± 8,2 min, 13,5 ± 6,1 min, und 22,0 ± 10,8 min. Die nach Vergleich verschiedener Bestimmungsregionen und Berechnungsarten ermittelte Clearance betrug in dieser Gruppe 323,8 ± 145,8 ml/min x 1,73 m2 (x ± s); die mit der hepatobiliären Elimination konkurrierende renale Ausscheidung während 5 1 min p. i. belief sich auf 5,15% der injizierten Gesamtaktivität.

Die Werte der einzelnen Zeitparameter wie auch der Anteil der Nieren bei der 99mTc-DAIDA-Ausscheidung erhöhten sich in der Gruppe der Patienten mit intrahepatischem Ikterus deutlich, in der Gruppe mit sonstigen Leberzellschäden nur geringfügig. Bei Patienten mit extrahepatischem Ikterus war eine Bestimmung der verschiedenen Leberfunktionsgrößen nicht möglich. Aufgrund der großen Variationsbreite innerhalb der einzelnen Gruppen blieben diese Parameter im Einzelfall ohne diagnostische Relevanz.

Die hepatobiliäre Sequenzszintigraphie mit 99mTc-DAIDA scheint ihr Indikationsgebiet in der funktionsmorphologischen Diagnostik zu finden.

[Analysis of 18F-FDG uptake pattern in PET for diagnosis of aseptic loosening versus prosthesis infection after total knee arthroplasty. A prospective pilot study]

The AIM of this prospective study was to identify a typical pattern for fluorodeoxyglucose (18F-FDG) uptake in positron emission tomography (PET) to differentiate aseptic loosening (tibial and / or femoral component) from prosthesis infection in painful knee prosthesis.

PATIENTS, METHODS

20 patients with painful knee prosthesis underwent PET imaging to evaluate aseptic loosening / prosthesis infection of their knee prosthesis. The interface between bone and surrounding soft tissue or bone was divided into 3 segments each for both the femur and the tibia and in addition for 4 segments reflecting the surrounding periprosthetic soft tissue. FDG uptake in each of the segments was scored (0-3) by two independent observers. The final diagnosis was based on operative findings with subsequent microbiological culture and histological examination.

RESULTS

After surgical revision 6 femoral components and 5 tibial components were found to be loose and prosthetic infection was present in 9 prostheses. In 8 of 9 infected prostheses loosening of the femoral und tibial component occurred. There was no statistically significant correlation between the standardised uptake within each of the segments and the diagnosis of aseptic loosening or prosthesis infection. A differentiated qualitative and quantitative FDG-PET result interpretation divided into five categories was developed. Specificity / sensitivity / positive predictive value / negative predictive value were 93% / 83% / 83% / 93% for aseptic loosening of the femoral component, 87% / 80% / 67% / 93% for aseptic loosening of the tibial component and 82% / 89% / 80% / 90% for infection.

CONCLUSION

This pilot study shows that FDG-PET is a promising diagnostic tool for patients with painful knee prostheses. There is a good correlation between PET images and the intraoperative and pathology findings. Its clinical value, however, warrants further evaluation in a larger patient population.

[Myocardial perfusion scintigraphy in Germany. Results of the 2005 query and current status]

The working group Cardiovascular Nuclear Medicine of the German Society of Nuclear Medicine (DGN), in cooperation with the working group Nuclear Cardiology of the German Cardiac Society (DGK), decided to conduct a national survey on myocardial perfusion scintigraphy (MPS).

METHOD

A questionnaire to evaluate MPS for the year 2005 was sent.

RESULTS

346 completed questionnaires had been returned (213 private practices, 99 hospitals and 33 university hospitals). MPS of 112 707 patients were reported with 110 747 stress and 95 878 rest studies. The majority (>75%) was performed with (99m)Tc-MIBI or tetrofosmin. (201)Tl stress-redistribution was used in 22 637 patients (20%). The types of stress were exercise in 78%, vasodilation with adenosine or dipyridamol in 21% and dobutamine in 1%. 99.97% of all MPS were SPECT studies. Gated SPECT was performed in 36% of the stress and in 32% of the rest studies. An attenuation correction was used in 21%. 29 institutions (8%) performed gated SPECT (stress and rest) and attenuation correction. 47% of all MPS were requested by ambulatory care cardiologists, 17% by internists, 12% by primary care physicians, 21% by hospital departments and 2% by others.

CONCLUSION

In Germany, MPS is predominantly performed with (99m)Tc-perfusion agents. The common type of stress is ergometry. Gated SPECT and attenuation correction do not yet represent standards of MPS practice in Germany, which indicates some potential of optimization.

[[F-18]-fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography (PET) as a diagnostic for hip endoprosthesis loosening]

AIM

The purpose of this study was to examine the FDG-PET in respect of its diagnostic valency with regard to septic/aseptic loosening of lower limb prostheses.

METHOD

28 patients with 41 lower limb prostheses were examined by means of FDG-PET to evaluate septic/aseptic loosening of their hip prostheses. Therefore, a differentiated FDG-PET result interpretation subdivided into five categories was developed. The final diagnosis was based on operative findings with following culture and histological outcome.

RESULTS

The worked-out categories showed a high agreement to the intraoperative macroscopic and histological results (n = 23 correctly positive, n = 1 false positive, n = 1 correctly negative and n = 3 false negative).

CONCLUSION

With a subtly differentiated interpretation (categories I - V) of the qualitative glucose metabolism safe statements can be made regarding septic/aseptic endoprostheses loosening. This was impressively confirmed by the agreement of the FDG results with the histological results.

[Analysis of (18)F-FDG uptake patterns in PET for diagnosis of septic and aseptic loosening after total hip arthroplasty]

AIM

Identification of typical patterns for fluorodeoxy-glucose (FDG) uptake in positron emission tomography (PET) to detect aseptic loosening of hip prosthesis (ace-tabular and/or femoral component) and prosthetic infection.

METHODS

18 patients with painful hip prosthesis underwent PET using a dedicated full ring scanner after application of 200-300 MBq FDG. The interface between bone and surrounding soft tissue or bone as displayed on coronal slices was divided into 12 segments in accordance with the classifications of Delee and Gruen. FDG uptake in each of the segments was scored (0-3) by two independent observers. Intraoperative findings were regarded as the gold standard.

RESULTS

After surgical revision 14 acetabular components and 9 femoral components were found to be loose and prosthetic infection was present in 7 prostheses. Loosening of the acetabular component was correlated to enhanced uptake in the middle of the acetabular interface, while loosening of the femoral component was correlated to enhanced uptake in the proximal and middle segment of the lateral femoral interface and the proximal segment of the medial femoral interface. A similar pattern was found in prosthetic infection with high uptake along the middle portion of the lateral femoral interface. In 6 of 7 infected prostheses loosening of the acetabular and of the femoral component was present. Taking the typical uptake patterns as criteria for loosening and grade 3 uptake as an additional criterion for septic loosening the accuracy of PET imaging in the detection of loosening of the acetabular or the femoral component and of prosthetic infection was 72, 78 and 89%, respectively.

CONCLUSION

This pilot study presents FDG-PET as a promising diagnostic tool for patients with painful hip prostheses. Its clinical value should be evaluated in a larger patient population.

[FDG PET as an early nuclear medical diagnostic tool for aseptic wear-induced loosening of hip joint endoprostheses--a report of two cases]

To date, 2-[F-18]fluoro-2-deoxy-D-glucose PET (FDG PET) is used as a tool in oncology as well as myocardiological and cerebral functional diagnostics in the clinical routine. False positive results of tumor search imply new possibilities for use in diagnostics of inflammation. The two case reports presented here on aseptic loosening of endoprostheses caused by the rub of polyethylene with histological and immunohistological refurbishing call attention to the possible diagnostic valency of FDG PET as an early warning system regarding aseptic artificial limb loosening induced by the rub of polyethylene. By quantification of glucose metabolism with the "standard uptake value" (SUV) as well as specific storage samples from around the artificial limb, it is the aim of our study group in further examinations to develop an algorithm which permits to distinguish between septic and aseptic loosening.

[First experiences with fluorodeoxyglucose-positron-emission tomography (FDG-PET) in the evaluation of painful total knee and hip joint replacements]

AIM

The aim of the study was to describe first experiences using FDG-PET in the examination of painful arthroplasties.

METHOD

12 patients prior to revision of a total hip or knee joint replacement underwent PET. Histopathology, microbiological analysis and intraoperative diagnosis were compared to preoperative PET findings.

RESULTS

The analysis of intraoperative findings, of microbiological examinations and of histopathology showed that besides the well known determinants infection and early postoperative granulation tissue, polyethylene wear induced foreign-body reaction was a major cause for increased FDG consumption.

CONCLUSION

In vivo imaging of marked foreign-body tissue reaction induced by polyethylene wear is feasible by FDG-PET. This observation, however, leads to reduced specificity of PET imaging for the diagnosis of periprosthetic infection.

Combined image interpretation of computed tomography and hybrid PET in head and neck cancer

AIM

Evaluation of potential synergistic effects of combined image interpretation of FDG PET using a gamma camera modified for coincidence detection (hybrid PET) and computed tomography (CT) and comparison of the diagnostic accuracy of hybrid PET and dedicated PET in patients with head and neck cancer.

METHODS

Forty-two patients with suspected primary or recurrent cancer were included. Twenty-four patients underwent dedicated PET in addition to attenuation-corrected hybrid PET using a one-day protocol.

RESULTS

Sensitivity, specificity and accuracy for detection of primary or recurrent head and neck cancer were 74, 73, and 74% for hybrid PET, 52, 82, and 60% for CT and 77, 82, and 79% for combined reading. With the combination of CT and hybrid PET all cases of recurrent disease were detected. The largest tumour not detected was 1.7 cm in diameter. Sensitivity, specificity and accuracy for the detection of neck sides with lymph node metastases were 69, 88, and 85% for hybrid PET, 62, 88, and 84% for CT, 69, 99, and 94% for combined image interpretation. With combined interpretation four involved neck sides were missed including two cases of microscopic metastases. Hybrid PET revealed concordant results to dedicated PET in all patients with respect to the detection of primary or recurrent tumour and in 45 of 48 neck sides (94%) with the same number of false negative findings.

CONCLUSION

The combination of functional information of hybrid PET and morphological information of CT by the simple approach of combined image interpretation improves the sensitivity for the detection of primary/recurrent head and neck cancer and increases the specificity of lymph node staging compared to CT alone. The accuracy of hybrid PET and dedicated PET was almost identical.

Pulsed tissue Doppler imaging to assess myocardial viability by quantification of regional myocardial functional reserve

Dobutamine stress echocardiography (DSE) is used widely to evaluate myocardial viability, but is limited by the subjective nature of test interpretation. Assessment of systolic function by pulsed tissue Doppler imaging (TDI) during dobutamine stimulation may allow a more objective evaluation of myocardial functional reserve and, thus, myocardial viability. In 30 patients (58 +/- 9 years) with prior myocardial infarction, pulsed TDI with low dose dobutamine stress (10 microg/kg/min) was performed to assess myocardial viability. Qualitative assessment of two-dimensional (2-D) DSE and positron emission tomography (PET) were used for comparison. Peak systolic myocardial velocity was measured for each left ventricular segment (16 segments) at baseline and low dose dobutamine stress using pulsed TDI. The absolute and relative increases of peak systolic velocity from rest to low dose dobutamine stress were calculated. Three hundred sixty-four segments with adequate pulsed TDI tracing were divided according to either 2-D DSE or PET findings into normal, viable (mismatch), and nonviable (match) segments. The increase of peak systolic myocardial velocity from baseline to low dose dobutamine was significantly different between segments defined as normal, viable, and nonviable by 2-D DSE (2.71 +/- 1.91 cm/sec, 1.86 +/- 2.15 cm/sec, and 0.99 +/- 1.16 cm/sec, respectively; P < 0.001). The increase of peak systolic myocardial velocity from rest to low dose dobutamine for normal, mismatch, and match segments defined by PET was 2.72 +/- 1.96, 1.01 +/- 0.96 and 0.80 +/- 1.07 cm/sec, respectively (P < 0.001). In conclusion, the increase of peak systolic myocardial velocity during low dose dobutamine stimulation determined by pulsed TDI distinguishes between different myocardial viability states. It complements the standard interpretation of stress echocardiograms.