Grundlagen: Physik, Technik und Durchführung der Szintigraphie

Indikation: Wann wird eine Szintigraphie in der Krebsmedizin eingesetzt?

In der Krebsmedizin nutzen Ärzte die Szintigraphie vor allem, um Primärtumoren und insbesondere Metastasen zu finden. Dazu verwendet man radioaktiv markierte Substanzen, sogenannte Radiopharmaka oder Tracer. Tumorzellen haben oft einen gegenüber gesunden Zellen veränderten Stoffwechsel. Deshalb reichern sich die Radiopharmaka in Tumoren oder Metastasen anders an als in gesundem Gewebe.

Die Szintigraphie eignet sich besonders für die Darstellung von Metastasen in den Knochen, aber auch in anderen Organen. Ob ein Patient Metastasen entwickelt hat, in welchen Organen und in welcher Zahl, ist nicht selten für den weiteren Verlauf der Erkrankung, aber auch der Therapie, entscheidend. Daher dient die Szintigraphie unter anderem der Behandlungsplanung. Außerdem spielt die Szintigraphie eine Rolle, wenn es darum geht, den Verlauf einer Erkrankung oder einer Behandlung zu kontrollieren und beispielsweise zu überprüfen, ob Metastasen auf eine Therapie ansprechen.

Wie funktioniert die Szintigraphie?

Bei der Szintigraphie bekommt der Patient eine radioaktiv markierte Substanz gespritzt, einen sogenannten Tracer. Im Körper zerfällt der Tracer rasch, dabei werden Gammastrahlen frei. Diese Strahlen sind den Röntgenstrahlen ähnlich, aber etwas energiereicher.

Mithilfe einer speziellen Kamera, der Gammakamera, können die freigewordenen Strahlen erfasst werden. Der Patient wird dazu nach einer Wartezeit, die von der Verteilungsgeschwindigkeit des Tracers im Körper abhängt, unter die Untersuchungseinheit der Kamera gelegt. Ein angeschlossener Computer berechnet anhand der zeitlichen und räumlichen Verteilung der Gammastrahlen Funktionsbilder einzelner Gewebe und Organe.

Die Gammakamera hat einen oder mehrere sehr breite Messköpfe (Detektoren). Je nach Anzahl sind diese oberhalb, oberhalb und unterhalb oder zu verschiedenen Seiten der Patientenliege angebracht. Die vom Patienten ausgehende Strahlung trifft auf die Messköpfe und erzeugt dort in einem Kristall Lichtblitze (Szintillationen) - daher der Name Szintigraphie (von lat.: scintilla = "Funke" und gr.: gráphein = "schreiben"). Mithilfe des Lichts werden elektrische Impulse erzeugt, die zur Berechnung der Bilder benutzt werden. Damit ein scharfes Bild entsteht, ist jedem Detektor eine Bleiblende (Kollimator) mit gleichmäßig verteilten dünnen Löchern vorgeschaltet, die nur gerade auf die Löcher treffende Strahlung durchlässt. Streustrahlung, die unscharfe Bilder erzeugen würde, wird dadurch abgeschirmt.

Hintergrund: Welche radioaktiven Substanzen werden ausgewählt?

Für die szintigraphische Untersuchung bekommt der Patient ein sogenanntes Radiopharmakon (von lat.: radius = "Strahl" und gr.: pharmakon = "Arznei"), also ein radioaktiv markiertes Mittel, gespritzt. Dieses kann aus einem Trägerstoff bestehen, der mit einem radioaktiven Isotop markiert ist. Als Träger kommen Stoffe infrage, die der Körper leicht aufnimmt und in den Stoffwechsel einschleust, zum Beispiel bestimmte Eiweiße oder Salze. Besonders geeignet sind Substanzen, die größtenteils oder nur in bestimmten Organen verstoffwechselt werden.

Die radioaktive Markierung selbst nennt man Tracer (von engl.: trace = "Spur"), da mit ihrer Hilfe das Radiopharmakon im Körper aufgespürt werden kann. Einige radioaktive Tracer lassen sich auch ohne Trägersubstanz einsetzen, zum Beispiel radioaktives Jod, das für Schilddrüsenuntersuchungen genutzt wird.

Benutzt werden Tracer, die nur eine geringe Strahlung abgeben und vom Körper schnell wieder ausgeschieden werden. Die Belastung soll so gering wie möglich bleiben.

Was versteht man unter Sequenz- und Funktionsszintigraphie?

Eine gewöhnliche Szintigraphie nennt man auch statische Szintigraphie. Sie zeigt die Verteilung des Radiopharmakons im Körper zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt. Bei anderen Fragestellungen setzen Ärzte die sogenannte Sequenzszintigraphie ein: Hier werden mehrere Aufnahmen in bestimmten zeitlichen Abständen gemacht. So lässt sich darstellen, wie sich das Radiopharmakon im untersuchten Organ ausbreitet. Daraus kann man Rückschlüsse zum Beispiel auf die Durchblutung des Organs ziehen. Diese kann durch einen Tumor verändert sein.

Die Funktionsszintigraphie schließlich erlaubt es, Aussagen zur Funktion eines Organs zu treffen. So kann beispielsweise eine Lungenszintigraphie oder Nierenszintigraphie vor einem operativen Eingriff zum Einsatz kommen: So lässt sich überprüfen, ob die gesunden Anteile des Organs, die nach einer Operation verbleiben, ihre Aufgabe noch in ausreichendem Maß bewältigen werden. 

Gibt es Alternativen zur Szintigraphie?

Im Vergleich zu anderen bildgebenden Verfahren hat die Szintigraphie einige Vorteile. Sie gehört, wie die Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) und die Positronenemissionstomographie (PET), zu den nuklearmedizinischen Untersuchungsmethoden, bei denen radioaktive Substanzen zum Einsatz kommen. Der Vorteil dieser Methoden ist, dass mit ihnen veränderte Stoffwechselvorgänge sichtbar gemacht werden können, die auf Computertomographie- oder Magnetresonanztomographie-Bildern nicht zu sehen sind.

Ein Nachteil der Szintigraphie ist die mit der Untersuchung verbundene Strahlenbelastung. Dagegen muss allerdings das Risiko abgewogen werden, einen Tumor oder Metastasen zu übersehen, die sich mit anderen Verfahren nicht nachweisen lassen. Die Strahlenbelastung durch eine Szintigraphie ist etwa so groß wie durch eine Röntgenaufnahme und meist sogar etwas geringer als bei einer Computertomographie.

Die Szintigraphie lässt sich nicht beliebig durch andere Untersuchungen ersetzen. Zeitweilig wurde dies in Deutschland trotzdem notwendig, weil es zu Engpässen in der Versorgung mit dem Nuklid Technetium kam.

Das für die Szintigraphie verwendete Technetium wird weltweit nur in wenigen Reaktoren hergestellt. Da es rasch zerfällt, kann es nicht lange gelagert werden. Durch Wartungsarbeiten oder Störfälle in den Produktionsreaktoren kam es zwischen 2008 und 2011 immer wieder zu einer Unterversorgung von Praxen und Kliniken mit Technetium. Um eine durchgehende Versorgung von Patienten zu ermöglichen, wurde zwischenzeitig die Positronenemissionstomographie als Ersatzuntersuchung eingesetzt. Die gesetzlichen Krankenversicherungen übernahmen die Kosten der teureren PET. Diese Übergangslösung ist zum 30.6.2011 vorerst ausgelaufen, mehr dazu bei der Deutschen Gesellschaft für Nuklearmedizin unter www.nuklearmedizin.de/leistungen/news/newsdetail.php?newsId=156&navId=69. Wie die Kostenübernahme nach dem Auslaufen der Durchführungsempfehlung geregelt ist, erfahren Ärzte bei ihrer zuständigen kassenärztlichen Vereinigungen. Kontaktdaten und Links bietet die Kassenärztliche Bundesvereinigung unter www.kbv.de/wir_ueber_uns/4130.html. Patienten wenden sich am besten an ihre Krankenversicherung.

Was sind SPECT und SPECT/CT?

SPECT steht für Single Photon Emission Computed Tomography oder auf Deutsch: Einzelphotonen-Tomographie. Wie mit der Computertomographie lassen sich damit Schnittbilder des Körpers erstellen. SPECT beruht jedoch nicht auf Röntgenstrahlung. SPECT-Bilder zeigen, genau wie Szintigramme, die Verteilung eines Radiopharmakons im Körper.

Bei der herkömmlichen Szintigraphie werden "planare" Bilder erzeugt: Ein eigentlich dreidimensionaler Körper wird zweidimensional abgebildet. Die Strahlung aus einer Körperregion, die in gerader Linie auf den Detektor der Messeinheit fällt, summiert sich. Man kann beispielsweise erkennen, dass sich das Radiopharmakon vermehrt in einem bestimmten Bereich eines Knochens angereichert hat, wie das etwa bei einer Knochenmetastase der Fall sein kann. Ob dieser Bereich jedoch weiter vorne oder weiter hinten im Knochen liegt, ist nicht unbedingt zu sehen. Das heißt, hintereinanderliegende Körperstellen überlagern sich im Bild.

Die SPECT erlaubt es, den Körper Schicht für Schicht zu untersuchen und erzeugt damit genauere Bilder als die planare Szintigraphie. Bei der SPECT kommt eine Gammakamera mit einer oder mehreren Aufnahmeeinheiten zum Einsatz, sogenannten Detektoren, die sich um den Patienten herum bewegen. Dabei erzeugen die Detektoren überlagerungsfreie Schnittbilder. Dadurch sind tief gelegene Tumorherde besser erkennbar, und die Traceranreicherung kann leichter einem Organ zugeordnet werden.

Neuere Geräte, die sogenannten SPECT/CTs, erlauben die gleichzeitige Durchführung einer SPECT und einer Röntgen-Computertomographie (CT). So können die SPECT-Bilder, auf denen die Organfunktionen dargestellt werden, direkt im Computer über die CT-Bilder gelegt werden, auf denen die genaue Lage und Größe der Organe zu erkennen sind. Auf diese Weise lassen sich Auffälligkeiten aus der SPECT-Untersuchung besser bestimmten Organregionen zuordnen.

Ein Nachteil der SPECT ist die relativ lange Aufnahmezeit. Während die eigentliche Aufnahme bei einer planaren Ganzkörperszintigraphie meist weniger als 10 Minuten dauert, kann sie bei einer SPECT schon 30 oder mehr Minuten in Anspruch nehmen.