Medizinische Bildgebung ist heute ein äußerst wichtiger Bestandteil der medizinischen Versorgung. Medizinische Bilder können helfen, Krankheiten zu diagnostizieren, den Krankheitsverlauf zu bestimmen und die Behandlung zu überwachen. Eine bedeutende technologische Weiterentwicklung in der nuklearmedizinischen Diagnostik ist die Positronen-Emissions-Tomographie/Computertomographie (PET/CT), kurz PET genannt.
Die nuklearmedizinische Bildgebung basiert auf dem Prinzip der Verfolgung kleiner Mengen von Radiopharmazeutika, die in den Körper eingebracht werden, um pathologische Zustände oder Anomalien im Körper zu verfolgen. Die Diagnose mit dem PET/CT erfordert die Verwendung spezifischer Radiopharmazeutika, die mit Radionukliden markiert sind, die Positronen emittieren. Diese Radionuklide werden häufig mithilfe von Teilchenbeschleunigern wie Zyklotronen produziert und haben meist eine kurze Halbwertszeit. Die häufig verwendeten Radionuklide sind Fluor-18, Kohlenstoff-11, Sauerstoff-15 und Stickstoff-13. Obwohl es mehrere Arten von Radiopharmazeutika für PET-Scans gibt, ist das am häufigsten verwendete FDG oder F-18 Fluorodeoxyglucose.
Herstellungsprozess von Radiopharmazeutika für PET-Scans
Der Herstellungsprozess von Radiopharmazeutika für PET-Scans umfasst hauptsächlich drei Schritte:
- Produktion von Radiopharmazeutika mit einem Zyklotron
- Labeling von Radionukliden, um Radiopharmazeutika zu erhalten
- Qualitätskontrolle der Radiopharmazeutika
Schritt 1: Produktion von Radiopharmazeutika mit einem Zyklotron
Das Prinzip besteht darin, Protonen auf hohe Energie zu beschleunigen und diese energiereichen Protonen auf ein Target stoßen zu lassen, um es in das gewünschte Radionuklid zu wandeln. Zum Beispiel wird Fluor-18 durch eine Wechselwirkung von energiereichen Protonen mit Sauerstoff-18, der in Wasser enthalten ist, produziert. Diese Art von Wasser ist speziell und enthält Sauerstoff-18 in seinen Molekülen, während gewöhnliches Wasser hauptsächlich Sauerstoff-16 enthält, das in der Natur weit verbreitet ist. Sauerstoff-18-Wasser ist in der Natur sehr selten und daher sehr teuer.
Wenn energiereiche Protonen mit Sauerstoff-18 interagieren, wandelt sich Sauerstoff-18 in Fluor-18 um, ein Radionuklid, das Betastrahlung emittiert. Fluor-18 hat eine Halbwertszeit von 110 Minuten, was bedeutet, dass alle 110 Minuten die Menge des Fluor-18 um die Hälfte reduziert wird.
Schritt 2: Labeling von Radionukliden, um Radiopharmazeutika zu erhalten
Sobald ausreichende Mengen an Fluor-18 produziert wurden, werden diese Radionuklide an ein Radiochemielabor weitergeleitet, wo sie mit einem automatischen Synthesemodul zu den gewünschten Radiopharmazeutika etikettiert werden. Aufgrund der hohen Radioaktivität und der kurzen Halbwertszeit erfolgt die Produktion meist automatisiert. Die Herstellung findet in speziell gestalteten, sterilen Reinräumen statt und wird von ausgebildeten Radio- oder Nuklearpharmazeuten durchgeführt. Derartige Produktionsräume sind entsprechend ausgestattet, und der Herstellungsprozess wird computergesteuert.
Die Produktionszeit variiert je nach Art der herzustellenden Radiopharmazeutika. Da Radiopharmazeutika eine kurze Halbwertszeit besitzen, müssen sie täglich neu produziert werden, wenn eine PET/CT-Diagnose ansteht. Nachdem die Radionuklide in einem automatisierten Synthesemodul mit vorbereiteten Chemikalien reagiert haben, werden die entstandenen Radiopharmazeutika gefiltert, um sie steril und von hoher Qualität zu gewährleisten, bevor sie am Patienten angewendet werden. Vor der Anwendung muss jeder Produktionszyklus auf Qualität geprüft werden.
Schritt 3: Qualitätskontrolle der Radiopharmazeutika
Um sicherzustellen, dass produzierte Radiopharmazeutika den Qualitätsstandards entsprechen und keine Nebenwirkungen beim Patienten hervorrufen, werden sie auf chemische Eigenschaften, Reinheit und mögliche Verunreinigungen überprüft. Erst nach bestandener Qualitätskontrolle dürfen sie bei Patienten angewendet werden.
Da die Produktion von Radiopharmazeutika täglich erfolgt und Patienten ordnungsgemäß auf ihren Termin vorbereitet werden müssen, um genaue Ergebnisse zu gewährleisten, ist es erforderlich, Termine für PET/CT-Diagnosen mindestens einen Tag im Voraus zu vereinbaren.
Die Radiopharmazeutika, die im Bangkok Cancer Hospital Wattanosoth für PET/CT-Diagnosen verfügbar sind, umfassen:
- FDG oder F-18 Fluorodeoxyglucose ist das am häufigsten verwendete Radiopharmazeutikum für PET/CT. FDG-PET wird zur Diagnose verschiedener Krebsarten, zur Stadienbestimmung der Erkrankung und zur Überwachung der Therapie verwendet und dient auch zur Therapieplanung. Es wird auch zur Diagnose von Gedächtnisstörungen genutzt.
- FDOPA oder F-18 Fluorodopa ist ein Radiopharmazeutikum, das zur Diagnose bei Parkinson-Krankheit und bei neuroendokrinen Tumoren eingesetzt wird. Die Herstellung von FDOPA ist komplex und kostenintensiv, weswegen diese Untersuchung nur an bestimmten Tagen angeboten wird.
- F-18 NaF ist ein Radiopharmazeutikum, das für PET-Knochenscans verwendet wird, um die Verteilung von Krebs auf die Knochen zu untersuchen.
- PiB oder C-11 PiB oder Pittsburgh Compound B wird zur Diagnose der Alzheimer-Krankheit verwendet. Wegen seiner kurzen Halbwertszeit von nur 20 Minuten muss sichergestellt werden, dass die Patienten pünktlich anwesend sind, da die Radiopharmazeutika andernfalls zerfallen und unbrauchbar werden.
- C-11 Acetat dient zur Diagnose von Prostatakrebs und hat ebenfalls eine kurze Halbwertszeit von 20 Minuten. Patienten müssen sich mindestens eine Stunde im Voraus am PET/CT-Bereich vorbereiten und registrieren.
Da die Medizintechnik sich ständig weiterentwickelt, ist das Bangkok Cancer Hospital Wattanosoth stets bestrebt, moderne medizinische Dienstleistungen nach internationalem Standard anzubieten und eine umfassende Behandlung für Krebspatienten zu gewährleisten.
Informationen: Dr. Ananya Ruangma (HOD) Oncology Imaging & Nuclear Medicine