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Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften

Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Nuklearmedizin

Tc-99m-HMPAO-Leukozytenszintigraphie bei entzündlichen oder infektiösen Erkrankungen

Zielsetzung

Diese Empfehlung soll bei der standardisierten Durchführung und Befundung von Tc-99m-HMPAO-markierten autologen Leukozyten hilfreich sein.

Hintergrundinformationen und Definition

Die Szintigraphie mit Tc-99m-HMPAO-markierten autologen Leukozyten bildet die Verteilung der radioaktiv markierten Leukozyten im Körper des Patienten ab. Zu diesem Zweck werden Eigenleukozyten des Patienten gewonnen, in vitro markiert und anschließend reinjiziert. Die Szintigraphie erfolgt in Form von Einzel- und/oder Ganzkörperaufnahmen sowie ggf. in SPECT-Technik. Aus rechtlichen Gründen muss bei allen Zellmarkierungen, bei denen eine Retransfusion markierter autologer Zellen erfolgt, in der anwendenden Praxis oder Klinik ein Transfusionsbeauftragter anwesend sein. HMPAO ist in Deutschland zur Untersuchung der regionalen Hirnperfusion zugelassen.

Indikation

Es wird auf das Kapitel: "Differentialindikation für verschiedene radioaktive Arzneimittel bei unterschiedlichen entzündlichen Erkrankungen" verwiesen.

Untersuchung

1. Patientenvorbereitung: Bei Kindern hilft eine Nahrungskarenz von 2 bis 4 Stunden, den Darmtransit und damit die hepatobiliäre Ausscheidung zu reduzieren. Bei Erwachsenen liegen dazu wenige Daten vor.

2. Anamnestische und klinische Angaben: Neben der allgemeinen Anamnese sind Informationen über Traumata, Operationen, Implantate, Haut- oder Weichteilinfektionen sowie eventuell liegende Drainagen, Zugänge oder Sonden unerlässlich. Die Ergebnisse anderer bildgebender Verfahren sollten bekannt sein.

3. Vorsichtsmaßnahmen: Beim Umgang mit Blutproben, insbesondere bei gleichzeitiger Markierung mehrerer verschiedener Patientenproben muss eine absolut verlässliche Identifizierung der einzelnen Blutproben während des gesamten Isolations- und Markierungsvorgangs gewährleistet sein. Cave Verwechslungsgefahr! Die isolierten und markierten Zellen sollten so bald wie möglich reinjiziert werden, am besten innerhalb von 1 bis 2 Stunden nach der Blutentnahme, jedoch nicht später als 3 bis 4 Stunden (1).

4. Radiopharmakon: HMPAO ist ein lipophiler Komplex, der die Leukozytenzellmembran durchdringt und intrazellulär retiniert wird. Leukozytenmigration, Chemotaxis, Phagozytose, Adhäsion und Superoxidbildung werden bei vorschriftsmäßiger Markierung nicht beeinträchtigt (13). Milz, Harnblase und Dünndarm erhalten die höchste Strahlenexposition (2).

5. Zellisolierung und Zellmarkierung (nach 3,4,5): Bei Erwachsenen werden die Leukozyten aus 20 bis 40 ml Venenblut isoliert. Für eine gute Isolationsausbeute sollte die Leukozytenzahl im peripheren Blut nicht unter 2000 µl-1 liegen. Die Blutentnahme erfolgt in eine Spritze, die mit ACD als Antikoagulans und mit Hydroxyethylstärke (HES) als Sedimantationsbeschleuniger gefüllt ist. Bei Kindern wird zur Isolierung der Leukozyten je nach Körpergröße und Gewicht weniger Blut benötigt. Das minimale Blutprobenvolumen sollte jedoch 10 bis 15 ml nicht unterschreiten. Zur Markierung sollte nur das nicht stabilisierte HMPAO verwendet werden. Das Zellisolierungs- und Markierungssschema ist in Abbildung 1 dargestellt (nach 6), die Strahlenexposition in Tabelle 1. Bei Erwachsenen sollten 185 bis 370 MBq Tc-99m-HMPAO markierte Leukozyten reinjiziert werden. Für Kinder werden üblicherweise 3,7 bis 7,4 MBq/kg injiziert. Die minimale Aktivität sollte jedoch 18 bis 37 MBq nicht unterschreiten. Die maximal applizierte Aktivität für Kinder sollte die Erwachsenenaktivität nicht überschreiten.

6. Datenakquisition: Die Szintigraphie sollte an einer Großfeldkamera mit niederenergetischen hoch auflösenden Kollimatoren erfolgen. Die Fenstereinstellung liegt wie für Tc-99m üblich bei 140 keV ± 15-20%. Planare Frühaufnahmen von Becken und Abdomen 0,5 bis 1 Stunde p.i. sind unerlässlich. Der optimale Aufnahmezeitpunkt liegt für entzündliche Darmerkrankungen bei 3 Stunden p.i. (7). Planare Einzelaufnahmen sollten mindestens 500000 Impulse aufweisen. Ganzkörperszintigramme werden ab ca. 4 Stunden p.i. von ventral und dorsal mit mindestens jeweils 250000 Impulsen vom Schädel bis zum einschließlich Becken angefertigt sowie von den Extremitäten, zumindest soweit klinisch indiziert. Einzelaufnahmen der Extremitäten sollten 4 bis 8 Stunden p.i. mit einer Aufnahmedauer von 10 min und ggf. nach 16 Stunden mit mindestens 15 min je Aufnahme angefertigt werden. Bei vielen Fragestellungen sind SPECT-Untersuchungen hilfreich (8,9,10). Tabelle 2 zeigt die zeitlichen Untersuchungsabläufe bei verschiedenen Erkrankungen.

   Abbildung 1: Zellisolierungs- und Markierungsschema (nach 6)

   Vorbemerkung: die Zellisolierung und -markierung sollte in einer laminaren Strömungskammer unter Verwendung sterilen Entnahmematerials bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Während des gesamten Markierungsvorgangs müssen Schutzhandschuhe getragen werden. Auf eine genaue Beschriftung, insbesondere bei paralleler Markierung mehrerer Patientenproben, muss peinlich geachtet werden. Das dem Patienten entnommene Blutvolumen und die eingesetzte Radioaktivität richten sich nach dem Körpergewicht bzw. bei Kindern nach den einschlägigen Empfehlungen. Blutabnahme über eine großlumige (19 G) Kanüle in zwei Spritzen: 30 ml Blut in die erste Spritze, die 5 ml ACD-A und 6 ml HES enthält und 15 ml in die zweite Spritze, die 2,5 ml ACD-A enthält Sorgfältiges und vorsichtiges Mischen des Inhaltes beider Spritzen. Hat der Patient weniger als 5000 Leukozyten µl-1, sollte mehr als 45 ml Blut abgenommen werden Sedimentierung des Blutes in Spritze A für 45 bis 60 min Überführen des gemischten Inhaltes der Spritze B in ein 30 ml-Röhrchen, Zentrifugierung bei 2000 g für 10 min bei Raumtemperatur, Aufbewahren des Überstandes (zellfreies Plasma) als Zellmarkierungs- und Resuspensionsmedium Überführen des Überstandes (zellfreies Plasma) aus Röhrchen A in ein 30 ml-Röhrchen ohne Aufwirbeln des Sedimentes Zentrifugierung des Sedimentes bei 150 g für 5 min Überstand aus Punkt 6. (plättchenreiches Plasma) dekantieren, am Boden befindliches Leukozytenpellet in 1 ml zellfreiem Plasma aus Punkt 4. resuspendieren Zugabe von 1 ml frisch präpariertem Tc-99m-HMPAO (> 740 MBq) und vorsichtiges Mischen Inkubation mindestens 10 min bei Raumtemperatur, dann Zugabe von 3 ml des zellfreien Plasmas aus Punkt 4. Erneutes Zentrifugieren bei 150 g für 5 min Absaugen des Überstandes, um das nicht zellgebundene HMPAO zu entfernen und gleichzeitig Aufbewahren zur späteren Berechnung der Markierungsausbeute Waschen des Zellpellets in 1 ml zellfreiem Plasma aus Punkt 4., dabei gewonnenen Überstand ebenfalls aufheben Resuspension der markierten Zellen in 3 bis 5 ml zellfreiem Plasma aus Punkt 4. Radioaktivitätsmessung der beiden Überstände aus den Punkten 11. und 12. Reinjektion der markierten Zellen Berechnung der Markierungsausbeute (Ausbeute = zellgebundene Aktivität x 100 / Gesamtaktivität). Die zellgebundene Aktivität berechnet sich dabei aus der Differenz der Gesamtaktivität aus Punkt 8. und der Summe der Aktivitäten der beiden Überstände aus den Punkten 11. und 12. VARIATIONEN DIESES SCHEMAS SIND MÖGLICH

   Tabelle 1: Strahlenexposition für Patienten bei der Szintigraphie mit Tc-99m-HMPAO-markierten Leukozyten (Dosisberechnung nach ICRP 53, S. 323)

   	Verabreichte Aktivität (MBq)	Maximale Organbelastung (mGy/MBq)	Effektive Dosis (mSv/MBq)
   Erwachsene	185-370	0,15 (Milz)	0,017
   Kinder	92-185	0,48 (Milz)	0,054

   Tabelle 2: Untersuchungsabläufe der Tc-99m-HMPAO-Leukozytenszintigraphie bei verschiedenen Erkrankungen (16,17)

   Diagnose	Frühaufnahmen	Spätaufnahmen I	Spätaufnahmen II16-24 h p.i.
   Abdomineller Abszeß	Erwachsene: 0,5-1 h p.i. Kinder:20-40 min p.i.	bis 4 h p.i.	selten erforderlich
   Entzündliche oder ischämische Darmerkrankungen	Erwachsene: 0,5-1 h p.i. Kinder:20-40 min p.i.	bis 3 h p.i.	wegen physiologischer Darmaktivität nicht ergiebig
   Thorakale Infektionen	erschwert durch Blutpolüberlagerung	4-8 h p.i.	bei negativem Ergebnis der früheren Aufanhmen
   Osteomyelitis	nicht erforderlich	4-8 h-p.i.	bei negativem Ergebnis der früheren Aufnahmen

Befundinterpretation (nach 11,12,13,14)

1. Normalbefund: Die biologische Halbwertzeit von Tc-99m-markierten Leukozyten liegt bei 4 Stunden. Aktivität in Herz, Lungen und großen Gefäßen einschließlich der Ileofemoralgefäße ist noch in den Aufnahmen 4-8 Stunden p.i. zu beobachten. Ausprägung und Dauer der Lungendarstellung hängen zum größten Teil vom Grad der durch den Markierungsstress hervorgerufenen Zellaktivierung ab. Darmaktivität als Folge einer hepatobiliären Ausscheidung von heterophilen Tc-99m-Komplexen sieht man bei 20-30% der Kinder 1 bis 2 Stunden p.i. und bei 2-6% der Erwachsenen 3 bis 4 Stunden p.i. Diese Ausscheidung wird üblicherweise zuerst im terminalen Ileum und/oder Colon ascendens beobachtet. Sie nimmt mit der Untersuchungsdauer zu und verlagert sich entsprechend der Darmperistaltik nach aboral ins Colon transversum/descendens/sigmoideum. Nieren- und Harnblasenaktivität wird bei Patienten mit normaler Nierenfunktion nach 15 bis 30 min beobachtet. Aus diesem Grunde ist eine Blasenentleerung vor Aufnahmebeginn erforderlich. Bei etwa 4% der Patienten ist eine physiologische Anreicherung in der Gallenblase nach 2 bis 4 Stunden erkennbar und bei 10% der Patienten auch nach 24 Stunden. Im Falle einer Cholezystitis sieht man ein hufeisenförmiges Anreicherungsmuster. Bei normaler Biodistribution stellen sich insgesamt zeitversetzt und teilweise überlappend folgende Organe dar:
   • Lunge
   • Blutpool des Herzens und der großen Gefäße
   • Milz
   • Leber (ggf. Gallenblase)
   • hämopoetisch aktives Knochenmark
   • Nieren, Harnblase
   • Darm

2. Pathologische Befunde: Eine pathologische Darmanreicherung stellt sich zumeist bereits nach 15 bis 30 min dar und nimmt bis etwa 3 Stunden p.i. zu. Lokalisation und Ausmaß der Entzündung können schon 1 bis 2 Stunden p.i. verlässlich beurteilt werden. Ein Wandern der Aktivität nach aboral ist Ausdruck des Transits markierter Leukozyten im Darmlumen zusammen mit physiologischer Ausscheidung eines sekundären Tc-99m-HMPAO-Komplexes und/oder einer Darmblutung. Die Lungenaktivität ist nach etwa 0,5 bis 4 Stunden ausreichend abgebaut außer bei Lungenödem, diffusen Lungenentzündungen, Atelektasen, Niereninsuffizienz oder Respiratory-distress-Syndrom. Fokale Leberaktivität oder fokale abdominelle Aktivität sind indikativ für Entzündungen oder Infektionen, wobei die Intensität vom Entzündungsgrad abhängt. Infektionen der Wirbelsäule können als umschriebene mehr- oder minderanreichernde Läsionen zur Darstellung kommen. Photopenische Defekte können Ausdruck einer Spondylitis aber auch Folge einer Kompressionsfraktur, Metastase oder einer Bestrahlung, Operation oder anatomischen Deformation sein.

Qualitätssicherung

Entscheidend für den Untersuchungserfolg ist eine stringente und standardisierte Befolgung der Markierungsvorschrift.
Die Berechnung der Markierungsausbeute ist in Punkt 16. der Abbildung 1 beschrieben, wobei es jedoch keinen definierten Normbereich für der Anteil der zellgebundenen Aktivität gibt.
Wichtig ist eine visuelle Kontrolle der markierten Zellsuspension vor der Reinjektion. Es sollte kein Verklumpen der Leukozyten eingetreten sein. Ein Verklumpen erkennt man in einem Tropfen der Zellsuspension, den man auf einem Objektträger unter dem Mikroskop betrachtet. Sind die Leukozyten teilweise verklumpt, sollte die Zellsuspension durch ein 16 g-Filter gefiltert werden, um die verklumpten Zellen zu entfernen.
Die Ermittlung der injizierten Zellzahl ist optional. Eine grobe Abschätzung kann in einer Zellkammer erfolgen. Die Anzahl der Zellen je ml ist der Mittelwert der Zellzahlen je kleinem Quadrat multipliziert mit 2x10⁷.

Fehlerquellen

Unspezifische, hepatobiliär ausgeschiedene Darmaktivität kann zu Fehlinterpretationen führen (15). Bei entzündlichen Darmerkrankungen können Aufnahmen, die später als 3 Stunden p.i. erstellt werden, sowohl falsch positiv als auch falsch negativ ausfallen:
• Falsch positiv sind sie, wenn unspezifische Darmaktivität fälschlich für einen entzündlichen Prozeß gehalten wird. Hier sind die Frühaufnahmen hilfreich. Wenn diese überhaupt keine Darmanreicherung aufweisen, ist davon auszugehen, dass eine deutlich ausgeprägte Anreicherung später als 3 Stunden p.i. unspezifischer Darmaktivität entspricht.
• Falsch negativ können sie sein, wenn unspezifische Darmaktivität eine schwach ausgeprägte Entzündung maskiert.
Eine Knochenmarkexpansion oder Hyperplasie kann die normale Knochenmarkverteilung beeinflussen.

Falsch negative Ergebnisse können bei sehr schneller Ausscheidung der markierten Leukozyten aus dem entzündeten Darmsegment in das Darmlumen auftreten, insbesondere im Dünndarm bei Diarrhoe.
Starke Harnblasenaktivität kann Entzündungsherde im kleinen Becken verschleiern. Aus diesem Grunde ist eine Harnblasenentleerung vor Aufnahmebeginn wichtig (ggf. Katheterisierung).
Die physiologische Nierenaktivität erschwert die Diagnose einer Pyelonephritis oder kleinerer Nierenabszesse. Hier sind In-111-Oxin-markierte Leukozyten zuverlässiger.
Chronische abgekapselte Abszesse oder "low grade"-Infekte, insbesondere in den Knochen, werden häufig übersehen.
Residuale diffuse Lungenaktivität, zumeist bei Patienten mit Herz- oder Niereninsuffizienz, kann fokale Infektionen überlagern, insbesondere 4 bis 6 Stunden p.i.
Falsch positive Ergebnisse kommen vor bei sehr schnellem Darmtransit und einer fokalen Akkumulation im Zökum, insbesondere wenn die Untersuchung bei Kindern frühzeitig (z.B. eine Stunde p.i.) durchgeführt wird.
Aktive gastrointestinale Blutungen oder verschluckte radioaktiv markierte Leukozyten bei Entzündungen im HNO-Bereich oder in der Lunge können zu einer falsch positiven intestinalen Anreicherung führen.
Fokale Ansammlungen markierter Leukozyten bei Peritonitis können fälschlicherweise als Abszess aufgefasst werden.
Ebenso können Hämatome oder peritumorale leukozytäre Infiltrationen und Lymphome einen Abszess vortäuschen.
Nicht infizierte Gefäßprothesen oder Shunts können sich z.B. bei reparativen Prozessen oder nach Blutungen wie ein entzündlicher Fokus darstellen.

Einschränkungen / Haftungsausschluss

Die Richtlinien erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und schließen die Existenz anderer, möglicherweise auch aussagefähiger, jedoch nicht erwähnter Methoden nicht aus. Das Patientenspektrum kann sich in einer spezialisierten Einzelpraxis erheblich von dem in einer diagnostischen Allgemeinpraxis unterscheiden. Die Indikation zu einer Untersuchung ist z. T. abhängig von der Prävalenz einer Erkrankung in der Patientenpopulation. Außerdem können die zur Verfügung stehenden Möglichkeiten zwischen verschiedenen Einrichtungen sehr unterschiedlich sein. Aus diesen Gründen können Richtlinien nicht völlig konsequent angewandt werden. Der medizinische Fortschritt geht zügig voran. Daher sollten Richtlinien in Relation zu ihrem Erscheinungsdatum auf ihre aktuelle Anwendbarkeit überprüft werden.

Literatur

Verfahren zur Konsensbidlung

Autoren
V. Ivancevic, Nuklearmedizinische Gemeinschaftspraxis im Allgemeinen Krankenhaus, Celle
Überarbeitet nach:
W. Becker †, Abteilung für Nuklearmedizin der Universität Göttingen

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