Zusammenfassung
In der Nuklearmedizin werden immer wieder neue PET-Nuklide benutzt, die jeweils auch
bestimmte (Bild-)Artefakte und physikalische Besonderheiten mit sich bringen. Dazu
zählen Cu-64, Ga-68, Zr-89, Y-90 und I-124. Im Vergleich zum meistgenutzten Nuklid
im PET – F-18 – haben die Positronen bei Ga-68 eine höhere kinetische Energie und
sorgen so für eine leichte Verschmierung im rekonstruierten PET-Bild einhergehend
mit einem Auflösungsverlust. Bei dem eigentlich als β
−-Strahler bekannten Y-90 treten mit sehr niedrigem Anteil (3,2×10−5) zusätzlich Positronen auf, die eine posttherapeutische Verteilungs-PET erlauben,
jedoch vom Bremsstrahlenspektrum begleitet sind. Die Positronen des ebenfalls im PET
nutzbaren I-124 haben eine ähnliche Energie wie die des Ga-68, zusätzlich besitzt
I-124 aber zahlreiche Gammalinien, die teilweise in einer Zerfallskaskade mit Positronen
auftreten. Da sie energetisch nahe bei 511 keV liegen, können diese Linien zu zufälligen
Koinzidenzen in der PET-Aufnahme führen. Außerdem wird ein sog. Durchscheineffekt
beschrieben, bei dem Positronen, die neben luftgefüllten Kavitäten – bspw. der Luftröhre
– ausgesendet werden, diese Volumina mit deutlich größerer Wahrscheinlichkeit ohne
Wechselwirkung durchqueren, an der gegenüberliegenden Wand beim Eintritt in Weichgewebe
stoppen, dort zerstrahlen und so für Bildartefakte in Form von scheinbaren Aktivitätsanreicherungen
sorgen. Cu-64 und Zr-89 weisen gute Abbildungseigenschaften auf wegen der günstigen
kinetischen Energie ihrer Positronen. Die hier beschriebenen Effekte können also den
Einfluss auf die Bildauflösung und Quantifizierung sowie Lokalisationsartefakte erklären
und sollten bei der Befundung von PET/CT-Untersuchungen mit diesen Positronenstrahlern
bekannt sein.
Abstract
In nuclear medicine, over and over new PET nuclides are in use. However, new nuclides
generate new artifacts and challenges which we have to know, especially in comparison
to the mainly used F-18. There are ‘new’ radionuclides like Cu-64, Ga-68, Zr-89, Y-90
and I-124. The radionuclide Ga-68 emits positrons with kinetic energies much higher
than that of F-18. That causes a higher positron range and therefore some blurring,
or in other words a loss in spatial resolution in the reconstructed PET image. Another
radionuclide, the iodine isotope I-124, has similar kinetic positron energy but several
gammalines with energies close to 511 keV that can cause random coincidences. In addition
there is another artifact when using I-124 near to an air filled cavity – like the
trachea – named shine-trough. The positrons emitted close to the air-filled cavity
cross the cavity without significant interaction but annihilate with a high chance
when stopped in the soft tissue on the opposite side of the cavity. This results in
an apparent accumulation at the opposite tracheal wall and thus to the detection of
a false-positive lesion. The therapeutic isotope Y-90 is a well known nearly pure
electron emitter but it exhibits a very rare positron decay (3.2×10−5) that can be used to acquire post-therapeutic PET images. However, the signal is
attended by bremsstrahlung from the electrons stopped in the tissue. Other nuclides
like Cu-64 and Zr-89 possess good imaging characteristics due to their lower kinetic
positron energies. The PET reader should be aware of these artifacts when interpreting
PET/CT examinations using the ‘new’ radionuclides.
Schlüsselwörter
Neue PET-Nuklide - Monte-Carlo-Simulation - Artefakte - Durchscheineffekt - Positronenreichweite
Key words
New PET-nuclides - Monte-Carlo-simulations - imaging-artifacts - shine-through - positron-range
