Nuklearmedizin / Nuclear Medicine: Teil 3 Diagnostik II Pädiatrische Nuklearmedizin / Part 3 Diagnostic II Pediatric Nuclear Medicine PDF
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HANDBUCH DER MEDIZINISCHEN RADIOLOGIE ENCYCLOPEDIA OF MEDICAL RADIOLOGY HERAUSGEGEBEN VON· EDITED BY L. DIETHELM F.HEUCK O. OLSSON H. VIETEN A. ZUPPINGER BAND/VOLUME XV TEIL/PART3 SPRINGER-VERLAG BERLIN· HEIDELBERG· NEWYORK ·TOKYO 1985 NUKLEARMEDIZIN TEIL3 DIAGNOSTIK II PADIATRISCHE NUKLEARMEDIZIN NUCLEAR MEDICINE PART 3 DIAGNOSTIC II PEDIATRIC NUCLEAR MEDICINE VON· BY WE. ADAM · K. ALEXANDER· E BITTER· EJ BONTE · l.M. BUJA G. BUTTERMANN . K.-D. EBEL· H.-1. ENGEL · H. HUNDESHAGEN . A. KURUC S. E. LEWIS· P LICHTLEN .1. A. MARKISZ . HW PABST· R.W PARKEY D. P PRETSCHNER . N. SCHAD· S. T TREVES . 1. T WILLERSON C.WINKLER · WG.WOOD REDIGIERT VON· EDITED BY H. HUNDESHAGEN HANNOVER MIT 182 ABBILDUNGEN (362 EINZELDARSTELLUNGEN), EINIGE IN FARBE WITH 182 FIGURES (362 SEPARATE ILLUSTRATIONS), SOME IN COLOR SPRINGER-VERLAG BERLIN· HEIDELBERG· NEW YORK· TOKYO 1985 Professor Dr. H. HUNDESHAGEN Medizinische Hochschule Hannover Institut fur Nuklearmedizin und spezielle Biophysik, Abteilung Radiologie Karl-Wiechert-Allee 9, D-3000 Hannover 61 ISBN-13: 978-3-642-82226-1 e-ISBN-13: 978-3-642-82225-4 DOl: 10.1007/978-3-642-82225-4 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Handbuch der medizinischen Radiologie = Ecyclopedia of medical radiology / hrsg. von L. DIETHELM ...- Berlin; Heidelberg; New York; Tokyo: Springer. Teilw. mit d. Erscheinungsorten Berlin, Heidelberg, New York,. NE: DIETHELM, LaTHAR [Hrsg.); PT Bd. 15. Nuklearmedizin. Teil 3. Diagnostik. - 2. Padiatrische Nuklearmedizin. 1985 Nuklearmedizin = Nuclear medicine / red. von H. HUNDESHAGEN. - Berlin; Heidelberg; New York; Tokyo: Springer (Handbuch der medizinischen Radiologie; Bd. 15) Teilw. mit d. Erscheinungsorten Berlin, Heidelberg, New York NE: HUNDESHAGEN, HEINZ [Hrsg.J; PT Teil 3. Diagnostik. - 2. Padiatrische Nuklearmedizin. 1985 Padiatrische Nuklearmedizin / von W.E. ADAM ...- Berlin; Heidelberg; New York; Tokyo: Springer, 1985. (Nuklearmedizin; Teil3. Diagnostik. - 2) (Handbuch der medizinischen Radiologie; Bd. 15) NE: ADAM, WILLI E. [Mitverf.) Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe aufphotomechanischem oder ahnlichem Weg und der Speiche- rung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Die Vergiitungsanspriiche des § 54, Abs. 2 UrhG werden durch die "Verwertungsgesellschaft Wort", Miinchen, wahrgenommen. © by Springer-Verlag Berlin' Heidelberg 1985 Softcover reprint of the hardcover 18t edition 1985 Die Wiedergabe von Gebrauchsnahmen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solehe Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften. Produkthaftung: Fiir Angaben iiber Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewahr iibernommen werden. Derartige Angaben miissen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit iiberpriift werden. Gesamtherstellung: Universitatsdruckerei H. Sturtz AG, Wiirzburg 2122/3130-543210 Mitarbeiter von Band XV /3 - Contributors to Volume XV /3 Professor Dr. W.E. ADAM, Klinikum der Universitiit, Abteilung Nuklearmedizin, Steinh6- velstr. 9, D-7900 Ulm Professor Dr. K. ALEXANDER, Medizinische Hochschule Hannover, Abteilung Angiologie, Zentrum Innere Medizin und Dermatologie, Konstanty-Gutschow-Str. 8, D-3000 Hannover 61 Dr. F. BITTER, Klinikum der Universitat, Abteilung Nuklearmedizin, Steinh6velstr. 9, D-7900 Ulm Dr. F.J. BONTE, Southwestern Medical School, Department of Radiology, Graduate School of Biomedical Sciences, School of Allied Health Sciences, 5323 Harry Hines Boulevard, Dallas, Texas 75235/USA Dr. L.M. BUJA, Southwestern Medical School, Department of Radiology, Graduate School of Biomedical Sciences, School of Allied Health Sciences, 5323 Harry Hines Boulevard, Dallas, Texas 75235/USA Professor Dr. G. BUTTERMANN, Nuklearmedizinische Klinik und Poliklinik rechts der Isar der Technischen UniversiHit Munchen, Ismaninger Str. 22, D-8000 Munchen 80 Professor Dr. K.-D. EBEL, Stadtisches Kinderkrankenhaus, R6ntgen-Abteilung, Amsterda- mer Str. 59, D-5000 K6ln 60 Dr. H.-J. ENGEL, Medizinische Hochschule Hannover, Abteilung Kardiologie, Zentrum In- nere Medizin und Dermatologie, Karl-Wiechert-Allee 9, D-3000 Hannover 61 Professor Dr. H. HUNDESHAGEN, Medizinische Hochschule Hannover, Institut fur Nuklear- medizin und spezielle Biophysik, Abteilung Radiologie, Karl-Wiechert-Allee 9, D-3000 Hannover 61 A. KURUC, Harvard Medical School, Children's Hospital Medical Center, Department of Radiology, Division of Nuclear Medicine, 300 Longwood Avenue, Boston, Mass. 02ll5/USA VI Mitarbeiter von Band XV /3 - Contributors to Volume XV /3 Dr. S.E. LEWIS, Southwestern Medical School, Department of Radiology, Graduate School of Biomedical Sciences, School of Allied Health Sciences, 5323 Harry Hines Boulevard, Dallas, Texas 75235/USA Professor Dr. P. LICHTLEN, Medizinische Hochschule Hannover, Abteilung Kardiologie, Zentrum Innere Medizin und Dermatologie, Karl-Wiechert-Allee 9, D-3000 Hannover 61 Dr. J.A. MARKISZ, Assistant Professor of Radiology, Cornell University Medical College, The New York Hospital, 435 East 70th Street 31 B, New York, N.Y. 10021/USA Professor Dr. H.W. PABST, Nuklearmedizinische Klinik und Poliklinik rechts der Isar der Technischen UniversWit Munchen, Ismaninger Str. 22, D-8000 Munchen 80 Professor Dr. R.W. PARKEY, Southwestern Medical School, Department of Radiology, Gra- duate School of Biomedical Sciences, School of Allied Health Sciences, 5323 Harry Hines Boulevard, Dallas, Texas 75235/USA Dr. D.P. PRETSCHNER, Medizinische Hochschule Hannover, Department Radiologie, Abtei- lung IV Nuklearmedizin und spezielle Biophysik, Karl-Wiechert-Allee 9, D-3000 Hannover 61 Professor Dr. N. SCHAD, Stadtisches Krankenhaus, Radiologische Abteilung, Bischof-Pili- grim-Str. 1, D-8390 Passau 2 Professor Dr. S.T. TREVES, Harvard Medical School, Children's Hospital Medical Center, Department of Radiology, Division of Nuclear Medicine, 300 Longwood Avenue, Boston, Mass. 02115/USA Dr. J.T. WILLERSON, Southwestern Medical School, Department of Radiology, Graduate School of Biomedical Sciences, School of Allied Health Sciences, 5323 Harry Hines Boulevard, Dallas, Texas 75235/USA Professor Dr. C. WINKLER, Institut fUr klinische und experimentelle Nuklearmedizin der Universitat, Sigmund-Freud-Str. 25, D-5300 Bonn 1 Dr. W.G. WOOD, Medizinische Hochschule Lubeck, Klinik fUr Innere Medizin, Ratzeburger Allee 160, D-2400 Lubeck 1 Vorwort In dem Band XV /2 des Handbuches der medizinischen Radiologie wurden bei der klini- schen Nuklearmedizin bewuBt einige Kapitel herausgenommen, urn die weitere Entwicklung auf diesen Gebieten abzuwarten. Der vorliegende Band beinhaltet diese Kapitel. Die nuklear- medizinische Herz- und Kreislaufdiagnostik hat sich in der Zwischenzeit zu einem der drei wichtigsten diagnostischen Gebiete der Nuklearmedizin entwickelt. Dies nicht nur im Hin- blick auf die Aussagemoglichkeit sondern auch fur die Anzahl der zu untersuchenden Patien- ten. Mit dieser Entwicklung ist eindeutig bewiesen, daB die ExistenzHihigkeit der Nuklearme- dizin trotz erheblicher Leistungen anderer, auch bildgebenden Verfahren gewahrleistet ist. Die nuklearmedizinische Herz- und Kreislaufdiagnostik, die sich von den ersten Anfangen an, zunachst nur an einzelnen Zentren und hier auch langsam entwickelt hat, ist in ihrer Bedeutung in den letzten lahren sprunghaft angestiegen. Hinzu kommt allerdings, daB das Untersuchungsverfahren innerhalb der nuklearmedizinischen Technik eines der schwierigsten und aufwendigsten ist und daB die Anforderungen an den Arzt im Hinblick auf seine diagno- stischen Aussagen eine groBe Erfahrung verlangen. Aus diesen Grunden ist der Thematik in dies em Band erheblicher Raum eingeraumt worden. Die einze1nen Kapitel demonstrieren die Entwicklung, die Effizienz und die diagnostischen Aussagemoglichkeiten. Gleiches gilt fur die nuklearmedizinischen Untersuchungsverfahren fur die Padiatrie. Durch die standige Verbesserung der Radiopharmaka und der MeBgerateeinheiten weitet sich dieses Gebiet mehr aus und bringt tatsachlich richtig in Anwendung gebracht erhebliche Fortschritte fUr die Differentialdiagnostik bei Erkrankungen im Sauglings- und Kindesalter. Die Tumordiagnostik ist in ihrer Entwicklung bis zum heutigen Stand beschrieben. Hier ist ein AbschluB noch nicht abzusehen. Fur die Zukunft sind erhebliche weitere Fortschritte zu erwarten. Nuklearmedizin ist nicht nur Apparatemedizin, sondern der Nuklearmediziner sollte selbst entscheiden, wie er sein Instrumentarium einsetzt und welche Moglichkeiten er aus- nutzt. Die in-vitro-Diagnostik spielt hierbei eine erhebliche Rolle. Diese Verfahren sind bei den einzelnen Organen im Hinblick auf die Fragestellungen, die fur die Diagnostik dem Nuklearmediziner auferlegt werden nicht wegzudenken. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der nuklearmedizinischen Diagnostik. Aus diesem Grunde wurde neben der Beschreibung der einze1nen Verfahren bei den Organen in diesem Bande ein spezielles Kapitel aufgefuhrt. Hannover H. HUNDESHAGEN Preface A number of planned chapters were deliberately omitted from Volume XV /2 of the Handbook of Medical Radiology to await further developments. These chapters are now included in this volume. The diagnosis of cardiovascular disturbances has in the meantime become one of the three most important diagnostik areas of nuclear medicine - in regard to both its predictive potential and the number of patients examined. This development clearly demonstrates that the viability of nuclear medicine is assured despite the considerable achievements of other - including imaging - techniques. Cardiovascular diagnosis by nuclear medicine, which initially developed only slowly at a few centers, has increased immensely in significance in the past few years. Moreover, examinations using nuclear medicine techniques are among the most difficult, most expensive, and most demanding, requiring a doctor to have a great deal of experience before he can reach a diagnosis. Therefore a substantial amount of space has been devoted to these topics in this volume. The individual chapters demonstrate the development, efficacy, and diagnostic potential of this technique. This also applies to nuclear medicine examination techniques in pediatrics. Because of the steady improvements in radiopharmaceuticals and measuring instruments, this field is expanding and - when used appropriately - producing genuine substantial advances in the differential diagnosis of infant and childhood illnesses. The development of tumor diagnosis up to its current state is described. No culmination of this development can yet be foreseen, because considerable advances can be expected in the future. Nuclear medicine is more than mere apparatus; the nuclear medicine specialist must decide how to use the instruments and what possibilities to take advantage of. In vitro diagnosis plays an important role in these considerations. These procedures are indispensable in answering the questions the specialist in nuclear medicine faces with regard to the diagnosis of individual organs. They are an important component of nuclear medicine diagnosis. For this reason a special chapter has been included in this volume to supplement the descrip- tion of the individual techniques for organs. Hannover H. HUNDESHAGEN Inhaltsverzeichnis - Contents 1. Herz- und Kreislaufdiagnostik - Diagnosis of Heart and Circulation 1.1. Introduction. By H. HUNDESHAGEN 1 References 3 1.2. First Pass Radiocardiography with the Multicrystal Gamma Camera. ByN. SCHAD ........................ . 5 A. Introduction ............ . 5 B. Technique of First-Pass Examination . . . 6 1. Tracer Injection and Data Acquisition 6 1. Tracer Injection 6 2. Data Acquisition 7 II. Data Processing 9 1. Histograms . . 9 2. The Representative Cycle 15 3. Border Definition 15 4. Background Subtraction 16 5. Measurements of Volume and Ejection Fraction 17 6. Functional Imaging 19 III. Clinical Applications . . . . . 22 1. Coronary Artery Disease 22 2. Residual Myocardial Function 27 3. Ventricular Function After Bypass-Graft Surgery 28 4. Follow-up of Operated Mitral Insufficiency 31 References .................. . 32 x Inhaltsverzeichnis - Contents 1.3. EKG-getriggerte Herzbinnenraum-Szintigraphie. Von W.E. ADAM und F. BITTER 35 A. Einleitung ............... 35 B. Grundlagen der Radionuklidventrikulographie 36 I. Radiodiagnostika und Strahlenbelastung 36 1. Radiodiagnostika 36 2. Strahlenbelastung 36 II. Gerateausstattung 36 1. Gamma-Kamera 36 2. Rechner 37 3. EKG 39 4. MeBzeitkorrekturen 40 III. Verarbeitung .... 42 1. Morphologische Bestimmung der Herzbereiche 43 2. Funktionelle Bestimmung der Herzbereiche 44 3. Beriicksichtigung der Untergrundaktivitat 45 IV. Beurteilung der Herzfunktion 46 1. Globale Parameter . 46 2. Regionale Parameter 49 3. Normierung 50 C. Klinischer Teil 51 I. Verifizierung der Zuverlassigkeit der Ergebnisse der Radionuklid- Ventrikulographie (RNV) . . . . . . . . . . . . . . 51 II. Klinischer Anwendungsbereich der RNV im Steady State . 53 1. Anwendungen der RNV bei Shunts und Klappenfehlern 53 2. Ergebnisse der RNV bei Erkrankungen des Myokards . 55 a) Beitrage der RNV zur Diagnose signifikanter Stenosen der KHE 56 b) Beitrage der RNV zur Diagnose von Myokardinfarkten . . . . 57 c) Beitrage der RNV zur Postinfarktphase . . . . . . . . . . . 58 3. Ergebnisse der RNV bei Erkrankungen des elektrischen Reizbildungs- und Reizleitungssystems (RBLS) des Herzens 59 D. Abkiirzungen 60 Literatur 61 1.4. Assessment of Regional Myocardial Blood Flow Using Invasive Techniques, Especially the Precordial Xenon Clearance Technique. By P. LICHTLEN, H.-J. ENGEL, and H. HUNDESHAGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 A. Introduction ........ 65 B. Methodology . . . . . . . . 67 I. Theoretical Considerations 67 1. Mathematical Approach 67 2. Criticism of the Theory 69 II. Technical Aspects .... 72 1. Procedure . . . . 72 2. Correlation of Flow to the Coronary Anatomy 73 3. Recording Equipment and Technique . . . . 76 Inhaltsverzeichnis - Contents XI 4. Calculation and Evaluation of Flow 76 5. Statistics . . . . . . . . . . . 76 6. Comparison with Other Techniques, Especially Perfusion Scanning 77 C. Results ............................. 78 I. Myocardial Blood Flow at Rest . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 1. In Patients with Angiographically Normal Coronary Arteries and Normal Left Ventricles ....... 78 a) Left Coronary Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 b) Right Coronary Artery Flow . . . . . . . . . . . . . . . 78 2. In Patients with Abnormal Coronary Angiograms (Coronary Artery Disease) .................... 79 II. Myocardial Blood Flow During Increased Oxygen Demand 83 1. Right Atrial Pacing 83 a) Method . . 83 b) Results 85 c) Conclusions 87 2. Bicycle Ergometry 91 a) Patients and Methods 91 b) Results ...... 92 III. Myocardial Blood Flow Under Various Antianginal Drugs 94 1. Myocardial Blood Flow at Rest .......... 95 2. Myocardial Blood Flow Under Increased Oxygen Demand 98 IV. Myocardial Blood Flow After Bypass Grafting 102 D. Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 I. Methodological Problems . . . . . . . . . 103 1. The Discrepancy Between the Theoretical Demands and Practical Applicability, i.e., the Monoexponential Approach of Washout 103 2. The Shortcomings of the Indicatiors Used 103 3. The Equipment Involved . . . . . . . 104 II. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . 104 1. Myocardial Blood Flow in Different Areas of the Normal Heart 105 2. Myocardial Blood Flow of the Hypertrophic Heart (Aortic Stenosis) and in the Presence of Cardiomyopathies ...... 105 3. Myocardial Blood Flow in Coronary Artery Disease 105 a) Pathophysiological Studies . . . . . . . . . 105 b) Influence of Drugs on Myocardial Blood Flow . 106 c) Myocardial Blood Flow in Aorto-to-Coronary Vein Bypass Grafts 106 References 107 1.5. Myokardiale Szintigraphie mit 201Tl. Von D.P. PRETSCHNER Mit 39 Abbildungen und 10 Tabellen. ......... . 113 A. Einleitung ......... . 113 B. Thallium, Radiothallium . . . . 114 I. Herstellung von Radiothallium 115 II. Physikalische Eigenschaften 115 III. Dosimetrie, Strahlenbelastung 117
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