DE102007039454A1

DE102007039454A1 - Verfahren zur Quantifizierung der Aufnahme wenigstens eines Radiotracers in einem für eine Positronen-Emissions-Tomograpie-Messung interessierenden Körperbereich eines Patienten

Info

Publication number: DE102007039454A1
Application number: DE102007039454A
Authority: DE
Inventors: Arne Dr. Hengerer; Ralph Dr. Strecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: CN101371788A; US8208987B2; US20090117044A1; CN101371788B; DE102007039454B4

Abstract

Verfahren zur Quantifizierung der Aufnahme wenigstens eines Radiotracers in einem für eine Positronen-Emissions-Tomograpie-Messung interessierenden Körperbereich eines Patienten, wobei die Aufnahme des Radiotracers im für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich des Patienten unter Berücksichtigung wenigstens einer auf die Permeabilität wenigstens eines Blutgefäßes (14) des Patienten, insbesondere im interessierenden Körperbereich, bezogenen Permeabilitätsinformation quantifiziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Quantifizierung der Aufnahme wenigstens eines Radiotracers in einem für eine Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich eines Patienten.
Für die Bildgebung im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie werden sogenannten Radiopharmaka oder auch Radiotracer verwendet, bei denen es sich um Substanzen handelt, die mit einem Radionuklid markiert sind. Diese Radiotracer werden dem Patienten meist mittels einer Injektion, unter Umständen auch mit anderen Verfahren, verabreicht. Beim Zerfall der Radionuklide werden Positronen ausgesendet, die jeweils in Wechselwirkung mit einem Elektron treten. Bei dieser Wechselwirkung werden diese beiden Teilchen vernichtet (Annihilation), so dass hochenergetische Photonen entstehen, die als Vernichtungsstrahlung detektiert werden können.
Ein typischer Radiotracer für die Positronen-Emissions-Tomographie ist die F-18-Fluoro-2-Deoxyglucose (F-18-FDG). Positronen-Emissions-Tomographie-Studien (PET-Studien) mit diesem Tracer und anderen Radiotracern dienen beispielsweise zur Therapieverlaufskontrolle, unter anderem bei gastrointestinalen Stromatumoren (GIST), beispielsweise nach einer Therapie mit Imatinib. Die Therapiekontrolle mittels PET ermöglicht durch eine präzise Quantifizierung des Stoffwechsels im Verlauf ein frühzeitiges Aufspüren eventueller Therapieversager oder einer unzulänglichen Dosierung.
Unklar ist jedoch, ob eine (gegebenenfalls ermittelte) verminderte Aufnahme eines Radiotracers in einem Gewebe bzw. Körperbereich auf einen sich im Therapieverlauf verändernden Metabolismus zurückgeht bzw. auf eine geänderte Rezeptorexpression in einer Pathologie und/oder ob eine Minderdurchblutung vorliegt. Eine solche Unsicherheit besteht vorrangig bei Therapien im Zusammenhang mit einer Anti-Angiogenese (beispielsweise bei Therapieregimes, deren Ansatzpunkt das Signalmolekül „Vascular Endothelial Growth Factor" (VEGF) ist), aber auch bei anderen Therapieregimes wie beispielsweise in der Strahlentherapie.
Wichtig für eine quantitative Auswertung der Pharmakokinetik bei dynamischen PET-Studien („tracer kinetic modeling") ist die korrekte Quantifizierung der lokalen Traceraufnahme. Hierfür ist eine Reihe von Korrekturen der akquirierten Rohdaten erforderlich, beispielsweise der Photonen-Streuung im Patienten und im PET-Detektor sowie der Photonenabsorption. Die quantifizierten Werte für die verschiedenen Tracer werden in der Regel als sogenannte „Standardized Uptake Values" (SUVs) angegeben. Die vorgenommenen Korrekturen sind jedoch beschränkt und insbesondere im Hinblick auf die eingangs geschilderten Quantifizierungsproblematiken nicht hinreichend.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zu Grunde, ein diesbezüglich verbessertes Verfahren zur Quantifizierung der Aufnahme wenigstens eines Radiotracers in einem für eine Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich eines Patienten anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren dieser Art vorgesehen, bei dem die Aufnahme des Radiotracers im für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich des Patienten unter Berücksichtigung wenigstens einer auf die Permeabilität wenigstens eines Blutgefäßes des Patienten, insbesondere im interessierenden Körperbereich, bezogenen Permeabilitätsinformation quantifiziert wird.
Erfindungsgemäß findet also die Korrektur unter Berücksichtigung der Gefäßpermeabilität statt. Die Quantifizierung erfolgt also (im Allgemeinen unter anderem) in Abhängigkeit von Daten, die den Übergang des Radiotracers bzw. allgemein von Stoffen aus den Blutgefäßen in das umliegende Gewebe betreffen. Damit lässt sich der Stoffaustausch quantitativ in die Bestimmung der Aufnahme des Radiotracers im Gewebe einbeziehen, so dass Rückschlüsse auf die Vaskularisierung bzw. die Gefäßdurchlässigkeit im Hinblick auf den Übergang in das Gewebe möglich sind.
Die Berücksichtigung bzw. allgemein die Quantifizierung der Aufnahme des Radiotracers erfolgt vorzugsweise durch eine Recheneinrichtung, wobei es sich unter anderem um eine Steuerungseinrichtung handeln kann, mit der des Weiteren die Aufnahme der PET-Daten gesteuert wird.
Entscheidend ist für das erfindungsgemäße Verfahren, dass tatsächlich Permeabilitätsdaten, also Daten, die den Übergang vom Gefäßsystem in das Gewebe betreffen, gewonnen werden, im Unterschied zu Daten, die lediglich beispielsweise die Perfusion, also die Durchblutung der Gefäße, bzw. die Diffusion, also die Stoffverteilung im Gewebe, betreffen.
Mit der erfindungsgemäßen Berücksichtigung der Permeabilität für die Quantifizierung der Traceraufnahme ist somit eine aussagekräftige Bewertung einer am Patienten durchgeführten Therapiekontrolle mittels PET möglich, um Therapieversager zu erkennen bzw. eine Dosierung zu korrigieren usw.
Vorteilhafterweise wird im Rahmen der Quantifizierung der Aufnahme des Radiotracers im interessierenden Körperbereich ein standardisierter Aufnahmewert bestimmt. Bei diesem standardisierten Aufnahmewert kann es sich um den bekannten „Standardized Uptake Value" (SUV) handeln. Eine solche Quantifizierung über die Bestimmung eines standardisierten Aufnahmewertes kann ebenfalls weitgehend selbsttätig (also automatisch) durch eine Recheneinrichtung bzw. Steuerungseinrich tung, mit der die Messdatenaufnahme bzw. Untersuchung durchgeführt wird, erfolgen. Hierzu kann beispielsweise auf einer Steuerungseinrichtung für die PET ein Programmmittel oder auch ein Programmpaket installiert sein, das die Messdaten gegebenenfalls nicht nur automatisch aufnimmt, sondern diese auch automatisch bzw. bedienerunterschützt auswertet und als Ergebnis, gegebenenfalls mit weiteren, unter Umständen separat abrufbaren, Informationen den standardisierten Aufnahmewert ausgibt. Die Angabe als standardisierter Aufnahmewert ermöglicht es, die lokale Traceraufnahme vergleichbar wiederzugeben und zu beurteilen. Damit ist eine quantitative Auswertung der Pharmakokinetik möglich.
Wenigstens eine Permeabilitätsinformation kann im Rahmen einer Magnetresonanztomographiemessung ermittelt werden. Selbstverständlich können auch andere Verfahren bzw. Messungen, gegebenenfalls ergänzend zur Magnetresonanztomographiemessung, verwendet werden, um Permeabilitätsinformationen zu gewinnen. Die Magnetresonanztomographie ist jedoch auf Grund der hohen zeitlichen Auflösung im Vergleich zur PET für die Gewinnung von Permeabilitätsinformationen besonders geeignet.
Insbesondere kann wenigstens eine Permeabilitätsinformation im Rahmen einer dynamischen kontrastverstärkten Magnetresonanztomographiemessung ermittelt werden. Bei der dynamischen kontrastmittelverstärkten Magnetresonanztomographiemessung (DCE-MRT-Messung, wobei DCE für „Dynamic Contrast Enhanced" steht) werden serielle Magnetresonanzbilder aufgenommen, wobei die Bildaufnahme zumindest teilweise unter Kontrastmittelgabe erfolgt.
Als Kontrastmittel kann wenigstens eine makromolekulare Substanz verwendet werden, insbesondere Eisenoxid-Nanopartikel und/oder wenigstens ein nanoskaliges Gadolinium-Assembly. Beispiele für Kontrastmittel für die DCE-MR-Tomographie sind Superparamagnetic Iron Oxides (SPIOs), Monocrystalline Iron Oxides (MIONs) sowie Very Small Iron Oxide Particles (VSOPs) als Eisenoxid-Nanopartikel und gadoliniumbeladene Mizellen als nanoskalige Gadolinium-Assemblies. Weitere Beispiele sind die klinisch zugelassenen niedermolekularen Gadoliniumkomplexe (z. B. Gd-DTPA, also Gd-Diethylentriaminpentaessigsäure).
Vorteilhafterweise werden vor und während und nach einer Kontrastmittelgabe Magnetresonanztomographiedaten aufgenommen und/oder es wird aus aufgenommenen Magnetresonanztomographiedaten wenigstens eine auf ein natives Gewebesignal, auf eine Kontrastanreicherung in wenigstens einem Blutgefäß und auf eine Kontrastanreicherung in wenigstens einem Teil des interessierenden Körperbereichs bezogene Information bestimmt. Dabei kann die Aufnahme der Magnetresonanzdaten prinzipiell mit einer Hybridmodalität erfolgen, also mit einer integrierten Magnetresonanz-PET-Einrichtung. Dies hat den Vorteil, dass keine Repositionierung des Patienten erforderlich ist und beide Messungen, zumindest teilweise, simultan erfolgen können. Fehler, die durch eine Koregistrierung, Bildfusionen und dergleichen auftreten können, werden so vermieden.
Zu beachten ist, dass das Verfahren auf Grund der Blut-Gehirn-Schranke auf extrakranale Untersuchungen bzw. eine Therapiekontrolle bei neuronalen Tumoren mit Blut-Gehirn-Schranken-Störungen beschränkt ist. Dabei betrifft das Verfahren nicht die Therapie selbst, sondern die Messung physikalischer bzw. chemischer Messdaten sowie physiologischer Parameter bzw. vorrangig deren Auswertung. Das Eingreifen eines Arztes ist hierbei nicht erforderlich. Die Messdaten werden vielmehr automatisch seitens einer Steuerungs- bzw. Recheneinrichtung beispielsweise eines integrierten PET-Magnetresonanz-Geräts aufgenommen und weitgehend automatisch, gegebenenfalls durch einen Bediener eines solchen Geräts unterstützt, ausgewertet. Dabei werden derartige Geräte in der Regel von technischem Personal, beispielsweise von medizinisch-technischen Assistenten oder Naturwissenschaftlern, bedient.
Die Magnetresonanzkontrastmittel treten in Abhängigkeit ihres molekularen Gewichts durch die Gefäßwände in den interstitiellen Raum aus. Grundlage der dynamischen kontrastmittelverstärkten MR-Tomographie ist die Akquisition von seriellen Magnetresonanzbildern in der Regel vor, während und nach einer (meist intravenösen) Kontrastmittelgabe. Die Signalintensität in den Magnetresonanzbildern setzt sich aus dem nativen Gewebesignal, also dem Signal ohne Kontrastmittelgabe, der Kontrastanreicherung in den Blutgefäßen und der Kontrastanreicherung im Gewebe zusammen. Daraus lassen sich verschiedene Messinformationen, beispielsweise betreffend den Stoffaustausch, gewinnen. Die entsprechend gewonnenen Informationen können, beispielsweise zum besseren Überblick für einen Bediener, im Magnetresonanzbild quantitativ dargestellt werden. Damit sind Rückschlüsse auf die Gefäßversorgung z. B. in pathologischen Bereichen als interessierende Körperbereiche des Patienten möglich.
Die Quantifizierung der Aufnahme des Radiotracers kann unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Permeabilität eines verwendeten Kontrastmittels für die Magnetresonanztomographie und des Radiotracers und/oder der Relaxivität des Kontrastmittels durchgeführt werden. Es wird also berücksichtigt, dass beispielsweise ein Kontrastmittel für die DCE-MR-Tomographie andere Permeabilitätsdaten aufweist als der Radiotracers, der bei der PET eingesetzt wird. Die Permeabilität kann beispielsweise im Rahmen eines Experiments bestimmt werden. Die Abweichungen zwischen den experimentellen Daten und/oder Werten der Permeabilität des Kontrastmittels bzw. des Radiotracers können als Korrekturfaktoren bzw. als ein (gegebenenfalls kombinierter) Korrekturfaktor erfasst werden, der dann in den Algorithmus zur Bestimmung der Aufnahme des Radiotracers in der Pathologie bzw. im Gewebe einschließt. Damit ist dann eine direkte Messung bzw. absolute Quantifizierung möglich, bei der die Magnetresonanz-Signale in Konzentrationswerte umgerechnet werden, wobei in die Umrechnung als kontrastmittelspezifische Stoffkonstante die Relaxivität einfließt, deren Wert im Gewebe zunächst unbekannt ist bzw. nur geschätzt werden kann. Die Relaxivität des Kontrastmittels kann von Gewebe zu Gewebe um bis zu 50% unterschiedlich vom Blutplasma sein, wobei eine Abhängigkeit vom Anteil an Makromolekülen wie Proteinen besteht. Über Korrekturfaktoren bzw. Messungen können entsprechend unterschiedliche Permeabilitätsdaten bzw. -informationen und/oder Relaxivitätswerte für das Kontrastmittel berücksichtigt werden.
Die Aufnahme des Radiotracers in dem für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich kann auf Basis wenigstens einer pharmakokinetischen Modellierung quantifiziert werden, insbesondere mittels des Brix- und/oder Kety-(Tofts-) und/oder eines extended Kety-Modells. Eine solche pharmakokinetische Modellierung, die mittels einzelner unterschiedlicher Modelle bzw. auch durch eine Kombination von Modellen erfolgen kann, ermöglicht es, unterschiedliche Parameter zu bestimmen, die Rückschlüsse beispielsweise auf einen Vaskularisierungsgrad und die Gefäßdurchlässigkeit zulassen und somit eine Korrektur eines standardisierten Aufnahmewerts ermöglichen. Gegebenenfalls können Modellierungen parallel mit unterschiedlichen Modellen durchgeführt werden, um so aus den Ergebnissen der unterschiedlichen Modelle Vergleiche ziehen zu können bzw. durch eine Mittelwertbildung und dergleichen korrektere Enddaten zu erhalten. Die genannten pharmakokinetischen Modelle sind dabei lediglich beispielhaft zu verstehen. Selbstverständlich können ebenso andere bzw. im Hinblick auf diese Grundmodelle abgeänderte Modelle verwendet werden. Das Kety-Modell wird gelegentlich auch als Tofts-Modell bezeichnet.
Im Rahmen der pharmakokinetischen Modellierung kann wenigstens eine kinetische Stoffaustauschkonstante und/oder eine extrazelluläre Volumenfraktion und/oder wenigstens ein weiterer, einen Rückschluss auf wenigstens eine Permeabilitätsinformation ermöglichender Modellierungswert bestimmt werden. Es werden also beispielsweise die kinetische Stoffaustauschkonstante K^trans bzw. die extrazelluläre Volumenfraktion, also der Stoffanteil im extrazellulären Raum, gemessen und gegebe nenfalls im Magnetresonanzbild quantitativ dargestellt. Selbstverständlich können im Rahmen der pharmakokinetischen Modellierung ebenso weitere hier nicht explizit genannte Werte bestimmt und gegebenenfalls an einem Bildschirm dargestellt werden.
Ein Beispiel für ein kinetisches Modell ist das bereits erwähnte Kety-Modell, das der Gleichung
folgt, wobei C_t(t) die gemessene Konzentration des Kontrastmittels in einem interessierenden Körperbereich, beispielsweise im Tumorgewebe betrifft, C_p die Blutplasmakonzentration des Kontrastmittels angibt und v_e für die extrazelluläre Volumenfraktion steht. Mit t wird die Zeit bezeichnet. K^trans ist die bereits erwähnte kinetische Stoffaustauschkonstante.
Der Hämatokritwert wird zweckmäßigerweise mit 0,42 angesetzt.
In einer Erweiterung dieses Kety-Modells wird zusätzlich der Term v_pC_p(t) als Summand berücksichtigt, wobei C_p die Blutplasmakonzentration des Kontrastmittels und v_p das Gesamtblutvolumen bezeichnet.
Wie bereits erwähnt, kann wenigstens ein im Rahmen der pharmakokinetischen Modellierung bestimmter Modellierungswert, insbesondere in quantifizierter Form, in wenigstens einem Magnetresonanzbild dargestellt werden. Dies ermöglicht gegebenenfalls einem Bediener, beispielsweise einem medizinisch-technischen Assistenten, einem Arzt oder Naturwissenschaftlich einen schnellen Überblick über die für die Korrektur der Traceraufnahme relevanten Werte.
Wenigstens eine Permeabilitätsinformation kann simultan zur Positronen-Emission-Tomographie-Messung aufgenommen werden.
Es werden also zweckmäßigerweise die PET-Daten simultan zu den weiteren Daten für die Bestimmung der Permeabilitätswerte, insbesondere gleichzeitig zu den Magnetresonanzdaten bei Erstellung einer Magnetresonanzmessung, aufgenommen. Damit besteht eine direkte Vergleichbarkeit.
Die Aufnahme des Radiotracers im interessierenden Körperbereich kann unter Berücksichtigung wenigstens einer weiteren Information quantifiziert werden, insbesondere unter Berücksichtigung der Streuung von Photonen im interessierenden Körperbereich und/oder in einem Detektor für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung und/oder unter Berücksichtigung der Absorption von Photonen im interessierenden Körperbereich.
Die Quantifizierung der Aufnahme des Radiotracers erfolgt also im Allgemeinen unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Faktoren bzw. Informationen, um so eine mölgichst exakte (korrigierte) Quantifizierung zu erreichen. Es werden also neben der Permeabilität vorteilhafterweise weitere Korrekturwerte berücksichtigt, um die Aufnahme des Tracers möglichst exakt angeben zu können.
Die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung und eine Aufnahme wenigstens einer Permeabilitätsinformation und/oder gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Information können mit einer integrierten medizinischen Aufnahmeeinrichtung durchgeführt werden, insbesondere mit einer integrierten Positronen-Emissions-Tomographie- und Magnetresonanztomographieeinrichtung und/oder ohne eine Repositionierung des Patienten. Derartige Hybridmodalitäten bzw. integrierte Modalitäten bieten den Vorteil, dass gegebenenfalls auf eigens für eine kombinierte Aufnahme vorgesehene Messprotokolle z. B. in einer Steuerungseinrichtung zurückgegriffen werden kann, so dass der Aufwand für den Bediener geringer ist. Des Weiteren kann eine Repositionierung des Patienten für die Gewinnung bzw. Aufnahme der unterschiedlichen Informationen entfallen. Die Messungen können simultan bzw. parallel erfolgen. Fehler, die bei einer Koregistrierung und bei Bildfusionen von Bildern unterschiedlicher Modalitäten oft auftreten, können so vermieden werden.
Des Weiteren kann wenigstens eine Permeabilitätsinformation und/oder gegebenenfalls wenigstens eine weitere Information im Rahmen einer Korrektur einer ermittelten Aufnahme eines Radiotracers in dem interessierenden Körperbereich berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung der Gefäßpermeabilität erfolgt also in diesem Fall so, dass ein Korrekturfaktor ermittelt wird bzw. eine Korrektur einer zunächst ermittelten Aufnahme des Radiotracers beispielsweise in einem Tumorgebiet durchgeführt wird.
Außerdem kann die Aufnahme eines therapeutischen Pharmakons als Radiotracer quantifiziert werden. Es werden also therapeutische Pharmaka wie Chemotherapeutika oder radioaktiv markierte Antikörper als Radiotracer verwendet, deren interstitielle Anreicherung in Abhängigkeit des Vaskularisierungsgrads bestimmt wird. So kann die Erprobung diagnostischer Pharmaka (für die PET) mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens unterstützt werden, indem eine Anreicherung im Zielgewebe unabhängig von der Vaskularisierung bestimmt wird.
Wie bereits erwähnt wurde, kann die Aufnahme des Radiotracers in dem für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich im Rahmen einer Überprüfung eines Therapieverlaufs, insbesondere einer Tumorbehandlung, quantifiziert werden. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Quantifizierung der Aufnahme des Radiotracers ebenso zu anderen Zwecken erfolgen. Bei einer Tumortherapie ist es jedoch besonders wichtig, eine erfindungsgemäße Korrektur bzw. Bestimmung insbesondere eines standardisierten Aufnahmewerts durchzuführen, da hier vorrangig bei Therapien, die auf einer Verhinderung der Gefäßneubildung basieren, eine beachtliche Unsicherheit bezüglich der Einflüsse bzw. Ausprägungen einer Minderdurchblutung bzw. eines veränderten Metabolismus bei geänderter Rezeptorexpression und dergleichen besteht.
Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine medizinische Einrichtung, die zur Durchführung des vorstehend geschilderten Verfahrens ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipskizze zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
2 und 3 Skizzen zum Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen einer Tumortherapie.
In der 1 ist eine Prinzipskizze zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.
Dabei wird mit einer medizinischen Einrichtung 1 gemäß der Erfindung, die über eine integrierte Einheit 2 zur Aufnahme von PET-Daten sowie Magnetresonanzdaten, insbesondere im Rahmen einer DCE-MR-Tomographie, verfügt, eine Aufnahme von PET-Daten gemäß dem Kästchen 3 sowie von Magnetresonanzdaten gemäß dem Kästchen 4 durchgeführt.
Die medizinische Einrichtung 1 verfügt des Weiteren über eine Recheneinrichtung 5, der die PET-Daten sowie die MR-Daten gemäß den Kästchen 3 und 4 zugeführt werden, hier angedeutet durch die Pfeile 6 und 7. Die MR-Daten gemäß dem Kästchen 4 ermöglichen es, eine Quantifizierung der Aufnahme des Radiotracers für die PET unter Berücksichtigung von aus den MR-Daten gewonnenen Permeabilitätsinformationen sowie weiterer Daten durchzuführen, um so einen korrigierten standardisierten Aufnahmewert für die Aufnahme des Radiotracers im Gewebe zu erhalten. Die Berechnung bzw. Bestimmung dieses standardisierten Aufnahmewerts erfolgt (vorteilhafterweise zumindest weitgehend automatisch) durch die Recheneinrichtung 5. Für eine Bedienerunterstützung verfügt die medizinische Einrichtung 1 des Weiteren über einen Bildschirm 8, an den Eingabemittel wie Tastaturen und dergleichen angeschlossen sind, um einem Bediener wie einem medizinisch-technischen Assistenten, einem Arzt oder Naturwissenschaftler Eingaben zu ermöglichen.
Auf dem Bildschirm 8 ist eine Oberfläche 9 für eine DCE-MR-Tomographie skizziert. Dabei wird zunächst ein Magnetresonanzbild 10 parallel zur Durchführung der PET-Messung aufgenommen. Aus weiteren Magnetresonanzbildern, die hier nicht dargestellt sind und die vor, während und nach einer intravenösen Kontrastmittelgabe an einen hier nicht gezeigten Patienten erstellt wurden, werden kinetische Stoffaustauschkonstanten sowie Werte für die extrazelluläre Volumenfraktion des Kontrastmittels bzw. Radiotracers bestimmt und in einem entsprechend überarbeiteten Magnetresonanzbild 11 dargestellt. Über das Kästchen 12 erfolgt eine Auswahl der gewünschten Messsequenzen für die Magnetresonanzaufnahmen. Im Kästchen 13 erfolgt eine textbasierte Anzeige bzw. eine Anzeige berechneter und gemessener Kurven der bzw. für die Stoffaustauschkonstanten, die extrazelluläre Volumenfraktion bzw. einen standardisierten Aufnahmewert für den Radiotracer.
Selbstverständlich kann die Oberfläche 9 auch, beispielsweise in Abhängigkeit von Vorgaben eines Bedieners, anders gestaltet sein.
In den 2 und 3 sind Skizzen zum Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen einer Tumortherapie dargestellt.
Dabei zeigt die 2 die Situation vor der Therapie. Das Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie, die zur Gewinnung von Permeabilitätsinformationen und anatomischen Daten durchgeführt wird, dient in diesem Fall als Therapeutikum. Dargestellt ist ein Gefäß 14 im interessierenden Körperbereich, also hier im Bereich eines Tumors 15, das verschie dene Abzweigungen in Form einer Neovaskulatur aufweist. Des Weiteren sind verschiedene Kontrastmittelteilchen 16 zu erkennen, die sich zum Teil noch im Gefäß 14, zum Teil schon im Gewebebereich bzw. an den Rezeptoren 17 des Tumors 15 befinden.
Der Übergang der Kontrastmittelteilchen 16 für die DCE-Magnetresonanztomographie aus dem Blutgefäß 14 in das umgebende Gewebe wird durch die Pfeile 18 angedeutet.
Die entsprechenden Raten für den Übergang eines Kontrastmittelteilchens 16 in das Gewebe gemäß dem Pfeil 19 bzw. zurück in das Gefäß gemäß dem Pfeil 20 sind durch die Stoffkonstante K^trans bzw. die Stoffkonstante K^trans dividiert durch die extrazelluläre Volumenfraktion des Kontrastmittels gegeben.
Der Andockvorgang an den Tumor 15 (gemäß den Pfeilen 21 und 22) zur Bildung eines Komplexes 23 aus einem Rezeptor 17 und einem Kontrastmittelteilchen 16 ist bestimmt durch das Verhältnis der beiden Raten gemäß den Pfeilen 21 und 22 zueinander. Dieses Verhältnis ergibt sich aus der Konzentration des Komplexes 23 aus dem Rezeptor und dem Kontrastmittel, dividiert durch die Summe der Konzentrationen des Kontrastmittels sowie der Rezeptoren 17.
Die Verhältnisse nach der Therapie sind in der 3 angedeutet. Zu erkennen ist wiederum der Tumor 15, der nun weniger Rezeptoren 17 aufweist. Das Gefäß 14 weist keine Abzweigungen, also keine Neovaskulatur, auf. Dies führt zu einer entsprechend beschränkten Stoffaustauschrate, hier angedeutet durch die Pfeile 24 und 25. Der Andockprozess am Tumor erfolgt mit den Raten gemäß den Pfeilen 26 und 27. Damit liegt im Vergleich zum Zustand vor der Therapie nach der Therapie eine deutliche Änderung der Verhältnisse betreffend die Gefäßpermeabilität des Gefäßes 14 vor, also auch entsprechend andere Permeabilitätsinformationen.
Die geänderten Verhältnisse, also beispielsweise die verringerte Konzentration an Rezeptoren 17 nach der Therapie bzw. der geringere K^trans-Wert werden erfindungsgemäß in die Bestimmung des standardisierten Aufnahmewertes für den Radiotracer einbezogen, so dass eine quantitativ genaue Beurteilung möglich ist. Damit ist beispielsweise ohne Zweifel feststellbar, dass eine geänderte Permeabilität als Ursache für eine geänderte Aufnahme eines Radiotracers eine Rolle spielt.

Claims

Verfahren zur Quantifizierung der Aufnahme wenigstens eines Radiotracers in einem für eine Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich eines Patienten, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des Radiotracers im für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich des Patienten unter Berücksichtigung wenigstens einer auf die Permeabilität wenigstens eines Blutgefäßes (14) des Patienten, insbesondere im interessierenden Körperbereich, bezogenen Permeabilitätsinformation quantifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Quantifizierung der Aufnahme des Radiotracers im interessierenden Körperbereich ein standardisierter Aufnahmewert bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Permeabilitätsinformation im Rahmen einer Magnetresonanztomographiemessung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Permeabilitätsinformation im Rahmen einer dynamischen kontrastverstärkten Magnetresonanztomographiemessung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontrastmittel wenigstens eine makromolekulare Substanz verwendet wird, insbesondere Eisenoxid-Nanopartikel und/oder wenigstens ein nanoskaliges Gadolinium-Assembly, und/oder wenigstens ein niedermolekularer Gadolinimumkomplex.
Verfahren nach einem Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor und während und nach einer Kontrastmittelgabe Magnetresonanztomographiedaten einer Kontrastmittelgabe Magnetresonanztomographiedaten aufgenommen werden und/oder dass aus aufgenommenen Magnetresonanztomographiedaten wenigstens eine auf ein natives Gewebesignal, auf eine Kontrastanreicherung in wenigstens einem Blutgefäß (14) und auf eine Kontrastanreicherung in wenigstens einem Teil des interessierenden Körperbereichs bezogene Information bestimmt wird.
Verfahren nach einem Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantifizierung unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Permeabilität eines verwendeten Kontrastmittels für die Magnetresonanztomographie und des Radiotracers und/oder der Relaxivität des Kontrastmittels durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des Radiotracers in dem für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich auf Basis wenigstens einer pharmakokinetischen Modellierung, insbesondere mittels des Brix- und/oder Kety- und/oder eines extended Kety-Modells quantifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der pharmakokinetischen Modellierung wenigstens eine kinetische Stoffaustauschkonstante und/oder eine extrazelluläre Volumenfraktion und/oder wenigstens ein weiterer, einen Rückschluss auf wenigstens eine Permeabilitätsinformation ermöglichender Modellierungswert bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein im Rahmen der pharmakokinetischen Modellierung bestimmter Modellierungswert, insbesondere in quantifizierter Form, in wenigstens einem Magnetresonanzbild (10, 11) dargestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Permeabilitätsinformation simultan zur Positronen-Emissions-Tomographie-Messung aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des Radiotracers im interessierenden Körperbereich unter Berücksichtigung wenigstens einer weiteren Information quantifiziert wird, insbesondere unter Berücksichtigung der Streuung von Photonen im interessierenden Körperbereich und/oder in einem Detektor für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung und/oder unter Berücksichtigung der Absorption von Photonen im interessierenden Körperbereich.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung und eine Aufnahme wenigstens einer Permeabilitätsinformation und/oder gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Information mit einer integrierten medizinischen Aufnahmeeinrichtung durchgeführt wird, insbesondere mit einer integrierten Positronen-Emissions-Tomographie- und Magnetresonanztomographieeinrichtung und/oder ohne eine Repositionierung des Patienten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Permeabilitätsinformation und/oder gegebenenfalls wenigstens eine weitere Information im Rahmen einer Korrektur einer ermittelten Aufnahme eines Radiotracers in dem interessierenden Körperbereich berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme eines therapeutischen Pharmakons als Radiotracer quantifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des Radiotracers in dem für die Positronen-Emissions-Tomographie-Messung interessierenden Körperbereich im Rahmen einer Überprüfung eines Therapieverlaufs, insbesondere einer Tumorbehandlung, quantifiziert wird.
Medizinische Einrichtung (1), ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.