ModalitätNM
Szintigraphie und SPECT (Nuklearmedizin)
Eine Gammakamera erfasst einen radioaktiven Tracer, um die Funktion von Organen zu zeigen. Eine Untersuchung besteht nur aus wenigen DICOM-Dateien, aber eine Datei kann Hunderte Frames enthalten.
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Nuklearmedizinische Untersuchungen, auch Szintigraphie genannt, zeigen, wie Organe arbeiten. Eine kleine Menge eines radioaktiven Tracers wird gespritzt, geschluckt oder eingeatmet. Er sammelt sich in einem Organ oder Gewebe an, und eine Gammakamera erfasst die Gammastrahlen, die er abgibt. SPECT (Single-Photon-Emissionscomputertomographie) ist die 3D-Form dieser Untersuchung; bei der SPECT/CT kommt eine CT hinzu.
In DICOM verwenden alle diese Verfahren den Modalitätscode NM, und eine Datei kann viele Bilder enthalten, sogenannte Frames.
Auf einen Blick
| Merkmal | Details |
|---|---|
| DICOM-Modalitätscode | NM (auch SPECT); CT für den CT-Teil von SPECT/CT |
| Typische Bildanzahl | 1 bis 20 Dateien mit jeweils 1 bis mehreren Hundert Frames |
| Typische Datenmenge | 1 bis 50 MB; mehr mit einer CT |
| Dauer der Untersuchung | 20 Minuten bis mehrere Stunden; manche Untersuchungen erstrecken sich über mehrere Tage |
| Strahlung | Ja, durch den Tracer; bei den meisten Routineuntersuchungen etwa 1 bis 6 mSv |
| Kontrastmittel oder Tracer | Ein radioaktiver Tracer, meist Technetium-99m |
So funktioniert es
Die meisten Untersuchungen verwenden Technetium-99m, dessen Halbwertszeit etwa 6 Stunden beträgt. Es ist an Trägermoleküle gebunden, die sich gezielt in bestimmten Geweben anreichern, etwa in Knochen, Herzmuskel oder Nieren.
Eine Gammakamera hat einen großen Detektor hinter einem Bleikollimator, einer Platte mit kleinen Löchern, die nur Gammastrahlen durchlässt, die geradlinig auf sie zufliegen. Die Kameras erfassen statische Aufnahmen, dynamische Bildserien im zeitlichen Verlauf, mit dem Elektrokardiogramm (EKG) synchronisierte Herzaufnahmen und Ganzkörperaufnahmen.
Für die SPECT drehen sich die Detektoren um den Körper und nehmen aus verschiedenen Winkeln viele Projektionen auf, oft 60 bis 128. Ein Computer berechnet aus diesen Projektionen Schichten. Bei der SPECT/CT zeigt die CT die Anatomie und gleicht die Abschwächung der Gammastrahlen im Körper aus (Schwächungskorrektur).
Einsatzgebiete
- Knochenszintigraphien bei Knochenbrüchen, Infektionen und Krebs, der in die Knochen gestreut hat
- die Durchblutung des Herzmuskels, in Ruhe und unter Belastung
- Szintigraphien von Schilddrüse, Nebenschilddrüse, Lunge und Nieren
- die Funktion der Gallenblase und Blutungen im Darm
- Hirnuntersuchungen, zum Beispiel bei der Parkinson-Krankheit
- das Aufspüren des Wächterlymphknotens (Sentinel-Lymphknoten) vor einer Krebsoperation
Die Nuklearmedizin behandelt auch einige Erkrankungen; Bilder nach einer solchen Behandlung werden genauso gespeichert.
Vorbereitung und Ablauf
Die Vorbereitung hängt von der Untersuchung ab. Vor einer Herzuntersuchung unter Belastung müssen Sie unter Umständen bis zu 48 Stunden auf Koffein und Rauchen verzichten und mehrere Stunden nüchtern bleiben. Vor Schilddrüsenuntersuchungen müssen Sie möglicherweise bestimmte Medikamente absetzen und Jod meiden. Bei einer Knochenszintigraphie trinken Sie meist Wasser und entleeren häufig die Blase. Informieren Sie das Personal über alle Medikamente, die Sie nehmen.
Nach der Gabe des Tracers gibt es oft eine Wartezeit: bei manchen Untersuchungen Minuten, bei einer Knochenszintigraphie 2 bis 4 Stunden und bei manchen Tracern bis zu mehreren Tagen. Während der Aufnahme kommen die Detektorköpfe Ihrem Körper sehr nahe, aber die Kamera selbst gibt keine Strahlung ab. Sie müssen still liegen, oft 20 Minuten oder länger. Kleine Kinder müssen eventuell behutsam eingewickelt oder sediert werden. Meist können Sie sofort wieder Ihren normalen Tätigkeiten nachgehen.
Sicherheit
Die Strahlung stammt vom Tracer in Ihrem Körper. Die UK Health Security Agency nennt typische effektive Dosen von etwa 1 mSv für Lungen-, Nieren- und Schilddrüsenszintigraphien, 4 mSv für eine Knochenszintigraphie und 6 mSv für eine Herzszintigraphie mit Technetium-99m. Eine ältere Herzuntersuchung mit Thallium-201 ergibt etwa 18 mSv. Die natürliche Strahlenbelastung beträgt etwa 3 mSv pro Jahr, je nach Wohnort. Bei der SPECT/CT kommt die Dosis der CT hinzu. Die Dosis hängt von der Untersuchung, von der Tracer-Aktivität, vom Gerät und von der Statur ab.
Allergische Reaktionen auf Tracer sind extrem selten. Bei Technetium-99m ist der Großteil der Radioaktivität innerhalb eines Tages abgeklungen; Wassertrinken und häufiges Entleeren der Blase helfen dabei. Nach einer Behandlung erhalten Sie Verhaltensregeln für den Kontakt mit anderen Menschen.
In der Schwangerschaft wird eine Untersuchung nur durchgeführt, wenn der Nutzen das Risiko überwiegt; sagen Sie dem Personal deshalb Bescheid, wenn Sie schwanger sein könnten. Wenn Sie stillen, sagen Sie dies vor der Untersuchung, weil manche Tracer in die Muttermilch übergehen und eine Stillpause nötig sein kann.
So sieht eine nuklearmedizinische Untersuchung in DICOM aus
Bilder von Gammakameras und SPECT haben den Wert NM in Modality (0008,0060); der alte SPECT-Code ST ist nicht mehr gültig. Sie verwenden Nuclear Medicine Image Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.20), ein Multi-Frame-Objekt. Eine Datei enthält eine ganze Aufnahme, etwa alle zeitlich aufeinanderfolgenden Frames einer Nierenuntersuchung oder alle Projektionen einer SPECT. Alle Frames einer Datei haben dieselbe Matrixgröße.
Der dritte Wert von Image Type (0008,0008) gibt an, was die Datei enthält: STATIC, DYNAMIC, GATED, WHOLE BODY, TOMO (SPECT-Projektionen), GATED TOMO, RECON TOMO (rekonstruierte Schichten) oder RECON GATED TOMO. Number of Frames (0028,0008) gibt die Anzahl der Frames an. Frame Increment Pointer (0028,0009) benennt die Vektoren, die jedes Frame beschreiben, etwa Detector Vector (0054,0020), Angular View Vector (0054,0090) oder Slice Vector (0054,0080).
Die Matrizen sind klein: 64x64 oder 128x128 bei SPECT-Projektionen, 128x128 oder 256x256 bei statischen Bildern und oft 256x1024 bei Ganzkörperbildern, mit 8 oder 16 Bit pro Pixel. In NM-Dateien ist Radionuclide Total Dose (0018,1074) in der Radiopharmaceutical Information Sequence (0054,0016) in Megabecquerel (MBq) angegeben, während PET-Dateien Becquerel verwenden.
Auswertungsarbeitsplätze speichern Ergebnisse, etwa Herzfunktionsdiagramme oder Nierenkurven, oft als Secondary-Capture-Bilder (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.7). Das sind Bildschirmabbilder, die sich nicht erneut auswerten lassen. Bei der SPECT/CT bilden die CT-Bilder eine eigene CT-Serie in derselben Untersuchung.
So betrachten Sie die Bilder
Ein Viewer muss die Frames einer Multi-Frame-Datei in der richtigen Reihenfolge anzeigen, als Cine-Loop, als Reihe von Einzelaufnahmen oder als Schichtstapel. Nicht alle allgemeinen Viewer beherrschen das gut. Weasis (kostenlos, Open Source), Horos (kostenlos, Open Source, macOS) und RadiAnt (kommerziell, Windows) können NM-Bilder öffnen, und Weasis kann SPECT über die CT legen. Für die Auswertung von Herzuntersuchungen ist spezielle Software nötig. Siehe DICOM-Dateien öffnen.