Radioisotope in Geburtshilfe und Gynäkologie 9783110838244, 9783110045321

Table of contents :
I. Allgemeiner und geburtshilflicher Teil
Einleitung
1. Grundlagen der Nuklearmedizin
1.1. Atomaufbau
1.2. Arten der Kernstrahlung
1.3. Gesetze des radioaktiven Zerfalls
1.4. Kernstrahlung und Materie
1.5. Maßeinheiten der Radioaktivität
1.6. Strahlennachweis und Meßtechnik
1.7. Grundgeräte für die nuklearmedizinische Diagnostik
1.8. Standardverfahren in der Nuklearmedizin
1.9. Elektronische Datenverarbeitung in der nuklearmedizinischen Diagnostik
1.10. Dosimetrie und Strahlenbelastung
1.11. Strahlenschutz
1.12. Radiopharmakologie
I 1. Zusammenfassung: Grundlagen der Nuklearmedizin
I 1. Summary: Basics of nuclear medicine
Literatur
2. Nephrologie
2.1. Einleitung und physiologische Grundlagen
2.2. Funktionelle Nierendiagnostik
2.3. Topographische Nierendiagnostik
I 2. Zusammenfassung: Nephrologie
I 2. Summary: Nephrology
Literatur
3. Quantitative Computer-Nephrographie (von A. Mostbeck)
I 3. Zusammenfassung: Quantitative Computer-Nephrographie
I 3. Summary: Quantitative computer nephrography
Literatur
4. Geburtshilfliche Nephrologie mit Radioisotopen
4.1. Schwangerschaftsbedingte Veränderungen im Bereich des uropoetischen Systems
4.2. Gestose
4.3. Glomerulonephritis
4.4. Pyelonephritis (Pyelitis gravidarum, asymptomatische Harnweginfektionen)
4.5. Fehlbildungen von Nieren und ableitenden Harnwegen
4.6. Akutes Nierenversagen während der Schwangerschaft
4.7. Postpartale Diagnostik von Nieren und ableitenden Harnwegen
I 4. Zusammenfassung: Geburtshilfliche Nephrologie mit Radioisotopen
I 4. Summary: Obstetrical nephrology with radioisotopes
Literatur
5. Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren zum Nachweis von Venenthrombosen
5.1. Radiofibrinogen-Test
5.2. Isotopenphlebographie
I 5. Zusammenfassung: Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren zum Nachweis von Venenthrombosen
I 5. Summary: Examination methods for the determination of venous thromboses
Literatur
6. Die Plazenta
6.1. Aufbau der Plazenta
6.2. Plazentakreislauf
6.3. Nuklearmedizinische Plazentadiagnostik
I 6. Zusammenfassung: Die Plazenta
I 6. Summary: Placenta
Literatur
II Gynäkologischer Teil
Einleitung
1. Gynäkologische Lymphologie mit Radioisotopen
1.1. Einleitung und anatomische Grundlagen
1.2. Interstitielle (subkutane) Radio-Kolloid-Applikation
1.3. Endolymphatische Lymphographietechnik
II 1. Zusammenfassung: Gynäkologische Lymphologie mit Radioisotopen
II 1. Summary: Gynecological lymphology with radioisotopes
Literatur
2. Radioisotopenradikaloperation
2.1. Die Ursachen für die Entwicklung der Radioisotopenradikaloperation
2.2. Die Technik des Beckenlymphscans bei der Radioisotopenradikaloperation
2.3. Die Radioisotopenradikaloperation vom Typ I und ihre Entwicklung
2.4. Die Radioisotopenradikaloperation vom Typ II
II 2. Zusammenfassung: Die Radioisotopenradikaloperation
II 2. Summary: The radioisotope radical operation
Literatur
3. Intrakavitäre Strahlentherapie von Peritonealkarzinosen
3.1. Radiopharmakologie
3.2. Dosimetrie
3.3. Technik
3.4. Komplikationen
3.5. Indikationen
3.6. Kontraindikationen
II 3. Zusammenfassung: Intrakavitäre Strahlentherapie von Peritonealkarzinosen
II 3. Summary: Intracavitary irradiation therapy against peritoneal carcinosis
Literatur
4. Tumordiagnostik und Tumorimmunologie
4.1. Tumordiagnostik
4.2. Tumorimmunologie
II 4. Zusammenfassung: Tumordiagnostik und Tumorimmunologie
II 4. Summary: Tumor diagnosis and tumor immunology with radioisotopes
Literatur
5. Gynäkologische Nephrologie mit Radioisotopen
5.1. Harnwegsinfektionen
5.2. Tumorbildungen des inneren weiblichen Genitales
5.3. Ureter-Vaginal-Fisteln
5.4. Rezidiv-Diagnostik
5.5. Gynäkologische Strahlentherapie
5.6. Gynäkologische Operationen
5.7. Renale Lageanomalien (Dystopien)
II 5. Zusammenfassung: Gynäkologische Nephrologie mit Radioisotopen
II 5. Summary: Gynecological nephrology and the use of radioisotopes
Literatur
6. Früherkennung renaler Abflußbehinderungen bei Beckenwandrezidiven nach Radikaloperation des Kollumkarzinoms, sowie bei benignen Tumorbildungen des inneren weiblichen Genitales
6.1. Renale Abflußstörungen bei Beckenwand-Rezidiven nach Gebärmutterhalskarzinomen
6.2. Renale Abflußstörungen bei benignen Tumorbildungen im Bereich des inneren weiblichen Genitales
II 6. Zusammenfassung: Früherkennung renaler Abflußbehinderungen bei Beckenwandrezidiven nach Radikaloperation des Kollumkarzinoms, sowie bei benignen Tumorbildungen des inneren weiblichen Genitales
II 6. Summary: Early diagnosis of impaired drainage in pelvic wall local recurrences following carcinoma colli uteri radical operation or in benign tumors of the internal female genital organs
7. Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation
7.1. Technik
7.2. Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation beim Beckenwandrezidiv nach behandeltem Kollumkarzinom
7.3. Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation bei Abflußbehinderungen im uropoetischen System, welche durch gutartige Prozesse ausgelöst sind
II 7. Zusammenfassung: Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation
II 7. Summary: The gyneco-urological operation
Literatur
Tabellarischer Anhang zu Teil I und II
III Endokrinologischer Teil
1. Chemie der Hormone
1.1. Hypophysäre Proteohormone
1.2. Plazentare Proteohormone
1.3. Hypothalamische Peptidhormone
1.4. Steroidhormone
III 1. Zusammenfassung: Chemie der Hormone
III 1. Summary: Chemical structure of hormones
Literatur
2. Der Radioimmunoassay (RIA)
2.1. Der Radioimmunoassay-Entstehung, Prinzip und Theorie
2.2. Antigenisolierung und Standardpräparationen
2.3. Antiserumgewinnung
2.4. Markierungsmethoden, Tracer
2.5. Trennmethoden
2.6. Testbestecke (Kits)
2.7. Praktische Durchführung
2.8. Datenverarbeitung
III 2. Zusammenfassung: Der Radioimmunoassay (RIA)
III 2. Summary: The radioimmunoassay (RIA)
Literatur
3. Der normale Zyklus
3.1. Proteohormone
3.2. Steroidhormone
III 3. Zusammenfassung: Der normale Zyklus
III 3. Summary: The normal menstrual cycle
Literatur
4. Die Pathologie des Zyklus
4.1. Die Diagnostik gynäkologischer Endokrinopathien
4.2. Die Diagnostik mit Hilfe von Funktionstesten
4.3. Die Kontrolle der Sexualhormonspiegel zur Ermittlung der Östrogenen Situation
4.4. Die Kontrolle von Therapieeffekten
III 4. Zusammenfassung: Pathologie des Zyklus
III 4. Summary: Pathology of the menstrual cycle
Literatur
5. Normale Gravidität
5.1. Proteohormone
5.2. Steroidhormone in der normalen Schwangerschaft
5.3. Andere Parameter
III 5. Zusammenfassung: Normale Gravidität
III 5. Summary: Normal pregnancy
Literatur
6. Die endokrinbedingte pathologische Gravidität
6.1. Proteohormone
6.2. Steroidhormone
III 6. Zusammenfassung: Endokrinbedingte pathologische Gravidität
III 6. Summary: High-risk pregnancies
Literatur
7. Endokrinbedingte Sterilität
7.1. Die Terminisierung der spontanen und induzierten Ovulation durch den RIA und andere Parameter
7.2. Kontrolle der behandelten Corpus luteum Insuffizienz mit Hilfe des RIA
III 7. Zusammenfassung: Endokrinbedingte Sterilität
III 7. Summary: Endocrinological aspects of sterility
Literatur
8. Hormonale Kontrazeption
8.1. Die Überprüfung der Auswirkungen hormonaler Kontrazeptiva auf Serumspiegel der Gonadotropine und Sexualhormone
8.2. Anwendung der in 8.1. beschriebenen Testmöglichkeiten
8.3. Die Überprüfung der zentralen Zyklusfunktion
III 8. Zusammenfassung: Hormonale Kontrazeption
III 8. Summary: Oral contraceptives
Literatur
9. Hormonbildende Tumore
9.1. Vorwiegend Östrogene produzierende Tumore
9.2. Vorwiegend Androgene produzierende Tumore
9.3. Choriongonadotropin (HCG) produzierende Tumore
9.4. Thyroxin produzierende Tumore (struma ovarii)
III 9. Zusammenfassung: Hormonbildende Tumore
III 9. Summary: Hormone producing tumors
Literatur
Register

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Radioisotope in Geburtshilfe und Gynäkologie

Radioisotope in Geburtshilfe und Gynäkologie Herausgegeben von

Eduard Gitsch

Verfaßt von Eduard Gitsch · Herbert Janisch · Sepp Leodolter Walter H.F. Schneider · Jürgen Spona Geleitwort

Karl zum Winkel

Mit deutschen und englischen Zusammenfassungen With Summaries in German and English

W G DE

Walter de Gruyter · Berlin · New York 1977

Herausgeber Professor Dr.

E D U A R D GITSCH,

Vorstand der 1. Universitätsfrauenklinik, Wien

Verfasser Professor Dr. E D U A R D GITSCH, Vorstand der 1. Universitätsfrauenklinik, Wien a.o. Univ.-Professor Dr. HERBERT JANISCH, Oberarzt der 1. Universitätsfrauenklinik, Wien Dr. SEPP LEODOLTER, Oberarzt der 1 . Universitätsfrauenklinik, Wien Dozent Dr. WALTER H. F. SCHNEIDER, Oberarzt der 1. Universitätsfrauenklinik, Wien Dozent Dr. phil. JÜRGEN SPONA, Leiter des Hormonlaboratoriums der 1. Universitätsfrauenklinik, Wien Geleitwort Professor Dr. KARL ZUM WINKEL, Geschäftsführender Direktor der Strahlenund Poliklinik der Freien Universität, Berlin, Klinikum Westend Mit 139 Abbildungen

CIP-Kurztitelaufnahme

der Deutschen

Bibliothek

Radioisotope in Geburtshilfe und Gynäkologie - Radioisotopes in obstetrics and gynecology / hrsg. von Eduard Gitsch. Verf. von Eduard Gitsch . . . - 1. Aufl. - Berlin, New York: de Gruyter, 1977. ISBN 3-11-004532-X NE: Gitsch, Eduard [Hrsg.]; PT

© 1977 by Verlag Walter de Gruyter & Co., vormals G. J. Göschen'sche Verlagshandlung · J. Guttentag, Verlagsbuchhandlung • Georg Reimer · Karl J. Trübner · Veit & Comp., 1 Berlin 30, Genthiner Str. 13. - Printed in Germany. - Satz: Fotosatz Tutte, Salzweg-Passau. — Druck: Karl Gerike, Berlin. - Buchbinder: Dieter Mikolai, Berlin. - Einbandgestaltung: Th. Bonnie, Hamburg Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form - durch Photokopie, Mikrofilm oder irgendein anderes Verfahren — reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. All rights reserved, including those of translations into foreign languages. No part of this bock may be reproduced in any form — by photoprint, microfilm or any other means — nor transmitted nor translated into a machine language without written permission from the publisher. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen und dergleichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, daß solche Namen ohne weiteres von jedermann benutzt werden dürfen. Vielmehr handelt es sich häufig um gesetzlich geschützte, eingetragene Warenzeichen, auch wenn sie nicht eigens als solche gekennzeichnet sind. The quotation of registered names, trade names, trade marks, etc. in this book does not imply, even in the absence of a specific statement that such names are exempt from laws and regulations protecting trade marks, etc. and therefore free for general use.

Geleitwort

Vor über 50 Jahren hat Georg von Hevesy die Tracertechnik als biologische Untersuchungsmethode mit radioaktiv markierten Stoffen inauguriert. Die medizinische Verwendung der markierten Spurensubstanzen ließ sich in größerem Umfang jedoch erst nach dem zweiten Weltkrieg verwirklichen, als künstliche Radioisotope fast aller Elemente des periodischen Systems zur Verfügung standen. Unter Nuklearmedizin wird heute allgemein die Anwendung von radioaktiv markierten Stoffen zu diagnostischen und therapeutischen Zwecken an Patienten und zur Erforschung von Krankheiten verstanden. Die enge Zusammenarbeit von Medizin und Naturwissenschaften führte in der Nuklearmedizin während der vergangenen drei Jahrzehnte zur Entwicklung und zum Ausbau zahlreicher neuer Untersuchungs- und einiger neuer Behandlungsverfahren. Basierend auf umfangreichen klinischen Erfahrungen, ausgedehnten experimentellen Untersuchungen, raschen Fortschritten in Physik, Radiochemie und Radiopharmakologie wie auf erheblichen Verbesserungen in der Strahlenmeßtechnik hat die medizinische Anwendung von radioaktiv markierten Stoffen bei Erkrankungen des zentralen Nervensystems, des Bewegungsapparates, der endokrinen Drüsen, der Kreislauf- und Atmungsorgane, der Blut- und Abwehrsysteme, der Verdauungsorgane, der Niere und der ableitenden Harnwege und in der in vitro-Diagnostik ein hohes Niveau erreicht. Grundlagen der Nuklearmedizin sind die gleichen chemischen Eigenschaften aller Isotope jedes Elements, die nach der Inkorporation das gleiche biologische Verhalten der radioaktiv markierten und der stabilen Verbindungen erwarten lassen, der exakte physikalische Strahlungsnachweis und die biologischen Effekte der emittierten Strahlen. Vorteile der nuklearmedizinischen Diagnostik sind die minimale Substanzbelastung, die einfachen und risikoarmen Applikationstechniken, die in vielen Fällen geringe Strahlenbelastung der Gonaden, die durch externe Messung erzielbaren genauen Meßergebnisse und schließlich die speziellen Methoden, die sich überhaupt nur mit radioaktiv etikettierten Spurensubstanzen durchführen lassen. Vorteile der Therapie mit offenen Radionukliden sind die einfache, oft einzeitige Applikationsform, die selektive Strahlenbehandlung mit metabolischer Radionuklidanreicherung und die begrenzte Strahlenwirkung auf bestimmte Organsysteme oder umschriebene Körperbereiche. Die Strahlenmessung erfolgt meist durch Szintillationszähler. Verschiedene Geräte stehen zur Verfügung für kontinuierliche Aktivitätsmessungen, für das Scanning mit bewegtem und für die Szintigraphie mit stationärem Detektor sowie für die Probenmessung. Zunehmende Bedeutung gewinnt die elektronische Datenverarbeitung unter Verwendung von Computern. Unerläßlich sind für den medizinischen Umgang eingehende Kenntnisse über Dosimetrie und Strahlenschutz.

VI

Geleitwort

Die Nuklearmedizin ist ein methodisches Fach, das viele medizinische Disziplinen berührt. Nur die enge Zusammenarbeit mit dem betreffenden Fach und das weitgehende Verständnis für dessen Belange gewährleisten dem Nuklearmediziner die volle Ausschöpfung der gebotenen Möglichkeiten. Ausgehend von den Grundlagen der Atomphysik, der Strahlungsmessung, der Radiopharmakologie und Radiopharmazeutik, der Strahlenbiologie und des Strahlenschutzes erstreckt sich sein Fachgebiet auf die klinische Funktions- und Lokalisationsdiagnostik, die in vitro-Untersuchung und die Strahlentherapie. Subtiles Wissen aus dem Bereich von Physiologie und Pathologie ist erforderlich. Ist der Nuklearmediziner gehalten, sich um die klinischen Belange der verschiedenen medizinischen Fächer zu bemühen, so bilden für den in einer speziellen Disziplin Tätigen die medizinischen, physikalischen und chemischen Grundlagen die Voraussetzungen für den bestmöglichen Umgang mit radioaktiv markierten Substanzen. Für diese These bringt die vorliegende Monographie über die Radioisotopenanwendung in Geburtshilfe und Gynäkologie einen klaren und sehr eindrucksvollen Beweis. Der Bereich dieser fachbezogenen und speziell ausgerichteten, aber durch die eingehende Bearbeitung und Abhandlung aller gegebenen Möglichkeiten erstaunlich umfassenden Nuklearmedizin erstreckt sich im allgemeinen Teil auf die physikalische Basis, den Strahlungsnachweis mit Meßapparaturen und Datenverarbeitung für Funktionsdiagnostik, Szintigraphie und Probenmessung, die Dosimetrie, den Strahlenschutz und die allgemeine und spezielle Radiopharmakologie. Im speziellen klinischen Teil reicht die gynäkologische und geburtshilfliche Anwendung von Radiopharmaka in die Gebiete Nephrologie, Angiologie, Plazentauntersuchung, Lymphologie mit Beeinflussung des operativen Vorgehens, intrakavitäre Applikation, Tumordiagnostik und Tumorimmunologie und operative Beseitigung von Harnentleerungsstörungen. Ein großer Abschnitt ist darüber hinaus allein mit der in vitro-Diagnostik endokriner Störungen in Geburtshilfe und Frauenheilkunde durch die Anwendung von radioimmunologischen Bestimmungsmethoden befaßt. Dabei werden die Methodik des Radioimmunoassays und seine diagnostischen Möglichkeiten in Geburtshilfe, bei gynäkologischen Endokrinopathien und zur Ermittlung des Ovulationstermins in der Sterilitätsberatung sowie bei der Testung ovulationshemmender Östrogen-Gestagen-Präparate ausführlich dargestellt. Mit Erstaunen und Bewunderung wird der Blick in weite Bereiche eines Fachgebietes gelenkt, die systematisch mit Hilfe von Radioisotopen wissenschaftlich bearbeitet und der Klinik erschlossen wurden. Exemplarisch werden wechselseitige Durchdringung und Befruchtung von Forschung und klinischer Routine offenbar. Von Herzen ist zu wünschen, daß das Buch beitragen wird, das Interesse an den faszinierenden nuklearmedizinischen Möglichkeiten in der Frauenheilkunde zu wecken und zu vertiefen. Karl zum

Winkel

Vorwort des Herausgebers

Die Geburtshilfe und Gynäkologie hat seit der Einführung der Nuklearmedizin in ihren verschiedenen Sparten eine gewaltige Bereicherung in diagnostischer und therapeutischer Hinsicht erfahren. Sie folgte damit der inneren Medizin, die, ausgehend von den Prinzipien der Indikatortechnik, fußend auf den Forschungen Georg v. HEVESY'S, die Bestimmung des Jodumsatzes der Schilddrüse mit radioaktivem Jod inaugurierte. Die Nuklearmedizin hat sich seit dem Ende des Zweiten Weltkrieges nach und nach multilateral entwickelt, wobei wiederum die verschiedenen Fachdisziplinen an dieser Vielfalt partizipierten. Dies trifft in besonderem Maße für die Geburtshilfe und Gynäkologie zu, denn in diesem Doppelfach reicht das Spektrum radio-pharmakologisch-technischer Möglichkeiten von der radioimmunologischen Indikatordiagnostik der Eiweiß- und Steroidhormone über die Funktionsdiagnostik der Plazenta und klinische Erkennung von gynäkologisch bedingten Abflußbehinderungen im uropoetischen System bis zur, an der I. Universitäts-Frauenklinik Wien entwickelten, Radioisotopen-Radikaloperation des Gebärmutterhalskrebses. Die zahlreichen, laufenden Besuche unserer Isotopenstation und unseres Hormonlaboratoriums durch Kollegen aus dem In- und Ausland sowie die vielen Anfragen, die unsere bisherigen Veröffentlichungen aus den erwähnten Arbeitsgebieten auslösen, haben uns veranlaßt, unsere Erfahrungen aus den drei Hauptgebieten, nämlich der Isotopendiagnostik in der Geburtshilfe und Gynäkologie sowie der radioimmunologischen Hormondiagnostik in einer medizinischen Trilogie zusammenzufassen und so einem breiteren Interessentenkreis zugänglich zu machen. Bekanntlich hat die Einführung des Radioimmunoassays durch Y A L O W und B E R S O N ZU einer wesentlichen Verfeinerung der endokrinen Diagnostik geführt und damit völlig neue Aspekte auch für die gynäkologische Endokrinologie, die Infertilitätsberatung,aber auch die Geburtshilfe eröffnet. Entsprechend dem Titel wurde mit dem geburtshilflichen Teil begonnen und diesem eine gemeinsame, auch für die Gynäkologie und zum Teil auch Hormondiagnostik gültige, nur kurz gefaßte theoretische Einleitung der physikalischen, technischen und radiopharmakologischen Grundlagen vorangestellt. Dies schien uns für das bessere Verständnis der beiden klinischen Teile notwendig, wenden wir uns doch in erster Linie an nuklearmedizinisch weniger versierte Frauenärzte. Die Kürze dieser Einleitung erschien uns deshalb gerechtfertigt, da ausgezeichnete Fachliteratur auch im deutschen Sprachraum vorliegt und wir so mehr Raum für die eigentlichen Erfahrungen im speziellen Interessensgebiet gewinnen konnten. Es war somit unsere Absicht, die verschiedenen Zweige der Nuklearmedizin, soweit sie für die Geburtshilfe und Frauenheilkunde von Bedeutung sind, zusammenzufassen und so Gynäkologen, Nuklearmedizinern, aber auch Allgemeinpraktikern die verschiedenen daraus resultierenden Möglichkeiten in diagnosti-

VIII

Vorwort des Herausgebers

scher Sicht, zum Teil auch mit den therapeutischen Konsequenzen, aufzuzeigen. Die Radiotherapie selbst wird in diesem Buch nicht behandelt. Die enge Verflechtung der Nuklearmedizin mit der operativen Gynäkologie wird es in Zukunft notwendig machen, diese Teilgebiete der Nuklearmedizin in eine Frauenklinik zu integrieren. Dies deshalb, da nuklearmedizinische Indikatorverfahren bei den von uns entwickelten Methoden nicht nur vor Beginn und am Ende der Operation zur Anwendung kommen, sondern auch während der verschiedenen Operationsabschnitte. Letzteres aber ist notwendig, da erst ein befriedigendes Resultat der am Operationstisch durchzuführenden Radioisotopenuntersuchung das Signal zur Beendigung der Operation geben kann. Auf Grund unserer bisherigen Ergebnisse sind wir überzeugt, daß die Isotopenoperationstechnik nicht nur in der Gynäkologie, sondern auch in anderen operativen Fächern wie der Urologie und Chirurgie in naher Zukunft allmählich Eingang finden wird. Dies betrifft in erster Linie die Karzinomchirurgie mit dem Versuch, die Radikalität durch die Vervollkommnung der Lymphonodektomie unter Zuhilfenahme der Radioindikatortechnik zu erhöhen. Erst der dokumentierbare Ablauf der Radioisotopen-Radikaloperation demonstriert jedesmal von neuem, wie eingeschränkt die Radikalität bei der konventionellen abdominalen erweiterten Exstirpation des inneren Genitales mit obligatorischer Lymphonodektomie bisher war und es heute noch vielerorts ist. Ebenso wichtig ist aber auch die in die Operation integrierte Kontrolle der Beseitigung von Abflußbehinderungen im uropoetischen System, wie sie mit Hilfe der von uns konzipierten OperationsGammakamera besser möglich ist, als mit den bisher zur Verfügung stehenden Kontrollmethoden. Auf diese Weise kann während der Operation die Auswirkung der Beseitigung einer Ureterkompression häufig nachgewiesen oder im gegenteiligen Fall ein plastischer Ersatz des geschädigten Ureterabschnittes noch in derselben Sitzung durchgeführt werden. Diese Technik findet auch bei nicht karzinom- und rezidivbedingten Abflußbehinderungen im uropoetischen System Anwendung. So gesehen hoffen wir, mit dieser Arbeit nicht nur den eigenen Fachkollegen neben schon bekannten auch neue diagnostische und damit therapeutische Möglichkeiten für die Geburtshilfe und Gynäkologie aufzuzeigen, sondern auch dem Allgemeinpraktiker und anderen operativen Fächern damit auch neue Perspektiven zu eröffnen, die letzten Endes bei entsprechender Anwendung eine Verbesserung unserer bisherigen therapeutischen Möglichkeiten erbringen sollen. Am Ende sei allen jenen gedankt, die die Entwicklung unserer Methoden und damit die Sammlung der folgenden Erfahrungen ermöglichten. Herrn Professor ZUM WINKEL danken wir für die Diskussion und die Liebenswürdigkeit, das Manuskript zu begutachten und dieser Trilogie ein Geleitwort voranzustellen. Den nötigen Aufbau unserer Isotopenstation, des Hormonlaboratoriums und des Isotopenoperationstraktes verdanken wir dem Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, dem Jubiläumsfonds der österreichischen Nationalbank

Vorwort des Herausgebers

IX

sowie dem Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung und der Stadt Wien. Fr. G . MANOJLOVIC, Fr. E . ROHRHOFER und Fr. E . FRIEDEL sei für die umfangreichen Sekretariatsarbeiten gedankt, sowie Fr. S. BUTTON für die ausgezeichnete Ausführung der Abbildungen und Tabellen. Weiters danken wir Fr. E. NEUSTÄDTL, Fr. I . GUNDACKER, Frl. E. KAUFMANN, Frl. G . BLAHA, F r . E . SONNE, F r l . C . EHRIG, F r l . H . BINDER, F r l . E . GSCHWANTLER,

Fr. U. WEINBERGER für die ausgezeichnete technische Mitarbeit bei den radioimmunologischen Hormonuntersuchungen, über deren Ergebnisse wir hier berichten. Frau A. FORMANEK und Frau R. SCHELAKOVSKI sind wir für die wertvolle Mitarbeit bei unseren Untersuchungen in der Isotopenstation zu Dank verpflichtet. Die radioimmunologischen Hormonuntersuchungen wurden in Zusammenarbeit mit der International Atomic Energy Agency im Rahmen eines koordinierten Forschungsprogrammes für in vitro-Methoden, Research Agreement No. 1357/CF durchgeführt. Der Verlag Walter de Gruyter ist auf unsere Wünsche und Vorstellungen bei der Konzipierung des vorliegenden Buches mit großem Verständnis und Entgegenkommen eingegangen. Im besonderen danken wir Herrn Prof. CLEMENS, der durch eine Reihe von Vorschlägen und Anregungen den Aufbau dieses Werkes wesentlich bestimmt hat. Weiter möchten wir für die gediegene Ausstattung dem Verlag an dieser Stelle unseren besten Dank aussprechen. E. Gitsch

Inhalt

/ . Allgemeiner

und geburtshilflicher

Teil

Einleitung

3

1.

4

Grundlagen der Nuklearmedizin

1.1. Atomaufbau ! 1.2. Arten der Kernstrahlung 1.2.1. α-Strahlung 1.2.2. β"-Strahlung (ß-negativ Zerfall) 1.2.3. /3 + -Strahlung (ß-positiv Zerfall) 1.2.4. K-Einfang (electron-capture) 1.2.5. Gamma-Strahlung 1.3. Gesetze des radioaktiven Zerfalls 1.4. Kernstrahlung und Materie 1.4.1. Absorptionsgesetz 1.4.2. Absorptionsmechanismen 1.5. Maßeinheiten der Radioaktivität 1.6. Strahlennachweis und Meßtechnik 1.6.1. Ionisationsdetektoren 1.6.2. Szintillationsdetektoren 1.6.3. Verstärker 1.6.4. Diskriminatoren und Analysatoren 1.6.5. Datenausgabe 1.6.6. Hochspannungsversorgung 1.6.7. Detektor-Abschirmung 1.6.8. Detektor-Auflösung 1.6.9. Geometriefaktor 1.6.10. Meßstatistik 1.6.11. Zählausbeute 1.6.12. Kontrolle von Kernstrahlungsmeßgeräten 1.7. Grundgeräte für die nuklearmedizinische Diagnostik 1.7.1. Probenmeßplätze 1.7.2. Funktionsmeßplätze 1.7.3. Abbildende Geräte (Szintigraphie-Systeme) 1.7.3.1. Szintigraphen mit beweglichem Detektor (Scanner) 1.7.3.2. Szintigraphen mit feststehendem Detektor (Gamma-Szintillationskamera) 1.7.4. Ganzkörperzähler 1.8. Standardverfahren in der Nuklearmedizin 1.8.1. Funktionsuntersuchungen und Organdurchblutungsmessungen 1.8.2. Abbildende Methoden (Szintigraphie) 1.8.2.1. Szintigraphie mit Scanner 1.8.2.2. Szintigraphie mit der Gamma-Szintillationskamera 1.8.3. Profilscanning und Schlitzszintigraphie 1.8.4. Therapie mit Radionukliden 1.9. Elektronische Datenverarbeitung in der nuklearmedizinischen Diagnostik 1.9.1. Lokalisationsdiagnostik 1.9.2. Funktionsdiagnostik 1.9.3. Organisatorische Aufgaben von Datenverarbeitungsanlagen im nuklearmedizinischen Bereich 1.10. Dosimetrie und Strahlenbelastung 1.10.1. Einheiten der Radioaktivität 1.10.2. Dosisberechnungen

4 7 7 7 8 9 9 10 13 13 14 16 17 17 19 19 20 22 23 23 23 24 25 26 26 27 27 27 29 29 32 35 36 36 42 43 44 45 45 46 48 49 50 51 51 52

XII

Inhalt

1.10.2.1. Externe Exposition 1.10.2.2. Strahlenexposition bei Inkorporation von radioaktiven Substanzen 1.11. Strahlenschutz ; 1.12. Radiopharmakologie 1.12.1. Allgemeine Radiopharmakologie 1.12.1.1. Physikalische Eigenschaften 1.12.1.2. Biologisches Verhalten 1.12.1.3. Toxität 1.12.1.4. Qualitätskontrolle 1.12.1.5. Stabilitäts-Prüfung 1.12.1.6. Gewinnung radioaktiver Nuklide (Kernumwandlungen) 1.12.1.7. Markierungsverfahren 1.12.2. Spezielle Radiopharmakologie 1.12.2.1. Radiojod-Verbindungen 1.12.2.2. Radioquecksilber-Verbindungen 1.12.2.3. Radiogold-Kolloid 1.12.2.4. Radiochrom 1.12.2.5. Radioxenon 1.12.2.6. Radiophosphor 1.12.2.7. Generatorsysteme 1.12.2.7.1. ""-Technetium 1.12.2.7.2. l l i m -Indium 1.12.2.7.3. 87m -Strontium I I . Zusammenfassung: Grundlagen der Nuklearmedizin I 1. Summary: Basics of nuclear medicine Literatur

52 53 55 57 57 57 58 58 59 59 59 60 62 62 64 64 64 65 65 66 66 67 68 68 72 77

2.

81

Nephrologie

2.1. Einleitung und physiologische Grundlagen 2.1.1. Die glomeruläre Funktion 2.1.2. Die tubulären Funktionen 2.2. Funktionelle Nierendiagnostik 2.2.1. Isotopennephrographie (ING) 2.2.1.1. Radiopharmakologie 2.2.1.2. Strahlenbelastung 2.2.1.3. Technik 2.2.1.4. Fehlerquellen 2.2.1.5. Klinik 2.2.1.6. Auswertung der ING-Kurven 2.2.1.7. Blasenkurve 2.2.1.8. Pathologische Grundtypen des Radioisotopennephrogramms 2.2.1.9. Klinische Anwendung der Isotopennephrographie 2.2.2. Nieren-Clearance (Cl) mit Radioisotopen 2.2.2.1. Radiopharmakologie 2.2.2.2. Strahlenbelastung bei Clearance-Untersuchungen mit Radionukliden . . 2.2.2.3. Technik 2.2.2.3.1. Direkte Clearance im Fließgleichgewicht 2.2.2.3.2. Indirekte Clearance im Fließgleichgewicht 2.2.2.3.3. Einzeit-Clearance („Clearance im slope", „single shot clearance") 2.2.2.3.4. Ganzkörper-Clearance 2.2.2.4. Klinische Anwendung der Nierenclearance-Methoden 2.2.3. Bestimmung des effektiven renalen Plasmaflusses (ERPF) und der Nierendurchblutung (RBF) 2.2.4. Restharnbestimmung mit Radioisotopen 2.2.4. Refluxuntersuchungen mit Radioisotopen 2.3. Topographische Nierendiagnostik

81 83 84 85 86 86 86 87 89 89 91 94 95 99 100 101 102 102 102 104 104 108 108 109 110 111 111

Inhalt

X

m

2.3.1.

Statische Nierenszintigraphie 2.3.1.1. Radiopharmakologie 2.3.1.2. Technik 2.3.1.3. Strahlenbelastung 2.3.1.4. Klinik 2.3.1.5. Pathologische B e f u n d e 2.3.1.6. Indikationen zur statischen Nierenszintigraphie 2.3.2. Sequenzszintigraphie der Niere 2.3.2.1. Radiopharmakologie 2.3.2.2. Strahlenbelastung 2.3.2.3. Technik 2.3.2.4. Klinik 2.3.2.5. Pathologische Befunde 2.3.2.6. Indikationen 2.3.3. Renale Angioszintigraphie 1 2 . Zusammenfassung: Nephrologie 1 2 . Summary: Nephrology Literatur

112 112 112 112 113 114 117 118 118 120 120 120 121 121 122 122 126 130

3.

Quantitative Computer-Nephrographie (vonΑ. Mostbeck)

138

13. Zusammenfassung: Quantitative Computer-Nephrographie 1 3 . Summary: Quantitative computer nephrography Literatur

148 148 149

4.

150

Geburtshilfliche Nephrologie mit Radioisotopen

4.1. Schwangerschaftsbedingte Veränderungen im Bereich des uropoetischen Systems 4.2. Gestose 4.3. Glomerulonephritis 4.4. Pyelonephritis (Pyelitisgravidarum, asymptomatische Harnweginfektionen) 4.5. Fehlbildungen von Nieren und ableitenden Harnwegen 4.6. Akutes Nierenversagen während der Schwangerschaft 4.7. Postpartale Diagnostik von Nieren und ableitenden Harnwegen 1 4 . Zusammenfassung: Geburtshilfliche Nephrologie mit Radioisotopen 1 4 . Summary: Obstetrical nephrology with radioisotopes Literatur :

5.

Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren zum Nachweis von Venenthrombosen

5.1. 5.2. I 5.

Radiofibrinogen-Test Isotopenphlebographie Zusammenfassung: Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren zum Nachweis von Venenthrombosen 1 5 . Summary: Examination methods for the determination of venous thromboses Literatur

6.

Die Plazenta

6.1. A u f b a u der Plazenta 6.2. Plazentakreislauf 6.3. Nuklearmedizinische Plazentadiagnostik 6.3.1. Radiopharmakologie 6.3.2. Strahlenbelastung 6.3.3. Diagnostik der Plazentalokalisation 6.3.3.1. Plazentographie

150 152 155 156 157 157 158 158 159 160

163 164 165 167 167 168

169 169 171 173 173 174 175 175

XIV

Inhalt

6.3.3.2. Plazentaszintigraphie 6.3.4. Funktionsdiagnostik der Plazenta 6.3.4.1. Theoretische Grundlagen der uteroplazentaren Durchblutungsmessung 6.3.4.2. Praktische Auswertung der Kurven 6.3.4.3. Klinik und Ergebnisse 6.3.4.4. Diskussion 16. Zusammenfassung: Die Plazenta I 6. Summary: Placenta Literatur

II Gynäkologischer

176 179 181 189 190 194 195 197 199

Teil

Einleitung

205

1.

Gynäkologische Lymphologie mit Radioisotopen

207

1.1. Einleitung und anatomische Grundlagen 1.2. Interstitielle (subkutane) Radio-Kolloid-Applikation 1.2.1. Radiopharmakologie 1.2.1.1. Funktionelle Lymphabflußuntersuchungen 1.2.1.2. Lymphszintigraphie 1.2.2. Technik der subkutanen Radiopharmakonverabreichung 1.2.2.1. Funktionelle Lymphabflußuntersuchungen 1.2.2.2. Lymphszintigraphie 1.2.3. Strahlenbelastung und lokale Reaktion 1.2.4. Komplikationen 1.2.5. Klinik 1.2.6. Indikationen 1.2.6.1. Funktionelle Lymphabflußuntersuchungen 1.2.6.2. Lymphszintigraphie 1.3. Endolymphatische Lymphographietechnik 1.3.1. Endolymphatische (röntgenologische) Lymphographie 1.3.1.1. Pharmaka 1.3.1.2. Technik 1.3.1.3. Klinik 1.3.1.4. Komplikationen 1.3.1.5. Indikationen 1.3.1.6. Kontraindikationen 1.3.2. Endolymphatische Therapie mit Radioisotopen 1.3.2.1. Radiopharmakologie 1.3.2.2. Technik 1.3.2.3. Strahlenbelastung und Dosisberechnung 1.3.2.4. Klinik 1.3.2.5. Komplikationen 1.3.2.6. Indikationen 1.3.2.7. Kontraindikationen I I I . Zusammenfassung: Gynäkologische Lymphologie mit Radioisotopen I I I . Summary: Gynecological lymphology with radioisotopes Literatur

207 211 211 211 212 212 212 213 213 214 214 217 217 218 223 223 223 223 224 226 228 228 229 229 230 230 232 233 234 234 235 237 240

2.

Radioisotopenradikaloperation

2.1. Die Ursachen für die Entwicklung der Radioisotopenradikaloperation 2.2. Die Technik des Beckenlymphscans bei der Radioisotopenradikaloperation 2.2.1. Interstitielle (subkutane) Radio-Kolloid-Applikation

'

248 248 250 250

Inhalt

XV

2.2.2. Endolymphatische Lymphographietechnik 2.3. Die Radioisotopenradikaloperation vom Typ I und ihre Entwicklung 2.3.1. Erste (Scannermethode) und zweite (Eyeprobetechnik) Entwicklungsphase der Radioisotopenradikaloperation 2.3.2. Die dritte Entwicklungsphase der Radioisotopenradikaloperation vom Typ I: Die Gammakameramethode 2.3.2.1. Ergebnisse der Kameramethode (in Hinblick auf die Exstirpationsleistung von radioaktivem Lymphgewebe) 2.3.2.2. Zur Quantität der Radioaktivitätsaufnahme durch die verschiedenen Lymphknotengruppen 2.3.2.3. Vorteile der Radioisotopenradikaloperation vom Typ I und im besonderen der Kamera-Methode 2.3.2.4. Nachteile 2.3.2.5. Schlußbemerkung 2.4. Die Radioisotopenradikaloperation vom Typ II 2.4.1. Methodik und Krankengut 2.4.2. Das Konzept und der beabsichtigte Zweck der Radionuklidkombination beim Typ II 2.4.3. Resultate ! 2.4.4. Diskussion 2.4.5. Vorteile der Radioisotopenradikaloperation vom Typ II 2.4.6. Nachteile der Radioisotopenradikaloperation vom Typ II II 2. Zusammenfassung: Die Radioisotopenradikaloperation 112. Summary: The radioisotope radical operation Literatur

251 251

274 276 278 280 280 280 283 286

3.

Intrakavitäre Strahlentherapie von Peritonealkarzinosen

288

3.1. Radiopharmakologie 3.2. Dosimetrie 3.3. Technik 3.4. Komplikationen 3.5. Indikationen 3.6. Kontraindikationen 113. Zusammenfassung: Intrakavitäre Strahlentherapie von Peritonealkarzinosen 113. Summary: Intracavitary irradiation therapy against peritoneal carcinosis Literatur

288 289 289 291 291 292 292 292 293

4.

295

Tumordiagnostik und Tumorimmunologie

4.1. Tumordiagnostik 4.1.1. Die szintigraphische Tumordiagnostik 4.1.1.1. Indirekte, negative Tumordarstellung 4.1.1.2. Direkte, positive Tumordarstellung 4.1.1.2.1. Radioaktive Kationen 4.1.1.2.2. Metabolische Substanzen 4.1.1.2.3. Markierte Proteine 4.1.1.2.4. Markierte Zytostatika und Antitumorsubstanzen 4.1.2. Die radioimmunologische Tumordiagnostik 4.1.2.1. Fetale Antigene 4.1.2.1.1. A l p h a f e t o p r o t e i n 4.1.2.1.2. Carcino-embryonales Antigen 4.1.2.2. Plazentare Hormone 4.1.2.2.1. Humanes Choriongonadotropin (HCG) 4.1.2.2.2. Humanes Plazentalaktogen (HPL) 4.1.2.2.3. Plazentare alkalische Phosphatase (PAP) 4.1.2.3. Indikationen zur radioimmunologischen Tumordiagnostik 4.2. Tumorimmunologie

251 255 266 270 270 272 272 272 273

295 295 295 298 298 300 301 301 303 303 304 304 305 305 305 305 306 307

XVI

Inhalt

4.2.1. Chromfreisetzungstest 114. Zusammenfassung: Tumordiagnostik und Tumorimmunologie II 4. Summary: Tumor diagnosis and tumor immunology with radioisotopes Literatur

308 308 310 311

5.

Gynäkologische Nephrologie mit Radioisotopen

315

5.1. Harnwegsinfektionen 5.2. Tumorbildungen des inneren weiblichen Genitales 5.3. Ureter-Vaginal-Fisteln 5.4. Rezidiv-Diagnostik 5.5. Gynäkologische Strahlentherapie 5.6. Gynäkologische Operationen 5.7. Renale Lageanomalien (Dystopien) 115. Zusammenfassung: Gynäkologische Nephrologie mit Radioisotopen 115. Summary: Gynecological nephrology and the use of radioisotopes Literatur

315 317 318 318 318 319 319 319 320 322

6.

Früherkennung renaler Abflußbehinderungen bei Beckenwandrezidiven nach Radikaloperation des Kollumkarzinoms, sowie bei benignen Tumorbildungen des inneren weiblichen Genitales

324

6.1. Renale Abflußstörungen bei Beckenwand-Rezidiven nach Gebärmutterhalskarzinomen . 324 6.2. Renale Abflußstörungen bei benignen Tumorbildungen im Bereich des inneren weiblichen Genitales 326 6.2.1. Patientinnengut 326 6.2.2. Ergebnisse 327 6.2.3. Diskussion und Vorteile 329 II 6. Zusammenfassung: Früherkennung renaler Abflußbehinderungen bei Beckenwandrezidiven nach Radikaloperation des Kollumkarzinoms, sowie bei benignen Tumorbildungen des inneren weiblichen Genitales 330 II 6. Summary: Early diagnosis of impaired drainage in pelvic wall local recurrences following carcinoma colli uteri radical operation or in benign tumors of the internal female genital organs 331

7.

Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation

7.1. Technik 7.2. Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation beim Beckenwandrezidiv nach behandeltem Kollumkarzinom 7.3. Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation bei Abflußbehinderungen im uropoetischen System, welche durch gutartige Prozesse ausgelöst sind II 7. Zusammenfassung: Die gynäko-urologische Radioisotopenoperation 117. Summary: The gyneco-urological operation Literatur Tabellarischer Anhang zu Teil I und II

III Endokrinologischer 1.

332 333 333 337 340 341 342 343

Teil

Chemie der Hormone

1.1. Hypophysäre Proteohormone 1.1.1. Luteinisierendes Hormon (LH) 1.1.2. Follikelstimulierendes Hormon (FSH) 1.1.3. Adrenocorticotropes Hormon (ACTH)

358 359 359 360 360

Inhalt

XVII

1.1.4. Somatotropes Hormon (STH) 1.1.5. Thyreotropes Hormon (TSH) 1.1.6. Prolactin (HPR) 1.2. Plazentare Proteohormone 1.2.1. Humanes Choriongonadotropin (HCG) 1.2.2. Humanes Plazentolaktogen (HPL) 1.3. Hypothalamische Peptidhormone 1.3.1. Gonadotropin-Releasing-Hormon (LH-RH) 1.3.2. Thyreotropin-Releasing-Hormon (TRH) 1.4. Steroidhormone 1.4.1. Östrogene 1.4.2. Gestagene 1.4.2.1. Progesteron (P) 1.4.2.2. Pregnandiol 1.4.3. Androstendion 1.4.4. Dehydroepiandrosteron 1.4.5. Testosteron III 1. Zusammenfassung: Chemie der Hormone III 1. Summary: Chemical structure of hormones Literatur

360 361 361 361 361 362 363 363 363 364 364 366 366 366 366 367 367 367 368 370

2.

373

Der Radioimmunoassay (RIA)

2.1. Der Radioimmunoassay-Entstehung, Prinzip und Theorie 373 2.2. Antigenisolierung und Standardpräparationen 376 2.2.1. Luteinisierendes Hormon (LH), Follikelstimulierendes Hormon (FSH), Adrenocorticotropes Hormon (ACTH), Thyreotropes Hormon (TSH), Somatotropes Hormon (STH), Humanes Prolactin (HPR) 376 2.2.2. Humanes Plazentolaktogen (HPL), Humanes Choriongonadotropin (HCG) 378 2.2.3. Standardpräparationen 378 2.2.3.1. Second-IRP-HMG 379 2.2.3.2. FSH 68/39 (MRC) 379 2.2.3.3. LH 68/40 (MRC) 379 2.2.3.4. LER 907 379 2.2.3.5. FSH-LH 69/104 379 2.2.3.6. TSH 68/38 379 2.2.3.7. Prolactin 71/122 379 2.3. Antiserumgewinnung 380 2.4. Markierungsmethoden, Tracer 381 2.5. Trennmethoden 383 2.6. Testbestecke (Kits) 387 2.7. Praktische Durchführung 388 2.7.1. Standardgeräte 388 2.7.2. Luteinisierendes Hormon (LH) 388 2.7.3. Follikelstimulierendes Hormon (FSH) 397 2.7.4. Adrenocorticotropes Hormon (ACTH) 401 2.7.5. Thyreotropes Hormon (TSH) 402 2.7.6. Somatotropes Hormon (STH)-Wachstumshormon 402 2.7.7. Prolactin (HPR) 402 2.7.8. Humanes Plazentolaktogen (HPL) 403 2.7.9. Humanes Choriongonadotropin (HCG) 403 2.7.10. Gonadotropin-Releasing-Hormon (LH-RH) 403 2.6.11. Östron (Et) 404 2.7.12. 17/?-östradiol(E 2 ) 404 2.7.13. Östriol (E 3 ) 406 2.7.14. Progesteron (P) 406 2.7.15. Androstendion 406 2.7.16. Dehydroepiandrosteron (DHEA) 407

XVIII

Inhalt

2.7.17. Testosteron (Τ) 2.8. Datenverarbeitung III 2. Zusammenfassung: Der Radioimmunoassay (RIA) III 2. Summary: The radioimmunoassay (RIA) Literatur

407 407 408 410 413

3.

421

Der normale Zyklus

3.1. Proteohormone 3.1.1. Luteinisierendes Hormon (LH) 3.1.2. Follikelstimulierendes Hormon (FSH) 3.1.3. Gonadotropin-Releasing-Hormon(LH-RH) 3.2. Steroidhormone 3.2.1. 17/S-östradiol (E 2 ) 3.2.2. Progesteron (P) 3.2.3. Testosteron (T) 3.2.4. Dehydroepiandrosteron (DHEA) III 3. Zusammenfassung: Der normale Zyklus III 3. Summary: The normal menstrual cycle Literatur

421 421 423 424 426 426 427 428 428 428 429 431

4.

434

Die Pathologie des Zyklus

4.1. Die Diagnostik gynäkologischer Endokrinopathien 4.2. Die Diagnostik mit Hilfe von Funktionstesten 4.2.1. Die Überprüfung der gonadotropen Funktion des Hypophysenvorderlappens 4.2.1.1. Normogonadotrope Endokrinopathien 4.2.1.2. Hypergonadotrope Endokrinopathien 4.2.1.3. Hypogonadotrope Endokrinopathien 4.2.1.4. Hypophysensensibilisierungsversuch mit Östrogenen 4.2.1.5. Hypophysenreaktion unter Clomiphen 4.2.2. Die ÜberprüfungsmöglichkeitenhypothalamischerPartialfunktionen 4.3. Die Kontrolle der Sexualhormonspiegel zur Ermittlung der Östrogenen Situation 4.4. Die Kontrolle von Therapieeffekten III 4. Zusammenfassung: Pathologie des Zyklus III 4. Summary: Pathology of the menstrual cycle Literatur

434 437 437 438 438 439 440 441 442 443 443 445 447 449

5.

453

Normale Gravidität

5.1. Proteohormone 5.1.1. Luteinisierendes Hormon (LH) 5.1.2. Choriongonadotropin(HCG) 5.1.3. Humanes Plazentolaktogen (HPL) 5.1.4. SomatotropesHormon(STH) 5.1.5. ThyreotropesHormon(TSH) 5.1.6. Humanes Prolactin (HPR) 5.1.7. AdrenocorticotropesHormon(ACTH) 5.1.8. Insulin 5.2. Steroidhormone in der normalen Schwangerschaft 5.2.1. Östriol (E 3 ) 5.2.2. Östron (Ej) und östradiol(E 2 ) 5.2.3. Progesteron (P) 5.2.4. Testosteron (T) 5.2.5. Androstendion 5.2.6. Dehydroepiandrosteron (DHEA) 5.3. Andere Parameter 5.3.1. Trijodthyronin (T 3 ) 5.3.2. Thyroxin (T 4 )

453 453 453 456 457 457 457 458 459 459 460 461 462 462 463 464 465 465 465

Inhalt

XIX

5.3.3. Alpha-Feto-Protein (AFP) III 5. Zusammenfassung: Normale Gravidität III 5. Summary: Normal pregnancy Literatur

465 465 466 469

6.

475

Die endokrinbedingte pathologische Gravidität

6.1. Proteohormone 6.1.1. Luteinisierendes Hormon (LH) 6.1.2. Choriongonadotropin (HCG) 6.1.2.1. Intrauteringravidität 6.1.2.2. Extrauteringravidität 6.1.2.3. Plazentaneoplasien 6.1.2.3.1. Blasenmole 6.1.2.3.2. Chorionepitheliom 6.1.3. Humanes Plazentolaktogen (HPL) 6.1.3.1. Intrauteringravidität 6.1.3.2. Extrauteringravidität 6.1.3.3. Plazentaneoplasien 6.1.3.3.1. Blasenmole und Chorionepitheliom 6.2. Steroidhormone 6.2.1. Östriol (E 3 ) und Gesamtöstrogene 6.2.1.1. Intrauteringravidität 6.2.1.2. Extrauteringravidität 6.2.1.3. Plazentaneoplasien 6.2.1.3.1. Blasenmole und Chorionepitheliom 6.2.2. Progesteron 6.2.2.1. Intrauteringravidität 6.2.2.2. Extrauteringravidität 6.2.2.3. Plazentaneoplasien 6.2.2.3.1. Blasenmole und Chorionepitheliom III 6. Zusammenfassung: Endokrinbedingte pathologische Gravidität III 6. Summary: High-risk pregnancies Literatur

475 475 475 475 477 477 477 477 478 478 479 481 481 481 482 482 482 483 483 483 483 484 484 484 484 487 490

7.

495

Endokrinbedingte Sterilität

7.1. Die Terminisierung der spontanen und induzierten Ovulation durch den RIA und andere Parameter 7.1.1. Zur Terminisierung der spontanen Ovulation 7.1.2. Zur Terminisierung der induzierten Ovulation 7.1.2.1. Clomiphen 7.1.2.2. Die Stimulation der Eireifung und Induktion der Ovulation durch Gonadotropine 7.1.2.3. Versuch der Ovulationsinduktion durch Applikation des synthetischen LH-Releasing-Hormons 7.2. Kontrolle der behandelten Corpus luteum Insuffizienz mit Hilfe des RIA III 7. Zusammenfassung: Endokrinbedingte Sterilität III 7. Summary: Endocrinological aspects of sterility Literatur

501 501 505 506 508

8.

510

Hormonale Kontrazeption

8.1. Die Überprüfung der Auswirkungen hormonaler Kontrazeptiva auf Serumspiegel der Gonadotropine und Sexualhormone 8.1.1. Nachweis der Beeinflussung des Ovulationsvorganges mit Hilfe radioimmunologischer Methoden 8.1.1.1. Luteinisierendes Hormon (LH)

495 495 498 498 500

510 511 511

XX

Inhalt

8.1.1.2. Follikelstimulierendes Hormon (FSH) 8.1.1.3. 170-östradiol(E 2 ) 8.1.1.4. Progesteron (P) 8.2. Anwendung der in 8.1. beschriebenen Testmöglichkeiten 8.3. Die Überprüfung der zentralen Zyklusfunktion III 8. Zusammenfassung: Hormonale Kontrazeption III 8. Summary: Oral contraceptives Literatur

511 511 511 512 516 520 520 522

9.

525

Hormonbildende Tumore

9.1. Vorwiegend Östrogene produzierende Tumore 9.2. Vorwiegend Androgene produzierende Tumore 9.3. Choriongonadotropin (HCG) produzierende Tumore 9.4. Thyroxin produzierende Tumore (struma ovarii) III 9. Zusammenfassung: Hormonbildende Tumore III 9. Summary: Hormone producing tumors Literatur

525 525 526 526 526 527 529

Register

531

I

Allgemeiner und geburtshilflicher Teil

H. Janisch

S. Leodolter

Inhalt Teil I 1. Grundlagen der Nuklearmedizin 2. Nephrologie 3. Quantitative Computer-Nephrologie 4. Geburtshilfliche Nephrologie mit Radioisotopen 5. Nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren zum Nachweis von Venenthrombosen 6. Plazenta

Einleitung Da sich das vorliegende Buch auch an nuklearmedizinisch nicht ausgebildete Fachärzte und Praktiker wendet, erscheint es uns notwendig, im ersten Teil eine allgemeine Einführung in die Nuklearmedizin voranzustellen. Diese soll zum besseren Verständnis der nachfolgenden Kapitel beitragen. Die Nuklearmedizin ist eine verhältnismäßig junge Disziplin, sie befindet sich jedoch in einer rasanten Entwicklung. Die verschiedenen Radiopharmaka haben in zahlreichen Disziplinen der modernen Medizin und in der klinischen Forschungsarbeit ihren festen Platz gefunden. Auch auf dem Gebiete der Geburtshilfe werden Radioisotope in umfangreichem Maße zur Diagnostik eingesetzt. Im Teil I werden im weiteren die Untersuchungen in der allgemeinen und geburtshilflichen Nephrologie, der Phlebologie und der Plazentadiagnostik besprosprochen. Besonders die topographische und funktionelle Plazentadiagnostik ist das Ergebnis intensiver klinischer Forschungsarbeit. Diese sehr wertvollen Methoden sind zwar an die Einrichtungen eines Krankenhauses gebunden, sie werden aber schon routinemäßg als entscheidende Ergänzung in der Diagnostik und während der Therapie von Risikoschwangerschaften eingesetzt. Über den Wert dieser diagnostischen Methoden entscheiden die praktischen Untersuchungen. Um aber zu einer richtigen Entscheidung zu kommen, müssen die Verfahren in größerem Umfang zur Anwendung gelangen. Diesen Zweck verfolgen wir und verbinden damit die Hoffnung, daß entsprechend die Radioisotopenmethoden nicht überschätzt, sondern aus der richtigen Perspektive gesehen werden. Abschließend möchten wir Herrn Doz. Dr. A. MOSTBECK, dem Leiter der Isotopenstation des Wilhelminenspitals in Wien, für Rat und tatkräftige Unterstützung danken. H. Janisch S. Leodolter

1. Grundlagen der Nuklearmedizin 1.1. Atomaufbau Mit der Entdeckung der Radioaktivität durch Henri Becquerel Ende des letzten Jahrhunderts begann die Aufklärung der Atomstruktur. Das Atom setzt sich aus Atomkern und Elektronenhülle zusammen, als Modellvorstellung ist ein positiv geladener Kern anzunehmen, der von negativ geladenen Elektronen auf bestimmten, definierten Bahnen umkreist wird. Die positive Ladung und 99,97% der Gesamtmasse des Atoms sind in dem zentralen Kern konzentriert, dessen Radius nur 10" s des Atomradius (10 - 8 cm) beträgt (Abb. 1.1). Der Atomkern besteht aus Trägern einer positiven Elementarladung, den sogenannten Protonen (p), und aus Neutronen (n), die sich elektrisch neutral verhalten. Diese beiden Elementarteilchen besitzen die gleiche Masse von je 1,67 X 10~24g, die auch als Atommasse bezeichnet wird. Sie entspricht einem Zwölftel der Masse des Kohlenstoffkernes (^C). Die Ordnungszahl (Z) eines Elementes im periodischen System bezieht sich auf die Protonenzahl im Kern (= Kernladungszahl, n), die Massenzahl (M) gibt die Gesamtzahl der Kernbausteine, also die Summe von Protonen und Neutronen an. Die Anzahl der Kernbausteine kennzeichnet den jeweiligen Atomkern eindeutig, folgende Symbole werden verwendet: "X

z.B.

^O

Sauerstoff

Erklärung:

X Μ η

Symbol des chemischen Elementes Zahl der Kernbausteine (Massenzahl) Zahl der positiven Kernladungen (Protonenzahl = Kernladungszahl) ist mit der Ordnungszahl (Z) im Periodischen System identisch.

Kerne desselben Elementes aber verschiedener Masse werden als Isotope bezeichnet, da sie im Periodischen System der Elemente am selben Platz stehen. Der Unterschied in der Kernmasse ist durch den verschiedenen Gehalt an Kernneutronen gegeben: z.B. bezeichnet ^ C (gesprochen C12) einen Kohlenstoffkern, der 12 Kernbausteine besitzt. Da Kohlenstoff die Ordnungszahl 6 hat, setzt sich dieser Kern aus 6 Protonen und 6 Neutronen zusammen. 14C, ein anderer Kohlenstoffkern, enthält jedoch neben 6 Protonen 8 Neutronen. Jedes Element bis zur Ordnungszahl 83 ( 83 Bi) hat ein oder mehrere stabile und eine Reihe instabiler (radioaktiver) Isotope, welche in einem konstanten Mischungsverhältnis vorliegen. Diese Isotope besitzen:

1.1. Atomaufbau

5

a) die gleiche Ordnungszahl (Z) b) die gleiche Kernladungszahl (Protonenzahl) und c) die gleichen chemischen Eigenschaften.

Sie unterscheiden sich jedoch durch: a) ungleiche Neutronenzahl, b) ungleiche Massenzahl und c) durch ungleiche physikalische Eigenschaften.

Während die Masse des Atoms durch zusätzliche Neutronen erhöht wird, ändern sich also die chemischen Eigenschaften des Elementes nicht. Den Isotopen sind gegenüberzustellen: Isotone: Sie enthalten die gleiche Anzahl Kernneutronen, jedoch ungleich viele Kernprotonen. Isobare: Kerne gleicher Masse. Isomere: Kerne gleicher Neutronen- und Protonenzahl, die sich jedoch durch ihren energetischen „Anregungszustand" unterscheiden. Die Masse des Atomkerns entspricht nicht genau der Summe der Massen seiner Bestandteile (Protonen und Neutronen), da beim Zusammenbau des Atomkernes Masse verloren geht. Diese verbleibt im Atomkern und wird als Bindungsenergie bezeichnet. Ohne diese Bindungsenergie würden sich die elektrisch geladenen Protonen gegenseitig abstoßen und der Kern käme zur Auflösung. In den Atomen ist der Kern von einer Hülle umgeben, die die gleiche Zahl an Elektronen aufweist, wie im Kern Protonen vorhanden sind. Ein Elektron (e~, ß~) weist einen Durchmesser von 10" 13 cm und eine Masse von 10 _27 g auf. Es besitzt die negative elektrische Ladung von 10~ 19 Coulomb. Die Ladung eines Elektrons stellt die kleinste bekannte Ladung dar und wird deshalb auch als elektrische Elementarladung bezeichnet.

θ Elektron Ο Proton • Neutron

Abb. 1.1. Atomaufbau Fig. 1.1. Atomic structure

6

1. Grundlagen der Nuklearmedizin

Die Elektronen umkreisen den Atomkern in streng voneinander getrennten Bahnen, von denen jede nur eine ganz charakteristische Anzahl von Elektronen aufnehmen kann. Die kernnächste Bahn (K-Schale) nimmt maximal zwei Elektronen auf, in den folgenden L- und M-Schalen finden acht bzw. achtzehn Elektronen Platz. Der für die verschiedenen Elemente charakteristische Elektronenhüllenaufbau ist für ihre chemischen Eigenschaften verantwortlich. Weitere Elementarteilchen, die jedoch nicht zu den Atombausteinen zu zählen sind, sind Positron (e + ,ß + ), Neutrino (v) und Photon (Quant, γ):Das Positron besitzt die gleiche Masse wie ein Elektron, jedoch eine positive Elementarladung. Das Neutrino ist ein ungeladenes Teilchen, das bei Reaktionen von Elementarteilchen auftritt, das Photon (Strahlungsquant) ist die kleinste Einheit der elektromagnetischen Strahlung. Da es keine Ruhemasse besitzt, kann es nicht als Teilchen sensu strictu bezeichnet werden. Wie jeder materielle Körper besitzen auch Elementarteilchen, die sich bewegen, Bewegungsenergie (E), welche proportional der Teilchenmasse (m) und dem Quadrat ihrer Bewegungsgeschwindigkeit (c) ist: Ε - m · c2 Die Energie wird in Elektronenvolt (eV) oder in einem Vielfachen eines eV angegeben: 1 keV (Kiloelektronenvolt) 1 MeV (Megaelektronenvolt) 1 GeV (Gigaelektronenvolt)

= 103 eV = 10 6 eV = 10 9 eV

Ein eV ist die Bewegungsenergie eines einfach geladenen Teilchens, das von einer elektrischen Spannung von 1 Volt beschleunigt wurde. Auch die Energie der Photonen, die umgekehrt proportional zur Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung ist, wird in eV angegeben. Photonen, die bei der Umwandlung von Elementarteilchen oder bei Kernreaktionen entstehen, nennt man Gammaquanten. Ihre Energie liegt zumeist zwischen einigen keV und mehreren MeV. Elementarteilchen können sich ineinander umwandeln oder unter bestimmten Bedingungen neu entstehen, wobei die Summe der Massen vor der Reaktion größer ist als danach. Treten ein Positron (e + ) und ein Elektron (e~) mit je einer Masse von 1 in Reaktion, so entstehen zwei Gammaquanten, deren Masse gleich Ο ist. Masse:

e + + e~-H> 1 + 1-*

2γ + Bewegungsenergie 0

Es ist also Masse verschwunden, diese Masse ist in Energie umgewandelt worden, die als massenlose Bewegungsenergie bezeichnet wird. Im Rahmen der angeführten Reaktion entsteht Bewegungsenergie, die äquivalent der doppelten Elektronenmasse ist. Da sich andererseits die positive und negative Ladung der beiden Reaktionspartner Positron und Elektron summiert, besitzen die beiden entste-

7

1.2. Arten der Kernstrahlung

henden Photonen eine Ladung von 0. Wie die Energiebilanz ist also auch die Ladungsbilanz auf beiden Seiten der Reaktion immer ausgeglichen.

1.2. Arten der Kernstrahlung Je nach Art der emittierten Strahlung unterscheiden wir Korpuskularstrahlen und elektromagnetische Strahlen. Zu den ersteren gehören α-Strahlen,^"-Strahlen und /? + -Strahlen, bei der Gammaemission entstehen hingegen elektromagnetische Strahlen.

1.2.1. α-Strahlung (Abb. 1.2) Bei der α-Umwandlung wird aus dem Atomkern ein sogenanntes α-Teilchen emittiert, welches aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht. Der Folgekern besitzt somit vier Kernbausteine weniger als der Ausgangskern. Diese Art der Strahlung ist im wesentlichen auf Nuklide höchster Ordnungszahlen beschränkt, sie hat im Rahmen der Radioisotopenmedizin keine Bedeutung.

Masse

l

/

α

// 7f

1

1 Z-2

f h9 h

ß~

/ 1

1 1 ζ Z+1

Abb. 1.2. Änderung von Masse- und Ordnungszahl beim radioaktiven Zerfall Fig. 1.2. Changes in mass and ordinate numbers during radioactive decay

1.2.2. β "-Strahlung (ß-negativ Zerfall) (Abb. 1.2) Bei der β "-Umwandlung wird ein Neutron des Ausgangskernes in ein Proton umgewandelt, was zur Emission eines Elektrons (sogenanntes β "-Teilchen) und

8

1. Grundlagen der Nuklearmedizin

eines Neutrinos führt. Folgende Beziehung ist gegeben: n—>p+ + e~ + v + Bindungsenergie Im Falle der β "-Umwandlung wird der Unterschied in den Bindungsenergien zwischen Ausgangskern und Folgekern in Bewegungsenergie von Elektron und Neutrino umgewandelt, die zur Verfügung stehende Energie wird auf die beiden aufgeteilt. Übernimmt jedoch das Elektron allein die gesamte Bewegungsenergie (die Bewegungsenergie des Neutrinos ist dann 0), so besitzt dasß~-Teilchen die größtmögliche Energie (Maximalenergie). Betateilchen können also mit allen möglichen Energien zwischen 0 und dem für das jeweilige Radioisotop charakteristischen, maximalen Energiebetrag ausgestrahlt werden. Die jeweilige Restenergie wird auf das Neutrino übertragen und geht damit dem Nachweis verloren. Mit dem β "-Zerfall hat sich die Zahl der Protonen im Kern (Kernladungszahl) um 1 erhöht, das neu entstandene Nuklid besitzt also andere chemische Eigenschaften als seine Muttersubstanz. Die Gesamtzahl der Kernbausteine ist hingegen gleich geblieben: ΜΛγ

η

Μ

v

η+1Λ

1.2.3. ß + -Strahlung (^-positiv Zerfall) Im Gegensatz zur /?"-Umwandlung geht bei den Positronenstrahlern im Kern ein Proton in ein Neutron über. Die überschüssige positive Ladung des Protons wird von einem Positron übernommen, das den Kern verläßt. Zusätzlich wird ein Neutrino emittiert. Der Folgekern besitzt eine Ordnungszahl, die um 1 kleiner ist als die des Ausgangskernes, die Massenzahl hat sich jedoch auch hier nicht verändert: M^

Μ y

Das freigewordene Positron hat eine mittlere Lebensdauer von nur 10~ 10 Sekunden. Trifft es auf ein Elektron, so gleichen sich die gegensätzlichen Ladungen aus, und die Massen wandeln sich in elektromagnetische Strahlung um. Diese tritt in Gestalt zweier Gammaquanten mit der charakteristischen Energie von 0,51 MeV auf, die für alle Positronenstrahler gleich ist. Die Gammaquanten verlassen den Ort der „Zerstrahlung" in entgegengesetzter Richtung. Alle Positronenstrahler können somit als Gammastrahlenquelle angesehen werden. Der umgekehrte Prozeß ist die sogenannte ,,Paarbildung". Darunter ist die Umwandlung eines Gammaquants von mindestens 1,02 MeV in ein Elektron und ein Positron zu verstehen.

1.2. Arten der Kernstrahlung

9

1.2.4. K-Einfang (electron-capture) Eine weitere Kernumwandlung, bei der ein Proton in ein Neutron übergeht, wird als sogenannter K-Einfang (electron-capture) bezeichnet. Es wird hier im Gegensatz zu den Positronenstrahlern allerdings kein Teilchen emittiert, sondern aus der K-Schale der Elektronenhülle ein Elektron vom Atomkern eingefangen. Durch diesen Vorgang wird die positive Ladung eines Kernprotons neutralisiert und dieses in ein Neutron umgewandelt. Auch hier wird bei gleichbleibender Massenzahl die Ordnungszahl um 1 vermindert. Μγ n

A

Μ γ η--1

Λ

Der leere Platz in der K-Schale wird durch ein Elektron aus einer der äußeren Elektronenschalen besetzt, wobei die charakteristische K-Strahlung der Emission eines Röntgenquants entsteht.

1.2.5. Gamma-Strahlung Bei den bisher beschriebenen Umwandlungsarten entstehen Kerne eines anderen chemischen Elementes, wobei der Unterschied in den Bindungsenergien von Ausgangs- und Folgekern von den emittierten Teilchen als Bewegungsenergie übernommen wird. Diese Umwandlung kann in einem einzigen Schritt oder über Zwischenstufen erfolgen. Nur bei wenigen Radionukliden übernehmen die emittierten Teilchen die gesamte zur Verfügung stehende Energie, bei den meisten bleibt ein Rest dieser Energie im Folgekern zurück, der sich somit in einem angeregten Zustand befindet. Bei Übergang dieses angeregten Folgekernes in den Grundzustand wird seine überschüssige Energie in Form von Gammaquanten als sogenannte Gammastrahlung nach außen abgegeben. Am Beispiel des Zerfallschemas von 131 J, einem Radioisotop, welches zu den meistverwendeten in der Nuklearmedizin gehört, soll diese Art der Umwandlung über Zwischenstufen veranschaulicht werden (Abb. 1.3). 87,2% sämtlicher Umwandlungen geschehen unter Emission einer ß - -Strahlung von 0,604 MeV. Die auf diese Weise entstandenen angeregten 131 Xe-Kerne besitzen eine Energie von 0,364 MeV. Etwa 93,5% der angeregten 131 Xe-Kerne gehen unter Emission einer Gammastrahlung von 0,364 MeV in den Grundzustand des 131 Xe über. Diese Gamma-Emission wird im Rahmen der nuklearmedizinischen Diagnostik verwendet. Bei den restlichen 6,5% erfolgt der Zerfall über eine Zwischenstufe von 0,08 MeV. Wie aus der Abb. 1.3 ersichtlich ist, gibt es für 1 3 , J noch drei weitere Umwandlungsmöglichkeiten, wobei vor allem die Gamma-Emission mit höherer Energie (0,724 MeV und 0,638 MeV) bei manchen Messungen einen Störfaktor darstellen kann. Die angeregten Zwischenstufen werden als Kernisomere bezeichnet, das angeregte Nuklid als metastabil. Das Spektrum der verschiedenen emittierten Energien ist für das betreffende Isotop charakteristisch.

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1. Grundlagen der Nuklearmedizin

0,724 0,638

0,364

1

93,ί5% 6,5% 0,164 0,080

'Γ f

1

r

1

•

1

r

131

Xe

Abb. 1.3. Zerfallsschema von Jod-131. Fig. 1.3. Decay patterns of iodine

131

1.3. Gesetze des radioaktiven Zerfalls Sind auch die Erscheinungsformen der Kernumwandlung vielfältig, so sind bei bestimmten quantitativen Parametern keine Unterschiede gegeben. Es wird von jedem Radioisotop im gleichen Zeitintervall ein gleichbleibender Prozentsatz der im Präparat vorhandenen Kerne umgewandelt. Dieser Prozentsatz wird als Zerfallskonstante bezeichnet (λ, in %/min). Die Zahl der pro Sekunde umgewandelten Kerne wird als Aktivität des Präparates bezeichnet und ist immer proportional der Zahl der noch nicht umgewandelten Kerne (N). Es ergibt sich somit folgende Beziehung: dN = -λ·Ν, dt wobei dN dt

die Aktivität zum Zeitpunkt t darstellt.

Die Zerfallskonstante (A) ist ein Proportionalitätsfaktor und für jedes Radionuklid spezifisch. Sie gibt an, welcher Anteil an noch vorhandenen Atomkernen pro Sekunde zerfällt. In integrierter Form lautet das Zerfallsgesetz (Zeit-Aktivitätsgesetz): Ν = N 0 · e -/It Zur Berechnung der physikalischen Halbwertszeit (Tp = In 2 · λ *) setzt man

1.3. Gesetze des Radioaktiven Zerfalls

11

daraus folgt ,

In 2

0,693

bzw. _ 0,693

λ Da λ und T p streng miteinander korrelieren, ist es gleichgültig, ob für ein Radiounklid die Zerfallskonstante (/.) oder die physikalische Halbwertszeit (Tp) angegeben wird. Die Zahl der instabilen Kerne nimmt also exponentiell mit der Zeit ab {Abb. 1.4). Will man das Rechnen mit Exponentialfunktionen vermeiden, so kann auch eine semilogarithmische Darstellung verwendet werden. Dabei wird auf der logarithmisch unterteilten Ordinate die Aktivität aufgetragen, auf der linear unterteilten Abszisse die Zeit {Abb. 1.5). Durch Verbinden des Punktes A 0 auf der Ordinate (Aktivität zum Zeitpunkt 0) mit dem Punkt, der durch die physikalische Halbwertszeit des Präparates, also

Minuten

Abb. 1.4. Zeitlicher Abfall der Radioaktivität (lineare Darstellg.) Fig. 1.4. Decline of radioactivity with time (linear presentation)

12

1. Grundlagen der Nuklearmedizin

Zeit

Abb. 1.5. Zeitlicher Abfall der Radioaktivität (semilogarithmische Darstellung) Fig. 1.5. Decline of radioactivity with time (semi-logarithmic presentation)

durch A /2 gegeben ist, kann die jeweilige Aktivität zum Zeitpunkt t (A,) direkt abgelesen werden. Ein in den Organismus eingebrachtes Radiopharmakon unterliegt bestimmten Stoffwechsel- und Ausscheidungsvorgängen, es ist ihm deshalb neben der Radionuklid-spezifischen physikalischen Halbwertszeit (Tp) auch eine bestimmte biologische Halbwertszeit (Tb) zuzuordnen. T b gibt an, in welcher Zeit eine verabreichte Aktivität durch Ausscheidung aus einem Organ (Organsystem) oder aus dem Gesamtorganismus auf die Hälfte abgesunken ist. Physikalische HWZ (Tp) und biologische HWZ (Tb) ergeben gemeinsam die effektive HWZ (Τ««): 7 eff

_ T P ' Tb T p + Tb

Je größer die T p ist, eine desto wichtigere Rolle spielt die Tb. Bei großer T p ist die Teff gleich der Tb.

1.4. Kernstrahlung und Materie

13

1.4. Kernstrahlung und Materie 1.4.1. Absorptionsgesetz Bei der praktischen Anwendung von Nuklidverbindungen im Rahmen der Nuklearmedizin muß die Kernstrahlung immer erst Materie (Körpergewebe) durchdringen, bevor sie meßtechnisch erfaßt werden kann. Diese Wechselwirkung zwischen der Kernstrahlung und den Atomen der Bremssubstanz läßt sich durch folgende Beziehung (Absorptionsgesetz) ausdrücken: I = Ιο ' I I0 d μ

ε_μ ί ι» j'i" *

r··· .ί m-i-«mei««Kes»M»i«nmiiHf ιιι r i » ! •! ι ι i'iitifiitirw»imm.miit;t*ti-imt*i'itiii ί fä ι r i i f i i i i uf tu n iw«mmmmi»miiftismiuwrn

t ι ι ι ι ι im riwti»mmmmi.vnwitititr.in

ιι in nil«I π w flr1.«itw !i»M i: flU ufS I ιIM : i· fH I;M ί liΙiΠ i ΙtΙttΠ i!Ηi!»ί1ΙΙΙf3ΙaΗ 'Irfm U l iH itιI,I Π I ΠΙ IHM IΊ I(Hl! fs Μ i < It Ι Μ Ι Η Μ Ι Ι Ι ί Μ Μ ! IllUMi fll. ' rtfflHIÜIll f| Hfl fi Ii Μ Μ Μ 11 πt tl j IiI} Iιιtι ιπ1ι Iι'ί itI n1 11IIim »m mI111111 t MI υ I I It! It ΜI II ΜΜ 11:1 I Ii ί I IM Μ IMill it I t l l l l I Μ ί IΜ Μ Μ Μ IΜ I I I iΜt! Mi l ! IM il11k'l II>1IIMill I I Iίi1)1 I Iι fι I Μ I I iill| I I* i I t Μ Iί M 1M 11 IIIM lt lIlttl IIM Μ I|t Μ ίI·'I>HIι t ι Mi Μ liIM M M (lift III! iHlllli M M M I M i l M U M H ft! If is M M ι II Ι I II f>ιW IMMI Iu .M MhIH MIM Im Ii ι I : II» 11 urniiii ium IIMillΊ l Μ Κill M IIKimIIm IIm IllilH| M lM •M W Μ 1M Ii M M iti til•In Jf ιI;ιM l I IIII! Μ11ΙΙΜ Μ ' I H M 1 1 I I M l|l'lΜ HΜ ίIti III fIi lΜ IMfll| ί Ι Τ Ι I * I t iiflllllMlMi: M l M l Π t M M l M l K l U l i t M M U M IItΜI I II II I II If IMII f§IIM IM IItfU tm fM lM BH WIM IM l iM 'IH M M»IIMil M U lrH lfM UM M ι'••Mil μII m m h u m « i m m n e i n i M f U i n i M / M niIt Iι .'III I' II I llltllf IUIM |ftIIH fjlfl< IH M1U II II f I Hit 1 1 I •i IIM IIII; ttilllMllliUIMUIIMmiMt Μ ;HI!MH»liW!HI«Ii IIt|m i 8 H UM I IM I ' iMiiiufiiiiitiminimnM μι M M M im iH ittrnnn»i nfMiriwιιιι Urniiniii U HI IIIι 11 ι ι μ Ml M | i u i « i « »i i ti t »t 1 I III ΜU M tlltltllM tlRM MM M{| I Mt!» I II II ,ί IΙ in lM UH*IH HH lliH H lM MlΜ Μ Ml III I Μ II I I I II Mil I M M I Iii Π ' . I M I I U I I I I M I Μ ιιιIiniiiMiminintiM Μ (Μ I IΜ i II1III 1IMI I I i 1IM Ι Μ : I M I * tu lllirti M M Μ II I I II IΜΜI M IM IIIIM IIIM MIM M IM IMIII I III M l Μ I t M M I Μ I M l I Μ M Μ 1 1 Μ Mil; . nun 1 1 ι η ι ιιι ι I ! Ii ΜI· «II IM M M I M I U I ί!»| Ulli I ί I I IΜ II IIUI M M M MMM M Μ IMMl IIUIUil t I ί MMI I I I Μ ι M M M m i i m ι rat ι ι f "I HIIM tM IM III M M M MIMIM I MMι Μ I I i I IΜ MΙIΜ UM IM IM I•·M ;ί·Ί,ΙIMIM Mi lI ΙIIII II I IΜ M l Μ ΐ Ι Ι Μ ί Ι Ι Ι Ι Μ M UH Il IIM mm; IlimiiMilllllM 1M I M M M ' i fI I flM MIIi' M il ! ι IM MM l IIM IfMIU IM MΜ ' 1II: Stllll M M IIII I II I I Μ Η 1 Μ f Μ 1MUI i .M Μ. IM iIIΜ I II ill I I ';I II M ιI Abb. 2.19. Nierenszintigramm - Beckenniere links Fig. 2.19. Renal scintigram - pelvic kidney, left

115

2.3. Topographische Nierendiagnostik

vorhandene, durchgehende Aktivitätsspeicherung erlaubt eine eindeutige Abgrenzung gegenüber Tumorbildungen oder Zystennieren. Eine angeborene Nierenhypoplasie ist durch einen verkleinerten Parenchymbezirk gekennzeichnet, der eine sonst unauffällige Aktivitätsverteilung aufweist. Zur Abgrenzung gegenüber einer sekundär verkleinerten Niere (Schrumpfniere) empfiehlt es sich, zusätzlich eine isotopennephrographische Untersuchung zur Erfassung der Nierenparenchymfunktion durchzuführen. Auch bei Verdacht auf Afunktion oder Aplasie ist die Aufzeichnung eines ING oder, noch besser, eines Sequenzszintigrammes angezeigt, um eine eventuell durch Meßfehler übersehene Restfunktion der Nieren zu erfassen. Von manchen Autoren wird in solchen Fällen die kombinierte Nierenuntersuchung mit Infusionsurographie und Nierenscan empfohlen [58; 141]. Tumore, Zysten und Abszeßbildungen sind durch Speicherdefekte gekennzeichnet. Renale Parenchymdestruktionen mit einem Durchmesser von mehr als 1,5 cm können im Szintigramm nachgewiesen werden, wobei die Ausdehnung der Parenchymdestruktion szintigraphisch oft besser zu erkennen ist als mit Hilfe der i. v. Pyelographie. Kleine Solitärzysten können sich dem Nachweis entziehen. Die Darstellung ist in jedem Fall abhängig vom Auflösungsvermögen des Kollimator-Detektor-Systems, von der Energie des Strahlers und der topographischen Lage der pathologischen Veränderung innerhalb der Niere. Gegenüber soliden Tumoren erscheint die Begrenzung von Zysten im Szintigramm zumeist scharf.

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I U l i I I S l U l i l l i l l l l l i i l . u a 111,11111 I U I U l i I I I 111 1 I i i ! I I I l l l l l l i l I l l l l l U l l I S . l ü t t i l l l r U i ; . , "ItUlKlIllit ,1111,111 I I : I I I I I I I 1 M l I I I i l 1 1 II n u r : l u v I H M 1 1 . I U I , U l l i I I I I ! U 11 111 1 I I I I I I I I I I I I I I u m ,.ΙΙΙΙ, '...Ι. tl'.Hti.!IntitfUUlli l l l l l l i l I I 1 i I 1 1 , 1 1 1 i i i i i i . ι u a M t M M n u w r a I I » ' t u t u t i n i i i i i i i n i t u : . ι ι ι η ι ι ι ι ι ι ι ι ι ι . n u n , . , . .1.111 ι , . ι ι ι i t i i i i u n . i . i m ι , ! i ! I l l l t U l l i ! 11 . i . IUI..1.1:1.;: . .11,1 u i l l t i l l l i u I 11 I I I t l I I I. 1 I i 11 t l l l . l t t t . l l l l t l ! l l t ! l t ü . l t t l ! l l t < ' l l t : ; r .' 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Abb. 2.20. Nierenszintigramm - Zystenniere beidseits Fig. 2.20. Renal scintigramm - cystic kidney, bilateral

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116

2. Nephrologie

Der Grund des Speicherdefektes ist jedoch meist nur gemeinsam mit den klinischen und den Röntgenbefunden zu klären (Abb. 2.20). Charakteristische Szintigramme liegen bei Zystennieren vor. Während röntgenologisch ein Verdacht auf Zystenniere bei Vergrößerung des Organs mit Impressionen im Bereich des Pyelon geäußert wird, finden sich im Nierenscan disseminierte Speicherdefekte verschiedener Größe mit inhomogener Aktivitätsanreicherung neben funktionslosen Arealen. Die Randbezirke des Organs weisen Eindellungen und Unregelmäßigkeiten auf. Der Schweregrad der in jedem Fall vorhandenen Parenchymfunktionsstörung ist mit Hilfe der Szintigraphie besser als mit der Ausscheidungsurographie zu beurteilen. Mit progredienter Niereninsuffizienz wird die Niere vorerst größer, die Konzentrationsfähigkeit für das Radiopharmakon nimmt jedoch ab. Im Finalstadium wird praktisch keine Radioaktivität mehr von der Niere aufgenommen, es findet sich eine hohe Background- und Leber-Aktivität. c) Entzündliche Nierenveränderungen. Entzündungen des Nierenparenchyms stellen das Hauptkontingent der Nierenerkrankungen dar [88]. Die Methode der Nierenszintigraphie kann jedoch zumeist nur beschränkt zur Diagnose einer entzündlichen Nierenerkrankung beitragen. Funktionsstörungen der Niere bei chronischer Nephritis, gleich welcher Ursache, sind durch ungleichmäßiges Aktivitätsverteilungsmuster über der Niere gekennzeichnet. Die Speicherfunktion des Nierenparenchyms wird bei zunehmender Einschränkung der Nierenfunktion vermindert. Schrumpfnieren sind zumeist kenntlich am verkleinerten Parenchymareal mit herabgesetztem Speichervermögen. Ist die Funktion der Schrumpfniere hochgradig eingeschränkt, so kann sie oftmals infusionsurogra-

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Abb. 2.21. Nierenszintigramm - Parenchymschaden beidseits, rechte Niere: am caudalen Pol Verdacht auf Tumorbildung Fig. 2.21. Renal scintigram, bilateral parenchymal damage. Right kidney: at caudal pole, suspected tumor formation

117

2.3. Topographische Nierendiagnostik

phisch nicht mehr erfaßt werden. Dagegen sind im Szintigramm oft noch speichernde Parenchymreste nachzuweisen [111] (Abb. 2.21, 2.22).

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