skelettszintigraphie · • patella instabilität 2006 innenrotation > 5° führt zu...
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SKELETTSZINTIGRAPHIE
BEI ORTHOPÄDISCHEN FRAGESTELLUNGEN
Dr. H. Rasch
Dept. Radiologie & Nuklearmedizin
SVMTRA Brainfood, Zürich
Schedule
Generelle Betrachtungen• Lohnt sich Orthopädie für Nuklearmediziner?
• Was interessiert den Orthopäden
• Was sehen wir? Vgl. MRT/Szinti
• Biomechanik – Notwendig?
• Software
Fallbeispiele• TVOT
• Prothetik
• Foot&ankle
• Frakturen
Infekte• Vorbemerkungen
• Fallbeispiele
• PET
Zusammenfassung
Lohnt sich Orthopädie für die Nuklearmedizin?
Bsp. Prothetik
Demographie
Schweiz THA /20000/a TKA /16000/a
Deutschland THA 210000/a TKA /169000 /a
+18% seit 2013*
Patientenanspruch
20-30% nach Ersteingriff unzufrieden
Sport
immer jünger
MRT
Metallartefakte Problem, WAR
Hohe Kosten bei Revisionsoperationen
Onkologie ad PET/PET-CT
Was würde der Orthopäde gerne wissen...
.... ALLES!
Diagnose – ein Puzzle
Multifaktorielle Problematik
Behandlung sollte ALLE Ursachen berücksichtigen
Anamnese Bildgebung
KlinikBiomechanik
SPECT-CT
• Tracer: 99m-Tc markiertes Bi-Phosphonat
• Chemabsorption – Bindung an Hydroxyapatit
• regionale Perfusion
• Osteoid
• Osteoblastische Aktivität• Mechanorezeptoren
• Reaktion auf Biomechanik
• Szintigraphie = „Bild der Osteoblastenaktivität“
• Problem Osteolysen/Granulome! – CT essentiell
SPECT-CT
Was sehen Wir? Biology!
Frage – wieviel CT braucht es?
Bone bruise
Szintigraphie
• Korrelation mit Schmerz
• SPECT-CT besserer Prediktor als MRI
Buck FM, Hoffmann A, Hofer B, Pfirrmann CW, Allgayer B.
Chronic medial knee pain without history of prior trauma: correlation of pain at rest and during exercise using bone
scintigraphy and MR imaging.
Skeletal radiology. 2009 Apr;38(4):339-47
Loading history of the Joint
Mechanischer Overload
Hirschmann, Michael T, Stephan Schön, Faik K Afifi, Felix Amsler, Helmut Rasch, Niklaus F Friederich, and Markus P
Arnold.
"Assessment of Loading History of Compartments in the Knee Using Bone SPECT/CT: A Study Combining Alignment
and 99mTc-HDP Tracer Uptake/distribution Patterns."
J Orthop Res 31, no. 2 (2013): 268-74
SPECT-CT
Blick auf Biologie
Szintigraphie
• Schmerz Korrelation
• Besserer Prediktor für Schmerzen
Buck FM, Hoffmann A, Hofer B, Pfirrmann CW, Allgayer B.
Chronic medial knee pain without history of prior trauma: correlation of pain at rest and during exercise using bone
scintigraphy and MR imaging.
Skeletal radiology. 2009 Apr;38(4):339-47
SPECT-CT
Bone bruise = Uptake?
✸
Hirschmann MT, Schön S, Afifi FK, Amsler F, Rasch H, Friederich NF, Arnold MP. Assessment of loading history of
compartments in the knee using bone SPECT/CT: A study combining alignment and 99m Tc-HDP tracer
uptake/distribution patterns. J Orthop Res 2012, Aug 8.
SPECT-CT
Biologie sichtbar gemacht: Belastungs - Historie
B
I
O
L
O
G
Y
Biomechanik!
SPECT-CT
Getting the whole picture: Biologie und Biomechanik
1998
Malrotation führt zu patello-femoralen Komplikationen.
• Steifheit
• Knieschmerz
• Patella Instabilität
2006
Innenrotation > 5° führt zu patello-femoralen Komplikationen
• Abnormales Patella tracking
• PE Abrieb erhöht
• Anteriorer Knieschmerz
2011
Besserer Outcome nach Korrektur einer Malrotation (TKA)
• bessere Evaluations Scores
• besserer Bewegungsumfang (ROM)
2013
2D Rotationsmessung mit CT:
• Probleme bei inter- and Intraobserver Reliability
• „This raises concern about whether CT scan is
diagnostic in the assessment of component
malrotation after TKA“
SPECT-CT
Biomechanik: ein neues Software Tool
ICC
intraobserver
ICC
interobserver
Femoral
Varus -Valgus 0,99 0,99
Flexion-extension 0,97 0,99
Internal-external
rotation
0,92 0,85
Tibial
Varus-Valgus 0,98 0,98
Slope 0,99 0,99
Internal-external
rotation
0,95 0,93
Hirschmann MT, Iranpour F, Konala P, Kerner A, Rasch H, Cobb JP, et al. A novel standardized algorithm for evaluating
patients with painful total knee arthroplasty using combined single photon emission tomography and conventional
computerized tomography. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2010;18(7):939-44.
Ergänzende Module für UKR, ACL, FOOT&ANKLE
SPECT-CT
Biomechanik: ein neues Software Tool
Knie• TKR Routine
• UKR Routine
• ACL Prototyp
• TVOT Routine
Hüfte• TKR Routine
• Osteotomies planned
Fuss• Osteotomies ( Calcaneus ) planned
• Prosthesis planned
DAS ZIELBiomechanik: ein neues Software Tool
ZUKUNFT:
• Kombination mit Quantifizierung der
SPECT
Überlastungen
Überlastungen
Varus Malalignment
vor nach vor nach
Mucha, Armin, Milos Dordevic, Anna Hirschmann, Helmut Rasch, Felix Amsler,
Markus P Arnold, and Michael T Hirschmann.
"Effect of High Tibial Osteotomy on Joint Loading in Symptomatic Patients with Varus
Aligned Knees: A Study Using SPECT/CT."
Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy : official journal of the ESSKA (2014)doi:10.1007/s00167-014-3053-y.
Überlastungen
Korrektur korrekt?
Überlastungen
Lockerung? Infekt?
Überlastungen
Varusstress nach Knieprothese
Überlastungen
Patellaschmerz - Ursache
6° InnenRot 2° ant. slope
Überlastungen
Anteriorer Knieschmerz; Z.n. Osteosynthese einer periprothetischen
Fraktur
Überlastungen
Patella Impingment nach Osteosynthese bei perprothetischer Fraktur
2. Hüftprothetik
• F, 72 Jahre
• THR rechts 1998
• THR links1990
• Revision links 2008
• 10/2012 Kontrolle:
• Trauma vor 3 Wochen
• Kein Ruheschmerz, Schmerzen beim Laufen
• Klinisch: V.a. Lockerung
Prothesenlockerung?
Prothesenlockerung?
Prothesenlockerung?Nur Lockerung?
Prothesenlockerung?Nur Lockerung?
Prothesenlockerung?Lockerung bds.?
Prothesenlockerung?Lockerung bds.?
Fixation Lockerung
Hüftprothetik
Kein Uptake - Alles OK?
• HTP rechts 1999
• Schmerzen nach dem Aufstehen
• Druckschmerz in der Leiste
• Iliopsoasschmerz
HüftprothetikKein periprothetischer Uptake - alles OK?
HüftprothetikKein periprothetischer Uptake - Alles OK?
KnieprothetikSchlitten- /Totalprothesen
Knieprothetikschmerzhafte Schlittenprthese
Knieprothetikschmerzhafte UKR – wo ist die Pathologie?
Knieprothetikschmerzhafte UKR – Schmerzfokus?
KnieprothetikUNKLARER TIBIASCHMERZ
m, 59 Jahre
Z.n. Tibiakopffraktur
Z.n. Knieprothese bei sekundärer Gonarthrose
Klinik: fokaler Schmerz proximales Tibiadrittel
KnieprothetikUNKLARER TIBIASCHMERZ
KnieprothetikUNKLARER TIBIASCHMERZ
End of Stem Pain
KnieprothetikUNKLARER TIBIASCHMERZ
Klin. Verdacht bestätigt
• m, 82 J.
• TKR 17.02.2011; Flexion eingeschränkt;
• Indikation für Arthrolyse 11.11.2012 und Wiederholung am 19.03.2011.
• Keine signifikante Verbesserung der Klinik
• Indikation zum SPECT CT
• Nach SPECT CT Entscheid zum Patella Resurfacing.
KnieprothetikManchmal ist man „betriebsblind“
KnieprothetikManchmal ist man „betriebsblind“
KnieprothetikManchmal ist man „betriebsblind“
KnieprothetikManchmal ist man „betriebsblind“
Inlay 180° gedreht
KnieprothetikManchmal ist man „betriebsblind“
KnieprothetikManchmal ist man „betriebsblind“
1.d post OP Verlauf
Fuss/Sprungelenk
FUSS/SPRUNGGELENKw, 45 y. 2004 Trimalleolarfraktur; 2006 Arthrodese; Schmerzen am Rückfuss
Arthrosen? Arthrodese? Durchbauung? Infektion?
3-Phasen Szintigramm
FUSS/SPRUNGGELENK
SPECT-CT
FUSS/SPRUNGGELENK
FRAKTUREN
Frakturen
51
Pseudarthrose?
Durchbauung?
Frakturen
52
Infektionen
Tracer für Infekt Diagnostik
Single Tracer Sensitivity/Specifity
99m-Tc-Antibodies / -fragment 57-100% / 65-100% (Graute 2010)
99m-Tc-WBC 92%, high (Weon 2000)
111-In-WBC 87-95% / 94% (VanDerBruggen 2010)
FDG 92% / 97% ( Chacko 2002)
100% / 43%
67-Ga-citrat 73% / 61% ( VanDerBruggen 2010)
99m-Tc-sulfur colloid
99m-Tc-Antimicrobial peptids
99m-Tc-Antibiotics
Radiolabelled vitamins (Biotin)
Radiolabelled Bacteriophages
FDG-WBC
Richter WS, Ivancevic V, Meller J, et al. 99mTc-besilesomab (Scintimun) in peripheral osteomyelitis: comparison with 99mTc-labelled white blood cells. EurJ Nucl Med Mol Imaging. 2011;38:899–910.
Multcenterstudie , 11 KlinikenPeriphere Osteomyelitis
Besilesomab Sens. 75%/Spez.72%WBC Sens. 59%/Spez.80%
Vorfuss InfektV.a. Osteomyelitis Vorfuss
Problem:
amputierter Patient, Diabetiker
MRT Befund Signalerhöhung gesamtes Os Metatarsale III
Konsequenz:
Amputation eventuell Chopart = neue prothetische Versorgung
Infektpseudarthrose
Infektpseudarthrose
Weichteilinfekt Fuss
Infekt nach Arthrodese OSG
Mann, 50 y.
2009 Arthrodese distales tibio-fibular Gelenk
Hämatom mit Infektion von Staph. aureus
2011 Materialentfernung
11/2012 medial closed Tibia- and Fibula Osteotomie
12/2012 Staph. aureus Nachweis
Infektausdehnung? Weicht- und/oder Knochenbefall?
Infekt nach Arthrodese OSG
Infekt nach Arthrodese OSG
TKR Infekt
schmerzhafteTKR
Prosthesis infection
09.01.2013 Präsentationstitel: Einfügen > Kopf- und Fusszeile 63
BENEFIT OF SPECT-CT
Sens. Spec. PPV NPV
planar 66 60 40 81
SPECT 89 45 40 91
SPECT-CT 89 73 57 94
Graute V, Feist M, Lehner S, Haug A, Müller PE, Bartenstein P, Hacker M. Detection of low-grade prosthetic joint
infections using 99mtc-antigranulocyte SPECT/CT: Initial clinical results.
Eur J Nucl Med Mol Imaging 2010, Aug;37(9):1751-9.cds
Ähnliche Ergebnisse:
Schillaci O, Danieli R, Manni C, Simonetti G. SPECT/CT with a hybrid camera useful to improve scintigraphic
imaging interpreta- tion? Nucl Med Commun 2004;25:705–10. doi:00006231- 200407000-00012 [pii].
Townsend DW, Cherry SR. Combining anatomy and function: the path to true image fusion. Eur Radiol
2001;11:1968–74. doi:10.1007/s003300101007.
Horger M, Eschmann SM, Pfannenberg C, Storek D, Dammann F, Vonthein R, et al. The value of SPET/CT in
chronic osteomyelitis. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2003;30:1665–73.
SPECT-CT bei ProtheseninfektLITERATURDATEN – VORTEILE SPECT-CT
• 23% Beitrag zur Diagnose (Graute 2010)
• 36-53% Benefit Managment (Klaeser 2008; Djekidel 2011)
• 35,7% Beitrag zur Diagnose (Fillipi 2006)
• 27,5% Änderung der Diagnose (Horger 2003)
• - 30% Änderung der Diagnose (Linke 2010; Romer 2006)
• Genau anatomische Lokalisation – genaue OP Plannung
• Höhere Spezifität und höherer PPV
FDG – PET bei orthopädischen InfektenLITERATURDATEN HETEROGEN
Autor Pathologie Sens. / Spez. /Acc
Manthey 2014 Protheseninfekt 82% / 87%
Familiari 2011 Diabetischer Fuss 43% / 67% / 54%
Kagna 2012 Diabetischer Fuss 100% / 93% / 96%
Chen 2010 THA 100% / 50 – 87%
Schiesser 2003 Implantatinfekt (Trauma) 100% / 93%
Chako 2002 THA 91,7% / 96,6%
Stumpe 2000 Knocheninfekt 100% / 83% / 99%
Sensitivität exzellent
Problem Spezifität
Haben wir den optimalen Tracer?
FDG – PET bei orthopädischen InfektenNEUE TRACER
68Ga-Pentixafor PET/CT Imaging of Chemokine Receptor CXCR4 in Chronic Infection of the Bone: First InsightsCaroline Bouter1, Birgit Meller1, Carsten O. Sahlmann1, Wieland Staab2, Hans J. Wester3, Saskia Kropf4, and Johannes Meller1
1Department of Nuclear Medicine, Georg-August-University Gottingen, Gottingen, Germany; 2Department of Radiology, Georg-August-University Gottingen, Gottingen, Germany; 3Pharmaceutical Radiochemistry, Technical University of Munich, Garching, Germany; and 4SCINTOMICS GmbH, Fuerstenfeldbruck, GermanyJ Nucl Med 2018; 59:320–326 DOI: 10.2967/jnumed.117.193854
Richter WS, Ivancevic V, Meller J, et al. 99mTc-besilesomab (Scintimun) in peripheral osteomyelitis: comparison with 99mTc-labelled white blood cells. EurJ Nucl Med Mol Imaging. 2011;38:899–910.
Multcenterstudie , 11 KlinikenPeriphere Osteomyelitis
Besilesomab Sens. 75%/Spez.72%WBC Sens. 59%/Spez.80%
Fragen
WBC für orthopädische Infekte gut?
akuter Infekt= chronischer Infekt ?
Wirbelsäule
Wirbelsäule
HWS Schmerzen
PATIENTIN MIT SCHMERZEN CERVIKAL RECHTS
MRI BEFUND
UNKLAR DD: MYOSITIS OSSIFICANS
Wirbelsäule
HWS Schmerzen
Wirbelsäule
HWS Schmerzen
Wirbelsäule
71
Lumbale Schmerzen
72
WirbelsäuleLumbale Schmerzen
Zusammenfassung
Knochenszintigraphie heute überwiegend SPECT-CT
SPECT CT ideales Ortho Tool (One Stop Shop):
• Kombination Metabolismus und Anatomie
o Erhöhung der Spezifität
o Visualisierung der Knochenbiologie in 3D
• Auch bei Implantaten anwendbar – teilweise Problem für MRT
• Überlegen Darstellung des kortikalen Knochens (Knochenqualität)
• derzeit beste Methode zur Prothesenbeurteilung
• Wichtige Zusatzinformation aus 3-D Messungen möglich
o Prothesen Malposition
o Achsenverhältnisse
• Erleichterte SPECT Befundung - Spezifität!