Technetium-99m-Diphosphonat-Knochenscanning

Tc-99m-Methylendiphosphonat (MDP)-Knochenscans sind in der Regel 24 Stunden nach einer akuten Infektion positiv und zeigen 1-2 Stunden nach der Injektion einen gut definierten Fokus der Traceraktivität. Dieser Befund korreliert mit dem Radiotracer im selben Bereich auf dynamischen Scans (siehe die Bilder unten).

Osteomyelitis, chronisch. Die Röntgenaufnahmen des Fußes eines 52-jährigen Diabetikers mit Symptomen zeigen keine Knochenanomalien. (Siehe auch die nächsten 2 Bilder.)

Osteomyelitis, chronisch. Röntgenaufnahmen des Fußes desselben Patienten, die 2 Wochen später angefertigt wurden, zeigen einen fleckigen Verlust der Knochendichte im distalen vierten Mittelfußknochen.

Osteomyelitis, chronisch. Dreiphasige Technetium-99m-Diphosphonat-Knochenscans desselben Patienten wie in den beiden vorangegangenen Bildern zeigen eine erhöhte Aktivität im dritten und vierten Mittelfußknochen und in der dritten Zehe.

Osteomyelitis, chronisch. Indium-111-markierte WBC-Scans zeigen eine infizierte rechte Knieprothese.

Die Knochenszintigraphie kann eine fokale Aufnahme an der betroffenen Stelle zeigen. Die Osteomyelitis kann multifokal sein, und die Knochenszintigraphie ist besonders wertvoll bei der Suche nach anderen Infektionsherden.

MDP-Scans sind bei den meisten Patienten mit subakuter und chronischer Osteomyelitis positiv. Erhöhte fokale Aktivität kann bei steriler Erkrankung bis zu 2 Jahre nach erfolgreicher Therapie fortbestehen. (Siehe die Bilder unten.)

Osteomyelitis, chronisch. Ein 20-jähriger Patient unterzog sich einer intramedullären Nagelung einer Tibiafraktur, 2 Jahre bevor er sich mit einem schmerzhaften Bein vorstellte. Die Röntgenaufnahmen zeigen keinen Hinweis auf eine Osteomyelitis. (Siehe auch die nächsten 5 Bilder.)

Osteomyelitis, chronisch. Drei-Phasen-Technetium-99m-Diphosphonat-Knochenscans bei demselben Patienten wie auf dem vorherigen Bild und auf den nächsten 4 Bildern zeigen Veränderungen, die auf eine Osteomyelitis hindeuten.

Osteomyelitis, chronisch. Dieser 69-jährige Mann stellte sich mit epigastrischen Schmerzen vor. Das Röntgenbild der Lendenwirbelsäule zeigt Veränderungen der Osteoarthritis (siehe auch die nächsten 3 Bilder).

Osteomyelitis, chronisch. Axiale CT-Aufnahmen zeigen eine Zerstörung von L1. Man beachte die Luft im Weichteilgewebe.

Osteomyelitis, chronisch. Technetium-99m-Diphosphonat-Knochenscan bei demselben Patienten wie auf dem vorigen Bild und dem nächsten Bild zeigt eine erhöhte Aktivität in der oberen Lendenwirbelsäule.

Osteomyelitis, chronisch. T1- und T2-gewichtete sagittale MRTs zeigen ein Knochenmarködem in L1 und eine Verödung des Bandscheibenraums zwischen L1 und L2. (Siehe auch die vorherigen 5 Bilder.)

MDP-Scans sind hochempfindlich, und der gesamte Körper kann mit einer relativ geringen Ganzkörper-Strahlendosis abgebildet werden. Die Empfindlichkeit der MDP liegt nach unterschiedlichen Angaben im Bereich von 32 bis 100 %, aber die Gesamtempfindlichkeit beträgt bei Erwachsenen mehr als 90 %, wenn keine komplizierenden Faktoren vorliegen. Die Sensitivität ist bei früheren Studien, bei Neugeborenen und bei älteren Menschen mit Osteoporose, schweren peripheren Gefäßerkrankungen und metabolischen Knochenerkrankungen geringer. Die Spezifität wird unterschiedlich angegeben und liegt zwischen 0 und 100 %.

Die Empfindlichkeit von MDP-Scans kann durch die Verwendung eines 3-Phasen-Knochenscans verbessert werden. Auf solchen Scans ist die fokale Aktivität in der Regel mit einer leichten, diffus erhöhten, regionalen Aktivität distal vom Ort der Osteomyelitis verbunden. Gelegentlich werden photonendefiziente (kalte) Defekte beobachtet.

Gallium-67-Scanning

Zu den Mechanismen der 67Ga-Citrat-Aufnahme gehören die folgenden: (1) direkte Leukozyten- und Bakterienaufnahme, (2) Lactoferrin- und Transferbindung, (3) erhöhte Vaskularität und (4) erhöhter Knochenumsatz.

Kriterien für einen positiven Gallium-Scan sind eine Aufnahme, die die des Knochenscans übersteigt, und/oder eine Aufnahme, die sich in der Verteilung von der des Knochenscans unterscheidet.

Johnson et al. untersuchten 22 diabetische Patienten mit Osteomyelitis anhand von Gallium-Scans. Die Ergebnisse ergaben eine Sensitivität von 100%, eine Spezifität von 40% und eine Genauigkeit von 73%. In der Literaturübersicht von Schauwecker lag die Sensitivität bei 81 % und die Spezifität bei 69 %.

Gallium-Scans haben sich bei der Überwachung der Behandlung bewährt.

Wenn Patienten mit Verdacht auf akute Osteomyelitis derzeit unbehandelt sind und 99mTc-Diphosphonat- und Gallium-Scans übereinstimmende Muster zeigen, werden die Scans wie folgt interpretiert: Ist die 99mTc-Diphosphonat-Aufnahme geringer als die Gallium-Aufnahme, wird eine Infektion vermutet. Ist die Aufnahme von9 9mTc-Diphosphonat größer als die von Gallium, liegt ein reaktiver Knochen vor. Wenn die 99mTc-Diphosphonat- und die Gallium-Aufnahme nicht übereinstimmen und die Aufnahme wirklich im Knochen stattfindet, ist die wahrscheinliche Diagnose Osteomyelitis.

Die Sensitivität und Spezifität liegen bei 22-100 % bzw. 0-100 %.67Ga-Scans sind spezifischer als MDP-Scans und liefern relativ gute Bilder.67Ga ist ein besseres Bildgebungsmittel bei chronischer Osteomyelitis; es eignet sich besonders gut zur Darstellung von Pilzinfektionen. Auch zum Nachweis von Wirbelosteomyelitis scheint es besser geeignet als WBC. Die Hauptnachteile sind die längere Bildgebungszeit (72 Stunden), die höhere Strahlendosis und die Tatsache, dass es für die Verwendung bei pädiatrischen Patienten ungeeignet ist.

Indium-111-WBC

In-111-WBC-Scans können bis zu 7 Stunden lang eine normale Lungenaktivität zeigen. Nach 24 Stunden ist die Aktivität in der Milz höher als in der Leber und im Knochenmark. Die Aufnahme ist sowohl bei akuter als auch bei chronischer Osteomyelitis erhöht. Gelegentliche Erkältungen (bis zu 12 %) können in Bereichen mit viel rotem Knochenmark auftreten, wo die Aufnahme im Knochenmark größer ist als in der entzündeten Stelle.

In-111-markierte Leukozyten sind im Allgemeinen spezifischer als MDP oder67Ga und ermöglichen eine schnellere Bildgebung als67Ga-Scans. Die Sensitivität liegt bei 83 % und die Spezifität bei 94 %. Eine vorangegangene Antibiotika- oder Steroidtherapie hat keinen Einfluss auf die Empfindlichkeit. Zu den Nachteilen gehören der Bedarf an 50 ml Blut für die Markierung, die komplizierte Formulierung und die höhere Strahlendosis. Daher ist die 111In-Technik für pädiatrische Patienten nicht geeignet. Außerdem sind die Bilder relativ schlecht und es kann wegen der niedrigen Dosis bis zu 24 Stunden dauern, bis sie aufgenommen werden.

Tc-Hexamethylenpropylenaminoxim

Das Scannen mit Tc-99m-Hexamethylenpropylenaminoxim (HMPAO) ähnelt dem 111In-Scannen, allerdings kann in anderen Organen eine höhere Aktivität festgestellt werden. Die Hauptvorteile des 99mTc-HMPAO-Scannens von Leukozyten sind die schnellere Bildgebung, die geringere Strahlendosis und die Verwendung von Photonen mit niedrigerer Energie für bessere Bilder. Bei Bedarf können auch Einzelphotonen-Emissions-CT (SPECT)-Bilder erstellt werden. Zu den Nachteilen gehören die Notwendigkeit eines Aderlasses, eine komplizierte Beschriftung und ein „schmutzigeres“ Bild. Die Sensitivität und Spezifität liegen bei 95 % bzw. 85 %.

2-Fluor-2-Desoxy-D-Glucose-Positronenemissionstomographie

FDG ist ein unspezifischer Tracer, der sich an Infektions- und Entzündungsherden anreichert. Die FDG-PET-Bildgebung spielt eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Patienten mit Verdacht auf Infektionen und Entzündungen. Die PET hat sich bei der Diagnose von chronischer Osteomyelitis, infizierten Prothesen und Fieber unbekannter Ursache bewährt. Da die PET in der Lage ist, die FDG-Aufnahmerate zu quantifizieren, kann sie sich als leistungsfähige Methode zur Überwachung der Krankheitsaktivität und des Ansprechens auf die Therapie erweisen. Somit könnte die Erkennung und Charakterisierung von Infektionen und Entzündungen zu einer wichtigen klinischen Indikation in der täglichen Praxis der PET-Bildgebung werden.

Meller und Mitarbeiter verglichen prospektiv 111In-markierte Leukozyten und 2-Fluor-2-Desoxy-D-Glukose (FDG) unter Verwendung einer Koinzidenz-Doppelkopfkamera und stellten fest, dass die FDG-DHCC-Bildgebung der 11In-Leukozyten-Szintigrafie bei der Diagnose einer chronischen Osteomyelitis im Zentralskelett überlegen war. Bei der diagnostischen Aufarbeitung wurde in 11 oder 36 Regionen mit Verdacht auf eine Skelettinfektion eine chronische Osteomyelitis nachgewiesen und in 25 Regionen wurde sie anschließend ausgeschlossen. Darüber hinaus lag bei 5 Patienten eine Weichteilinfektion und bei 3 Patienten eine septische Arthritis vor. Bei 28 Patienten waren die 111In-WBK-Ergebnisse in 2 von 11 Regionen mit nachgewiesener chronischer Osteomyelitis wahr-positiv; in 21 von 23 Regionen ohne weiteren Nachweis einer chronischen Osteomyelitis waren die Ergebnisse wahr-negativ. Falsch-positive Ergebnisse traten in 2 Regionen auf, und falsch-negative Ergebnisse traten in 9 Regionen mit Verdacht auf chronische Osteomyelitis auf.

Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die Methode daher als die Methode der Wahl für diese Indikation angesehen werden sollte. Dies scheint auch für periphere Läsionen zu gelten, aber in dieser Serie war die Zahl der Fälle mit nachgewiesener Infektion zu gering, um eine endgültige Schlussfolgerung zuzulassen.

Nach einer Untersuchung der Anwendung nuklearmedizinischer Techniken bei Kindern mit peripherer Knochenosteomyelitis kamen Signore et al. zu dem Schluss, dass diese Techniken den Vorteil haben, den gesamten Körper in einer Sitzung zu untersuchen, um eine multifokale Beteiligung festzustellen.

Zhuang und Mitarbeiter untersuchten 22 Patienten mit möglicher Osteomyelitis (5 Fälle mit Beteiligung des Schienbeins, 5 mit Beteiligung der Wirbelsäule, 4 mit Beteiligung des proximalen Oberschenkels, 4 mit Beteiligung des Beckens, 2 mit Beteiligung des Oberkiefers und 2 mit Beteiligung der Füße), die sich einer FDG-PET-Untersuchung unterzogen und bei denen operative oder klinische Folgedaten vorlagen; die FDG-PET stellte bei 20 von 22 Patienten das Vorhandensein oder Fehlen einer chronischen Osteomyelitis korrekt dar. FDG-PET führte bei allen 6 Patienten mit chronischer Osteomyelitis zu einer korrekten Identifizierung, lieferte aber 2 falsch-positive Ergebnisse.

In der Studie von Zhuang et al. wurde die endgültige Diagnose bei der chirurgischen Exploration oder der klinischen Nachuntersuchung über einen Zeitraum von einem Jahr gestellt. Sechs Patienten hatten eine chronische Osteomyelitis, und 16 hatten keine Osteomyelitis. Diese Studie hatte eine Sensitivität von 100 %, eine Spezifität von 87,5 % und eine Genauigkeit von 90,9 %. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die FDG-PET ein hochwirksames bildgebendes Verfahren zum Ausschluss einer Osteomyelitis ist, wenn ein negativer Scan erhalten wird. Positive Ergebnisse werden jedoch nicht nur durch Osteomyelitis verursacht, sondern auch durch Entzündungen des Knochens oder der umliegenden Weichteile, die auf andere Ursachen zurückzuführen sind. Insgesamt könnte sich die FDG-PET als die bevorzugte Untersuchung bei der Behandlung von Patienten mit möglicher chronischer Osteomyelitis erweisen.

Bouter und sein Team untersuchten die Rolle des Chemokinrezeptors CXCR4 als Ziel bei der Bildgebung von Infektions- und Entzündungskrankheiten. Sie verglichen die Ergebnisse der 68Ga-Pentixafor-PET/CT mit histologischen und bakteriologischen Befunden sowie mit Knochenszintigraphie, Szintigraphie der weißen Blutkörperchen und 18F-FDG-PET/CT. Sie kamen zu dem Schluss, dass 68Ga-Pentixafor-PET/CT für die Diagnose von chronischen Infektionen des Skeletts geeignet ist.

Leukozyten- und Knochenmarksszintigraphie

Palestro und Mitarbeiter untersuchten die Rolle der kombinierten Leukozyten- und Knochenmarksszintigraphie bei der Beurteilung von radiographisch bestätigten neuropathischen oder Charcot-Gelenken bei 17 Patienten. Untersuchungen, die eine markierte Leukozytenansammlung ohne entsprechende Aktivität auf den Knochenmarkbildern zeigten, wurden als positiv für Osteomyelitis eingestuft. Bei sechs Patienten wurde auch eine 3-Phasen-Knochenszintigraphie durchgeführt. Knochenszintigraphien wurden als positiv für Osteomyelitis interpretiert, wenn fokale Hyperperfusion, fokale Hyperämie und fokale Knochenaufnahme auf verzögerten Bildern vorhanden waren.

Knochenbilder wurden auch mit markierten Leukozytenbildern interpretiert, wobei 2 Kriterien für eine positive Untersuchung verwendet wurden. Ein Kriterium war eine markierte Leukozytenaktivität in einer Region, die auf dem Knochenscan eine abnorme Aktivität aufwies, die intensiver war als die benachbarte Knochenmarkaktivität oder die Knochenmarkaktivität in der entsprechenden Region des kontralateralen Fußes. Das zweite Kriterium war entweder eine räumlich inkongruente Verteilung der beiden Tracer oder eine hyperintense Aktivität in der Leukozytenuntersuchung im Vergleich zum Knochenscan.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Leukozyten- und Knochenmarkuntersuchungen in 4 von 20 neuropathischen Gelenken positiv für Osteomyelitis waren. In 3 Gelenken lag eine Osteomyelitis vor, während sich die Infektion im vierten Gelenk auf die darüber liegenden Weichteile beschränkte. Keines der 16 neuropathischen Gelenke mit negativen Leukozyten- und Knochenmark-Scans war infiziert. Bei einem Patienten, der sich einer Unterschenkelamputation unterzog, bestätigte die histologische Analyse hämatopoetisch aktives Knochenmark, was den Bereichen mit kongruenter Aktivität auf den Leukozyten- und Knochenmarkbildern entsprach.

Die Dreiphasen-Knochenszintigraphie war in allen 6 untersuchten neuropathischen Gelenken positiv; Osteomyelitis lag in 2 Gelenken vor. Beim ersten Kriterium war die Leukozyten- und Knochenbildgebung ebenfalls in allen 6 Gelenken positiv. Bei Anwendung des zweiten Kriteriums war die Leukozyten- und Knochenbildgebung in den 2 infizierten neuropathischen Gelenken sowie in 3 nicht infizierten Gelenken positiv. Die Leukozyten- und Knochenmarksszintigraphie war in beiden infizierten Gelenken positiv; in den 4 nicht infizierten Gelenken war sie negativ.

Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass eine Anhäufung von markierten Leukozyten im nicht infizierten Charcot-Gelenk tatsächlich auftritt und zumindest teilweise mit hämatopoetisch aktivem Knochenmark zusammenhängt. Sie stellten fest, dass die Leukozyten- und Knochenmarksszintigraphie ein zuverlässiges Mittel ist, um zwischen Knochenmark und Infektion als Ursache für die Anhäufung von markierten Leukozyten im neuropathischen Gelenk zu unterscheiden. In ihrer Serie war die Kombination von Leukozytenszintigraphie und Knochenszintigraphie sowohl der 3-Phasen-Knochenszintigraphie als auch der Leukozytenszintigraphie überlegen.

Lichtenstein und Mitarbeiter untersuchten 32 Patienten mit Frakturen der Gliedmaßen 15-30 Minuten nach einer Injektion von 99mTc-Schwefelkolloid. Bei 17 von 19 Patienten, bei denen eine Osteomyelitis verschiedene Frakturen überlagerte, wurde eine signifikante Aufnahme von Schwefelkolloid an den Frakturstellen festgestellt. Die Sensitivität des Tests betrug 89,5 %. In 12 von 13 Fällen, in denen keine Osteomyelitis vorlag, war der Schwefelkolloid-Scan negativ, was eine Spezifität von 92,3 % ergab. Daher kann der 99mTc-Schwefelkolloid-Scan eine erfolgreiche Methode zum Nachweis einer Osteomyelitis als Komplikation einer Gliedmaßenfraktur sein.

Richter et al. fanden heraus, dass die Bildgebung mit dem IgG-Antikörper Besilesomab (Scintimun) bei der Diagnose peripherer Knocheninfektionen genau, wirksam und sicher ist und vergleichbare Informationen liefert wie (99m)Tc-HMPAO-markierte WBKs.

Befunde bei chronisch rezidivierender Osteomyelitis

Knochenscans können noch bis zu 2 Jahre nach der Behandlung positiv sein. 111In WBC-Scans sind nicht ideal, da mononukleäre Zellen überwiegen. Obwohl die Empfindlichkeit des 111In-WBK-Scannings bei einer akuten Infektion im Bereich von 100 % liegt, sinkt die Empfindlichkeit bei einer chronischen Erkrankung auf 73 %. Das 67Ga-Scanning ist wahrscheinlich empfindlicher; mit dieser Methode kehrt die Aktivität nach einer wirksamen Behandlung auf den Normalwert zurück.

Befunde bei infizierten Hüft- und Knieprothesen

Das klinische Bild einer lockeren und infizierten Prothese kann dem einer Osteomyelitis ähneln; daher spielt die Bildgebung eine wichtige Rolle. Charakteristischerweise zeigen MDP-Scans einen normalen Fluss und eine normale Perfusion, aber eine erhöhte fokale Aktivität an der Spitze oder am Acetabulum bei Lockerung. Bei einer Infektion sind alle Phasen abnormal, und die Aktivität ist entlang des Prothesenschafts vorhanden. Ein kombinierter 67Ga- und MDP-Scan kann die Genauigkeit erhöhen, wenn die 67Ga-Aktivität intensiver oder inkongruent ist.111In WBC-Scans lassen sich infizierte Prothesen wahrscheinlich besser beurteilen.

Befunde im diabetischen Fuß

Im diabetischen Fuß können neuropathische Osteoarthropathie und Zellulitis mit Osteomyelitis verwechselt werden. MDP-Scans sind empfindlich, aber nicht spezifisch. 67Ga-Scans sind spezifischer. In dieser Situation sind 111In-WBKs die bessere Untersuchungsmethode, da es in den Fußknochen kein rotes Knochenmark gibt. Im Gegensatz zu MDP-Scans sind 111In-WBC-Scans in neuropathischen Knochen oder Gelenken nicht positiv. Sensitivität und Spezifität werden mit 100 % bzw. 83-79 % angegeben.