Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit 18F-Fluordesoxyglukose (18F-FDG) ist die führende Technik zur Visualisierung des regionalen Hirn-Glukosestoffwechsels, eines Proxys für synaptische Aktivität.
Prinzip
- Tracer-Injektion: 18F-FDG (Glukose-Analogon mit radioaktivem Fluor-18) wird intravenös injiziert.
- Aufnahme: Glukosetransporter (GLUT1/3) bewegen FDG in Neuronen und Gliazellen proportional zum metabolischen Bedarf.
- Einschleusen: Hexokinase phosphoryliert FDG → FDG-6-Phosphat, das nicht weiter in der Glykolyse verarbeitet noch die Zelle verlassen kann (keine Phosphatase). Es reichert sich in aktiven Zellen an.
- Zerfall & Detektion: 18F zerfällt (t½=110 Min) unter Ausstoß von Positronen → Vernichtung mit Elektronen → gepaarte 511-keV-Gammaphotonen werden vom PET-Ring erkannt.
- Bildrekonstruktion: Zufallsdetektion lokalisiert die Emission → 3D-Metabolismus-Karte.
Klinische und Forschungsanwendungen
- Neurodegeneration: Alzheimer (temporoparietale Hypometabolie), frontotemporale Demenz (frontale), Lewy-Körper-Demenz (okzipitale).
- Epilepsie: Interiktale Hypometabolie lokalisiert den Anfallsfokus für Operationen.
- Hirntumore: Gradierung (hochgradig = hypermetabolisch), Rezidiv versus Nekrose.
- Psychiatrie: Schizophrenie (Hypofrontalität), Depression, OCD-Schaltungskartierung.
- Kognitionsneurowissenschaft: Aufgabenspezifischer Stoffwechsel (obwohl fMRI eine bessere zeitliche Auflösung hat).
Ablauf
- Nüchtern 4–6 Std. (normalisiert Blutzucker, reduziert Konkurrenz).
- Ruheiger, gedunkelter Raum während der Aufnahme (30–60 Min), um sinnesgetriebenen Stoffwechsel zu minimieren.
- Scan: 10–20 Min. Strahlendosis ~7 mSv (vergleichbar mit Bauch-CT).
Einschränkungen
- Geringe räumliche Auflösung (~4–6 mm) im Vergleich zu MRT.
- Keine direkte Neurotransmitter-Information (erfordert spezifische Radioliganden).
- Kosten, Zyklotron-Zugang, Strahlenexposition.
FDG-PET bleibt unverzichtbar für die Differentialdiagnose von Demenzen, die Planung von Epilepsieoperationen und Onkologie.
