PORTEFEUILLE

Am Universitätsspital wurde im Jahr 2000 ein zweiter Positronen-Emissions-Tomograph-Scanner (PET) angeschafft, womit auf den nun zwei vorhandenen Scannern insgesamt jederzeit 50% der Forschung zur Verfügung steht. Die Forschungsarbeiten betreffen vier Schwerpunkte: (A) Radiopharmazieforschung zur Entwicklung neuer Neuroradiopharmaka zur Charakterisierung verschiedener Rezeptorsysteme, (B) funktionelle PET-Untersuchungen mit dem Ziel eines besseren Verständnisses der funktionellen Strukturen des menschlichen Gedächtnisses und (C) die Weiterentwicklung klinischer PET-Untersuchungsverfahren zur Herzdiagnostik, (D)Tumordiagnostik, vor allem mit dem weltweit ersten klinischen integrierten PET/CT Scanner, der im März 2001 in Betrieb genommen wurde, (E) PET-Infektdiagnostik.

Im Sinne einer Anschubfinanzierung für die Realisierung innovativer Forschungsprojekte übernimmt die Gebert Rüf Stiftung einen Teil der Anschaffungskosten des neuen PET Scanners. Durch die Einzigartigkeit dieser Forschungseinrichtung und den interdisziplinär zusammengesetzten Benutzerkreis ist eine vielversprechende internationale Ausstrahlung zu erwarten.

(A) Die Abteilung Radiopharmazie am Universitätsspital ist ein Teil des Zentrums für radiopharamazeutische Wissenschaft von ETH, PSI und USZ. Die Forschung dieses Zentrums hat die Vision „smart drugs“ für die systemische Radionuklidtherapie und die Sichtbarmachung von Neurorezeptoren zu entwickeln. In diesem Rahmen werden am USZ in Zürich vor allem Arbeiten zur Entwicklung und Charakterisierung von PET-Tracern zum Imaging von bestimmten Untertypen des glutamatergen und nikotinergen Neurorezeptoren entwickelt. Die aktuellen Resultate zeigen je einen PET- Tracer mit Potential für den metabotropen gluMR5- und den nikotinergen a2b3-Rezeptor. Für detailliertere Informationen wird auf die entsprechenden web pages verwiesen > zrw.web.psi.ch.
(B) In einer Hirnaktivierungsstudie wurde die Funktion des menschlichen Hippocampus weiter erforscht. Es wurde dabei gezeigt, dass im Hippocampus vor allem Verbindungen zwischen Gedächtniselementen hergestellt werden (B2). In einer weiteren Studie wurde untersucht, wie das Gehirn jeden Moment nur relevante Information verarbeitet und irrelevante Daten unterdrückt werden. Mittels eines PET Experimentes konnten die Gebiete identifiziert werden, welche für die aktive Unterdrückung der nicht relevanten Information zuständig sind (B6). Es konnten in einer weiterführenden H215O PET Studie neben dem orbitofrontalen Kortex auch subkortikal Strukturen identifiziert werden, welche für die aktive Unterdrückung der nicht relevanten Information zuständig sind (B17). In einer Zusammenarbeit mit dem pharmazeutischen Institut der Universität Zürich konnte ein Einfluss von Handystrahlung auf die Hirndurchblutung mit Hilfe von H215O PET nachgewiesen werden. Es zeigte sich eine deutliche Blutflusserhöhung im dorsolateralen prefrontalen Kortex (B13). In einer fMRI Studie konnte nachgewiesen werden, dass der Hippocampus nicht nur bewusst sondern auch unterhalb der Bewusstseinsschwelle Information verarbeitet und speichert (B18). In zwei methodischen Studien wurden verschiedene Möglichkeiten der Quantifizierung des zerebralen Blutflusses untersucht (B19,B20).
C) In einer ersten Studie wurde die Reproduzierbarkeit der Messung der Herzdurchblutung in Ruhe und unter pharmakologischer oder fahrradergometrischer Belastung dokumentiert. Mit Anwendung dieser Methode wurde in einer weiteren Studie gezeigt, dass Tetrahydrobiopterin, ein Kofaktor der NO-Synthase, den Endothel-vermittelten Blutflussanstieg unter Fahrradbelasung verstärkt, aber nicht den Endothel-unabhänigen Anstieg nach Adenosinstimulation (P.Koepfli et al, bis jetzt nur als Abstract J Am Coll Cardiol 2002;39:370A.) In einer randomisierten doppelblinden Studie wurde der Einfluss der klinisch etablierten und weitverbreiteten Betablocker-Therapie auf die Myokardperfusion bei Koronarpatienten untersucht (P.Koepfli, bis jetzt nur als Abstract: J Am Coll Cardiol 2002;39:219A). Die Kardiomyopathie „isolierte ventrikuläre Noncompaction“, welche weitgehend in Zürich beschrieben wurde, konnte mittels PET genauer unntersucht werden. Es konnte erstmals dokumentiert werden, dass diese Erkrankung nicht nur mit einer verminderten Kontraktilität sondern auch mit einer Mikrozirkulationsstörung einhergeht. In einem Pilotprojekt im kombinierten PET/CT Gerät konnte gezeigt werden, dass die Schwächungskorrektur mit dem CT als Quelle dieselben Resultate liefert wie mit den konventionellen Germaniumquellen. Mit letzteren dauert der Transmissionscan 15 bis 20 Minuten, mit dem CT jedoch nur noch 10 bis 20 Sekunden.
(D) PET und PET/CT in der Tumordiagnostik
Evaluation PET/CT Scanning: in diesem grossen Projekt wurde der weltweit erste klinische PET/CT Scanner 3/01 in Betrieb genommen. Dabei wurden folgende Themenkreise bearbeitet.
- Transmissionskorrektur der PET-Emissionsdaten mittels CT statt der üblichen Ge-68 Quellen. Die publizierten Resultate zeigen, wie dies sinnvoll gemacht wird und analysieren Atem-induzierte und Metallimplantat-bedingte Artefakte.
- Evaluation der Anwendung von CT-Kontrastmitteln bei PET/CT
- Identifikation von bisher in der PET mangels exakter Lokalisation falsch beschriebener Befunde (Entdeckung von wahrscheinlich braunem Fett als FDG metabolisierendes Gewebe in einem Bruchteil der Patienten, FDG Aufnahme in den kontralateralen posterioren Arythenoid Muskel bei Patienten mit Recurrensparese)
- Evaluation von verbesserten Sensitivitäten und Spezifitäten dank der beim integrierten PET/CT vorliegenden Information bei Tumorläsionen im allgemeinen und bei Subgruppen von Tumoren (Bronchuskarzinom, kolorektales und anales Karzinom, ORL-Karzinome)
(E)PET zum Auffinden von Infektherden
- PET-Infektdiagnostik bei metallischen Implantaten
- PET-Infektdiagnostik bei Spondylodiscitiden
Wie die untenstehende Publikationsliste zeigt, waren unsere verschiedenen Forschungsgruppen über den Zeitraum des Projektes wissenschaftlich äusserst erfolgreich.

1. Kaim AH, Burger C, Ganter Ch, Görres GW, Kamel E, Weishaupt D, Dizendorf E, Schaffner A, von Schulthess GK. PET-CT-guided percutaneous puncture of an infected cyst in autosomal dominant polycystic kidney disease: Case report. Radiology 2001; 221(3):818-821.
2. Kamel EM, Goerres GW,. Burger C, von Schulthess GK, Steinert HC. Recurrent laryngeal nerve palsy in patients with lung cancer: detection with PET-CT image fusion – Report of six cases. Radiology 2002; 224:153-158.
3. Goerres GW, Kamel E, Heidelberg T-N, Schwitter MR, Burger C, von Schulthess GK. PET-CT image co-registration in the thorax: influence of respiration. Europ Journal of Nucl Med 2002; 29:351-360.
4. Goerres GW, Hany TF, Kamel EM, von Schulthess, GK, Buck A Head and neck imaging with PET and PET/CT: artifacts from dental metallic implants. Europ J Nucl Med 2002; 29, 3:367-370.
5. Kamel EM, Hany TF, Burger C, Treyer V, Lonn AHR, von Schulthess GK, Buck A. CT vs 68Ge attenuation correction in a combined PET/CT system: evaluation of the effect of lowering the CT tube current. Europ J Nucl Med 2002; 29,3: 346-350.
6. Burger C, Goerres GW, Schoenes S, Buck A, Lonn AHR, von Schulthess GK. PET attenuation coefficients from CT images: experimental evaluation of the transformation of CT- into PET 511 keV attenuation coefficients. Europ J Nucl Med 2002; 29,7:922-927.
7. Dizendorf EV, Treyer V. von Schulthess GK, Hany TF. Application of oral contrast media in co-registered PET-CT imaging. Am J Roentgenol. 2002;179:477-481.
8. Hany TF, Steinert HC, Goerres GW, Buck A, von Schulthess GK. PET diagnostic accuracy: improvement with in-line PET-CT System: Initial results. Radiology 2002; 225:575-581.
9. Hany TF, Gharehpapagh E, Kamel EM, Buck A, Himms-hagen J, von Schulthess GK. Brown adipose tissue: a factor to consider in symmetrical tracer uptake in the neck and upper chest region. Europ J Nucl Med 2002; 29:1393-1398.
10. Goerres GW, Kamel E, Seifert B, Burger C, Buck C, Hany TF, von Schulthess GK. Accuracy of image co-registration of pulmonary lesions in patients with non-small cell lung cancer using an integrated PET/CT system. J Nucl Med 2002; 43:1469-1475.
11. Goerres GW, Hany ThF, von Schulthess GK. PET and PET/CT of the head and neck: FDG uptake in normal anatomy, benign lesions and treatment effects. AJR 2002; 179:1337-1343.
12. Stumpe KDM, Zanetti M, Weishaupt D, Hodler J, Boos N, von Schulthess GK. FDG Positron Emission Tomography for differentiation of degenerative and infectious endplate abnormalities in the lumbar spine detected on MR imaging. AJR 2002; 179: 1151-1157.
13. Schiesser M, Stumpe K, Trenz O, Kossmann T, von Schulthess GK. Detection of metallic implant associated infections with FDG-PET imaging in trauma patients: correlation with microbiological results. Radiology 2002; 226:391-398.
14. Goerres GW, Buck A, von Schulthess GK, Burger C, Berthold Th, Ziegler S. Artefacts in PET and PET/CT due to metallic prosthetic material. Radiology 2002; 226:577-584.
15. von Schulthess, Pelc NJ. Integrated-modality imaging: the best of both worlds. Acad Radiol. 2002 Nov;9(11):1241-4.
16. Goerres GW, Burger C, Kamel E, Burkhardt S, Kaim AH, Buck A, Buehler TC, von Schulthess GK. Respiration-induced attenuation artifact at PET/CT: technical considerations. Radiology 2003; 226:906-910.
17. Dizendorf E, Hany TF, Buck A, von Schulthess GK, Burger C. Cause and magnitude of the error induced by oral CT contrast agent in CT-based attenuation correction of PET emission studies. J Nucl Med. 2003;44(5):732-738.
18. Schmid DT, Stoeckli SJ, Bandhauer F, Huguenin P, Schmid S, von Schulthess GK, Goerres GW. Impact of positron emission tomography for the initial staging and therapy in locoregional advanced squamous cell carcinoma of the head and neck Laryngoscope 2003;113(5):888-891.
19. Goerres GW, Burger C, Schwitter MR, Heidelberg T-NH, Seifert B, von Schulthess GK. PET/CT of the abdomen: optimizing the patient breathing pattern. Europ Radiology 2002; in press
20. Kamel E, Burger C, Buck A, von Schulthess GK, Goerres GW. Impact of metallic dental implants on CT based attenuation correction in a combined PET/CT scanner. Europ Radiology 2002; in press
21. Goerres GW, Schmid DT. Grätz KW, von Schulthess GK, Eyrich GK. Impact of whole body positron emission tomography on initial staging and therapy in patients with squamous cell carcinoma of the oral cavity. in press
22. D. Lardinois, M.D., W. Weder, M.D., T.F. Hany, M.D., E.M. Kamel, M.D., S. Korom, M.D., B. Seifert, Ph.D., G.K. von Schulthess, M.D., Ph.D., H.C. Steinert, M.D. Integrated PET/CT imaging improves staging of non-small-cell lung cancer. New Engl J Med 2003, in press
23. Heuberger J, Hany TF, von Schulthess GK. Iatrogenic FDG foci in the lungs: a pitfall of PET image interpretation. Eur Radiology 2002, accepted for publication
24. CiernikIF, Dizendorf E, Baumert BG, Reiner B, Burger C, Khan S, Lütolf UM, Steinert HC, von Schulthess GK. Radiation treatment planning based on an integrated computer-assisted positron emission tomography (PET/CT). Intl. J. Rad Onc Biol Phys, in press 2003

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