InflammationsskanningHvilken undersøgelse skal man vælge?

Lene RørdamOverlæge dr.med.

Klinisk fysiologisk og nuklearmedicinsk afdelingBispebjerg Hospital

Introduktion

�� Inflammation er en kompleks Inflammation er en kompleks vævsreaktion vævsreaktion på en på en beskadigelse forårsaget af: beskadigelse forårsaget af: �� Fysiske, kemiske,radioaktive eller immunologiske Fysiske, kemiske,radioaktive eller immunologiske agentiaagentia..

�� Akut inflammation: Akut inflammation: �� VasodilatationVasodilatation, øget , øget karpermeabilitetkarpermeabilitet,førende til ,førende til exudation exudation af væske og infiltration af af væske og infiltration af leucocyter leucocyter (især (især granulocytergranulocyter))

�� Kronisk inflammation:Kronisk inflammation:�� Vævsområdet Vævsområdet infiltreret af makrofager, infiltreret af makrofager, lymfocyter lymfocyter og og plasmaceller (i mindre grad af plasmaceller (i mindre grad af granulocytergranulocyter) )

Infektionsdiagnostik

�� LeucocytLeucocyt--skintigrafiskintigrafi::�� Autologe leucocyterAutologe leucocyter (fortrinsvis (fortrinsvis granulocytergranulocyter) mærket ) mærket in in vitrovitro med med 111111InIn--oxin oxin eller eller 99m99mTcTc--HMPAO er stadig ”gold HMPAO er stadig ”gold standard” ved infektionsdiagnostik, da det er den eneste standard” ved infektionsdiagnostik, da det er den eneste metode , som er specifik ved akut inflammation.metode , som er specifik ved akut inflammation.

�� 18F18FFGDFGD--PETPET--skanning:skanning:�� Den primære metaboliske energikilde i aktiverede Den primære metaboliske energikilde i aktiverede inflammationsceller (inflammationsceller (leucocyterleucocyter, makrofager og , makrofager og plasmaceller) erplasmaceller) er glycolyseglycolyse, hvorfor , hvorfor 18F18FFDG også kan bruges FDG også kan bruges til til inflammationsskintigrafiinflammationsskintigrafi..

Infektionsdiagnostiske undersøgelser = Funktionelle undersøgelser

�� Intravenous bolus Intravenous bolus af en radioaktiv traceraf en radioaktiv tracer

�� Det radioaktive stof er oftest Det radioaktive stof er oftest 99m99mTecnetium, Tecnetium, 111111Indium Indium (gamma(gamma--emitter) eller emitter) eller 18F18FFDG (FDG (positronpositron--emitter)emitter)

�� Efter injektion af Efter injektion af traceren traceren udføres billedoptagelse (15 min. udføres billedoptagelse (15 min. postinjpostinj. . –– 24 h 24 h postinjpostinj.).)

�� Billedoptagelse:Billedoptagelse:

�� statiske eller dynamiske,statiske eller dynamiske,

�� lokale lokale planare planare billeder, billeder, helkropsbillederhelkropsbilleder, tomografi, tomografi

�� I kombination med CT med fusion af modaliteterne fås I kombination med CT med fusion af modaliteterne fås samtidig anatomisk lokalisation (hybrid skanning)samtidig anatomisk lokalisation (hybrid skanning)

Hofte- og knæalloplastik

�� Danmark:Danmark:�� 7500 7500 hoftealloplastikkerhoftealloplastikker/år/år�� 5500 5500 knæalloplastikkerknæalloplastikker/år /år

�� Optil ca. 20% vil på et tidspunkt blive løse (Optil ca. 20% vil på et tidspunkt blive løse (blbl.a. .a. fordi vi lever længere) hvilket ofte fører til revisionfordi vi lever længere) hvilket ofte fører til revision

�� 1%1%--2% bliver inficeret 2% bliver inficeret

�� Af Af revisionsalloplastikkerne revisionsalloplastikkerne er infektionsraten 3%er infektionsraten 3%--10% 10%

�� 1/3 indenfor 3 mdr. efter operationen1/3 indenfor 3 mdr. efter operationen�� 1/3 indenfor 1 år efter operationen1/3 indenfor 1 år efter operationen�� 1/3 efter første år efter operationen1/3 efter første år efter operationen

Den smertefulde alloplastik (hofte eller knæ)

�� Ved Ved løshed løshed skal patienten have indsat en ny skal patienten have indsat en ny protese ved samme operation hvor man fjerner protese ved samme operation hvor man fjerner den ”gamle” protese (etden ”gamle” protese (et--trinstrins--operation)operation)

�� Ved inficeret protese skal patienten have fjernet Ved inficeret protese skal patienten have fjernet den ”gamle” protese, derefter i antibiotisk den ”gamle” protese, derefter i antibiotisk behandling og efter fx 3 måneder kan der behandling og efter fx 3 måneder kan der indsættes en ny protese (toindsættes en ny protese (to--trinstrins--operation)operation)

Love C et al. Semin Nucl Med 2009; 39:66-78

Hofteprotesemateriale

Patofysiologi�� Hyppigste Hyppigste åårsag til arsag til a--septisk septisk lløøshed shed er inflammatorisk er inflammatorisk

reaktion preaktion påå en eller flere protese komponenter en eller flere protese komponenter

�� SmSmååpartikel partikel rester fra protesebrudstykker (fx rester fra protesebrudstykker (fx polyethylen polyethylen fragmenter) aktiverer fragmenter) aktiverer vvæævsfagocyter vsfagocyter

�� Fagocytosen Fagocytosen fføører til stimulation af proinflammatoriske rer til stimulation af proinflammatoriske cytokiner cytokiner (fx TNF(fx TNF--αα, , interleukininterleukin ILIL--6 og IL16 og IL1ββ) ) og og proteolytiske proteolytiske enzymer hvilket enzymer hvilket øøger ger osteoklast osteoklast aktivitetenaktiviteten

�� Nedbryder knogle og brusk og aktiverer immun celler Nedbryder knogle og brusk og aktiverer immun celler (makrofager,(makrofager, lymfocyterlymfocyter, plasmaceller, k, plasmaceller, kææmpeceller (men mpeceller (men ikke ikke granulocytergranulocyter!))!))

�� Det forhøjede inflammatoriske respons fører til progressiv Det forhøjede inflammatoriske respons fører til progressiv osteolyse osteolyse af denaf den periprostetiskeperiprostetiske knogleknogle

Differentiering mellem a-septisk og septisk løsning af en alloplastik er vigtig

�� Kliniske tegn på infektion mangler ofteKliniske tegn på infektion mangler ofte

�� Parakliniske Parakliniske parametre (parametre (leucocyttalleucocyttal, SR, CRP) er hverken sensitive , SR, CRP) er hverken sensitive eller specifikke for infektioneller specifikke for infektion

�� Led aspiration til dyrkning regnes for den definitive diagnostisLed aspiration til dyrkning regnes for den definitive diagnostiske ke test men sensitiviteten er variabel (25%test men sensitiviteten er variabel (25%--90%), specificiteten er 90%), specificiteten er høj (92%høj (92%--100%)100%)

�� Planar Planar røntgenoptagelse er hverken sensitiv eller specifikrøntgenoptagelse er hverken sensitiv eller specifik

�� CT skanning og MR skanning får problemer med artefaktdannelse CT skanning og MR skanning får problemer med artefaktdannelse p.p.grgr.a. protesen.a. protesen

�� Nuklearmedicinske billeddannelse får ikke artefakter p.Nuklearmedicinske billeddannelse får ikke artefakter p.grgr.a. .a. protesen protesen

Nuklearmedicinske undersøgelser

�� KnoglescintigrafiKnoglescintigrafi�� Meget sensitiv men ikke særlig specifikMeget sensitiv men ikke særlig specifik

�� Opladning omkring Opladning omkring asymptomatiskasymptomatisk hofteprotese i mere end hofteprotese i mere end et år efter indsættelse (et år efter indsættelse (blbl.a. afhængig af .a. afhængig af protesemateriale)protesemateriale)

�� Opladning omkring Opladning omkring asymptomatisk knæproteseasymptomatisk knæprotese kan ses over kan ses over 2 år efter indsættelse (specielt 2 år efter indsættelse (specielt tibiakomponenttibiakomponent))

�� LeucocytscintigrafiLeucocytscintigrafi��

99m99mTcTc--HMPAO eller HMPAO eller 111111IndiumIndium�� Evt. i kombination med Evt. i kombination med knoglemarvscintigrafiknoglemarvscintigrafi

�� 18F18FFDGFDG--PETPET�� Kan det erstatte andre undersøgelserKan det erstatte andre undersøgelser??

Knoglescintigrafi

Proteseløshed (?) Proteseinfektion (?)

Love C et al. Semin Nucl Med 2009; 39:66-78

Proteseinfektion Proteseløshed

Love C et al. Semin Nucl Med 2009; 39:66-78

Knoglescintigrafi

AsymptomatiskAsymptomatisk Inficeret Løst

Love C et al. Semin Nucl Med 2009; 39:66-78

Sammenligning af præoperativ knoglescintigrafi (+evt. leucocytscintigrafi) med det post-operative fund hos patienter med den smertefulde alloplastik (+ / – løshed(evt. infektion))

�� HoftealloplastikHoftealloplastik::�� 71% af71% af scintigrafiernescintigrafierne gav rigtig diagnosegav rigtig diagnose�� 0% af0% af scintigrafiernescintigrafierne gav forkert diagnosegav forkert diagnose�� 29% af29% af scintigrafiernescintigrafierne kunne ikke fortolkes kunne ikke fortolkes

(fundet kunne være følger efter indsættelse af (fundet kunne være følger efter indsættelse af alloplastikkenalloplastikken))

�� KnæalloplastikKnæalloplastik::�� 38% af 38% af scintigrafierne scintigrafierne gav rigtig diagnosegav rigtig diagnose�� 25% af 25% af scintigrafierne scintigrafierne gav forkert diagnosegav forkert diagnose�� 38% af38% af scintigrafiernescintigrafierne kunne ikke fortolkeskunne ikke fortolkes

(fundet kunne være følger efter indsættelse af(fundet kunne være følger efter indsættelse af alloplastikkenalloplastikken))

Ditlevsen JM & Hancock NB: Poster ved aktuelle møde

Løshed eller infektion?

�� Ved infektion er der tilstedeværelse Ved infektion er der tilstedeværelse af af granulocytergranulocyter hvorfor hvorfor hvorfor hvorfor mærkning af disse synes rationel: mærkning af disse synes rationel:

LeucocytscintigrafiLeucocytscintigrafi

Leucocytscintigrafi:Fortolkning i forhold til hvilken

reference?

64 64 årig årig kvinde der i februar 2004 fik indsat kvinde der i februar 2004 fik indsat knæalloplastikknæalloplastik på hø. side. på hø. side.

Efterforløbet kompliceret med infektion. Efterforløbet kompliceret med infektion.

Nu ikke klinisk mistanke om infektion, men der er forhøjede Nu ikke klinisk mistanke om infektion, men der er forhøjede infektionsparametre hvorfor der ønskes infektionsparametre hvorfor der ønskes leucocytscintigrafileucocytscintigrafi..

Dec. 2004 Dec. 2004 leucocytscintigrafileucocytscintigrafi med med 99m99mTcTc--HMPAOHMPAO

Ingen leucocytophobning = Ingen infektion

Ved leucocytophobning på leucocytscintigrafien:

1) Modsatte side som reference?2) Knoglescintigrafi som reference?3) Knoglemarvscintigrafi som reference?

På baggrund af På baggrund af scintigrafienscintigrafien kom patienten i kom patienten i langvarig antibiotisk behandling. langvarig antibiotisk behandling.

Patienten har nu været uden antibiotika i 3 Patienten har nu været uden antibiotika i 3 måneder. Der er normale infektionsmåneder. Der er normale infektions--parametre og parametre og ingen tiltagende symptomer hos patienten, men ingen tiltagende symptomer hos patienten, men klinikeren ønsker for en sikkerheds skyld en ny klinikeren ønsker for en sikkerheds skyld en ny leucocytscintigrafileucocytscintigrafi. .

Der udføres Der udføres leucocytscintigrafileucocytscintigrafi med med 99m99mTcTc--HMPAO. HMPAO.

2 dage senere udføres knoglemarv 2 dage senere udføres knoglemarv scintigrafiscintigrafi

Ve. sidig marvsøm, nu bakteriæmi (staf. aureus.), har også sår på nates

Leucocytscintigrafimed 99mTc-HMPAO

Osteosyntesemateriale fjernet fra ve. hofte for 2 md sidenNu tvetydige infektionsparametre

2 dage efter leucocytscintigrafi udføres knoglemarvsscintigrafi

Leucocytscintigrafi ved smertefuld hoftealloplastik

�� Retrospektiv undersøgelse af 76 Retrospektiv undersøgelse af 76 leucocytscintigrafierleucocytscintigrafier

�� 25 positive og 51 negative 25 positive og 51 negative scintigrafierscintigrafier

�� 81% sande positive81% sande positive�� 94% sande negative94% sande negative�� 6% falske positive6% falske positive�� 19% falske negative19% falske negative�� Sensitivitet: 81%Sensitivitet: 81%�� Specificitet: 90%Specificitet: 90%

Simonsen L et al. Acta Orthopaedica 2007; 78: 640-47

Pre-operativ diagnose af infektion af knæ-alloplastik:En algoritme

Savarino L et al. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 2009; 17: 667-675

Positiv knoglescintigrafi

Leucocytscintigrafi eller 18FFDG-PET?

Ikke specifik markIkke specifik markøør for r for infektion/inflammation men ogsinfektion/inflammation men ogsåå andre andre inflammatoriske celler sinflammatoriske celler sååsom som lymfocyter lymfocyter og makrofager, desuden og makrofager, desuden andre celler med handre celler med høøj j glucosseglucossemetabolisme (cancerceller)metabolisme (cancerceller)

Uspecifik optagelse/udskillelse i nyreUspecifik optagelse/udskillelse i nyre--urinveje, urinveje, coloncolon og hjernenog hjernen

KrKrææver en fastende patientver en fastende patient

Nedsat fNedsat føølsomhed ved hlsomhed ved høøjt blodsukkerjt blodsukker

KrKrææver dedikeret (dyrt) apparatur ver dedikeret (dyrt) apparatur

Ingen Ingen in in vitrovitro mærkningmærkning

Kræver ikke tilstedeværelse af Kræver ikke tilstedeværelse af leucocyterleucocyter

Scanning 45Scanning 45--60 min efter 60 min efter injektioninjektion

Høj Høj spatialspatial-- og kontrast og kontrast opløsningopløsning

1818FF--FDG FDG PET PET

In In vitrovitro mærkning af mærkning af leucocyterneleucocyterne

Scanning 4Scanning 4--24 timer efter blodprøve24 timer efter blodprøve

Planare Planare billeder giver nedsat følsomhed billeder giver nedsat følsomhed og anatomisk lokalisationog anatomisk lokalisation

Specifik Specifik mht mht infektion/inflammation med infektion/inflammation med leucocyter leucocyter ((granulocytergranulocyter))

Lavere stråledosisLavere stråledosis

LeucocytLeucocyt

scintigrascintigrafifi

UlemperUlemperFordeleFordele

Sammenligning mellem 18FFDG-PET og leucocytscintigrafi ved mistanke om infektion af en hofte alloplastik

17 patienter suspekt for infektion i en hofte 17 patienter suspekt for infektion i en hofte alloplastik alloplastik og 7 patienter med 10 og 7 patienter med 10 asymptomatiske asymptomatiske hofte hofte alloplastikkeralloplastikker : : 18F18FFDGFDG--PET og PET og 99m99mTcTc--HMPAO HMPAO leucocytscintigrafi leucocytscintigrafi (inkl. SPECT) samt (inkl. SPECT) samt planarplanar knoglescintigrafiknoglescintigrafi indenfor 2 indenfor 2 ugeruger

Vanquickenborne B et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2003; 30: 705-715

Resultat

Konklusion:Samme sensitivitet for 18FDG-PET og leucocytscintigrafi men specificiteten noget lavere for PET i forhold til knogle/leucocyt scintigrafi.

Vanquickenborne B et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2003; 30: 705-715

Sammenligning mellem 18FFDG-PET og leucocytscintigrafi ved mistanke om infektion af en hofte alloplastik

46 patienter med 51 hofte 46 patienter med 51 hofte alloplastikkeralloplastikker suspekt for infektion : suspekt for infektion : 18F18FFDGFDG--PET og PET og 111111In In leucocytscintigrafileucocytscintigrafi / / 99m99mTcTc--Sulfocolloid scintigrafiSulfocolloid scintigrafi indenfor 2 dage.indenfor 2 dage.

43 patienter med hofte 43 patienter med hofte alloplastikkeralloplastikker suspekt for infektion samt 36 patienter medsuspekt for infektion samt 36 patienter medasyptomatiskeasyptomatiske hofte hofte alloplastikker alloplastikker fik kun foretaget fik kun foretaget 18F18FFDGFDG--PET. PET.

Resultat:Resultat:

Pill SG et al. J Atrhroplasty 2006; 21(suppl 2): 91-17.

Konklusion:18FFDG-PET er en lovende diagnostisk undersøgelse til at skelne septisk fra aseptisk løshed.

18FFDG-PET ved symptomgivende hoftealloplastik og/eller knæalloplastik

•Systematisk review og metaanalyse: •I alt 11 arbejder (indsamlet indtil marts 2008) med minimum 6 måneders follow up •I alt 635 alloplastikker (~525 hoftealloplastikker)

Kwee TC et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2008; 35: 2122-2132.

Resultat

Sensitivitet:

Hofter: 82.1% (95%CI = 68.0%-90.8%)

Knæ: 86.6% (95%CI = 79.7%-91.4%)

Specificitet:

Hofter: 89.8%Knæ: 74.8%

Kwee TC et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2008; 35: 2122-2132.

Reinartz P et al. J Bone Joint Surg Br 2005; 87: 465-470

Den store forskel i resultatet på de forskellige studierskyldes bl.a. måden PET scanningen fortolkes på

En konventionel PET scanner med en Cesium eller Germanium kilde til attenuation er ikke påvirket af metal på samme måde som en PET/CT scanner, hvorfor man altid skal kontrollere de non-attenuations korrigerede billeder ved PET/CT.

Zhuang H et al. Radiol Clin N Am 2007; 45: 711-718

80 årig kvinde kommer til kontrol af colon cancerHø.sidig hofte alloplastik 4 år tidligere

Videre udredning af patienten viser hun har infektion Videre udredning af patienten viser hun har infektion omkring omkring hoftealloplastikken hoftealloplastikken ((stafylococcerstafylococcer). Der ). Der

foretages to trins operation og hun har nu haft sin nye foretages to trins operation og hun har nu haft sin nye hoftealloplastikhoftealloplastik i 5 måneder uden klageri 5 måneder uden klager

79-årig mand indlagt på hudafdelingen

�� Indsat hø.Indsat hø.sidig hoftealloplastik sidig hoftealloplastik i 2004. i 2004.

�� Gennem de sidste 3 år haft recidiverende rødme, hævelse og Gennem de sidste 3 år haft recidiverende rødme, hævelse og ømhed omkring hø. UE især låret. Flere gange behandlet med ømhed omkring hø. UE især låret. Flere gange behandlet med antibiotika på mistanke om antibiotika på mistanke om erysipilas erysipilas eller anden infektion. eller anden infektion.

�� Aktuelt indlagt med 2 måneders svær hævelse af hø. UE og Aktuelt indlagt med 2 måneders svær hævelse af hø. UE og rødligt udslet i huden på låret strækkende sig ned til rødligt udslet i huden på låret strækkende sig ned til underbenetunderbenet samt forstørrede glandler i hø. lyskeregion.samt forstørrede glandler i hø. lyskeregion.

�� På mistanke om På mistanke om eosinofil faciitis eosinofil faciitis udføres udføres hudbiopsihudbiopsi som viser som viser tegn til fibrose og kronisk inflammation.tegn til fibrose og kronisk inflammation.

�� ULUL--skanning af UE vise forstørret prostata og forstørrede skanning af UE vise forstørret prostata og forstørrede glandler op langs glandler op langs iliakakarrene iliakakarrene obs. for obs. for malignitetmalignitet..

�� Kommer til PET/CT skanningKommer til PET/CT skanning

18FFDG-PET/CT

18FFDG-PET/CT

18FFDG-PET/CT

Patienten blev opereret

�� Klinisk tegn på svær kronisk infektionKlinisk tegn på svær kronisk infektion

�� FemurkomponentenFemurkomponenten sad fastsad fast

�� Acetabulum Acetabulum var delvis løsvar delvis løs

�� Alle Alle dyrkninger dyrkninger var positive for var positive for stafylcoccerstafylcoccer

�� Har Har GirdlestoneGirdlestone status og venter på ny status og venter på ny operation med indsættelse af protese i operation med indsættelse af protese i næste uge.næste uge.

Konklusion

�� 1818FDG optagelse omkring hoved og hals ses ofte (især 1FDG optagelse omkring hoved og hals ses ofte (især 1--1½ år 1½ år efter operation, men er set optil 20 år efter operation), kan efter operation, men er set optil 20 år efter operation), kan evt. være aseptisk løsning.evt. være aseptisk løsning.

�� 1818FDG optagelse mellem knogleskaft og protese og evt. ud i FDG optagelse mellem knogleskaft og protese og evt. ud i bløddele tyder på septisk løsning.bløddele tyder på septisk løsning.

�� LeucocytscintigrafiLeucocytscintigrafi er stadig ”Gold standard” indtil der er er stadig ”Gold standard” indtil der er fundet en bedre måde at skelne infektion fra aseptisk fundet en bedre måde at skelne infektion fra aseptisk inflammationinflammation

Love C et al. Semin Nucl Med 2009, 39; 66-78

Cases

�� Sammenligning af fund ved:Sammenligning af fund ved:

�� LeucocytscintigrafiLeucocytscintigrafi

��18F18FFDGFDG--PET/CTPET/CT

�� OperationsfundOperationsfund

49-årig kvinde der tidligere spillede håndbold på højt plan, har en korsbåndsskade som er blevet opereret x 8. Marts 09 indsat TKA

På grund af igangsætningssmerter foretages en knoglescintigrafi

Leucocytscintigrafi med 99mTc-HMPAO mærkede leucocyter

3 timer efter injektion

Leucocytscintigrafi med 99mTc-HMPAO mærkede leucocyter

21 timer efter injektion

Knoglemarvsscintigrafi med 99mTc-Nanocoll®

Konklusion af leucocyt/marv scintigrafi: Tegn til infektion sv.t. lateralsiden af femur ingen ingen tegn til infektion i tibia.

18FFDG-PET/CT

18FFDG-PET/CT

Patienten opereres

�� Klinisk mistanke om infektion Klinisk mistanke om infektion svsv. t. . t. lateralsiden af lateralsiden af femur femur men dyrkning men dyrkning fra borebiopsi er negativ.fra borebiopsi er negativ.

�� Klinisk ingen infektion Klinisk ingen infektion svsv. t. . t. tibiatibia, og , og dyrkning fra borebiopsi er negativdyrkning fra borebiopsi er negativ

66-årig mand pådrog sig hoftefraktur med indsættelse af hybrid hoftealloplastik. 10 dage senere fraktur af trochanter major hvorefter der indsættes en cementeret protese. Siden sidste operation haft smerter sv.t. højre hofte ved gang. Pt. har type 2 DM

Knoglescintigrafi

hø

Leucocytscintigrafi med 99mTc-HMPAO mærkede leucocyter

3 timer efter injektion

22 timer efter injektion

høhø

18FFDG-PET/CT

18FFDG-PET/CT

Patienten opereres

�� Protesen sidder fuldstændig løsProtesen sidder fuldstændig løs

�� Tegn til infektion ved spidsen af Tegn til infektion ved spidsen af trochanter trochanter majormajor

�� Egentlig absces beliggende langs Egentlig absces beliggende langs medialsiden medialsiden af af femurskaft femurskaft 10 cm 10 cm distalt distalt for for trochanter minortrochanter minor

Patienten har nu Girdlestone status sv. t. højre hofte

Leucocytscintigrafi med 99mTc-HMPAO mærkede leucocyter

3 timer efter injektion

22 timer efter injektion

høhø

18FFDG-PET/CT