Evaluation of Contrast-Enhanced Ultrasound of the Pancreas Combined with Concurrent Hormone Stimulation

Zusammenfassung

Ziel: Die Untersuchung der kombinierten Anwendung der gastrointestinalen Hormone Sekretin (Secrelux) und Cholezystokinin (CCK-8 s) mit Kontrastmittel-Ultraschall (CE-US) zur verstärkten Kontrastdarstellung gesunden Pankreasgewebes. Material und Methoden: 14 anästhesierte Schweine mit einem Gewicht zwischen 30 und 35 kg wurden untersucht. Nach der Laparatomie wurde das Pankreas aufgesucht und eine B-Bild-Sonografie sowie die anschließende CE-US-Untersuchung der Drüse mit 1,5 ml SonoVue vorgenommen. Nach einer Injektion von Secrelux 1U/kg und CCK-8 s 100 pmol/kg wurde eine zweite CE-US durchgeführt. Die Hormone und das Kontrastmittel wurden über einen Katheter in die obere V. cava instilliert. Die Sonografiebilder wurden für die spätere Auswertung gespeichert. Ergebnisse: Die Studie zeigte, dass CE-US die Echogenität des Pankreas um durchschnittlich 15,6 Dezibel (dB) verstärkte ([Konfidenzintervalle (CI): 13,72, 17,42] p < 0,0001, eine Steigerung von 24 %). Die Applikation von Secrelux und CCK-8 s in Kombination mit CE-US verstärkte die Echogenität des Pankreas durchschnittlich um weitere 3 % (CI: 0,36, 5,36), p = 0,028. Eine erneute Applikationssequenz von Hormonen und CE-US 20 min nach der vorherigen Injektion führte zu keiner weiteren Verstärkung der Echogenität. Die Fläche unterhalb der Kurve (AUC) war bei der Anwendung beider Hormone plus CE-US mit einem Durchschnitt von 66 dB × s (CI: 28, 103), p = 0,002, signifikant größer als mit CE-US allein. Schlussfolgerung: Durch die kombinierte Anwendung der gastrointestinalen Hormone Sekretin (Secrelux) und Cholezystokinin (CCK-8 s) mit CE-US ist es möglich, eine stärkere Kontrastierung von gesundem Pankreasgewebe zu erreichen. Unsere Ergebnisse können dazu dienen, die Unterscheidung zwischen gesundem Pankreasgewebe und Gebieten mit durch Neoplasien oder andere pathologische Prozesse veränderter Durchblutung zu verbessern.

Abstract

Purpose: To evaluate the potential of combined administration of the gastrointestinal hormones secretin (Secrelux) and c-terminal cholecystokinin (CCK-8 s) together with contrast-enhanced ultrasound (CE-US) to generate an extended contrast enhancement of healthy pancreatic tissue. Materials and Methods: 14 anaesthetised pigs weighing 30 – 35 kg were studied. After laparotomy, the pancreas was located and a B-mode examination followed by a CE-US examination of the gland was made using SonoVue 1.5 ml. After an injection of Secrelux 1U/kg and CCK-8 s 100 pmol/kg, a second CE-US examination was conducted. The hormones and the contrast agent were administered through a catheter in the superior vena cava. The sonographic images were stored for later evaluation. Results: The study showed that CE-US increased the echogenicity of the pancreas by an average of 15.6 decibel (dB) (confidence intervals [CI]: 13.72, 17.42) p < 0.0001, an increase of 24 %. The administration of Secrelux and CCK-8 s in combination with CE-US further increased the echogenicity of the pancreas by an average of 3 % (CI: 0.36, 5.36) p = 0.028. A new sequence of hormones and CE-US 20 min after the previous injection did not induce further enhancement. The area under the curve (AUC) was significantly larger using both hormones and CE-US compared with CE-US alone by an average of 66 dB × sec (CI: 28, 103) p = 0.002. Conclusion: It is possible to generate an extended contrast enhancement of healthy pancreatic tissue using CE-US combined with the administration of the gastrointestinal hormones secretin (Secrelux) and c-terminal cholecystokinin (CCK-8 s). Our results may improve the ability to discriminate between healthy pancreatic tissue and areas with a changed blood flow due to either neoplasm or other pathological lesions.

Key words

pancreas - ultrasound - contrast agents - secretin - CCK-8s

References

• 1 Sofuni A, Iijima H, Moriyasu F. et al . Differential diagnosis of pancretic tumors using ultrasound contrast agent.  J Gastroenterol. 2005;  40 518-525
• 2 Kitano M, Kudo M, Maekawa K. et al . Dynamic imaging of pancreatic diseases by contrast enhanced coded phase inversion harmonic ultrasonography.  Gut. 2004;  53 854-859
• 3 Nagase M, Furuse J, Ishii H. et al . Evaluation of contrast enhancement pattern in pancreatic tumors by coded harmonic sonographic imaging with a microbubble contrast agent.  J Ultrasound Med. 2003;  22 789-795
• 4 Takeda K, Goto H, Hirooka Y. et al . Contrast-enhanced transabdominal ultrasonography in the diagnosis of pancreatic mass lesions.  Acta Radiol. 2003;  44 103-106
• 5 Lankisch P G. Pancreatic function tests.  Gut. 1982;  23 777-798
• 6 Moriyoshi Y, Shiratori K, Watanabe S. et al . Potentiating effect of CCK and secretin on rat exocrine pancreas and its cholinergic dependence.  Pancreas. 1991;  6 603-608
• 7 Schneider M. Charateristics of SonoVuetrade mark.  Echocardiography. 1999;  16 743-746
• 8 Li J, Dong B W, Yu X L. et al . Time-intensity-based quantification of vascularity with single-level dynamic contrast-enhanced ultrasonography: a pilot animal study.  J Ultrasound Med. 2005;  24 975-983
• 9 Skjoldbye B, Pedersen M H, Struckmann J. et al . Improved detection and biopsy of solid lesions using pulse-inversion ultrasound scanning and contrast agent infusion.  Ultrasound Med Biol. 2002;  28 439-444
• 10 Grossjohann H S, Nielsen M B. Ultrasound contrast agents may help in avoiding necrotic areas at biopsy.  Ultraschall in Med. 2006;  27 2-3
• 11 D’Onofrio M, Malago R, Zamboni G. et al . Contrast-enhanced ultrasonography better identifies pancreatic tumor vascularization than helical CT.  Pancreatology. 2005;  5 398-402
• 12 Itoh T, Hirooka Y, Itoh A. et al . Usefulness of contrast-enhanced transabdominal ultrasonography in the diagnosis of intraductal papillary mucinous tumors of the pancreas.  Am J Gastroenterol. 2005;  1 144-152
• 13 Sener S F, Fremgen A, Menck H R. et al . Pancreatic cancer: a report of treatment and survival trends for 100,313 patients diagnosed from 1985 – 1995, using the National Cancer Database.  J Am Coll Surg. 1999;  189 129-130
• 14 Nielsen M B, Bang N. Contrast enhanced ultrasound in liver imaging.  Eur J Radiol. 2004;  51 s Suppl 3-8
• 15 Dietrich C F. Characterisation of focal liver lesions with contrast enhanced ultrasonography.  Eur J Radiol. 2004;  51 s Suppl 9-17
• 16 Strobel D, Krodel U, Martus P. et al . Clinical evaluation of contrast-enhanced color Doppler sonography in the differential diagnosis of liver tumors.  J Clin Ultrasound. 2000;  28 1-13
• 17 Youk J H, Kim C S, Lee J M. Contrast-enhanced agent detection imaging: value in the characterization of focal hepatic lesions.  J Ultrasound Med. 2003;  22 897-910
• 18 Bleuzen A, Huang C, Olar M. et al . Diagnostic Accuracy of contrast-enhanced ultrasound in focal lesions of the liver using Cadence Contrast Pulse Sequencing.  Ultraschall in Med. 2006;  27 40-48
• 19 Albrecht T, Blomley M, Bolondi L. et al . Guidelines for the use of contrast agents in ultrasound.  Ultraschall in Med. 2004;  25 249-256