Rofo 2006; 178(2): 155-164
DOI: 10.1055/s-2005-858648
Übersicht

© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Ultraschallkontrastmittel - Grundlagen und klinische Anwendung

Ultrasound Contrast Media - Principles and Clinical ApplicationsS. Delorme1 , M. Krix2 , T. Albrecht3
  • 1Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg
  • 2Bracco Altana Pharma GmbH
  • 3Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin, Charité-Universitätsmedizin, Berlin
Further Information

Publication History

eingereicht: 29.4.2005

angenommen: 21.7.2005

Publication Date:
04 October 2005 (online)

Zusammenfassung

Der vorliegende Artikel gibt eine Übersicht über die technischen Grundlagen und die Anwendungen der Kontrastmittelsonographie. Ultraschallkontrastmittel sind bei einer Vielzahl von Organen evaluiert worden. Vor allem in der Leber besitzen sie in der Hand des Geübten einen unbestrittenen Stellenwert. Im Nahbereich (z. B. Mamma, Lymphknoten) sind sie bislang weniger erprobt, da die apparativen Voraussetzungen bei hochfrequenten Schallsonden erst seit kurzem und bei wenigen Systemen erfüllt sind. Zudem sind mit Hilfe von Ultraschallkontrastmittel funktionelle Untersuchungen z. B. der Organ- oder Tumorperfusion möglich. Mathematische Modelle hierfür wurden v. a. zur Evaluation der Myokardperfusion entwickelt und inzwischen für die Anwendung bei Tumoren adaptiert. In Tierexperimenten sowie der klinischen Anwendung sind quantitative Parameter der Gewebeperfusion als Surrogatparameter zur Beurteilung des Verlaufs unter Strahlentherapie oder Behandlung mit zytotoxischen oder antiangiogenen Substanzen evaluiert worden.

Abstract

This article reviews the technical basics and the application of contrast-enhanced ultrasonography. Ultrasound contrast agents have been evaluated in various organs and have proven to be particularly useful in the detection and characterization of liver lesions. Experiences in small parts (such as breast, or lymph nodes) are so far limited, because only since recently are the technical prerequisites available for contrast-enhanced ultrasound high-frequency transducers. Ultrasound contrast media can be used for functional studies, e. g., of organ or tumor perfusion. Mathematical models were primarily developed for measuring myocardial perfusion and have recently been adapted for studying tumors. In animal experiments as well as in clinical applications, quantitative parameters of tumor perfusion have been evaluated as surrogate parameters for response to radiotherapy, chemotherapy, or treatment with anti-angiogenic agents.

Literatur

  • 1 Darge K, Dütting T, Zieger B. et al . Diagnostik des vesikoureteralen Refluxes mit der echoverstärkten Miktionsurosonographie.  Radiologe. 1998;  178 405-409
  • 2 Darge K, Ghods S, Zieger B. et al . Reduction in voiding cystourethrographies after the introduction of contrast enhanced sonographic reflux diagnosis.  Pediatr Radiol. 2001;  178 790-795
  • 3 Kopitzko A, Cornely D, Reither K. et al . Low contrast dose voiding urosonography in children with phase inversion imaging.  Eur Radiol. 2004;  178 2290-2296
  • 4 de Jong N, Frinking P J, Bouakaz A. et al . Optical imaging of contrast agent microbubbles in an ultrasound field with a 100-MHz camera.  Ultrasound Med Biol. 2000;  178 487-492
  • 5 Blomley M, Albrecht T, Cosgrove D. et al . Stimulated acoustic emission in liver parenchyma with Levovist.  Lancet. 1998;  178 568
  • 6 Albrecht T, Blomley M J, Heckemann R A. et al . Stimulierte akustische Emission mit dem Ultraschallkontrastmittel Levovist: ein klinisch nutzbarer Effekt mit leberspezifischen Eigenschaften.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  178 61-67
  • 7 Burns P N. Harmonic imaging with ultrasound contrast agents.  Clin Radiol. 1996;  178 50-55
  • 8 Hope Simpson D, Burns P N. Pulse inversion Doppler: a new method for detecting nonlinear echoes from microbubble contrast agents.  IEEE Trans Ultrason Ferroelec Freq Contr. 1999;  178 372-382
  • 9 Albrecht T, Hoffmann C W, Schettler S. et al . B-mode enhancement at phase-inversion US with air-based microbubble contrast agent: initial experience in humans.  Radiology. 2000;  178 273-278
  • 10 Borsboom J, Ting Chin C, de Jong N. Experimental evaluation of a non-linear coded excitation method for contrast imaging.  Ultrasonics. 2004;  178 671-675
  • 11 Kaul S. Instrumentation for contrast echocardiography: technology and techniques.  Am J Cardiol. 2002;  178 8J-14J
  • 12 Albrecht T, Blomley M J, Burns P N. et al . Improved detection of hepatic metastases with pulse-inversion US during the liver-specific phase of SHU 508A: multicenter study.  Radiology. 2003;  178 361-370
  • 13 Albrecht T, Hoffmann C W, Schmitz S A. et al . Phase-inversion sonography during the liver-specific late phase of contrast enhancement: improved detection of liver metastases.  AJR Am J Roentgenol. 2001;  178 1191-1198
  • 14 Bryant T H, Blomley M J, Albrecht T. et al . Liver phase uptake of a liver specific microbubble improves characterization of liver lesions: a prospective multi-center study.  Radiology. 2004;  178 799-809
  • 15 Hohmann J, Skrok J, Puls R. et al . Charakterisierung fokaler Leberläsionen mit kontrast-mittelgestütztem „low MI real time” Ultraschall und SonoVue.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  178 835-843
  • 16 Dietrich C F. Characterisation of focal liver lesions with contrast enhanced ultrasonography.  Eur J Radiol. 2004;  178 S9-17
  • 17 Quaia E, Calliada F, Bertolotto M. et al . Characterization of focal liver lesions with contrast-specific US modes and a sulfur hexafluoride-filled microbubble contrast agent: diagnostic performance and confidence.  Radiology. 2004;  178 420-430
  • 18 Nicolau C, Catala V, Vilana R. et al . Evaluation of hepatocellular carcinoma using SonoVue, a second generation ultrasound contrast agent: correlation with cellular differentiation.  Eur Radiol. 2004;  178 1092-1099
  • 19 Skjoldbye B, Pedersen M H, Struckmann J. et al . Improved detection and biopsy of solid liver lesions using pulse-inversion ultrasound scanning and contrast agent infusion.  Ultrasound Med Biol. 2002;  178 439-444
  • 20 Solbiati L, Ierace T, Tonolini M. et al . Guidance and monitoring of radiofrequency liver tumor ablation with contrast-enhanced ultrasound.  Eur J Radiol. 2004;  178 S19-23
  • 21 Blomley M J, Albrecht T, Cosgrove D O. et al . Stimulated acoustic emission to image a late liver and spleen-specific phase of Levovist in normal volunteers and patients with and without liver disease.  Ultrasound Med Biol. 1999;  178 1341-1352
  • 22 Iijima M. Sinusoidal endothelium and microbubble: Kupffer imaging and bioeffect.  Ultrasound in Medicine and Biology. 2003;  178 S222
  • 23 Dalla Palma L, Bertolotto M, Quaia E. et al . Detection of liver metastases with pulse inversion harmonic imaging: preliminary results.  Eur Radiol. 1999;  178 S382-387
  • 24 Harvey C J, Blomley M J, Eckersley R J. et al . Hepatic malignancies: improved detection with pulse-inversion US in late phase of enhancement with SH U 508A-early experience.  Radiology. 2000;  178 903-908
  • 25 Harvey C J, Blomley M J, Eckersley R J. et al . Pulse-inversion mode imaging of liver specific microbubbles: improved detection of subcentimetre metastases.  Lancet. 2000;  178 807-808
  • 26 Albrecht T, Hoffmann C W, Schmitz S A. et al . Detection of liver metastases: comparison of contrast-enhanced phase inversion ultrasound and dual phase spiral CT with intraoperative sonographic correlation.  Radiology. 2000;  178 459
  • 27 Beissert M, Jenett M, Keberle M. et al . Vergleich von Contrast Harmonic Imaging im B-Mode mit stimulierter akustischer Emission, konventionellem B-Mode US und Spiral-CT in der Detektion fokaler Leberläsionen.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  178 361-366
  • 28 Passamonti M, Vercelli A, Azzaretti A. et al . Characterization of focal liver lesions with a new ultrasound contrast agent using continuous low acoustic power imaging: comparison with contrast enhanced spiral CT.  Radiol Med (Torino). 2005;  178 358-369
  • 29 Konopke R, Kersting S, Saeger H D. et al . Kontrastmittelsonographie in der Detektion von Leberraumforderungen - Vergleich zum intraoperativen Befund.  Ultraschall Med. 2005;  178 107-113
  • 30 Giorgio A, Ferraioli G, Tarantino L. et al . Contrast-enhanced sonographic appearance of hepatocellular carcinoma in patients with cirrhosis: comparison with contrast-enhanced helical CT appearance.  AJR Am J Roentgenol. 2004;  178 1319-1326
  • 31 Quaia E, Bertolotto M, Forgacs B. et al . Detection of liver metastases by pulse inversion harmonic imaging during Levovist late phase: comparison with conventional ultrasound and helical CT in 160 patients.  Eur Radiol. 2003;  178 475-483
  • 32 Khalili K, Metser U, Wilson S R. Hilar biliary obstruction: preliminary results with Levovist-enhanced sonography.  AJR Am J Roentgenol. 2003;  178 687-693
  • 33 Krix M, Kiessling F, Essig M. et al . Low mechanical index contrast-enhanced ultrasound better reflects high arterial perfusion of liver metastases than arterial phase computed tomography.  Invest Radiol. 2004;  178 216-222
  • 34 Lemke A J, Chopra S S, Hengst S A. et al . Charakterisierung von Lebertumoren durch kontrastverstärkte Sonographie und digitale Graustufenbestimmung.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  178 1607-1616
  • 35 Strobel D, Raeker S, Martus P. et al . Phase inversion harmonic imaging versus contrast-enhanced power Doppler sonography for the characterization of focal liver lesions.  Int J Colorectal Dis. 2003;  178 63-72
  • 36 Albrecht T, Overberg A, Hoffmann C W. et al . Late phase enhancement patterns of various benign and malignant liver lesions: a quantitative study.  Radiology. 2000;  178 304-305
  • 37 Seidel G, Claassen L, Meyer K. et al . Evaluation of blood flow in the cerebral microcirculation: analysis of the refill kinetics during ultrasound contrast agent infusion.  Ultrasound Med Biol. 2001;  178 1059-1064
  • 38 Lefevre F, Correas J M, Briancon S. et al . Contrast-enhanced sonography of the renal transplant using triggered pulse-inversion imaging: preliminary results.  Ultrasound Med Biol. 2002;  178 303-314
  • 39 Krix M, Plathow C, Essig M. et al . Monitoring of liver metastases after stereotactic radiotherapy using low-MI contrast-enhanced ultrasound - initial results.  Eur Radiol. 2005;  178 677-684
  • 40 Bernatik T, Strobel D, Hausler J. et al . Hepatische Transitzeit eines Echosignalverstärkers als Indikator einer Lebermetastasierung - erste klinische Ergebnisse.  Ultraschall Med. 2002;  178 91-95
  • 41 Albrecht T, Blomley M J, Cosgrove D O. et al . Non-invasive diagnosis of hepatic cirrhosis by transit-time analysis of an ultrasound contrast agent.  Lancet. 1999;  178 1579-1583
  • 42 Fischer T, Muhler M, Kroncke T J. et al . Die Transplantatniere: Zeit-Intensitäts-Kurven-basierte Evaluation der arteriellen Anflutungsphase mittels Echosignalverstärker unmittelbar postoperativ.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  178 472-477
  • 43 Wei K, Jayaweera A R, Firoozan S. et al . Quantification of myocardial blood flow with ultrasound-induced destruction of microbubbles administered as a constant venous infusion.  Circulation. 1998;  178 473-483
  • 44 Wei K, Le E, Bin J P. et al . Quantification of renal blood flow with contrast-enhanced ultrasound.  J Am Coll Cardiol. 2001;  178 1135-1140
  • 45 Krix M, Kiessling F, Vosseler S. et al . Sensitive non-invasive monitoring of tumor perfusion during antiangiogenic therapy by intermittent, bolus-contrast power Doppler sonography.  Cancer Res. 2003;  178 8264-8270
  • 46 Pollard R E, Sadlowski A R, Bloch S H. et al . Contrast-assisted destruction-replenishment ultrasound for the assessment of tumor microvasculature in a rat model.  Technol Cancer Res Treat. 2002;  178 459-470
  • 47 Kamotani Y, Lee W M, Arger P H. et al . Multigated contrast-enhanced power Doppler to measure blood flow in mice tumors.  Ultrasound Med Biol. 2003;  178 977-984
  • 48 Eyding J, Wilkening W, Reckhardt M. et al . Contrast burst depletion imaging (CODIM): a new imaging procedure and analysis method for semiquantitative ultrasonic perfusion imaging.  Stroke. 2003;  178 77-83
  • 49 Lucidarme O, Franchi-Abella S, Correas J M. et al . Blood flow quantification with contrast-enhanced US: „entrance in the section” phenomenon - phantom and rabbit study.  Radiology. 2003;  178 473-479
  • 50 Krix M, Kiessling F, Farhan N. et al . A multivessel model describing replenishment kinetics of ultrasound contrast agent for quantification of tissue perfusion.  Ultrasound Med Biol. 2003;  178 1421-1430
  • 51 Krix M, Kiessling F, Vosseler S. et al . Comparison of intermittent, bolus-contrast imaging with conventional power Doppler sonography: Quantification of tumour perfusion in small animals.  Ultrasound Med Biol. 2003;  178 1093-1103
  • 52 Solleder P. Altana Pharma Deutschland, Konstanz (persönliche Mitteilung). 

PD Dr. Stefan Delorme

Abt. Radiologie, Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg

Im Neuenheimer Feld 280

69120 Heidelberg

Phone: ++ 49/62 21/42 24 61

Fax: ++ 49/62 21/42 24 62

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