Validation of the 13C-sodium-acetate breath test for the measurement of gastric emptying in dogs in comparison to 99mTechnetium radioscintigraphy

Abstract

The gold standard method to assess gastric emptying in both humans and animals has been suggested to be 99mT scintigraphy. Lately, non-invasive 13C-breath tests have been used successfully as an alternative in human medicine, but have not been compared to scintigraphy in the dog. The aim of this study was to evaluate the 13C-sodium acetate breath test and compare it to gastric scintigraphy for a solid test meal in the dog. 12 privately owned healthy dogs were included. Age and weight ranged from 1.5 to 12 years and 9.2 to 38.1 kg, respectively. Normal liver function was ascertained in all dogs via bile acid stimulation test. Test meal consisted of canned dog food; the caloric intake was calculated for each dog based on body mass. The meal, which was labelled with either 100 mg 13C-sodium acetate or 150-250 MBq 99mTc colloid, was fed after an overnight fast and 13C-sodium acetate breath test and scintigraphy were performed on two consecutive days; this set of procedure was repeated in all dogs in an alternating order. Breath samples and scintigrams were obtained at time point 0 and every 15 minutes after the ingestion of the labelled food for 4 hours, then every 30 minutes for another 2 hours. 12CO2/13CO2 ratio in the breath was measured by non-dispersive infrared spectrometry. Gastric half emptying times for breath test analysis (Gt½b) and scintigraphy (Gt½s) were calculated for both sets of measurement, and compared with non-parametric statistic tests, as well as to compare scintigraphy and breath test data. The median Gt½b was 121 and 115 minutes (range 32 to 312 min) and the median Gt½s was 105 and 149 minutes (range 24 to 220 min). Gt½b and Gt½s did not correlate in the first set of measurements, but showed significant correlation in the second set (p< 0.05). Neither Gt½b nor Gt½s correlated between both sets of measurements. The 13C-sodium-acetate breath test is well tolerated in dogs and the test is easily performed. Since there was no correlation between both sets of scintigraphic measurements, it is questionable if this type of gastric emptying assessment can indeed be considered a gold standard. Large individual variations of gastric emptying times in a small cohort of dogs likely explain why the breath test results did not correlate but the ease of performance renders this test interesting for future studies. Die 99mTc Szintigraphie ist bisher als Goldstandard zur Bestimmung der Magenentleerungszeit angesehen worden. 13C-Atemtests sind in der Humanmedizin erfolgreich als alternative Methode eingesetzt worden, beim Hund wurden sie allerdings nicht mit der Szintigraphie verglichen. Das Ziel dieser Studie war es, die Magenentleerung einer festen Testmahlzeit beim Hund mittels dem 13C-Natriumazetat Atemtest zu untersuchen und mit der Szintigraphie zu vergleichen. 12 gesunde Hunde aus Privatbesitz gingen in die Studie ein. Alter und Körpergewicht lagen zwischen 1,5 und 12 Jahren bzw. 9,2 bis 38,1 kg. Mittels eines Gallensäure¬stimulationstests wurde bei allen Hunden eine Leberfunktionsstörung ausgeschlossen. Konventionell erhältliches Feuchtfutter wurde entweder mit 100 mg 13C-Natriumazetat oder 150 250 MBq 99mTc-Albuminkolloid versetzt und nach einer Fastenzeit von mindestens 12 Stunden verabreicht. 13C-Natriumazetat-Atemtest und Szintigraphie wurden an zwei aufeinander folgenden Tagen durchgeführt und in umgekehrter Reihenfolge bei allen Hunden wiederholt. Messung der Atemproben und Szintigramme wurden jeweils direkt vor und anschließend in 15-minütigen Intervallen nach der Aufnahme der Testmahlzeit über 4 Stunden, sowie alle 30 Minuten für weitere 2 Stunden durchgeführt. Das 12CO2/13CO2 Verhältnis in der Atemluft wurde mittels nicht-dispensiver Infrarotspektroskopie ermittelt. Sowohl für den Atemtest (Gt½b) als auch für die Scintigraphie (Gt½s) sind die Magenhalbentleerungszeiten in beiden Durchgängen bestimmt worden. Nicht-parametrische statistische Tests sind zum Vergleich der Daten des Atemtests sowie der Szintigraphie, sowie zum Vergleich beider Methoden miteinander herangezogen worden. Die mediane Gt½b war 121 bzw. 115 Minuten in beiden Durchläufen (Bereich: 32 312 Minuten), die mediane Gt½s lag bei 105 und 149 Minuten für beide Durchläufe (Bereich: 24 - 220 Minuten). Gt½b und Gt½s korrelierten im ersten Durchlauf nicht, im zweiten allerdings gut miteinander (p< 0,05). Die Gt½b Werte beider Durchläufe korrelierten nicht miteinander, ebenso wenig wie die Gt½s -Werte. Zusammenfassend wurde der 13C-Natriumazetat-Atemtest von Hunden gut toleriert und ist einfach durchzuführen. Da zwischen beiden szintigraphischen Messungen keine Korrelation bestand, ist es fraglich, ob diese Methode tatsächlich als der Goldstandard zur Bestimmung der Magenentleerung beim Hund bezeichnet werden kann. Leider fand sich auch zwischen den Magenhalbentleerungszeiten im Atemtest keine Korrelation, also sind weitere Studien notwendig, um die Bedeutung dieses Tests zu untersuchen, ähnlich wie in der Humanmedizin.