Co to jest elastografia?

Zastosowania elastografii odkształceniowej

Elastografia piersi

Elastografia tarczycy

Elastografia w urologii

Elastografia w ginekologii i położnictwie

Elastografia węzłów chłonnych

Elastografia w badaniach narządu ruchu

Elastografia śródoperacyjna i endoskopowa

Elastografia odkształceniowa i SWE w diagnostyce włóknienia wątroby

 

Tkanki chorobowo zmienione wyróżniają się nie tylko zmianami w morfologii, dotyczącymi kształtu oraz intensywności odbicia ultradźwięków (echogeniczności). W większości przypadków zmienia się również ich spoistość (twardość, elastyczność). Co szczególnie istotne – najwyższą spoistość wykazują zmiany nowotworowe, zwłaszcza nowotwory złośliwe.

 

Co to jest elastografia?

Elastografia jest metodą diagnostyczną, polegającą na uzyskiwaniu informacji o spoistości tkanek i naniesieniu tej informacji na obrazy morfologiczne, najczęściej w postaci transparentnej mapy kolorowej. Określenie twardości tkanki jest możliwe przy użyciu dwu metod:
•    obserwacji odkształceń tkanki pod wpływem zewnętrznych bodźców mechanicznych, (elastografia odkształceniowa, Strain Elastography),
•    pomiaru prędkości przemieszczania się w tkance fal, wywołanych w niej impulsem o wysokiej częstotliwości (np. elastografia fali poprzecznej Shear Wave Elastography czy pomiary elastyczności wątroby metodą Transient Elastography).
Ultrasonograficzną elastografię odkształceniową opracowała firma Hitachi na przełomie XX i XXI wieku, wypuszczając na rynek w 2003 roku pierwszy komercyjnie dostępny system USG z tą opcją. Dalsze lata to okres zbierania doświadczeń, pracy nad kolejnymi, coraz doskonalszymi i niezawodnymi generacjami oprogramowania. Dopiero po około 10 latach elastografią zainteresowali się również inni producenci sprzętu USG, tworząc własne technologie, alternatywne dla opatentowanych przez Hitachi rozwiązań.
Należy bardzo mocno podkreślić, że choć oczywistą inspiracją dla elastografii jest znane od tysiącleci badanie palpacyjne, różnicowanie spoistości tkanek w elastografii jest nieporównanie dokładniejsze, pozwalając na ujawnienie niuansów całkowicie niewyczuwalnych metodą palpacji.

 

 

 

Zastosowania elastografii odkształceniowej

Elastografia odkształceniowa oddaje nieocenione usługi zwłaszcza tam, gdzie badane struktury znajdują się blisko czoła głowicy ultradźwiękowej. Są to nie tylko narządy powierzchowne, czyli:
•    piersi,
•    tarczyca i ślinianki,
•    jądra i najądrza,
•    powierzchownie położone węzły chłonne,
•    elementy narządu ruchu,
•    skóra i tkanki podskórne
ale także wszystkie struktury badane głowicami, wprowadzanymi do jam ciała blisko badanych narządów, jak na przykład:
•    narząd rodny kobiety,
•    gruczoł krokowy,
•    ściany odbytu w badaniu transrektalnym,
•    ściany przełyku, żołądka i dwunastnicy oraz struktury nadbrzusza w badaniu, endoultrasonograficznym.
Zwłaszcza to ostatnie zastosowanie jest spektakularnym przykładem, jak zaawansowana jest technologia stworzona przez Hitachi. Pozwala ona uzyskać obraz odkształceń tkanki wyłącznie dzięki ruchom pulsacyjnym naczyń głęboko w jamie brzusznej, tam gdzie lekarz nie ma żadnej możliwości wywierania kontrolowanego nacisku głowicą na podłoże.
Niektóre z zastosowań elastografii odkształceniowej zostały krótko omówione poniżej.

 

 

 

Elastografia piersi

miro_madeinfuture_artykul01

Diagnostyka piersi jest najbardziej naturalnym i najczęstszym zastosowaniem elastografii,nie tylko ze względu na powierzchowne położenie, ale także na ścisłą zależność pomiędzy złośliwością zmian w piersiach a ich twardością. Stosuje się trzy kryteria oceny:
•    wizualna ocena twardości zmiany,
•    ocena dystrybucji twardości wewnątrz zmiany (skala Tsukuby),
•    pomiar względnej twardości zmiany w stosunku do tkanki tłuszczowej (Strain Ratio, Fat to Lesion Ratio).

miro_madeinfuture_artykul02
Elastografia piersi ma kluczowe znaczenie dla różnicowania na poziomie 3 i 4 stopnia skali BiRads, co ma decydujący wpływ na dalsze postępowanie. Z obserwacji osób, mających duże doświadczenie z zastosowaniem tej metody w sonomammografii wynika, że elastografia najczęściej znajduje zastosowanie do udowodnienia łagodnego charakteru zmiany i oddalenia wskazań do biopsji tam, gdzie nie jest ona potrzebna. Nie brakuje jednak też przypadków, w których dostarcza dodatkowej informacji diagnostycznej o zmianach z pozoru łagodnych.

 

 

 

Elastografia tarczycy

miro_madeinfuture_artykul03

Guzy tarczycy nie zawsze wykazują twardość proporcjonalną do stopnia złośliwości. Ze względu na specyfikę budowy tkanki tarczycowej, wiele guzów ma wybitnie niejednorodną spoistość. Elastografia ma jednak duże znaczenie także i w tej aplikacji klinicznej. W wielu przypadkach umożliwia dokładniejszą identyfikację zmian złośliwych, zazwyczaj pozwala na trafne różnicowanie torbieli. Oddaje nieocenione usługi w ukierunkowaniu biopsji tarczycy. U osób z potwierdzonym nowotworem pomaga w identyfikacji ewentualnych przerzutów do węzłów chłonnych.

 

 

 

Elastografia w urologii

miro_madeinfuture_artykul04

Podwyższona spoistość jest cechą charakterystyczną raka gruczołu krokowego w jeszcze większym stopniu, niż dzieje się to w przypadku raka piersi. Cecha ta może mieć kapitalne znaczenie w ukierunkowaniu biopsji. Jednokrotna biopsja systematyczna pod kontrolą USG nie pozwala na wykrycie raka u znacznej części pacjentów ze znamiennie podwyższonym poziomem PSA, u wielu z nich do potwierdzenia konieczne są nawet więcej niż dwie biopsje. Badania z zastosowaniem elastografii Hitachi wykazały, że wykrywalność raka można zwiększyć nawet przy zmniejszeniu o połowę liczby nakłuć, o ile te nakłucia będą kierowane w obszary o uwidocznionej w elastografii zwiększonej spoistości. Ponadto, specyficzne artefakty, występujące w tej metodzie, pozwalają nierzadko na dokładną ocenę stopnia nacieczenia torebki prostaty lub wykluczenie jej naciekania.

miro_madeinfuture_artykul05

Istnieje szereg dowodów na znaczenie elastografii w różnicowaniu zmian ogniskowych w obrębie jąder. Guzy nowotworowe, szczególnie o charakterze złośliwym, wyróżniają się w badaniach elastograficznych wzmożoną spoistością.

 

 

 

Elastografia w ginekologii i położnictwie

miro_madeinfuture_artykul06

Również narządy miednicy mniejszej kobiety stają się strukturami położonymi powierzchownie względem głowicy ultradźwiękowej, jeżeli badamy je głowicą endowaginalną. Przy pomocy elastografii możemy badać zmiany w macicy (szyjce i trzonie) oraz jajnikach. Elastografia pozwala na potwierdzenie lub wykluczenie nowotworowego charakteru widocznych zmian, w niektórych przypadkach na wykrycie zmian nowotworowych niewidocznych w obrazie w skali szarości. Elastografia umożliwia uwidocznienie naciekania raka endometrium i raka szyjki macicy w głąb mięśniówki. Specyficzne artefakty, występujące w tej metodzie, dostarczają często dodatkowej informacji odnośnie nacieczenia surowicówki w przypadku nowotworów narządów rodnych.

miro_madeinfuture_artykul08

Niektórzy autorzy przypisują znaczenie elastografii w ocenie ryzyka przedwczesnego porodu, któremu towarzyszy zawsze zmniejszenie spoistości szyjki macicy. Należy podkreślić, że badanie metodą elastografii odkształceniowej jest całkowicie bezpieczne dla płodu, ponieważ nie wiąże się z emisją żadnej dodatkowej energii poza tą, która jest niezbędna do uzyskania zwykłego obrazu w skali szarości.
Pewne nadzieje wiązane są również z zastosowaniem elastografii w badaniach macicy u kobiet po przebytym cesarskim cięciu, u których może dochodzić do rozmiękania i rozejścia blizny w mięśniówce.

 

 

 

Elastografia węzłów chłonnych

miro_madeinfuture_artykul09

Pomimo tego, że istnieje cały szereg cech ultrasonograficznych, odróżniających węzły chłonne przebudowane nowotworowo (np. przerzutowe) od zmienionych odczynowo, nie zawsze jest możliwe jednoznaczne ich różnicowanie na podstawie wyglądu, a nawet unaczynienia. Dodatkową cechą różnicująca jest zazwyczaj spoistość węzła, którą można uwidocznić w badaniu elastograficznym.

 

 

 

Elastografia w badaniach narządu ruchu

Elastografia służy do oceny nie tylko nowotworów, ale także zmian o charakterze zapalnym i pourazowym. Ma to szczególne zastosowanie w badaniach ortopedycznych, pomagając w wykrywaniu i w monitorowaniu zapaleń mięśni i ścięgien, zmian przeciążeniowych w ich obrębie, jak też pozwalając na śledzenie procesów gojenia zmian pourazowych.

 

 

 

Elastografia śródoperacyjna i endoskopowa

miro_madeinfuture_artykul10

miro_madeinfuture_artykul11

Hitachi Aloka udostępnia możliwość wykonywania elastografii na prawie wszystkich głowicach, w tym tych, które są stosowane w badaniach śródoperacyjnych oraz endoskopowych. Umożliwia to rozszerzenie zastosowań technologii elastograficznej również na struktury położone głęboko w jamie brzusznej. Szczególne znaczenie ma ocena węzłów chłonnych w trakcie operacji onkologicznych, jak również trzustki oraz węzłów chłonnych nadbrzusza w badaniach endoultrasonograficznych. Otwiera to zupełnie nowe perspektywy w zakresie chirurgii onkologicznej i nowe szanse na pogłębienie diagnostyki newralgicznych obszarów jamy brzusznej.

 

 

 

Elastografia odkształceniowa i SWE w diagnostyce włóknienia wątroby

Elastografia stała się w ostatnich latach cenną alternatywą dla biopsji w diagnostyce włóknienia miąższu wątroby. Pozwala na trzykrotne ograniczenie liczby biopsji, wykonywanych u przewlekle monitorowanych pacjentów z zapaleniami wątroby o różnej etiologii. Zazwyczaj wykorzystuje się do tego zjawisko przewodności tkanki dla fal mechanicznych. Dedykowany system pomiarowy lub aparat USG z odpowiednią opcją generuje falę mechaniczną przy pomocy zewnętrznego wibratora (Transient Elastography) albo odpowiednio dostosowaną wiązką ultradźwiękową z głowicy obrazowej (Shear Wave lub ARFI). Zmierzona prędkość propagacji tej fali w tkance jest ściśle skorelowana z modułem Younga, stanowiącym fizyczną, obiektywną miarę twardości ośrodka. Ponieważ w miarę włóknienia miąższu wątroby wzrasta jego twardość, pomiar taki zazwyczaj pozwala na określenie stopnia zaawansowania procesu.

miro_madeinfuture_artykul12

Inżynierowie Hitachi wraz z współpracującymi z nimi lekarzami zwrócili uwagę na drugą cechę włóknienia wątroby, jaką jest równoczesny wzrost niejednorodności miąższu, całkowicie oczywisty w świetle zmian histologicznych w nim zachodzących. Na tym stwierdzeniu opiera się druga, alternatywna metoda oznaczania stopnia zwłóknienia, wyrażanego indeksem fibrozy (Liver fibrosis Index, LFI). Indeks ten jest liczbowym wynikiem zaawansowanej analizy statystycznej obrazu wycinka wątroby, uzyskanego metodą elastografii odkształceniowej. Wzrost wartości liczbowej indeksu fibrozy koreluje z postępem włóknienia wątroby, zostały wyodrębnione przedziały wartości, odpowiadające stopniom fibrozy w skali Metavir. Ciekawostką tego pomiaru jest fakt, że obraz odkształceniowy wątroby uzyskuje się w tym przypadku nie dzięki uciskowi głowicą z zewnątrz, ale w wyniku nieznacznego rozprężania się wątroby w momencie skurczu serca, kiedy powstaje nieco więcej przestrzeni również pod przeponą.

miro_madeinfuture_artykul13

Pomiar modułu Younga wątroby metodą fali poprzecznej (Shear Wave Measurement, SWE) został udostępniony jako opcja w trzech systemach Hitachi Aloka: Arietta 850, Arietta V70 oraz Ascendus. Jest on zgodny z przyjętymi przez towarzystwa naukowe standardami oceny włóknienia wątroby. Wielu autorów zwraca jednak uwagę, że pomiary metodą fali poprzecznej i inne oparte o przewodnictwo fali mechanicznej, mogą być zawyżone między innymi w wyniku:
− przekrwienia, np. w niewydolności krążenia,
− obrzęku, np. w fazie zaostrzenia zapalenia,
− zastoju żółci,
− złego przygotowania pacjenta do badania,
co ostatecznie prowadzi do uzyskania wyników fałszywie dodatnich.
Indeks fibrozy LFI, dostępny również w systemach Arietta V60 i Preirus, nie figuruje w ofercie innych producentów aparatów USG. Stanowi on bardzo cenne uzupełnienie badania włóknienia miąższu, ponieważ jego wyniki nie zależą od czynników wymienionych wyżej. Oznaczenie indeksu fibrozy pozwala więc między innymi na:
•    weryfikację, czy wyniki pomiaru SWM nie zostały zawyżone w wyniku złego przygotowania pacjenta,
•    odróżnienie przejściowego zaostrzenia procesu zapalnego od postępu włóknienia,
•    zwrócenie uwagi na inne przyczyny wzrostu modułu Younga, jak np. zastoinowa niewydolność krążenia lub cholestaza.
Pomiar indeksu fibrozy LFI wydaje się wręcz jedyną metodą, umożliwiającą uchwycenie momentu rozpoczęcia włóknienia spowodowanego niewydolnością krążenia, np. u dzieci z ciężkimi wadami serca.
Kombinacja pomiarów SWM i LFI stanowi jedyny w swoim rodzaju, unikalny system kompleksowej diagnostyki włóknienia wątroby. W systemie klasy premium Aloka Arietta 850 został on dodatkowo wzbogacony o oznaczenie indeksu atenuacji (Attenuation Index, AI), parametru ściśle skorelowanego z postępem stłuszczenia miąższu, co domyka komplet narzędzi do oceny wątroby.