Pár poznámek k Ultrazvukové Elastografii Tkáňová ultrazvuková elastografie (analýza mechanické tuhosti, napětí tkáně) představuje nejvýznamnější pokrok v ultrazvukové technologii od nástupu dopplerovského zobrazování.
Informace o tuhosti tkáně doplňuje základní 2D anatomické zobrazování a cévní perfuzní dopplerovskou informaci, intersekce těchto 3 rozměrů uzv diagnostiky kompletuje tak poznatky získatelné neinvazivním ultrazvukem.
1. generace uzv elastografie Přivedla na trh před cca 5 léty Hitachi. Jedná se o tzv „real-time korelační“ elastografii, „pumpovací“, „manuální strain-stress“ elastografii, kdy vyšetřující rytmickým tlakem ruky sondou na tkáň tuto stlačuje a opět uvolňuje a sonograf porovnáváním za sebou jdoucích sonografických snímků, resp. jejich jednotlivých bodů (speklí) počítá ve zvolené oblasti zájmu (ROI) vzájemné vzdálenosti těchto odrazů a barevným kódováním zobrazuje „kvalitativně“ elasticitu zvolené oblasti tkáně. Více stlačitelné oblasti tkáně (tj. více elastické) zabarvuje obvykle do modra, méně stlačitelné (tužší) oblasti např. do červena, resp. je možno použít i jiných map, též ve stupnici šedi.
Metodika je velmi závislá na zkušenosti a zručnosti vyšetřujícího, je zatížena množstvím artefaktů, není kvantitativní ani dobře reprodukovatelná. Vylepšená metodika navádí jistým způsobem vyšetřujícího pomocí určitého obrazce („magického oka“), resp. numerickým „quality score“ údajem, jak rychle a silně má vyšetřující vyšetřovanou tkáň stlačovat / uvolňovat (např. u sonografů výrobce Ultrasonix Medical Corp., Siemens S2000, atd.).
Je zřejmé, že tato metoda není vhodná pro všechny tkáně, nejlépe je použitelná v mamografii, ale v zásadě je aplikovatelná při skenování tkání různými typy sond (lineární, konvexní, endokavitární, atd.).
2. generace uzv elastografie Vylepšená a citlivější metoda využívá rytmické komprese tkáně, která je způsobena vlastním tělem vyšetřovaného, tj. dýcháním, resp. pohybem srdce. Zpracování signálu je stejné jak u 1.generace. Tento princip používá nyní řada firem jako Toshiba, Siemens (eSie), atd. Podobně ale jako u 1.generace, metodika dává pouze jakýsi náznak kvalitativního (dosti špatně reprodukovatelného) ohodnocení elasticity / tuhosti vyšetřované tkáně. Je opět vhodná spíše pro hodnocení útvarů prsů, štítné žlázy, atd.. Je lépe realizovatelná na lineární sondě (pro „small parts“ diagnostiku) než na sondě konvexní pro abdomen.
3. generace uzv elastografie Tento přístup přivedla na trh v r. 2010 fy Siemens pod názvem ARFI (Acoustic Radiation Forced Impulse Elastography), kterou bude zřejmě v tomoto roce 2011 následovat i Philips. Metodu ARFI používá Siemens dvěma způsoby : a) ARFI Virtual Touch tissue imaging… vedoucí opět k „strain-stress“ typu zobrazení. Metodika je používána zejména pro vyšetřování jater (tedy hlubších tkání, nepřístupných pro povrchovou kompresní elastografii). Tlak (stress) je automaticky vyvolán elektronicky sondou velmi výkonovým akustickým impulsem, nikoli manuálně (proto tzv „virtual touch“). Možný ROI je poměrně malý, vedle standardního 2D sonogramu je k dispozici kvalitativní elastogram relativní tuhosti tkáně ROI oblasti ve stupnici šedi, vytvořený stejným výpočtem přesunů-dislokací jednotlivých tkáňových odrazů, tak jako u výše popsané 1. a 2.generace. Modulace „elasticity“ je prezentována stupnicí šedi, světlé oblasti představují měkkou tkáň, tmavé oblasti pak tužší tkáň. Touto metodou je možné tužší tkáně diferencovat od měkčích, i když ve standardním 2D obraze se oba typy projevují izoechogenně. Opět se jedná pouze o kvalitativní možnost ohodnocení elasticity tkáně. Vzhledem k použitému velkému výkonu virtual-touch impulsu je nutné po získání jednoho „elastografického“ obrázku sondu zchladit na cca 20-30 sec (zmrazením funkce celého sonografu), nejedná se tedy o dynamickou (zcela real-time) elastografii. Přesto je interoperátor-variabilita lepší než u metod „1. a 2. generace“.
b) ARFI Virtual Touch Quantification – shear wave elastography („jedno-bodová“, statická). Opět se používá u sonografu Siemens S2000, tak jako ad a), silného akustického impulsu, který vyvolá šíření příčné, střižné laterální uzv vlny zvolenou, velmi malou ROI oblastí (vzorek rozměru cca 6 x 10mm), umístěnou do uživatelem definové oblasti vyšetřované tkáně. Vyšetřující pak inicializuje ultrazvukové (standardní, podélné, axiální) měření rychlosti čelní strany této postupující příčné uzv vlny v m/s. Přibližně za 1 sec se na displeji objeví střední hodnota rychlosti pohybu této příčné vlny v m/s, která je kvantitativně úměrná průměrné elasticitě tkáně v této 6x10mm oblasti. Následně je potřeba opět na cca 6 sec funkci systému zmrazit (ochlazovací perioda sondy). Práce používající tuto metodiku říkají, že je potřeba cca 10 následných odečtení výše uvedené hodnoty a jejich zprůměrnění pro dosažení reprodukovatelnosti výsledku, resp. malé standardní odchylky měření. Jedná se o jednotlivá statická měření, není vytvářen kvantitativní elastogram či mapa elasticity. Nejedná se o dynamický, real-time „zobrazovací elastografický mód“.
V(shear wave) = 2,79 m/s
V(shear wave) = 2,03 m/s
4. enerace uzv elastografie Dynamická, real time Shear Wave Elastography (SWE), patentově chráněná u „MultiWave sonografu-elastografu“ Aixplorer – výrobce SuperSonic Imagine (Francie). U tohoto způsobu SuperTOUCH softvér generuje impulsy standardní širokopásmovou sondou fokusované do různých hloubek „supersonickou rychlostí“. Tyto impulsy formují machův-kónus, který plošně vytváří a zesiluje šíření příčných, střižných vln širokou oblastí tkáně, ROI může být v průměru 30 x 30mm až cca 50 x 60mm. Nepoužívá se žádné vysoké energie pro vybuzení příčného vlnění, není potřeba žádné ochlazovací periody. Velmi rychlý interní počítač a hardvér umožnuje „UltraFast Imaging“ akvizicí snímat 5 000 až 20 000 snímků za sec. Touto rychlou akvizicí přístroj snímá a měří v celé velké ROI oblasti vyvolané šíření „pomalorychlostních“ příčných vln, jejichž rychlost je přímo úměrná Youngovu modulu pružnosti v kPa (kilopascalech). Aixplorer vytváří tak v reálném čase kompletní barevně-kódovanou mapu elasticity v „libovolně“ velké ROI, dynamicky, přibližnou rychlostí cca 3-4 mapy/sec. Každý „bod“ obrazu je kalkulován, měřen místně a nezávisle v kilopascalech a proto Aixplorer může zcela jednoznačně, dynamicky, kvantitativně diferencovat tužší tkáně od měkčích, i když tyto leží těsně vedle sebe (toto „strain-stress elastografie“ neumožňuje). Metoda je vysoce reprodukovatelná co se týče barevného kontrastu, tvaru a barevné homogenity dynamického elastogramu vyšetřovaného útvaru, včetně lokálních kPa hodnot. Pokud vyšetřující v B-módu najde suspektní novotvar, stiskne tlačítko SWE, objeví se plocha ROI kterou – libovolně nastavitelnou co se týče velikosti - umístí do oblasti novotvaru a ihned se paralelně k B-obrazu zobrazuje 2D obraz s na něm superponovanou mapou elasticity. Po zamražení tohoto obrazu může vyšetřující zvolit (opět libovolně malý či větší) měřící vzorek v mapě-obrazu elasticity a v kPa změřit hodnotu tuhosti této suspektní části tkáně a porovnat se vzorkem okolní „normální“ tkáně. V tabulce vidí průměrnou, maximální i minimální hodnotu (kPa) včetně směrodatné odchylky elasticity jednotlivých bodů měřeného vzorku „suspektní“ tkáně a okolní „zdravé“ tkáně a také Elasticity Ratio (poměr elasticit suspektní vs. zdravé tkáně).
V tomto případě je poměr tuhostí patologické tkáně (83kPa) ke zdravé (12 kPa)
Er = 6,9
Aixplorer může k špičkovému 2D / dopplerovskému / elastografickému zobrazování používat lineární, konvexní i intrakavitární sondu, včetně 3D konvexně–lineární sondy pro 3D elastografií.
MEDATA, spol. s r.o. Milady Horákové 11 602 00 Brno E-mail:
[email protected],
Tel.: +420-545 213 813, -4 Fax: +420-545 214 428
[email protected]
www.medata.cz
