КОМПЛЕКСНАЯ ЭЛАСТОГРАФИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОРГАНОВ И ПЕЧЕНИ ( НА ОСНОВАНИИ ЕВРОПЕЙСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭЛАСТОГРАФИИ 2013). Борсуков Алексей Васильевич г. Смоленск 2014 год Проблемная научно-исследовательская Лаборатория «Диагностические исследования и малоинвазивные технологии» Смоленской Государственной Медицинской Академии

2 EFSUMB Guedelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography. Part 1: Basic Principles and Technology (J. Bamber, D. Cosgrove et al., Ultraschall in Med 2013; 34: ) EFSUMB Guedelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography. Part 2: Clinical Applications (D. Cosgrove, J. Bamber et al., Ultraschall in Med 2013)

… на практике эластография является продолжением обычного УЗИ, и как допплер будет интегрирован в клиническую практику … сочетание вышеуказанных методов является более эффективным, чем исследование только одним инструментальным способом … in practice, elastography forms an extension of conventional ultrasonigraphy, much in the same way as Doppler is integrated into clinical practice… … the combination is often much more powerfull than either alone. (D. Cosgrove, F.Piscaglia, J. Bamber, et al., Ultraschall in Med 2013)

ПРОТОКОЛ ИССЛЕДОВАНИЯ В В-РЕЖИМЕ ПРИ НАЛИЧИИ ПАТОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 1. Локализация 2. Размеры 3. Форма 4. Пространственная ориентация 5. Контуры 6. Границы 7. Эхогенностъ 8. Структура 9. Дистальные акустические эффекты 10. Состояние тканей, окружающих образование

ПРОТОКОЛ ИССЛЕДОВАНИЯ В РЕЖИМЕ ЦДК / ЭДК ПРИ НАЛИЧИИ ПАТОЛОГИ­ЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 1. Интранодулярные сосуды 2. Перинодулярные (пограничные) сосуды 3. Определяются или отсутствуют радиально направленные сосуды или сосуды, "пронизывающие" все образование 4. Сосудистый рисунок окружающих тканей

Стандартный протокол ультразвукового исследования молочной железы 1. Тип строения ткани молочной железы 2. Состояние выводных протоков 3. Наличие диффузных изменений ткани железы 4. Состояние сосудистого рисунка ткани железы в режиме цветового или энергетического допплеровского картирования (ЦДК, ЭДК) 5. Наличие очаговых изменений 6. Состояние регионарных лимфатических узлов

BI-RADS 0 – неполные данные. Необходимо обследование (маммография, МРТ) BI-RADS 1 - отсутствие очаговых изменений. Рутинное ежегодное обследование BI-RADS 2 – доброкачественные изменения (кисты, липомы, интрамаммарные лимфатические узлы, импланты без признаков повреждения и транспозиции, типичные фиброаденомы без усиления кровотока и без признаков увеличения линейного размера за период наблюдения не менее 6 месяцев); Контрольное обследование каждые 6-12 месяцев

BI-RADS 3 - доброкачественные изменения с подозрением на рак не более 2% (впервые выявленные фиброаденомы, зоны узловой гиперплазии паренхимы без наличия микрокальцинатов, кисты с признаками воспаления). Контрольное обследование через 3 месяца; отрицательная динамика – 4. Категория, положительная динамика или стабильная картина – 2 категория BI-RADS 4 – выявленные изменения подозрительны на злокачественный процесс с вероятностью от 2 до 94%; разделяют низкую, среднюю (умеренную) и высокую степень вероятности рака ( категории 4a, 4b и 4c соответственно). Морфологическая верификация диагноза путем выполнения чрескожной пункционной биопсии

BI-RADS 5 – явные признаки злокачественных изменений с вероятностью 95% и выше. Морфологическая верификация диагноза путем выполнения чрескожной пункционной биопсии BI-RADS 6 – диагноз рака доказан морфологически. Устанавливается перед началом проведения специального лечения, включающего неоадъювантную химиотерапию и хирургическое лечение.

Эластография Компрессионная - эластография (Strain) Механическая компрессия датчиком Цветовое кодирование Условные единицы Эластография сдвиговой волны Транзиентная эластография (механическая генерация сдвиговой волны) Acoustic Radiation Force Impulse - ARFI (электронная генерация сдвиговой волны) FibroScan (Франция) - к Па Siemens (Германия) - м/с Philips (Нидерланды) - к Па Acoustic Radiation Force Impulse – ARFI с формированием фронта сдвиговых волн (электронная генерация сдвиговой волны) Aixplorer (Франция) - к Па или м/с Bioss-Ultima (Россия) - к Па или м/с Hitachi,Tochiba (Япония) AVA – medica (Канада) Samsung Medison (Корея) GE HelthCare (США) Esaote (Италия) SonoScape (Китай) SIUI (Китай) и т.д.

… Условия для качественного получения хороших изображений квазистатической деформации, представляющих эластичность тканей включают в себя: -близость мишени к преобразователю (< 3-4 см) -нахождение рядом однородной ткани (например печени) -нет анатомических образований, которые могут вызвать движение скольжения спереди или изнутри отображаемой области -некоторое расстояние до границ тканей -отсутствие структур (например, большие вены), которые бы поглощали сдвиговую волну -Широкий источник напряжения (в 2 D) по отношению к ширине области отображаемой области -Точная локализация исследуемого очага -Ограниченное число диагностических целей … Conditions favourable to obtaining good quasi-static strain images representing tissue elasticity include: -close proximity of the target to the transducer (

Зоны ткани с разной плотностью реагируют на надавливание по разному Прямая визуализация Эластограммы, это изображение в режиме реального времени с цветной маркировкой наложенной на изображение в В-режиме. Маркировка указывает на различия в деформации исследуемой ткани Патофизиологическое обоснование компрессионной эластографии Cyst Исследуемая область (ROI) должна быть достаточно широкой для того, чтобы включать достаточное количество ткани вокруг патологического изменения Информация о напряжении/натяжении получается в результате полученных данных также о ткани, окружающей ROI Это не абсолютное измерение жесткости ткани

Ритмично Незначительно Постоянно Однонаправленно В контакте с кожей Прилагаемая сила надавливания (датчиком) NO! Проблемы методики компрессионной эластографии

… качественные результаты получаются тогда, когда пользователи выполнили 500 исследований (Castera L. et al., 2010) … the better results are obtained when users have performed 500 previous studies. (Castera L. et al Pitfalls of liver stiffness measurement: a 5-year prospective study of examinations. Hepatology 2010; 51: )

… Оба волновых метода (стрейн-эластография и эластография сдвиговой волны) заняли свое место в клинической практике и основное направление в том, чтобы улучшить дифференциацию между изображениями молочной железы при BI-RADS 3 и в меньшей степени для улучшения управления BI-RADS 4 а поражения от реклассификации их как 3 или 4 б … … Важной особенностью является то, что злокачественные заболевания кажутся больше по упругости на эластографическом изображении, чем на при В-режиме … Both strain and shear wave methods have been evaluated and the main thrust has been to improve the differentiation berween breast imaging reporting system (BI-RADS) 3 lesions (which need follow-up) and to a lesser extent to improve the manadgement of BI-RADS 4a lesion by reclassifying as 3 or 4b (D. Cosgrove, et al., 2013) … An important feature is that cancer appear lager on the elasticity image than on B-mode (Itoh A., 2010; Hall FM., 1997; Isermann R., 2012)

… Основное применение эластографии молочной железы рассматривается в качестве дополнения у обычному УЗИ – для улучшения дифференциации между злокачественными и доброкачественными поражениями, а значения деформации по эластографии необходимы для уточнения шкалы BI-RADS… … The main use of elastography in the breast is as an adjunct to conventional ultrasound to improve the differentiation between benign and malignant lesion and several studies attest to the value of strain elastography in refining the BI- RADS score (Sadigh G, et al., 2012; Cespedes I., 1993; Garra BS., 1997)

… Не все виды рака являются жесткими и не все жесткие поражения представляют рак. Поэтому использование эластографии как инструмента, который обеспечивает четкие пороговые значения - небезопасно… … Эластографическое заключение следует как комбинированное заключение обычного УЗИ + учет клинической формы … Not all cancer are stiff and not all stiff lesion are cancer, so regarding elastography as a tool that provides clear cut-off values is unsafe (Cosgrove D., et al., 2013) … The elastographic findings should be considered as an associate feature of conventional ultrasound and considering clinical background (Cosgrove D., et al., 2013)

… Для стрейн-эластографии были предложены классификации, использующие 4 или 5 визуальных категорий, с цветовой кодировкой или в серой шкале. Наиболее точно различаются мягкие очаги, расценивающиеся как доброкачественный признак, а жесткие – признак злокачественности … For strain elastography, classifications using 4 or 5 visual categorical scores,either colour-coded or in grey-scale have been proposed. The best evaluated differentiates between completely or predominantly soft nodules as a benign sign and a completely or predominantly hard nodule as a sign of malignancy (Asteria C., et al., 2013)

… Большинство злокачественных очагов, пропускаемых эластографией – фолликулярные карциномы, которые могут быть мягкими и которые трудно отличить от доброкачественных узлов… … Кантисани М. и соавт. сообщили о чувствительности, специфичности и точности эластографии в диагностике злокачественного процесса с помощью коэффициента деформации равного 2,0 – 91,7%, 87,8% и 98,2% соответственно … Most malignant nodules missed by elastography were follicular carcinomas which can be soft and difficult to differentiate from benign nodules (Bojunga J., et al., 2010)… … Cantisani M. et al. reported a sensitivity, specificity of elastography: 91,7%, 87,8%, 98,2% for the prediction of malignancy using a strain ratio 2 (ratio of lesion to surrounding parenchyma) (Cosgrove D. et al., 2013)

… Эластография является дополнительным инструментом для дифференциации поражений щитовидной железы. На основе экспертного заключения, эластография может быть использована для динамического наблюдения за злокачественным образованием при отрицательном результате биопсии… …Кальцинаты внутри образования могут исказить степень жесткости поражения. Результаты стрейн-эластографии следует с осторожностью интерпретировать в обширных кистозных областях, которые могут послужить артефактами… … Intralesional calcifications are common and may be the stiffness of the lesion, as has been shown for peripherial calcifications. Strain elastography should be interpreted with caution in extensive cystic areas since this may cause artefacts (Hong Y. et al., 2009; Rago T. et al., 2007; Kim JK. Et al., 2012)

21

… На практике пользователи считают, что эластография подтверждает данные полученный при ультразвуковом исследовании… Полезна для дифференциальной диагностики кистозных образований … … Полной характеристики возникновения артефактов при эластографии сдвиговой волны до сих пор нет… … In practice, users find that such chasnges in management are uncommon and elastography is more usually used to increase confidence when the findings concur with the standart ultrasound findings. It alswo useful for confirming that a lesion is a cyst when the contents are echogenic. (Cosgrove D., et al., 2013) … A full characterisation of the artefacrs associated with SWE has yet to be conducted (Bamber J., 2013)

23 Будущие перспективы …Как и подобает новому методу, эластография используется в новых приложениях, которые пока еще не располагают достаточной силой доказательств, чтобы оправдать их включение в настоящие рекомендации, хотя их исключение не должно быть принято как подразумевающее, что они не смогут оказать клинического значения в будущем, после накопления опыта по этим методам… …As befits a new method, elastography is being used in new applications which as yet lack sufficient strength of evidence to justify their inclusion in these Recommendations, though their exclusion should not be taken as implying that they may not prove to be of clinical value once more experience is gained (Cosgrove D., et al., 2013)…

Основные этапы проведения эластографии I этап: В-режим II этап: Strain-эластография III этап: проведение измерений требуемых для каждого пациента в конкретной клинической ситуации IV ЭТАП: Strain-эластография: проведение полуколичественной оценки V ЭТАП: формирование заключения Стандартизированная методика компрессионной эластографии

I этап: В-режим Выявление патологического очага - выбор оптимального режима визуализации, где четко определяется максимальный размер, весь спектр эхоструктуры очага, взаимоотношение очагового образования с близлежащими структурами. Стандартизированная методика компрессионной эластографии

Для очагов диаметром 5-20 мм Стандартизированная методика компрессионной эластографии: I этап

Для очагов диаметром мм Стандартизированная методика компрессионной эластографии: I этап

Для очагов неправильной формы Стандартизированная методика компрессионной эластографии: I этап

II ЭТАП: КОМПРЕССИОННАЯ-ЭЛАСТОГРАФИЯ а) Восстановление или стабилизация изображения в В-режиме (по аналогии с I этапом) б) Синхронизация компрессии датчиком со шкалой допустимых компрессионных движений strain-эластографии с разверткой по времени (одна из них располагается под режимами сканирования, изображается в виде графика, имеет катокроту и анакроту; другая расположена слева от «окна» эластографического изображения и отображает интенсивность давления датчиком на тканевые структуры или органы) в) Определение корректного соотношения двух шкал strain-эластографии: по интенсивности давления - слева от «окна» эластографического изображения, и с разверткой по времени и интенсивности давления - внизу экрана. г) Оценка визуализации в активном «окне» strain-эластографии с подбором оптимального режима для визуальной оценки врачом-оператором: контрастность изображения, интенсивность цветопередачи, яркость изображения (при неудовлетворительной картине по вышеперечисленным параметрам II этап повторяется сначала: фаза IIа -II6 - IIв - IIг.) Стандартизированная методика компрессионной эластографии

II ЭТАП: КОМПРЕССИОННАЯ ЭЛАСТОГРАФИЯ Стандартизированная методика компрессионной эластографии: II этап Интенсивность давления Ритмичность компрессионных движений

II ЭТАП: КОМПРЕССИОННАЯ-ЭЛАСТОГРАФИЯ Стандартизированная методика компрессионной эластографии: II этап Интенсивность давления Ритмичность компрессионных движений

III ЭТАП: ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ТРЕБУЕМЫХ ДЛЯ КАЖДОГО ПАЦИЕНТА В КОНКРЕТНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ а)сравнительные размеры очага в В-режиме и Strain-эластографии (2 размера в мм); б)оценка жесткости очага в зависимости от выбранной качественной шкалы оценки изображения (предпочтительно Ueno 2006 г.); в)оценка качественного распределения однородности/неоднородности жесткости в очаге по зонам: 1)центр - периферия; 2)по % от общей площади очага; 3)распределение зон неоднородной жесткости с локализацией по режиму циферблата. г)сравнительные показатели жесткости: 1)очаг - перифокальные зоны (не менее 4-х точек) 2)очаг - отдаленные зоны органа (сравнение с 3-мя зонами или более) 3)очаг - другой орган, являющийся зоной сравнения с органом, где локализуется очаг (при клинической необходимости) Стандартизированная методика компрессионной эластографии

Компрессионная эластография, качественная оценка типов эластограмм Ueno (университета Tsukybo Япония 2006 год)

Дополнения для эластографии щитовидной железы (Зубарев А.В. и соавт год) 1-2 тип – зелено-желтый цвет (доброкачественные образования: узловой коллоидный зоб и аденомы) 3 тип – пограничный тип, требующий ТАБ (зелено-синий цвет) – фолликулярная аденома. Фолликулярный рак. 4 тип – злокачественный (синий цвет) – папиллярный, фолликулярный, смешанный рак. 5 тип – патологическое окрашивание более широкое, чем образование, с распространением процесса на окружающие ткани (синий цвет) BGR (0) – трехцветный тип (жидкость)

Классификация эластографических изображений, харектерных изменений лимфатических узлов (Madoka K., Furukawa et al., 2007)

Реактивно измененный полуколичественная оценка 3.43 У.Е. (2 тип) Вторично измененный полуколичественная оценка 17,33 У.Е.(4 тип)

IV ЭТАП: КОМПРЕССИОННАЯ-ЭЛАСТОГРАФИЯ: ПРОВЕДЕНИЕ ПОЛУКОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ а) информационный блок «очаг-окружающие ткани органа» (в режиме Strain Ratio (SR) выбирается программа «SR-ellips» или «SR-trace» и фиксируется стандартизированные по размеру поля измерения в виде круга/эллипса в проекции очага и зоне органа вне очага и вне перифокальной зоны. Далее получают данные в условных единицах. Оптимальное позиционирование контрольной зоны предпочтительно на уровне зоны интереса.) б) информационный блок «эластометрия очага» (в режиме SR выбирается программа «SR-ellips» или «SR-trace» и фиксируется стандартизированные по форме и размеру зоны внутри очага (1 вариант) или обводятся в ручном режиме зоны интереса так же внутри очага (2 вариант); в этих зонах сравниваются максимально различимые по эластичности участки. Количество зон интереса в очаге в зависимости от эластографической картины очага см. примечание) в) информационный блок «очаг – окружающие ткани вне органа» (в режиме SR выбирается программа «SR-ellips» и фиксируется стандартизированные по форме и размерам поля измерения в виде круга/эллипса в проекции очага и участка ткани вне органа, предпочтительно –участка жировой ткани) Стандартизированная методика компрессионной эластографии

Оценка жесткости в зоне «Очаг – окружающие ткани органа» Стандартизированная методика компрессионной эластографии

III ЭТАП: ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ТРЕБУЕМЫХ ДЛЯ КАЖДОГО ПАЦИЕНТА В КОНКРЕТНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ Стандартизированная методика компрессионной эластографии Оценивается разница жесткости очага с помощью полуколичественной оценки. Зонами сравнения являются: участок узла и неизмененная ткань щитовидной железы

Оценка жесткости внутри очага Стандартизированная методика компрессионной эластографии

III ЭТАП: ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ТРЕБУЕМЫХ ДЛЯ КАЖДОГО ПАЦИЕНТА В КОНКРЕТНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ Стандартизированная методика компрессионной эластографии Оценивается разница жесткости очага с помощью полуколичественной оценки. Зонами сравнения являются: участки внутри очага разного цветового паттерна

Оценка жесткости в зоне «Очаг – окружающие ткани вне органа» Стандартизированная методика компрессионной эластографии

Оценка жесткости в зоне «Очаг – орган» Правосторонний узловой зоб. Микрокарцинома? Особенности: при полуколличественн ой оценке жесткости очага определяется различие между жесткостью очага и неизмененной паренхимы щитовидной железы

47 Транзиентная эластометрия (FIBROSKAN-504 с 2007 г.) Компрессионная эластография при эндосонографии (Hitachi Preirus +Pentax с 2012 г.) Компрессионная эластография печени HI-RTE LF-index (Hitachi Preirus с февраля 2014 г.) Эластография сдвиговых волн (Биосс Ангиомед Ультра с октября 2013 )

Измерение давления Данные пациента Медиана Режим TM Изображение возмущения

49

50

51

Заболевание Количество Хронический вирусный гепатит В и С 6209/68 ASH243/129 NASH537/47 Цирроз печени Чайлд-Пью А Чайлд-Пью В Чайлд-Пью С 178/28 47/7 96/15 35/6 Всего 7167/

Тип эластографии Сегменты печени Транзиентная эластометрия-0,42-0,380,440,830,84- Компрессионная эластография при эндосонографии 0,910,900,910,72 0,570,560,55 Эластография сдвиговой волны -0,820,840,94 0,950,93 Компрессионная эластография печени HI-RTE LF-index ---??0,890,88? 53

54 Любая эластография должна проводиться мультифокально с учетом сегментарного деления печени. Необходима стандартизация условий перед проведением ультразвуковой эластометрии: покой в горизонтальное положение в течение 10 минут, стабильные показатели микроклимата в кабинете эластографии Соблюдение вышеназванных условий позволяет улучшить воспроизводимость методики и повысить качество диагностики При эластометрии важен учет сосудистого компонента, до конца неясна доля участия фиброза и нарушений гемодинамики в органе в формировании показателей эластометрии, особенно на ранних стадиях любого процесса

Хронические вирусные гепатиты- диагностика фиброза, оценка эффективности лечения Цирроз: дифференциальная диагностика, прогноз? Цирроз-рак печени: уточнение зоны биопсии, дифференциальная диагностика? Другая очаговая патология-требуются дополнительные исследования

Спасибо за внимание! Проблемная научно-исследовательская лаборатория «Диагностические исследования и малоинвазивные технологии» Подробности на сайте