Ультразвуковая эластография: виды, достоинства, возможности и пределы методик. Лекция для врачей
Лекция для врачей "Ультразвуковая эластография: виды, достоинства, возможности и пределы методик". Лекцию для врачей проводит руководитель единого центра ультразвуковой диагностики «Академик», заведующий отделением лучевой диагностики ФБУ «Санкт-Петербургский научно-практический центр медико-социальной экспертизы, протезирования и реабилитации инвалидов нм. Г.А. Альбрехта» Фадеев Вячеслав Дмитриевич
На лекции рассмотрены следующие вопросы:
- Определение эластографии. Термин эластография, впервые предложенный [Ophir et al], используется для обозначения методов дифференциации тканей по их жесткости путем механического воздействия на них и анализа деформаций, получаемых с помощью ультразвуковых диагностических сканеров или магниторезонансных томографов
- Ультразвуковая эластография. Наибольшее распространение получила технология ультразвуковой эластографии - ЭГ или соноэластографии - СЭГ (Elastography, Sonoelastography) - визуализация тканей и органов с отображением различия эластичности (или обратной ей характеристики - жесткости) нормальных и патологически измененных тканей на основе оценки локальной деформации при дозированной компрессии или вибрации
- Это метод визуализации, основанный на механических свойствах тканей изменять свою форму в ответ на внешнее воздействие
- Показатели состояния тканей, важных для эластографии
- Эластичность тканей оценивается с помощью различных показателей, в том числе, с помощью коэффициента, который называется модулем Юнга. Эластичность упругого тела или его податливость тем выше, чем больше деформация тела под действием силы. На практике в качестве меры податливости используется обратная величина - жесткость (на основе закона Гука)
- Помимо модуля Юнга упругость тела характеризуется коэффициентом Пуассона, который определяет связь между продольной деформацией вдоль оси X (направления механической компрессии или усиленного УЗ луча) и вызванной ею поперечной деформацией вдоль оси Y (поперечные волны)
- Модуль упругости ткани характеризует жесткость ткани и имеет размерность такую же, как давление и поэтому измеряется в паскалях (Па), а также в Н/см²
- Таким образом, использование в алгоритме расчета коэффициента жесткости сложных математических формул при несоблюдении корректных условий выполнения эластографии приводит к существенным искажениям этого ультразвукового показателя
- Информативность эластографии
- Обусловлена тем, что большинство злокачественных образований, как правило, имеет более жесткую структуру, чем окружающие ткани и доброкачественные опухоли. В то же время на обычном ультразвуковом изображении они иногда практически неразличимы. Диффузные изменения такие, как, например, фиброз и цирроз печени, дифференциация которых затруднена при использовании традиционной ультразвуковой диагностики, могут быть выявлены благодаря оценке жесткости тканей
- Помимо патологических тканей, нормальные ткани также могут отличаться между собой по жесткости, и это свойство также может учитываться и использоваться при диагностике
- Показания для эластографии
- 1. Новообразования поверхностно расположенных органов (молочной железы, щитовидной железы, лимфатических узлов, мягких тканей)
- 2. Диффузные заболевания поверхностно расположенных органов (молочной железы, щитовидной железы, лимфатических узлов, мягких тканей) - менее изучены
- 3. Новообразования печени
- 4. Диффузные заболевания печени (прежде всего оценка фиброза)
- 5. Новообразования органов малого таза (предстательной железы, матки и её придатков, лимфатических узлов)
- 6. Новообразования других органов брюшной полости - мало изучено
- 7. Интервенционные вмешательства под контролем ультразвука: контроль за правильностью наведения биопсийной иглы, терапевтических процедур типа радиочастотной абляции и высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука (high intensity focusing ultrasound - HIFU)
- мониторинг изменений при лечении злокачественных образований, [S.A. Eyerly, et al., 2010]
- трансплантология (мониторинг возможного отторжения трансплантированной почки)
- пластическая хирургия
- кардиология (Myocardial Elastography - ME)
- ангиология - в частности, исследование характера и жесткости бляшек (Endovascular elastography - EVE)
- Виды эластографий
- 1. Квазистатическая (статическая) эластография или компрессионная эластография с оценкой деформации тканей (strain elastography - SE) и возможностью оценки отношения величин деформации в различных участках области исследования (strain rate -SR)
- 2. Динамическая эластография (в основе -сдвиговая волна) с применением:
- механического импульсного или вибрационного давления, с использованием сдвиговых волн, возникающих при этом, (транзиентная эластография - transient elastography ТЕ)
- акустического радиационного давления (ARFI), создаваемого длинным ультразвуковым сигналом и оценкой получающихся продольных деформаций
- акустических радиационных импульсов давления (ARF1), создаваемых ультразвуковыми сигналами, сфокусированными на разную глубину, с использованием оценки скорости сдвиговых волн (shear wave elastography - SWE)
- Иногда отдельно используется термин вибрационная эластография (виброэластография, вибросоноэластография, виброакустография)
- Методы вибрационной эластографии в основном схожи с выше названными методами динамической эластографии и используют аналогичные способы воздействия на ткани и алгоритмы обработки
- Динамическая эластография = вибрационная эластография
- Возможности методик эластографии
- Компрессионные методики позволяют получать только качественные (или сравнительные количественные) характеристики жесткости тканей, в то время, как методики с использованием сдвиговых волн дают возможность оценивать количественно модуль Юнга (коэффициент жесткости тканей). Поэтому методы на основе сдвиговых волн объединяются общим названием эластометрия
- Виды эластографии
- Используемые технологии эластографии различаются в зависимости от следующих особенностей:
- области приложения нагрузки:
- со стороны поверхности
- изнутри тела
- типа нагрузки:
- статической (квазистатической)
- импульсной периодической (вибрационной)
- случайной
- способа создания нагрузки:
- рукой совместно с датчиком
- механическим устройством
- акустическим радиационным воздействием
- за счет движения внутренних структур организма
- способа оценки жесткости биологических тканей:
- посредством измерения локального смещения ткани под действием нагрузки и вычисления на основе этих данных деформации и отношения деформаций на различных участках
- путем измерения локальной скорости сдвиговых волн и вычисления модуля упругости ткани
- области приложения нагрузки:
- Что влияет на результат эластографии?
- Программное обеспечение (алгоритм расчета коэффициента жесткости специфичен для вида получения сдвиговой волны=модели УЗ аппарата)
- Настройка ультразвукового аппарата
- Устранение артефактов изображения
- Комплексная оценка полученных результатов специалистом УЗД, владеющим базовым ультразвуковым исследованием (В-сканированием) органа, оценкой изменений в органе по шкале RADS (BI-, TI-, PI-RADS) и эластографией
- Метод - ультразвуковой, эластография - часть метода
- Пример настройки УЗ аппарата при выполнении эластографии печени
- Для проведения компрессионной эластографии печени на ультразвуковой сканер должно быть установлено специальное программное обеспечение (например, программа LIVER ELASTO в аппаратах Hitachi ). Используется датчик EUP L52 (линейного сканирования) с частотным диапазоном 7-13 МГц
- Следует подчеркнуть, что в аппаратах других производителей алгоритм обработки УЗ сигнала отличается, что сказывается на результатах эластографии, выполненных на разных УЗ аппаратах
- Перед началом исследования необходимо проконтролировать значения следующих параметров на экране (при корректно настроенной программе данные значения установлены автоматически):
- а) настройка частоты кадров (Frame Rejection): 4
- б) отсечение шумов (Noise Rejection): 4
- в) частота эластографии (Elasto Frequency): L (Low — низкая)
- г) глубина сканирования (Field of view depth): 85 mm
- д) размер зоны эластографии (Size of the ROI): 2,5 x 2,5 cm - Без должной настройки аппарата - искажение результатов исследования
- Артефакты при эластографии:
- 1. Артефакты переотражения при размещении окна цветового картирования близко к капсуле
- 2. Артефакты трехслойного окрашивания, характерного для жидкостных структур (в частности, крупных сосудов)
- 3. Появление «перекрашивания» в области наложения тени от ребра
- 4. Недостаточное окрашивание при затухании сигнала в глубоких отделах
- 5. Артефакты бокового смещения («передавливания») в правую или левую сторону при усилении давления на правую или левую сторону датчика
- Компрессионная эластография: выбор зоны интереса
- Эхограмма при проведении КЭГ печени: изображение выбранного участка паренхимы печени в В-режиме (справа) и установленного окна цветового опроса с контрольной кривой сердечных сокращений (слева)
- Эхограммы артефактов при эластографии
- Эхограммы артефактов цветовой карты эластограммы:
- а) артефакты переотражения от капсулы печени (вертикальная стрелка) и трехслойного окрашивания крупного сосуда в зоне исследования (горизонтальная стрелка)
- б) «перекрашивание» в области наложения тени от ребра (горизонтальная стрелка)
- в) артефакт при затухании сигнала в глубоких отделах паренхимы печени (горизонтальная стрелка)
- Эхограммы артефактов цветовой карты эластограммы:
- Цветовая окраска степени жесткости ткани
- Компрессионная эластография
- Компрессионная или квазистатическая эластография. При использовании этого вида эластографии (compression elastography, quasi-static ultrasound elastography, strain imaging, static strain imaging) оценка эластичности тканей проводится путем сравнения изображений до и после сжатия тканей. Возможны различные способы реализации метода в зависимости оттого, каким образом создаются механические напряжения в тканях (действительно статическим или динамическим сжатием), и от метода оценки результата [Treece G. et al.; Varghese T., 2009]
- Напряжения могут создаваться путем приложения внешней силы, равномерной статической [Ophir J. et al.,2000; Jiang J. et al., 2009.] или динамической: путем периодического воздействия (с низкой частотой - 10-50 Гц) [Pesavento A. et al., 2000; Hall TJ. et al., 2003; Turgay E. et al., 2006], а также за счет использования естественных движений органов, например, сердца, легких, крупных артерий [Kolen A.F. et al., 2003; Bae U. et al., 2007]
- Компрессионная эластография
- Качественная оценка тканей (по окрашиванию)
- Полуколичественная (сравнение жесткости с соседними с зоной интереса тканями)
- Недостатки и особенности методики с ручной компрессией
- невозможность получить количественную оценку жесткости ткани с помощью модуля Юнга вследствие того, что распределение давлений в области интереса, вообще говоря, неизвестно, - однако, можно сравнивать количественно различие относительных деформаций в интересующем объекте и окружающих тканях
- зависимость деформации от воздействующей силы имеет нелинейный характер и зависит от времени, что связано с вязкостью и неоднородной упругостью тканей
- упругость ткани в различных направления неодинакова, кроме того исследуемые области содержат различные включения в виде жидкостных образований, границ соседних органов, рубцов и т.д.
- возможно нарушение корреляции эхо-сигналов при деформации ткани
- чувствительность метода уменьшается с глубиной, что объясняется тем, что биологические ткани помимо упругости имеют вязкость, что приводит к демпфированию - снижению уровня статического давления с глубиной и, следовательно, к уменьшению величины деформации более глубоко лежащих тканей
- зависимость результата от силы и направления сжатия, так что результат в существенной мере зависит от опыта исследователя
- определенные трудности при выполнении компрессии в ряде областей применения
- возможный дискомфорт, болевые ощущения пациента
- наличие выраженных «шумов» и ультразвуковых артефактов, обусловленных, в том числе, особенностями исследуемых структур, пульсацией артерий, движениями трахеи, пищевода и т.д.
- Качественная оценка эластографии
- 1. По цветовой окраске образования (ткани)
- 2. По интенсивности серой шкалы зоны интереса
- Характеристика типов качественной оценки очагов и лимфатических узлов при компрессионной эластографии
- Для аппаратов ультразвуковой диагностики разработана специальная цветовая шкала качественной оценки эластичности, по которой степень сменяемости (деформируемости, жесткости) соответствует определенному цвету. Легкосмещаемые мягкие ткани кодируются зеленым цветом, ткани со средней сменяемостью кодируются разным цветом (мозаичная структуры), не способность к деформации под влиянием компрессии кодируются синим цветом.
- В зависимости от фирмы производителя цветовая кодировка может меняться: синий - мягкий, красный - жесткий. В некоторых моделях возможно переключение цветовой кодировки в настройках аппарата. Уточняйте тип цветового кодирования у производителя
- Цветовая шкала позволяет получить дополнительную информацию для дифференциальной диагностики очаговых изменений внутри очага. Компрессии подвергаются образования, для которых и выделяют пять основных эластографических типов, которые четко обозначены в классификациях (Ueno Е., Tsukybo 2006) и лимфатических узлов (Madoka К., Furukawa etal. 2007). Указанные классификации утверждены Европейским консенсусом в 2013 г. при создании Европейских рекомендаций по соноэластографии
- Типы качественной оценки очагов по Ueno Е., Tsukybo 2006:
- первый тип - характеризуется равномерным окрашиванием очага в зеленый цвет - эластографические признаки мягко-эластической структуры очага
- второй тип - характеризуется мозаичной структурой, включающей как синие, так и зеленые оттенки цвета - эластографические признаки неоднородности структуры очага с преобладанием мягко- эластического компонента
- третий тип - характеризуется тем, что центральная часть образования окрашивается синим цветом, а его периферическая часть зеленым - эластографические признаки жестко-неоднородного очага
- четвертый тип - характеризуется интенсивным синим окрашиванием всего образования - эластографические признаки жесткого однородного очага
- пятый тип - характеризуется однородным интенсивным си ним окрашиванием с распространением на перифокальные участки
- Особенности эластограмм в гинекологии слева
- Киста
- Ограничения возможностей метода компрессионной соноэластографии
- При выполнении соноэластографии (СЭГ) необходимо учитывать, что некоторые структурные характеристики опухоли и особенности проведения методики могут затруднять интерпретацию визуальной картины. Поэтому при СЭГ, как и при других лучевых методах, могут быть как ложно-положительные(ЛП), так и ложно-отрицательные(ЛО) заключения. Структурированные типы ошибок и ограничений приведены ниже:
- 1. Компрессия датчиком щитовидной железы, при наличии выраженной пульсации общей сонной артерии (ОСА), может вызвать ЛП и ЛО результаты. Во избежание этого необходимо оценить достаточность пульсации ОСА, для получения корректного соноэластографического изображения. Если передаточная пульсация ОСА недостаточна, тогда необходимо проводить компрессионное давление рукой
- 2. При значительно выраженном верхушечном толчке могут возникать ЛП и ЛО результаты СЭГ левой молочной железы. В этом случае так же следует на II этапе проводить оценку достаточности или недостаточности пульсации верхушечного толчка для получения корректного изображения СЭГ
3. Имеется зависимость между глубиной залегания зоны интереса и качеством диагностики. Очаги, находящиеся на глубине 1,5 - 2 см и более от кожи или капсулы органа (при эндосонографии) при СЭГ могут давать ЛО и ЛП результаты. Недостаточная компрессия датчиком тканей во время исследования также может привести к ЛП и ЛО заключению при расположении очага на вышеуказанной глубине - 4. В частности, при СЭГ наибольшие трудности в дифференциальной диагностике вызывают фиброаденомы. Среди доброкачественных образований фиброаденомы имеют самые высокие показатели жесткости. Нередко отмечается наличие обызвествлений в её структуре
- 5. Показатели коэффициента жесткости при внутрипротоковых папилломах и протоковых формах карциномы in situ могут быть зачастую практически идентичными.
6. Карциномы муцинозного и папиллярною строения за счет отсутствия фиброзной десмопластической реакции нередко имеют схожую с доброкачественными образованиями ультразвуковую и соноэластографическую картину. Эти опухоли обычно округлые, с четко очерченными краями и часто характеризуются низкой жесткостью. Такие параметры новообразования нередко приводят к ЛО заключению - 7- Зоны центрального некроза и участки геморрагии в опухоли могут уменьшать ее жесткость, что также может привести к ЛО результату.
8. Наличие в доброкачественном образовании крупных кальцинатов или участка организующейся гематомы может повысить ее жесткость. В такой ситуации данные при СЭГ могут быть ЛП
- Трудно, но следует применять
- Несмотря на перечисленные трудности получения информативной компрессионной эластограммы, по мнению ряда исследователей, эластография позволяет избежать необходимости взятия биопсийной пробы более, чем в 15% случаев обнаружения жестких образований
- Методика ARFI
- Преимущества:
- ARFI по сравнению с другими видами эластографии может быть использована у больных, у которых измерения жесткости печени с помощью "Переходной эластографии = ТЕ" не могли быть получены
- применяться у пациентов с асцитом
- ARFI является быстрым методом оценки фиброза печени, абсолютно никаких побочных эффектов, удобно для пациента и для эксперта
- интегрирована в ультразвуковой аппарат
- Преимущества:
- В отличие от ручной компрессионной эластографии технология использования сдвиговых волн позволяет применять несколько более низкочастотные датчики. Поэтому глубина получения эластографической информации на сдвиговых волнах, вообще говоря, может быть больше
- Эластографии, использующие сдвиговые волны: непрямая (транзиентная) эластография с периодическим механическим воздействием
- Впервые метод эластографии сдвиговых волн (Shear Wave Elastography) или непрямой (транзиентной) эластографии (Transient Elastography -ТЕ), был реализован в системе FibroScan для исследования печени. В системе используется специальный УЗ одноэлементный датчик, расположенный на круглой поверхности небольшого поршня, который совершает периодическое механическое воздействие на поверхность кожи. Вокруг поршня возникает кольцевая сдвиговая волна (помимо обычной волны, движущейся вдоль оси поршня вглубь со скоростью звука)
- Акустическая сдвиговая волна. Суть метода SWEI заключается в следующем: интенсивная ультразвуковая (обычная компрессионная) волна фокусируется в точке, рядом с которой необходимо определить модуль Юнга среды. Поглощение энергии компрессионной волны сопровождается передачей импульса среде, т.е. на среду действует радиационная сила. Эта сила приводит к излучению сдвиговой волны в среде. Волна бежит от фокуса.
Характерные частоты в импульсе сдвиговой волны составляют несколько килогерц. Прохождение сдвиговой волны регистрируется с помощью обычного ультразвукового зондирования. Для этого с шагом в 200 мкс строится В-скан среды - Количественная оценка жесткости ткани
- Для количественной оценки жесткости паренхимы печени проводится вычисление индекса фиброза. Для этого на стабильном графике между приблизительно одинаковыми циклами устанавливается подходящий кадр в момент декомпрессии (отрицательная фаза); при устойчивой «двойной» кривой сердечных сокращений рекомендуется выбор второго пика
- Следует отметить, что два вышеупомянутых фактора выбора кадра — именно на стабильном участке контрольной кривой и именно в фазе декомпрессии — принципиально значимы для стандартизации исследования и получения корректных значений индекса фиброза печени. Несоблюдение этих моментов приводит к большой разнице показателей индекса фиброза, обусловленных ошибкой исследователя, что может свести к нулю значимость методики для клинической практики
- Заключение
- В мировой науке идет открытая дискуссия о преимуществах того или иного вида эластографии. В европейских рекомендациях 2013 г., посвященных эластографии, приводятся данные о преимуществах и недостатках всех типов эластографии
- Основным положением данных рекомендаций является то, что каждый вид эластографии имеет свое оптимальное место в диагностическом алгоритме и должен применяться персонализированно, с учетом клинической ситуации
- Однако следует помнить и о методически корректном выполнении каждой из предлагаемых методик с учетом ее особенностей
- Преимуществом методики компрессионной эластографии является достаточно большая зона оценки жесткости паренхимы: 25 х 25 мм.
- Актуальной представляется проблема уменьшения времени для получения корректного ультразвукового изображения для анализа. Методика, несомненно, требует отработки техники исследования при строгом соблюдении протокола для увеличения воспроизводимости и корректной интерпретации полученных результатов.
Дополнительный материал
Компрессионная эластография (real-time elastography - RTE) - метод качественной оценки упругих свойств тканей, основанный на уравнении Е = σ/ε, где Е - модуль упругости Юнга, о - величина компрессии, е - относительная деформация столбика ткани (стрейн - напряжение). Данный метод используется для исследования поверхностно расположенных органов (молочной железы, щитовидной железы, предстательной железы, матки, мочевого пузыря).
Исследование проводят линейным датчиком с применением компрессии (σ), способствующей деформации тканей. Более упругий, твёрдый объект (опухоль), уменьшается в объеме меньше (рис. 56), чем менее упругий, мягкий.
Компрессионная эластография даёт нам возможность сравнить упругости различных участков ткани. Отношение показателей упругости называется относительным показателем SR (strain ratio). Информативность метода снижается, если не выполняется обязательное условие - неподвижная твёрдая поверхность.
Рис. 56. Схема компрессионной эластографии
Относительно новым является применение компрессионной эластографии в определении эластических свойств глубоко расположенных органов - печени, поджелудочной железы, почек [27].
Эластография сдвиговой волны
С точки зрения физики, сдвиговая волна - упругая поперечная волна (в отличие от продольной ультразвуковой), которая вызывает смещение частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны (рис. 2,3). Методика базируется на уравнении Е = 3-р-С2, где Е — модуль упругости Юнга (Ра), С — скорость сдвиговой волны (м/с), р — плотность вещества (кг/м3). Скоростные показатели прямо пропорциональны показателям упругости ткани. Следовательно, чем выше упругость, тем выше скорость.
Транзиентная эластография
Существует два способа генерации сдвиговых волн: механический и электронный. Механический способ генерации используется в ультразвуковом диагностическом аппарате «Фиброскан».
При проведении исследования на аппарате «Фиброскан» пациент находится в положении лёжа на спине с максимально отведённой правой рукой. Датчик прибора устанавливается в VI-VIII межреберье по срединноподмышечной линии в проекции правой доли печени. После установки датчика проводится около 7 замеров с последующим вычислением среднего показателя эластичности печени.
Показатели эластичности печени, полученные методом транзиентной эластографии, сопоставлены с результатами морфологической оценки. Показатели эластичности печени менее 5,8 кПА со средними значениями 4,6 кПА (в сопоставлении с международной классификацией METAVIR/Knodell) соответствовали стадии фиброза F0; интервал 5,9 - 7,2 кПА со средними значениями 6,5 кПА - стадии фиброза F1; интервал 7,3 - 9,5 кПА со средними значениями 8,4 кПА - стадии фиброза F2; интервал 9,6 - 12,5 кПа со средними значениями 11,1 кПа - стадии фиброза F3; показатели более 12,5 кПА - стадии фиброза F4.
По данным результатов исследования (Павлов Ч.С., Глушенков Д.В., Ивашкин В.Т., 2008) максимальная диагностическая точность эластометрии отмечена у пациентов со стадией фиброза F3 (92,5%) и F4 (96%), что сопоставимо с результатами морфологической оценки по системе METAVIR. Средний показатель эластичности печени составил 3,5 ± 0,5 кПа для F0 и 6,5 ± 1,5 для F1. Чувствительность эластометрии для стадии F1 фиброза составила - 66%, специфичность - 83%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что данную методику - эластометрию печени - можно использовать, если стоит вопрос о назначении противовирусной терапии, так как степень фиброза более F3 отрицательно влияет на результаты лечения. Эластометрию рекомендуется проводить у пациентов хроническим гепатитом С 1 генотипом для наблюдения в динамике без назначения противовирусной терапии.
Эластография сдвиговой волны
Электронный способ генерации волн используется в ультразвуковых сканерах производителей Aixplorer (Supersonic Imaging S.A., Aixen-Provence, Франция), Ultima PA Expert (Радмир, Украина) и Acuson S3000 (Siemens, Германия). Причём генерация волн электронным способом так же различна. В ультразвуковых сканерах Acuson S3000 (Siemens, Германия) для создания сдвиговой волны используется мощный ультразвуковой импульс, который приобретает максимальную величину в определённой точке - источнике сдвиговых волн, распространяющихся в перпендикулярном направлении (рис. 57). В ультразвуковых системах Aixplorer (SuperSonic Imagine, Франция) и Ultima (Радмир, Украина) с определенной временной задержкой создается не одна, а несколько точек давления (рис. 58) по глубине с последующим формированием фронта сдвиговых волн.
Рис. 57. Формирование сдвиговой волны
Рис. 58. Фронт сдвиговых волн
Эластография печени
Актуальной проблемой гастроэнтерологии являются хронические диффузные заболевания печени. Заболевание на ранних стадиях своего развития не имеет специфичных симптомов, и порой даже принимает скрытое течение, что часто служит причиной поздней диагностики этих патологических состояний и формированию необратимой перестройки структуры печени. Данное обстоятельство обусловливает потребность в 3 развитии новых диагностических методов, которые направлены на выявление, прогнозирование и контроль за течением патологического процесса . Фиброз печени сопровождает течение хронических диффузных заболеваний печени.
Методы оценки степени фиброза печени подразделяют на инвазивные и неинвазивные. К инвазивным методам диагностики диффузных заболеваний печени относится биопсия печени, являющаяся «золотым стандартом» в диагностике фиброза печени. Однако при проведении биопсии есть риск развития осложнений, а так же возможны ложноотрицательные результаты, поэтому в клиническую практику стали внедряться неинвазивные методы диагностики, в частности ультразвуковая эластография сдвиговой волны.
Методика ультразвуковой эластографии сдвиговой волны проста в исполнении: исследование проводится конвексным датчиком через VII-XI межреберья по передней и средней подмышечной линии (доступ к V, VI, VII сегментам печени) и через правое подреберье (доступ к IV, V, VI, VII сегментам печени), при этом компрессия датчика на кожные покровы минимальна, затем следует получение на экране монитора цветовой картограммы с последующей оценкой качественных и количественных показателей эластичности.
Проведен сравнительный анализ результатов эластографии сдвиговой волной и транзиентной эластографии в диагностике диффузных заболеваний печени. При транзиентной эластографии значения жесткости у здоровых лиц составили 4,8 кПа (медиана), у больных хроническим вирусным гепатитом В и С - 7,2 кПа, циррозом печени - 43,8 кПа, стеатогепатитом - 9,1 кПа; при эластографии сдвиговой волной эти показатели (медиана) соответствовали - 4,6; 8,3; 55,3 и 9,4 кПа соответственно. Результаты транзиентной эластографии печени были успешными в 84,4% случаев, эластографии сдвиговой волной - в 100,0%.
По данным Борсукова А.В. (2011), показатели эластичности печени находятся в интервале 3,9 - 6,5 кПА со средними значениями 5,2 кПА (в сопоставлении с международной классификацией METAVIR/Knodell) соответствуют стадии фиброза F0; интервал 4,8 - 8,0 кПА со средними значениями 6,4 кПА - стадии фиброза F1; интервал 6,3 - 10,7 кПА со средними значениями 8,5 кПА - стадии фиброза F2; интервал 8,1 - 13,5 кПа со средними значениями 10,8 кПа - стадии фиброза F3; интервал 18,5 - 30,7 кПА со средними значениями 24,6 кПа - стадии фиброза F4 [2].
По данным исследования Ferraioli G. et al., (2012), интервал 4,5-9,3 кПА со средними значениями 6,2 кПА соответствует стадии фиброза F0-F1; интервал 5,6-13,0 кПА со средними значениями 7,6 кПА - F2; интервал 8,912,0 кПА со средними значениями 10,0 кПА - F3; интервал 8,0-22,5 кПА со средними значениями 15,6 кПА - F4.
Максимальная диагностическая точность эластографии сдвиговой волны отмечена у пациентов со стадией фиброза печени F3 и F4, в сопоставлении с результатами полуколичественной оценки фиброза по гистологической шкале Metavir.
В представленных эхограммах (рис. 59, 60, 61, 62) печени в В-режиме и режиме эластографии сдвиговой волны, показатели эластичности 4,7 кПа, 6,3 кПа, 10,3 кПа и 15,1 кПа, что соответствует неизменённой эластичности печени, стеатозу, стеатогепатиту и циррозу печени соответственно, в сопоставлении с международной классификацией METAVIR/Knodell - стадии F0, F1, F2-F3 и F4 соответственно.
Рис. 59. Эхограмма печени в В-режиме и режиме эластографии сдвиговой волны. Качественный анализ (цветовая картограмма представлена синим цветом) показывает неизмененную паренхиму печени, количественный анализ (Е=4,7 кПа) соответствует стадии фиброза F0 (по шкале METAVIR)
Рис. 60. Эхограмма печени в В-режиме и режиме эластографии сдвиговой волны. Качественный анализ (цветовая картограмма представлена синим и зелёным цветом) показывает измененную паренхиму печени соответствующую стеатозу, количественный анализ (Е=6,3 кПа) соответствует стадии фиброза F1 (по шкале METAVIR)
Рис. 61. Эхограмма печени в В-режиме и режиме эластографии сдвиговой волны. Качественный анализ (цветовая картограмма представлена синим и зелёным, с участками жёлтого цвета) показывает измененную паренхиму печени соответствующую стеатогепатиту, количественный анализ (Е=10,3 кПа) соответствует стадии фиброза F2-F3 (по шкале METAVIR)
Рис. 62. Эхограмма печени в В-режиме и режиме эластографии сдвиговой волны. Качественный анализ (цветовая картограмма представлена синим и зелёным, с участками жёлтого и красного цвета) показывает измененную паренхиму печени соответствующую циррозу, количественный анализ (Е=15,1 кПа) соответствует стадии фиброза F4 (по шкале METAVIR)
Эластография сдвиговой волны может использоваться не только с целью определения эластичности печени, но и для динамического наблюдения. По данным исследования (Дынник О.Б. и др., 2008), которое проводилось среди пациентов с вирусологическим ответом на комбинированную противовирусную терапию (Пег-интерферон-альфа и рибавирин), было отмечено, что через 6 месяцев после окончания курса лечения по данным эластографии улучшаются эластические свойства печени, что можно расценивать как уменьшение степени фиброза.
Таким образом, несомненным достоинством эластографии сдвиговой волны является неинвазивность проведения данного метода, высокая чувствительность, возможность получения абсолютных цифровых значений упругости тканей в норме и при патологии, которые коррелируют со стадиями фиброза по международной классификации METAVIR. Применение эластографии в гастроэнтерологии является новым и перспективным способом в оценке эластичности ткани у пациентов с диффузными заболеваниями печени и может являться альтернативой биопсии.
Эластография щитовидной железы
Узловые образования щитовидной железы встречаются довольно часто. Большинство из них являются доброкачественными, злокачественные образования составляют менее 5%. По распространённости среди злокачественных новообразований эндокринной системы рак щитовидной железы занимает второе место . Ультразвуковое исследование - наиболее часто используемый метод диагностики патологии щитовидной железы. С появлением методики эластографии информативность ультразвукового исследования увеличилась .
Эффективность эластографии в диагностике очаговой патологии щитовидной железы впервые была доказана Rago T., Santini F., Scutari M., Pinchera A., Vitti P., 2007. Чувствительность составила 97%, а специфичность 100%.
Проведены многочисленные исследования, на основании которых предложены шкалы для оценки эластичности ткани щитовидной железы. Rubaltelli и др. (2009), предложена шкала, в соответствии с которой однородная (гомогенная) мягкая структура железы характеризуется 1 типом, 2 тип - неоднородная (гетерогенная) мягкая структура, ЗА - с периферическими жесткими зонами, ЗВ - с центральной жесткостью, 4 - гомогенная жесткая структура железы (рис. 63). Для доброкачественных образований характерен 1 и 2 тип картограммы. По шкале Ueno (университет Tsukyba, Япония, 2006) эластичность классифицируется по баллам, где 1 балл указывает на эластичность всего узла, 2 балла - эластичность узла определяется в большей части, 3 балла, если узел эластичный только по периферии, 4 балла, если узел не эластичный и 5 баллов, ни узел, ни окружающие ткани не эластичны. Чтобы оценка эластичности ткани щитовидной железы была более точной, необходимо исключить участки кальцификации из контрольного объема, которые завышают показатели эластичности.
Рис. 63. Эхограмма щитовидной железы в В-режиме и режиме компрессионной эластографии. Гипоэхогенное узловое образование неоднородной структуры (в правой части изображения), при качественном анализе (цветная картограмма) окрашивающееся синим цветом, что свидетельствует о его повышенной плотности. В сравнении с неизмененной тканью плотность очагового образования в 5,32 раза выше.
По данным исследований (Поморцев А.В., Зыкин Б.И., Дегтярёва Ю.С., Астафьева О.В., Токаренко О.С., 2011) показатели эластичности неизмененной паренхимы щитовидной железы находились в интервале 6,7 - 19,3 кПа со средними значениями 13,56 ± 1,1 кПа, интервал 25,56 - 55,47 кПа соответствовал доброкачественным узловым образованиям, интервал 55,47 - 60,2 кПа расценён как переходная зона, которая характерна как для аденомы, так и для рака, а показатели в интервале 60,21 - 180 кПа характерны для злокачественного процесса. Показатели эластичности в интервале 70—80 кПа являются показанием к повторным пункциям и динамическому наблюдению не реже 3-4 раз в год.
По данным результатов исследований (Зубарев А.В., Башилов В.П., Гажонова В.Е., Картавых А.А., Чуркина С.О., Селиванов Е.С., 2011) применение соноэластографии в алгоритме диагностики образований щитовидной железы повысило чувствительность ультразвукового метода с 89 до 94,8%, специфичность с 83 до 93%, а точность с 76 до 89% [11].
По данным (Сенча А.Н., Могутов М.С., Беляев Д.В., Сергеева Е.Д., 2010) использование В-режима и режима эластографии значительно повышает информативность данного метода, чувствительность комплексного ультразвукового исследования составила 95,5%, специфичность - 94,9%.
Ультразвуковая эластография в диагностике патологии щитовидной железы это неинвазивная и высокоинформативная методика, позволяющая не только диагностировать очаговую патологию, но и оценить характер процесса, в том числе на ранних стадиях заболевания. Применение ультразвукового исследования в комплексе с эластографией сдвиговой волны может значительно сократить количество необоснованных диагностических пункций.
Эластография молочной железы
Рак молочной железы (РМЖ) - наиболее распространенное злокачественное новообразование и одна из главных причин смертности женщин среднего возраста в экономически развитых странах. По статистике РМЖ занимает первое место в структуре онкологической заболеваемости у женщин. Одной из причин поздней диагностики является несвоевременная дифференциальная диагностика узловых образований железы и ранних форм рака. В диагностике патологии молочной железы широко применяется ультразвуковой метод исследования, который можно использовать многократно, в любой возрастной группе, в период беременности и лактации.
Эластография молочных желез - метод качественной и полуколичественной оценки эластичности тканей молочной железы. По результатам проведённого исследования (Дж. Офир и др., 1991) была предложена классификация поражения молочной железы в зависимости от изменения эластичности, доброкачественные образования были более мягкими, в то время как большая часть злокачественных - более твердыми.
Eduardo de Faria Castro Fleury и др., 2009, проводившие исследование по диагностическим признакам поражений молочной железы, предложили классификацию эластичности, включающую четыре балла: 1 балл - образование, сопоставимое по спектру цвета со спектром окружающей ткани молочной железы - соответствует доброкачественному образованию; 2 балла - образование, которое после декомпрессии изменяет цвет, соответствующее более мягким тканям, и включающее более 50% узла - так же соответствует доброкачественному образованию; 3 балла - образование, которое после декомпрессии изменяет цвет менее, чем в половине узла (в областях узла от 10% до 50%), обычно на периферии, с изменением цвета от желтого к зелёному, вероятность злокачественности процесса мала; 4 балла - образование без значительного изменения цвета во время компрессии и после декомпрессии, цвет оставался синим на обоих изображениях (рис. 64) с высокой вероятностью злокачественности.
Рис. 64. Эхограмма молочной железы в В-режиме и режиме компрессионной эластографии. Гипоэхогенный участок неоднородной структуры с нечёткими контурами (в правой части изображения), при качественном анализе (цветная картограмма) окрашивающийся синим цветом, что свидетельствует о его повышенной плотности. В сравнении с неизмененной тканью плотность очагового образования в 45 раз выше.
По данным исследования (Зубарев А.В., Хохлова Е.А., 2008) ультразвуковая эластография повышает специфичность традиционного УЗИ при диагностике рака молочной железы с 76% до 94,5%. Эластография может также применяться для дифференциации солидных и кистозных образований, кроме того в качестве вспомогательного метода при оценке атипичных кист, особенно при наличии пристеночных компонентов, а так же позволяет дифференцировать внутрипротоковые папилломы от внутрипротокового рака.
Таким образом, эластография - метод, который позволяет не только выявить очаговую патологию, оценить её структуру, но и провести дифференциальную диагностику между доброкачественными и злокачественными образованиями, а так же оценить состояние регионарных лимфоузлов.
Эластография предстательной железы
Рак предстательной железы (РПЖ) является актуальной проблемой современной онкоурологии и одним из наиболее распространенных онкологических заболеваний у мужчин. По данным статистики рак предстательной железы стоит на втором месте после рака желудка, при этом среди главных причин смерти у мужчин рак находится на пятом месте.
Основным методом обнаружения рака предстательной железы у пациентов с повышенным уровнем простатического специфического антигена (ПСА) является выполнение биопсии простаты, что позволяет гистологически классифицировать обнаруженный рак. В настоящее время используется система морфологической оценки степени злокачественности по Gleason, предлагающая пять вариантов гистоструктуры аденокарциномы — от наиболее зрелых ацинарных (G1) до абсолютно недифференцированных солидных (G5). Однако, несмотря на то, что биопсия считается «золотым стандартом», данный метод не всегда позволяет исключить или подтвердить диагноз рака простаты, после проведения биопсии могут развиться осложнения: инфекционно-воспалительные осложнения, геморрагические расстройства, болевые ощущения, нарушения мочеиспускания. Использование технологии эластографии в клинической практике расширяет диагностические возможности и позволяет получить качественную и количественную информацию о состоянии простаты.
По результатам проведённого исследования Dennis L. Cochlin (Университетская клиника Уэльса, Кардифф, Великобритания, 2009) доказано, что эластография позволяет более точно установить размер опухоли, оценить прорастание капсулы простаты, а проведение биопсии под контролем эластографии позволяет увеличить положительные результаты (уменьшить количество ложноотрицательных результатов) и уменьшить число прицельных биопсий [40].
По результатам исследований (Панфилова Е.А., 2011) предложена классификация типов картирования. Первый тип картирования более характерен для воспалительных изменений. Второй тип эластограммы, характеризующийся сочетанием зон средней и высокой эластичности, является достоверным признаком доброкачественного характера изменений ткани простаты. Третий тип не позволяет достоверно судить о доброкачественной или злокачественной природе изменений. Четвертый тип - в большинстве случаев соответствует опухолевому поражению (рис. 65, 66)
Рис. 65. Эхограмма предстательной железы в В-режиме и режиме компрессионной эластографии.
Гипоэхогенное узловое образование неоднородной структуры без чётких контуров (в правой части изображения), при качественном анализе (цветная картограмма) окрашивающееся синим цветом, что свидетельствует о его повышенной плотности. В сравнении с неизмененной тканью плотность очагового образования в 7,5 раза выше.
Рис. 66. Эхограмма предстательной железы в В-режиме и режиме компрессионной эластографии.
Гипоэхогенное узловое образование неоднородной структуры без четких контуров (в правой части изображения), при качественном анализе (цветная картограмма) окрашивающееся синим цветом, что свидетельствует о его повышенной плотности. В сравнении с неизмененной тканью плотность очагового образования в 13,12 раза выше.
По данным (Митьков В.В., Васильева А.К., Митькова М.Д., 2013) чувствительность эластографии сдвиговой волны предстательной железы составляет 85,9%, а специфичность 91,1%. Количественные показатели эластичности более 52,7 кПа (чувствительность 95,2%, специфичность 89,3%) и более 61,3 кПа (чувствительность 98,2%, специфичность 91,1%) позволяют рекомендовать данную зону для прицельной биопсии у пациентов с подозрением на рак простаты .
При сравнении методик (Васильева А.К., 2013) компрессионной эластографии с эластографией сдвиговой волной доказано, что неизменённая ткань простаты имеет равномерные упругие характеристики.
При объёме простаты более 80 куб.см. рекомендуется использовать В- режим и ультразвуковую ангиографию, при объёме менее 80 куб.см. - ультразвуковую эластографию.
Таким образом, эластография позволяет осуществить поиск измененных участков в ткани предстательной железы при повышенном уровне ПСА, провести дифференциальную диагностику между изменениями воспалительного характера и очаговой патологии, определить объем очаговой патологии предстательной железы, оценить состояние капсулы и семенных пузырьков, стенок мочевого пузыря, парапростатической и параректальной клетчатки, оценить в динамике эффективность лечения рака предстательной железы. Применение предложенной классификации типов картирования эластографических изображений предстательной железы повышает эффективность эластографии в дифференциальной диагностике рака.
Эндоскопическая ультразвуковая эластография
Злокачественные опухоли органов билиопанкреатодуоденальной зоны - одна из самых сложных проблем онкологии. Рак поджелудочной железы находится на 13-м месте по заболеваемости в мире, на 8-м месте - по смертности, которая с каждым годом увеличивается.
С появлением такой методики как эндоскопическая ультразвуковая компрессионная эластография и внедрением её в клиническую практику осуществилась возможность более точной диагностики и дифференциальной диагностики доброкачественной и злокачественной патологии поджелудочной железы, в частности карциномы поджелудочной железы, а так же возможность более точно выполнять пункционную биопсию и избежать выполнения неоправданных биопсий.
По результатам исследования (Морозова Т.Г., Борсуков А.В., 2014) получен сравнительный коэффициент SR, который при цистаденокарциноме составил от 34,1 до 42,5 у.е., при внутрипротоковой папиллярно-муцинозной аденоме — от 44,7 у.е. и более, при постнекротических кистах — до 13 у.е. Диагностическая эффективность метода компрессионной эластографии при эндосонографии поджелудочной железы увеличивается при комплексном использовании с другими методами исследования: чувствительность составляет 98,4%, специфичность — 96,5%; точность — 97,3%.
Кроме того, соноэластография при эндоскопическом УЗИ позволяет характеризовать и дифференцировать доброкачественные и злокачественные изменения лимфоузлов с высокой чувствительностью, специфичностью и точностью, так же позволяет более прицельно проводить тонкоигольную аспирационную биопсию в случае множественного поражения лимфоузлов.
Заключение
Эластография - новая развивающаяся методика, чувствительность, специфичность и точность которой увеличиваются при комплексном использовании с другими методами исследования. Анализ результатов проведенных исследований выявил значительные клинические возможности и перспективы применения метода компрессионной эластографии и эластографии сдвиговой волны. Полученные данные о диагностической точности метода позволяют использовать результаты в целях принятия решения о дальнейшем ведении пациента, а также тактике лечения.
Книга "Эластография сдвиговых волн. Анализ клинических примеров - А. В. Борсуков"
В практическом руководстве отражен 7-летний опыт применения эластографии сдвиговых волн в многопрофильном стационаре. Формат книги в виде сборника клинических примеров подразумевает различные нозологические формы, объединенные одним патогномоничным звеном диагностического алгоритма в виде ультразвуковой эластографии. Данный метод меняет тактику ведения пациентов, особенно при его комбинации с ультразвуковыми контрастами. Органный принцип построения глав с кратким описанием стандартизированных методик эластографии сдвиговых волн в начале, позволяет как клиницистам, так и врачам лучевой диагностики быстро получить ответы на возможность применения предлагаемого усовершенствованного алгоритма в различных типах лечебно-профилактических учреждений.
Для последипломного профессионального образования врачей ультразвуковой и лучевой диагностики, врачей клинического профиля (эндокринологов, гастроэнтерологов, урологов, хирургов, гинекологов, онкологов, дерматологов, косметологов), ординаторов, аспирантов по вышеуказанным специальностям, студентов старших курсов медицинских вузов.
Купить книгу "Эластография сдвиговых волн. Анализ клинических примеров - А. В. Борсуков"
Научно-практическое руководство посвящено эластографии, одному из наименее известных разделов УЗ-диагностики. В книге представлены история и физические основы сдвиговой эластографии, достижения и проблемы метода. Материал монографии построен на результатах собственного 10-летнего опыта работы с 2DSWE и на обзоре актуальных публикаций, посвящённых теме сдвиговой эластометрии. Приведены результаты многочисленных исследований, выполненных с помощью всех трёх эластометрических методик – TE, 1pSWE и 2DSWE. Основное место отдано выполненному автором метаанализу, результаты которого помогают понять причины многообразия пороговых значений упругости и скорости сдвиговых волн в печени, затрудняющих оценку фиброза и портальной гипертензии. Детально рассмотрены характеристики всех конфаундеров (факторов влияния), изменяющих результаты эластометрии. Большое внимание уделено т.н. вендорным различиям порогов. Помимо фиброза и портальной гипертензии, автор подробно разбирает особенности упругости печени при стеатозе, воспалении, холестазе, правосторонний сердечной недостаточности и застое. Обоснована необходимость дополнительной оценки упругости селезёнки. Книга базируется на изучении более чем 600 литературных источников иллюстрирована 78 рисунками, таблицами и схемами.
В монографии рассмотрены вопросы применения ультразвуковой эластографии в клинической практике с учетом актуальных практических и клинических рекомендаций. Подробно описаны методика проведения эластографии различных внутренних и поверхностно расположенных органов, принципы интерпретации результатов, факторы, влияющие на конкретный результат и эффективность, корректность и воспроизводимость количественных и качественных показателей эластографии.
Книга предназначена для практикующих врачей ультразвуковой диагностики, как для начинающих, так и для специалистов со стажем; врачей смежных специальностей – онкологов, хирургов, акушеров-гинекологов, гастроэнтерологов и инфекционистов; ординаторов, студентов медицинских вузов.
В учебно-методическом пособии приведена стандартизированная оценка качественных признаков контраст — усиленного ультразвукового исследования (КУУ314) при диффузных заболеваниях печени. Приведены клинические примеры мультипараметрического УЗИ: В-режим + ЦДК сосудов печени + компрессионная эластография (SE) и эластография сдвиговой волны (2DSWE) + качественные и количественные показатели КУУЗИ при различных нозологических формах диффузных заболеваний печени.
!["Комплексное ультразвуковое обследование плодов с врожденными пороками сердца" - Т. А. Ярыгина, Р. М. Гасанова, Е. В. Сыпченко, О. В. Марзоева, Е. И. Леонова](/wa-data/public/shop/products/68/21/12168/images/16253/16253.200.jpg ""Комплексное ультразвуковое обследование плодов с врожденными пороками сердца" - Т. А. Ярыгина, Р. М. Гасанова, Е. В. Сыпченко, О. В. Марзоева, Е. И. Леонова")
0 комментариев