AISF PostMeeting
Roma, 26 febbraio 2011
Novel technologies for liver elastography
(ARFI, Magnetic resonance)
Fabio Piscaglia
Ricercatore, UO Medicina Interna - Bolondi, Università di Bologna
President-Elect EFSUMB
European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology
Veronica Salvatore
Dottore di Ricerca in Ultrasonologia,
UO Medicina Interna - Bolondi, Università di Bologna
NUOVI SISTEMI DI CARATTERIZZAZIONE TISSUALE
CON ELASTOMETRIA
La consistenza del tessuto è in relazione alla deformabilità, che viene
valutata con ultrasuoni o RM.
La deformazione può derivare da eventi meccanici esogeni o endogeni
Eventi meccanici esogeni:
Transient Elastography (Fibroscan): impulso singolo ampio meccanico
ARFI (Siemens): impulso acustico ad ultrasuoni, energia media
MRI elastography: vibrazione meccanica indotta da apparecchio
dedicato ad ultrasuoni
Eventi meccanici endogeni:
Diverse apparecchiature ecografiche: rilievo deformazioni indotte
dall’impulso meccanico endogeno (es battito cardiaco) oppure da
compressioni ripetute sulla cute con la sonda ecografica.
VIRTUAL TOUCH based on ARFI
VirtualTouch è un nuovo software, basato sulla tecnologia
ARFI (Acoustic Radiation Force Imaging), recentemente
introdotto in commercio ed integrato direttamente
nell’ecografo Siemens Acuson SD2000 (Siemens
Healthcare, Germany)
Esso permette la misurazione dell’elasticità epatica
sostanzialmente in corso di un’ecografia convenzionale
Acoustic pulse: alta
energia acustica. Non
ripetibile per vari secondi
(si deve raffreddare il
trasduttore). Non ancora
approvato FDA.
Box campionamento non
più profondo di 5.5 cm.
Lungo 1 cm largo 5 mm.
Misurazione ARFI in differenti sedi epatiche e nella milza.
Lobo destro
Lobo sinistro
Milza
Misurazione ARFI in differenti sedi epatiche e nella milza.
Lobo destro
Milza
RISULTATI ED ASPETTI METODOLOGICI
NELL’ELASTOGRAFIA EPATICA CON ARFI
Qual è l’accuratezza di ARFI nell’identificare pazienti con
diversi stadi di fibrosi?
Quanto ARFI è in grado di riprodurre i risultati di Fibroscan,
metodica di riferimento?
Che riproducibilità c’è tra diversi operatori?
Qual è la sede dove misurare con ARFI? lobo destro e
sinistro sono interscambiabili?
RISULTATI ED ASPETTI METODOLOGICI
NELL’ELASTOGRAFIA EPATICA CON ARFI
Qual è l’accuratezza di ARFI nell’identificare pazienti con
diversi stadi di fibrosi?
Quanto ARFI è in grado di riprodurre i risultati di Fibroscan,
metodica di riferimento?
Che riproducibilità c’è tra diversi operatori?
Qual è la sede dove misurare con ARFI? lobo destro e
sinistro sono interscambiabili?
Radiology, 2009:252:595-604
Best cut-off for
cirrhosis = 175 cm/s
Radiology, 2009:252:595-604
Best cut-off for
cirrhosis = 175 cm/s
Ultraschall Med – Eur J Ultrasound, 2011, epub
Diagnostic performance of VirtualTouch for the diagnosis of cirrhosis (threshold of 177 cm/sec).
Non valid measurement at TE:
2/83 patients in Radiology 2009,
7/97 Ultraschall 2011
Accuracy in ARFI assessment of fibrosis in different studies
Fierbinteanu-Braticevici C, World J Gastroenterol 2009
Takahashi, Liver Intern 2010
Lupsor, J Gastrointest Liver Dis 2009
RISULTATI ED ASPETTI METODOLOGICI
NELL’ELASTOGRAFIA EPATICA CON ARFI
Qual è l’accuratezza di ARFI nell’identificare pazienti con
diversi stadi di fibrosi?
Quanto ARFI è in grado di riprodurre i risultati di Fibroscan,
metodica di riferimento?
Che riproducibilità c’è tra diversi operatori?
Qual è la sede dove misurare con ARFI? lobo destro e
sinistro sono interscambiabili?
IN DIVERSI STUDI LA CORRELAZIONE TRA ARFI E FIBROSCAN E’
RISULTATA ELEVATA
Piscaglia F, Salvatore V, et al.
Ultraschall Med 2011 epub
Correlation between TE and VirtualTouch liver values in all subjects (r = 0.857, p <
0.0001), including patients with chronic liver disease (squares) and healthy controls
(circles).
Restricting the analysis to only liver disease patients r = 0.874.
ARFI
FIBROSCAN
Friedrich-Rust et al
RISULTATI ED ASPETTI METODOLOGICI
NELL’ELASTOGRAFIA EPATICA CON ARFI
Qual è l’accuratezza di ARFI nell’identificare pazienti con
diversi stadi di fibrosi?
Quanto ARFI è in grado di riprodurre i risultati di Fibroscan,
metodica di riferimento?
Che riproducibilità c’è tra diversi operatori?
Qual è la sede dove misurare con ARFI? lobo destro e
sinistro sono interscambiabili?
CORRELAZIONE INTEROPERATORE ARFI LOBO DESTRO
Piscaglia F, Salvatore V, et al. Ultraschall Med 2011 epub
Correlation between VirtualTouch right liver lobe values measured by two different
operators (r = 0.874, p < 0.001).
CORRELAZIONE INTEROPERATORE ARFI NEI DUE LOBI
lobo sinistro
lobo destro
Concordanza interoperatore nella misura di
Virtual Touch, valutata tramite il Test di
Spearmann
R=0.87 per lobo destro e
R=0.82 per il lobo sinistro.
Piscaglia F, Salvatore V, et al. Ultraschall Med 2011 epub
Correlazione tra lobo destro e lobo sinistro r= 0.44. In assenza di gold standard
impossibile valutare il significato (in letteratura riportata differenza di uno stadio di fibrosi
nel 25% dei pazienti tra i due lobi)
RISULTATI ED ASPETTI METODOLOGICI
NELL’ELASTOGRAFIA EPATICA CON ARFI
Qual è l’accuratezza di ARFI nell’identificare pazienti con
diversi stadi di fibrosi?
Quanto ARFI è in grado di riprodurre i risultati di Fibroscan,
metodica di riferimento?
Che riproducibilità c’è tra diversi operatori?
Qual è la sede dove misurare con ARFI? lobo destro e
sinistro sono interscambiabili?
VALORI ARFI LOBO DESTRO VS SINISTRO
Piscaglia F, Salvatore V, et al. Ultraschall Med 2011 epub
Valori medi più alti nel lobo sinistro che nel destro
24 sani e 79 pazienti
Profili, ecotessitura, profili sovraepatiche
Come performa ARFI nella steatosi epatica e
steatoepatite?
J Hepatol 2011, in press
In 3 posti diversi (9‐10 interc; 10‐
11 interc; sottocost laterale) ma sempre a destra
Successful
Yoneda, Radiology 2010
MRI Elastography
MRI Elastography
Un apparecchio dedicato viene applicato per via intercostale da sotto il
paziente in posizione supina e genera una vibrazione con onde meccaniche
longitudinali a frequenza pre-determinata (50-65 Hz).
Queste generano shear waves ortogonali dentro il fegato che vengono
isolate e misurate con MRI (1.5 Tesla) senza necessità di trattenere il respiro
(breath gated acquisitions).
Vengono fatte più acquisizioni per ottenere i vettori in 3 diverse direzioni
all’interno di ROI (Region Of Interest) così da avere una mappa della rigidità,
su zone ampie di fegato (incluse lesioni focali).
Teorico vantaggio: informazioni su
ampio parenchima.
Svantaggi: impiego di apparecchiatura
di disponibilità limitata, limitazione
ripetibilità, esame con tempi lunghi,
claustrofobia/obesità….
Gastroenterology, 2008:32-40
84%
90%
94%
MRI Elastography
All’interno dei tessuti, il modulo di Young misurato dal Fibroscan corrisponde
a tre volte i valori di shear elasticity modulus misurato dai metodi di MRI
elastography tridimensionali.
REAL-TIME ELASTOSONOGRAPHY
con evocazione endogena
Real-time elastosonography (dapprima Hitachi, poi altre ditte)
Inizialmente sviluppata per la caratterizzazione di tessuti superficiali e con
valutazione comparativa più che assoluta (es. ghiandola mammaria
morbida in cui insorge carcinoma = duro; stimolo indotto con compressione
piccola e ripetuta del tessuto con la sonda; misura la deformabilità al
rilascio della compressione)
Real-time elastosonography (dapprima Hitachi, poi altre ditte)
Esecuzione con sonda lineare ad alta frequenza. Sul fegato difficile
applicazione: per via intercostale difficile comprimere con piccola
pressione, sul lobo sinistro incerto l’effetto della compressione sulla misura
della rigidità. Pertanto sviluppo di misure deformabilità indotta da
compressione endogena (movimento cardiaco).
Implementazione su
sonda convex ancora
limitata a poche ditte (es.
Supersonic Imaging) con
scarse o nulle evidenze
scientifiche in letteratura.
(including GGT and PLT)
Elastography and
laboratory score
APRI
F>=2
Elastography
Analysis of movies
(instead of static frames,
including subcutaneous
tissue) Æ NOT able to
distinguish between
intermediate degrees of
liver fibrosis
101 pts HCV+ and 10 healthy volunteers
Mean
Complexity
CONCLUSIONI
Diverse nuove metologie non invasive sono state proposte dopo il
Fibroscan, che tuttora rimane la tecnica di riferimento per la
stadiazione non invasiva delle epatopatie croniche.
ARFI (Acoustic Radiation Force Imaging, Siemens) ha dimostrato
buone performance diagnostiche, non molto dissimili dal
Fibroscan e facilità d’uso. (n.b. le unità di misure sono diverse).
MRI-elastography sembra avere ottime performance, ma la praticità
d’uso e la disponibilità sono molto limitate.
Le altre metodiche elastosonografiche al momento non sono
raccomandabili in pratica clinica in quanto necessitano ulteriori
evidenze scientifiche (cut-off, accuratezza e ripetibilità ancora
incerti) anche se sono molto promettenti potendo fornire
informazioni sulla complessità della struttura parenchimale.
Se esista un ruolo dell’elastografia tissutale nella caratterizzazione
delle lesioni focali risulta ancora incerto.
Prof. Luigi Bolondi
Direttore Dip. Malattie Apparato Digerente e Medicina Interna
Azienda Universitario-Ospedaliera S.Orsola-Malpighi di Bologna
Gruppo di ricerca afferente al Centro di Ultrasonologia Internistica
Fabio Piscaglia
Laura Gramantieri
Alessandro Granito
DOTTORANDI DI RICERCA
Veronica Salvatore
Alberto Borghi
Marzia Galassi
Silvia Gualandi
Sara Marinelli
Eleonora Terzi
SPECIALIZZANDI
Alice Gianstefani
Simona Leoni
Rita Menichella
Elisabetta Sagrini
Serena Flori
Studi di elastografia in cooperazione con
Prof. P. Andreone, Lucia Brodosi, Fabio Conti, Roberto Di Donato.