Ci sono molte tecniche elastografiche ad ultrasuoni. Le più importanti sono evidenziate di seguito.
Elastografia quasistatica / strain imagingModifica
Elastografia a compressione manuale (quasistatica) del carcinoma duttale invasivo, un cancro al seno.
L’elastografia quasistatica (talvolta chiamata semplicemente ‘elastografia’ per ragioni storiche) è una delle prime tecniche di elastografia. In questa tecnica, una compressione esterna viene applicata al tessuto, e le immagini ad ultrasuoni prima e dopo la compressione vengono confrontate. Le aree dell’immagine che sono meno deformate sono quelle più rigide, mentre le aree più deformate sono le meno rigide. Generalmente, ciò che viene visualizzato all’operatore è un’immagine delle distorsioni relative (deformazioni), che è spesso di utilità clinica.
Dall’immagine della distorsione relativa, tuttavia, si desidera spesso fare una mappa quantitativa della rigidità. Per fare questo è necessario fare delle supposizioni sulla natura del tessuto molle che viene ripreso e sul tessuto al di fuori dell’immagine. Inoltre, sotto compressione, gli oggetti possono muoversi dentro o fuori l’immagine o nell’immagine, causando problemi di interpretazione. Un altro limite di questa tecnica è che, come la palpazione manuale, ha difficoltà con organi o tessuti che non sono vicini alla superficie o facilmente compressi.
Acoustic radiation force impulse imaging (ARFI)Edit
Un’immagine ARFI di un nodulo tiroideo nel lobo destro della tiroide. La velocità dell’onda di taglio all’interno del riquadro è di 6,24 m/s, che riflette un’elevata rigidità. L’istologia ha rivelato un carcinoma papillare.
L’ARFI (Acoustic radiation force impulse imaging) utilizza gli ultrasuoni per creare una mappa 2-D qualitativa della rigidità del tessuto. Lo fa creando una “spinta” all’interno del tessuto utilizzando la forza di radiazione acustica da un fascio di ultrasuoni focalizzato. La quantità di tessuto lungo l’asse del fascio viene spinta verso il basso e riflette la rigidità del tessuto; il tessuto più morbido viene spinto più facilmente di quello più rigido. ARFI mostra un valore qualitativo di rigidità lungo l’asse del fascio che spinge. Spingendo in molti punti diversi, si costruisce una mappa della rigidità del tessuto. Il Virtual Touch imaging quantification (VTIQ) è stato usato con successo per identificare i linfonodi cervicali maligni.
Shear-wave elasticity imaging (SWEI)Edit
Nel shear-wave elasticity imaging (SWEI), simile all’ARFI, una ‘spinta’ è indotta in profondità nel tessuto dalla forza della radiazione acustica. Il disturbo creato da questa spinta viaggia lateralmente attraverso il tessuto come un’onda di taglio. Usando una modalità di immagine come l’ecografia o la risonanza magnetica per vedere quanto velocemente l’onda arriva a diverse posizioni laterali, si deduce la rigidità del tessuto che interviene. Poiché i termini “imaging dell’elasticità” ed “elastografia” sono sinonimi, il termine originale SWEI che denota la tecnologia per la mappatura dell’elasticità mediante onde di taglio è spesso sostituito da SWE. La differenza principale tra SWEI e ARFI è che SWEI si basa sull’uso di onde di taglio che si propagano lateralmente dall’asse del fascio e sulla creazione di una mappa di elasticità misurando i parametri di propagazione delle onde di taglio, mentre ARFI ottiene informazioni di elasticità dall’asse del fascio che spinge e utilizza spinte multiple per creare una mappa di rigidità 2-D. Nessuna onda di taglio è coinvolta in ARFI e nessuna valutazione di elasticità assiale è coinvolta in SWEI. SWEI è implementato in supersonic shear imaging (SSI), una delle modalità più avanzate di elastografia ad ultrasuoni.
Supersonic shear imaging (SSI)Edit
Supersonic shear imaging della rigidità durante la contrazione dei muscoli della mano abductor digiti minimi (A) e primo interosseo dorsale (B). La scala è in kPa di modulo di taglio.
Supersonic shear imaging (SSI) dà un quantitativo, in tempo reale mappa bidimensionale di rigidità del tessuto. SSI si basa sulla SWEI: utilizza la forza della radiazione acustica per indurre una “spinta” all’interno del tessuto di interesse generando onde di taglio e la rigidità del tessuto viene calcolata dalla velocità con cui l’onda di taglio risultante viaggia attraverso il tessuto. Le mappe di velocità del tessuto locale sono ottenute con una tecnica convenzionale di speckle tracking e forniscono un filmato completo della propagazione dell’onda di taglio attraverso il tessuto. Ci sono due innovazioni principali implementate in SSI. In primo luogo, utilizzando molte spinte quasi simultanee, SSI crea una fonte di onde di taglio che viene spostata attraverso il mezzo a una velocità supersonica. In secondo luogo, l’onda di taglio generata viene visualizzata utilizzando una tecnica di imaging ultraveloce. Utilizzando algoritmi di inversione, l’elasticità di taglio del mezzo è mappata quantitativamente dal filmato della propagazione dell’onda. SSI è la prima tecnologia di imaging ultrasonico in grado di raggiungere più di 10.000 fotogrammi al secondo di organi profondi. SSI fornisce una serie di parametri quantitativi e in vivo che descrivono le proprietà meccaniche dei tessuti: Modulo di Young, viscosità, anisotropia.
Questo approccio ha dimostrato un beneficio clinico nell’imaging del seno, della tiroide, del fegato, della prostata e del muscoloscheletrico. SSI è usato per l’esame del seno con una serie di trasduttori lineari ad alta risoluzione. Un grande studio multicentrico di imaging del seno ha dimostrato sia la riproducibilità che un miglioramento significativo nella classificazione delle lesioni del seno quando le immagini di elastografia delle onde di taglio sono aggiunte all’interpretazione delle immagini ecografiche standard B-mode e Color mode.
Elastografia transitoriaModifica
L’elastografia transitoria fornisce un’immagine quantitativa unidimensionale (cioè una linea) della rigidità del tessuto. Funziona facendo vibrare la pelle con un motore per creare una distorsione di passaggio nel tessuto (un’onda di taglio), e immaginando il movimento di questa distorsione mentre passa in profondità nel corpo usando un fascio di ultrasuoni 1D. Viene quindi visualizzata una linea quantitativa di dati di rigidità del tessuto (il modulo di Young). Questa tecnica è utilizzata principalmente dal sistema Fibroscan, che viene utilizzato per la valutazione del fegato, ad esempio, per diagnosticare la cirrosi. A causa della prominenza del marchio Fibroscan, molti clinici si riferiscono semplicemente all’elastografia transitoria come “Fibroscan”.
Mappe di propagazione delle onde di taglio ottenute con la tecnica dell’elastografia transitoria VCTE in un fegato normale (sopra) e un fegato cirrotico (sotto). La rigidità del fegato è significativamente più alta nel fegato cirrotico.
L’elastografia transitoria fu inizialmente chiamata Time-Resolved Pulse Elastography quando fu introdotta alla fine degli anni ’90. La tecnica si basa su una vibrazione meccanica transitoria che viene utilizzata per indurre un’onda di taglio nel tessuto. La propagazione dell’onda di taglio viene seguita con gli ultrasuoni per valutare la velocità dell’onda di taglio da cui si deduce il modulo di Young sotto ipotesi di omogeneità, isotropia ed elasticità pura (E=3ρV²). Un importante vantaggio dell’elastografia transitoria rispetto alle tecniche di elastografia armonica è la separazione delle onde di taglio e delle onde di compressione. La tecnica può essere implementata in 1D e 2D, il che ha richiesto lo sviluppo di uno scanner a ultrasuoni ultrarapido. Un’implementazione specifica dell’elastografia transitoria 1D chiamata VCTE è stata sviluppata per valutare la rigidità media del fegato che è correlata alla fibrosi epatica valutata dalla biopsia epatica. Questa tecnica è implementata in un dispositivo chiamato FibroScan che può anche valutare il parametro di attenuazione controllata (CAP) che è un buon marcatore surrogato della steatosi epatica.