Er zijn een groot aantal ultrasone elastografische technieken. De meest prominente worden hieronder uitgelicht.
Quasistatische elastografie / strain imagingEdit
Handmatige compressie (quasistatisch) elastografie van invasief ductaal carcinoom, een borstkanker.
Quasistatische elastografie (soms om historische redenen gewoon ‘elastografie’ genoemd) is een van de vroegste elastografietechnieken. Bij deze techniek wordt een externe compressie op weefsel uitgeoefend en worden de ultrasoundbeelden voor en na de compressie vergeleken. De gebieden van het beeld die het minst vervormd zijn, zijn de gebieden die het stijfst zijn, terwijl de gebieden die het meest vervormd zijn, het minst stijf zijn. In het algemeen wordt aan de gebruiker een beeld van de relatieve vervormingen (spanningen) getoond, dat vaak van klinisch nut is.
Van het relatieve vervormingsbeeld is het echter vaak gewenst een kwantitatieve stijfheidskaart te maken. Om dit te doen, moeten aannames worden gedaan over de aard van het zachte weefsel dat wordt afgebeeld en over weefsel buiten het beeld. Bovendien kunnen objecten onder compressie in of uit het beeld bewegen of zich in het beeld verplaatsen, hetgeen problemen oplevert bij de interpretatie. Een andere beperking van deze techniek is dat zij, net als handpalpatie, moeite heeft met organen of weefsels die zich niet dicht bij het oppervlak bevinden of gemakkelijk kunnen worden samengedrukt.
Acoustic radiation force impulse imaging (ARFI)Edit
Een ARFI-beeld van een schildklierknobbel in de rechterschildklierkwab. De afschuifgolfsnelheid binnen het vak is 6,24 m/s, wat duidt op een hoge stijfheid. Histologie toonde papillair carcinoom.
Akoestische stralingskracht-impulsbeeldvorming (ARFI) gebruikt ultrageluid om een kwalitatieve 2-D-kaart van de weefselstijfheid te maken. Dit gebeurt door een “duwtje” in het weefsel te geven met behulp van de akoestische stralingskracht van een gefocusseerde ultrageluidsbundel. De mate waarin het weefsel langs de as van de bundel naar beneden wordt geduwd, weerspiegelt de stijfheid van het weefsel; zachter weefsel wordt gemakkelijker geduwd dan stijver weefsel. ARFI toont een kwalitatieve stijfheidswaarde langs de as van de duwende bundel. Door op veel verschillende plaatsen te duwen, wordt een kaart van de weefselstijfheid opgebouwd. Virtual Touch imaging quantification (VTIQ) is met succes gebruikt om kwaadaardige cervicale lymfeklieren te identificeren.
Shear-wave elasticity imaging (SWEI)Edit
Bij shear-wave elasticity imaging (SWEI), vergelijkbaar met ARFI, wordt diep in het weefsel een ‘duw’ opgewekt door akoestische stralingskracht. De door deze druk veroorzaakte verstoring verplaatst zich zijwaarts door het weefsel als een afschuifgolf. Door met een beeldmodaliteit als echografie of MRI te kijken hoe snel de golf verschillende laterale posities bereikt, wordt de stijfheid van het tussenliggende weefsel afgeleid. Aangezien de termen “elasticiteitsbeeldvorming” en “elastografie” synoniemen zijn, wordt de oorspronkelijke term SWEI, waarmee de technologie voor het in kaart brengen van de elasticiteit met behulp van afschuifgolven wordt aangeduid, vaak vervangen door SWE. Het belangrijkste verschil tussen SWEI en ARFI is dat SWEI gebaseerd is op het gebruik van afschuifgolven die zich lateraal van de bundelas voortplanten en elasticiteitskaarten maken door de parameters voor de voortplanting van afschuifgolven te meten, terwijl ARFI elasticiteitsinformatie verkrijgt uit de as van de duwende bundel en meerdere duwbewegingen gebruikt om een 2-D stijfheidskaart te maken. Bij ARFI zijn geen afschuifgolven betrokken en bij SWEI wordt geen axiale elasticiteitsbeoordeling uitgevoerd. SWEI is geïmplementeerd in supersonic shear imaging (SSI), een van de meest geavanceerde modaliteiten van ultrasone elastografie.
Supersonic shear imaging (SSI)Edit
Supersonic shear imaging van de stijfheid tijdens contractie van de handspieren abductor digiti minimi (A) en first dorsal interosseous (B). De schaal is in kPa van shear modulus.
Supersonic shear imaging (SSI) geeft een kwantitatieve, real-time tweedimensionale kaart van weefselstijfheid. SSI is gebaseerd op SWEI: er wordt gebruik gemaakt van akoestische stralingskracht om een “duw” in het betrokken weefsel op te wekken, waarbij afschuifgolven worden opgewekt en de stijfheid van het weefsel wordt berekend aan de hand van de snelheid waarmee de resulterende afschuifgolf door het weefsel beweegt. Lokale snelheidskaarten van het weefsel worden verkregen met een conventionele speckle tracking-techniek en geven een volledig beeld van de voortplanting van de afschuifgolf door het weefsel. Er zijn twee belangrijke vernieuwingen die in SSI zijn geïmplementeerd. Ten eerste creëert SSI, door gebruik te maken van vele bijna-simultane duwbewegingen, een bron van afschuifgolven die met supersonische snelheid door het medium wordt bewogen. Ten tweede wordt de opgewekte afschuifgolf gevisualiseerd door gebruik te maken van ultrasnelle beeldvormingstechniek. Met behulp van inversiealgoritmen wordt de afschuifelasticiteit van het medium kwantitatief in kaart gebracht aan de hand van de golfvoortplantingsfilm. SSI is de eerste ultrasone beeldvormingstechnologie die in staat is meer dan 10.000 beelden per seconde van diepgewortelde organen te bereiken. SSI levert een reeks kwantitatieve en in vivo parameters op die de mechanische eigenschappen van het weefsel beschrijven: Young’s modulus, viscositeit, anisotropie.
Deze benadering toonde klinisch voordeel in borst, schildklier, lever, prostaat, en musculoskeletale beeldvorming. SSI wordt gebruikt voor borstonderzoek met een aantal lineaire transducers met hoge resolutie. Een groot multi-center borstbeeldvormingsonderzoek heeft zowel reproduceerbaarheid als een aanzienlijke verbetering van de classificatie van borstlaesies aangetoond wanneer beelden van shear wave elastografie worden toegevoegd aan de interpretatie van standaard B-mode en color mode ultrageluidsbeelden.
Transient elastographyEdit
Transient elastography geeft een kwantitatief eendimensionaal (d.w.z. een lijn) beeld van de weefselstijfheid. Het werkt door de huid met een motor te laten trillen om een passerende vervorming in het weefsel (een afschuifgolf) te creëren, en de beweging van die vervorming in beeld te brengen terwijl deze dieper in het lichaam doordringt met behulp van een 1D-ultrageluidsbundel. Vervolgens wordt een kwantitatieve lijn van weefselstijfheidsgegevens (de modulus van Young) weergegeven. Deze techniek wordt vooral gebruikt door het Fibroscan-systeem, dat wordt gebruikt voor de beoordeling van de lever, bijvoorbeeld om cirrose vast te stellen. Wegens de bekendheid van het merk Fibroscan wordt transiënte elastografie door veel clinici gewoon “Fibroscan” genoemd.
Shear wave propagation maps verkregen met de Transient Elastography VCTE-techniek in een normale lever (boven) en een cirrotische lever (onder). De leverstijfheid is aanzienlijk hoger in de cirrotische lever.
Transient Elastography werd aanvankelijk Time-Resolved Pulse Elastography genoemd toen het eind jaren negentig werd geïntroduceerd. De techniek berust op een voorbijgaande mechanische trilling die wordt gebruikt om een afschuifgolf in het weefsel te induceren. De voortplanting van de afschuifgolf wordt gevolgd met ultrageluid om de snelheid van de afschuifgolf te bepalen waaruit de elasticiteitsmodulus wordt afgeleid onder de hypothese van homogeniteit, isotropie en zuivere elasticiteit (E=3ρV²). Een belangrijk voordeel van Transient Elastography ten opzichte van harmonische elastografietechnieken is de scheiding van afschuifgolven en compressiegolven. De techniek kan in 1D en 2D worden geïmplementeerd, hetgeen de ontwikkeling van een ultrasnelle ultrasone scanner vereiste. Een specifieke implementatie van 1D Transient Elastography, VCTE genaamd, is ontwikkeld om de gemiddelde leverstijfheid te bepalen, die correleert met leverfibrose zoals beoordeeld door middel van leverbiopsie. Deze techniek is geïmplementeerd in een apparaat dat FibroScan heet en dat ook de gecontroleerde verzwakkingsparameter (CAP) kan beoordelen, die een goede surrogaatmarker is voor leversteatose.