Эластография поджелудочной железы

АВТОРЫ: Mirko D’Onofrio, Stefano Crosara, Riccardo De Robertis, Stefano Canestrini, Emanuele Demozzi, Roberto Pozzi Mucelli

Отделение радиологии, Университетский госпиталь G.B. Rossi, Университет Вероны, Италия

РЕЗЮМЕ

Эластография не так давно была представлена в клинических исследованиях как новый метод, применяемый для ультразвуковой визуализации. Задача этой новой техники состоит в том, чтобы отличать различные ткани на основе их специфической жесткости. Поскольку в злокачественных опухолях имеется тенденция к более жесткой структуре, чем при доброкачественных поражениях и в паренхиме, этот новый подход может быть клинически значимым. Первоначальный клинический опыт в ультразвуковой эластографии был многообещающим при дифференциальной диагностике узлов молочной железы, щитовидной железы и простаты. Применение ультразвуковой эластографии к поджелудочной железе началось относительно недавно и находится в стадии апробации. Существует лишь несколько исследований, опубликованных до сих пор в литературе.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: поджелудочная железа, ультразвук, эластография, ARFI, сдвиговая волна

ВВЕДЕНИЕ

Эластография не так давно была представлена в клинических исследованиях как новый метод, применяемый для ультразвуковой визуализации. Задача этой новой техники состоит в том, чтобы отличать различные ткани на основе их специфической плотности.

При эластографии были предложены различные методы компрессии ткани (изображение деформация с помощью компрессии), визуализация скорости сдвига волны в режиме реального времени и акустическая лучевая импульсная визуализация (ARFI), которые получены из двух технических решений, известных как деформационная (компрессионная) эластография и сдвиговолновая эластография.

В последние годы возрастает интерес к оценке упругих свойств тканей с помощью сонографии. Эластография мягких тканей основана на деформации, вызванной приложенной силой на орган-мишень. Этот метод основан на двух основных методах визуализации. Первый – деформационная визуализация жёсткости; его реализация требует непрерывной компрессии датчиком или внешней механической компрессии за счет дыхательных движений и пульсации сердца. Его главный недостаток заключается в том, что компрессию невозможно определить количественно, а место компрессии не может быть ограничено конкретными исследуемыми областями, что приводит к перемещению цели и искажению измеренных результатов. Второй тип – это визуализация жесткости за счет акустического удара, включая ARFI визуализацию и сверхзвуковую сдвиговолновую визуализацию, которая генерирует короткодействующую акустическую лучевую энергию в интересующую область, при этом не вызывает движения всей области. Кроме того, сила акустического излучения может быть определена количественно и, следовательно, врач получает возможность получить количественную информацию. Этот метод делает результаты измерений менее зависимыми от движений оператора.

Деформация ткани при компрессионной эластографии происходит тогда, когда применяется небольшая мануальная компрессия/декомпрессия с помощью датчика или посредством физиологических движений смежных органов (дыхание или сердцебиение). Абсолютное значение деформации вдоль продольной оси пропорционально интенсивности прилагаемой компрессии. Степень деформации рассчитывается путем измерения колебаний ультразвуковой частоты до и после компрессии. Специальное программное обеспечение вычисляет эластичность ткани в определенной области поля зрения. Цветная эластограмма накладывается на ультразвуковое изображение и обновляется в режиме реального времени с частотой компрессии 10-15 Гц. Она состоит из цветовой карты (более жесткие области кодируются синим цветом, более мягкие области – красными, а зеленый – с промежуточными уровнями жесткости). Некоторые типы ультразвукового оборудования демонстрируют масштаб в оттенках серого, при этом более жесткие ткани представлены как более темные.

Невозможно точно определить интенсивность силы, действующей на ткани, поэтому эластография путем компрессии обеспечивает только качественную, а не количественную информацию. Данные относительной эластичности могут изменяться в зависимости от тканей, присутствующих в исследуемой области, размера исследуемого поля и интенсивности оказываемого давления.

В мягких тканях распространяются два типа механических волн: компрессионные волны (ультразвуковые – компрессионные волны в заданном диапазоне частот) и сдвиговые (поперечные) волны. Компрессионные волны движутся намного быстрее, чем сдвиговые волны в мягких тканях.

Сдвиговолновая эластография обеспечивает в реальном времени оценку распространения сдвиговых волн в тканях. Обычный ультразвуковой датчик, подключенный к системе, генерирует волны давления и регистрирует движение ткани с помощью последовательности тысяч изображений в секунду для создания специально разработанного концентратора излучения. Как только скорость распространения сдавливающих волн измеряется, создается хроматическая двумерная карта вязкоупругих свойств ткани (области большой жесткости – красные, более мягкие области – синие, зеленые – промежуточный уровень жесткости).

Значения жесткости ткани также выражаются в килопаскалях (кПа). Сдвиговолновая визуализация позволяет проводить как качественную, так и количественную оценки. В отличие от деформационной эластографии, которая остается качественной, сдвиговолновая визуализация позволяет провести абсолютно количественную оценку механических свойств ткани.

Акустическая лучевая импульсная визуализация (ARFI), своего рода сдвиговолновая визуализация, которая способна качественно и количественно определить жесткость ткани без необходимости внешней компрессии. Она использует кратковременные лучевые акустические импульсы для создания локализованных сдвигов ткани, которые регистрируются ультразвуковым сканером. Такие смещения напрямую коррелируют с вязкоупругими свойствами локальных мягких тканей.

ARFI может использоваться двумя разными способами. Один из них качественный, в котором используется короткий акустический импульс высокой интенсивности для деформирования элементов ткани и создания статической карты (эластограммы) относительной жесткости тканей, входящих в область интереса. Другой является количественным, в котором используется первичный акустический импульс, ориентированный на интересующую область (диагностическая метка с фиксированными размерами), для генерирования компрессионных волн, которые перемещаются перпендикулярно направлению звукового толчкового импульса в ткани, который самостоятельно способен деформировать ткань. Скорость волны через ткань рассчитывается в метрах в секунду. Чем жестче ткань, тем больше скорость сдвиговой волны. Как качественный, так и количественный вариант метода ARFI уменьшают внутриисследовательскую вариабельность, поскольку не требуется внешняя компрессия, но он обеспечивает только статической информацией, а не динамической, как при эластографии путем компрессии. Поскольку в злокачественных опухолях имеется тенденция к более плотной структуре, чем при доброкачественных поражениях и в паренхиме, этот новый подход может быть клинически значимым. Первоначальный клинический опыт в ультразвуковой эластографии были многообещающими при дифференциальной диагностике узлов молочной железы, щитовидной железы и простаты. Применение ультразвуковой эластографии к поджелудочной железе началось относительно недавно и находится в стадии апробации. Существует лишь несколько исследований, опубликованных до сих пор в литературе.

ТЕХНИКА И МЕТОДЫ

Эластография поджелудочной железы может быть выполнена с использованием двух разных подходов: чрескожного и эндоскопического. Чрескожный подход, хотя и является легким и сразу же практически выполнимым, зависит от хорошо известных внутренних ограничений. Напротив, эндоскопический подход в настоящее время наиболее широко изучается.

2.1. Эндоскопический подход

Эндоскопическая ультрасонография (Endoscopic ultrasonography – EUS) в настоящее время является наиболее частым методом, который используется для эластографического исследования поджелудочной железы. Чтобы получить эластографическое изображение, эхоэндоскоп позиционируется и маневрирует в соответствии с исследуемыми органами. Площадь, которая оценивается, определяется размером ROI (region of interest- область интереса, цветное окно). При манипулировании зондом может быть применена необходимая компрессия. Пригодность эластографического сигнала обозначается числовой шкалой внутри изображения. Изображения отображаются одновременно с использованием эластографического и B-режима. При эластографии требуется очень небольшая дополнительная компрессия, как правило, достаточным является давление, незначительное отличающееся от пульсации соседних сосудов. ROI должно быть достаточно большим, чтобы включать в себя исследуемую область и достаточную окружающую ткань для сравнения. Новые технические разработки позволяют проводить усреднение по нескольким кадрам, с целью вычисления среднего значения оттеночной гистограммы, соответствующего общей эластичности тканей в выбранной области. Сравнение двух разных областей ткани в пределах ROI (например, опухоли поджелудочной железы и прилегающей паренхимы поджелудочной железы) облегчает расчет отношения деформации между подозрительным опухолевыми поражениями и контрольной тканью.

2.2. Чрескожный подход

При использовании чрескожного подхода может применяться метод акустической лучевой импульсной визуализации (ARFI). ARFI визуализация – это новый способ ультразвуковой визуализации для оценки жесткости глубоких тканей. Кратковременные акустические лучевые импульсы (<1 мс) генерируют механические волны, которые приводят к локализованным смещениям в пределах предварительно идентифицированного ROI, выбранного в области ткани-мишени, на основе анатомического местоположения с помощью изображений при стандартном ультразвуковом исследовании. Использование акустических толчковых импульсов для генерации сдвиговых волн в пределах фиксированного прицельного ROI обеспечивает возможность проведения качественных визуальных и количественных измерений. Исследование контролируется с помощью ультразвуковой картинки, а результат отражает вязкоупругие свойства тканей, возникающие из-за деформации ткани, которая связана с сопротивлением ткани в ответ на распространение волны. Сильная сторона метода ARFI заключается в получении численного значения (м/с) для скорости сдвиговых волн, которые распространяются в исследуемой ткани.

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Внутренняя структура поджелудочной железы обычно равномерно изо/гиперэхогенна по сравнению с печенью. Она выглядит как умеренно мягкая, однородная зона мягких тканей, которая обозначается зеленым цветом при эластографии. С возрастом эхогенность поджелудочной железы значительно возрастает в результате развития жировой и соединительной тканей. Изображение при эластографии становится неоднородным.

Эластограмма представлена изображениями с использованием хроматических (серая/цветная) панелей (рис.1). Система настроена на использование оттеночной хроматической (в серой шкале или красно-зелено-синей) карты, в которой области твердых тканей показаны в черном или синем цвете, области мягких тканей – в белом или красном, а ткани с промежуточной жесткостью характеризуются желтым/зеленым цветом. Одним из ограничений этого метода является то, что полный спектр от синего до красного кодирования применяется к каждой эластографической записи и указывает на градацию относительной эластичности в области исследования. Не существует абсолютной шкалы жесткости ткани.

Рис. 1. Эластография поджелудочной железы. (А) В-режим осевая проекция аденокарциномы поджелудочной железы, которая показана в виде гипоэхогенного и твердого (внутри эластографической метки) новообразования тела поджелудочной железы, при этом оно является жестким (красным) при эластографическом исследовании (В).

Подробнее на сайте источника: https://rh.ua/ru/statti/elastografiya-podzheludochnoj-zhelezy/