AISF PostMeeting Roma, 26 febbraio 2011

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Donato Carbone
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1 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

President-Elect EFSUMB European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology

2 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.

(Siemens): impulso acustico ad ultrasuoni, energia media MRI elastography: vibrazione meccanica indotta da apparecchio dedicato ad ultrasuoni Eventi meccanici endogeni:

3 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

direttamente nell ecografo Siemens Acuson SD2000 (Siemens Healthcare, Germany) Esso

4 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.

5 Misurazione ARFI in differenti sedi epatiche e nella milza. Lobo destro Lobo sinistro Milza

6 Misurazione ARFI in differenti sedi epatiche e nella milza. Lobo destro Milza

7 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?

Quanto ARFI è in grado di riprodurre i risultati di Fibroscan, metodica di riferimento?

8 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?

9 Radiology, 2009:252: Best cut-off for cirrhosis = 175 cm/s

10 Radiology, 2009:252: Best cut-off for cirrhosis = 175 cm/s

11 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

12 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

13 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?

14 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 < ), including patients with chronic liver disease (squares) and healthy controls (circles). Restricting the analysis to only liver disease patients r =

Ultraschall Med 2011 epub Correlation between TE and VirtualTouch liver values in all subjects

15 ARFI FIBROSCAN Friedrich-Rust et al

16 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?

17 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).

18 CORRELAZIONE INTEROPERATORE ARFI NEI DUE LOBI lobo destro lobo sinistro 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= 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)

Piscaglia F, Salvatore V, et al. Ultraschall Med 2011 epub Correlazione tra lobo destro e lobo sinistro r= 0.44.

19 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?

20 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

21 24 sani e 79 pazienti

23 Profili, ecotessitura, profili sovraepatiche

24 Come performa ARFI nella steatosi epatica e steatoepatite?

25 J Hepatol 2011, in press In 3 posti diversi (9 10 interc; interc; sottocost laterale) ma sempre a destra

26 Successful

28 Yoneda, Radiology 2010

30 MRI Elastography

31 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.

32 Gastroenterology, 2008: % 90% 94%

34 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.

35 REAL-TIME ELASTOSONOGRAPHY con evocazione endogena

36 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)

37 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.

41 (including GGT and PLT) APRI Elastography and laboratory score F>=2 Elastography

42 Analysis of movies (instead of static frames, including subcutaneous tissue) NOT able to distinguish between intermediate degrees of liver fibrosis

43 101 pts HCV+ and 10 healthy volunteers Mean Complexity

44 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.

45 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.

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