Newsletter n°5 - Maggio 2011 - Elastosonografia

 L’elastosonografia  fornisce informazioni riguardo l’elasticità dei tessuti. Le proprietà meccaniche dei tessuti molli dipendono dalle macromolecole che li compongono e dalla loro organizzazione strutturale.

Una delle proprietà meccaniche è l’elasticità che determina la deformazione o distorsione del tessuto in risposta ad una compressione applicata dall’esterno. Il principio di base dell’elastosonografia risiede nel fatto che la compressione del tessuto esaminato con la sonda dell’ecografo produce una deformazione, valutata come variazione della distanza tra due punti, differente a seconda del suo grado di “comprimibilità”, minore nei tessuti duri e maggiore nei tessuti soffici, che può essere rilevata e quantificata attraverso software dedicati. Per tale ragione l’elastografia, in particolare quando effettuata su organi superficiali, è attualmente considerata una sorta di “palpazione elettronica”. I tumori maligni sono fino a 10 volte più rigidi ed incompressibili dei tessuti circostanti. Ciò viene utilizzato dal medico o dalla stessa paziente nella palpazione della mammella, per rilevare la presenza di noduli, ma ciò è possibile solo per quelli più superficiali. Inizialmente la metodica è stata utilizzata prevalentemente nello studio della mammella che normalmente è costituita da strutture molto elastiche ed omogenee, e si presta ad una facile ed omogenea compressione che consente di evidenziare con chiarezza alterazioni patologiche caratterizzate da ridotta elasticità. Attualmente l’elastosonografia consente la valutazione dell’elasticità dei noduli anche se posizionati profondamente e non palpabili, pertanto la metodica, inizialmente utilizzata per la diagnosi differenziale dei noduli mammari, recentemente è stata applicata anche allo studio di altri organi come fegato, tiroide, testicolo e linfonodi.

Tale tecnica risulta per il paziente sovrapponibile ad una comune ecografia e richiede, relativamente all’organo in esame, la stessa preparazione di un’ecografia basale. Sul tessuto oggetto di studio vengono selezionate delle ROI (regioni di interesse) di grandezza tale da inserire la struttura da esaminare ed un’ampia zona di tessuto circostante

Esistono due tipi di elastosonografia:

1)Elastosonografia a mano libera,  che si avvale della  compressione manuale

ottenuta imprimendo con il trasduttore ecografico delle leggere compressioni manuali ritmiche sull’organo esaminato. L’esame permette la visualizzazione dell’elastogramma sotto forma di un’immagine sovrapposta a quella in B-mode ed utilizza il confronto dei dati in RF tra l’immagine prima della compressione e quella ottenuta durante compressione per fornire una valutazione della elasticità del tessuto

2)Elastosinografia con compressione meccanica ottenuta mediante l’emissione di impulsi a maggiore energia e a bassa frequenza (transient elastography, con valutazione della deformazione ottenuta dalla pressione acustica (strain). 

L’immagine elastografica viene espressa con una scala cromatica (per convenzione, rosso: elasticità elevata, Verde: elasticità intermedia; blu: assenza di elasticità) e con dei valori numerici che sono espressione di differenti gradi di elasticità

INDICAZIONI

Caratterizzazione delle lesioni focali mammarie 

Caratterizzazione dei noduli tiroidei

Valutazione dei linfonodi superficiali

Valutazione di lesioni focali del testicolo

Valutazione del grado di fibrosi/cirrosi nei pazienti epatopatici ( analogo del fibroscan)

Figura: noduli iperplastici della tiroide con patterns elastografici di benignità.  Immagini ecografiche B-mode ed immagini elastosonografiche corrispondenti

Il tipico sistema per l’elastografia è costituito da un tradizionale ecografo, affiancato da un sistema di elaborazione delle immagini e da un dispositivo che consente la rappresentazione dei risultati dell’elaborazione (modulo elastografico). In questo caso la sonda ecografica oltre a permettere di ottenere le immagini tradizionali in B-mode in scala di grigio (rappresentazione dell’anatomia del distretto in esame), viene utilizzata anche per produrre uno stimolo meccanico sul tessuto e la risposta a questo stimolo da parte del tessuto in esame sarà rappresenta in scala cromatica di “durezza” e mediante valori numerici.

Esempio di Procedura Elastografica: a) interazione sonda-fantoccio; b) immagini B-mode; c) ricostruzione della deformazione  (S.Celi, et al., AIAS XXXVII Congresso Nazionale, Roma, 2008)

Mappe di deformazione in tre tipi di lesioni (S.Celi, et al., AIAS XXXVII Congresso Nazionale, Roma, 2008

Tale tecnica, consentendo di individuare e caratterizzare le proprietà di elasticità o durezza dei reperti nodulari, in campo senologico è utile per la diagnosi differenziale tra patologia benigna e neoplastica e per la scelta di opportune strategie clinico-chirurgiche. E' risultata altresì valida la caratterizzazione di alterazioni displasiche, fibro-nodulari, e di fibroadenomi, che hanno evidenziato patterns elastografici di alta elasticità.

Figura di un fibroadenoma della mammella. All’esame B-mode il nodulo appare ipoecogeno omogeneo ed a margini netti. L’esame elastosonografico mostra un patten di media elasticità con colore verde ben contornato e ben differenziabile dal parenchima circostante.

Figura di Carcinoma duttale della mammella. Nodulo ipoecogeno con forma irregolare e con prevalenza del diametro antero/posteriore. L’esame elastosonografico mostra un nodulo prevalentemente rigido (colore blu uniforme)

  L’esame è facilmente eseguibile con tempi di esecuzione brevi e permette, spesso, di ridurre il ricorso a procedure invasive nei casi di noduli della mammella che appaiono dubbi alla mammografia ed alla tradizionale ecografia inoltre consente di riconoscere, come carcinomi, alcune lesioni nodulari senza segni caratteristici di malignità all’ecografia standard. L’elastografia potrebbe pertanto ridurre i falsi positivi e la richiesta di procedure interventistiche incrementando la specificità (valore predittivo negativo per tumore). L’acquisizione elastografica utilizza una scala cromatica che varia dal blu intenso per le lesioni più rigide al rosso-verde per le lesioni elastiche e quindi benigne.

Lo score 1 è un pattern tipico legato alla presenza di liquido che non possiede un vero e proprio comportamento elastico  e caratterizzato da tre colori disposti a strati. Il pattern è presente in particolare nel caso di cisti. Gli score 2 e 3 rappresentano patologie in cui il tessuto è ancora elastico e sono legati a patologie benigne. Piuttosto tipiche dei fibroadenomi. Gli score 4 e 5 sono propri di patologie con tessuti rigidi. Sono prevalenti nei carcinomi e tipici delle forme infiltranti.

Nello studio dei noduli tiroidei l’elastosonografia ha dimostrato, indipendentemente dalle dimensioni, che noduli “duri” sono associati ad un più elevato rischio di malignità (Rago T, et.al, The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2010).

Pattern elastografici di benignità (a sinistra) e di malignità (a destra) (L.Rubaltelli)

L’elastosonografia è stata inoltre applicata in campo epatologico per la valutazione del grado di elasticità del parenchima epatico (in pazienti con epatopatia cronica). La possibilità di quantificare il grado di fibrosi epatica riveste una notevole importanza non solo nella valutazione della progressione della malattia cirrotica e nel monitoraggio dell’efficacia della terapia, ma anche nella diagnosi precoce di cirrosi, risultando più sensibile rispetto agli usuali parametri clinici ed ecografici: ciò è potenzialmente utile per lo sviluppo di farmaci in grado di interferire con il processo di progressiva "fibrotizzazione" ed eventualmente di bloccarlo il prima possibile. E’ possibile dunque ottenere in modo completamente non invasivo e, attraverso specifici accorgimenti, ripetibile, informazioni precedentemente  fornite soltanto dalla biopsia epatica. Studi prospettici multicentrici sono comunque necessari per valutare l’accuratezza dell’elastometria epatica  per la valutazione della fibrosi nelle malattie croniche del fegato a diversa eziologia, allo scopo anche di individuare i valori ottimali di cut-off nei diversi sottogruppi

Per approfondimenti consultare:

Lerner RM, et al. Ultrasound Med.Biol, 1990, 16: 231-9

Garra BS, et al. Radiology, 1997, 202: 79-86

Itoh A., et al. Radiology, 2006, 231:341-50

Rago, T et al. J Clin Endocrinol Metab. 2010, 95(12):5274-80

Hong Y , et al., J Ultrasound Med. 2009 Jul;28(7):861-7

Wong et al. Hepatology. 2010; 51(2):454-462