Experimentelle Studie
Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Elastographie ist ein neuartiges und vielversprechendes
Ultraschallverfahren zur non-invasiven Elastizitätsmessung am Menschen.
Seit kurzem ist die ARFI-Elastographie auf mehreren Ultraschallgeräten verschiedener
Hersteller verfügbar. Zu der Frage, ob und inwiefern mit verschiedenen Ultraschallgeräten durchgeführte ARFI-Messungen miteinander vergleichbar sind, wurde bisher
nicht berichtet. Aufgrund der Frequenzabhängigkeit der Methode und der zahlreichen
weiteren Einflussfaktoren ist die simultane Anwendung einer quasi-statischen Referenzmethode
bei einer Vergleichsstudie von großer Hilfe. Das Ziel dieser Studie bestand in
der Etablierung einer solchen Referenzmethode.
Ein mechanisches Elastometer wurde konstruiert und in einem 3D-Druckverfahren hergestellt.
Unter Zuhilfenahme von Polydimethylsiloxan-(PDMS-)Proben verschiedener
Mischverhältnisse konnte seine Validität, Reliabilität und seine Befähigung zur Differenzierung
von Elastizitätsunterschieden gezeigt werden. Messungen an biologischem
Gewebe konnten für Leber- und Sehnengewebe durchgeführt werden. Für gematchte
Messungen mit der ARFI-Elastographie wurde eine Orientierungsmethode entwickelt
und erfolgreich angewandt. Bei den gematchten Messungen mit Schweineleber- und
Schweinesehnengewebe unterschieden sich die Ergebnisse der beiden Methoden für
den Elastizitätsmodul konstant um einen Faktor nahe 90. Unter Berücksichtigung der
Frequenzabhängigkeit sind die Ergebnisse in guter Übereinstimmung. Bei der systematischen
Hinterfragung der Ergebnisse fielen unplausible Messwerte auf, wobei die
zugrundeliegende Fehlerquelle nicht abschließend identifiziert werden konnte.
Auch wenn das mechanische Elastometer daher für den Einsatz in ARFI-Vergleichsstudien
noch nicht vollständig bereit ist, so konnte doch das Potenzial dieser Methode aufgezeigt
werden. Zahlreiche wichtige Meilensteine für die Etablierung des Elastometers
konnten erfolgreich bewältigt werden und für das weitere Vorgehen konnten detaillierte
Vorschläge erarbeitet werden.
Klinische Studie
Ziel des klinischen Studienarms war es, im Rahmen einer Pilotstudie den Wert der
Kombination aus ARFI-Elastographie und Dynamic Contrast-Enhanced Ultrasound
(DCE-US) bei Patienten mit Verdacht auf Lebermetastasen herauszuarbeiten und weitere
diagnostische Kriterien für Lebermetastasen in der ARFI-Elastographie zu erarbeiten.
Weiterhin sollte die Heterogenität der Elastizitätsverteilung in Lebermetastasen
und die Wertigkeit von Acoustic Structure Quantification (ASQ) in diesem Zusammenhang
untersucht werden.
Die zu untersuchende metastasensuspekte FLL wurde nacheinander mit konventioneller
Brightness Modulation (B-Mode), mit Farb- und Powerdoppler sowie mit ARFI
Virtual Touch Tissue Quantification (VTTQ) und ARFI Virtual Touch Imaging
and Quantification (VTIQ) untersucht. Zusätzlich dazu wurden ASQ sowie Contrast-
Enhanced Ultrasound (CE-US) mit der Raumforderung durchgeführt. Mit der Software
VueBoxTM wurden aus den CE-US-Videos quantitative Perfusionsdaten extrahiert. Zur
Referenzdiagnosestellung bezüglich der metastasensuspekten FLL wurde, wenn eine
klinische Indikation vorlag, eine Leberbiopsie oder kontrastverstärkte Computertomographie
oder Magnetresonanztomographie durchgeführt. Lag für keines der Verfahren
eine medizinische Indikation vor, so wurde der Patient nachträglich aus der Datenauswertung
ausgeschlossen.
Von 21 in die Studie eingeschlossenen Patienten mussten 7 nachträglich aus der Datenauswertung
ausgeschlossen werden. Von den verbleibenden 14 Patienten hatten zwölf
metastatische FLL und zwei nicht-maligne FLL. In der ASQ wiesen Lebermetastasen
signifikant höhere Werte auf als deren umgebendes Parenchym (p < 0,0001). Bei DCEUS
wurde beobachtet, dass die Ergebnisse durch den Untersucher stark manipuliert
werden können und dass die Kurvenanpassung an die zugrundeliegenden Daten teilweise
unplausibel abläuft. ARFI-Messwerte konnten insbesondere für VTIQ aufgrund
technischer Mängel nur unvollständig erhoben werden. Ergebnisse für ARFI VTIQ und
VTTQ korrelierten nicht miteinander und unterschieden sich signifikant. Das die Metastasen
umgebende Parenchym wies signifikant höhere Scherwellengeschwindigkeiten
auf als weit entferntes Leberparenchym.
Auch wenn durch die geringe Fallzahl die eigentliche Fragestellung dieser Studie unbeantwortet
bleibt, so ist sie doch nicht ohne Wert: für ASQ, DCE-US mit VueBoxTM-
Quantifizierung und für ARFI VTIQ konnten Erstbeschreibungen für Lebermetastasen
angegeben werden. Die Benennung von Problemfeldern bei Datenerhebung und
-auswertung und die Formulierung von Lösungsvorschlägen kann zukünftige Studien
mit größeren Patientenkollektiven relevant unterstützen