Aliotta A. L'Ecografia Diagnostica. ASMaD 2016

ECOGRAFIA IN GASTROENTEROLOGIA
FEGATO
PANCREAS
TUBO DIGERENTE

ECOGRAFIA: INNOVAZIONI TECNOLOGICHE
IMMAGINE IN B-MODE (o ECOGRAFIA «CONVENZIONALE»)
CONTRAST-ENHANCEMENT ULTRASOUND (CEUS)
ELASTOSONOGRAFIA

a) affinamento della scala dei grigi
b) armonica tissutale
c) compound spaziale
ELASTOSONOGRAFIA

1) IMMAGINE IN B-MODE (o ECOGRAFIA «CONVENZIONALE»):

Gli apparecchi sono oggi in grado di distinguere fino a 256 tonalità di
grigio, anche se l’occhio umano ne percepisce meno di 30. Questa gamma
di tonalità graduanti dal bianco al nero viene definita come scala dei grigi

1) IMMAGINE IN B-MODE (o ECOGRAFIA «CONVENZIONALE»):
L’armonica tissutale o seconda armonica è’ un sistema che sfrutta non l’onda
riflessa generata dall’onda incidente, ma le sue frequenze multiple. Ciò
consente di ridurre il rumore di fondo e genera un’immagine più nitida

COMPOUND SPAZIALE
E’ l’uso di un fascio di ultrasuoni «multiplo», che va a insonare i tessuti con
angoli di incidenza diversi. Ciò fa sì che da ogni punto del tessuto insonato
giunga all’unità centrale un maggior numero di informazioni, con
miglioramento della qualità dell’immagine.
TRASDUTTORE
Fascio 1 Fascio 2 Fascio 3

I mezzi di contrasto (mdc) ecografici sono amplificatori del segnale
ecografico e producono un enhancement sia dei segnali Doppler che di quelli
bidimensionali. Consistono in microbolle gassose dotate di una membrana.
E’ attualmente in uso il Sonovue, costituito da esafluoruro di zolfo con una
membrana di fosfolipidi.
ELASTOSONOGRAFIA

Tae Kyoung Kim, Hyun-Jung Jang
Contrast-enhanced ultrasound in the
diagnosis of nodules in liver cirrhosis
World J Gastroenterol. Apr 7,
2014; 20(13): 3590-3596

Quando il fascio di ultrasuoni incontra le microbolle del mdc ecografico si
genera un fenomeno di riflessione multipla, con frequenze basali e
frequenze multiple (armoniche).
ELASTOSONOGRAFIA

Sono possibili valutazioni qualitative, che studiano la distribuzione del mdc
nelle fasi arteriosa, venoso/portale e tardiva e che soffrono della soggettività
della rilevazione e valutazioni quantitative (mediante l’uso di software
dedicati che definiscono curve di wash-in e wash-out).
ELASTOSONOGRAFIA

I mdc ecografici non presentano nefro- epato- o tireotossicità; le reazioni
avverse descritte sono rarissime e di scarso rilievo clinico.
ELASTOSONOGRAFIA

E’ una tecnica che sfrutta la capacità elastica di un tessuto, ovvero la sua
capacità di deformarsi e di ritornare alla forma primitiva dopo un impulso
meccanico. L’impulso può essere manuale – pressione generata
meccanicamente dall’operatore – o elettronico. Possono essere studiate le
deformazioni dei tessuti sia in senso longitudinale (strain) che in senso
laterale (shear wawe).
ELASTOSONOGRAFIA

Possono essere studiate le deformazioni dei tessuti…
…sia in senso longitudinale (strain) …sia in senso laterale (shear wawe)

Esistono tecniche elastosonografiche qualitative, che sfruttano le deformazioni
di tipo strain (Quasi-static strain imaging e Acoustic Radiation Force Impulse
– ARFI, le cui risultanze vengono rappresentate secondo una scala cromatica
codificata) e quantitative, che sfruttano le deformazioni di tipo share wave
(Transient Shear Wave o Fibroscan, Acoustic Radiation Force Impulse –
ARFI e Shear Wawe Elastography).
ELASTOSONOGRAFIA

ELASTOGRAFIA – SISTEMI QUALITATIVI
(STRAIN ELASTOGRAPHY)

ELASTOGRAFIA – SISTEMI QUANITATIVI
(SHEAR WAVE ELASTOGRAPHY)
I sistemi quantitativi sfruttano la deformazione dei tessuti generata da un’onda
meccanica che si propaga in senso laterale.
 Transient Shear Wave o Fibroscan (misurazione di velocità)
 Point Shear-Wave Elastography (misurazione di velocità – Metodo
ARFI, Acoustic Radiation Force Impulse)
 Shear-wave imaging (2D Shear-wave – Metodo ARFI)

ELASTOGRAFIA – SISTEMI QUANTITATIVI
(SHEAR WAVE ELASTOGRAPHY)
La Transient Shear Wave o Fibroscan è una tecnica quantitativa che viene
eseguita con un apparecchio dedicato, che non fornisce anche un’immagine
ecografica e produce informazione circa la ‘’stiffness’’, la «rigidità» del
parenchima epatico, con valori espressi in kiloPascal (kPa). I valori ottenuti
con il Fibroscan correlano bene con la scala Metavir.
Altri sistemi quantitativi sono invece implementati su ecografi tradizionali, che
forniscono anche un’immagine.

Limitano l’uso del Fibroscan la presenza di ascite, l’obesità e gli spazi intercostali stretti;
sono ora disponibili sonde XL e S per pazienti rispettivamente obesi e pediatrici.

Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI)

Shear Wave Imaging Elastography (SWE)

PANCREAS
TUBO DIGERENTE

La CEUS è stata variamente proposta (e viene utilizzata) nella caratterizzazione delle
solide del fegato, benigne e maligne, nella ricerca di neoangiogenesi intratrombotica
e nelle verifiche in corso di trattamenti antitumorali.
MEZZI DI CONTRASTO
ELASTOSONOGRAFIA

CEUS E LESIONI FOCALI EPATICHE
F. ARTERIOSA F. VENOSA
(PORTALE)
F. TARDIVA
ANGIOMA Enhancement periferico Enhancement centripeto Completo riempimento
IPERPLASIA
NODULARE FOCALE
(FNH)
Enhancement intenso
ed omogeneo, spesso
centrifugo (talora
vascolarizzazione
stellata centrale)
Possibile riduzione, ma
non scomparsa
dell’enhancement, talora
fino all’isoecogenicità
Riduzione
dell’enhancement, talora
fino all’isoecogenicità
ADENOMA
(4 SOTTOTIPI!!!)
Enhancement intenso
ed omogeneo ma
fugace, spesso
centripeto
Isoecogeno Isoecogeno, raramente
ipoecogeno (talora wash-
out completo)
EPATOCARCINOMA Enhancement
omogeneo (in assenza
di aree di necrosi); con
eccezioni (HCC
ipovascolarizzato o ben
differenziato)
Iso- o ipointensità
rispetto al parenchima
circostante
Wash-out completo
METASTASI Enhancement
variabile/«ad anello»
Rapido wash-out

1) ELASTOSONOGRAFIA
2) CONTRAST ENHANCEMENT ULTRASOUND (CEUS)
La CEUS è utile nel caso di lesioni focali con pattern non tipico all’ecografia
convenzionale, nelle lesioni apparentemente neoinsorte (?) e nei soggetti a rischio
per patologia maligna, nei quali un pattern eco-convenzionale benigno non deve
interrompere l’iter diagnostico
MEZZI DI CONTRASTO
ELASTOSONOGRAFIA

Nei pazienti «a rischio» (epatopatie croniche, storia o sospetto di neoplasia) una lesione
solida del fegato va considerata maligna fino a prova contraria

POSSIBILE ALGORITMO PER LESIONI FOCALI EPATICHE
IN PAZIENTE «A RISCHIO»
ECOGRAFIA (+ COLOR-DOPPLER)
Lesione benigna tipica
ECOGRAFIA (+ COLOR-DOPPLER)
Lesione maligna tipica
CEUS
ESITO INCERTO
TAC o RM
ESITO INCERTO BIOPSIA
COMPORTAMENTO
TIPICO
TAC o RM
ESITO INCERTOSTOP

Per la diagnosi di HCC il ruolo della CEUS rispetto a quello di TAC e
RMN è stato (ed è) variamente considerato nelle varie linee-guida
internazionali
MEZZI DI CONTRASTO
ELASTOSONOGRAFIA

CEUS E HCC
Meta-analysis on sensitivity and PPV of US, CT, MRI
for HCC detection
Hanna RF, Miloushev VZ, Tang A, et al. Comparative 13-year Meta-analysis of the Sensitivity
and Positive Predictive Value of Ultrasound, CT, and MRI for Detecting Hepatocellular
Carcinoma. Abdominal Radiology. ;41:71-90
pooled per-lesion sensitivity (242 studies, 15,713 patients) and PPV (116 studies, 7492 patients):
0.00%
20.00%
40.00%
60.00%
80.00%
100.00%
Ecografia TC con mdc MRI con
gadolinio
MRI con
gadoxetato
CEUS
sensibilità
PPV

La CEUS è attualmente esclusa dagli algoritmi per lo studio
dell’HCC nelle linee-guida AASLD e EASL, mentre è considerata
esame di prima istanza nelle associazioni per lo studio delle malattie
del fegato in Germania (AWMF) e Giappone (JSH) ed è indicato
come secondo step in caso di TC e RM con mdc non conclusive nelle
linee-guida Asiatiche (APASL) e italiane (AISF).
CEUS E HCC

E’ attualmente l’American College of Radiology (ACR)
a raccomandare la CEUS nello studio dell’HCC.
CEUS E HCC

Ultraschall Med. 2016 Aug 3. [Epub ahead of print]

Feedback? Email nrdr@acr.orgAcknowledgments
1 Arterial phase hyperenhancement: whole or in part, not rim or peripheral discontinuous globular enhancement
2 Late in onset (≥ 60 seconds) and mild in degree: in whole or in part, with no part showing early or marked washout
3 Early onset washout (<60seconds) and/or marked (punched out) appearance and/or arterial phase rim enhancement
CEUS LI-RADS Categories IndexManagement TechniqueReportingOverviewIntro
v2016
Apply ancillary features and then apply tie-breaking rules to adjust category as appropriate
Algorithm for CEUS
• Cyst
• Classic hemangioma
• Definite focal hepatic fat
deposition or sparing
LR-1
• Definite enhancing soft
tissue in vein regardless of
visualization of parenchymal
mass/nodule
LR-5V
Washout Characteristics:
• Early onset washout
(< 60sec) and/or marked
(punched out) appearance
Arterial phase enhancement
• Rim enhancement
LR-M
• Isoenhancement in all
phases
• Distinct solid nodule
<10mm OR
• Not a distinct solid nodule,
any dimension
• Observation previously LR-3,
and stable dimension for 2
years or more
LR-2
Observation in high-risk patient on pre-contrast US
Treated
observation
LR-
Treated
Inadequate
assessment
LR-
Inadequate
Definitely
benign
Probably
benign
Solid nodule, not definitely
or probably benign
LR-1 LR-2
Tumor in
vein
LR-5V
Definitely or probably
malignant, not
specific for HCC3
LR-M
Arterial phase
hypo/isoenhancement
Arterial phase
hyperenhancement1
< 20Dimension (mm) ≥ 20 < 10 ≥ 10
LR-3No washout of any type LR-3 LR-3 LR-4
Late and mild washout2 LR-4LR-4LR-3 LR-5
Untreated observation
1/21

LI-RADS v2016
• CEUS is performed to characterize observations detected at surveillance US
• CEUS can be performed to characterize observations detected on prior CT /
MRI if the observations are visible as distinct nodules on pre-contrast gray-
scale ultrasound
• In select cases, CEUS examiners, at their discretion, can perform CEUS to
characterize nodules occult on pre-contrast gray-scale ultrasound using anatomical
landmarks, image fusion or repeat contrast injections. Such characterization
requires substantial experience and expertise. It is outside the purview of CEUS
LIRADS v2016 and v2017, but may be addressed in CEUS LIRADS v2020
General Indications for CEUS
2/21

CEUS E NEOANGIOGENESI
INTRATROMBOTICA (?)

NAFLD
ELASTOGRAFIA E FIBROSI
L’espressione Non Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) racchiude
l’intera gamma di condizioni dalla semplice steatosi non evolutiva alla
Non Alcoholic SteatoHepatitis (NASH), con possibile andamento
progressivo, con o senza cirrosi e con possibile sviluppo di
epatocarcinoma.

NAFLD: prevalenza
• Popolazione generale:
•6.3-51% nella popolazione adulta
• 80% obese pts, 70% diabetic pts
•7-16% nei soggetti normopeso
•12-20% nei bambini
and Hispanic people

12 – 40%
5 –10%
8%
13%
0 – 50%
NAFLD
NASH and/or
F1-F2 fibrosis
Advanced
(F3) fibrosis
Cirrhosis
Liver Death
Liver transplantation
25-50%
25%
7%
14%
HCC,
12 – 40%
5 –10%
8%
13%
0 – 50%
NAFLD
NASH and/or
F1-F2 fibrosis
Advanced
(F3) fibrosis
Cirrhosis
Liver Death
Liver transplantation
25-50%
25%
7%
14%
HCC,
CVD
 T2DM
de Alwis and C Day, J Hepatol, 2008, S104
?
?

Ecografia e steatosi
• L’ecografia ha un’accuratezza elevata nella diagnosi di fegato grasso da
steatosi macrovescicolare se la percentuale di grasso tissutale è 20%
• Per livelli più bassi di contenuto lipidico, la specificità dell’ecografia rimane
elevata ma la sensibilità si riduce nettamente
• L’ecografia ha una performance diagnostica deficitaria nella diagnosi di
fegato grasso da infiltrazione microvescicolare
Dasarathy S, J Hepatol 2009

Ecografia e steatoepatite
L’ecografia non è in grado di distinguere tra steatosi e steatoepatite e ciò è
probabilmente correlato alla bassa accuratezza dell’ecografia nella diagnosi di
fibrosi e/o infiammazione
Dasarathy S, J Hepatol 2009

TEST PREDITTORI DI FIBROSI E NASH
- Score clinici ed ematochimici
- Imaging e tecniche “imaging-related”
• Transient elastography (Fibroscan)
• Point Shear Wave Elastography (pSWE),
• Shear Wave Elastography (SWE)
• MRI elastography
- Biopsia epatica

Stage
F0 : nessuna fibrosi.
F1 : fibrosi portale e peri-portale senza setti.
F2 : fibrosi portale e peri-portale con pochi setti.
F3 : fibrosi portale e peri-portale con numerosi setti.
F4 : cirrosi.
Grade
A0 : attività assente
A1 : attività minima
A2 : attività moderata
A3 : attività severa

Altre metodiche elastografiche di tipo shear-wave (ARFI, 2D Shear wave)
sembrano promettenti ma non hanno ancora avuto una validazioni
comparabile a quella del Fibroscan

Il ruolo dell’elastosonografia sulle lesioni focali del fegato resta incerto
ELASTOSONOGRAFIA

Ronot, M, Vilgrain V
Clin Res Hepatol Gastroenterol 2014 Dec; 38(6): 681-688
…The best imaging techniques for the differentiation between FNH and HCAs
and for the subtyping of HCAs are contrast-enhanced ultrasound (CEUS) and
magnetic resonance imaging (MRI), as specific combinations of imaging
features have been associated with the different lesions. …Emergent
elastography techniques might also be helpful in the near future. Biopsy should
always be performed in case of uncertain diagnosis to reach a final diagnosis
and avoid unnecessary invasive treatment.

• Only 2 HAs had elastography values higher than 12 kPa (both teleagiectatic)
• Best discriminating value on ROC analysis: lesion 18,8 kPa (95% accuracy);
ratio lesion/surrounding liver 1.98 kPa (96% accuracy)

The data analyzed in the present review indicate that
the elastographic US-based technique is a potentially
promising accurate tool for differentiating benign from
neoplastic lesions in patients without liver cirrhosis.
However, there is a great amount of heterogeneity
shown in the studies published to date …
Thus, there is no availability to date of an unbiased
assessment of the actual impact of elastography
when differentiating the nature of focal liver lesions.
Nevertheless, most of the studies reviewed found
a significant difference in stiffness values between
malignant and benign lesions (Table 1). Also the
diagnostic accuracy of elastography is fair[28,30] to
good[31,33] in excluding as well as in confirming the
malignancy of the lesion[31,33]. Thus, elastography
seems to be a promising set of techniques for
predicting the nature of liver lesions.

FEGATO
TUBO DIGERENTE

• CEUS?
• ELASTOSONOGRAFIA?
PANCREAS
Attualmente il ruolo della CEUS nella differenziazione delle masse pancreatiche solide
non è consolidato

 Può orientare verso la diagnosi di adenocarcinoma duttale nello studio di
masse rilevate all’ecografia convenzionale
 Può facilitare la diagnosi differenziale tra pseudocisti e tumori cistici
 Può facilitare la diagnosi differenziale tra tumori vascolari ed avascolari
• CEUS?
PANCREAS

ADENOCARCINOMA
DUTTALE
Scarso enhancement
CARCINOMA
NEUROENDOCRINO
Enhancement intenso
LESIONI LIQUIDE Possibilità di rilevare aree
vascolarizzate
PSEUDOCISTI
PANCREATICA
Enhancement pressoché nullo
PANCREATITE
ACUTA SEVERA
Dimostrazione di aree necrotiche

• CEUS?
PANCREAS
Dig Liver Dis. 2014
Jun;46(6):479-93

• CEUS?
PANCREAS
Dig Liver Dis 2014 Jun;46(6):479-93

• CEUS?
PANCREAS

• CEUS?
PANCREAS
Allo stato attuale la strain elastography non può sostituire la diagnosi
microscopica di lesioni pancreatiche, in relazione ad una specificità non
elevata (sovrapposizione tra lesioni maligne e pseudocisti) e un limitato
Valore Predittivo Negativo.

 Tra il 2013 e il 2016 sono stati
pubblicati 6 lavori sulla possibilità di
diagnosi differenziale delle masse
pancreatiche mediante
elastosonografia
 Risultati incoraggianti ma non
univoci né definitivi
• CEUS?
PANCREAS

FEGATO
PANCREAS

POTENZIALITA’
a) ISPESSIMENTO PARIETALE A CARICO DI STOMACO E INTESTINO
b) IPERDISTENSIONE DI CAVITA’ GASTRICA O DI ANSE
c) STUDIO DELLA VASCOLARIZZAZIONE PARIETALE (CON COLOR- E POWER-
DOPPLER)

Imaging techniques for assessment of inflammatory bowel disease: ECCO and
ESGAR 2013 evidence-based consensus guidelines
Panes et al, JCC 2013
ECCO–ESGAR statement 2A
Radiological imaging techniques are complementary to endoscopic assessment. Cross-
sectional imaging offers the opportunity to detect and stage inflammatory, obstructive
and fistulizing CD and is fundamental at first diagnosis to stage disease and to monitor
follow-up [EL 1].

Imaging techniques for assessment of inflammatory bowel disease: ECCO and
ESGAR 2013 evidence-based consensus guidelines
Panes et al, JCC 2013
ECCO–ESGAR statement 2B
US is a well-tolerated and radiation-free imaging technique, particularly for the
terminal ileum and the colon. Examinations are impaired by gas-filled bowel and by
large body habitus [EL 2].
US is also a technique to guide interventional procedures (e.g., abscess drainage) [EL 2].
Contrast-enhanced US (CEUS) may improve diagnostic accuracy and diagnostic
confidence in detecting inflammatory activity..

Nella valutazione delle malattie infiammatorie intestinali, tra le tecniche di cross-
sectional imaging, TC e RM sono considerate gold-standard.
L’ecografia ha il vantaggio di essere meno costosa, ripetibile e disponibile. E’ però
molto (troppo?) operatore-dipendente e soffre di limiti legati al paziente, alla
localizzazione di malattia e all’esperienza dell’operatore.

Avanzamenti tecnologici:
VALUTAZIONE DEGLI ISPESSIMENTI PARIETALI
1. Misurazione dello spessore
2. Conservazione della stratificazione
3. Vascolarizzazione

La CEUS:
 Ha incrementato la sensibilità e la specificità della metodica avvicinandole a quelle
delle metodiche di riferimento
 Presenta limiti analoghi a quelli dell’ecografia convenzionale sull’estensione di
malattia
 Soffriva inizialmente di una valutazione soggettiva; sono disponibili software per
una valutazione più oggettiva e misurabile, che valutano le curve intensità-tempo.
 Può fornire un aiuto nella differenziazione tra tratti fibrotici e tratti infiammatori
 CEUS

La CEUS:
 Correlazione ancora non soddisfacente con gli indici clinici di attività di malattia
 Proprio gli aspetti quantitativi sono quelli su cui si stanno orientando gli studi
presenti in letteratura
 I dati, benchè promettenti, sono ancora non consolidati; accordo unanime sulla
necessità di ulteriori conferme
 CEUS

La SICUS:
 mostra un’ottima correlazione con l’esame TC sia riguardo all’estensione di
malattia sia riguardo allo spessore parietale. Presenta alcune limitazioni analoghe a
quelle dell’ecografia convenzionale
 presenta una correlazione statistica con la chirurgia riguardo all’estensione di
malattia
 CEUS
 Elastografia

La SICUS sembra incrementare la sensibilità e la specificità della metodica nel
rilevare ispessimenti parietali ma soprattutto le stenosi nei tratti poco accessibili
all’ecografia convenzionale

Calabrese E et al, Inflamm Bowel Dis 2016
Results: Bowel US showed 79.7% sensitivity and 96.7% specificity for the diagnosis of suspected
CD, and 89% sensitivity and 94.3% specificity for initial assessment in established patients with CD.
Bowel US identified ileal CD with 92.7% sensitivity, 88.2% specificity, and colon CD with 81.8%
sensitivity, 95.3% specificity, with lower accuracy for detecting proximal lesions. The oral contrast
agent improves the sensitivity and specificity in determining CD lesions and in assessing sites
and extent.
Conclusions: Bowel US is a tool for evaluation of CD lesions in terms of complications,
postoperative recurrence, and monitoring response to medical therapy; it reliably detects
postoperative recurrence and complications, as well as offers the possibility of monitoring
disease progression.
(metanalisi)

…US-based RTE, when further developed, would mostly compete with MR
imaging…
In conclusion, RTE of the gut could be developed into a safe, live, noninvasive,
nonradiating, non–contrast agent–dependent, readily available method to
evaluate fibrosis in Crohn disease. It has future potential to assist in the
detection of fibrotic gut tissue…
... It deserves further evaluation of diagnostic accuracy and performance in
prospective multicenter trials.

TUBO DIGERENTE E ELASTOSONOGRAFIA

Aliotta A. L'Ecografia Diagnostica. ASMaD 2016

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