Abstract
Purpose: Real-time elastography (RTE) is an ultrasound-based method for the visualization
of relative strain distribution in soft tissues. Strain ratio is a semi-quantitative
measurement of strain differences between two user-defined areas in an elastogram.
The aim of this study was to evaluate the impact of the size and location of a reference
area when measuring the strain ratio of focal lesions in a tissue-mimicking phantom
and in normal liver tissue. We also investigated whether the strain ratio was affected
by changing the scanner parameter: elasticity dynamic range (E-dyn).
Materials and Methods: Two investigators individually collected data by scanning 4 spherical inclusions
with different elasticity in a phantom in which the elastic modulus was known in both
the lesions and the background. Subsequently, a liver scan was performed in-vivo using
the same scanning protocol. Five different setups with changes in reference area position
or size were tested. All eight levels of the scanner setting Edyn were recorded for
each setup and the strain ratio was measured in 3 different representative elastograms
for each recording situation.
Results: The four inclusions had significantly different mean strain ratio levels (p < 0.01)
when compared to the surrounding material. Changing the position of the reference
area to a deeper position influenced the strain ratio measurements significantly for
all phantom lesions and in the liver. Changing the size of the reference area, while
keeping the center depth unchanged, did not influence the mean strain ratio levels
significantly. The strain ratio was independent of the E-dyn parameter setting. The
intraand interobserver reliability was high when measuring the strain ratio with a
free-hand technique.
Conclusion: Strain ratio provides reproducible measurements of inclusions representing different
elastic contrasts using a free-hand technique in vitro. Changes in the distance of
the reference areas to the ultrasound probe, representing the stress source, seem
to have a significant impact on strain ratio measurements.
Zusammenfassung
Ziel: Echtzeit-Elastografie (RTE) ist ein ultraschallbasiertes Verfahren zur Sichtbarmachung
der relativen Elastizitätsverteilung in Weichteilen. Die Strainrate stellt eine semiquantitative
Messung der Elastizitätsunterschiede zwischen 2 benutzerdefinierten Arealen im Elastogramm
dar. Ziel dieser Studie war es, den Einfluss von Größe und Position des Referenzareals
bei Messung der Strainrate fokaler Läsionen in einem gewebeähnlichen Phantomund in
einem normalen Lebergewebe zu bewerten. Wir untersuchten auch, inwieweit die Strainrate
durch die Veränderung des ScannerParameters des dynamischen Bereichs der Elastizität
(E-dyn) beeinflusst wurde.
Material und Methoden: 2 Untersucher sammelten unabhängig voneinander Daten, indem sie 4 sphärische Einschlüsse
von unterschiedlicher Elastizität in einem Phantom scannten, in dem der Elastizitätsmodulus
sowohl in den Läsionen sowie im Hintergrund bekannt war. Anschließend wurde in vivo,
unter Verwendung des gleichen Protokolls, die Leber gescannt. 5 verschiedene Einstellungen
bei Veränderungen der Position oder Größe des Referenzareals wurden untersucht. Bei
jeder Einstellung wurden alle 8 Level der Scannereinstellung für E-dyn aufgenommen
und in 3 verschiedenen für jede Aufnahmesituation repäsentativen Elastogrammen wurde
die Strainrate gemessen.
Ergebnis: Die 4 Einschlüsse hatten signifikant andere Strainraten-Level (p < 0,01) als das
umgebende Material. Eine Veränderung des Referenzareals zu einer tieferen Position
beeinflusste die Bestimmung der Strainrate signifikant bei allen Phantom-Läsionen
und in der Leber. Die Veränderung der Größe des Referenzareals bei unveränderter Zentrumstiefe
führte zu keiner signifikanten Beeinflussung des mittleren Strainraten-Levels. Die
Strainrate war unabhängig von der E-dyn-Parameter-Einstellung. Die Intraund InterobserverVerlässlichkeit
war bei Messung der Strainrate mittels Freihandtechnik hoch.
Schlussfolgerung: Mit einer In-vitro-Freihandtechnik können reproduzierbare Strainraten-Bestimmungen
von Einschlüssen, die verschiedene Elastizitätskontraste darstellen, erzielt werden.
Veränderungen des Abstands von den Referenzarealen zum Ultraschallkopf, welcher die
Stressquelle darstellt, scheinen eine signifikante Auswirkung auf die Bestimmung der
Strainrate zu haben.
Key words
ultrasound - elastography - strain ratio - elasticity dynamic range - phantom
