Validierung eines semi-automatisierten Algorithmus zur standardisierten Analyse von Scherwellenelastografie-Clips in Muskelgewebe

Hintergrund Ultraschall-Scherwellenelastografie (SWE) ist eine weitverbreitete Modalität zur Quantifizierung der Muskelsteifigkeit. Derzeit stammen die meisten Steifigkeitsmessungen aus manuell platzierten, kleinen Messbereichen – ein benutzerabhängiges und aufwändiges Verfahren mit fragwürdiger Zuverlässigkeit. Automatisierte Zeitreihenmessungen über den gesamten sichtbaren Muskel könnten die Validität, Robustheit und Effizienz der Messungen insbesondere in größeren Studien verbessern. Ziel dieser Studie war die Entwicklung und Validierung eines semi-automatisierten Algorithmus zur Analyse von SWE-Clips von Muskelgewebe unter Verwendung der vom Hersteller bereitgestellten Software als Referenzwert ([Fig. 1]).

Fig. 1  Nebeneinander dargestellte Bland-Altman-Plots (links) und Spearman-Korrelation (rechts), dargestellt in Young’s modulus (a) und in Scherwellengeschwindigkeit (b). Die Bland-Altman-Plots enthalten horizontale Linien für den Bias (mittlere Abweichung, durchgezogene schwarze Linie) und die Übereinstimmungsgrenzen (LoA)

Methoden Die SWE-Daten wurden mit einem "Aixplorer Ultimate" System (V12, SuperSonic Imagine, Aix-en-Provence, Frankreich) erhoben. SWE-Clips des entspannten und aktivierten M. trapezius descendens von 52 gesunden Teilnehmenden wurden manuell mit dem systemeigenen „Q-Box“-Tool sowie mit dem Algorithmus hinsichtlich des Young’s modulus (kPa) und der Scherwellengeschwindigkeit (SWV) analysiert.

Ergebnisse Die Ergebnisse zeigten eine exzellente Korrelation zwischen manuellen und algorithmusbasierten Messungen (Spearman’s ρ>0,99, p<0,001). Bland-Altman-Analysen belegten eine gute Übereinstimmung der Methoden mit proportionalen Verzerrungen von+0,747 kPa (Young’s modulus) bzw. -0,068 m/s (SWV) und einer Breite der Übereinstimmungsgrenzen von 8,653 kPa bzw. 0,500 m/s. Die gemessene Verzerrung liegt innerhalb der minimal nachweisbaren Veränderung und ist daher klinisch vernachlässigbar.

Schlussfolgerung Die Ergebnisse unterstützen den Algorithmus als valides Werkzeug für SWE-Zeitreihenmessungen im Muskelgewebe und zur Verbesserung des Analyse-Workflows. Das Software-Tool mit grafischer Benutzeroberfläche ist über GitHub zugänglich (https://github.com/KatrinSkerl/EvaluateMuscleTissueWithElastography) und ermöglicht Forschenden die computergestützte Analyse auch ohne Programmierkenntnisse.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
16. Oktober 2025