Elastografie – und keiner geht hin!

Erst unlängst hat Luigi Bolondi, ein anerkannter Gastroenterologe und US-Experte, in einem Editorial [1] anlässlich der Publikation der WFUMB/EFSUMB-Leitlinien zur Applikation der Kontrastmittelsonografie (CEUS) der Leber [2] die Einführung einer neuen diagnostischen Technik – am Beispiel des CEUS – in Phasen gegliedert: Die Phase des Enthusiasmus und des Optimismus von Studienautoren, welche die neue Technik anwenden, mit etablierten Techniken vergleichen und dabei feststellen, dass die neue Methode signifikant besser ist, wofür auch immer…. Fast zeitgleich folgt die Phase der Skeptiker und Kritiker, die häufig keinen Zugang zur neuen Methode haben. Dann, manchmal viele Jahre später, scheint die neue Technik etabliert und hat ihren akzeptierten Stellenwert gefunden. Die finale Phase ist dann durch Richtlinien, Leitlinien und Empfehlungen wissenschaftlicher Gesellschaften definiert, die den Reiz haben können – je nach Interessenslage, Verfügbarkeit von Materialien und Geografie –, sich bei identem Thema manchmal auch zu widersprechen.

Dieses Heft von Ultraschall in der Medizin – European Journal of Ultrasound – (UiM-EJU) hat nun die „EFSUMB Richtlinien und Empfehlungen für den klinischen Einsatz der Ultraschall-Elastografie, Teil 2: Klinische Anwendungen“ zum Inhalt [3]. Zusammen mit dem Teil 1, „Basic principles and Technology“ [4] liegt nun eine Richtlinie der EFSUMB vor, die zum Thema US-Elastografie insgesamt mehr als 200 Zitate inkludiert. Eine hervorragende interdisziplinäre Zusammenarbeit der internationalen, interdisziplinär tätigen und aus Europa stammenden Experten [3] [4], denen gratuliert werden darf! Somit liegen eine umfassende Beschreibung der grundlegenden Technik und eine umfassende Liste der klinischen Einsatzmöglichkeiten vor. Die Gliederung des 2. Teiles in die Kapitel Leber, Mamma, Schilddrüse, Verdauungstrakt, Endosonografie, Prostata und Bewegungsapparat umfasst die wichtigsten klinischen Einsatzgebiete [3]. Auch die Analyse der Arbeiten zum Thema „Elastografie“ in UiM/EJU und in anderen Zeitschriften der letzten Jahre zeigt, dass neben der Leber [5] [6] [7] [8] zunehmend auch am Bewegungsapparat [9] [10] und an den Halsorganen [11] [12] [13] die eine oder andere Technik der US-Elastografie zum Einsatz kommt. Ähnlich, wie die natürliche Evolution der CEUS-Leitlinien der EFSUMB und WFUMB gezeigt hat [2] [14], ist auch für die nächsten klinischen Elastografie-Richtlinien eine Erweiterung um neue Indikationen und Organsysteme bereits in naher Zukunft zu erwarten.

Und selbstverständlich ist neben der Leber in den letzten Jahren die US-Elastografie der Mamma zunehmend wichtiger geworden [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21], wobei auch in diesem Heft die Ergebnisse einer multizentrischen, internationalen Studie vorliegen [22]. Selbstverständlich deshalb, weil Raumforderungen der Mamma ja schon immer Kriterien der Palpation (Härte im Vergleich zu Drüsen- und Fettgewebe, Verschieblichkeit) unterzogen wurden, sowohl von der Frau bei der Selbstuntersuchung als auch bei klinischer Untersuchung durch Ärztin oder Arzt.

Warum habe ich aber in meinem medizinischen Umfeld den Eindruck, dass die US-Elastografie gerade alle Phasen der Implementierung einer neuen Methode gleichzeitig durchmacht – wieso ist US-Elastografie so wenig präsent, wird nicht durchgeführt und/oder angefordert, wenn es doch schon Richtlinien gibt? Oder, um einen Satz aus dem Roman „The People, Yes“ (1936) des amerikanischen Schriftstellers Carl Sandburg aus 1936 zu modifizieren, der in der deutschen Version auch Bert Brecht zugeschrieben wird: Es gibt Elastografie – aber keiner geht hin! Warum?

Das war Anlass zu einer sehr persönlichen Umfrage zum Stellenwert der US-Elastografie im klinischen Alltag.

Befreundete Gastroenterologen meinen, auf Elastografie bei Fibrose und Zirrhose der Leber verzichten zu können, da sie neben der Quantifizierung der Fibrose auch Informationen über entzündliche Veränderungen der Leber benötigen (Therapie, Prognose). Kollegen mit Schwerpunkt Schilddrüsendiagnostik meinen, dass die Datenlage der elastografischen Techniken zur Implementierung im Alltag noch zu dünn sei [3]. Alle befragten Urologen waren bezüglich der transrektalen US-Elastografie zur Detektion des Prostatakarzinoms zumindest skeptisch und verwenden die Technik derzeit (noch) nicht. Und alle Kliniker, denen ich Teil 1 der EFSUMB-Richtlinie [4] zukommen ließ, beklagten die Komplexität der technisch-physikalischen Grundlagen. Und, so klagten sie weiter, – „warum können sich „die“ nicht auf eine Technik und eine Darstellung am US-Bildschirm einigen“? Letztendlich war eine Verunsicherung zu spüren, ob die Methode schon „reif für den klinischen Alltag“ ist und ob sich die Investition in die Technik lohnt. Lohnt – im Sinne der Verbesserung der diagnostischen Sicherheit, an Honorierung neuer Leistungen ist im österreichischen Gesundheitswesen derzeit ohnehin nicht zu denken! Die Autoren des Teiles 1 der Leitlinie halten in ihrer Schlussfolgerung fest: …die Komplexität (der physikalischen Grundlagen) und die große Zahl unterschiedlicher technologischer Anwendungen (der US-Elastografie) sind Möglichkeiten, die von Forschern enthusiastisch wahrgenommen und aufgegriffen werden.

Offenbar wird die von Forschern enthusiastisch erlebte Komplexität der US-Elastografie von klinisch tätigen US-Anwendern überwiegend als „derzeit noch unausgereift“ und „gehört endlich standardisiert“ erlebt – ähnlich wie in den frühen Tagen der Duplex- und Farbdoppler-Sonografie und des CEUS.

Optimistisch, den Einsatz der US-Elastografie betreffend, waren in meinem Umfeld Kollegen, die den US der Mamma durchführen. Das sind in Österreich derzeit überwiegend Radiologen, da ab 1.10.2013 im österreichischen Screening-Programm zur Verbesserung der Detektion von Karzinomen bei mammografisch dichter Brust (ACR Grad 3 und 4) B-Mode-US eingesetzt werden wird [23] [24]. Nicht zuletzt hat eine rezente Studie [16] zur Akzeptanz beigetragen, in der W. Berg et al. zeigen konnten, dass der additive Einsatz der Scherwellen-Elastografie zur B-Mode-Sonografie die Spezifität des US für Malignität signifikant verbessert (61,1 % auf 78,5 %, p < 0,001), bei nicht signifikanter Verbesserung der Sensitivität. Anders ausgedrückt: Shear-wave-US-Elastografie wird bei BI-RADS-3- und BI-RADS-4a-Läsionen eingesetzt – dabei können im US-B-Mode als 4a gewertete Herde als richtig benigne und im US-B-Mode als BI-RADS 3 gewertete Herde als biopsiebedürftig suspekt maligne (BI-RADS 4a) besser kategorisiert werden [16].

In diesem Heft wird nun über die 303 BI-RADS-3-Läsionen dieser BE1-Multicenterstudie [16] berichtet, von denen n = 8 (2,6 %) maligne waren [23]. Sieben verschiedene SWE-Kriterien wurden zur Re-Klassifikation dieser B-Mode-BI-RADS-3-Läsionen herangezogen. Keine malignen Befunde ergaben sich für das SWE-Kriterium Elastografie-Farbe „schwarz bis dunkelblau“ und maximale Elastizität (E Max) ≤ 20kPa (2,6 m/s). Die Re-Klassifikation erlaubt nach Meinung der Autoren, einen Teil der ursprünglichen BI-RADS-3-Läsionen nicht zu kontrollieren (Re-Klassifikation als BI-RADS 2) bzw. erfordert ein „Upgrade“ von BI-RADS 3 nach BI-RADS 4a (Gewebediagnose). Diese Vorteile haben allerdings den Nachteil eines nicht signifikanten Anstiegs der Malignitätsrate in der neuen BI-RADS-3‘-Kategorie auf 4,1 bzw. 3,1 % [23]. Daher ist die SWE-US-Elastografie möglicherweise ein weiterer Schritt, die etablierte US-BI-RADS-3-Kategorie (keine Biopsie, US-Kontrolluntersuchungen) [24] weiter einzuschränken und durch Wegfall der US-Kontrolle bei einem Teil der B-Mode-BI-RADS-3-Läsionen die Compliance der Frauen in Screening-Programmen zu erhöhen und die Kosten zu vermindern [23]. Nicht zuletzt ist die Aufnahme der Elastografie in die neue Auflage des BIRADS-US-Lexikon des ACR (American College of Radiology) zumindest mündlich angekündigt [3].

Es gilt daher, manche derzeit ungelösten Probleme der US-Elastografie (technische Komplexität, Vielfalt der Anwendung, fehlende Standardisierung etc.) zu lösen und die Technik für klinische Anwender einfacher und durchschaubarer zu machen. Dann wird US-Elastografie, wie bereits heute Duplex- und Farbdoppler-US und bald CEUS, ein integrativer Bestandteil einer Standard-US-Untersuchung werden. Zu diesem Zeitpunkt werden wir allerdings bereits die dritte oder vierte Auflage der EFSUMB-Richtlinien US-Elastografie in unseren Händen halten.

In an editorial [1] on the occasion of the publication of the WFUMB/EFSUMB guidelines for the application of contrast-enhanced ultrasound (CEUS) of the liver [2], Luigi Bolondi, a respected gastroenterologist and US expert, recently described the phases of the introduction of a new diagnostic technique using CEUS as an example: The first phase is the phase of enthusiasm and optimism on the part of the study authors who, in using the new technique and comparing it to established techniques, determine that the new method is significantly better in some way. This is accompanied by the phase of skeptics and critics who often have no access to the new method. In the third phase, which sometimes occurs many years later, the new technique becomes established and accepted. The final phase is then defined by regulations, guidelines, and recommendations from scientific societies that can sometimes be contradictory depending on interests, availability of materials, and geography.

This issue of the European Journal of Ultrasound (UiM-EJU) includes the “EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography, Part 2: Clinical Applications” [3]. Together with “Part 1: Basic Principles and Technology” [4], these EFSUMB guidelines include over 200 references regarding the topic of US elastography. This outstanding international, interdisciplinary collaboration of experts from Europe [3] [4] is worthy of congratulations. The guidelines provide a comprehensive description of the basic technique and an extensive list of the possible clinical applications. The chapters of the second part on the liver, breast, thyroid, gastrointestinal tract, endoscopic ultrasound, prostate, and musculoskeletal system address the most important clinical application areas [3]. An analysis of the articles on the topic of elastography in UiM/EJU and in other journals in recent years also shows that various US elastography techniques are being used not only for the liver [5] [6] [7] [8] but also increasingly for the musculoskeletal system [9] [10] and the organs of the neck [11] [12] [13]. Similarly to the natural evolution of the EFSUMB and WFUMB guidelines for CEUS, the next guidelines for clinical elastography can be expected to be expanded to include new indications and organ systems in the near future.

Of course, in addition to US elastography of the liver, US elastography of the breast has become increasingly important in recent years [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21], particularly because space-occupying lesions of the breast have always been subjected to the criteria of palpation (hardness compared to glandular and fatty tissue, displacement) both in women’s own self-examinations and in clinical examinations by a physician. The results of a multicenter, international study are also included in this issue [22].

So why do I have the impression in my medical field that US elastography is undergoing all of the phases of the implementation of a new method at the same time? Why is US elastography still performed/requested so infrequently or not at all when there are already guidelines? Or to paraphrase a sentence from “The People, Yes” written by the American author Carl Sandburg in 1936: We have elastography – but nobody will come! Why?

This was the impetus for me to conduct a very personal survey regarding the importance of US elastography in the clinical routine.

Gastroenterologist friends of mine said that they can do without elastography in the case of fibrosis and cirrhosis of the liver since they need to quantify the fibrosis as well as to obtain information about inflammatory changes of the liver (treatment, prognosis). Colleagues specializing in thyroid diagnosis responded that the data regarding elastographic techniques is insufficient for implementation in the clinical routine [3]. All surveyed urologists were at least skeptical of the use of transrectal US elastography for the detection of carcinomas of the prostate and currently do not (yet) use the technique. All clinicians to whom I sent Part 1 of the EFSUMB guidelines [4] criticized the complexity of the technical-physical principles and asked why “they” can’t settle on one technique and one display on the US screen. Finally there was an uncertainty as to whether the method is “ready for the clinical routine” and whether it would be worthwhile to invest in the technique, i. e., worthwhile in the sense of improving diagnostic reliability, since compensation for new services is currently an impossibility in the Austrian healthcare system! In their conclusion, the authors of part 1 of the guidelines state that: This complexity, however, brings opportunities, which the research community is pursuing with enthusiasm.

Apparently the complexity of US elastography viewed with enthusiasm by researchers is largely seen by those using US in the clinical routine as the method “not being ready yet” and “needing to be standardized”, as in the early days of duplex and color Doppler sonography and CEUS.

My colleagues who perform US of the breast were optimistic about the use of US elastography. In Austria these are currently primarily radiologists since B-mode US will be used as of 10/1/2013 in the Austrian screening program for improving the detection of carcinomas in mammographically dense breasts (ACR stages 3 and 4). Moreover, a recent study by W. Berg et al. [16] contributed to acceptance by showing that the use of shear wave elastography in addition to B-mode ultrasound significantly improved the specificity of US for malignancy (61.1 % to 78.5 %, p < 0.001) with no significant improvement in sensitivity. In other words: By using shear wave US elastography for BI-RADS 3 and 4a lesions, lesion graded as 4a in B-mode US can be better categorized as benign and lesion graded as BI-RADS 3 in B-mode US can be better categorized as suspicious for malignancy, requiring biopsy (BI-RADS 4a) [16].

The 303 BI-RADS 3 lesions of the BE1 multicenter study [16] of which n = 8 (2.6 %) were malignant are reported on in this issue [23]. 7 different SWE criteria were used to reclassify these B-mode BI-RADS 3 lesions. There were no malignant findings for the SWE criteria “black to dark blue” elastography color and maximum elasticity (E-max) ≤ 20kPa (2.6 m/s). In the opinion of the authors the reclassification makes it possible to dispense with the follow up of some lesions originally classified as BI-RADS 3 (reclassified as BI-RADS 2) or requires an “upgrade” from BI-RADS 3 to BI-RADS 4a (tissue diagnosis). However, these advantages have the disadvantage of an insignificant increase in the malignancy rate in the new BI-RADS 3’ category to 4.1 % and 3.1 %, respectively [23]. Therefore, SWE-US elastography may be another step in further limiting the established US BI-RADS 3 category (no biopsy, US follow-up examinations) [24] and increasing the compliance of the women in the screening programs and reducing costs as a result of the omission of US follow-up for some of the lesions classified as BI-RAD 3 in B-mode [23]. Finally, the inclusion of elastography in the new edition of the BI-RADS US lexicon of the American College of Radiology has been announced at least verbally [3].

Therefore, some of the currently unresolved issues of US elastography (technical complexity, diverse application spectrum, lack of standardization, etc.) should be resolved and the technique should be made simpler and easier to understand for clinical users. Then, like duplex and color Doppler sonography and soon CEUS, US elastography will become an integrated part of the standard US examination. However, we can expect the third or fourth edition of the EFSUMB guidelines for US elastography to be published before this happens.

• Literatur

• 1 Bolondi L. The appropriate allocation of CEUS in the diagnostic algorithm of liver lesions: a debated issue. Ultraschall in Med 2013; 34: 8-10
• 2 Claudon M, Dietrich CF, Choi BI et al. Guidelines and Good Clinical Practice Recommendations for Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS) in the Liver – Update 2012. A WFUMB-EFSUMB Initiative in Cooperation with Representatives of AFSUMB, AIUM, ASUM, FLAUS and ICUS. Ultraschall in Med 2013; 34: 11-29
• 3 Cosgrove D, Piscaglia F, Bamber j et al. EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography. Part 2: Clinical Applications. Ultraschall in Med 2013; 34: 238-253
• 4 Bamber J, Cosgrove D, Dietrich CF et al. EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography. Part 1: Basic Principles and Technology. Ultraschall in Med 2013; 34: 169-184
• 5 Eiler J, Kleinholdermann U, Albers D et al. Standard value of ultrasound elastography using acoustic radiation force impulse imaging (ARFI) in healthy liver tissue of children and adolescents. Ultraschall in Med 2012; 33: 474-479
• 6 Grgurevic I, Cikara I, Horvat J et al. Noninvasive assessment of liver fibrosis with acoustic radiation force impulse imaging: increased liver and splenic stiffness in patients with liver fibrosis and cirrhosis. Ultraschall in Med 2011; 32: 160-166
• 7 Piscaglia F, Salvatore V, DiDonato R et al. Accuracy of virtual touch radiation force impulse (ARFI) imaging for the diagnosis of cirrhosis during liver ultrasonography. Ultraschall in Med 2011; 32: 167-175
• 8 Wiggermann P, Jung EM, Glöckner S et al. Real-time elastography of hepatic thermal lesions in vitro: Histopathologic correlation. Ultraschall in Med 2012; 33: 170-174
• 9 Pedersen M, Fredberg U, Langberg H. Sonoelastografie as a diagnostic tool in the assessment of musculoskeletal alterations: a systematic review. Ultraschall in Med 2012; 33: 441-446
• 10 Gehmert S, Jung EM, Kügler T et al. Sonoelastography can be used to monitor the restoration of Achilles tendon elasticity after injury. Ultraschall in Med 2012; 33: 581-586
• 11 Mansour N, Stock KF, Chaker A et al. Evaluation of parotid gland lesions with standard ultrasound, color Doppler sonography, sonoelastography, and acoustic radiation force impulse imaging – a pilot study. Ultraschall in Med 2012; 33: 283-288
• 12 Bhatia K, Tong CSL, Cho CCM et al. Reliability of shear wave ultrasound elastography for neck lesions identified in routine clinical practice. Ultraschall in Med 2012; 33: 463-468
• 13 Sporea I, Vlad M, Bota S et al. Thyroid stiffness assessment by acoustic radiation force impulse elastography (ARFI). Ultraschall in Med 2011; 32: 281-285
• 14 Piscaglia S, Nolsoe C, Dietrich CF et al. The EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Practice of Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS): Update 2011a non-hepatic applications. Ultraschall in Med 2012; 33: 33-59
• 15 Evans A, Whelehan P, Thomson K et al. Invasive breast cancer: relationship between shear-wave elastograpic findings and histologic prognostic factors. Radiology 2012; 263: 673-677
• 16 Berg WA, Cosgrove DO, Dore CJ et al. Shear-wave elastography improves the specificity of breast US. The BE1 multinational study of 939 masses. Radiology 2012; 262: 435-449
• 17 Stachs A, Hartmann S, Stubert J et al. Differentiating between malignant and benign breast masses: factors limiting sonoelastograpic strain ratio. Ultraschall in Med 2013; 34: 131-136
• 18 Fischer T, Peisker U, Fiedor S et al. Significant differentiation of focal breast lesions: raw data-based calculation of strain ratio. Ultraschall in Med 2012; 33: 372-379
• 19 Barr RG. Sonographic breast elastography. J Ultrasound Med 2012; 32: 773-783
• 20 Adamietz BR, Meier-Meitinger M, Fasching P et al. New diagnostic criteria in real-time elastography for the assessment of breast lesions. Ultraschall in Med 2011; 32: 67-73
• 21 Yoon JH, Kim MJ, Kim EK et al. Discordant elastography images of breast lesions: How various factors lead to discordant findings. Ultraschall in Med 2013; 34: 266-271
• 22 Schäfer FKW, Hooley RJ, Ohlinger R et al. ShearWave™ elastography BE1 multinational breast study: Additional SWE™ features support potential to downgrade BI-RADS® – 3 lesions. Ultraschall in Med 2013; 34: 254-259
• 23 Brustkrebsfrüherkennung „Mammographie Screening Austria“. http://bmg.gv.at/home/Schwerpunkte/Krankheiten/Nichtuebertragbare_Krankheiten/Krebs/Brustkrebsfrueherkennung_Mammographie_Screening_Austria_
• 24 Youk JH, Kim EK. Supplementary Screening Sonography in Mammographically Dense breast: Pros and Cons. Korean J Radiol 2010; 11: 589-593
• 25 Graf O, Helbich TH, Hopf G et al. Probably benign breast masses at US: is follow-up an acceptable alternative to biopsy?. Radiology 2007; 244: 87-93