Abstract
Purpose: Shear wave elastography (SWE) is a new technique which provides quantitative assessment
of soft tissue stiffness. The aim of this study was to assess the reliability of SWE
stiffness measurements and its usefulness in evaluating post-irradiation neck fibrosis.
Materials and Methods: 50 subjects (25 patients with previous radiotherapy to the neck and 25 sex and age-matched
controls) were recruited for comparison of SWE stiffness measurements (Aixplorer,
Supersonic Imagine). 30 subjects (16 healthy individuals and 14 post-irradiated patients)
were recruited for a reliability study of SWE stiffness measurements. SWE stiffness
measurements of the sternocleidomastoid muscle and the overlying subcutaneous tissues
of the neck were made. The cross-sectional area and thickness of the sternocleidomastoid
muscle and the overlying subcutaneous tissue thickness of the neck were also measured.
The post-irradiation duration of the patients was recorded.
Results: The intraclass correlation coefficients for the intraoperator and interoperator reliability
of deep and subcutaneous tissue SWE stiffness ranged from 0.90 – 0.99 and 0.77 – 0.94,
respectively. The SWE stiffness measurements (mean +/- SD) of deep and subcutaneous
tissues were significantly higher in the post-irradiated patients (64.6 ± 46.8 kPa
and 63.9 ± 53.1kPa, respectively) than the sex and age-matched controls (19.9 ± 7.8
kPa and 15.3 ± 8.37 respectively) (p < 0.001). The SWE stiffness increased with increasing
post-irradiation therapy duration in the Kruskal Wallis test (p < 0.001) and correlated
with muscle atrophy and subcutaneous tissue thinning (p < 0.01).
Conclusion: SWE is a reliable technique and may potentially be an objective and specific tool
in quantifying deep and subcutaneous tissue stiffness, which in turn reflects the
severity of neck fibrosis.
Zusammenfassung
Ziel: Die Scherwellen-Elastografie (SWE) ist eine neue Technik, die die quantitative Bewertung
der Steifigkeit von Weichteilen ermöglicht. Ziel der Studie war es die Verlässlichkeit
von SWE-Steifigkeitsmessungen und deren Nutzen für die Beurteilung von Halsfibrosen
bei Nachbestrahlung zu bewerten.
Material und Methoden: 50 Personen (25 Patienten mit vorheriger Strahlentherapie im Halsbereich und 25 Kontrollprobanden
mit vergleichbarem Geschlecht und Alter) wurden für den Vergleich der SWE-Steifigkeitsmessungen
(Aixplorer, Supersonic Imagine) rekrutiert. Für die Zuverlässigkeitsanalyse der Messungen
wurden 30 Personen (16 Gesunde und 14 Patienten mit Nachbestrahlung) einbezogen. Die
SWE-Steifigkeitsmessungen wurden am M. sternocleidomastoideus und dem darüber befindlichen
subkutanen Gewebes des Halses durchgeführt. Darüber hinaus wurden der Querschnitt
und die Dicke des Kopfnickermuskels und darüber liegendem subkutanen Gewebes des Halses
bestimmt. Die Dauer der Nachbestrahlung der Patienten wurde ebenfalls vermerkt.
Ergebnisse: Die Intraklasse-Korrellationskoeffizienten für die Intraoperator- und Interoperator-Verlässlichkeit
der SWE-Steifigkeit beim tief liegenden Gewebe lag zwischen 0,90 und 0,99 und beim
subkutanen Gewebe zwischen 0,77 und 0,94. Bei Patienten mit Nachbestrahlung waren die
SWE-Steifgkeitsmessungen (Mittelwert +/- Standardabweichung) signifikant höher (p < 0,001)
als bei Kontrollprobanden mit vergleichbarem Geschlecht und Alter und betrugen im
tiefer liegende Gewebe 64,6 ± 46,8 kPa (Kontrollen 19,9 ± 7,8 kPa) und im subkutanen
Gewebe 63,9 ± 53,1kPa (Kontrollen 15,3 ± 8,37). Die SWE-Steifigkeit nahm mit zunehmender
Therapiedauer der Nachbestrahlung zu (Kruskal Wallis Test, P< 0,001) und korrelierte
mit einer muskulären Atrophie und Verdünnung des subkutanen Gewebes (p < 0,01).
Schlussfolgerung: Die SWE ist ein verlässliches Verfahren und eine möglicherweise objektive und spezifische
Methode, um die Steifigkeit im tiefer liegenden und subkutanen Gewebe zu quantifizieren,
die wiederum für den Schweregrad einer Halsfibrose spricht.
Key words
ultrasound - head/neck - soft tissues - elastography
