2DTE

Quando l'imaging ultraveloce incontra l'elastografia transitoria

Hepatoscope 2DTE (elastografia transitoria bidimensionale) è una tecnologia ecografica rivoluzionaria per la misurazione della rigidità epatica (LSM), che integra sia l’elastografia transitoria (Catheline, Wu e Fink 1999) sia l’ecografia ultraveloce (Tanter e Fink 2014), implementata in un formato ultraportatile. È il risultato di anni di sviluppo e integra più di dieci brevetti. Alimentato solo tramite la porta USB-C di un computer, Hepatoscope ha risolto molte sfide tecniche, tra cui l’efficienza energetica, la riduzione della velocità dei dati e la portabilità.

Breve storia dell'elastografia

La palpazione, ovvero l’atto di analizzare i tessuti usando il senso del tatto, è l’antenato dell’elastografia/elastometria ed è nota fin dai primi tempi dell’umanità. L’elastografia, letteralmente tecniche di imaging dell’elasticità, raccoglie metodi di imaging non invasivi basati sulla visualizzazione della risposta meccanica di un tessuto a una forza vibratoria o impulsiva. Sebbene il termine sia stato introdotto da J. Ophir nel 1991 (Ophir et al. 1991), l’elastografia è emersa alla fine degli anni ’80 con la tecnica della sono-elasticità
(Lerner, Huang e Parker 1990).

Più tardi, negli anni ’90, Muthupillai et al. ha introdotto il concetto di elastografia basata sulla risonanza magnetica (MRE) (Muthupillai et al. 1995) in cui l’imaging a risonanza magnetica (MRI) sostituisce l’ecografia per il rilevamento di modelli modali indotti dalla propagazione dell’onda di taglio, portando a una migliore risoluzione e una maggiore sensibilità.

Il concetto fondamentale dei metodi di elastografia transitoria, emersi alla fine degli anni ’90, risiede nell’uso di brevi eccitazioni longitudinali per la generazione dell’onda di taglio. Quindi, la velocità dell’onda di taglio viene dedotta tracciando la propagazione del fronte d’onda di taglio nel tempo. Sebbene straordinariamente semplici, i metodi transitori soffrono di effetti di diffrazione che portano a sovrastime della velocità dell’onda di taglio, come evidenziato in letteratura (Yin et al. 2008).

Nel 2004, la tecnica di imaging a onde di taglio supersoniche (SSI) è stata introdotta da Bercoff et al. (Bercoff, Tanter e Fink 2004) basata su precedenti lavori sull’elastografia basata sulla forza di radiazione acustica (Nightingale et al. 2001). Nella tecnica SSI, la propagazione dell’onda di taglio è indotta da forti fasci di spinta a ultrasuoni. Ha richiesto lo sviluppo di imaging ecografico ultraveloce per tracciare le onde di taglio in tempo reale, consentendo l’imaging elastografico ad alta risoluzione, con più livelli di rigidità tissutale valutati e visualizzati simultaneamente. Sebbene SSI sia una tecnica di elastografia potente e innovativa, presenta alcune avvertenze e limitazioni come penetrazione limitata, sensibilità al movimento e costo poiché richiede elettronica extra specifica per la generazione della spinta.

Questo è il motivo per cui Hepatoscope 2DTE è stato sviluppato. Si erge sulle spalle sia dell’elastografia transitoria per la generazione di onde di taglio
sia dell’imaging ultraveloce per tracciare la propagazione delle onde di taglio. Un’onda di taglio viene generata con una massa vibrante esterna centrata a 50Hz, come per altre forme di elastografia transitoria (VCTE, ViTE…).

Ispirato alla tecnica SSI, Hepatoscope traccia in due dimensioni gli spostamenti tissutali indotti dalle onde di taglio lungo la loro direzione di propagazione.
Ciò evita distorsioni di rifrazione e consente la visualizzazione dell’imaging della rigidità epatica e porta a una stima robusta della rigidità poiché viene campionata una vasta porzione del fegato.