159. Elastografía. Conceptos básicos.

¿Quien no conoce a alguien que ha necesitado consultar al médico porque tiene un bulto? Normalmente cuando el/la médico revisa el bulto lo palpa y en función de si es más duro o más blando, diagnostica si es sospechoso (duro) o no es preocupante (blando).Así desde los principios más antiguos de la medicina. Con la ecografía se empezó a poder “ver” cómo eran esos bultos que antes solo se palpaban…a principios de los años 90 llega la Elastografía o Sonoelastografía que le va a dar un color, al tejido del bulto estudiado en función de si es blando o duro.

Más técnicamente digo que la Elastografía es una técnica de imagen que distingue la rigidez del tejido y lo codifica en colores. Los tejidos patológicos tienden a cambiar la Elasticidad respeto de los tejido normales y eso se puede medir, es útil en procesos oncológicos, fibrosis, tendinosis y así todos los procesos que afecten a la elasticidad del tejido afectado puede ser estudiado y comparado siempre con el tejido normal.

Cuando nosotros  evaluamos la elasticidad del tejido, por ejemplo de un bulto, evaluamos la deformación de ese tejido, por tanto sabemos que Elasticidad es la resistencia que opone ese tejido  a deformarse según la fuerza aplicada, y este  “según” es importante para entender más adelante una modalidad de esta técnica.La Elasticidad responde a una ecuación a la conocemos como Ley de Hooke.

En esta Ley de Hooke encontramos que al aplicarle la fuerza a un muelle, lo deformamos y que esa deformación es proporcional a la fuerza aplicada.

Who does not know someone who has needed to consult the doctor because they have a lump? Normally when the doctor examines the lump he palpates it and depending on whether it is harder or softer, diagnoses if it is suspicious (hard) or not worrying (soft) So from the oldest principles of medicine. With the ultrasound it was possible to “see” what those lumps were like that were previously only palpated … at the beginning of the 90s comes the Elastography or Sonoelastography that will give a color, the tissue of the package studied according to whether It is soft or hard.
More technically I say that Elastography is an image technique that distinguishes the rigidity of the fabric and codifies it in colors. The pathological tissues tend to change the elasticity respect of normal tissue and that can be measured, it is useful in oncological processes, fibrosis, tendinosis and thus all the processes that affect the elasticity of the affected tissue can be studied and always compared with the tissue normal.
When we evaluate the elasticity of the fabric, for example of a package, we evaluate the deformation of that tissue, therefore we know that Elasticity is the resistance that opposes that tissue to deform according to the applied force, and this “according” is important to understand more ahead moon modality of this technique. Elasticity responds to an equation we know it as Hooke’s Law.
In this Law of Hooke we find that when applying the force to a spring, we deform it and that this deformation is proportional to the applied force.

LEY DE HOOKE:

F=Fuerza

k=Constante del muelle, describe cambios de volumen.

X= X-X0 = Deformación

X es la deformación, se denomina strain y se expresa como una ratio.La Ley de Hooke relaciona la deformación del muelle sometido a una fuerza, con la tensión normal generada por dicha fuerza, mediante una constante que se denomina módulo de elasticidad lineal o módulo de Young.

MÓDULO DE YOUNG:

E= Módulo de Elasticidad = Presión ejercida o Estrés / Deformación. E o Módulo de Young se expresa en Kilopascales (KPa).

El Módulo de Elasticidad responde también a otra ecuación:

E = 3pVs

En este caso, E es igual a tres veces la densidad del tejido (p) por la Velocidad de la onda de cizallamiento, por tanto…a mayor velocidad de cizallamiento, menor elasticidad y mayor rigidez.

Finalmente podríamos definir, sabiendo lo que sabemos, el concepto de Rigidez como la resistencia de un cuerpo o material a la deformación, es una propiedad inversa a la elasticidad, es decir, si el material es más elástico, será menos rígido.

Del mismo modo definimos Onda de Cizallamiento son ondas laterales, con un movimiento perpendicular hacia la dirección de la fuerza que las ha generado. Viajan lentamente (entre 1 y 10 m/s) y se atenúan rápidamente al entrar en contacto con un tejido. La velocidad de propagación de las ondas de cizalla tiene una correlación con la elasticidad del tejido; es decir, se incrementa cuando aumenta la rigidez de los tejidos examinados.

A cualquier cuerpo sometido a una fuerza experimenta una deformación no solo en el sentido de la fuerza a la que es sometido, también en su eje perpendicular, es decir, si yo a un muelle le aplico una fuerza y lo estiro, provoco en él una contracción transversal, es decir, se hace ligeramente más estrecho y más largo. La relación entre la deformación perpendicular (estrechamiento) a la deformación axial (alargamiento) se denomina Coeficiente de Poisson.

En resumen, si yo cojo un muelle y lo estiro con una fuerza normal, éste recuperará su forma, durante la aplicación de esa fuerza este se alarga y se estrecha poniendo en juego todos los conceptos que te he enseñado y enlazado para que puedas investigar lo que necesites y siempre y cuando la fuerza aplicada no supere el límite de deformación del objeto (fuerza normal).

Sé que somos Técnicos, que nos dedicamos a la imagen y a conseguirla de la mejor manera posible, pero todo lo arriba expuesto lo considero absolutamente necesario para la comprensión del funcionamiento de la Elastografía. Es más conocer la base física de la técnica me parece vital. Lo que he explicado más arriba es un pequeño resumen, si entras en los enlaces que te he puesto verás que las fórmulas y ecuaciones son “sin fin”,creo sinceramente que con esto, tenemos para adentrarnos en lo verdaderamente bonito, desmenuzar el estudio y ver las las imágenes…vamos?

In this case, E is equal to three times the tissue density (p) by the shear wave velocity, therefore … the higher the shear rate, the lower the elasticity and the higher the stiffness.
Finally we could define, knowing what we know, the concept of rigidity as the resistance of a body or material to deformation, is a property inverse to the elasticity, that is, if the material is more elastic, it will be less rigid.
In the same way we define Shear Wave are lateral waves, with a movement perpendicular to the direction of the force that has generated them. They travel slowly (between 1 and 10 m / s) and attenuate quickly when they come into contact with a tissue. The propagation speed of the shear waves correlates with the elasticity of the tissue; that is, it increases when the rigidity of the examined tissues increases.
Any body subjected to a force experiences a deformation not only in the sense of the force to which it is subjected, also in its perpendicular axis, that is, if I apply a force to a spring and stretch it, I provoke in it a transverse contraction, that is, it becomes slightly narrower or longer. The relationship between perpendicular deformation (narrowing) and axial deformation (elongation) is called the Poisson’s Coefficient.
In summary, if I take a spring and stretch it with a normal force, it will recover its shape, during the application of that force it lengthens and narrows putting into play all the concepts that I have taught and linked so you can investigate what that you need and as long as the force applied does not exceed the limit of deformation of the object.
I know that we are Technicians, that we dedicate ourselves to the image and to obtain it in the best possible way, but everything I have stated above I consider absolutely necessary for the understanding of the functioning of the Elastography. What I have explained above is a short summary, if you enter the links that I have put you will see that the formulas and equations are “on demand”, I sincerely believe that with this, we have to get into the truly beautiful, crumble the study and see the images … come on?

Elastografía. La Técnica.

La elastografía básicamente tiene dos ramas, estas dependen de la forma de efectuar el estudio y de las ondas que se estudien para cada modalidad. Con respecto a la ejecución del estudio tengo que decir que distinguimos claramente entre la Elastografía de Strain o de compresión manual y donde estudiamos las ondas que usan la misma dirección a la de la propagación de la onda que sale del transductor y la Elastografía  Shear Wave que no usa una compresión manual y estudia las ondas que se generan de modo perpendicular a la de la propagación de onda que sale del transductor.

En ambas técnicas vas a observar un elastograma donde ves dos colores muy marcados, Rojo y Azul normalmente, que te indica si el tejido que está midiendo es más blando o más duro y para cada color nos indicará que el Rojo es blando y el Azul es duro. Esto es un ajuste ecográfico que cada marca comercial hace y que es modificable en el equipo, en este caso el Rojo es más blando y el azul más duro. El tejido que se marque en color amarillo o verde son tejidos de características intermedias.

A modo de anécdota te cuento que las marcas japonesas usan el rojo como color para tejidos blandos, esto es porque asocian siempre cosas buenas y a “su” sol naciente que aparece en su bandera nacional.

El elastograma es la superposición sobre el modo B de una escala de color, o elastograma, que nos habla de la dureza de los tejidos que estudiamos.

El Elastograma y sus colores dependen de las marcas, como he dicho, SIEMPRE tenemos que controlar el color que cada marca concede a la dureza del los tejidos, te lo marco en un rectángulo amarillo en la imagen siguiente:

The elastography basically has two branches, these depend on the way of conducting the study and the waves that are studied for each modality. Regarding the execution of the study, I have to say that we clearly distinguish between the Strain Elastography or manual compression and where we study the waves that use the same direction as the propagation of the wave that leaves the transducer and the Shear Wave Elastography that it does not use manual compression and studies the waves that are generated perpendicular to the wave propagation that leaves the transducer.
In both techniques you will observe an elastogram where you see two very marked colors, Red and Blue normally, which tells you if the fabric you are measuring is softer or harder and for each color it will indicate that Red is soft and Blue is hard. This is an ultrasound adjustment that each brand makes and that is modifiable in the equipment, in this case Red is softer and blue is harder. The tissue that is marked in yellow or green are tissues of intermediate characteristics.
The elastogram is the superposition on mode B of a color scale, or elastogram, that tells us about the hardness of the tissues we study.
The Elastogram and its colors depend on the marks, as I said, we ALWAYS have to control the color that each mark grants to the hardness of the fabrics. I frame it in a yellow rectangle in the following image:
Elastograma

Tipos de Elastografía

1. Elastografía de Strain: Cuando nosotros tocamos un bulto lo que notamos es básicamente su dureza, sabemos si está duro o está blando. En la elastografía de Strain lo que vamos a hacer es proporcionar un color determinado a los tejidos que son duros y otro color a los que son blandos, esto se llama elastograma de color.

Utilizamos las ondas que se provocan al realizar una compresión manual, discontinua y acompasada sobre el tejido que queremos estudiar. Estas ondas que genera el tejido a estudio (bulto) al sufrir la compresión manual son de la misma dirección del haz ultrasónico que se emite desde el transductor, del mismo modo que el efecto eco que se produce en la reflexión de las interfases.

Esta técnica está siendo puesta en entredicho por gran cantidad de profesionales ya que es una técnica operador-dependiente ya que depende de la presión y de la técnica con la que se realiza dicha presión, es decir, dos personas distintas, realizando la misma técnica correctamente pueden encontrar incoherencia en la recogida de datos.

Estos datos recogidos no son cuantitativos, son cualitativos, es decir en mapa de color y datos en ratios. Pero ¿Que es un Ratio? Ratio es Relación cuantificada entre dos magnitudes que refleja su proporción, es decir, se le dará un valor a un tejido normal y lo compara con el tejido patológico, valorando la relación de dureza de ambos tejidos.

1. Strain elastography: When we touch a lump what we notice is basically its hardness, we know if it is hard or soft. In Strain’s elastography, what we are going to do is provide a certain color to the fabrics that are hard and another color to those that are soft, this is called the color elastogram.
We use the waves that are caused when performing a manual, discontinuous and rhythmic compression on the tissue that we want to study. These waves generated by the tissue under study (bulk) undergoing manual compression are from the same direction of the ultrasonic beam that is emitted from the transducer, in the same way as the echo effect that occurs in the reflection of the interfaces.
This technique is being questioned by a large number of professionals since it is an operator-dependent technique since it depends on the pressure and the technique with which this pressure is applied, that is, two different people, performing the same technique correctly they may find inconsistency in the data collection.
These collected data are not quantitative, they are qualitative, that is to say in color map and data in ratios. But what is a Ratio? Ratio is a quantified relationship between two magnitudes that reflects its proportion, that is, a value will be given to a normal tissue and compared with the pathological tissue, assessing the hardness ratio of both tissues.

En las tres imágenes superiores vemos un estudio de un Epicóndilo donde se detecta una lesión en relación con una epicondilitis donde se observa una pequeña rotura en el Origen del Tendón. En la segunda imagen vemos un elastograma de color, en el margen inferior izquierdo, vemos un registro tipo “electro” con una caja rosa donde un bloque amarillo la ocupa casi en su totalidad, ese es el test que nos confirma que estamos realizando bien las compresiones discontinuas y acompasadas que nos van a permitir registrar,mediante unos rois, los datos de Ratio que los encontramos en la tercera imagen en un rectángulo amarillo donde tenemos los siguientes valores:

Tensión R: Roi que marca la normalidad del tejido

T1: Roi colocado en la zona de lesión.

Valor de Ratio: Nos indica la diferencia de porcentaje que nos habla que el valor de la región patológica es casi la mitad de duro que la zona normal.

Si multiplicas T1 x Ratio 1 obtendrás el valor de R.

Cada marca implementará un test que nos confirma que estamos efectuando la técnica correctamente, es la forma que tiene el equipo de decir que los valores que vamos a registrar son válidos, debemos respetar siempre este evaluador de la técnica.

In the three images above we see a study of an Epicondyle where a lesion is detected in relation to an epicondylitis where there is a small break in the Origin of the Tendon. In the second image we see a color elastogram, in the lower left margin, we see an “electro” type record with a pink box where a yellow block occupies almost all of it, that is the test that confirms that we are doing well discontinuous and rhythmic compressions that will allow us to record, through some rois, the Ratio data that we find in the third image in a yellow rectangle where we have the following values:
Tension R: Roi that marks the normality of the tissue
T1: Roi placed in the area of ​​injury.
Ratio Value: It tells us the percentage difference that tells us that the value of the pathological region is almost half as hard as the normal area.
If you multiply T1 x Ratio 1 you will get the value of R.

2.Elastografía Share Wave: En la Strain nosotros ejercemos una presión discontinua, regular y acompasada sobre el tejido, aquí no, aquí solo tenemos que apoyar normalmente el transductor sobre la piel y activar la elasto.En este caso el transductor emite una onda que atraviesa los tejidos, cuando esa onda llega al tejido a estudio (bulto) va a generar dos tipos de ondas, una en la misma dirección de la onda primera, pero en sentido contrario y otra, perpendicular al frente de la onda que parte del transductor, esta es la onda de cizallamiento. La onda de cizallamiento cambia su velocidad cuando atraviesa la lesión a estudio, en este caso un supuesto bulto…ese cambio de velocidad es medible. cuantificable en m/s y también en Kilopascales.

Esta velocidad depende del medio, de su densidad  y de su módulo de elasticidad y la formula es la referida en párrafos superiores y era E=3pVs, despejando V tendremos la oportunidad de calcular dicha velocidad. El resultado de la ecuación calculando E se dará en kPs que es una medida de presión.

2.Elastography Share Wave: In the Strain we exert a discontinuous, regular and rhythmic pressure on the tissue, not here, here we only have to normally support the transducer on the skin and activate the elasto.In this case the transducer emits a wave that traverses the tissues, when that wave reaches the tissue under study (bulge) will generate two types of waves, one in the same direction of the first wave, but in the opposite direction and another, perpendicular to the wave front part of the transducer , this is the shear wave. The shear wave changes its speed when it crosses the lesion under study, in this case a supposed bulge … that change of speed is measurable. quantifiable in m / s and also in Kilopascales.
This speed depends on the medium, its density and its modulus of elasticity and the formula is the one referred to in the above paragraphs and it was E = 3pVs, by clearing V we will have the opportunity to calculate this velocity. The result of the equation calculating E will be given in kPs which is a measure of pressure.
Imagen cortesía de Canon

Las ondas de colores son las del frente de la onda, las grises se provocan por el cambio en la elasticidad del tejido patológico alterando la normal disposición de la onda perpendicular y por tanto en la velocidad de dicha onda.

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2
3
4
5

En la Share Wave la técnica no es tan operador dependiente, colocaremos la sonda, localizaremos la lesión y activaremos la aplicación para trabajar.En este caso debemos comparar tejido normal con tejido patológico para referenciar. Colocaremos el Roi en la región a estudio y lo comparamos con tejido normal. Los valores que nos den esas medidas serán en kPa o en m/s,imagen 4 y 3, medidas de presión y de velocidad. Aquí lo importante son las medidas, los elastogramas son algo menos importantes ,estos últimos los puedes ver o en mapa de colores o en ondas como en la imagen 5, donde te marca cómo se aceleran las ondas cuando llegan a la zona de conflicto.

Observa los valores que nos marcan los Roi y cómo nos cuentan que la zona de la lesión, imagen 4, Roi T3, los kPs son casi el doble, y en la imagen 3, en el mismo lugar, la velocidad es mayor.

In the Share Wave the technique is not so dependent operator, we will place the probe, locate the lesion and activate the application to work. In this case we must compare normal tissue with pathological tissue for reference. We will place the Roi in the study region and compare it with normal tissue. The values ​​given to us by these measures will be in kPa or m / s, images 4 and 3, pressure and speed measurements. Here the important thing is the measurements, the elastograms are somewhat less important, you can see the latter ones either in a map of colors or waves as in image 5, where you can see how the waves accelerate when they reach the conflict zone.
Observe the values ​​that mark us Roi and how they tell us that the area of ​​injury, image 4, Roi T3, the kPs are almost double, and in image 3, in the same place, the speed is higher.

La elastografía, mejor dicho, la técnica elastográfica tiene una serie de condicionantes que según las guías clínicas de la EFSUMB debemos tener en cuenta

The elastography, rather, the elastographic technique has a series of conditions that according to the clinical guidelines of the EFSUMB we must take into account:
  1. 4 centímetros como máximo entre el objeto a estudio y el transductor.
  2. Estructura homogénea.
  3. Estructura sin deslizamiento en planos profundos cuando apliquemos la presión.
  4. La presión debe ser ejercida por una sonda mayor que la estructura a estudio.
  5. Que no haya vasos o algún otro tipo de estructura que atenúe la compresión.
  6. Que la estructura este dentro de la región de estudio.
  7. Que la dirección de la fuerza de compresión sea conocida.
  8. Que las estructuras a estudio no sean ilimitadas.
The elastography, rather, the elastographic technique has a series of conditions that according to the clinical guidelines of the EFSUMB we must take into account:
1. 4 centimeters maximum between the object to study and the transducer.
2. Homogeneous structure
3. Structure without sliding in deep planes when we apply the pressure.
4. The pressure must be exerted by a probe greater than the structure under study.
5. That there are no glasses or some other type of structure that attenuates compression.
6. That the structure is within the study region.
7. That the direction of the compression force is known.
8. That the structures under study are not unlimited.

Limitaciones de la técnica:

Son varias, principalmente aquellos que tienen que ver con efectos no deseados de la interacción del haz ultrasónico y la materia, artefactos, por ejemplo.

La atenuación de la energía provocada por la profundidad es otro de los efectos adversos.

Los malos ajustes ecográficos o mal uso de los parámetros técnicos o una mala técnica darán como resultado un resultado sesgado.Es importante conocer bien la técnica, tener cierta experiencia en el manejo de los equipos para poder llevar a cabo la técnica convenientemente.

No todos los equipos traen de fábrica esta aplicación, es un extra, una licencia que debemos pagar.

There are several, mainly those that have to do with undesired effects of the interaction of the ultrasonic beam and the matter, artifacts, for example.
The attenuation of the energy caused by the depth is another one of the adverse effects.
Poor sonographic adjustments or misuse of technical parameters or poor technique will result in a skewed result. It is important to know the technique well, have some experience in handling the equipment to be able to carry out the technique conveniently.
Not all equipment brings this application to the factory, it is an extra, a license that we must pay.

Indicaciones:

Son muchas y muy variadas, como norma general, toda aquella lesión que sepamos que puede alterar el tejido normal y que sea estudiable con el modo B de ecografía puede serle aplicada esta técnica.

La elastografía nació con una misión muy clara, por ejemplo, en ecografía de mama, y era reducir las tecnicas de punción ya que al poder discernir entre tejidos duros y blandos esto, supuestamente, haría que el dignóstico fuera eficaz sin necesidad de biposiar, por ejemplo. Quizás no tuvo el éxito que se presumía, al final, el análisis citológico o histológico es lo que da fiabilidad absoluta ante una sospecha de neoplasia mamaria.

La fibrosis hepática, por ejemplo, sí ha sido y es fundamental para su estudio.Es una técnica ampliamente aplicada. Se usa la Elastografía en sus diferentes modalidades técnicas, destacando el FibroScan, ARFI y Elastografía Share Wave.Como puedes ver muchas técnicas tienen el nombre de las casa comerciales.

En el tejido musculoesquelético es muy útil en procesos tendinopáticos, roturas musculares y en genera aquellos procesos que puedan generar dolor miofascial y que puedan ser estudiados con ecografía, incluso los que tienen que ver con neuropatías.

El Tiroides es una glándula muy estudiada con eco, sus nódulos y eventuales metástasis ganglionares locorregionales son,lógicamente muy estudiables, pero al igual que pasa con la mama, todos los estudios que para certificar malignidad necesiten estudio citológico o histológico el uso de la elasto es discutido.

Próstata, estudios endoscópicos e incluso la piel y sus lesiones son estudiables con esta técnica.

Como conclusión podemos decir que esta técnica es una herramienta de ayuda general que en aquellos procesos neoplásicos no es definitiva en casi ningún caso a expensas de nuevos estudios. Es una técnica en continuo avance, permanentemente las casas comerciales y su I+D implementan nuevas tecnologías que mejoran esta herramienta y por tanto el bienestar de los pacientes.

There are many and very varied, as a general rule, any injury that we know can alter normal tissue and be studied with the B mode of ultrasound can be applied to this technique.
The elastography was born with a very clear mission, for example, in breast ultrasound, and it was to reduce the puncture techniques since to be able to discern between hard and soft tissues this, supposedly, would make the diagnosis effective without the need of biposing, for example. Perhaps it did not have the success that was presumed, in the end, the cytological or histological analysis is what gives absolute reliability to a suspicion of mammary neoplasia.
Liver fibrosis, for example, has been and is fundamental for its study. It is a widely applied technique. Elastography is used in its different technical modalities, highlighting the FibroScan, ARFI and Share Wave Elastography. As you can see many techniques have the name of the commercial house.
In the musculoskeletal tissue it is very useful in tendinophatic processes, muscle breakdown and in general those processes that can generate myofascial pain and that can be studied with ultrasound, even those that have to do with neuropathies.
Thyroid is a very studied gland with echo, its nodules and possible locoregional ganglion metastases are, logically very studyable, but as with the breast, all the studies that to certify malignancy need cytological or histological study the use of the elasto is discussed
Prostate, endoscopic studies and even the skin and its lesions are studied with this technique.
In conclusion we can say that this technique is a tool of general help that in those neoplastic processes is not definitive in almost any case at the expense of new studies. It is a technique in continuous advance, permanently the commercial houses and their R & D implement new technologies that improve this tool and therefore the welfare of the patients.

Quiero agradecer otra vez a Javier Álvarez, TER del Hospital Gregorio Marañón y Fisioterapeuta en @fisioequilibra por sus maravillosas fotos, aporte inestimable, gran amigo y gran persona.

Te echaba tanto de menos Verano…