Tổng số lượt xem trang

Thứ Sáu, 25 tháng 5, 2018

KIDNEY STONE AND ULTRASOUND

By Kate Madden Yee, AuntMinnie.com staff writer
May 24, 2018 -- Which modality works best for diagnosing kidney stone disease, also known as urolithiasis: digital tomosynthesis, ultrasound, or the current reference standard of multidetector CT (MDCT)? It depends, according to a study published online May 17 in the European Journal of Radiology.
Many imaging modalities can be used to diagnose the disease, wrote a team led by Dr. Manavjit Singh Sandhu of the Postgraduate Institute of Medical Education and Research (PGIMER) in Chandigarh, India. But it can be challenging to determine which one is best in a given clinical situation.
"With numerous technological advancements in the field of radiology, many imaging modalities can be employed for the diagnosis of urolithiasis and it becomes confusing and at times difficult to decide which one to choose and when," Sandhu and colleagues wrote. "Clinicians [must] be aware of the potential benefits and relative strength of each imaging modality [to balance its use with] healthcare costs, radiation burden, and contrast patient safety in a given clinical scenario."
Imaging is key
Urolithiasis affects a wide range of patients, and imaging is a key part of both diagnosing the condition and following patients after diagnosis, according to the group. MDCT is the current gold standard for detecting the disease, with a sensitivity of 97% and a specificity of 98%. But it also has the highest radiation dose among the modalities used for this purpose.
"CT cannot be used too frequently in patients with recurrent calculi, or in post-treatment patients on follow-up," Sandhu and colleagues noted.
As an alternative to MDCT, digital tomosynthesis overcomes limitations found in conventional tomography, imparting minimal radiation dose and removing overlying structures that can confuse diagnosis. And ultrasound offers benefits such as convenience, low cost, and lack of radiation. So which of these two modalities should clinicians use to diagnose kidney stone disease, and when?
Sandhu and colleagues compared the diagnostic performance of digital tomosynthesis with that of ultrasound, using MDCT as the reference standard. The study included 66 patients who were either suspected of having kidney stone disease or had a history of recurrent disease; of these, 41 had urolithiasis and 25 had nonrenal causes of abdominal pain.
All patients underwent digital tomosynthesis, ultrasound, and MDCT within a 24-hour period. Two radiologists categorized the calculi, or stones, according to location and size. Sandhu's group then examined the sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values for tomosynthesis and ultrasound.
In the 41 patients with urolithiasis, MDCT found 121 stones (105 renal, 14 ureteric, and two vesical), most of which were smaller than 5 mm.
No. of calculi found with MDCT, digital tomosynthesis, and ultrasound
CategoryMDCTDigital tomosynthesisUltrasound
Reader 1Reader 2Reader 1Reader 2
Location
Kidney10551475651
Ureter14111065
Urinary bladder22222
Size
< 5 mm529797
5-10 mm3228252219
> 10 mm3727263332
The average overall sensitivity of digital tomosynthesis for identifying kidney stone disease was 50% (p < 0.001), while the sensitivity of ultrasound was 50.4% (p = 0.005). As for identifying renal stones, digital tomosynthesis had a sensitivity of 47.1% and ultrasound a sensitivity of 50.9%; for ureteric stones, sensitivity was 74.9% with digital tomosynthesis and 39.2% with ultrasound.
"The disappointingly low sensitivity [of digital tomosynthesis] may be attributed to the fact that [most] of the calculi in our study group were smaller than 5 mm ... [which decreases] the overall sensitivity for digital tomosynthesis," the authors noted.
Digital tomosynthesis vs. ultrasound for kidney stone disease
Performance measureDigital tomosynthesisUltrasound
Sensitivity50%50.4%
Specificity89.8%89.8%
Positive predictive value96%96%
Negative predictive value26.5%26.5%
p-value< 0.001< 0.005

Although the results did not show a statistically significant difference between digital tomosynthesis and ultrasound for diagnosing urolithiasis, the researchers did find that digital tomosynthesis performed better than ultrasound when it came to ureteric stones, suggesting that the modality may be preferred for the initial evaluation of these patients.
"Among the 14 ureteric calculi, the majority were in the mid ureter, which is technically the most difficult part of the ureter to examine on ultrasound as it is generally obscured by overlying bowel gas shadows," the group wrote. "The diagnostic accuracy of digital tomosynthesis in detecting ureteric calculi was relatively improved as it removes the overlying structures [and] enhances local tissue separation ... which allows for better visualization of calculi in the ureter."
Ultrasound, however, is effective in identifying hydroureteronephrosis, a condition in which the kidney and ureter swell because of obstructed urine flow. Because hydroureteronephrosis needs to be ruled out for a urolithiasis diagnosis, the researchers concluded that both modalities have a place in the radiology toolkit for diagnosing kidney stone disease.
"In this study, we found no statistically significant difference between the performance of ultrasound and digital tomosynthesis in diagnosis of urolithiasis," the authors concluded. "Digital tomosynthesis performed significantly better than ultrasound in detecting ureteric calculi ... and therefore may be preferred in this subset of patients ... [but] in clinical practice, ultrasound still would remain the preferred modality in the initial workup of patients, especially those presenting acutely."

Thứ Ba, 22 tháng 5, 2018

SHEAR WAVE DISPERSION IMAGING for Liver Viscosity

TẠO HÌNH  ĐÀN HỒI PHÂN TÁN SÓNG BIẾN DẠNG [SHEAR WAVE DISPERSION IMAGING] CHO ĐỘ NHỚT GAN [LIVER VISCOSITY], Katsutoshi Sugimoto,  Canon Visions Magazine 30, pp 38-41, 2018.



Độ nhớt  khi dùng để đánh giá tích mỡ gan [fat deposition] và những thay đổi viêm hoại tử [necroinfammatory change] hiệu quả hơn độ đàn hồi mô.

Trong thực nghiệm trên chuột, dựa vào histopathology, với mô hình viêm, viscosity nhiều hơn elasticity;





 còn trong mô hình fibrosis, elasticity nhiều hơn viscosity.



Như đã biết, kỹ thuật đo đàn hồi mô SWE giúp đo định lượng và  biểu diễn độ đàn hồi mô trong thời gian thực. Y văn cho thấy SWE là kỹ thuật đánh gía hóa xơ [fibrosis] gan nhanh và hiệu quả, nhưng còn có giới hạn ở trường hợp gan viêm hay thấm mỡ.

Lý do SWE còn bị giới hạn là vì đặc tính nhớt đã cản trở thuật tóan định tính đàn hồi gan. Thật ra, mô gan có đặc tính đàn hồi nhớt và việc truyền sóng biến dạng tùy thuộc vào cả độ đàn hồi và độ nhớt. 
Đã được báo cáo rằng viêm gan cấp, gan thấm mỡ không do rượu (NAFLD) và viêm gan mỡ không do rượu (NASH) đều làm tăng độ nhớt gan, làm ảnh hưởng việc đánh giá độ cứng gan. 
Thêm nữa định lượng chính xác gan cứng cùng gan thấm mỡ và gan viêm còn là thách thức. Phát  hiện và điều trị sớm viêm gan cấp và tần suất cao của gan thấm mỡ cho phép đảo ngược tiến trình thoái hóa này. Do vậy cần sớm tiêu chí hóa phát hiện độ nhớt gan vào trong chẩn đoán.

Shear Wave Dispersion Imaging [SWD], tạo hình đàn hồi phân tán sóng biến dạng là kỹ thuật mới của dòng máy Aplio-i-series để đánh giá sự phân tán sóng biến dạng có liên quan đến đặc tính nhớt trong bệnh lý gan lan tỏa. Một bản đồ phân tán giúp quan sát được dispersion slope [khoảng dốc phân tán], là thông số trực tiếp của độ nhớt. Giá trị khoảng dốc phân tán với đơn vị (m/s/kHz) và độ lệch chuẩn được hiển thị. 

Ở SWE quad view mode (Fig.1), tốc độ sóng biến dạng hay tốc độ đàn hồi (Speed Map, Elascity Map), shear wave arrival time contour (Propagation Map), thang xám, và bản đồ phân tán (Dispersion Map) được hiển thị cùng lúc.



Nguyên lý của Shear Wave Dispersion Imaging


Gan có đàn hồi nhớt và tốc độ sóng biến dạng tùy thuộc vào cả độ đàn hồi và độ nhớt. Ở  vật liệu đàn hồi nhớt mô phỏng, độ nhớt (PA-s) như là ống nhún [damper, van giảm chấn động xoắn] và độ đàn hồi như một lò xo nhún [spring]. Độ nhớt  đo  sự chống lại với chuyển động nhấp tỉa tương đối, như cái ống nhún, mô chuyển động dưới biến dạng dần dần hơn là  biến dạng đột ngột. Độ đàn hồi đo được  khả năng mô chống lại biến dạng và trở lại trạng thái cũ. Như chuỗi lò xo co lại dưới áp lực và bung ra khi mất đè ép. Có 2 mẫu đàn hồi nhớt : model Maxwell, là một spring và một damper nối nhau trong một chuỗi; và model Voigt là một string và một damper nối song song.

Giống như SWE, để đánh giá độ nhớt, SWD đo sóng biến dạng lan truyền tạo ra trong mô bị biến dạng do một xung đẩy. Trong thuật toán định lượng SWE (kPa) hiện tại, đặc tính nhớt bị bỏ qua. Trong một ví dụ đo độ đàn hồi với model Voigt, mô gan được đánh giá đàn hồi hoàn toàn, bởi độ đàn hồi biến dạng được tính khi bỏ qua độ nhớt. Do liên hệ với độ đàn hồi biến dạng Young’s modulus E, độ đàn hồi E (kPa) có thể đo được từ tốc độ lan truyền sóng biến dạng (Fig 3).

Thật ra, mô gan có đặc tính đàn hồi nhớt. Bệnh mạn tính như viêm gan hay viêm gan mỡ được xem như làm tăng độ nhớt gan. Trong mô đàn hồi nhớt, tốc độ sóng biến dạng trải qua sự phân tán tần số [frequency dispersion], từ đó làm giảm tốc độ sóng biến dạng, cs tùy thuộc vào tần số sóng biến dạng của nó, f. Tương quan giữa tốc độ sóng biến dạng và tần số biến dạng quan sát được trong model Voigt, có nghĩa là  tốc độ sóng biến dạng được đánh dấu ngược lại tần số của nó với độ đàn hồi biến dạng khác và độ nhớt biến dạng (Fig 4). Trong mô đàn hồi hoàn toàn, tốc độ sóng biến dạng không đổi đối với tần số sóng biến dạng. Tuy nhiên, trong mô đàn hồi nhớt, tốc độ sóng biến dạng lại rất phụ thuộc vào tần số. Ở một độ đàn hồi cố định, với độ nhớt biến dạng gia tăng, khoảng dốc sẽ tăng, như vậy khoảng dốc cho thấy mức độ (degree) của tần số phân tán (Fig 5). Phân tán và độ nhớt có tương quan dương tính. 

SWD là kỹ thuật mới để thấy sự phân tán (slope). Chú ý SWD không đo độ nhớt trực tiếp,nhưng có lợi thế định lượng được sự phân tán, vốn là thông số liên quan trực tiếp đến độ nhớt.


Bản đồ Phân tán sóng biến dạng  [Shear Wave  Dispersion Map] cho thấy khoảng dốc phân tán, giúp đánh giá độ nhớt của gan. Giống như SWE, một xung đẩy làm mô gan biến dạng tạo nên sóng biến dạng. Dời chỗ mỗi điểm data (A hoặc B trong Fig 6) được phát hiện, thông tin thời gian và biên độ dời chỗ  được thu thập. Bằng cách sử dụng thuật toán FFT, tín hiệu sóng biến dạng được chuyển đổi thành phức hợp tần số sóng biến dạng.
Tần số sóng biến dạng có được tạo thành trục x cho việc tính khoảng dốc phân tán. Tốc độ sóng biến dạng được tính cho mỗi tần số dựa trên dời chỗ tương đối giữa các điểm data.
Tốc độ sóng biến dạng tính ở mỗi tần số được đánh dấu trên trục y. Độ dốc của tốc độ sóng biến dạng có được là trị giá của độ phân  tán tính bằng đơn vị m/s/kHz, diễn tả tốc độ sóng biến dạng đối với tần số sóng biến dạng. Trị giá độ phân tán chồng lên hình B-mode và tạo nên bản đồ phân tán. Đặt vùng ROI lên bản đồ phân tán sóng biến dạng sẽ tính được khoảng dốc phân tán và đánh giá được độ nhớt gan.

ĐÁNH GIÁ  LÂM SÀNG, pp 40-41, visions-magazine-issue-30

Kết luận 

Kết quả thực nghiệm lâm sàng với SWD, độ đàn hồi elasticity là thông số hiệu quả cho đánh giá hoá xơ gan, trong khi ở thấm mỡ gan và tình trạng viêm gan hoại tử là thông số độ nhớt viscosity.

SWD, tạo hình đàn hồi phân tán sóng biến dạng, là kỹ thuật tạo hình mới giúp đánh giá độ nhớt có tiềm năng cho lâm sàng bệnh lý gan.