Photosonography, Art, and a Clinical Surmise/ On the Practice of Ultrasound

Hình siêu âm, Nghệ thuật, và Phỏng đoán lâm sàng

trong thực hành siêu âm

Jason Birnholz, MD

Tôi đã nhận được một quảng cáo trên mạng xã hội từ teespring.com. Họ đã đưa ra một văn bản trên áo T-shirt với điều này: "Bác sĩ: danh từ. [Dok-ter] là người giải quyết vấn đề mà bạn không biết là bạn đã có trong khi bạn không hiểu. Xem thêm thầy phù thủy wizard,magician ".

Tôi thích điều này. Tìm và khắc phục một vấn đề chưa biết  là tất cả về những gì của chẩn đoán sớm. Đây là cả một lãnh vực đang diễn ra và đang nổi lên của siêu âm. Phần 'hiểu biết' đã từng là các trường hợp lâm sàng trong y khoa. Vượt qua rào cản đó, để đối chiếu kiến ​​thức khoa học với những điều không chắc chắn rộng lớn trong khi phải hành động, là điều mà các bác sĩ siêu âm phải làm mỗi ngày. Làm được điều này là một trong những thành tựu to lớn của con người.

Làm thế nào để chúng ta quyết định sử dụng siêu âm tốt nhất như thế nào, ở đâu, lúc nào khi công cụ của chúng ta trở nên đáng tin cậy hơn, kiến ​​thức và kinh nghiệm của chúng ta tăng lên và khi có cơ hội mới để chia sẻ và lồng ghép với các phương tiện chăm sóc sức khoẻ khác? Đây là một vấn đề cơ bản mà chúng ta quan tâm. Trên thực tế, đây là những vấn đề tương tự đã đối mặt với các nghệ sĩ kể từ khi người vẽ cổ đại đầu tiên ở Pháp đã quyết định phết màu khoáng mới nhất của mình trên đá trong hang động [Grotte De Lascaux] cách đây 20.000 năm. Theo một tạp chí kỹ thuật, vách đá khó có thể để giao lưu và thông tin trong thời đá cũ, nhưng, bạn ơi, cuối cùng họ đã làm.

Tác phẩm của các nghệ sĩ là sự sáng tạo. Nghệ thuật có thể bị áp lực bởi các lực lượng văn hoá xã hội; để thực hiện cần có sự quen thuộc với chủ đề, phương tiện, và các công cụ trong tay. Tôi nghĩ rằng rất nhiều vấn đề mà siêu âm  phải đối mặt đến từ việc không xác định người thực hành như là một nghệ sĩ thị giác đầu tiên và như là một người sử  dụng các công cụ 'khoa học' thứ hai. Nghệ sĩ "truyền thống" tìm cách tiết lộ đôi điều về chủ đề của mình, đó có thể là một tâm trạng hay một ký ức, và chọn phương tiện và kỹ thuật để truyền đạt khái niệm đó. Còn các siêu âm nghệ sĩ có một nhiệm vụ, đó là mô tả được rõ tối đa bệnh lý.

.....

Gain [khuếch đại] và công suất đầu ra

Việc điều khiển siêu âm cơ bản là gain, toàn thể hoặc trong khoang sâu. Đầu dò có độ mở ống kính tương đối thấp. Các đơn vị tạo chùm đơn giản trước đây tạo ra một hình ảnh tổng hợp từ một đến vài vùng tiêu điểm riêng biệt. Các đơn vị chùm sóng âm mạnh mới nhất (sóng phẳng và các đơn vị gần như ba chiều) có thể đạt được các vùng tiêu điểm rộng thông qua quá trình xử lý tín hiệu số. Thay đổi được gain  cũng giống như làm tăng ISO trong máy ảnh kỹ thuật số. Gain càng cao, biên độ tín hiệu càng cao, hình ảnh càng  sáng và nhiễu ồn càng tràn ngập các đặc trưng không có tín hiệu. Các máy siêu âm ban đầu giống như di chuyển một khe trước máy ảnh trong khi chớp sáng hàng trăm hoặc hàng ngàn lần mỗi giây. Các máy siêu âm  hiện đại hơn có các nguồn âm giống như đèn nhấp nháy [strobe lights=lóe nhanh rồi tắt liên tục], thời khoản ngắn, cường độ cao và có băng thông rất rộng. Các đặc trưng phổ của tín hiệu siêu âm tương đương với thành phần màu của ánh sáng. Tôi sẽ không đi sâu thêm phần này vì là yếu tố khác biệt giữa các dòng máy nhưng thích hợp để xác định các kiểu của cùng hãng chế tạo máy.

Tôi thường vận hành máy với cài đặt đầu ra với năng lượng cao nhất mà máy cho phép. Có những giới hạn quy định đối với nhà sản xuất, theo tôi, là hoàn toàn tùy tiện. Công suất tối đa như ánh sáng trời có nghĩa là chất lượng hình ảnh tốt hơn (chủ yếu giảm xuống nhiễu ồn, mặc dù không đơn giản). Gain (hoạt động trên tín hiệu nhận được) được giảm thiểu . Ngoài ra, hình ảnh tốt hơn nghĩa là các lần khám nhanh hơn với độ phơi nhiễm thấp hơn, chiến thuật này là pro-ALARA [As Low As Reasonably Achievable, càng giảm liều xạ xa liều giới hạn càng tốt]. Để cho công bằng, xác định liều lượng [dosimetry] của siêu âm là một loại sa lầy với ít điểm mốc. Các xung siêu âm có những dạng sóng kỳ lạ khác khi biến đổi thành các xung lan truyền. Không rõ chỉ số nào là đại diện cho việc truyền năng lượng thực tế trong mô, cũng như không thể xác định việc chuyển từ các đơn vị cường độ thấp trong khi quét cho tốt.

Một số máy có thể điều khiển 'persistence' [ quán tính thị giác ] trung bình cho một vài khung hình, trong khi loại máy khác được thiết kế có tính năng này. Khoảng bốn khung hình là tốt nhất cho hầu hết các ứng dụng. Điều này giống như tăng thời gian phơi sáng cho khẩu độ tương tự mà không làm quá tải cảm biến. Tỷ số tín hiệu-nhiễu liên quan đến căn bậc hai của số lượng mẫu. Vì vậy, bốn khung sẽ giúp bạn giảm đi 2 lần tiếng ồn so với trung bình không khung hình, và tốc độ quét sẽ không bị làm chậm đi. Đôi khi hãy thử điều này với động mạch cảnh ở mặt cắt ngang. Với mức trung bình độ sáng tăng lên và độ tương phản giảm xuống, mục tiêu khám di chuyển sẽ bị mờ. Nếu bạn khám động mạch cảnh, hãy làm đầy hình ảnh càng nhiều càng tốt. Khảo sát ở cỡ khung hình nhỏ hoặc đối tượng phần mềm khám với  ma trận hiển thị sẽ không bị nhiễu, nhưng hậu quả là các chi tiết nhỏ sẽ không được hiển thị.

Tương phản 

 Tôi nghĩ rằng cách điều khiển máy siêu âm quan trọng nhất (và ít được sử dụng và đánh giá cao) là 'Dynamic Range', DynR, hoặc tín hiệu log nén. Có nhớ mức độ phơi sáng? Phạm vi của biên độ echo cho hầu hết các trường mô [tissue fields] lớn hơn các đơn vị hiển thị có thể xử lý; Nén log tín hiệu phễu hóa [funnels] biên độ echo xuống bề rộng hình có thể được hiển thị (và cảm nhận). Các màn hình hiển thị có tỷ lệ tương phản tốt hơn rất nhiều so với 10 năm trước, nhưng đây vẫn là một thiết lập quan trọng và nó kết hợp với bảng tra cứu [look-up table] chi phối màu xám hoặc màu sắc được gán cho các khối biên độ tín hiệu nhỏ. Một số máy đầu tiên trong thập niên 1970 của hình ảnh xám đã gây ra hai lỗi nghiêm trọng. Đầu tiên là để hiển thị hình ảnh màu đen / xám trên nền trắng. Hãy suy nghĩ về nó: bạn có thể nhìn thấy sao trời ban ngày không? Khác với giả định rằng các cơ quan là chất rắn đồng nhất và có quan niệm thẩm mỹ rằng chúng nên có một kết cấu mịn. Để có được kết quả họ vận hành với rất nhiều tín hiệu nén và tự hào rằng các máy lúc ấy có thể hiển thị tín hiệu 70 hoặc 80 dB thay vì chì là 40 hoặc 50. Đó là sai. Dải động hiển thị không khác nhiều nhưng việc nén tín hiệu làm tăng nhiễu ồn và làm cho nó sáng như mô thực sự và làm đầy các lỗ rỗng. Do đó không thể nhận thấy được sự tương phản. Hệ quả cụ thể là hiệu quả chẩn đoán tụt thấp, không thể phát hiện (hoặc loại trừ) các khối u ác tính nguyên phát và thứ phát ở gan, vì chúng không khác gì nền gan. Ý tưởng ban đầu để thiết lập nén tín hiệu rất cao và để mặc nó một mình sau đó là một sự lựa chọn mỹ thuật, nhưng không tốt cho siêu âm. Có một vấn đề tương đương trong nhiếp ảnh, có thể được giải quyết bằng trọng số trung bình của nhiều hình ảnh giống hệt nhau với các yếu tố tiếp xúc khác nhau, được gọi là xử lý 'HDR'. Bây giờ, nhận ra rằng sự tương phản là vấn đề quan trọng nhất để hình dung tổn thương khu trú và sự khác biệt vùng trong thành phần collagen của mô. Điều chỉnh và hiệu chỉnh lại DynR để có thể hiển thị tối ưu những gì bạn muốn chứng minh trong khi đang quét. Hãy chọn các cài đặt đẹp nhất khi bạn bắt đầu quét, trước khi bạn nhìn vào nội dung của hình ảnh. 

Cài đặt máy [Presets]

Từ những năm 1990, nhiều nhà sản xuất đã nhận ra có những người dùng không thích điều chỉnh máy cho từng bệnh nhân và từng loại nghiên cứu. Tôi nhớ các máy với các vận hành được ghi âm, để chứng minh là "các cài đặt này đang chạy" (và không bao giờ có thể tìm thấy nữa). Một vài công ty đã cài đặt một lần[one step] dựa trên phân bố biên độ tín hiệu trong hình ảnh dùng làm điểm khởi sự cho một lần khám, rồi để lại tất cả cho các điều khiển hoạt động. Cách tiếp cận thường gặp hơn là có một nút ấn cài đặt sao cho là tốt nhất cho một số chương trình khám, như tuyến giáp hoặc gan, và đôi khi thêm cho các yếu tố như béo phì hoặc tam cá nguyệt của thai kỳ. Những cài đặt trước đó chỉ là kết hợp của các vận hành có sẵn, mà chúng khá là xúc phạm cho người làm siêu âm chuyên nghiệp. Khái niệm này cũng là một sai lầm, bởi vì các bệnh lý thì cố định, còn các cơ quan thì biến đổi. Điều đó làm cho bệnh lý chủ mô, ngay cả được cho là ẩn dụ, cũng bị giới hạn. 

Hình ảnh số hóa đã làm thay đổi mọi thứ. Các máy siêu âm có hoặc cần phải có các vận hành cơ bản tối ưu hóa trong một cuộc khám, và có một vận hành bậc hai, như cách mà các màu xám được bản đồ hóa cường độ tín hiệu, mà không cần điều chỉnh nhiều. Và sau đó, có nhiều vận hành khác được làm ẩn hoàn toàn với người dùng. Có phần mềm kiểm soát việc tạo chùm âm, tổng hợp ảnh và xử lý hình ảnh tương tác, trong đó một số cài đặt không ổn định và sẽ gây ra sự cố hệ thống hoặc dẫn đến hình ảnh thiếu trung thực và thay đổi các tùy chọn cần được cơ quan quản lý phê duyệt riêng biệt. Đây là nơi mà các chế độ xử lý khác nhau được người khám chọn như cài đặt trước, tức là trước khi có hình ảnh xảy ra [pre-processing]. Thực sự đáng tiếc là cùng một từ được sử dụng. Các cài đặt sẵn trong các hệ thống  được gắn nhãn, như hòa âm, kết hợp max rez, độ sâu tối đa, chứ không phải là các vùng giải phẫu. Đây thực sự là phần chính của máy siêu âm, cũng là umbrella [ multitined array (umbrella) probes] của đầu dò, các tùy chọn hiển thị và tất cả các thành phần của phần cứng khác.

...
Tạo hình siêu âm không phải trò vui đùa, và cũng không phải sở thích riêng. Bạn không thể tách rời hình siêu âm của bệnh nhân khỏi đầu dò, khỏi máy siêu âm có được dữ liệu này và khỏi người xem nhìn thấy hình siêu âm đó, cả sự điều chỉnh chất lượng hình lẫn việc thuyết minh nó. Tất cả những điều này cùng nhau xác định siêu âm là một nghệ thuật.

TE và ARFI không chỉ đánh giá xơ hóa gan mà còn dùng để tiên lượng dự hậu

SIÊU ÂM ĐÀN HỒI VỎ THẬN

SCREENING for CIRRHOSIS

Recent guidelines are right to recommend screening high risk patients for cirrhosis, say liver specialists Mark Hudson at Freeman Hospital, Newcastle upon Tyne, and Nick Sheron at Southampton General Hospital.

 They say liver disease will probably overtake heart disease to become the commonest cause of death in working age people in the next year or so, mainly because it develops without signs or symptoms and options to tackle alcohol and obesity -- the commonest causes of liver disease -- are limited. Yet technologies to identify early liver disease exist, they say, and are supported by the National Institute for Health and Care Excellence (NICE). NICE recommends that men and women drinking alcohol at potentially harmful levels -- more than 50 and 35 units a week, respectively -- be offered a test (transient elastography) to exclude cirrhosis. This equates to about 2.25 million people in England and Wales. They point out that few GPs currently have access to this test, "so it is not going to happen overnight." However, because the lifetime cost of treating liver disease is between £50,000 and £120,000, "this approach is likely to be cost effective," they write. "We will need properly controlled trials, and these studies are in preparation," they say. "However, the burden of liver disease is such that doctors cannot simply sit in their ivory towers waiting for patients with liver disease to come and find them." But other experts argue that despite recent recommendations from NICE, "insufficient evidence supports a screening programme for cirrhosis." Liver specialists Ian Rowe at the University of Leeds, and Gideon Hirschfield at Birmingham University's Liver Research Centre, say "for a successful screening programme the test used must be simple, cheap, and, most importantly, accurate." Yet the test proposed to screen for cirrhosis has been shown to perform poorly in people suspected to have alcohol related liver disease, leading to many healthy people being incorrectly labelled as having cirrhosis and subject to further medical intervention, which comes with risk of physical and mental harm. Also, the test "is not widely available and would require huge up-front investment to establish it in community settings," and "is probably not cost effective," they warn. As such, they believe that implementation of screening for cirrhosis "would inevitably lead to disinvestment in other, more effective interventions, risking the overall health of the population." Instead, they say resources should be targeted at managing risk factors for common liver diseases, such as alcohol consumption and obesity, as well as investing in well designed trials that evaluate the clinical and cost effectiveness of screening strategies.

 Story Source: Materials provided by BMJ .
 Note: Content may be edited for style and length.

PNEUMOTHORAX DETECTION: CDI and PDI

Color and Power Doppler Sonography for Pneumothorax Detection - Richards - 2017 - Journal of Ultrasound in Medicine - Wiley Online Library

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jum.14243/full

Abstract

The use of B- and M-mode sonography for detection of pneumothorax has been well described and studied. It is now widely incorporated by sonographers, emergency physicians, trauma surgeons, radiologists, and critical care specialists worldwide. Lung sonography can be performed rapidly at the bedside or in the prehospital setting. It is more sensitive, specific, and accurate than plain chest radiography. The use of color and power Doppler sonography as an adjunct to B- and M-mode imaging for detection of pneumothorax has been described in a small number of studies and case reports but is much less widely known or used. Color and power Doppler imaging may be used for confirmation of the presence or absence of lung sliding detected with B-mode sonography. In this article, we examine the physics behind Doppler sonography as it applies to the lung, technique, an actual case, and the past literature describing the use of color and power Doppler sonography for the detection of pneumothorax.

Conclusions

It is surprising that the use of color or power Doppler as an adjunct to B- and M-mode detection of pneumothorax is not more widely incorporated or broadcast. Neither is included, or even considered, in several recent lung sonographic protocols for trauma and critical care, such as SESAME (sequential emergency sonography assessing the mechanism or origin of severe shock of indistinct cause), BLUE (bedside lung ultrasound in emergencies), and FALLS (fluid administration limited by lung sonography).[16, 17] Furthermore, Doppler sonography is not mentioned in several recently published guidelines and reviews.[18-20] We believe that color or power Doppler sonography as an adjunct to B- and M-mode sonography for diagnosis of pneumothorax represents a technical innovation of which sonographers should be aware.

Elastography, color Doppler US avoid breast biopsies

By Erik L. Ridley, AuntMinnie staff writer

July 7, 2017 -- Adding elastography and color Doppler to B-mode ultrasound can significantly decrease the number of false positives when screening women with dense breasts, avoiding as many as two-thirds of unnecessary biopsies, according to research published online June 21 in Radiology.

The group also concluded that BI-RADS category 3 and 4A masses that are negative for cancer on both elastography and color Doppler ultrasound could be downgraded to BI-RADS category 2 and recommended for routine screening.

In a prospective multicenter study, researchers found that combining elastography and color Doppler ultrasound with B-mode ultrasound more than doubled the modality's positive predictive value (PPV) in women with dense breasts. What's more, more than two-thirds of unnecessary biopsies could be avoided without sacrificing any sensitivity, according to senior author Dr. Woo Kyung Moon of Seoul National University Hospital.

The group also concluded that BI-RADS category 3 and 4A masses that are negative for cancer on both elastography and color Doppler ultrasound could be downgraded to BI-RADS category 2 and recommended for routine screening.

Dr. Woo Kyung Moon of Seoul National University Hospital.

"Elastography and color Doppler ultrasound are useful for the evaluation of breast masses detected at screening ultrasound in women with dense breasts," Moon told AuntMinnie.com. "Reducing the false-positive findings at screening ultrasound by the combined use of elastography and color Doppler ultrasound may facilitate implementation of screening ultrasound for women with dense breasts."

PPV shortcomings

Performed as an adjunct to mammography, screening ultrasound can increase the sensitivity and detection rate of early cancers while also reducing the number of interval cancers in women with dense breasts. However, the modality suffers from low positive predictive value, with a substantial number of false-positive findings that cause unnecessary biopsies or short-interval follow-ups. Ultrasound's diagnostic accuracy can be improved by incorporating elasticity and vascularity information from a breast mass along with the morphological assessment of B-mode ultrasound, Moon said.

The researchers sought to test their hypothesis that diagnostic accuracy and PPV of screening ultrasound in dense breasts could be improved with the addition of elastography and color Doppler ultrasound. In the prospective, multicenter study conducted at 10 academic breast centers between November 2013 and December 2014, they recruited asymptomatic women with dense breasts who were referred for screening ultrasound. Eligible women had a newly found breast mass on conventional B-mode ultrasound screening; they then received elastography and color Doppler ultrasound.

All ultrasound examinations were performed by one of 20 breast radiologists with two to 25 years of experience with breast ultrasound and color Doppler ultrasound, as well as two to five years of experience with elastography. The bilateral whole-breast screening ultrasound studies were performed using an Aixplorer system (SuperSonic Imagine) with a 15-4 MHz linear transducer or an EUB or Hi Vision ultrasound scanner (Hitachi) with a 14-6 MHz linear transducer.

Over the course of the study, 1,021 breast masses with a mean size of 1 cm (range, 0.3-3 cm) were found in 1,021 women. Of these masses, 68 were malignant, and 58 were invasive cancers: There were 12 ductal carcinomas in situ, 47 invasive ductal carcinomas, five invasive lobular carcinomas, two mixed invasive ductal and lobular carcinomas, one mucinous carcinoma, and one adenoid cystic carcinoma.

Better performance

Adding elastography and color Doppler significantly improved the performance of the screening ultrasound exam.

B-mode ultrasound with elastography, color Doppler for breast imaging
	B-mode ultrasound alone	B-mode ultrasound + elastography and color Doppler ultrasound
Area under the curve	0.87	0.96
Specificity	27%	76.4%
Positive predictive value	8.9%	23.2%

The differences were all statistically significant (p < 0.001). Sensitivity was not affected by the addition of elastography and color Doppler.

What's more, the use of elastography and color Doppler ultrasound could have avoided 471 (67.1%) of 696 unnecessary biopsies for nonmalignant lesions, according to the researchers.

"BI-RADS category 3 and 4A masses that showed results negative for cancer at both elastography and color Doppler ultrasound can be downgraded to BI-RADS category 2 and recommended for routine screening," Moon said.

The researchers found variability in the improvement of diagnostic performance among the 10 academic breast centers, Moon noted. In the next phase of research, the team wants to "focus more on the education and training issues related to the combined use of elastography and color Doppler ultrasound with B-mode ultrasound," he said.

SWE of MCP SYNOVIUM in RA

Abstract

Introduction

Shear-wave elastographic ultrasound (SW-EUS) assesses the stiffness of human tissues. It is used in liver, thyroid and breast imaging but has not been studied in synovium. Soft tissues have a slower shear-wave velocity (SWV) than stiff tissues. We hypothesised that rheumatoid arthritis (RA) patients would have softer synovium than controls and this could be quantified with a slower SWV. We also assessed whether SWV varied with disease activity.

Methods

Nine patients with RA were consecutively recruited and matched with five controls. Participants underwent clinical assessment, blood sampling, grey scale ultrasound (GSUS), power Doppler ultrasound and SW-EUS of MCP joints 2–5 on the dominant hand.

Results

Average age was 60. Mean RA disease activity (DAS28-ESR) was moderate at 3.65. Patients with RA had lower maximum synovial SWV than controls (6.38 m/s vs. 6.99 m/s P = 0.042). Negative Pearson's correlation coefficients (PCC) were observed between maximum SWV and disease activity markers including GSUS graded synovial thickness (PCC = −0.57, P = 0.03) and ESR (PCC = −0.46, P = 0.095). Intra- and interobserver reliability was good with intraclass correlation coefficients (ICC) of 0.66 and 0.58, respectively, for quantitative maximum SWV and ICC > 0.80 for colour scale rated SWV.

Conclusion

This is the first pilot study of SW-EUS in synovium. Maximum synovial SWV was significantly lower in RA than controls. There was a negative correlation between maximum SWV and GSUS synovial thickening. Further study is warranted to confirm the role of SW-EUS in diagnosing and assessing disease activity in RA.

PEDIATRIC SPINE ULTRASOUND

SWE for MSK Ultrasound

NEW ULTRASOUND SCORING SYSTEM for THYROID NODULES

Elastography can help evaluate carotid plaque

By Erik L. Ridley, AuntMinnie staff writer

June 19, 2017 -- A shear-wave ultrasound elastography method can be used to evaluate the stability of carotid plaques, helping to identify those that are most vulnerable to rupturing and causing a stroke, according to a study published in the June issue of the Journal of Ultrasound in Medicine.

Researchers from the First Affiliated Hospital of China Medical University in Shenyang, China, used shear-wave elastography to calculate the Young's modulus -- a measure of stiffness -- of carotid plaques in more than 60 patients. After retrospectively evaluating patient outcomes after six months, they found that patients who went on to have a stroke or transient ischemic attack within that time period had a lower mean Young's modulus score, indicating a more vulnerable plaque. In addition, the group found that the combination of the Young's modulus with the plaque's stenosis rate yielded the best diagnostic performance for identifying the plaques that became symptomatic.

"The [shear-wave elastography] technique is a noninvasive, vascular elastography technique that can provide information regarding carotid plaque vulnerability, and could be of clinical benefit to help identify symptomatic carotid plaques more comprehensively and to predict cardiovascular risk," wrote the team led by Dr. Zhe Lou.

Carotid plaque stability

The presence of carotid atherosclerotic plaques is a strong predictor of cerebrovascular events, and investigators are searching for noninvasive imaging and biochemical parameters that can accurately identify vulnerable plaques to prevent stroke. While the rigidity of a plaque can be calculated on shear-wave elastography via the Young's modulus stiffness measure, few studies have assessed its use for evaluating the stability of carotid atherosclerotic plaque. As a result, the researchers set out to evaluate the feasibility and clinical value of the technique in assessing the rigidity and vulnerability of carotid plaque (J Ultrasound Med, June 2017, Vol. 36:6, pp. 1213-1223).

Lou and colleagues retrospectively studied a total of 61 subjects with carotid plaques who had received carotid ultrasound from January to November 2015. Patients were excluded from the study if they showed disabilities caused by stroke, bilateral focal neurological symptoms, atrial fibrillation, vascular lesions, recent myocardial infarction, or severe congestive heart failure that could be the cardioembolic cause of cerebrovascular stroke.

To ensure that culprit plaques originated from the external cranial carotid artery, the researchers also excluded patients with moderate to severe stenosis of the intracranial artery, or with moderate to severe stenosis before the initial part of the carotid. Patients with radiation injury-associated stenosis, restenosis after endarterectomy, Takayasu arteritis, carotid artery dissection, or total carotid occlusion were also left out of the study.

The patients -- 45 men and 16 women -- were separated into two groups depending on whether they showed unilateral focal neurological symptoms within six months or if they were asymptomatic over that time frame. Of the 61 patients, 31 were in the symptomatic group; 16 had a nondisabling stroke and 15 had a transient ischemic attack. The remaining 30 were asymptomatic.

All patients received a clinical carotid ultrasound examination in conjunction with shear-wave elastography using an Aixplorer (SuperSonic Imagine) ultrasound scanner with a L10-2 MHz linear array transducer. Shear-wave elastography analysis was successfully carried out in 271 (92%) of the 295 plaques evaluated in the study, and the scanner's built-in Q-Box-Trace software tool was used to quantify the maximum, mean, and minimum Young's modulus values.

Finding vulnerable plaques

When confounding factors such as gender and smoking history were controlled, the researchers found a significant correlation between Gray-Weale plaque classification and mean Young's modulus (r = 50.728, p < 0.01). In addition, the mean Young's modulus of representative plaques in the symptomatic group was 81 kPa, compared with 115 kPa in the asymptomatic group. The difference was statistically significant (p < 0.01).

The researchers noted that the vulnerability of the whole plaque can be determined by calculating its Young's modulus measure on shear-wave elastography.

"The lower mean Young's modulus indicates a greater proportion of lipid cores, which could imply greater vulnerability than plaques with a higher fibrous content," they wrote.

(A, above) Carotid plaque classified as Gray-Weale Type II shown with a B-mode and shear-wave elastography image. (B, below) The Young's modulus value of the plaque located in the anterior of the internal carotid artery was obtained using the Q-Box-Trace software tool. All images courtesy of the Journal of Ultrasound in Medicine.

What's more, logistic regression and receiver operating characteristic (ROC) analysis suggested that the combination of the mean Young's modulus with stenosis rate could yield increased sensitivity and specificity for identifying symptomatic carotid plaques, according to the researchers.

Diagnostic efficacy of ultrasound parameters for differentiating carotid plaque
	Area under the curve
Gray-Weale plaque classification	0.760
Mean Young's modulus	0.871
Stenosis rate	0.880
Gray-Weale classification and mean Young's modulus	0.872
Gray-Weale classification and stenosis rate	0.901
Stenosis rate and mean Young's modulus	0.933

"Further studies are required to prove our initial findings and to extend the study to the assessment of the different Young's modulus values against other noninvasive imaging techniques and pathological staining, which could further confirm the clinical potential and value of the carotid plaque evaluation via [shear-wave elastography]," the authors wrote.

Study questions use of FAST exam for kids with trauma

By Erik L. Ridley, AuntMinnie staff writer

June 14, 2017 -- Can a focused assessment with sonography for trauma (FAST) exam improve the clinical care of hemodynamically stable children who have blunt trauma to the torso? Apparently not, according to research published June 13 in the Journal of the American Medical Association.

In a randomized clinical trial involving nearly 1,000 hemodynamically stable pediatric patients being treated in the emergency department (ED) for blunt torso trauma, FAST failed to show any benefit over standard trauma evaluation in terms of reducing CT utilization, ED length of stay, missed intra-abdominal injuries, or hospital charges.

"These findings do not support the routine use of FAST in this setting," wrote the team led by Dr. James Holmes from University of California, Davis Medical Center.

Identifying hemoperitoneum

The FAST exam is used to evaluate injured patients with the goal of identifying hemoperitoneum associated with intra-abdominal injuries. Most research assessing the utility of FAST has involved adult patients, with randomized clinical trials finding that an initial FAST exam yielded lower utilization of abdominal CT, a shorter hospital length of stay, fewer complications, and fewer hospital charges.

The FAST exam isn't routinely used in the initial evaluation of injured children, however, perhaps reflecting the lack of randomized clinical trials involving children, according to the researchers.

To determine if pediatric patients would also benefit, the researchers set out to investigate whether a FAST exam performed during the initial evaluation of hemodynamically stable children with blunt torso trauma would lead to decreases in abdominal CT use, ED length of stay, and hospital charges without significantly increasing the number of missed intra-abdominal injuries (JAMA, June 13, 2017, Vol. 317:22, pp. 2290-2296).

"It was hypothesized that evaluating children with blunt torso trauma with the FAST examination would result in improved care and reduced costs," the authors wrote.

Randomized trial

The researchers performed a randomized, nonblinded trial at their large, urban, level I trauma center between April 2012 and May 2015, evaluating 925 hemodynamically stable children and adolescents younger than 18 years of age. The subjects had experienced blunt torso trauma and had presented to the ED within 24 hours of the traumatic event.

The children were placed into one of two cohorts: One group received standard trauma ED care, while another group received a FAST exam as an initial evaluation. The inclusion criteria aimed to select a study population with an approximate 5% risk of intra-abdominal injury. The baseline patient demographics were similar for each group.

All FAST exams were performed using a Zonare Z.One Ultra portable ultrasound scanner (Mindray Medical International) with 3.5-MHz and 5.0-MHz transducers. Patients received the standard FAST exam, including views of Morison's pouch, the splenorenal fossa, long and short axes of the pelvis, and subxiphoid.

The exams were performed and interpreted at the bedside by ED physicians who were certified in performing FAST exams based on guidelines from the American College of Emergency Physicians. The participating physicians -- 35 board-certified or eligible emergency physicians and five board-certified pediatric emergency physicians -- also recorded their suspicion of intra-abdominal injury, both before and after the FAST exam. In addition, they noted whether the FAST exam results had changed their decision to order an abdominal CT scan.

For the purposes of the study, all FAST exam results were also presented for later interpretation by one of two experienced ED ultrasonographers. These reviewers were blinded to all clinical data, according to the researchers.

No statistical benefit

Outcomes were similar for both groups of patients, the researchers found.

Effect of FAST exam on patient outcomes
	Control group	FAST group
No. of patients receiving abdominal CT exams	254 of 465 (54.6%)	241 of 460 (52.4%)
Mean length of ED stay	6.07 hours	6.03 hours
Median hospital charges	$47,759	$46,415

None of the differences were statistically significant. There was also one missed case of intra-abdominal injury in the FAST group, compared with no missed cases in the control group.

"Therefore, the study suggests that the routine use of the FAST examination in hemodynamically stable children with blunt torso trauma may not be useful," the authors wrote.

The group did find that the FAST examination was associated with a decrease in physician suspicion of intra-abdominal injury. However, this decrease was seen primarily in children initially suspected to have a 1% to 10% chance of intra-abdominal injury prior to the FAST exam.

"Changes in physician suspicion associated with the FAST examination, however, did not result in decreases in abdominal CT use," the authors wrote.

Changes in CT orders

There were 25 cases in which physicians changed plans to order CT studies after performing the FAST exam. In 12 of these cases, a physician elected to order an abdominal CT study that had not been planned prior to the FAST exam; one of these patients was diagnosed with an intra-abdominal injury. The physician decided not to order a planned abdominal CT following the FAST exam in 13 cases, and none of these patients were later diagnosed with intra-abdominal injuries.

In other findings, agreement between the FAST exam interpretations by the treating physicians and the expert ultrasound viewer was only moderate.

"However, the aim of the study was not to assess agreement between physicians in the performance of the FAST examination but rather to evaluate the effect of the use of the FAST examination on clinical outcomes and resource use," the authors wrote.

They pointed out that the study excluded certain high-risk patients for whom the FAST exam may have the potential to be beneficial.

"The FAST examination is considered the standard of care at the study site in hypotensive injured adults and has a reported sensitivity of 100% for hemoperitoneum in hypotensive injured children," the authors wrote. "Including these high-risk patients in the current study may have improved the sensitivity of the FAST examination."

Unresolved questions

In an accompanying editorial (pp. 2283-2285), Dr. David Kessler of the Columbia University College of Physicians and Surgeons said that rather than removing FAST examinations from pediatric trauma algorithms, the pediatric emergency medicine and ultrasound communities should be encouraged by these study results to further investigate the many unresolved questions about integrating FAST examinations into pediatric blunt abdominal protocols. He noted that the FAST exam is increasingly being used in pediatric trauma despite the lack of robust evidence for best practice.

"Quality improvement or implementation studies may be better suited to studying the desired behavior changes resulting from FAST algorithms," he wrote. "This is worth pursuing considering the potential to reduce exposure to ionizing radiation, the evolving technological advances, and the minimal risks associated with point-of-care ultrasound.

Who should read point-of-care ED ultrasound exams

Who should read point-of-care ED ultrasound exams?

By Erik L. Ridley, AuntMinnie staff writer

May 26, 2017 -- When radiologists interpret initial ultrasound studies in the emergency department (ED), fewer follow-up imaging studies are needed, according to research presented this week at the American College of Radiology (ACR) meeting in Washington, DC.

After reviewing more than 200,000 ED ultrasound events in Medicare data files, researchers from the ACR's Harvey L. Neiman Health Policy Institute found that ED patients with ultrasound studies interpreted by nonradiologists had an average of 1.34 additional imaging procedures performed over the next month, compared with patients who had their exams read by a radiologist.

"While point-of-care ultrasound has the potential to reduce additional and often more costly imaging, studies demonstrating this potential have been limited to narrowly focused clinical scenarios," wrote a team led by Dr. Van Carroll, a radiology resident at Brookwood Baptist Health in Birmingham, AL. "Our data demonstrate in the aggregate that when radiologists interpret the initial ultrasound examination, subsequent use of imaging resources was significantly less than when the initial ED ultrasound examination was interpreted by nonradiologists."

The e-poster received an ACR 2017 Gold Merit Abstract Award in the advocacy, economics, and health policy category.

The rise of point-of-care ultrasound

Nonradiologists are increasingly using point-of-care ultrasound to evaluate patients in the ED, leveraging ultrasound's advantages such as lower cost, no radiation exposure, and increased throughput compared with other imaging modalities. However, evaluation of this diagnostic pathway requires consideration not only of the benefits of point-of-care ultrasound in the ED, but also the potential effect on healthcare resources, according to the researchers.

As the number of downstream imaging examinations required to make the final diagnosis can be one measure of resource use, the research team set out to assess how many follow-up imaging studies were performed in patients who had their initial ED ultrasound exams interpreted by radiologists versus nonradiologists.

After searching Medicare data files from 2009 to 2014 to identify all patients who had received an initial ultrasound exam in the ED setting, the researchers determined if the study had been interpreted by a radiologist or a nonradiologist. Next, they summed up all further imaging events that occurred for each of those patients within seven, 14, and 30 days after the initial ED ultrasound exam, and compared the numbers for radiologists and nonradiologists.

Of the 200,357 ED ultrasound events, 163,569 (81.6%) were interpreted by radiologists and 36,788 (18.4%) were read by nonradiologists.

Mean number of additional imaging studies after ED ultrasound
	Initial study interpreted by radiologist	Initial study interpreted by nonradiologist	Difference
7 days after initial ED ultrasound	3.17	4.25	1.08
14 days after initial ED ultrasound	3.60	4.83	1.26
30 days after initial ED ultrasound	4.30	5.65	1.34

The differences between radiologists and nonradiologists for subsequent imaging utilization were statistically significant (p < 0.01). After performing multivariate regression analysis, the researchers found no significant differences in comorbidities between the two groups.

They noted that the volume of subsequent imaging decreased over time, declining by 0.08 fewer imaging exams 14 days after the initial ED ultrasound study. That difference was statistically significant (p < 0.001). However, the differences in follow-up imaging between radiologists and nonradiologists persisted.

The researchers acknowledged a number of limitations in their study, including its reliance on billed fee-for-service encounters in the Medicare population, the lack of differentiation between community and academic institutions, and the lack of differentiation between exams that were performed and interpreted versus exams that were only interpreted by the provider billing Medicare. The study also didn't assess the situations in which a "limited" ultrasound exam performed by a nonradiologist led to more downstream imaging. The authors noted that some limited ultrasound exams may be performed in the ED without being billed to Medicare.

Possible explanations

While the causes of this difference in downstream imaging utilization aren't clear, potential explanations could range from a previously documented higher use of limited ultrasound examinations by nonradiologists to a lack of confidence in the interpretations of nonradiologists, according to Dr. Bibb Allen Jr., a co-author and chair of the Neiman Institute advisory board.

As resource use will be a critical metric in federal health reform efforts, further analysis is needed to elucidate the causes of this discrepancy, he said.

"Since emerging federal health reform includes cost and resource use as part of the Medicare Quality Payment Program, emerging patterns of care such as point-of-care ultrasound should include resource use in outcomes evaluation," Allen said in a statement. "Efforts toward improving documentation of findings and archiving of images as well as development of more robust quality assurance programs could all be beneficial."