Métodos avançados de ultrassonografia  Cibele Figueira Carvalho DMV, MSc, PhD Prof. Diagnóstico por imagem Universidade Cruzeiro do Sul Médica Veterinária Serviço de Ultrassonografia do PROVET Pesquisadora colaboradora do INRAD- HCFMUSP
Introdução  Avanço da tecnologia e desenvolvimento da informática Conceitos de bem estar animal Evolução da medicina veterinária
Desafios diagnósticos na rotina clínica US: Diagnóstico precoce de lesões malignas Detecção de lesões focais em doenças parenquimatosas difusas Quantificação e monitoração de doença parenquimatosa difusa
Na busca das soluções desses pontos: Ultrassonografia com contraste por microbolhas  Ultrassonografia com elastografia Histograma – Acoustic Structure Quantification
Ultrassonografia com contraste por microbolhas Contrast enhancement ultrasonography (CEUS) http://www.fda.gov/ohrms/dockets/ac/04/slides/4021S1_09_Sable_files/frame.htm Histórico - achado incidental durante exame ecocardiografia Gramiak et al., 1968
Definição : baseia-se na detecção do aumento da intensidade do sinal (ecos) retornado do sangue devido a injeção de agentes de contrastes ultrassonográfico (ACUS).
A maioria dos estudos contrastados são realizados utilizando-se software específico (exploram as propriedades acústicas dos ACUS permitindo imagem em tempo-real, suprime sinais oriundos dos tecidos e intensificam sinais dos ACUS)  Jong et al., 2001
Mecanismo de ação - técnicas desenvolvidas para adequar o processamento do sinal seletivamente (imagem segunda harmônica; imagem harmônica de pulso invertido; sequência de pulso de contraste) Thomas et al., 2009
O comportamento das microbolhas é afetado por diversos parâmetros de varredura (frequência de insonação, frequência de repetição de pulso, número e localização do foco, poder acústico ou índice mecânico)
supressão dos sinais oriundos dos tecidos e aumento dos sinais das microbolhas aumenta sensibilidade de detecção do sinal Doppler
Agentes de contraste e composição química microbolhas (gás de alto peso molecular, estável, baixa solubilidade e biologicamente inerte) tamanho correspondente ao das hemácias, envoltos por cápsula de composição diferente
É afetado também pelas propriedades inerentes ao tipo de agente de contraste (tipo do gás, tipo da concha,  dose , tipo de injeção)
microbolhas não atravessam endotélio (ao contrário dos agentes usados na TC e IRM)
gases mais usados são perfluorocarbonetos ou hexafluoridosulfurico cápsula (shell) de diversos componentes químicos (fosfolipidica, surfactantes não iônicos, galactose) flexível a oscilação da harmônica
contrastes de primeira geração (Levovist ®) efeito residual no parênquima muito rápido Primeiros contrastes de segunda geração (Sonazoid ®, Sonavist ®) tinham efeito similar nas células reticuloendoteliais de Kupffer no fígado segunda geração de contraste (Definity ®, Sonovue ®) inerte, maior contraste e efeito duradouro contrastes de terceira geração com propriedades acústicas controladas
Aplicações clínicas Medicina humana x Veterinária: detecção e caracterização de mudanças na perfusão de vários órgãos incluindo o coração Maioria dos trabalhos focados no estudo do fígado (a dupla vascularização hepática aumenta acurácia na diferenciação de lesões benignas e malignas elevando-a a níveis histológicos!)
Lesão focal hepática benigna Lesão focal hepática maligna Gentilmente cedido por O’Brien, R.
Na medicina veterinária:  Caracterização lesões fígado, baço, próstata, linfonodos, detecção infarto e lesões focais no rim em cães Quantificação de perfusão de um tecido ou órgão através da avaliação quantitativa de curvas de tempo-intensidade (TIC) em uma região de interesse (ROI) O’Brien et al., 2004; Salwei et al., 2005; Kutara et al., 2006; Quaia et al., 2006; Ohlerth et al., 2008; Rossi et al., 2010; Nakamura et al., 2010; Vignoli et al., 2010.
 
Ultrassonografia com elastografia Histórico:  palpação nódulos  Fundamentos: atributos mecânicos dos tecidos moles dependem da sua constituição molecular (gordura, colágeno, elastina, etc), da organização estrutural micro e macroscópica, da ligação com os tecidos adjacentes Ophir et al., 2000
As alterações patológicas geralmente estão relacionadas com mudanças na dureza do tecido que podem ou não ser detectadas ultrasonograficamente; Porém, a ecogenicidade e esses atributos mecânicos nem sempre estão relacionados. Ophir et al., 2000
Princípios da elastografia força constante e linear aplicada ao tecido é considerada estática e o tempo de aquisição dos dados é tão curto que pode ser considerado constante; resposta da força aplicada ao tecido é transformada (equação matemática Hookean) demonstrando as propriedades viscoelásticas e dinâmicas da região analisada através de gráficos e cores Ophir et al., 1999
Definição: modo de imagem associado ao modo-B com a finalidade de detectar o comportamento dinâmico e elástico de um tecido (área ou lesão focal) em relação ao tecido adjacente quando submetido a uma força linear. http://youtu.be/fQiZadOywFE?t=27s
Principais aplicações clínicas relacionadas a detecção de malignidade de lesões focais em mama, próstata, tireóide, pâncreas (medicina humana), poucos trabalhos com animais com finalidade de detecção de malignidade de lesão focal em próstata e fígado (modelos experimentais) Righetti et al., 1999; Bilgen et al., 2003; Konig et al., 2005
 
 
 
 
Acoustic Structure Quantification As alterações ultrassonográficas são diagnosticadas baseadas no reconhecimento de alterações texturais.  O tecido normal é composto de uma arranjo 3D de muitas estruturas que são menores que o comprimento de onda do pulso de ultrassom denominado  speckle .
Diversos softwares foram desenvolvidos com o intuito de tornar mais objetiva a avaliação textural em doenças parenquimatosas difusas (fígado, tireóide)  Histogramas
O ASQ foi desenvolvido pela Toshiba ®  com o intuito de auxiliar no diagnóstico de doenças hepáticas difusas. Ele analisa dados estatísticos adquiridos através da recepção de sinais de eco. Estes dados são interpretados e exibidos através de gráficos que se assemelham ao histograma. Os valores são exibidos logo após a análise dos speckles das imagens adquiridas.
O parênquima hepático normal é composto de uma arranjo 3D de muitas estruturas que são menores que o comprimento de onda do pulso de ultrassom (speckle).  Em fígados que contém fibrose ou cirrose, essas estruturas 3D são maiores que o comprimento de onda do pulso de ultrassom.  O software ASQ mede a diferença entre a distribuição teórica das amplitudes de eco e a medida obtida de um ROI (região de interesse).
A ferramenta ASQ é muito útil na análise de áreas onde não é possível realizar compressão (Elastografia).  Pode-se dizer que ele analisa a homogeneidade dos speckles. Existem três métodos de análise.  1 – PDF (Probability Density Graph) 2 – Cm 2  Histogram  3 – Parametric Image
A resultante Cm 2  (cujo resultado é dado em %) significa a diferença entre o fígado de padrão normal e o que está sendo analisado, é exibida em um gráfico semelhante ao histograma. Abaixo, o cálculo utilizado para adquirir Cm 2 .
Modo B,  Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2  Histogram (ROI)  em animal normal sadio.
Modo B,  Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2  Histogram (ROI)  em animal normal sadio.
Modo B,  Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2  Histogram (ROI)  em animal normal sadio.
Modo B,  Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2  Histogram . Neste exemplo, observa-se imagem no modo parametric image, áreas de fibrose (em vermelho e amarelo), que refletem a curva em azul no modo Cm histogram, de aspecto irregular, compatível com fibrose.
Modo B,  Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2  Histogram . Neste exemplo, observa-se imagem no modo parametric image, áreas de fibrose (em vermelho e amarelo), que refletem a curva em azul no modo Cm histogram, de aspecto irregular, compatível com fibrose.
Futuro... A ultrassonografia é um método de imagem dinâmico no que se refere a tecnologia, os conceitos mudam através dos tempos... e nós temos que mudar também! Obrigada pela atenção!
Perguntas?

Simpósio internacional métodos avançados us

  • 1.
    Métodos avançados deultrassonografia Cibele Figueira Carvalho DMV, MSc, PhD Prof. Diagnóstico por imagem Universidade Cruzeiro do Sul Médica Veterinária Serviço de Ultrassonografia do PROVET Pesquisadora colaboradora do INRAD- HCFMUSP
  • 2.
    Introdução Avançoda tecnologia e desenvolvimento da informática Conceitos de bem estar animal Evolução da medicina veterinária
  • 3.
    Desafios diagnósticos narotina clínica US: Diagnóstico precoce de lesões malignas Detecção de lesões focais em doenças parenquimatosas difusas Quantificação e monitoração de doença parenquimatosa difusa
  • 4.
    Na busca dassoluções desses pontos: Ultrassonografia com contraste por microbolhas Ultrassonografia com elastografia Histograma – Acoustic Structure Quantification
  • 5.
    Ultrassonografia com contrastepor microbolhas Contrast enhancement ultrasonography (CEUS) http://www.fda.gov/ohrms/dockets/ac/04/slides/4021S1_09_Sable_files/frame.htm Histórico - achado incidental durante exame ecocardiografia Gramiak et al., 1968
  • 6.
    Definição : baseia-sena detecção do aumento da intensidade do sinal (ecos) retornado do sangue devido a injeção de agentes de contrastes ultrassonográfico (ACUS).
  • 7.
    A maioria dosestudos contrastados são realizados utilizando-se software específico (exploram as propriedades acústicas dos ACUS permitindo imagem em tempo-real, suprime sinais oriundos dos tecidos e intensificam sinais dos ACUS) Jong et al., 2001
  • 8.
    Mecanismo de ação- técnicas desenvolvidas para adequar o processamento do sinal seletivamente (imagem segunda harmônica; imagem harmônica de pulso invertido; sequência de pulso de contraste) Thomas et al., 2009
  • 9.
    O comportamento dasmicrobolhas é afetado por diversos parâmetros de varredura (frequência de insonação, frequência de repetição de pulso, número e localização do foco, poder acústico ou índice mecânico)
  • 10.
    supressão dos sinaisoriundos dos tecidos e aumento dos sinais das microbolhas aumenta sensibilidade de detecção do sinal Doppler
  • 11.
    Agentes de contrastee composição química microbolhas (gás de alto peso molecular, estável, baixa solubilidade e biologicamente inerte) tamanho correspondente ao das hemácias, envoltos por cápsula de composição diferente
  • 12.
    É afetado tambémpelas propriedades inerentes ao tipo de agente de contraste (tipo do gás, tipo da concha, dose , tipo de injeção)
  • 13.
    microbolhas não atravessamendotélio (ao contrário dos agentes usados na TC e IRM)
  • 14.
    gases mais usadossão perfluorocarbonetos ou hexafluoridosulfurico cápsula (shell) de diversos componentes químicos (fosfolipidica, surfactantes não iônicos, galactose) flexível a oscilação da harmônica
  • 15.
    contrastes de primeirageração (Levovist ®) efeito residual no parênquima muito rápido Primeiros contrastes de segunda geração (Sonazoid ®, Sonavist ®) tinham efeito similar nas células reticuloendoteliais de Kupffer no fígado segunda geração de contraste (Definity ®, Sonovue ®) inerte, maior contraste e efeito duradouro contrastes de terceira geração com propriedades acústicas controladas
  • 16.
    Aplicações clínicas Medicinahumana x Veterinária: detecção e caracterização de mudanças na perfusão de vários órgãos incluindo o coração Maioria dos trabalhos focados no estudo do fígado (a dupla vascularização hepática aumenta acurácia na diferenciação de lesões benignas e malignas elevando-a a níveis histológicos!)
  • 17.
    Lesão focal hepáticabenigna Lesão focal hepática maligna Gentilmente cedido por O’Brien, R.
  • 18.
    Na medicina veterinária: Caracterização lesões fígado, baço, próstata, linfonodos, detecção infarto e lesões focais no rim em cães Quantificação de perfusão de um tecido ou órgão através da avaliação quantitativa de curvas de tempo-intensidade (TIC) em uma região de interesse (ROI) O’Brien et al., 2004; Salwei et al., 2005; Kutara et al., 2006; Quaia et al., 2006; Ohlerth et al., 2008; Rossi et al., 2010; Nakamura et al., 2010; Vignoli et al., 2010.
  • 19.
  • 20.
    Ultrassonografia com elastografiaHistórico: palpação nódulos Fundamentos: atributos mecânicos dos tecidos moles dependem da sua constituição molecular (gordura, colágeno, elastina, etc), da organização estrutural micro e macroscópica, da ligação com os tecidos adjacentes Ophir et al., 2000
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    As alterações patológicasgeralmente estão relacionadas com mudanças na dureza do tecido que podem ou não ser detectadas ultrasonograficamente; Porém, a ecogenicidade e esses atributos mecânicos nem sempre estão relacionados. Ophir et al., 2000
  • 22.
    Princípios da elastografiaforça constante e linear aplicada ao tecido é considerada estática e o tempo de aquisição dos dados é tão curto que pode ser considerado constante; resposta da força aplicada ao tecido é transformada (equação matemática Hookean) demonstrando as propriedades viscoelásticas e dinâmicas da região analisada através de gráficos e cores Ophir et al., 1999
  • 23.
    Definição: modo deimagem associado ao modo-B com a finalidade de detectar o comportamento dinâmico e elástico de um tecido (área ou lesão focal) em relação ao tecido adjacente quando submetido a uma força linear. http://youtu.be/fQiZadOywFE?t=27s
  • 24.
    Principais aplicações clínicasrelacionadas a detecção de malignidade de lesões focais em mama, próstata, tireóide, pâncreas (medicina humana), poucos trabalhos com animais com finalidade de detecção de malignidade de lesão focal em próstata e fígado (modelos experimentais) Righetti et al., 1999; Bilgen et al., 2003; Konig et al., 2005
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    Acoustic Structure QuantificationAs alterações ultrassonográficas são diagnosticadas baseadas no reconhecimento de alterações texturais. O tecido normal é composto de uma arranjo 3D de muitas estruturas que são menores que o comprimento de onda do pulso de ultrassom denominado speckle .
  • 30.
    Diversos softwares foramdesenvolvidos com o intuito de tornar mais objetiva a avaliação textural em doenças parenquimatosas difusas (fígado, tireóide) Histogramas
  • 31.
    O ASQ foidesenvolvido pela Toshiba ® com o intuito de auxiliar no diagnóstico de doenças hepáticas difusas. Ele analisa dados estatísticos adquiridos através da recepção de sinais de eco. Estes dados são interpretados e exibidos através de gráficos que se assemelham ao histograma. Os valores são exibidos logo após a análise dos speckles das imagens adquiridas.
  • 32.
    O parênquima hepáticonormal é composto de uma arranjo 3D de muitas estruturas que são menores que o comprimento de onda do pulso de ultrassom (speckle). Em fígados que contém fibrose ou cirrose, essas estruturas 3D são maiores que o comprimento de onda do pulso de ultrassom. O software ASQ mede a diferença entre a distribuição teórica das amplitudes de eco e a medida obtida de um ROI (região de interesse).
  • 33.
    A ferramenta ASQé muito útil na análise de áreas onde não é possível realizar compressão (Elastografia). Pode-se dizer que ele analisa a homogeneidade dos speckles. Existem três métodos de análise. 1 – PDF (Probability Density Graph) 2 – Cm 2 Histogram 3 – Parametric Image
  • 34.
    A resultante Cm2 (cujo resultado é dado em %) significa a diferença entre o fígado de padrão normal e o que está sendo analisado, é exibida em um gráfico semelhante ao histograma. Abaixo, o cálculo utilizado para adquirir Cm 2 .
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    Modo B, Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2 Histogram (ROI) em animal normal sadio.
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    Modo B, Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2 Histogram (ROI) em animal normal sadio.
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    Modo B, Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2 Histogram (ROI) em animal normal sadio.
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    Modo B, Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2 Histogram . Neste exemplo, observa-se imagem no modo parametric image, áreas de fibrose (em vermelho e amarelo), que refletem a curva em azul no modo Cm histogram, de aspecto irregular, compatível com fibrose.
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    Modo B, Modo Parametric Image (colorido) e gráfico Cm 2 Histogram . Neste exemplo, observa-se imagem no modo parametric image, áreas de fibrose (em vermelho e amarelo), que refletem a curva em azul no modo Cm histogram, de aspecto irregular, compatível com fibrose.
  • 40.
    Futuro... A ultrassonografiaé um método de imagem dinâmico no que se refere a tecnologia, os conceitos mudam através dos tempos... e nós temos que mudar também! Obrigada pela atenção!
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