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Stanzen oder nicht Stanzen? Kann die ShearWave-Elastografie die Antwort liefern?
Prof. Dr. Michael Golatta
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Themen
I. Einführung
II. Strain, Shear wave, VTIQ, Supersonic - wie schafft man einen Überblick?
III. Stanzen oder nicht stanzen? Kann die Elastographie die Spezifität in der Brustdiagnostik erhöhen?
IV. Welche Bedeutung hat die SWE zur Beurteilung des Therapieerfolgs bei Brustkrebspatientinnen im Verlauf einer NAC?
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Elastographie: ein Update
• „hot topic“
• steigender Empfehlungsgrad in Leitlinien
• Bedeutungsgewinn
– v.a. Abklärung von
suspekten Brustläsionen
– 5th BI-RADS® Atlas
0
20
40
60
80
100
120
An
zah
l der
Ein
träg
e
Pubmed Einträge/ Jahr seit 1998
Anzahl (shear wave elastography + breast)
Anzahl (elastography + breast)
Anzahl (elastography + screening)
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STRAIN, SHEAR WAVE, VTIQ, SUPERSONIC- WIE SCHAFFT MAN EINEN ÜBERBLICK?
II. Technische Grundlagen der Elastographie
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Das Elastographie Prinzip
Abbildung dieser Eigenschaft mittels Elastographie als...
...relative Gewebsverschiebung (Strain)
...quantitative Ausbreitung von Scherwellen im Gewebe
(SWE)
Veränderte Elastizität (Steifigkeit) des Gewebes
Pathologische Prozesse
(Tumoren, Fibrosierung etc.)
Benson J, Liexiang F, Siemens, Whitepaper- Tissue Strain Analytics
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Elastographie: Strain vs. Shear Wave
aus: Barr, R.G., et al., WFUMB Guidelines and Recommendations for Clinical Use of Ultrasound Elastography: Part 2: Breast. Ultrasound in Medicine and Biology, 2015.
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Elastographie: VTIQ (Siemens)
• VTIQ = Virtual Touch Tissue Imaging Quantification
• Technische Verbesserungen:
– Untersucher-unabhängiger: Automatisch generierte Impulswellen
– Quantitative Messung (m/s bzw. kPa)
Benson J, Liexiang F, Siemens, Whitepaper- Tissue Strain Analytics
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STANZEN ODER NICHT STANZEN? KANN DIE ELASTOGRAPHIE DIE SPEZIFITÄT IN DER BRUSTDIAGNOSTIK ERHÖHEN?
III. Anwendungen der Elastographie
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Vergleich der einzelnen Methoden (US BI-RADS® vs. VTIQ) und der Kombination von BI-RADS®+VTIQ Golatta, M., et al. (2014). Evaluation of virtual touch tissue imaging quantification, a new shear wave velocity imaging method, for breast lesion assessment by ultrasound. Biomed Res Int 2014.
BI-RADS® VTIQ BIRADS®+
VTIQ
Sensitivity 100 98 98
Specificity 30 68 82
PPV 61 77 86
NPV 100 97 98
AUC 0,96 0,94 0,98
n= 104; cut-off: 5,18 m/s
Maligne: 7,73 m/s vs. Benigne: 4,46 m/s (p< 0,0001)
Sensitivität, NPV, Spezifität ↑, PPV ↑, und AUC ↑
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„Upstaging“ von BI-RADS® 3 Läsionen Wojcinski, S., et al.(2010). Multicenter study of ultrasound real-time tissue elastography in 779 cases for the assessment of breast lesions: improved diagnostic performance by combining the BI-RADS(R)-US classification system with sonoelastography. Ultraschall Med 31.
Upstaging von BI-RADS® 3: höhere Detektionsraten, aber auch höhere Stanzraten
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Verbesserung der Spezifität Berg, W. A., et al. (2012). Shear-wave elastography improves the specificity of breast US: the BE1 multinational study of 939 masses. Radiology 262.
n= 939 cut-off: 5,2 m/s
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Explorative Cut-offs (VTIQ, Siemens)
Cut- off Sensitivity Specificity Patients included
Tozaki et al. (2012)
3.59 m/s 91 % 93 % 158
Ianculescu et al. (2014)
3.31 m/s 80.4 % 73 % 110
Barr et al. (2014)
4.5 m/s 50 %
(with QM: 93%) 94 %
(with QM: 89%) 143
Golatta et al. (2014)
5.2 m/s 98 % 82 % 103
Tang et al. (2015, July)
3.68 m/s 93.3% 79.4% 98
Liu et al. (2015, August)
3.36 m/s 88.7% 66.3% 130
Li D. et al. (2015, December)
4.39 m/s 81% 91,5% 296
Kapetas et al. (2016, July)
3.23 (2.23) m/s 82.4% (89.7%) 80.4% (76.5%) 84
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Evaluation of Virtual Touch Tissue Imaging Quantification (VTIQ - 2D-SWE) in the Assessment of BI-RADS® 3 and 4 lesions: Can patient selection for biopsy be improved? A confirmatory Multi-Center-Study
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VTIQ Multi: Studiendesign
• prospektiv, multizentrisch, konfirmatorisch
• verblindete BI-RADS ® Wertung
• Rekrutierung seit 02/16
• 12 Zentren in 7 Ländern (D, NL, P, AU, F, USA, JP)
• geplant: mind. n = 1000
– BI-RADS® 3– mind. n= 300
– BI-RADS® 4a– mind. n= 400
– BI-RADS® 4b– mind. n= 100
– BI-RADS® 4c– mind. n= 100
• 3x Messungen im Maximum der Läsion
Virtual Touch IQ technology
Siemens Acuson S2000 HELX
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VTIQ Multi: Studienziele
Ziel: Steigerung der Spezifität, Vermeiden von Stanzen
Up-/ Downstaging
Konfirmatorische Bestätigung cut-off= 3,5 m/s
DD maligne vs. benigne Improvement of the assessment of BI-RADS® 3 and 4a lesions by restaging patients according to a predefined VTIQ cut-off of
3.5 m/s (37 kPa).
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Algorithmus: Up- u. Downstaging cut-off: 3,5 m/s
BI-RADS 3
VTIQ > cut-off Group A: Upstaging
VTIQ < cut-off Group B:
Classification confirmed
BI-RADS 4a
VTIQ > cut-off Group C:
Classification confirmed
VTIQ < cut-off Group D:
Downstaging
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Beispiel: BI-RADS® 4a
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Beispiel: BI-RADS® 4a Downstaging möglich
BI-RADS 4a
VTIQ > cut-off Group C:
Classification confirmed
VTIQ < cut-off Group D:
Downstaging -> Histologie: Fibroadenom
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Beispiel 2: BI-RADS® 4a
• 62 J.
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Beispiel 2: BI-RADS® 4a
• 62 J.
• Histologie: NST, G3, Luminal B, Ki-67 30%
23
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Beispiel 3: BI-RADS® 3
• 43 J.
24
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Beispiel 3: BI-RADS® 3
• 43 J.
• Histologie: Zyste
25
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Kann die Elastographie die Spezifität in der Brustdiagnostik erhöhen?
• Nützlich zur Differenzierung zwischen malignen und benignen Läsionen
• Definition eines Cut-off Wertes möglich Problematik
• Spezifität ↑ Reduktion überflüssiger Biopsien
Golatta M, et al. (2013). Normal breast tissue stiffness measured by a new ultrasound technique: virtual touch tissue imaging quantification (VTIQ), Eur J Radiol.
Ianculescu, et al. (2014). Added value of Virtual Touch IQ shear wave elastography in the ultrasound assessment of breast lesions. EJR.
Barr RG and Zhang Z. (2014). Shear-Wave Elastography of the Breast: Value of a Quality Measure and Comparison with Strain Elastography. Radiology.
Golatta M, et al. (2014). Evaluation of Virtual Touch Tissue Imaging Quantification (VTIQ), a new Shear Wave Velocity Imaging Method, for Breast Lesion Assessment by Ultrasound. Biomed Res Int..
Tang L, et al. (2015). A novel two-dimensional quantitative shear wave elastography for differentiating malignant from benign breast lesions. Int J Clin Exp Med 8.
Li XL, et al. (2016). Value of Virtual Touch Tissue Imaging Quantification for Evaluation of Ultrasound Breast Imaging-Reporting and Data System Category 4 Lesions. Ultrasound Med Biol..
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WELCHE BEDEUTUNG HAT DIE SWE ZUR BEURTEILUNG DES THERAPIEERFOLGS BEI BRUSTKREBSPATIENTINNEN IM VERLAUF EINER NAC?
IV. Anwendungen der Elastographie
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Elastographie in der Neoadjuvanz: Mögliche Fragestellungen
Wie verändert sich die Elastizität von Tumorgewebe unter einer
neoadjuvanten Chemotherapie?
Beurteilung des Therapieansprechens im Verlauf?
pCR Prädiktion? Kann die Elastographie die
Tumorausdehnung beurteilen und somit OP Grenzen vorhersagen?
Elastographie in der Neoadjuvanz
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Vergleich der Mittelwerte: pCR vs. non-pCR Gruppe
7,05
4,55
3,61
3,05
7,22
6,32
5,64
4,46
7,15
5,71
4,92
3,94
2,00
4,00
6,00
8,00
t0 t1 t2 tEND
Max
imal
e G
esch
win
dig
keit
[m
/s]
Zeitpunkt pCR Gruppe non pCR Gruppe Gesamt
U Test nach Mann & Whitney
p (2-sided)
t0 ns 0,629
t1
* 0,009
t2
** 0,001
tEND
* 0,028
Maier/ Golatta et al., Präsentation Senologiekongress, 2017.
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0; 9,9
1; 8
2; 4,67
3; 2,14
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3
Ges
chw
ind
igke
it (
m/s
)
Zeitpunkt
Geschwindigkeitsmessungen (m/s) im Verlauf der NAC
Vs-Wert (m/s)
33J., NST, G3, TNBC, Ki-67 70%
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0; 9,9
1; 8
2; 4,67
3; 2,14
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(1) 1 3
Ges
chw
ind
igke
it (
m/s
)
Zeitpunkt
Geschwindigkeitsmessungen (m/s) im Verlauf der
NAC
Vs-Wert(m/s)
33J., NST, G3, TNBC, Ki-67 70%
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Welche Bedeutung hat die SWE zur Beurteilung des Therapieerfolgs bei Brustkrebspatientinnen im Verlauf einer NAC?
• Vs ↓im Verlauf einer NAC in pCR- und non-pCR Gruppen
• signifikante Unterschiede der Mittelwerte und der Differenzen zwischen pCR und non-pCR insb. zu Beginn der NAC
Evans, A., et al. (2017). Prediction of Pathological Complete Response to Neoadjuvant Chemotherapy for Primary Breast Cancer Comparing Interim Ultrasound, Shear Wave Elastography and MRI. Ultraschall Med. Ma, Y., et al. (2017). Comparison of strain and shear-wave ultrasounic elastography in predicting the pathological response to neoadjuvant chemotherapy in breast cancers. Eur Radiol, 27(6). Ma, Y., et al. (2016). Combination of shear wave elastography and Ki-67 index as a novel predictive modality for the pathological response to neoadjuvant chemotherapy in patients with invasive breast cancer. Eur J Cancer, 69. Jing, H., et al. (2016). Early Evaluation of Relative Changes in Tumor Stiffness by Shear Wave Elastography Predicts the Response to Neoadjuvant Chemotherapy in Patients With Breast Cancer. J Ultrasound Med. Lee, S. H., et al. (2015). Shear-Wave Elastography for the Detection of Residual Breast Cancer After Neoadjuvant Chemotherapy. Ann Surg Oncol, 22 Suppl 3. Evans, A., et al. (2013). Can shear-wave elastography predict response to neoadjuvant chemotherapy in women with invasive breast cancer? Br J Cancer, 109(11).
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Universitätsklinikum Heidelberg | November 2018 | Prof. Dr. Michael Golatta
Fazit & Ausblick • Elastographie als sinnvolle Ergänzung in Abklärungssituation, insb. für
die Brust.
– DD maligne vs. benigne
– Potenzial: Bewertung von BI-RADS® 3 und 4a Läsionen verbessern. Konfirmatorische Studie mit großer Fallzahl läuft.
• Verschiedene Studien verwenden unterschiedliche explorative cut-offs (und unterschiedliche Technologien).
• Elastographie als zusätzliches Diagnostikum in der Neoadjuvanz scheint möglich und sinnvoll.
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Universitätsklinikum Heidelberg | November 2018 | Prof. Dr. Michael Golatta
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Prof. Dr. med. Michael Golatta, MHBA
Stellv. Leiter: Sektion Senologie
Universitäts-Frauenklinik Heidelberg
Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. med. Christof Sohn
Im Neuenheimer Feld 440
69120 Heidelberg
E-Mail: [email protected]
www.klinikum.uni-heidelberg.de/brustzentrum