La enfermedad hepática crónica es un problema mundial cuya consecuencia mas importante es la acumulacion de tejido fibroso en el hígado lo cual lleva al desarrollo de cirrosis e hipertensión portal, insuficiencia hepática y carcinoma hepatocelular.

El estadio de la fibrosis es importante para determinar el pronóstico y tratamiento.El espectro de la fibrosis es un continuo y los pacientes con mayor grado de fibrosis (estadio F3-F4) tienen un mayor riesgo de complicaciones.

Para los pacientes con fibrosis severa o cirrosis que son asintomáticos se aplica el término enfermedad hepática crónica avanzada compensada

La Elastografía es una técnica relativamente nueva que ayuda a determinar la rigidez de los tejidos.

El término elastografía se refiere a un conjunto de técnicas de diagnóstico, no invasivas, que permiten estudiar una de las propiedades físicas de los tejidos: la elasticidad. Por tanto, esta tecnología aporta información sobre la organización estructural de los tejidos.

Las técnicas elastográficas se basan en el hecho de que diferentes procesos patológicos, bien sean inflamatorios, fibróticos o tumorales, pueden ocasionar alteraciones en la elasticidad tisular. Desde siempre, en la exploración clínica, un elemento de gran valor ha sido la palpación. De alguna manera, la elastografía sería el equivalente en imagen a esta clásica palpación clínica, trasladando a imagen o cuantificando los posibles cambios en la elasticidad, discriminando así unos tejidos de otros, con la ventaja añadida de facilitar el estudio de órganos internos no accesibles a la palpación manual. La elastografía surge como una técnica prometedora que permitiría realizar el diagnóstico diferencial entre lesiones benignas y malignas, partiendo de la hipótesis de que el tejido maligno ha perdido la elasticidad o es más rígido que el benigno.

Hoy día, la elastografía incluye varias técnicas que permiten estimar cualitativa o cuantitativamente la elasticidad de los tejidos a partir de la valoración y/o medición de la distorsión (strain) ocurrido en tales tejidos como respuesta a una determinada fuerza o presión aplicada sobre la zona de estudio (stress) o midiendo la velocidad de las ondas de corte, que reflejan la elasticidad tisular.

Existen diversas formas de elastografía pero todas ellas se basan en la hipótesis de que cuando se aplica una fuerza sobre un tejido, los tejidos blandos se deforman más que los tejidos duros; estos tejidos más rígidos oponen una mayor resistencia al movimiento en comparación a los tejidos más blandos cuando se ejerce sobre ellos una cierta presión. Por tanto, el grado de deformidad se emplea como un indicador de la dureza de los tejidos y los valores de elasticidad obtenidos estarán en relación a la severidad de la patología que altera esos tejidos: a mayor afectación histológica, mayor rigidez y, por tanto, menor elasticidad y menor distorsión.

La fibrosis hepática es asintomática hasta los estadios avanzados de la enfermedad

Conceptos generales:

La elasticidad es la capacidad de un material de volver a su forma y tamaño originales después de haber sufrido una deformación o distorsión (strain) una vez que se deja de aplicar una fuerza externa deformante.

La rigidez es la resistencia que opone un material a la deformación. Mantiene una relación inversa con la elasticidad, de modo que cuanto más rígido es un tejido, menos elástico es, y al revés.

La deformación o strain (ε) es el cambio de forma o tamaño que experimenta un material cuando se le aplica un estrés. El strain es el diferencial espacial del desplazamiento y se expresa como el cociente entre la diferencia del desplazamiento entre dos puntos (δ2 – δ1) a su distancia en el momento pre-compresión (L), es decir, el cambio de longitud por unidad de longitud.

La ley de Hooke dice que el alargamiento o acortamiento (deformación) que experimenta un material es directamente proporcional a la fuerza aplicada. Cuando estiramos o comprimimos un muelle, este cambia su longitud y reacciona ejerciendo una fuerza recuperadora en sentido opuesto al de la fuerza aplicada y cuyo módulo aumenta con la deformación.

Modo	Lo que se mide:	Lo que se obtiene:
Modo B	Impedancia acústica	Anatomía
Doppler	Movimiento	Flujo Vascular
Elastografía	Propiedades mecánicas	Rigidez Tisular

Determinar la fibrosis hepática es un componente crítico en la evaluación de la enfermedad hepática crónica. El gold standard para determinar la presencia de fibrosis es la biopsia.

La rigidez es un marcador de patología tisular. La elastografía mide las propiedades mecánicas de los tejidos a través de la respuesta del tejido a la energía acústica.

Física de la Elastografía:

La Elastografía es un conjunto de técnicas por medio de las cuales la dureza de los tejidos se estima como una propiedad física que se denomina el módulo de Young. El módulo de Young es una constante proporcional que relaciona la fuerza aplicada por unidad de área o stress con un cambio relativo en la deformación del tejido o strain. Los métodos de Elastografía pueden ser divididos en 2 categorías: los basados en la deformación o casi estáticos y los dinámicos como aquello basados en las ondas S.

Principios de la elastografía:

El strain es el dife­rencial espacial del desplazamiento y se expresa como el cociente entre la diferencia del desplazamiento entre dos puntos (δ2 – δ1) a su distancia en el momento pre-compresión (L), es decir, el cambio de longitud por unidad de longitud.

ε = (δ2 – δ1)/L

La ley de Hooke dice que el alargamiento o acortamiento (defor­mación) que experimenta un material es directamente proporcional a la fuerza aplicada. Cuando estiramos o comprimimos un muelle, este cambia su longitud y reacciona ejerciendo una fuerza recuperadora en sentido opuesto al de la fuerza aplicada y cuyo módulo aumenta con la deformación.

Una constante elástica es cada uno de los parámetros que se pueden medir físicamente y que caracterizan el comportamiento elástico de un ob­jeto deformable.

El módulo de elasticidad es la constante elástica que describe la ten­dencia a la deformación de un material cuando es sometido a una tensión, es decir, la relación entre el stress local aplicado y el strain resultante. Viene dado por la siguiente fórmula: Г=σ/ε donde σ es el stress (fuerza aplicada por unidad de área, y viene dada en kilopascales kPa o N/m2), ε es el strain (cambio por unidad de longitud, ε=ΔL/L y es adimensional) y Г es el módulo de elasticidad (cociente entre stress y strain, viene dado en kPa o N/m2).

La rigidez de los tejidos se puede definir por su módulo de elasticidad: cuanto más rígido o más resistente es a la deformación, el tejido es menos elástico, más elevado será su módulo de elasticidad y menor será el strain.

Módulo de Young (E). Es la elasticidad longitudinal, la resistencia al stress longitudinal. Expresa el cambio en longitud de un tejido tras ser sometido a una tensión de compresión o de tracción. La fuerza aplicada es perpendicular (o normal) a la superficie. En este módulo, la relación entre el estrés y la distensión viene dada por la siguiente fórmula: E=σn/εn, donde σ es la tensión ejercida sobre el área de sección transversal del tejido y ε es la deformación (relación entre el cambio de longitud con respecto a la longitud inicial). Implica un cambio de volumen.

Elastografía por compresión o strain elastography:

La Elastografía por compresión (EC) emplea la presión externa que se ejerce sobre los tejidos. Las dimensiones del tejido cambian de acuerdo a las presiones aplicadas. Esta deformación se conoce como strain.

Fue descrita por Ophir y cols en 1991 y la primera comercializada. Mide el strain normal εn tisular ocasionado cuando es sometido a un stress nor­mal σn. Da información de la rigidez relativa entre las diferentes zonas del tejido, bajo la hipótesis de que los tejidos blandos se deforman más que los duros. Se asume que, si se aplica una fuerza de compresión sobre un tejido, el strain relativo será proporcional a la fuerza y se representa mediante el módulo de Young. Se genera sólo información cualitativa a partir del módulo de Young.

Dicha deformación se produce por un método de excitación cuasi-es­tático. La fuerza aplicada se ejerce de forma mecánica, bien a través de una fuerza externa activa mediante compresión manual ligera y constante con el mismo transductor ecográfico sobre la superficie tisular (corporal o intra­cavitaria) o, por el contrario, mediante una fuerza interna pasiva utilizando el movimiento interno fisiológico (cardiovascular o respiratorio) dejando el transductor apoyado firmemente sobre la piel del paciente, pero sin que el operador ejerza presión (técnica freehand). Con el primer método externo será posible estudiar órganos superficiales como mama o tiroides mientras que el segundo permitirá el estudio de órganos internos.

Cuando el transductor se aplica sobre la piel se utilizan transductores lineales para uso percutáneo, con los que se ejerce la presión sobre la zona en estudio. Esta modalidad es la utilizada para el estudio de órganos super­ficiales, como la mama, próstata, tiroides y vasos sanguíneos. Otra segunda forma consiste en utilizar endoscopios flexibles: es la denominada Elastografía guiada mediante ecoendoscopia que permite el estudio de órganos internos como el páncreas, el hígado o diversas adenopatías.

La EC induce un desplazamiento o deformación tisular en la misma dirección que el stress aplicado. Se adquieren dos mapas anatómicos, uno basal que es el estudio ecográfico convencional en modo-B y otro posterior a la aplicación de la fuerza de compresión constante y longitudinal sobre el área de estudio. La presión aplicada no debe ser excesiva sino la suficiente para que se consiga una imagen en modo-B estable y óptima a 7,5 MHz. El software calcula dicho strain de los tejidos a partir del análisis de la diferen­cia en el desplazamiento tisular antes y después de ser sometido a la fuerza de compresión, mediante diferentes métodos, en función del fabricante. En unos casos se comparan las señales acústicas de radiofrecuencia de una mis­ma región antes y después de ser sometidas a una fuerza de compresión y se estima la diferencia o el desplazamiento utilizando técnicas de correlación cruzada (correlation-based tracking). En otros dispositivos se utiliza el mé­todo Doppler y en otros, una combinación de ambos.

Dado que se desconoce el valor del estrés aplicado, tanto de forma manual como fisiológica, no es posible expresar el grado de elasticidad de forma cuantitativa, pero asumiendo que se aplica un estrés normal y uni­forme, se puede medir el strain normal y obtener una medición cualitativa del módulo de Young y, con ello, de la elasticidad tisular. Las medidas del strain se muestran en un mapa de distribución de la elasticidad o del gradiente de desplazamiento, que se conoce como elastograma o imagen de elasticidad, que deriva de la diferencia entre las imágenes antes y después de que el tejido sea comprimido, reflejando, por tanto, el desplazamiento relativo de los tejidos.

Este elastograma se muestra como un mapa en color, semitransparen­te, que permite codificar las diferentes magnitudes del strain, es decir, los di­versos patrones de deformación (patrones elastográficos) y que se superpo­ne a la imagen en grises de la ecografía en modo-B, de forma que se facilita información espacial entre la imagen ecográfica y la elastográfica. General­mente, el tejido rígido (strain bajo) se muestra en tono azul y el tejido blando (strain alto) en rojo, o al revés, dependiendo del fabricante. Y si se muestra en escala de grises, los tejidos rígidos aparecen en tonos más oscuros y los tejidos blandos en tonos más claros o blancos.

Ante un mismo stress los tejidos más rígidos se deforman menos que los blandos y, por tanto, tendrán un strain menor. Los tejidos sanos presentan un módulo de elasticidad bajo, es decir, que se comprimen más, mientras que los tejidos tumorales tienen un módulo de elasticidad alto, se comprimen menos.

La comparación de estos dos mapas anatómicos ofrecerá información sobre las diferencias en la rigidez tisular entre los tejidos: en las lesiones benignas, la elasticidad suele ser uniforme, mientras que, por el contrario, los tumores malignos suelen crecer de forma irregular y desorganizada mos­trando patrones de elasticidad heterogéneos.

El operador podrá utilizar diferentes frecuencias, pero es necesario te­ner en cuenta que si se seleccionan transductores de alta frecuencia la resolu­ción de la imagen del strain será mayor, mientras que con bajas frecuencias se conseguirá una mayor penetración del stress y será posible estudiar lesiones situadas a mayor profundidad , a expensas de perder resolución en la imagen del strain. También el operador podrá modificar el grado de transparencia de la imagen del strain cuando se vaya a superponer sobre la imagen en modo-B, se podrán utilizar filtros para rechazar el frame y el ruido; también se podrán modificar la velocidad del frame y el color del mapa elastográfico. Para eva­luar lesiones de gran tamaño, se aconseja un transductor ecográfico con un gran FOV (field of view). En la imagen elastográfica es importante incluir, además de la lesión de estudio, tejido sano circundante a dicha lesión.

Se han propuesto varias clasificaciones para valorar los patrones de elasticidad (de 3 a 5 niveles). Son los Elasticity Scores, que permiten una valoración subjetiva en función del patrón de colores del elastograma. Por ejemplo, para caracterizar lesiones de mama se desarrollaron el Tsukuba elasticity score (TES) y el del Grupo de investigación italiano que es­tablecen 5 grupos: los niveles 1 a 3 indicarían benignidad y los niveles 4 y 5, malignidad. Y para hígado se utilizan el German Elasticity Score y el Japa­nese Elasticity Score.

Con el fin de cuantificar el grado de elasticidad y así reducir el sesgo de la interpretación cualitativa del patrón de colores, se han desarrollado nuevos avances en la técnica que permitirían una interpretación semicuanti­tativa, asignando un valor numérico a cada píxel. Entre estas técnicas semi­cuantitativas se pueden mencionar el histograma de vectores, el strain ratio, el length o width ratio, y otros específicos de determinados órganos como el índice de fibrosis hepática (Liver Fibrosis Index, LFI21), por ejemplo.

El hue histogram o strain histogram es la representación gráfica de la distribución de colores (hue) en un área seleccionada de forma manual. En el eje X se representan los valores de elasticidad (cada valor represen­ta un color), que iría de un valor 0 (el azul más oscuro, sería el tejido más blando o elástico) a 255 (el rojo más oscuro, que sería el tejido más duro o menos elástico); el eje Y representa el porcentaje de cada color (el número de píxeles en cada color o nivel de elasticidad en el ROI). El valor medio del histograma corresponde a la elasticidad global de la lesión. El software que construye el histograma de colores a partir de la imagen de la elastogra­fía es el programa Image J, desarrollado por el Instituto Nacional de Salud, (Bethesda, Maryland, en Estados Unidos) e integrado después en el ecógra­fo Hitachi, aunque en este la escala es la inversa (0 para las zonas más rígida y 255 para los tejidos más blandos).

Otro método es la denominada elastografía de segunda generación o elastografía semicuantitativa, desarrollada por Hitachi que permite obtener el strain ratio (SR) o coeficiente de elasticidad es el cociente del strain en el tejido sano circundante (B) frente al strain de la lesión (A)22, 23. También parte de los datos recogidos en la elastografía cualitativa; sobre esa imagen obtenida es posible dibujar un área de interés sobre la lesión y otro ROI en el área sana circundante para determinar el ratio, ofreciendo así una infor­mación semicuantitativa. Un SR >1 indica que la lesión se comprime menos, tiene un strain menor y mayor rigidez que la zona sana de referencia; un SR alto sugeriría malignidad. Se han establecido diferentes puntos de corte para considerar malignidad a partir de este SR. El uso de este SR contribuye a reducir el sesgo del operador de modo que la exploración sería más objetiva, aunque pueden producirse algunos artefactos si cerca de la zona de estudio existieran estructuras de densidad o elasticidad muy baja o muy alta. Resulta fiable en tumores de gran tamaño a diferencia del score de elasticidad que no es útil en masas tumorales de gran tamaño. Sin embargo, este SR depende de la compresión ejercida, que es variable y no se puede medir, es decir, que este índice no representa el módulo de Young, y por esto no sería correcto compa­rar el resultado de una lesión con el de otra lesión, ni comparar entre indivi­duos, incluso en aquellos dispositivos que ofrezcan una estimación numérica.

Entre las ventajas de la SE destacaría su carácter no invasivo, su facili­dad de uso, su fácil y rápida implementación en servicios de radiodiagnóstico, buena resolución de imagen y en general, un coste inferior al de equipos con elastografía cuantitativa. Como limitaciones habría que destacar que se trata de una técnica operador-dependiente, con diferencias inter e intraoperador que repercuten en su reproducibilidad. El resultado depende de la compre­sión ejercida por quien realiza la prueba y esto puede afectar a los valores de elasticidad. Además, la aplicación de la compresión adecuada requiere de una curva de aprendizaje. Una compresión excesiva puede alterar la medición de la rigidez tisular ya que los tejidos biológicos se deforman de manera no-lineal de modo que si son presionados por encima de lo debido, los tejidos blandos aparecerán más rígidos de lo que realmente lo son. Por otro, porque los des­plazamientos no axiales, los que ocurren de forma lateral o fuera del plano de la imagen, pueden ocasionar artefactos y errores en los elastogramas. Otra potencial desventaja es la compresión ejercida sobre un órgano provoque un desplazamiento del mismo y que la zona de interés o con patología quede fuera de la imagen. Además, sólo puede emplearse en el estudio de órganos superficiales25 como la mama, tiroides, ganglios superficiales o próstata, y no en órganos internos situados en profundidad. En muchos ca­sos puede verse afectado por el efecto cáscara de huevo/eggshell, donde los tejidos más duros en el borde de las lesiones pueden no ser deformados limi­tando la determinación del strain en el interior de dicha lesión. Por último, que no aporta información cuantitativa.

Sistemas:

El Real-time Tissue Elastography TM (Hi-RTE) fue presentado en 2003 por Hitachi Systems. El módulo Hitachi SonoElastografía (Hi-RTE) utiliza un método de autocorrelación combinado extendido (Extended Combined Autocorrelation Method, ECAM) para producir una imagen de elasticidad en tiempo real. Para comprimir el tejido con el transductor ecográfico se emplea el método freehand. La elasticidad tisular relativa es calculada y se representa en una imagen en color sobrepuesta (elastograma o imagen de la distribución del desplazamiento o deformación) a la imagen en blanco y ne­gro de la ecografía convencional: los tejidos más rígidos se muestran en azul y los más deformables en rojo. El algoritmo ECAM utiliza una correlación en ambas direcciones axial y lateral, lo que se traduce en una mayor preci­sión en la imagen del strain. Permite cierta cuantificación gracias al strain ra­tio y strain histogram. Está disponible en la serie de plataformas HI VISION. El equipo HI VISION Preirus, (Hitachi Medical Systems Europe Holding AG, Zug, Switzerland) incorpora una sonda lineal y captura de forma auto­mática la compresión interna producida por el latido cardiaco26. La sonda lineal, con una frecuencia con un ancho de banda de 3-7 MHz, es útil en el estudio de órganos superficiales como mama y tiroides, mientras que para patología hepática es más apropiada la sonda convexa, que fue desarrollada más tarde. En 2011 fue incorporado en el HI VISION Ascendus, que puede mostrar imágenes RTE en 4D y en 2016 se presentó el Hi VISION Ascen­dus y ARIETTA V70, que permite disponer en un único dispositivo de dos métodos complementarios, la RTE y la shear wave measurement (SWM).

Elastografía de Transición:

Se ha comercializado como FibroScan (Echosens, Paris, France). Se trata la primera técnica elastográfica cuantitativa disponible en el mercado, in­troducida en Europa en el 2003 y aprobada por la Food and Drug Adminis­tration (FDA) en 2013. El transductor consta de una sonda de ultrasonidos y de un dispositivo de vibración mecánica. Éste ejerce una vibración ex­terna controlada genera una onda elástica de baja frecuencia (de unos 50 Hz) que se transmite desde la superficie corporal hasta el tejido/órgano en estudio, sobre el que provoca una compresión; la distorsión producida en dicho tejido genera las ondas shear, que se propagan lateralmente hacia afuera de la línea de compresión. A continuación, mediante la sonda de ul­trasonidos se capta/registra la velocidad de transmisión de las ondas shear, que será convertida al módulo de Young. El resultado viene expresado en kilopascales (kPa). Esta velocidad será proporcional a la rigidez del tejido. Existen varias sondas disponibles: la sonda M es la utilizada habitualmente y la sonda XL para pacientes con sobrepeso u obesidad porque permite me­diciones a mayor profundidad (35-75 mm vs 25-65 mm), con una frecuencia menor (2,5 MHz vs 3,5 MHz).

Esta técnica aporta una buena correlación para los tejidos que tienen grandes diferencias en elasticidad. Sin embargo, la heterogeneidad de algu­nos tejidos, por ejemplo, del tejido mamario, limita el uso de esta técnica. Se ha utilizado específicamente, para estudiar el grado de fibrosis hepática. El operador selecciona el área de estudio de 1×4 cm que debe estar situada a 2,5-6,5 cm por debajo de la piel y libre de estructuras vasculares grandes. Al menos deben de realizarse 10 mediciones válidas, el número válido de me­diciones frente al total de mediciones realizadas debe ser ≥60% y el rango intercuartílico (que refleja la variabilidad de las mediciones) debe ser <30% del valor medio de las mediciones de elasticidad.

La ET sólo ofrece información cuantitativa pero no se acompaña de imagen de elasticidad y aunque se basa en los ultrasonidos, no se obtiene imagen ecográfica en modo-B, a diferencia de otras formas de elastografía, sino sólo una imagen de baja calidad (basada en múltiples líneas en modo-A en distintas posiciones), sobre la que el operador selecciona un área de estudio.

Al igual que en la elastografía por compresión, en la ET la fuerza se induce mecánicamente y se aplica sobre la superficie corporal y no utiliza FRA a diferencia de las demás formas de elastografía cuantitativa. Por este motivo, para algunos no debe incluirse bajo el término de SWE.

Las ventajas de la ET son su carácter no invasivo y su rapidez (la ex­ploración dura unos 5 minutos), disponer de los resultados de forma inme­diata, que ofrece la posibilidad de realizarla de forma repetida en el tiempo sin efectos adversos sobre el paciente. Además, la ET permite analizar un área unas 100 veces mayor que la biopsia por lo que, en principio, aportaría una mayor representatividad. Un correcto diagnóstico con ET depende de la experiencia del operador, aunque no requiere de un proceso de aprendi­zaje complicado. Entre sus desventajas se debe destacar que la medición no viene acompañada de una imagen por lo que no es posible realizar el estudio anatómico y la selección del punto de medición puede verse alterado si in­terfiere con estructuras vasculares o biliares. Algunos factores, como la obe­sidad, el ancho del espacio intercostal, la presencia de ascitis o la cantidad de grasa visceral, pueden interferir en el resultado y limitar su rendimiento diagnóstico. Su uso está contraindicado en mujeres embarazadas.

Elastografía transitoria controlada por vibración (Fibroscan):

Indicaciones del Fibroscan:

En pacientes con Hepatitis C crónica se recomienda el Fibroscan de estar disponible en comparación con otras pruebas serológicas no invasivas como el índice de aminotransferasa/plaqueta (APRI) o el índice de Fibrosis-4 (FIB-4)

• Repetir la Elastografía posterior a tratamiento generalmente demuestra una reducción de la rigidez hepática
• La decisión sobre realizar pruebas invasivas (endoscopia digestiva para descartar varices esofágicas) no debe basarse solo en el valor de corte de 12.5 Kpa
• La detección de carcinoma hepatocelular con pruebas no invasivas debe incluir pacientes con cirrosis

En pacientes con Hepatitis C crónica se sugiere en punto de corte para la Elastografía de 12.5 kpa (Kilopascales) para detectar cirrosis

En pacientes sin cirrosis con Hepatitis C con respuesta a terapia antiviral se sugiere Elastografía post tratamiento con un punto de corte menor a 9.5 Kpa para descartar fibrosis hepática.

En pacientes con hepatopatia cronica alcoholica se sugiere un punto de corte para elastografía de 12.5 Kpa para detectar cirrosis

En pacientes con cirrosis hepática compensada se sugiere elastografía con punto de corte de 19.5 Kpa para establecer la necesidad de realizar endoscopia superior para descartar la presencia de varices esofágicas

En pacientes con Colangitis esclerosante primaria o secundaria se sugiere realizar elastografía

Links de Interés:

FibroScan User Tutorial – Full version

Webinar: The Role of Elastography in Chronic Liver Disease: The AGA Guidelines