Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Elastografie zur Detektion einer Leberfibrose bei nicht-viralen Lebererkrankungen

Problemstellung: Die Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Elastografie ist ein neues Verfahren zur nicht-invasiven Bestimmung der Gewebesteifigkeit und damit der Leberfibrose bzw. -zirrhose. Dessen diagnostischer Stellenwert bei der viralen Hepatitis wurde bereits in einigen Untersuchungen beschrieben. Hier soll die Wertigkeit bei nicht- viral induzierten Lebererkrankungen analysiert werden.

Patienten und Methode: Bei 47 Patienten ohne Hinweis auf Hepatitis B oder C und Indikation zur Leberbiopsie wurde nach Ausschluss einer Cholestase die Scherwellengeschwindigkeit mittels ARFI in beiden Leberlappen bestimmt. Es erfolgten jeweils 10 Messungen, deren Median für die Kalkulationen verwendet wurde. Die Ergebnisse wurden mit der Histologie nach METAVIR verglichen. Als Kontrollen dienten 42 gesunde Probanden.

Ergebnisse: Bei den Patienten wurden in der Leberhistologie folgende Fibrosegrade nach METAVIR identifiziert: F0: n=6; F1: n=14; F2: n=11; F3: n=5; F4: n=11. Die Scherwellengeschwindigkeit von linkem (Segmente 1–4) und rechtem (Segmenten 5 bis 8) Leberlappen unterschied sich sowohl bei Gesunden (1.28 m/s vs. 1.13 m/s, p<0.001) als auch bei den Patienten, wobei 28 der bioptierten Patienten eine Seitendifferenz ≥20% hatten. Die Scherwellengeschwindigkeit im bioptierten Leberlappen korreliert mit dem Fibrosegrad (ρ=0.964, p=0.018). Die Flächen (AUC) unter den ROC-Kurven betragen 0.87 [95%KI: 0.73; 0.95] für F2–4 und 0.89 [95%KI: 0.76; 0.96] für F3–4. Der Cut-Off für eine fortgeschrittene Fibrose (F3–4) beträgt 1.97 m/s (Sens. 100%, Spez. 74.2%, Accuracy 83,0%).Für das Vorliegen einer Fibrose ist die Steifigkeit des linken Leberlappens ein besserer Prädiktor als die Messung im rechten Leberlappen (Fibrose ≥ F1: AUC 0.95 vs. 0.86).

Schlussfolgerungen: Die ARFI-Elastografie ist auch bei einer nicht-viral induzierten Lebererkrankung eine geeignete Methode zur Detektion einer fortgeschrittenen Leberfibrose. Die Messung der Gewebesteifigkeit im linken Leberlappen erhöht die Sensitivität und die Spezifität des Verfahrens.

Die Prognose von chronischen Lebererkrankungen korreliert mit der Progression fibrotischer Veränderungen des Leberparenchyms [1]. Die Leberbiopsie ist der Gold-Standard zur Bestimmung des Fibrosegrads [2]. Nicht-invasive Elastografie-Verfahren können eine potentielle Alternative zur histologischen Sicherung bieten. Die ARFI-Elastografie ist ein neues Verfahren, das im Gegensatz zur bereits etablierten Methode der transienten Elastografie gezielte Messungen in einzelnen Leberabschnitten ermöglicht [3].In ersten Analysen zur diagnostischen Wertigkeit dieses Verfahrens ist die ARFI-Technologie anderen nicht-invasiven oder serologischen Verfahren zur Abschätzung des Leberfibrosegrads gleichwertig oder überlegen [4, 5, 6]. In diesen Studien wurden vorwiegend Patienten mit viralen Hepatitiden eingeschlossen, andere Lebererkrankungen sind bislang kaum untersucht.Wir führten eine Pilotstudie an Patienten mit chronischer Lebererkrankung ohne Hinweis für das Vorliegen einer viralen Hepatitis durch, bei denen eine klinische Indikation zur Leberbiopsie vorlag (autoimmune Lebererkrankung n=7, posthepatische Erkrankungen mit sekundärer Parenchymschädigung n=4, Morbus Wilson n=1, alkoholische Lebererkrankung n=9, nicht-alkoholische Steatoheapitis n=7, toxische Leberschädigung n=5, kryptogene Lebererkrankungen n=9 und andere Indikationen n=6).Für die Detektion einer höhergradigen Zirrhose mittels ARFI konnte dabei eine hohe Sensitivität und Spezifität erreicht werden. Mittlere Fibrosegrade zeigen jedoch eine große Streubreite in der ARFI-Messung und werden nur unzuverlässig detektiert. Vergleichbare Ergebnisse sind für die transiente Elastografie bereits beschrieben [7, 8] und unterstreichen die Notwendigkeit der Definition von Normbereichen, die an die jeweilige Lebererkrankung adaptiert sind [9, 10].In der hier vorliegenden Studie wird erstmals die Steifigkeit der beiden Leberlappen getrennt analysiert. Dabei zeigen sich zum Teil erhebliche intraindividuelle Schwankungen. Bei Gesunden ist die Steifigkeit des linken Leberlappens signifikant höher als im rechten. Fibrotische Veränderungen lassen sich im linken Leberlappen zudem mit höherer Sensitivität und Spezifität detektieren. Vorangegangene Nahrungsaufnahme [11] und erhöhter zentral-venöser Druck [12] wurden als mögliche Ursachen erhöhter Elastografiewerte beschrieben, Berichte über Unterschiede zwischen einzelnen Lebersegmenten gibt es bislang nicht. Künftige Studien zur ARFI-Elastografie sollten daher die Steifigkeitsmessungen in beiden Leberlappen getrennt untersuchen, um die diagnostische Aussagekraft des Verfahrens zu verbessern.

Lebersteifigkeit bei Gesunden und Patienten mit histologisch gesicherter Fibrose

Abb. 1a: Lebersteifigkeit bei Gesunden und Patienten mit histologisch gesicherter Fibrose

Abb. 1b: ROC-Kurve: Diagnose einer fortgeschrittenen FibroseF0+F1+F2 vs. F3+F4

Abb. 1c: ROC-Analyse: Detektion einer Leberfibrose ≥ F1

Literatur:

1. Wasmuth, H.E. & Trautwein, C. Liver fibrosis. Clinics, diagnostics and management, Internist (Berl) 51, 14–20, (2010).2. Tacke, F. & Weiskirchen, R. Liver fibrosis - pathogenesis and novel therapeutic approaches, Internist (Berl) 51, 21–29 (2010).3. Zhai, L., Palmeri, M.L., Bouchard, R.R., Nightingale, R.W. & Nightingale, K.R. An integrated indenter-ARFI imaging system for tissue stiffness quantification, Ultrason Imaging 30, 95–111 (2008).4. Friedrich-Rust, M. et al. Liver fibrosis in viral hepatitis: noninvasive assessment with acoustic radiation force impulse imaging versus transient elastography, Radiology 252, 595–604 (2009).5. Takahashi, H. et al. Evaluation of acoustic radiation force impulse elastography for fibrosis staging of chronic liver disease: a pilot study, Liver Int. (2009).6. Fierbinteanu-Braticevici, C. et al. Acoustic radiation force imaging sonoelastography for noninvasive staging of liver fibrosis, World J. Gastroenterol. 15, 5525–5532 (2009).7. Friedrich-Rust, M. & Zeuzem, S. Reproducibility and limitations of transient elastography, Liver Int. 29, 619–620 (2009).8. Vizzutti, F., Arena, U., Marra, F. & Pinzani, M. Elastography for the non-invasive assessment of liver disease: limitations and future developments, Gut 58, 157–160 (2009).9. Janssens, F. et al. Can Transient Elastography Replace Liver Histology for Determination of Advanced Fibrosis in Alcoholic Patients: A Real-life Study, Journal of clinical gastroenterology. (2010).10. Wong, V.W.-S. et al. Diagnosis of fibrosis and cirrhosis using liver stiffness measurement in nonalcoholic fatty liver disease, Hepatology 51, 454–462 (2010).11. Mederacke, I. et al. Food intake increases liver stiffness in patients with chronic or resolved hepatitis C virus infection, Liver Int. 29, 1500–1506 (2009).12. Millonig, G. et al. Liver stiffness is directly influenced by central venous pressure, J. Hepatol. 52, 206–210 (2010).

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