Abstract
Purpose: To investigate whether ultrasound-based strain imaging can discriminate between colorectal
adenocarcinomas and stenotic Crohn’s lesions in newly resected surgical specimens.
Materials and Methods: Resected surgical specimens from 27 patients electively operated for colorectal tumors
or stenotic lesions from Crohn’s disease were prospectively examined with ultrasonography
using a Hitachi HV 900 US scanner with real-time elastography (RTE). Three different
methods were applied to assess tissue strain: A four-level categorical visual classification,
a continuous visual analog scale (VAS, 0 – 100) and a strain ratio (SR) measurement
between the lesion and surrounding reference tissue. The imaged sections were marked
and subsequently examined by a pathologist. Results from RTE were evaluated according
to diagnosis, degree of fibrosis, inflammatory parameters, tumor stage and grade.
Results: 16 sections from Crohn’s lesions, 18 sections from adenocarcinomas and 4 sections
from adenomas were examined. Both adenocarcinomas and Crohn’s lesions were found to
be harder than the surrounding tissue, but they could not be discriminated from each
other by any of the strain imaging evaluation methods. All adenocarcinomas had significantly
higher strain ratios than adenomas. The categorical classification differentiated
poorly between Crohn’s lesions, adenocarcinomas and adenomas. Categorical evaluation
and VAS score showed fair interobserver agreement. SR measurements provided semi-quantitative
strain data and added improved information about elasticity properties, despite substantial
intra-observer variation.
Conclusion: Sonoelastography with SR measurements and visual evaluation of strain differences
could not differentiate stenotic Crohn’s lesions from adenocarcinomas in resected
bowel specimens. A small number of adenomas were found to be significantly softer
than adenocarcinomas using the same evaluation methods. The tumor stage or grade did
not have a significant impact on the elastography results.
Zusammenfassung
Ziel: Untersuchung, inwieweit ultraschallbasiertes Strain-Imaging zwischen kolorektalen
Karzinomen und stenotischen Crohn-Herdläsionen bei frisch resezierten chirurgischen
Proben unterscheiden kann.
Material und Methoden: Resezierte chirurgische Proben von 27 Patienten nach Operation wegen kolorektaler
Tumore oder stenotischer Morbus-Crohn-Läsionen wurden prospektiv mit einem Hitachi
HV-900-US-Gerät mit Echtzeit-Elastografie (RTE) untersucht. Zur Bestimmung der Gewebefestigkeit
wurden drei verschiedene Methoden angewandt: Eine vierstufige kategorische visuelle
Klassifizierung, eine kontinuierliche visuelle Analogskala (VAS, 0 – 100) und Bestimmung
der Strain-Ratio (SR) zwischen dem Herd und dem umliegenden Referenzgewebe. Die abgebildeten
Schnitte wurden markiert und sofort von einem Pathologen untersucht. Die Ergebnisse
der RTE wurden je nach Diagnose, Fibrosegrad, Entzündungsparametern und Stadium und
Grad des Tumors bewertet.
Ergebnisse: Es wurden 16 Schnitte von Morbus-Crohn-Herdläsionen, 18 von Adenokarzinomen und 4
von Adenomen untersucht. Sowohl Adenokarzinome als auch Crohn-Herdläsionen waren steifer
als das umliegende Gewebe, aber sie konnten mit keiner der Strain-Imaging-Bewertungsmethoden
voneinander unterschieden werden. Alle Adenokarzinome hatten eine signifikant höhere
Strain-Ratio als Adenome. Die kategorische Klassifizierung konnte nur schlecht zwischen
Crohn-Herdläsionen, Adenokarzinomen und Adenomen differenzieren. Kategorische Bewertung
und VAS-Auswertung zeigten eine gute Interobserverübereinstimmung. Die SR-Messungen
führten zu semiquantitativen Strain-Werten und lieferten zusätzliche Informationen
über die elastischen Eigenschaften, trotz einer beträchtlichen Intraobservervariation.
Schlussfolgerung: Die Sonoelastografie mit SR-Bestimmungen und visueller Bewertung der Strain-Unterschiede
kann bei resezierten Darmproben nicht zwischen stenotischen Crohn-Herdläsionen und
Adenokarzinomen unterscheiden. Eine kleine Zahl an Adenomen zeigte sich signifikant
weicher als Adenokarzinome unter Verwendung der gleichen Bewertungsmethoden. Stadium
und Grad des Tumors hatten keinen signifikanten Einfluss auf die elastografischen
Befunde.
Key words
ultrasound - adenocarcinoma - Crohn’s disease - strain ratio - ex-vivo