Ultraschall Med
DOI: 10.1055/a-2708-9064
Review

Examining the Current Landscape of Liver Assessment by means of Viscosity and Shear Wave Elastography: A State-of-the-Art Review

Fortschritte in der sonographischen Beurteilung der Lebersteifigkeit mittels Viskositäts-basierter Elastographie: Eine State-of-the-Art-Übersicht

Authors

  • Sofia Maria Bakken

    1   Department of Medical and Surgical Sciences (DIMEC), Alma Mater Studiorum University of Bologna, Bologna, Italy (Ringgold ID: RIN9296)
    2   Diagnostic and Therapeutic Interventional Ultrasound Unit, IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Bologna, Italy
  • Matteo Serenari

    1   Department of Medical and Surgical Sciences (DIMEC), Alma Mater Studiorum University of Bologna, Bologna, Italy (Ringgold ID: RIN9296)
    3   Hepatobiliary Surgery and Transplant Unit, IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Bologna, Italy
  • Giulia Fiorini

    4   Cardiovascular Medicine Unit, IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Bologna, Italy (Ringgold ID: RIN18508)
  • Jorge Ruiz-Rodríguez

    5   Department of Gastroenterology and Hepatology, Hospital Universitario Rio Hortega, Valladolid, Spain (Ringgold ID: RIN16918)
  • Andrea Boccatonda

    1   Department of Medical and Surgical Sciences (DIMEC), Alma Mater Studiorum University of Bologna, Bologna, Italy (Ringgold ID: RIN9296)
    2   Diagnostic and Therapeutic Interventional Ultrasound Unit, IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Bologna, Italy
  • Carla Serra

    6   Diagnostic and Therapeutic Interventional Ultrasound Unit, IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Bologna, Italy (Ringgold ID: RIN18508)

Abstract

Ultrasound plays a central role in the diagnosis, monitoring, and management of liver diseases. Assessing hepatic fibrosis is essential in chronic liver disease, and several diagnostic modalities are available. The gold standard remains percutaneous liver biopsy, an invasive method using a 16–18-gauge needle. A breakthrough came in 2003 with transient elastography (TE), a non-invasive technique that measures liver stiffness (kPa) via elastic wave propagation. Later, shear wave elastography (SWE), integrated into modern ultrasound systems, was developed to assess tissue elasticity. SWE generates shear waves (SWs) through acoustic radiation force, assuming tissues to be linearly elastic and homogeneous, and provides quantitative stiffness data. Recent evidence shows hepatic tissue is viscoelastic, with wave propagation varying by frequency. Quantifying viscosity remains a challenge. Fibrosis affects viscoelastic properties and shear wave speed (SWS), while necroinflammation predominantly alters the viscous component, influencing the shear wave dispersion slope (SWDS). This review provides an overview of ultrasound elastography methods, including stiffness and viscosity assessment, their physical principles, and clinical applications in hepatology.

Zusammenfassung

Ultraschall ist zentral für die Diagnose, Verlaufskontrolle und Therapie von Leber-Erkrankungen. Die Einschätzung des Fibrosegrads ist entscheidend im Management chronischer Leber-Erkrankungen. Goldstandard bleibt die invasive Leberbiopsie mit einer 16–18-Gauge-Nadel. Seit 2003 bietet die transiente Elastografie (TE) eine nicht invasive Alternative, die die Lebersteifigkeit in kPa durch Messung elastischer Wellen bestimmt. Später wurde die Scherwellen-Elastografie (SWE) entwickelt, heute in moderne Ultraschallgeräte integriert. SWE erzeugt laterale Scherwellen (SWs) mittels akustischem Strahlungskraft-Impuls und basiert auf der Annahme, dass Gewebe homogen und linear elastisch ist. Dies ermöglicht eine quantitative Bestimmung der Gewebesteifigkeit. Neuere Studien zeigen jedoch, dass das Lebergewebe viskoelastisch ist – Wellen unterschiedlicher Frequenz breiten sich mit variabler Phasengeschwindigkeit aus. Die exakte Messung der Viskosität bleibt methodisch anspruchsvoll. Eine Fibrose verändert die viskoelastischen Eigenschaften und die Scherwellen-Geschwindigkeit (SWS), während nekroinflammatorische Prozesse vor allem die viskose Komponente beeinflussen und damit den Scherwellen-Dispersionsslope (SWDS). Diese Übersicht beleuchtet die Methoden der Elastografie zur Beurteilung der Steifigkeit und Viskosität, deren physikalische Grundlagen sowie klinische Anwendungen in der Hepatologie.



Publication History

Received: 08 May 2025

Accepted after revision: 24 September 2025

Accepted Manuscript online:
24 September 2025

Article published online:
16 January 2026

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