Ultrassonografia Hepática para Classificação da Doença Hepática Esteatótica Associada à Disfunção Metabólica

1. Propósito O principal objetivo deste estudo é desenvolver métodos de ultrassom que possam identificar os estágios da doença hepática esteatótica associada à disfunção metabólica (MASLD) com Elastografia por Ressonância Magnética (MRE), Fracção de Gordura por Densidade Protónica por Ressonância Magnética (PDFF) e biópsia como verdade absoluta.
2. Hipótese O ultrassom pode substituir a ressonância magnética na estadiagem da esteatose e fibrose. O ultrassom pode melhorar a estadiagem da inflamação.

3. Justificação Uma ampla gama de patologias pode causar alterações nas propriedades mecânicas do tecido humano. Por esta razão, encontrar uma forma de avaliar a rigidez do tecido de forma não invasiva está a revelar-se clinicamente útil. Muitas doenças hepáticas de etiologias variadas, incluindo hepatite, doença hepática gordurosa, alcoolismo e outras, apresentam aumento da rigidez hepática devido à fibrose. A fibrose pode levar a vários cancros do fígado ou cirrose, por vezes causando a morte. Estima-se que a prevalência da cirrose seja de 4,5% a 9,5% da população geral, indicando que um grupo muito maior é afetado pelos vários estágios da fibrose. Se aumentos dramáticos na rigidez hepática devido à fibrose puderem ser detetados num estágio inicial, o tratamento pode ser adaptado ao paciente e os resultados podem ser monitorizados para aumentar a probabilidade de reversão e retardar os efeitos danosos.

   A biópsia é tradicionalmente o método padrão para diagnosticar e monitorizar condições hepáticas, sendo amplamente utilizada desde 1958. Algumas vantagens da biópsia incluem a visualização de depósitos de gordura e ferro. Infelizmente, as biópsias não são capazes de mostrar a heterogeneidade da fibrose, pois a leitura é frequentemente feita no mesmo local e consiste apenas em 1/50.000 do volume do fígado. Estudos mostraram discordância nos resultados das biópsias do lobo esquerdo para o direito em 33% dos casos e 30% de má classificação de casos cirróticos. Além disso, estudos mostraram variação significativa inter-observador e intra-observador. Finalmente, uma desvantagem da biópsia que tem estimulado a transição para medidas de diagnóstico não invasivas, como a elastografia, é o risco associado de dor, hemorragia e mortalidade.

   Vários métodos de elastografia foram desenvolvidos e aplicados ao fígado. A elastografia transitória, FibroScan (EchoSens, Paris) é o tipo mais comum de elastografia atualmente aplicada ao fígado para a medição da rigidez, indicando atividade fibrótica. Utiliza tecnologia de ultrassom com uma sonda unidimensional para medir a velocidade das ondas de corte. Tornou-se o padrão de cuidados em algumas clínicas em todo o mundo como um dispositivo acessível e diagnosticamente fiável. Embora seja indolor, rápido e conveniente, só consegue recolher uma amostra muito pequena do lobo direito do fígado, pelo que não consegue capturar qualquer heterogeneidade e pode deturpar o estado de todo o órgão. Além disso, tanto quanto os investigadores sabem, os valores de rigidez obtidos das leituras do FibroScan não foram correlacionados com os valores da Elastografia por Ressonância Magnética em qualquer comparação direta na literatura e resultam em resultados menos fiáveis para estágios iniciais da fibrose.

   A Elastografia por Ressonância Magnética é outro tipo de elastografia aplicada ao fígado. Mostrou uma precisão diagnóstica muito elevada na estadiagem de pacientes em estágios fibróticos e é utilizada em algumas clínicas privadas, principalmente nos Estados Unidos. Permite flexibilidade na sua aplicação e nos protocolos utilizados para adquirir os dados. Mostrou grande repetibilidade e reprodutibilidade e é frequentemente eficaz em pacientes com IMCs mais elevados. Os altos custos e complexidade associados às ressonâncias magnéticas restringem a sua utilidade em muitas áreas afetadas por doença hepática.

   O método S-WAVE dos investigadores é um método de ultrassom que produzirá imagens bidimensionais e tridimensionais, permitindo uma visualização completa do fígado. É uma técnica de multifrequência ajustável, que pode mostrar grandes áreas do órgão como mapas volumétricos de elasticidade. É acessível e viável em contextos clínicos generalizados devido às necessidades de hardware simples de um dispositivo de ultrassom.

   Os dados de ultrassom que são usados para medir a rigidez do tecido também podem ser usados para estimar o conteúdo de gordura do tecido. De facto, o tecido adiposo tende a atenuar o ultrassom mais do que o tecido normal. Outras características dos dados de ultrassom (os dados de radiofrequência ou RF) também são alteradas quando o tecido se torna adiposo. O primeiro estágio da MASLD é a esteatose, um aumento da proporção de gordura no tecido hepático, seguido de inflamação, seguido de cicatrização do tecido e fibrose.

4. Objetivos

   • Comparar os resultados de rigidez obtidos de MRE, S-WAVE e FibroScan em voluntários saudáveis e em pacientes para demonstrar forte concordância entre S-WAVE e MRE na avaliação da fibrose.
   • Comparar a fração de gordura por densidade protónica por ressonância magnética com a atenuação por ultrassom e outras medidas, para demonstrar forte concordância entre ultrassom e MRI-PDFF na avaliação da esteatose.
   • Mostrar que o ultrassom pode avaliar todo o espectro da MASLD, incluindo esteatose, fibrose e inflamação, com biópsia como verdade absoluta.

5. Métodos de Investigação 40 indivíduos sem histórico de doença hepática, principalmente a recrutar de uma população de estudantes de pós-graduação da UBC, e 105 indivíduos, com vários estágios de fibrose, a recrutar no Instituto de Gastroenterologia do Instituto de Investigação (GIRI) em Vancouver, e VGH serão submetidos a um FibroScan, S-WAVE e ressonâncias magnéticas incluindo PDFF e MRE.

   O FibroScan e o S-WAVE serão realizados por um técnico e por um sonografista, respetivamente, no GIRI ou VGH.

   O exame de ressonância magnética será realizado no centro de investigação de ressonância magnética da UBC.

   Dez leituras de FibroScan serão obtidas do lobo direito através do espaço intercostal do paciente. O FibroScan exibe a rigidez mediana em kPa, bem como o intervalo interquartil. É necessária uma taxa de sucesso mínima de 80% com um intervalo interquartil inferior a 30% do valor de rigidez para aceitar as leituras do FibroScan. Cada indivíduo será submetido ao processo uma vez.

   S-WAVE é uma técnica de elastografia desenvolvida na UBC que utiliza a resposta do tecido a vibrações de multifrequência para estimar as propriedades mecânicas do tecido. As vibrações geram ondas de corte em estado estacionário no tecido. Uma série de imagens de ultrassom captura o movimento das ondas de corte do tecido e um modelo de tecido é usado para estimar as propriedades mecânicas subjacentes. Já foi aplicada com sucesso para imagiar a próstata, a mama, a placenta e no fígado.

   O dispositivo de excitação utilizado é uma placa colocada debaixo do paciente na cama de exame. As frequências aplicadas variarão de 45 Hz a 80 Hz. A amplitude selecionada será suficiente para produzir ondas adequadas na região de interesse e dentro do nível de conforto do paciente. Uma sonda de ultrassom 3D será usada para obter volumes de imagem, enquanto é mantida no lugar pelo sonografista. Além disso, um transdutor de ultrassom 2D será movido para obter volumes de imagem aproximadamente na mesma localização.

   Imagens intercostais e transabdominais serão obtidas de acordo com um protocolo repetível.

   Todas as digitalizações S-WAVE serão realizadas por duas sonografistas treinadas e muito experientes, Srta. Vickie Lessoway e Srta. Jan Reid.

   A Elastografia por Ressonância Magnética será realizada no scanner de ressonância magnética Philips Elition 3T localizado no centro de investigação de ressonância magnética da UBC. A digitalização começará com imagens axiais T1 e T2, seguidas de imagens ponderadas por difusão.

   Em seguida, será realizado o exame de elastografia por ressonância magnética usando a sequência eXpresso e excitação simultânea do tecido. A sequência eXpresso tem sido usada em estudos de fantoma, fígado e próstata. O sistema de excitação é um atuador eletromagnético que foi construído internamente e compreende laços de fio dispostos numa bobina. As vibrações resultam quando a corrente passa pelos fios na presença do campo magnético do scanner de ressonância magnética. É sincronizado com a sequência de imagem de ressonância magnética. O agitador será colocado sobre a caixa torácica direita do sujeito enquanto este se encontra em posição supina. Será fixado no lugar com um cinto de velcro para evitar qualquer movimento. O diâmetro da placa do agitador tem 5 a 10 cm de largura. O sistema é muito semelhante ao usado em estudos anteriores noutros locais e para imagiar a próstata e o fígado.

   A sessão completa de imagiologia por ressonância magnética durará menos de 90 minutos.

   O processamento dos dados MRE e VE ocorre offline para extrair informações sobre propriedades mecânicas e conteúdo de gordura. Estes podem então ser exibidos visualmente e comparados. Ambos envolvem o processamento dos dados brutos de eco de ultrassom.

6. Processamento de Dados Todos os dados S-WAVE serão processados por software desenvolvido no Laboratório de Robótica e Controlo da UBC. Este software é capaz de estimar um valor de rigidez em todos os pontos imagiados com base num modelo de tecido. O resultado é um mapa volumétrico da rigidez do tecido que pode ser sobreposto na imagem B-mode correspondente. Regiões de Interesse serão selecionadas com base em áreas homogéneas com poucos vasos sanguíneos.

As imagens MRE brutas serão processadas com um software desenvolvido internamente que filtra os dados e aplica modelos para calcular o módulo de corte dinâmico (Gd) e a viscosidade (Gl) para cada pixel. Estas propriedades mecânicas formam uma nova imagem que é então sobreposta nas imagens ponderadas em T2 padrão para fácil visualização. Serão escolhidas regiões de interesse com poucos vasos sanguíneos. A média e o desvio padrão de Gd e Gl serão calculados.

O conteúdo de gordura do tecido será determinado por sequências padrão de MRI PDFF. O conteúdo de gordura do tecido será determinado a partir do ultrassom com base na análise quantitativa dos dados brutos de RF do ultrassom.

O processamento de imagens de ultrassom será otimizado para corresponder às imagens de ressonância magnética (ressonância magnética como verdade absoluta para avaliação de fibrose e esteatose).

O processamento de imagens de ultrassom será otimizado para prever inflamação, com resultados de biópsia como verdade absoluta.