Zeitharmonische Ultraschallelastografie zur Detektion von Glomerulonephritiden

Abstract

Die nachfolgende Zusammenfassung entspricht dem Abstract der Arbeit Grossmann et al. US Time-Harmonic Elastography for the Early Detection of Glomerulonephritis. Radiology 2019;292:676-84. doi:10.1148/radiol.2019182574. Die Übersetzung erfolgte durch den Autor. Zusammenfassung • Hintergrund: Glomerulonephritiden (GN) gehen mit fibrotischen Umbauprozessen der Glomeruli und des Tubulointerstitiums einher. Mit der zeitharmonischen Ultraschallelastografie (USE) lassen sich viskoelastische Gewebeeigenschaften nichtinvasiv quantifizieren.

• Ziel: Untersuchung der diagnostischen Genauigkeit der zeitharmonischen USE zur frühzeitigen Detektion von GN.

• Methoden: Zwischen August 2016 und Mai 2017 wurden Patienten mit histologisch gesicherter GN prospektiv ultraschallelastografisch untersucht und anhand ihrer CKDStadien gruppiert. Alle Studienteilnehmer erhielten für beide Nieren zeitharmonische USE-Untersuchungen mit Elastogrammen der Gesamtniere, welche ortsaufgelöst Scherwellengeschwindigkeiten (SWS) abbildeten. In der Auswertung wurden Nierenparenchym, Kortex und Medulla separat analysiert und mit konventionellen Parametern wie Parenchymsaumstärke und Nierenpolabstand verglichen. Die diagnostische Genauigkeit wurde mithilfe von Grenzwertoptimierungskurven (ROC) untersucht.

• Ergebnisse: Es wurden insgesamt 53 GN-Patienten (mittleres Alter ± Standardabweichung 49 Jahre ± 14 Jahre) und 30 gesunde Probanden (mittleres Alter 37 Jahre ± 11 Jahre) untersucht. Die alterskorrigierten SWS waren in der Patientengruppe in allen untersuchten renalen Substrukturen niedriger als bei den gesunden Freiwilligen. Die Mittelwerte der GN-Patienten bzw. der gesunden Probanden lagen für das Parenchym bei 1,55 m/s (95 %-Konfidenzintervall [KI]: 1,51 m/s; 1,59 m/s) versus 1,69 m/s (95 %-KI: 1,64 m/s; 1,74 m/s; p < 0,001), für den Kortex bei 1,80 m/s (95 %-KI: 1,75 m/s; 1,84 m/s) versus 2,08 m/s (95 %-KI: 2,02 m/s; 2,13 m/s; p < 0,001) und für die Medulla bei 1,25 m/s (95 %-KI: 1,21 m/s; 1,29 m/s) versus 1,33 m/s (95 %-KI: 1,27 m/s; 1,38 m/s; p < 0,03). Auch die alterskorrigierten mittleren kortikalen SWS von GN-Patienten mit erhaltener Nierenfunktion (CKD 1) waren mit 1,88 m/s (95 %-KI: 1,81 m/s; 1,96 m/s) im Vergleich zu denen der gesunden Studienteilnehmer mit 2,08 m/s (95 %-KI: 2,02 m/s; 2,13 m/s; p < 0,001) erniedrigt. Es wurde eine positive Korrelation der kortikalen Scherwellengeschwindigkeiten der Patienten mit der geschätzten glomerulären Filtrationsrate (eGFR) (n = 39; r = 0,56; p < 0,001) gezeigt. Die diagnostische Genauigkeit der zeitharmonischen USE (area under the receiver operating characteristic curve [AUC]: 0,89; 95 %-KI: 0,82; 0,97) übertraf die der Parenchymsaumstärke (AUC: 0,64; 95 %-KI: 0,51; 0,77; p < 0,001) und des Polabstandes (AUC: 0,55; 95 %-KI: 0,40; 0,68; p < 0.001).

• Schlussfolgerung: Mit der zeitharmonischen USE wurde bei GN-Patienten in einem Frühstadium mit erhaltener Nierenfunktion eine renale Erweichung gezeigt. Die renale Erweichung korrelierte mit einer zunehmenden Niereninsuffizienz. Die zeitharmonische USE zeigte eine bessere diagnostische Genauigkeit zur Identifikation von GN, als die morphologischen B-Bildparameter Parenchymsaumstärke und Polabstand.

The following original abstract corresponds to the abstract in Grossmann et al. US Time-Harmonic Elastography for the Early Detection of Glomerulonephritis. Radiology 2019;292:676-84. doi:10.1148/radiol.2019182574. original abstract • Background: Glomerulonephritis (GN) refers to renal diseases characterized by glomerular and tubulointerstitial fibrosis. Multifrequency ultrasound time-harmonic elastography (THE) enables the noninvasive quantification of tissue-elasticity. • Purpose: To assess the diagnostic performance of ultrasound THE for the early detection of GN.

• Materials and Methods: From August 2016 through May 2017, study participants with biopsy-proven GN were prospectively examined with THE. Participants were subdivided according to chronic kidney disease (CKD) stages. All participants underwent elastography of both kidneys to generate full-field-of-view maps of renal shear wave speed (SWS). SWS was determined separately for the whole renal parenchyma, cortex, and medulla and was correlated with quantitative B-mode findings such as renal length and parenchymal thickness. Diagnostic performance of renal elastography was assessed with receiver operating characteristic curve analysis.

• Results: Fifty-three participants with GN (mean age ± standard deviation, 49 years ± 14 years) and 30 healthy volunteers (mean age, 37 years ± 11 years) were evaluated. Age-adjusted renal SWS was lower in participants with GN than in healthy volunteers in the parenchyma, cortex, and medulla, with mean values of 1,55 m/s (95% confidence interval [CI]: 1,51 m/s, 1,59 m/s) and 1,69 m/s (95% CI: 1,64 m/s, 1,74 m/s; p < 0,001) respectively in parenchyma, 1,80 m/s (95% CI: 1,75 m/s, 1,84 m/s) and 2,08 m/s (95% CI: 2,02 m/s, 2,13 m/s; p < 0,001) respectively in cortex, and 1,25 m/s (95% CI: 1,21 m/s, 1,29 m/s) and 1,33 m/s (95% CI: 1,27 m/s, 1,38 m/s; p < 0,03) respectively in medulla. Age-adjusted renal cortex SWS was lower in participants with GN and stage 1 CKD (preserved renal function) than in healthy volunteers (mean: 1,88 m/s [95% CI: 1,81 m/s, 1,96 m/s] vs 2,08 m/s [95% CI: 2,02 m/s, 2,13 m/s]; p < 0,001). In participants with CKD, renal cortex SWS values showed a positive association with estimated glomerular filtration rate (n = 39; r = 0,56; p < 0,001). Exploratory diagnostic performance of ultrasound THE (area under the receiver operating characteristic curve [AUC]: 0,89; 95% CI: 0,82; 0,97) outperformed that of B-mode parameters such as parenchymal thickness (AUC: 0,64; 95% CI: 0,51, 0,77; p < 0,001) and renal length (AUC: 0,55; 95% CI: 0,40; 0,68; p < 0,001) in identifying GN.

• Conclusion: Ultrasound THE depicts abnormal renal stiffness in GN, particularly among patients with early disease and preserved renal function. Advanced CKD is associated with further cortical softening. Time-harmonic elastography outperforms B-mode-based size quantification.