Stanzen oder nicht Stanzen? Kann die ShearWave-Elastografie die Antwort liefern? Prof. Dr. Michael Golatta

Stanzen oder nicht Stanzen? Kann die ShearWave-Elastografie die Antwort liefern? Prof. Dr. Michael Golatta

Themen I. Einführung II. III. IV. Strain, Shear wave, VTIQ, Supersonic - wie schafft man einen Überblick? Stanzen oder nicht stanzen? Kann die Elastographie die Spezifität in der Brustdiagnostik erhöhen? Welche Bedeutung hat die SWE zur Beurteilung des Therapieerfolgs bei Brustkrebspatientinnen im Verlauf einer NAC?

Anzahl der Einträge Elastographie: ein Update Pubmed Einträge/ Jahr seit 1998 120 100 80 60 40 20 0 Anzahl (shear wave elastography + breast) Anzahl (elastography + breast) Anzahl (elastography + screening) hot topic steigender Empfehlungsgrad in Leitlinien Bedeutungsgewinn v.a. Abklärung von suspekten Brustläsionen 5 th BI-RADS Atlas

II. Technische Grundlagen der Elastographie STRAIN, SHEAR WAVE, VTIQ, SUPERSONIC- WIE SCHAFFT MAN EINEN ÜBERBLICK?

Das Elastographie Prinzip Pathologische Prozesse (Tumoren, Fibrosierung etc.) Veränderte Elastizität (Steifigkeit) des Gewebes Abbildung dieser Eigenschaft mittels Elastographie als......relative Gewebsverschiebung (Strain)...quantitative Ausbreitung von Scherwellen im Gewebe (SWE) Benson J, Liexiang F, Siemens, Whitepaper- Tissue Strain Analytics

Elastographie: Strain vs. Shear Wave aus: Barr, R.G., et al., WFUMB Guidelines and Recommendations for Clinical Use of Ultrasound Elastography: Part 2: Breast. Ultrasound in Medicine and Biology, 2015.

Elastographie: VTIQ (Siemens) Benson J, Liexiang F, Siemens, Whitepaper- Tissue Strain Analytics VTIQ = Virtual Touch Tissue Imaging Quantification Technische Verbesserungen: Untersucherunabhängiger: Automatisch generierte Impulswellen Quantitative Messung (m/s bzw. kpa)

III. Anwendungen der Elastographie STANZEN ODER NICHT STANZEN? KANN DIE ELASTOGRAPHIE DIE SPEZIFITÄT IN DER BRUSTDIAGNOSTIK ERHÖHEN?

Vergleich der einzelnen Methoden (US BI-RADS vs. VTIQ) und der Kombination von BI-RADS +VTIQ Golatta, M., et al. (2014). Evaluation of virtual touch tissue imaging quantification, a new shear wave velocity imaging method, for breast lesion assessment by ultrasound. Biomed Res Int 2014. BI-RADS VTIQ BIRADS + VTIQ Sensitivity 100 98 98 Specificity 30 68 82 PPV 61 77 86 NPV 100 97 98 AUC 0,96 0,94 0,98 n= 104; cut-off: 5,18 m/s Maligne: 7,73 m/s vs. Benigne: 4,46 m/s (p< 0,0001) Sensitivität, NPV, Spezifität, PPV, und AUC

Upstaging von BI-RADS 3 Läsionen Wojcinski, S., et al.(2010). Multicenter study of ultrasound real-time tissue elastography in 779 cases for the assessment of breast lesions: improved diagnostic performance by combining the BI-RADS(R)-US classification system with sonoelastography. Ultraschall Med 31. Upstaging von BI-RADS 3: höhere Detektionsraten, aber auch höhere Stanzraten

Verbesserung der Spezifität Berg, W. A., et al. (2012). Shear-wave elastography improves the specificity of breast US: the BE1 multinational study of 939 masses. Radiology 262. n= 939 cut-off: 5,2 m/s

Explorative Cut-offs (VTIQ, Siemens) Cut- off Sensitivity Specificity Patients included Tozaki et al. (2012) Ianculescu et al. (2014) Barr et al. (2014) Golatta et al. (2014) Tang et al. (2015, July) Liu et al. (2015, August) Li D. et al. (2015, December) Kapetas et al. (2016, July) 3.59 m/s 91 % 93 % 158 3.31 m/s 80.4 % 73 % 110 4.5 m/s 50 % (with QM: 93%) 94 % (with QM: 89%) 143 5.2 m/s 98 % 82 % 103 3.68 m/s 93.3% 79.4% 98 3.36 m/s 88.7% 66.3% 130 4.39 m/s 81% 91,5% 296 3.23 (2.23) m/s 82.4% (89.7%) 80.4% (76.5%) 84

Evaluation of Virtual Touch Tissue Imaging Quantification (VTIQ - 2D-SWE) in the Assessment of BI-RADS 3 and 4 lesions: Can patient selection for biopsy be improved? A confirmatory Multi-Center-Study

VTIQ Multi: Studiendesign prospektiv, multizentrisch, konfirmatorisch verblindete BI-RADS Wertung Rekrutierung seit 02/16 12 Zentren in 7 Ländern (D, NL, P, AU, F, USA, JP) geplant: mind. n = 1000 BI-RADS 3 mind. n= 300 BI-RADS 4a mind. n= 400 BI-RADS 4b mind. n= 100 BI-RADS 4c mind. n= 100 3x Messungen im Maximum der Läsion Virtual Touch IQ technology Siemens Acuson S2000 HELX

VTIQ Multi: Studienziele DD maligne vs. benigne Konfirmatorische Bestätigung cut-off= 3,5 m/s Up-/ Downstaging Improvement of the assessment of BI-RADS 3 and 4a lesions by restaging patients according to a predefined VTIQ cut-off of 3.5 m/s (37 kpa). Ziel: Steigerung der Spezifität, Vermeiden von Stanzen

Algorithmus: Up- u. Downstaging cut-off: 3,5 m/s BI-RADS 3 BI-RADS 4a VTIQ > cut-off VTIQ < cut-off VTIQ > cut-off VTIQ < cut-off Group A: Upstaging Group B: Classification confirmed Group C: Classification confirmed Group D: Downstaging

Beispiel: BI-RADS 4a

Beispiel: BI-RADS 4a Downstaging möglich -> Histologie: Fibroadenom BI-RADS 4a VTIQ > cut-off VTIQ < cut-off Group C: Classification confirmed Group D: Downstaging

Beispiel 2: BI-RADS 4a 62 J.

Beispiel 2: BI-RADS 4a 62 J. Histologie: NST, G3, Luminal B, Ki-67 30% 23

Beispiel 3: BI-RADS 3 43 J. 24

Beispiel 3: BI-RADS 3 43 J. Histologie: Zyste 25

Kann die Elastographie die Spezifität in der Brustdiagnostik erhöhen? Nützlich zur Differenzierung zwischen malignen und benignen Läsionen Definition eines Cut-off Wertes möglich Problematik Spezifität Reduktion überflüssiger Biopsien Golatta M, et al. (2013). Normal breast tissue stiffness measured by a new ultrasound technique: virtual touch tissue imaging quantification (VTIQ), Eur J Radiol. Ianculescu, et al. (2014). Added value of Virtual Touch IQ shear wave elastography in the ultrasound assessment of breast lesions. EJR. Barr RG and Zhang Z. (2014). Shear-Wave Elastography of the Breast: Value of a Quality Measure and Comparison with Strain Elastography. Radiology. Golatta M, et al. (2014). Evaluation of Virtual Touch Tissue Imaging Quantification (VTIQ), a new Shear Wave Velocity Imaging Method, for Breast Lesion Assessment by Ultrasound. Biomed Res Int.. Tang L, et al. (2015). A novel two-dimensional quantitative shear wave elastography for differentiating malignant from benign breast lesions. Int J Clin Exp Med 8. Li XL, et al. (2016). Value of Virtual Touch Tissue Imaging Quantification for Evaluation of Ultrasound Breast Imaging-Reporting and Data System Category 4 Lesions. Ultrasound Med Biol..

IV. Anwendungen der Elastographie WELCHE BEDEUTUNG HAT DIE SWE ZUR BEURTEILUNG DES THERAPIEERFOLGS BEI BRUSTKREBSPATIENTINNEN IM VERLAUF EINER NAC?

Elastographie in der Neoadjuvanz: Mögliche Fragestellungen Wie verändert sich die Elastizität von Tumorgewebe unter einer neoadjuvanten Chemotherapie? Beurteilung des Therapieansprechens im Verlauf? Elastographie in der Neoadjuvanz pcr Prädiktion? Kann die Elastographie die Tumorausdehnung beurteilen und somit OP Grenzen vorhersagen?

Maximale Geschwindigkeit [m/s] Vergleich der Mittelwerte: pcr vs. non-pcr Gruppe 8,00 6,00 4,00 7,22 7,05 7,15 6,32 5,71 4,55 5,64 4,92 3,61 4,46 3,94 3,05 U Test nach Mann & Whitney t 0 p (2-sided) ns 0,629 t 1 * 0,009 t 2 ** 0,001 t END * 0,028 2,00 Maier/ Golatta et al., Präsentation Senologiekongress, 2017. t0 t1 t2 tend Zeitpunkt pcr Gruppe non pcr Gruppe Gesamt

Geschwindigkeit (m/s) Geschwindigkeitsmessungen (m/s) im Verlauf der NAC 10 0; 9,9 9 8 1; 8 7 6 5 4 3 2 2; 4,67 3; 2,14 Vs-Wert (m/s) 1 0 33J., NST, G3, TNBC, Ki-67 70% 0 1 2 3 Zeitpunkt

Geschwindigkeit (m/s) Geschwindigkeitsmessun gen (m/s) im Verlauf der NAC 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0; 9,9 1; 8 2; 4,67 0 (1) 1 3 Zeitpunkt 3; 2,14 Vs-Wert (m/s) 33J., NST, G3, TNBC, Ki-67 70%

Welche Bedeutung hat die SWE zur Beurteilung des Therapieerfolgs bei Brustkrebspatientinnen im Verlauf einer NAC? V s im Verlauf einer NAC in pcr- und non-pcr Gruppen signifikante Unterschiede der Mittelwerte und der Differenzen zwischen pcr und non-pcr insb. zu Beginn der NAC Evans, A., et al. (2017). Prediction of Pathological Complete Response to Neoadjuvant Chemotherapy for Primary Breast Cancer Comparing Interim Ultrasound, Shear Wave Elastography and MRI. Ultraschall Med. Ma, Y., et al. (2017). Comparison of strain and shear-wave ultrasounic elastography in predicting the pathological response to neoadjuvant chemotherapy in breast cancers. Eur Radiol, 27(6). Ma, Y., et al. (2016). Combination of shear wave elastography and Ki-67 index as a novel predictive modality for the pathological response to neoadjuvant chemotherapy in patients with invasive breast cancer. Eur J Cancer, 69. Jing, H., et al. (2016). Early Evaluation of Relative Changes in Tumor Stiffness by Shear Wave Elastography Predicts the Response to Neoadjuvant Chemotherapy in Patients With Breast Cancer. J Ultrasound Med. Lee, S. H., et al. (2015). Shear-Wave Elastography for the Detection of Residual Breast Cancer After Neoadjuvant Chemotherapy. Ann Surg Oncol, 22 Suppl 3. Evans, A., et al. (2013). Can shear-wave elastography predict response to neoadjuvant chemotherapy in women with invasive breast cancer? Br J Cancer, 109(11).

Fazit & Ausblick Elastographie als sinnvolle Ergänzung in Abklärungssituation, insb. für die Brust. DD maligne vs. benigne Potenzial: Bewertung von BI-RADS 3 und 4a Läsionen verbessern. Konfirmatorische Studie mit großer Fallzahl läuft. Verschiedene Studien verwenden unterschiedliche explorative cut-offs (und unterschiedliche Technologien). Elastographie als zusätzliches Diagnostikum in der Neoadjuvanz scheint möglich und sinnvoll.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr. med. Michael Golatta, MHBA Stellv. Leiter: Sektion Senologie Universitäts-Frauenklinik Heidelberg Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. med. Christof Sohn Im Neuenheimer Feld 440 69120 Heidelberg E-Mail: michael.golatta@med.uni-heidelberg.de www.klinikum.uni-heidelberg.de/brustzentrum