Dr. Jonathan Rubin examinando pacientes
Elastografia ajuda a diferenciar a inflamação intestinal da fibrose e ajuda o médico a administrar tratamento correto na hora certa
Publicado no periódico de 28 de outubro de 2011 do ARDMS – American Register of Diagnostic Medical Sonographer e escrito por Justin Harris, jornalista
ANN ARBOR, Michigan – É difícil para os médicos saber se um paciente com doença de Crohn tem fibrose intestinal, o que requer cirurgia, ou inflamação, que pode ser tratado com medicamento. Um novo método de imagem tornou essa tarefa mais fácil, de acordo com um estudo da UM-led. Trata-se da elastografia por ultrassonografia, que diferencia de forma não invasiva a inflamação da fibrose, permitindo que os pacientes recebam atendimento mais adequado e oportuno. O estudo foi publicado na edição de setembro de Gastroenterologia.
Pacientes com doença de Crohn sofrem de inflamação crônica do intestino, que ao longo do tempo pode causar cicatrizes, culminando com extensa fibrose intestinal. No estágio em que a doença apenas acarreta inflamação intestinal os pacientes são tratados com medicamentos que suprimem o sistema imunológico, mas quando o intestino já fibrosou, este tratamento não é mais eficaz e os pacientes com fibrose intestinal deverão ser tratados cirurgicamente. Entretanto, ambos acarretam espessamento intestinal como manifestação morfológica. Nenhum método de diagnóstico por imagem, incluindo a tomografia computadorizada e a ressonância magnética, conseguiu diferenciar a inflamação da fibrose intestinal nos portadores de Doença de Crohn e muitos pacientes com fibrose são muitas vezes tratados inicialmente com drogas que suprimem o sistema imunológico, que são caras, tem muitos efeitos colaterais e nenhum resultado eficaz nesses pacientes.
“Estas terapias são potentes, caras e acarretam risco”, diz Ryan Stidham, professor clínico no Departamento de Medicina Interna. “E, para pacientes com fibrose, esse tratamento pode ser em vão.”
O tecido intestinal inflamado é mais mole do que o tecido fibrótico, que é duro e espesso. O novo método usa o ultrassom acoplado a elastografia para medir a dureza relativa e a espessura dos tecidos dentro do corpo, potencialmente permitindo que os médicos diferenciem entre as duas condições, sem realizar a cirurgia. Em modelos animais, a elastografia ultrassonográfica foi capaz de dizer com precisão a diferença entre o tecido inflamado e o tecido cicatricial.
“O objetivo deste estudo é dispor de uma tecnologia que possa fazer a distinção entre a fibrose e a inflamação”, diz Stidham, o principal autor do estudo. “Queremos saber se vale à pena realizar a terapia medicamentosa ou se a pessoa deve ser operada.”
Os pesquisadores também descobriram que a elastografia ultrassonográfica foi capaz de diferenciar entre o intestino normal e o fibrosado em um estudo piloto humano. Pacientes já agendados para o tratamento cirúrgico foram submetidos à avaliação por elastografia ultrassonográfica antes da cirurgia e as estenoses por fibrose foram identificadas em cada caso.
Stidham diz que o próximo passo do grupo é uma pesquisa a longo prazo em humanos, a partir deste inverno. Se a elastografia ultrassonográfica for capaz de avaliar com precisão a situação do doente, os médicos serão capazes de tratar os pacientes portadores de doença de Crohn no estágio de inflamação ou fibrose de maneira mais eficaz.
Segundo Stidham “a elastografia ultrassonográfica tem grande potencial para fornecer uma indicação clara que ajudará a determinar se o tratamento medicamentoso ou cirúrgico é o mais indicado para o paciente em questão e mais precocemente no curso da doença.”
Imagens de elasticidade pelo ultrassom para detecção de fibrose e inflamação intestinal em ratos e seres humanos com doença de Crohn
Fundamentos
A fibrose intestinal causa muitas complicações na doença de Crohn (DC). Os biomarcadores e os métodos de imagem disponíveis no momento não têm a acurácia necessária para diferenciar a inflamação intestinal de fibrose. A imagem da elasticidade por ultrassom transcutânea (UEI) é uma abordagem promissora não invasiva para medir propriedades mecânicas dos tecidos. Nossa hipótese é que a UEI pode diferenciar as alterações inflamatórias da parede intestinal das fibróticas, tanto em modelos animais com colite e seres humanos com DC.
Método
Ratas Lewis fêmeas foram submetidas a enemas com ácido sulfônico trinitrobenzênico produzindo modelos de colite inflamatória aguda (n = 5) e fibrose intestinal crônica (n = 6). O rastreamento com UEI usou um novo modelo algorítmico rastreador do pontilhamento para estimar a elasticidade tecidual. O segmento intestinal ressecado foi avaliado para determinar o grau de inflamação e fibrose. Sete pacientes consecutivos com DC estenosante foram estudados com UEI e tiveram o segmento intestinal estenótico ressecado e também um segmento intstinal normal foi avaliado pela elastografia ex vivo e submetido histopatologia.
Resultados
A elastografia transcutânea foi capaz de diferenciar a inflamação aguda (-2,07) da crônica fibrótica (-1,10) em modelos de ratos com doença inflamatória intestinal (IBD; P = 0,037). A elastografia transcutânea também diferenciou o intestino estenótico (-0,87) do tecido intestinal delgado normal (-1,99) em humanos com DC (P = 0,0008) e nestes resultados também tiveram boa correlação com a elastografia ex vivo (r = -0,81).
Conclusões
UEI pode diferenciar a doença intestinal inflamatória da fibrótica em modelos de ratos de IBD e pode distinguir entre fibrose intestinal e intestino não afetado em um estudo piloto em humanos com CD. A UEI representa uma nova tecnologia com potencial para se tornar uma medida objetiva da progressão da fibrose intestinal. Estudos clínicos prospectivos na CD são necessários.
Imaging technology might help doctors determine best treatment for Crohn’s disease patients
Diagnostic tool for distinguishing intestinal inflammation from fibrosis could allow doctors to deliver efficient, timely treatment
ANN ARBOR, Mich. — It’s difficult for doctors to tell whether a patient with Crohn’s disease has intestinal fibrosis, which requires surgery, or inflammation, which can be treated with medicine. A new imaging method might make that task easier, according to a U-M-led study.
Ultrasound elasticity imaging, or UEI, could allow doctors to noninvasively make the distinction between inflammation and fibrosis, allowing patients to receive more appropriate and timely care. The study was published in the September edition of Gastroenterology.
Crohn’s disease patients suffer from chronic inflammation of the intestines, which over time can cause scar tissue to form, resulting in intestinal fibrosis.
Patients with intestinal inflammation usually are treated with medicines that suppress their immune system, while patients with fibrosis are treated surgically. Because current diagnostic tests, including CT scans and MRIs, cannot detect the difference between the two conditions, many patients with fibrosis are often initially treated with immune system-suppressing drugs, which are expensive and are unlikely to help.
“These therapies are potent, costly and carry risk,” says Ryan Stidham, M.D., clinical lecturer in the Department of Internal Medicine. “And for patients with fibrosis, such treatment might be for naught.”
Inflamed intestinal tissue is softer than fibrotic tissue, which is hard and thick. The new method uses ultrasound to measure the relative hardness and thickness of tissue inside the body, potentially allowing doctors to differentiate between the two conditions without performing surgery. In animal models, UEI was able to accurately tell the difference between inflamed tissue and scar tissue.
“The goal of this study is to have technology that can make the distinction between fibrosis and inflammation,” says Stidham, the lead author of the study. “We want to know if it’s worth it to push medical therapy, or if a person is destined for surgery.”
The researchers also found that UEI was capable of differentiating between fibrotic and unaffected intestine in a pilot human study. Patients already scheduled for surgical treatment underwent UEI assessment prior to surgery, and fibrotic strictures were identified in each case.
Stidham says the next step in the group’s research is a long-term human clinical trial, beginning this winter. If UEI is able to accurately assess a patient’s condition, doctors will be able to more efficiently treat Crohn’s disease patients suffering from inflammation or fibrosis.
“UEI has great potential to provide a clear measurement that helps clinicians judge whether medical or surgical management is best for the individual patient earlier in their disease course.” Stidham says.
Additional authors: From U-M: Laura A. Johnson, David S. Moons, Barbara McKenna, Jonathan M. Rubin, Peter D. Higgins; From University of Pittsburgh: Jingping Xu, Kang Kim
Citation: Gastroenterology, DOI:10.1053/j.gastro.2011.07.027; published online July 25, 2011. “Ultrasound Elasticity Imaging for Detecting Intestinal Fibrosis and Inflammation in Rats and Humans With Crohn’s Disease”
Disclosures: None
Funding: National Institutes of Health grants
Ultrasound Elasticity Imaging for Detecting Intestinal Fibrosis and Inflammation in Rats and Humans With Crohn’s Disease
Gastroenterology. Volume 141, Issue 3 , Pages 819-826.e1, September 2011
Ryan W. Stidham ,,Jingping Xu, Laura A. Johnson, Kang Kim, David S. Moons, Barbara J. McKenna , Jonathan M. Rubin, Peter D.R. Higgins
published online Gastroenterology 25 July 2011. Ralf Kiesslich and Thomas D. Wang, Section Editors
Background
Intestinal fibrosis causes many complications of Crohn’s disease (CD). Available biomarkers and imaging modalities lack sufficient accuracy to distinguish intestinal inflammation from fibrosis. Transcutaneous ultrasound elasticity imaging (UEI) is a promising, noninvasive approach for measuring tissue mechanical properties. We hypothesized that UEI could differentiate inflammatory from fibrotic bowel wall changes in both animal models of colitis and humans with CD.
Methods
Female Lewis rats underwent weekly trinitrobenzene sulfonic acid enemas yielding models of acute inflammatory colitis (n = 5) and chronic intestinal fibrosis (n = 6). UEI scanning used a novel speckle-tracking algorithm to estimate tissue strain. Resected bowel segments were evaluated for evidence of inflammation and fibrosis. Seven consecutive patients with stenotic CD were studied with UEI and their resected stenotic and normal bowel segments were evaluated by ex vivo elastometry and histopathology.
Results
Transcutaneous UEI normalized strain was able to differentiate acutely inflamed (−2.07) versus chronic fibrotic (−1.10) colon in rat models of inflammatory bowel disease (IBD; P = .037). Transcutaneous UEI normalized strain also differentiated stenotic (−0.87) versus adjacent normal small bowel (−1.99) in human CD (P = .0008), and this measurement also correlated well with ex vivo elastometry (r = −0.81).
Conclusions
UEI can differentiate inflammatory from fibrotic intestine in rat models of IBD and can differentiate between fibrotic and unaffected intestine in a pilot study in humans with CD. UEI represents a novel technology with potential to become a new objective measure of progression of intestinal fibrosis. Prospective clinical studies in CD are needed.
Keywords: Ultrasound, Fibrosis, Crohn’s Disease, Elastography
Abbreviations used in this paper: CD, Crohn’s disease, IBD, inflammatory bowel disease, PBS, phosphate-buffered saline, RF, radiofrequency, TNBS, trinitrobenzene sulfonic acid, UEI, ultrasound elasticity imaging, YM, Young’s Modulus
Dra. Lucy Kerr 