Quantifizierbarer Ultraschall: ARFI – eine stille Revolution Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Imaging ist eine Technologie zur nichtinvasiven Messung der Lebersteifigkeit.

03.12.2015

Mit dem ultraschallbasierten nichtinvasiven Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Imaging-Verfahren ließen sich Leberbiopsien vermeiden und Fibrosen zuverlässig diagnostizieren. Dennoch ist die Technologie in der Fachwelt noch nicht voll etabliert. Eine Bestandsaufnahme.

Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) Imaging ist eine Technologie zur nichtinvasiven Messung der Lebersteifigkeit. Gemessen wird eine Scherwelle, die sich im Körper ausbreitet und mit dem ACUSON S2000™ mit konventionellen Ultraschallköpfen ermittelt werden kann. Die akustischen Kurzimpulse, die bei der System-Option ARFI ins Gewebe ausgesandt werden, induzieren lokalisierte mikrometergroße Gewebeverschiebungen. Diese Verschiebungen führen zur Ausbreitung von Transversalwellen weg von der Region der Erregung. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Transversalwellen kann nun mittels Ultraschallwellen detektiert und gemessen werden: Je steifer das Gewebe, desto höher die Geschwindigkeit.

ARFI revolutioniert die Sonographie auf diese Weise mit echten physikalischen Parametern. Dennoch ist die Technologie noch zu wenig bekannt – das beobachtet Professor Dr. Michael Gebel von der Medizinischen Hochschule Hannover. Niedergelassene Ärzte nutzen die Technik selten, weil eine Untersuchung der Leber mit dieser Technologie von den Kostenträgern als individuelle Gesundheitsleistung (IGeL) geführt und für Patienten somit kostenpflichtig ist. In Kliniken kommt die Technologie häufiger zum Zug – allerdings ist ihr Potenzial längst nicht ausgeschöpft. Gebel hat das Potenzial früh erkannt und fordert eine konsequente Weiterentwicklung: „Primum nil nocere – zuerst einmal nicht schaden“, lautet sein Credo und mit der nichtinvasiven quantifizierbaren Elastographie ARFI ließen sich zahlreiche Leberbiopsien und damit Risiken für den Patienten und Kosten im Gesundheitswesen vermeiden. Zudem bahnt sich eine weltweite Epidemie an, bei der ARFI eine verbesserte Früherkennung ermöglichen könnte …

Herr Professor Gebel, bitte beschreiben sie uns zunächst die Strukturen der Medizinischen Hochschule Hannover, in denen Ihr Fachbereich angesiedelt ist. 

Professor Dr. Michael Gebel: Primär sind wir der Klinik für Gastroenterologie, Hepatologie und Endokrinologie zugeordnet. Unsere Leistung wird in erster Linie der eigenen Klinik, aber auch allen anderen Fachbereichen hier angeboten. Es ist eine spezielle Leistung, für die wir großes Know-how brauchen. Wir arbeiten hier in Hannover mit einer innerbetrieblichen Leistungsverrechnung. Die anderen Abteilungen kaufen die Leistungen bei uns ein – daraus errechnet sich unser Budget. Und das liegt immerhin im einstelligen Millionenbereich. Wir haben hier fünf Vollzeitkräfte, drei davon rotieren halbjährlich. Wir untersuchen pro Jahr rund 10.000 Patienten und erbringen dabei 30.000 bis 35.000 Leistungen. Wir haben also keine Zeit zu verschenken. Die Besonderheit unserer Klinik liegt in der engen Vernetzung von Forschung und Klinik. Wissenschaftliche Forschung ist essenziell, um neue Erkenntnisse zu erlangen und somit die Behandlung unserer Patienten konstant zu verbessern. Aber auch regelmäßige Fortbildungen verbessern die Behandlung unserer Patienten stetig. Mein wichtigster Antreiber: Ich will nicht, dass Patienten eine Institution wie unsere ohne Therapieangebot verlassen!


Welchen Vorteil bringt ARFI für die Diagnostik?

Gebel: Der Grad der Lebersteife korreliert sehr gut mit dem Grad der Leberfibrose. Wir können mit ARFI im Routineablauf eine quantitative Steifheitsmessung durchführen und den B-Bild-Befund sofort genauer einordnen. ARFI ersetzt hier die Leberpunktion im Rahmen der Entscheidung zur Therapie, z. B. bei der chronischen Hepatitis C. Und das ist eine ungeheure Bereicherung! Bei einer ARFI-Untersuchung erlangen wir schon fast ein definitives Staging einer chronischen Lebererkrankung.


Es klingt so, als ergäbe das auch einen finanziellen Vorteil für die Kostenträger?

Gebel: Selbstverständlich. Ich gebe Ihnen ein Beispiel: Hepatitis C ist heute in über 90 Prozent aller Fälle heilbar, weil es die passenden Medikamente dagegen gibt. Allerdings: Das Medikament ist sehr teuer – bezogen auf sein Gewicht sogar wertvoller als Gold – und das belastet das Gesundheitssystem. Wir brauchen ein Tool, um unterscheiden zu können, welche Patienten dringlicher die Therapie brauchen als andere. In Ägypten haben beispielsweise 20 bis 30 Prozent der Bevölkerung Hepatitis C. Dort gibt es ein Programm, das vorsieht, dass nur die Patienten behandelt werden, die bereits eine fortgeschrittene Fibrose haben und deshalb gefährdet sind, Blutungen oder Krebserkrankungen zu entwickeln.


Wie hoch ist der ARFI-Anteil bei den Ultraschalluntersuchungen hier?

Gebel: Wir setzen ARFI bei 20 Prozent unserer Untersuchungen ein. Momentan sind wir limitiert, weil wir nur ein Siemens ACUSON S2000 zur Verfügung haben. Der Bedarf ist eigentlich höher und er wird weiter steigen. Im Moment machen wir die meisten Untersuchungen therapiebegleitend. ARFI ist bei uns voll etabliert. Die Technologie gehört für mich bei Patienten mit Lebererkrankungen zum Standard: kurzfristig, um herauszufinden, ob der Patient eine relevante Fibrose hat. Langfristig, um zu beobachten, was aus ihm wird.


Aber bei niedergelassenen Kollegen sieht es anders aus …

Professor Dr. Michael Gebel, Medizinische Hochschule Hannover
Professor Dr. Michael Gebel, Medizinische Hochschule Hannover

Gebel: Allerdings. Der niedergelassene Kollege muss sehen, wer eine solche Untersuchung bezahlt. Ich denke, das wäre eine sehr vernünftige IGe-Leistung. Wer mit der Methode umgehen kann, kann dem Patienten damit nur nützen. Umgekehrt besteht aber auch eine Gefahr, dass Kollegen, die Werte nicht richtig interpretieren können, zu invasiven Methoden raten, die nicht nötig wären. Fakt ist: ARFI wird von Patienten selten nachgefragt, weil das Potenzial nicht bekannt ist. Aber innerhalb einiger Patientennetzwerke wird die Technologie bereits positiv bewertet. Für niedergelassene Hepathologen etwa ist ARFI ein unverzichtbares Instrument, weil es den Ultraschall und die klinische Diagnostik extrem bereichert und es damit Leberbiopsien dramatisch reduziert. Das bestätigen die Kollegen, die eine Ambulanz oder eine Poliklinik haben. Die sehen Patienten, bekommen Laborwerte dazu und dann machen sie die ARFI-Messung. Und das Ergebnis ist sicher genug – das ist ein Riesenfortschritt.

Sie sind passionierter Ultraschalllehrer. Erzählen Sie uns etwas vom Aus- und Weiterbildungskonzept hier an der MHH.

Gebel: Wenn Ärzte in der Rotation für 6 Monate zu uns in die Sonographie kommen, untersuchen wir in den ersten 8 Wochen die von Ihnen untersuchten Patienten komplett nach. Wenn das sitzt, werden nur noch spezielle Punkte untersucht. Nach einem halben Jahr haben die Kollegen eine Basiskompetenz, mit der sie überall auftreten können: Sie beherrschen die B-Bild-Sonographie des gesamten Bauchraums. Außerdem machen wir immer eine Duplexmessung und wenn wir einen Tumor finden, folgt eine kontrastmittelgestützte Ultraschalluntersuchung. Nur um die Morphologie zu klären, machen wir eine Feinnadelpunktion. Dabei wollen wir herauszufinden, ob wir einen Tumor zum Beispiel mit bestimmten Antikörpern behandeln können. Zu uns kommen Kollegen aus anderen Ländern als Hospitanten. Fakt ist: Wenn Sie einem Assistenten eine gute Ausbildung in der Sonographie anbieten können, ist das auch für die Klinik ein Wettbewerbsvorteil. Wir bieten hier Kurse am Ultraschallsimulator an. Dabei werden reale 3D-Patientendaten in einen künstlichen Torso projiziert. Mein Wunsch wäre, ARFI auch in den Simulator zu integrieren, um die Ausbildung dahingehend zu erweitern.


Wie genau funktioniert dieser Ultraschallsimulator?

Gebel: Der Simulator – bestehend aus einem künstlichen Torso und einem Computer – ermöglicht die Simulation einer Ultraschalluntersuchung. Inzwischen kann im Rahmen unserer Ausbildung am Simulator auf eine große Datenbank mit Fällen aus den Fächern Gynäkologie, Pränatalmedizin und Innere Medizin zurückgegriffen werden. Wir haben ein Konzept entwickelt, das den Simulator in eine didaktische Umgebung einbindet. Das Ergebnis sind Intensivkurse, die eine individuelle Anleitung mit modernster Simulationstechnologie verbinden. Es kann also eine Untersuchung simuliert werden, ohne dass der Untersucher genau weiß, welche medizinische Problematik ihn erwartet. Der Trainee muss sich das richtige Vorgehen selbst erarbeiten. Und wir begleiten unsere Trainees aus der ganzen Welt dabei.


Welches Potenzial steckt Ihrer Meinung nach darüber hinaus im Ultraschall?

Gebel: Wir haben heute gelernt, Physiologie und Pathologie viel besser zu begreifen. Viele Studien haben gezeigt, dass es bei einem stabilen Verlauf der Hepatitis C eine sehr gute Korrelation mit der Leberfibrose gibt. Das heißt aber noch lange nicht, dass gemessene Steifheitswerte tatsächlich Fibrose darstellen: diese Krankheit geht auch mit chronischen Entzündungen einher und wenn die zurückgehen, kann sich innerhalb von einem Jahr der Lebersteifheitswert fast halbieren. Jetzt, wo wir messen können, wie schnell sich die Steifheitswerte verändern, können wir demnächst vermutlich ableiten, inwiefern die Fibrose zu Steifheit beiträgt
und inwiefern die Entzündung das tut. Wir haben schon in früheren Studien gezeigt, dass weitere Parameter mit bestimmten Verhaltensweisen der Leberzelle korrelieren. Das heißt: Im Ultraschall steckt noch gewaltig Messpotenzial. Und das werden wir nutzen, denn die nächste Epidemie steht bevor – sie heißt NASH.


Wieso kann diese Epidemie sich ausbreiten?

Gebel: Aufgrund der globalen Adipositasepidemie nehmen auch Fettlebererkrankungen zu. Laut einer Veröffentlichung im Deutschen Ärzteblatt liegt die Häufigkeit der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) derzeit innerhalb der Normalbevölkerung bei 14 bis 27 Prozent. Etwa 5 bis 20 Prozent der Patienten mit NAFLD entwickeln auch eine nichtalkoholische Steatohepatitis (NASH), die in 10 bis 20 Prozent der Fälle in eine höhergradige Fibrose übergeht. Bei rund 5 Prozent entwickelt sich aus der Fibrose eine Zirrhose. Und jährlich erkranken etwa 2 Prozent der Zirrhosepatienten an einem Leberzellkrebs.1


Wie wird NASH frühzeitig diagnostiziert?

Gebel: Heute ist die Leberbiopsie der Goldstandard der Diagnostik. Ich rate jedoch dazu, dass ihr Einsatz aufgrund der seltenen, aber lebensbedrohenden Komplikationen, wie etwa Blutungen, sorgfältig abgewogen wird.


Inwiefern kann ARFI die Ausbreitung von NASH stoppen?

Gebel: Ich habe hochgerechnet, dass heute etwa 120 Millionen Menschen weltweit von einer Fettlebererkrankung betroffen sind. Die Bevölkerung wird aufgrund der veränderten Lebensweise immer übergewichtiger. Darum brauchen wir eine Strategie, um NASH rechtzeitig zu behandeln. Die gute Nachricht: Es gibt Medikamente dafür, die stehen kurz vor dem Durchbruch. Aber wir brauchen auch hier wieder eine Strategie, um herauszufinden, wer die Medikamente wirklich braucht. Und diese Strategie kann nicht sein, 120 Millionen Leberbiopsien durchzuführen. Für die Versicherer wäre es eine immense Erleichterung, wenn man solche Biopsien durch ARFI ersetzen könnte.


Sie sprechen im Zusammenhang mit ARFI von einer Revolution …

Gebel: Allerdings. Ultraschall geht weg von der bildbeschreibenden Methode zu einer knallhart quantitativen Methode, die einen physikalischen Parameter misst, der auch noch bei Krankheit reagiert. Jeder Hepatologe sollte die Technologie nutzen. Ich wünsche mir, dass das Messfeld größer ist und Messungen automatisch erfolgen. Aber es ist schon jetzt revolutionär. Leider wird es in der Breite noch nicht so wahrgenommen.


Warum läuft diese Revolution Ihrer Ansicht nach so still ab?

Gebel: Es dauert immer lange, um in der Medizin eine Innovation durchzusetzen. Manchmal ist das eine Generationenfrage. Ein Beispiel: Es gibt eine Untergruppe von Patienten mit fortschreitender Leberfibrose, die keine Transaminasen haben. Es zeigt sich, dass gerade für diese Patienten ARFI eine Methode ist, die große Sicherheit bei der Diagnose bringt. Wir müssen speziell Patienten mit einem mittel- oder gar höhergradigen Fibrosestadium frühzeitig entdecken und behandeln, denn sie haben ein hohes Risiko, eine Leberzirrhose mit entsprechenden Komplikationen zu entwickeln. Um dies gewährleisten zu können, ist eine zuverlässige Diagnostik der Ausgangspunkt zur bestmöglichen Therapie. Darum denke ich, dass ARFI eine Standardmethode ist, die in die Hand des Behandlers gehört.


Wie lautet das Fazit des Ultraschalllehrers zu ARFI?

Gebel: Wir messen hier zum ersten Mal einen echten physikalischen Parameter. Dass sind gewissermaßen die Hounsfield-Einheiten des Ultraschalls! Ich glaube, es ist überhaupt noch nicht klar, dass die Technologie hier die Schallmauer durchbrochen hat vom deskriptiven Ultraschall hin zu einer Methode, die einen physikalischen Parameter des Organs misst. Eine physikalische Eigenschaft quantitativ zuverlässig messen – das ist doch etwas Unglaubliches!


Herr Professor Gebel, danke für das Gespräch!

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