High-Frequency Transient Elastography Prototype to Assess Skin (Dermis) Fibrosis: A Diagnostic Study in Patients with Venous Insufficiency and Controls

Abstract

Purpose High-frequency transient elastography (HF-TE) is a noninvasive technique for assessing shear-wave speed and finally elasticity in thin tissue such as the skin. It has never been validated for monitoring fibrotic skin diseases. The purpose was to evaluate the potential of HF-TE to assess skin fibrosis in patients with chronic venous disorders (CVD).

Materials and Methods This clinical study enrolled 48 patients at various stages of CVD and 48 paired healthy volunteers. Subjects underwent a clinical examination with an evaluation of Rodnan’s fibrosis skin score. We studied the dermis thickness measured using ultrasound (US) and elasticity measurements using cutometer and HF-TE studied according to 3 cutaneous zones positioned on the leg. The area under the receiver operating characteristic curve (AUC) was calculated to evaluate the diagnosis performance for a combined parameter (PRL) based on a logistic regression model using both elasticity and dermal thickness.

Results Patients with CVD had significantly higher values of skin elasticity than healthy subjects, 134.5 kPa and 132.1 kPa vs. 91.3 kPa, respectively. The dermis thickness also increased with escalation in CVD stage for all studied zones. The PRL parameter had an AUC value of 0.79 for all zones and stages of CVD clustered. The discriminating power of PRL increased with escalation of the CVD stage; with an AUC value of up to 0.89 for evolved stages, and a sensitivity and specificity of 0.79 and 0.89, respectively.

Conclusion HF-TE, coupled with a US measurement of dermis thickness, made it possible to propose a new biomarker, which proved to be a good diagnostic tool for skin fibrosis.

Zusammenfassung

Ziel Die transiente Hochfrequenz-Elastografie (HF-TE), eine nichtinvasive Technik zur Beurteilung der Scherwellengeschwindigkeit und nicht zuletzt der Elastizität von dünnem Gewebe wie der Haut, wurde noch nie für das Monitoring fibrotischer Hautkrankheiten validiert. Ziel war es, die Leistungsfähigkeit der HF-TE bei der Beurteilung der Hautfibrose bei Patienten mit chronisch-venöser Insuffizienz (CVI) zu untersuchen.

Material und Methoden Für diese klinische Studie wurden 48 Patienten mit CVI in verschiedenen Stadien zusammen mit 48 gesunden Probanden gepaart aufgenommen. Bei allen wurde eine klinische Untersuchung mit dem Rodnan-Fibrose-Hautscore durchgeführt. Wir untersuchten die Dermisdicke mittels Ultraschalls (US) und führten Elastizitätsbestimmungen mit dem Cutometer und der HF-TE an 3 Hautbereichen am Bein durch. Die Fläche unter der ROC-Kurve (AUC) wurde berechnet, um die diagnostische Leistung für einen kombinierten Parameter (PRL) zu bewerten, der auf einem logistischen Regressionsmodell unter Einbeziehung sowohl der Elastizität als auch der Hautdicke basierte.

Ergebnisse Patienten mit CVI hatten signifikant höhere Werte der Hautelastizität mit 134,5 kPa und 132,1 kPa gegenüber gesunden Probanden mit 91,3 kPa. Die Dermisdicke nahm mit dem Anstieg der CVI-Stadien in allen untersuchten Bereichen zu. Der PRL hatte einen AUC-Wert von 0,79 für alle Bereiche und Stadien des CVI-Clusters. Die Trennschärfe des PRL nahm mit dem Anstieg der CVI-Stadien zu; mit einem AUC-Wert von bis zu 0,89 für fortgeschrittene Stadien sowie einer Sensitivität von 0,79 und einer Spezifität von 0,89.

Schlussfolgerung Die HF-TE zusammen mit der US-Bestimmung der Dermisdicke erwies sich als gutes Diagnosewerkzeug bei Hautfibrose und kann als möglicher neuer Biomarker dienen.

Key words

chronic venous disorders - high frequency transient elastography - skin fibrosis - dermis thickness - young’s Modulus

^* Co-last authors.

Publication History

Received: 04 February 2019

Accepted: 03 November 2019

Article published online:
18 March 2020

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