Possibilities of elastography for assessing the stiffness of post-traumatic scars in the process of complex treatment

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Elastography is a modern variant of ultrasound imaging, which allows to study the mechanical properties of tissue. Given the urgency of the problem of treatment of posttraumatic scars, the study of their objective characteristics is of scientific and practical interest.

Aims. To investigate the use of shear wave elastography as a tool for quantitative assessment and visualization of stiffness of posttraumatic scars in the process of complex treatment.

Methods. A prospective open clinical study was conducted between December 2023 and May 2024. The state of posttraumatic scars was studied using ultrasound in shear wave elastography mode in the process of complex treatment with laser technology and carboxytherapy. Clinically unchanged contralateral skin areas served as a control. Clinical indices of scar lesions severity and dermatologic quality of life index were calculated in parallel with elastography indices.

Results. 45 people diagnosed with post-traumatic scars were included in the study. In comparison with normal skin, significant differences in tissue stiffness were obtained according to shear wave elastography, which persisted throughout the study. An increasing decrease in the stiffness of scar tissues in the process of complex treatment was registered, and significant differences in comparison with the initial level were obtained already after 1 month (p < 0,001). Elastography values correlate with the clinical index of POSAS scar assessment performed by the doctor (before treatment rs = 0.36; p = 0.016; after treatment rs = 0.35; p = 0.017), partially (only after treatment) with the Stony Brook scale (rs = –0.36; p = 0.015). No correlations were obtained with the Vancouver scale and POSAS in patient performance.

Conclusion. Ultrasound in the mode of shear wave elastography is reasonable to use for objective assessment of scar condition in the course of treatment.

About the authors

Kristina S. Iurchenko

Military Hospital No. 442

Email: kristina23237@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-9909-356X
SPIN-code: 1724-6729

MD

Russian Federation, Saint Petersburg

Natalia A. Shanina

Military Hospital No. 442; Kirov Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: shanina_n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0254-7048
SPIN-code: 2938-8820

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Alexander V. Patrushev

Kirov Military Medical Academy; Almazov National Medical Research Center

Email: alexpat2@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6989-9363
SPIN-code: 1367-5580

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Denis V. Kovlen

Kirov Military Medical Academy; Albrecht Federal Scientific and Educational Center for Medical and Social Expertise and Rehabilitation

Email: denis.kovlen@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6773-9713
SPIN-code: 6002-2766

MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Alexey V. Samtsov

Kirov Military Medical Academy

Email: avsamtsov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9458-0872
SPIN-code: 2287-5062

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Wells PN, Liang HD. Medical ultrasound: imaging of soft tissue strain and elasticity. J R Soc Interface. 2011;8(64):1521–1549. doi: 10.1098/rsif.2011.0054
  2. Ambroziak M, Pietruski P, Noszczyk B, Paluch L. Ultrasonographic elastography in theevaluation of normal and pathological skin — a review. Postepy Dermatol Alergol. 2019;36(6):667–672. doi: 10.5114/ada.2018.77069
  3. Nedelec B, Forget NJ, Hurtubise T, Cimino S, de Muszka F, Legault A, et al. Skin characteristics: normative data for elasticity, erythema, melanin, and thickness at 16 different anatomical locations. Skin Res Technol. 2016;22(3):263–275. doi: 10.1111/srt.12256
  4. Pawlaczyk M, Lelonkiewicz M, Wieczorowski M. Age-dependent biomechanical properties of the skin. Postеpy Dermatol Alergol. 2013;30(5):302–306. doi: 10.5114/pdia.2013.38359
  5. Pham H, Reece B, Hines M. Loss of skin elasticity is more dependent on Fitzpatrick skin type than chronologic age. Journal of the American Academy of Dermatology. 2015;72(5):AB25. doi: 10.1016/j.jaad.2015.02.110
  6. Fayzullin A, Ignatieva N, Zakharkina O, Tokarev M, Mudryak D, Khristidis Ya, et al. Modeling of Old Scars: Histopathological, Biochemical and Thermal Analysis of the Scar Tissue Maturation. Biology (Basel). 2021;10(2):136. doi: 10.3390/biology10020136
  7. Fernandes MG, Silva LP, Marques AP. Advances in Biomechanics and Tissue Regeneration. Academic Press; 2019. Ch. 17: Skin Mechanobiology and Biomechanics: From Homeostasis to Wound Healing. doi: 10.1016/B978-0-12-816390-0.00017-0
  8. Singer AJ, Arora B, Dagum A, Valentine S, Hollander JE. Development and validation of a novel scar evaluation scale. Plast Reconstr Surg. 2007;120(7):1892–1897. doi: 10.1097/01.prs.0000287275.15511.10
  9. Draaijers LJ, Tempelman FR, Botman YA, Tuinebreijer WE, Middelkoop E, Kreis RW, et al. The Patient and Observer Scar Assessment Scale: a reliable and feasible tool for scar evaluation. Plast Reconstr Surg. 2004;113(7):1960–1965. doi: 10.1097/01.prs.0000122207.28773.56
  10. Sullivan T, Smith J, Kermode J, McIver E, Courtemanche DJ. Rating the burn scar. J Burn Care Rehabil. 1990;11(3):256–260. doi: 10.1097/00004630-199005000-00014
  11. Chernyshov PV. The Evolution of Quality of Life Assessment and Use in Dermatology. Dermatology. 2019;235(3):167–174. doi: 10.1159/000496923
  12. Курлович М.В. Ультразвуковое исследование высокого разрешения в диагностике доброкачественных образований кожи и подкожной клетчатки. Медицинская визуализация. 2014;6:75–82. [Kurlovich MV. High Resolution Ultrasonography in Benign Lesions of Skin and Subcutaneous Tissue. Medical Visualization. 2014;6:75–82. (In Russ.)]
  13. Nakajima M, Kiyohara Y, Shimizu M, Kobayashi M. Clinical application of real-time tissue elastography on skin lesions. MEDIX Suppl. 2007;36–39. URL: https://medix.fujifilm.com/jp/index.html
  14. Максимова Н.А., Пржедецкий Ю.В., Хохлова О.В., Позднякова В.В., Ильченко М.Г., Максимова М.И. Ультразвуковое исследование при планировании операций по поводу меланомы кожи конечностей. Сибирский онкологический журнал. 2019;18(1):95–102. [Maksimova NA, Przhedetsky YuV, Khokhlova OV, Pozdnyakova VV, Ilchenko MG, Maksimova MI. Ultrasound scan in planning surgery for cutaneous melanoma of the extremities. Siberian Journal of Oncology. 2019;18(1):95–102. (In Russ.)] doi: 10.21294/1814-4861-2019-18-1-95-102
  15. Botar-Jid CM, Cosgarea R, Bolboaca SD, Şenilă SC, Lenghel LM, Rogojan L, et al. Assessment of cutaneous melanoma by use of very-high-frequency ultrasound and real-time elastography. AJR Am J Roentgenol. 2016;206(4):699–704. doi: 10.2214/AJR.15.15182
  16. Hinz T, Wenzel J, Schmid-Wendtner MН. Real-time tissue elastography: a helpful tool in the diagnosis of cutaneous melanoma? J Am Acad Dermatol. 2011;65(2):424–426. doi: 10.1016/j.jaad.2010.08.009
  17. Botar C, Bolboaca S, Cosgarea R, Şenilă S, Rogojan L, Lenghel M, et al. Doppler ultrasound and strain elastography in the assessment of cutaneous melanoma: preliminary results. Med Ultrason. 2015;17(4):509–514. doi: 10.11152/mu.2013.2066.174.dus
  18. Dasgeb B, Morris MA, Mehregan D, Siegel EL. Quantified ultrasound elastography in the assessment of cutaneous carcinoma. Br J Radiol. 2015;88(1054):2015034. doi: 10.1259/bjr.20150344
  19. Iagnocco A, Kaloudi O, Perella C, Bandinelli F, Riccieri V, Vasile M, et al. Ultrasound elastography assessment of skin involvement in systemic sclerosis: lights and shadows. J Rheumatol. 2010;37(8):1688–16891. doi: 10.3899/jrheum.090974
  20. Di Geso L, Filippucci E, Girolimetti R, Tardella M, Gutierrez M, De Angelis R, et al. Reliability of ultrasound measurements of dermal thickness at digits in systemic sclerosis: role of elastosonography. Clin Exp Rheumatol. 2011;29(6):926-932.
  21. Cannaò P, Vinci V, Caviggioli F, Klinger M, Orlandi D, Sardanelli F, et al. Technical feasibility of real-time elastography to assess the peri-oral region in patients affected by systemic sclerosis. J Ultrasound. 2014;17(4):265–269. doi: 10.1007/s40477-014-0119-0
  22. Lee SY, Cardones AR, Doherty J, Nightingale K, Palmeri M. Preliminary results of the feasibility of using AFRI/SWEI to assess cutaneous sclerotic diseases. Ultrasound Med Biol. 2015;41(11):2806–2819. doi: 10.1016/j.ultrasmedbio.2015.06.007
  23. Liu KH, Bhatia K, Chu W, He LT, Leung SF, Ahuja AT. Shear wave elastographya — А new quantitative assessment of post-irradiation neck fibrosis. Ultraschall Med. 2015;36(4):348–354. doi: 10.1055/s-0034-1366364
  24. Cucos M, Crisan M, Lenghel M, Dudea M, Croitoru R, Dudea SM. Conventional ultrasonography and sonoelastography in the assessment of plaque psoriasis under topical corticosteroid treatment — work in progress. Med Ultrason. 2014;16(2):107–113. doi: 10.11152/mu.2013.2066.162.mc1mc2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Post-traumatic scars of left lower leg; contralateral area of the right lower leg without damage

Download (123KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Scar after a mine blast injury: a — left side of the face; б — Right side of the face, contralateral area without damage

Download (187KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Elastography of a hypetrophic scar of the skin of the tibia in a 19-year-old woman: on the left — the elastogram; on the right — the same scar in B-mode

Download (168KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. A linear transducer placed on a gel pad filled with gel for the purpose of elastography

Download (88KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dynamics of stiffness of scars and healthy skin (control) in the process of complex treatment

Download (168KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Iurchenko K.S., Shanina N.A., Patrushev A.V., Kovlen D.V., Samtsov A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».