高頻超聲測量掌指關節軟骨厚度穩定性的影響因素

孫 超，李 挺，扶 瓊，郭惠芳，靳洪濤，彭晨星

(1.河北醫科大學第二醫院風濕免疫科，河北 石家莊 050000；2.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院風濕科，上海 200011)

掌指關節(metacarpophalangeal joints， MCP)由掌骨小頭與近節指骨底構成，是類風濕關節炎(rheumatoid arthritis， RA)常見累及關節之一。RA病變以第2掌指關節(the second metacarpophalangeal joint， MCP2)處滑膜增生、滑膜炎及骨侵蝕為主，在關節病變發生前，其表面覆蓋的軟骨往往早于骨皮質出現破壞。通過超聲監測關節軟骨厚度(cartilage thickness， CTh)變化，可以判斷關節損傷情況，但目前測量CTh尚無統一標準，且臨床工作中操作者經驗、儀器、參數(頻率、增益)及測量時是否包含軟骨上方亮線(bright line， BL)均可影響測量結果的穩定性。本研究采用高頻超聲，在不同條件下測量右側MCP2的CTh，探討測量結果穩定性的影響因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年1月—2017年9月行手部高頻超聲掃查的120名健康志愿者，男24名，女96名，年齡23～45歲。納入標準：手關節無腫脹、疼痛、活動受限癥狀。排除標準：①關節炎患者；②全身性疾病伴隨關節癥狀者；③手部外傷、手關節畸形者。本研究經河北醫科大學第二醫院醫學倫理委員會批準，所有受試者均簽屬知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，LA435寬頻探頭，頻率6～18 MHz；Esaote Mylab ONE超聲診斷儀，SL3235寬頻探頭，頻率10～18 MHz。由1名低年資(2年)醫師(醫師A)及1名高年資(10年)醫師(醫師B)共同完成所有超聲掃查。掃查時，囑受試者取坐位，右手握拳使掌指關節保持最大屈曲位。將超聲探頭沿第2近節指骨縱向放置，超聲掃查距焦點1個，脈沖重復頻率750 Hz，深度15 mm。

1.2.1 不同操作者及不同時間測量 采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，在頻率18 MHz、增益60%條件下，首先由醫師A掃查受試者右側MCP2，分別測量包含BL(測量范圍在軟骨與BL)及不含BL(測量范圍在軟骨與BL內)的CTh(第1次測量)；再由醫師B在相同儀器、相同參數條件下進行測量(第2次測量)；最后由醫師A于第1次測量24 h后再次進行超聲掃查及測量(第3次測量)。

1.2.2 同一操作者采用不同儀器以相同參數測量 由醫師A分別采用Esaote Mylab 90及Esaote Mylab ONE超聲診斷儀，在頻率 18 MHz、增益60%條件下測量所有受試者右側MCP2包含BL及不含BL的CTh。

1.2.3 同一操作者相同儀器、不同參數測量 由醫師A采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，分別在頻率18 MHz、增益分別為40%、60%、90%條件下，以及頻率6 MHz、增益60%條件下，測量所有受試者右側MCP2包含BL及不含BL的CTh(圖1)。

1.3 統計學分析 采用SPSS 17.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，二者間比較采用配對樣本t檢驗；三者間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗。以變異系數評價數據的離散程度。以Pearson相關分析評價不同條件下CTh測量結果間的相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

相同儀器及參數條件下，不同操作者(醫師A、B)于不同時間(醫師A，間隔>24 h)3次測量所有受試者右側MCP2的CTh，結果見表1。包含BL的CTh，3次測量結果平均值為(0.50±0.09)mm，不包含BL則為(0.38±0.09)mm，差異有統計學意義 (t=-18.528，P<0.001)，二者的變異系數分別為4.44%和5.78%。無論包含或不包含BL，不同操作者及不同時間測量結果間差異均無統計學意義(P均>0.05)。包含BL的CTh測量結果顯示，第1次與第2次(r=0.683，P<0.01)、第2次與第3次 (r=0.701，P<0.01)、第1次與第3次(r=0.710，P<0.01)測量結果間均存在相關性；不包含BL的CTh測量結果顯示，第1次與第2次(r=0.703，P<0.01)、第2次與第3次(r=0.680，P<0.01)、第1次與第3次(r=0.722，P<0.01)測量結果間均存在相關性。

表1 不同操作者及不同時間測量右側MCP2的CTh比較(mm，±s，n=120)

表1 不同操作者及不同時間測量右側MCP2的CTh比較(mm，±s，n=120)

項目包含BL的CTh不包含BL 的CTh第1次測量0.51±0.090.39±0.08第2次測量0.50±0.100.38±0.09第3次測量0.49±0.090.37±0.08F值1.9521.164P值0.1440.313

同一操作者相同參數條件下，采用Esaote Mylab 90與Esaote Mylab ONE超聲診斷儀測量右側MCP2的CTh結果見表2。不同儀器CTh測量包含和不包含BL的結果差異均有統計學意義(P均<0.05)，且存在相關性(r=0.619、0.609，P均<0.01)。

表2 不同儀器測量右側MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

表2 不同儀器測量右側MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

儀器包含BL的CTh不包含BL的CThEsaote Mylab 900.51±0.090.39±0.08Esaote Mylab ONE0.46±0.070.28±0.06t值3.9528.060P值0.0480.005

同一操作者相同儀器條件下，采用不同參數測量右側MCP2的CTh結果見表3、4。僅相同頻率、不同增益條件下，不包含BL的測量結果間差異有統計學意義(P<0.05)。無論包含或不包含BL，不同增益、頻率下CTh測量結果間均存在相關性，見表5。

表3 頻率18 MHz、不同增益下測量右側MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

表3 頻率18 MHz、不同增益下測量右側MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

增益包含BL的CTh不包含BL的CTh40%0.51±0.100.39±0.0960%0.51±0.090.39±0.0890%0.52±0.100.34±0.08*F值0.36710.506P值0.693<0.001

注：*：與增益40%比較，P<0.05

表4 增益60%、不同頻率下測量右側MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

表4 增益60%、不同頻率下測量右側MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

頻率包含BL的CTh不包含BL的CTh18 MHz0.51±0.090.39±0.086 MHz0.51±0.110.32±0.09t值1.5940.422P值0.2080.517

表5 不同參數條件下右側MCP2的CTh測量結果間相關性

3 討論

超聲利用人體對超聲波的反射進行成像，以灰度反映切面的解剖結構，圖像明暗取決于回波幅度，不同的組織具有不同的超聲表現。超聲掃查肌肉、骨骼時通常采用變頻或寬頻線陣探頭，根據探查部位的深度選擇不同頻率(通常為4～13 MHz或6～18 MHz)，小針腳的高頻探頭更有利于檢查小關節——頻率越高，波長越短，軸向分辨率越好，越能清晰顯示皮膚、皮下組織、肌腱、神經、軟骨及骨皮質。增益可用于控制回聲，放大或縮小接收到的信號，整體圖像隨增益大小變明或變暗[1]。增益越大，圖像越亮，但同時噪聲信號也增高，圖像質量降低；增益過低則可造成圖像不飽和，導致信號丟失。

圖1 采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，測量正常右側MCP2的CTh A.頻率18 MHz，增益60%，箭示BL； B.頻率18 MHz，增益40%； C.頻率18 MHz，增益90%； D.頻率6 MHz，增益60%

正常透明軟骨外觀呈乳白色、透明，由軟骨細胞組成，含水量超過70%。超聲對正常透明軟骨具有良好的穿透性，正常聲圖像表現為骨皮質與軟組織之間的一條均勻一致的不可壓縮的無回聲帶。探頭垂直于關節表面放置時，聲束與骨完全垂直的部分發生反射，在軟骨表面形成BL。關節腔內少量積液時，BL格外明顯，稱為“軟骨界面征”，是鑒別積液與關節軟骨的重要征象。通過超聲檢查能夠發現軟骨面毛糙、凹凸不平、連續性中斷、軟骨表面及軟骨內晶體沉積等，以及骨關節炎[2]、痛風[3-4]和假性痛風[5]引起的軟骨特征性改變。但目前超聲測量軟骨真實厚度較為困難，且測量CTh的方法尚未統一。

X線是檢測RA的常規影像學方法，但對早期病變敏感度較低[6]。在一些超聲難以掃查到軟骨全貌的部位(如肩部)，超聲對骨侵蝕的檢測不及MRI，但仍優于常規X線[7]；與MRI相比，超聲對肩關節疼痛的RA患者肩袖全層撕裂具有較高診斷敏感度和準確率[8]。既往研究[9-10]顯示，應用超聲評估RA患者MCP滑膜炎、骨侵蝕的敏感度優于臨床查體，且第2及第3 MCP是評估RA活動性的敏感部位，觀察者間一致性較好(Kappa=0.76)。M?ller等[11]認為超聲測量MCP的CTh有望替代傳統X線檢查。

本研究結果顯示，不同操作者及不同時間3次測量右側MCP2包含和不包含BL的CTh平均值分別為(0.50±0.09)mm和(0.38±0.09)mm，差異有統計學意義(t=-18.528，P<0.001)，二者的變異系數分別為4.44%和5.78%，提示是否包含BL可影響測量結果。且本研究中，在相同儀器及參數條件下，不同操作者及不同時間無論包含BL或不包含BL的測量結果間差異均無統計學意義(P均>0.05)；同一操作者在相同參數條件下應用不同儀器對右側MCP2的CTh進行測量，無論是否包含BL，測量結果間差異均有統計學意義(P均<0.05)，提示儀器對測量結果影響較大。雖然本研究中不同次檢查所用的超聲設備為同一品牌產品，但配置不同，分辨率及圖像質量也有較大差別，對測量結果影響仍較為明顯。本研究同一操作者采用相同儀器、不同參數對右側MCP2的CTh進行測量，包含BL的測量結果顯示其與頻率變化的相關性最小(r=0.676)，與增益變化的相關性最大(r=0.820)，提示頻率較增益對測量結果的影響更大。

本研究還發現不同操作者、時間、儀器、參數條件下，包含BL的測量結果間，按相關系數r由小至大排列分別為儀器(r=0.619)、頻率(r=0.676)、操作者(r=0.683)及增益(r=0.820)，提示更換超聲儀器對測量結果的影響最大，而增益變化對測量結果的影響較小。