剪切波彈性成像在周圍神經(jīng)及肌肉組織中的應(yīng)用進(jìn)展

徐 焱 冉海濤 張 花

剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）的原理是使用瞬時脈沖在體內(nèi)產(chǎn)生剪切波，通過測量剪切波的傳播速度計算組織的彈性值，該技術(shù)是目前唯一能夠?qū)崟r、定量測量局部組織楊氏模量E 值的方法，因剪切波速度（shear wave velocity，SWV）與剪切模量直接相關(guān)，故也可以作為一種定量檢查組織硬度的方法，其以楊氏模量值表示組織的硬度，組織硬度越高，其值越高。SWE能精確定位和顯示毫米分辨率的小病變的彈性，提供人體組織彈性的定量信息［1］，目前已被應(yīng)用于檢測淺表器官、腹部臟器、骨骼肌及神經(jīng)系統(tǒng)等方面的病變，具有較高的臨床價值。本文就SWE 在周圍神經(jīng)及肌肉組織中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、SWE在周圍神經(jīng)組織中的應(yīng)用

（一）SWE在正常神經(jīng)組織中的應(yīng)用

周圍神經(jīng)在運動過程中會受到牽拉，鄰近組織拉長和滑動也會改變周圍神經(jīng)的力學(xué)特性，SWE可對運動過程中正常周圍神經(jīng)的力學(xué)特性進(jìn)行無創(chuàng)量化。Andrade 等［2］評估了膝關(guān)節(jié)處于彎曲（90°）和伸展（180°）時坐骨神經(jīng)的SWV，結(jié)果發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)伸展時坐骨神經(jīng)SWV較彎曲時明顯增加，且當(dāng)踝關(guān)節(jié)處于背屈位時神經(jīng)SWV增加僅在膝關(guān)節(jié)伸展時可見，表明可以在被動運動時對坐骨神經(jīng)硬度進(jìn)行非侵襲性評估，強調(diào)了膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)位置對坐骨神經(jīng)的臨床和生物力學(xué)評估的重要性。這種非侵入性技術(shù)為研究健康人群和臨床患者（如特定的周圍神經(jīng)疾病）的神經(jīng)機制提供了新的視角。

（二）SWE在神經(jīng)組織病變中的應(yīng)用

SWE可對周圍神經(jīng)的力學(xué)特性進(jìn)行無創(chuàng)量化，為周圍神經(jīng)病變的診斷和治療提供有價值的信息［3］。因周圍神經(jīng)的生物力學(xué)特性與其功能相關(guān)，SWE能夠通過組織硬度變化反映組織力學(xué)特性的變化，并無創(chuàng)量化評價周圍神經(jīng)病變。

糖尿病可改變周圍神經(jīng)的微結(jié)構(gòu)，引起糖尿病周圍神經(jīng)病變（diabetic peripheral neuropathy，DPN）。He 等［4］研究結(jié)果表明，與健康志愿者比較，DPN 患者的正中神經(jīng)和脛骨神經(jīng)硬度均更高，SWV 診斷脛骨神經(jīng)和正中神經(jīng)DPN 的最佳截斷值分別為4.11 m/s和4.06 m/s，具有良好的敏感性（81.3%、80%）和特異性（88.7%、85%）。穆晶晶等［5］也應(yīng)用SWE對2型糖尿病患者的腓腸神經(jīng)進(jìn)行了評估，認(rèn)為SWV 診斷糖尿病腓腸神經(jīng)病變的最佳截斷值為51.65 kPa。上述研究結(jié)果為DPN 的早期診斷和治療提供了很好的參考價值。

目前已有學(xué)者將SWE 用于視神經(jīng)病變的評估。Sahan等［6］應(yīng)用SWE 檢查發(fā)現(xiàn)偏頭痛患者視神經(jīng)的楊氏模量值較健康志愿者更高（P<0.05），且偏頭痛患者視神經(jīng)的楊氏模量值與病程呈正相關(guān)（r=0.496，P<0.01），但由于該研究樣本量較小和難以區(qū)分選取的患者有無視覺征兆，且并無同類型的研究進(jìn)行對比，因此其結(jié)果仍需進(jìn)一步驗證。Inal 等［7］對白塞病患者的視神經(jīng)彈性特征進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示白塞病患者的視神經(jīng)楊氏模量值為（32.10±13.90）kPa，明顯大于健康志愿者（11.50±5.6）kPa，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P<0.001），當(dāng)患者視神經(jīng)的楊氏模量值>16.50 kPa 時，SWE 具有較高的敏感性和特異性（87%、87%）。此外，還有學(xué)者［8-10］對多發(fā)性硬化癥、青光眼及子癇前期患者的視神經(jīng)行SWE檢查，結(jié)果均表明患者視神經(jīng)的硬度高于健康志愿者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P<0.05），為SWE 作為一種視神經(jīng)檢查手段進(jìn)行了驗證，但目前研究樣本量較小，仍需對其可靠性及安全性進(jìn)行進(jìn)一步探討。

二、SWE在肌肉及肌腱組織中的應(yīng)用

以往對肌肉及肌腱病變的診斷主要使用常規(guī)超聲、功率多普勒超聲和MRI，目前SWE已被廣泛應(yīng)用于肌肉及肌腱病變檢查中，通過實時量化組織硬度，以此評估肌肉及肌腱組織的機械性能。

（一）SWE在正常肌肉組織中的應(yīng)用

隨著肌纖維的激活和肌肉長度的增加，肌肉的硬度也會發(fā)生改變。Wang等［11］對SWE能否用于區(qū)分主動與被動力進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在主動和被動力的產(chǎn)生過程中，相速度的變化明顯不同，在主動收縮時，粘度與彈性之比幾乎保持不變，而在被動力增加時則顯著降低，表明SWE可以區(qū)分主動和被動力。

（二）SWE在肌肉及肌腱病變中的應(yīng)用

內(nèi)分泌眼眶病以眼眶旁、球后間隙炎癥為主要表現(xiàn)，炎癥會導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而表現(xiàn)在組織硬度上。Zemanova等［1］應(yīng)用SWE評估內(nèi)分泌眼眶病患者動眼肌的變化，發(fā)現(xiàn)其動眼肌總彈性、水腫期及纖維化期彈性與健康成人比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P<0.05）。鄭乙等［12］探討了實時SWE 技術(shù)在評價膝關(guān)節(jié)炎患者股四頭肌生物性能改變中的價值，結(jié)果提示觀察組治療前的肌肉彈性模量均值均低于對照組（均P<0.05），表明SWE 技術(shù)可用于定量評估膝關(guān)節(jié)炎患者肌肉生物力學(xué)性能，為膝骨關(guān)節(jié)炎的診斷及療效評定提供了新的觀察依據(jù)。以往對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎肌病的研究主要采用肌肉組織活檢，而肌病的發(fā)生與炎性細(xì)胞浸潤、肌肉纖維萎縮和纖維大小變異有關(guān)，炎癥、萎縮、肌無力和較低的肌肉密度等因素的共同作用可能導(dǎo)致類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者肌肉硬度改變。Alfuraih 等［13］應(yīng)用SWE探討了類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中肌肉僵硬與肌無力的關(guān)系，結(jié)果表明，與健康對照組比較，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎組肌肉僵硬度較低，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這表明類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者雖然表現(xiàn)出明顯的肌無力，但與肌肉硬度并無關(guān)系。Yun等［14］比較了特發(fā)性肩周炎組與對照組岡上肌腱和岡下肌腱的彈性，并探討了年齡與肌腱彈性的關(guān)系，結(jié)果提示肩周炎患者無論年齡大小，岡上肌腱及岡下肌腱的楊氏模量值均較正常肩關(guān)節(jié)升高（均P<0.05），表明常規(guī)定量評估岡上肌腱和岡下肌腱的彈性，可能有助于肩周炎患者的早期診斷。Wada等［15］也應(yīng)用SWE對肩周炎患者的肩關(guān)節(jié)囊、肩袖肌腱和肌肉、肩肱韌帶和肱二頭肌的硬度和形態(tài)特征進(jìn)行了評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患側(cè)肩上述結(jié)構(gòu)的硬度較健側(cè)明顯增加（均P<0.05），進(jìn)一步驗證了SWE可作為肩周炎患者的一種檢查手段。Yurdaisik 等［16］應(yīng)用 SWE 檢測髕骨肌腱病變，并與MRI結(jié)果比較，結(jié)果表明SWE 評價髕骨肌腱病變的結(jié)果與MRI的臨床評分一致，證實了SWE可以作為一種非侵入性和定量的成像方法用于檢測髕骨肌腱病變，但仍需更多研究來探討SWE在肌肉病變中的潛在作用和應(yīng)用價值。

（三）SWE在肌肉及肌腱病變治療后療效評價中的應(yīng)用

肌腱及肌肉組織的力學(xué)特性在術(shù)后和病理狀態(tài)下，可能因炎癥和血管增生而改變，因此SWE可被用于評價肌肉及肌腱病變的治療效果。Quack 等［17］應(yīng)用SWE 評估了全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)肌腱硬度變化，結(jié)果表明術(shù)后膝關(guān)節(jié)肌腱硬度降低，提示肌腱硬度可能是機械性能改變的替代指標(biāo)。Gao 等［18］應(yīng)用SWE評價骨療手法治療后腰大肌改變的可行性，結(jié)果顯示骨療手法治療后，放松肌肉的平均SWV 明顯降低。Alfuraih 等［19］研究了口服大劑量糖皮質(zhì)激素治療巨細(xì)胞動脈炎患者肌肉硬度的變化，發(fā)現(xiàn)患者在前6 個月內(nèi)近端腿部肌肉僵硬度明顯減輕，但該研究需要未來對更大樣本的患者進(jìn)行長時間的隨訪研究，以確定肌肉僵硬程度減輕是否先于糖皮質(zhì)激素誘發(fā)的肌病癥狀。另外，Yoshida 等［20］應(yīng)用SWE 隨訪了腓腸肌肌肉損傷患者的愈合過程，結(jié)果顯示受傷一側(cè)肌肉的彈性值在愈合8～12周時明顯高于4周時。

三、展望及不足

現(xiàn)階段MRI 仍為肌肉及神經(jīng)系統(tǒng)病變的主要檢查手段，SWE 作為一項新技術(shù)，減少了檢查者依賴性、增強可重復(fù)操作性，已經(jīng)被很多學(xué)者驗證可作為神經(jīng)、肌肉組織損傷及性能評價的技術(shù)，同時具有安全、實時、定量等優(yōu)點，且消除了部分患者因幽閉恐怖癥而不能進(jìn)行MRI檢查的情況，在此方面具有潛在價值。與其他超聲彈性成像技術(shù)比較，其實時掃查能力明顯提高，操作步驟簡化，檢查時間減少。盡管如此，SWE技術(shù)仍然具有局限性，其有許多包括感興趣區(qū)大小和位置、不同的興奮脈沖、肌纖維方向、肌肉緊張狀態(tài)及“骨鄰近”硬化偽影等在內(nèi)的影響因素［21-22］，使得SWE 檢查過程中的質(zhì)量控制較困難，在使用過程中需要盡量減少影響因素帶來的偏差，進(jìn)一步提高研究的可重復(fù)性與再現(xiàn)性。此外，今后還需要更多樣本量來驗證SWE技術(shù)的可靠性。