剪切波彈性成像在單側腰椎間盤突出患者坐骨神經評價中的應用

郭藝旋，張文欣，張含祺，鄭 慧

（安徽醫科大學第一附屬醫院超聲科，安徽 合肥 230022）

坐骨神經痛表現為沿坐骨神經（sciatic Nerve，SN）走行和分布區域的放射性腿痛，是由于腰骶神經根（L4～S1）炎癥或受壓引起。腰椎間盤突出（lumbar disc herniation，LDH）是坐骨神經痛的一種常見原因[1]。LDH 的診斷依賴于病史采集、體格檢查及影像學檢查[2，3]。目前磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是診斷LDH 的常用影像學檢查方法[4]，但其存在掃描時間長、可能受運動偽影的影響，且檢查費用高的缺點。剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）作為一種可以定量測量組織彈性的超聲新技術，具有無創、便捷等優點，逐漸應用于周圍神經病變，如糖尿病患者周圍神經病變、腕管綜合征等[5-7]。目前，SWE 對坐骨神經的研究仍較少。本研究使用SWE 評估單側LDH 患者坐骨神經的硬度變化，分析剪切波彈性成像在單側腰椎間盤突出患者坐骨神經評價中的應用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2019 年10 月-2021 年3 月就診安徽醫科大學第一附屬醫院疼痛科的60 例的單節段（L4～L5或L5～S1）LDH 導致單側坐骨神經痛的患者設為LDH 組。所有單側LDH 患者由MRI 確診。排除具有任何脊柱手術、創傷、腫瘤、椎體滑脫或椎間孔或腰椎管狹窄導致的根骨關節炎、蛛網膜囊腫、梨狀肌綜合征、糖尿病神經根病和臀肌注射部位創傷病史的患者，以及在檢查過程中不能維持俯臥位的患者。另招募30 例健康受試者作為對照組。本研究方案已通過醫院醫學倫理委員會批準。研究對象均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 所有的超聲檢查由同一名具有3年診斷經驗超聲醫師完成，該超聲醫師對受試者所有臨床資料均不知情。采用Supersonic Imagine Aixplorer 超聲儀的凸陣探頭（頻率1～6 MHz）。受試者取俯臥位，膝關節保持180°，踝關節輕微跖曲。超聲檢查過程中，探頭垂直于皮膚表面放置。將探頭至于坐骨結節水平，即大轉子（great trochanter，GT）和坐骨結節（ischial tuberosity，IT）的連線處掃查坐骨神經。于橫斷面測量坐骨神經橫斷面積（crosssectional area，CSA）。然后將探頭旋轉90°以查看同一水平矢狀面上坐骨神經的圖像。在矢狀面上進行坐骨神經SWE 檢查。在SWE 圖像采集過程中，探頭應輕放以避免壓迫組織。待圖像穩定后，凍結圖像，將直徑4 mm 的感興趣區域（ROI）放置于坐骨神經上。系統自動計算ROI 內的楊氏模量均值（Emean）。為了提高可重復性，同一位置應測量3 次，取平均值。對所有受試者進行雙側坐骨神經灰階超聲和SWE 檢查。

1.3 統計學處理 采用SPSS 20.0 統計軟件。計量資料以（）表示，組內比較采用配對t檢驗，組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料以（n，%）表示，比較行χ2檢驗。對CSA、剪切波彈性成像參數進行受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較 兩組年齡、性別、BMI 比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組一般資料比較（）

表1 兩組一般資料比較（）

2.2 坐骨神經灰階超聲表現 在坐骨結節和股骨大轉子的連線之間，可見走行于臀大肌（gluteus maximus，GM）深處的高回聲的坐骨神經，橫切面時呈篩網狀橢圓形結構，見圖1。

圖1 坐骨結節水平坐骨神經的灰階超聲聲像圖

2.3 兩組坐骨神經CSA 及Emean 比較 LDH 組患側CSA 較健側和對照組高，差異有統計學意義（P＜0.05）；對照組兩側坐骨神經彈性成像參數比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。LDH 組患側Emean高于健側和對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），圖2、圖3，見表2。

表2 兩組坐骨神經CSA 及Emean 比較（）

表2 兩組坐骨神經CSA 及Emean 比較（）

圖2 健康受試者坐骨神經彈性成像圖

圖3 LDH 患者坐骨神經彈性成像圖

2.4 ROC 曲線分析 ROC 曲線分析顯示，CSA 值為54.83 mm2時敏感性及特異性均低于Emean值為14.42 kPa 時，見表3、圖4。

圖4 CSA、Emean 診斷受累坐骨神經的ROC 曲線

表3 CSA、Emean 診斷受累坐骨神經的效能

3 討論

坐骨神經是人體最粗、最長的神經，由L4～S3前支組成，經梨狀肌下孔穿出骨盆至臀部，經坐骨結節和大轉子之間下降至股后區，在腘窩上部分為脛神經、腓總神經。隨著高頻超聲技術的發展，坐骨神經從臀部到腘窩上部的具體走形路徑及其在不同水平橫斷面的形狀可以被清晰顯示[8-11]。Sarafraz H 等[12]報道測量坐骨神經橫斷面積時，直接描記測量法較間接橢圓面積公式法更可靠。Chen J 等[13]研究顯示，在正常人群的400 條坐骨神經中，臀部褶皺水平CSA 的范圍為0.47～0.59 cm2，大腿中部CSA 的范圍為0.39～0.50 cm2。既往有研究報道[14，15]，LDH 患者與對照組的坐骨神經直徑無差異。Sarafraz H 等[16]報道，LDH 組患側的坐骨神經CSA 在大腿中部水平大于健側，LDH 組與對照組間無差異性。然而，本研究發現患側坐骨神經CSA 在坐骨結節水平大于健側和對照組。CSA 增加可能是由于神經受壓后神經內壓力增加、血流淤滯，血管通透性增加、水腫導致[17]。

超聲彈性成像技術是一種顯示生物組織學特性的非侵入性方法。既往研究表明[18]，SWE 在骨關節病患者的坐骨神經彈性測量中具有良好的可靠性。本研究中單側LDH 患者患側的坐骨神經楊氏模量值大于健側和對照組。神經受壓影響血流，導致纖維化和瘢痕形成，進一步加重神經內膜水腫。由此引起的缺氧導致神經炎癥、纖維化、脫髓鞘，最終導致軸索變性，這可能是坐骨神經硬度增加的原因[19]。ROC 分析顯示，當坐骨結節水平坐骨神經Emean≥14.42 kPa 時，診斷LDH 患側坐骨神經的敏感度、特異度分別為95.00%、96.70%。

本研究的局限性：①樣本量較少，未對不同受累節段（L4～L5、L5～S1）LDH 患者坐骨神經的CSA 及楊氏模量值進行比較；②坐骨神經彈性受下肢運動的影響，本研究觀察坐骨神經時，僅選取部分體位，未來的研究可探討膝關節和踝關節不同位置時對LDH 患者坐骨神經彈性的影響；③僅選取坐骨結節水平測量坐骨神經的CSA 及楊氏模量值，坐骨神經在臀區至腘窩上部走行時形態具有差異，今后研究中可選取不同水平測量其CSA 及彈性值，以反映坐骨神經整體的形態及彈性的變化。

綜上所述，本研究表明LDH 患者患側坐骨神經CSA 及硬度高于對照組，且Emean較CSA 的診斷價值更高，SWE 對于檢測單側LDH 患者坐骨神經硬度的變化有潛在價值。SWE 在評估坐骨神經受影響的嚴重程度及隨訪治療結果中的作用有待進一步研究。