高幀率剪切波評價血液透析患者岡上肌腱的力學(xué)性能

莊佳綿 曾宇然 陳紹琦*

(1. 汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院超聲科, 廣東汕頭 515041;2. 汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院血液凈化科,廣東汕頭 515041)

岡上肌腱是血液透析(hemodialysis,HD)患者發(fā)生自發(fā)性肌腱斷裂的常見部位之一[1-2]。其確切的病理機(jī)制仍存在爭議,肌腱彈性的喪失和結(jié)構(gòu)的弱化可能是主要因素[3]。

肩部是HD患者發(fā)生β2-微球蛋白淀粉樣變性(amyloid-β2 microglobilin,Aβ2m)最常見的部位,且岡上肌腱增厚是Aβ2m的早期征象[4]。研究[5]表明,近80%的維持性HD患者伴有岡上肌肌腱炎。因此在HD患者中,即使在沒有明顯肩部不適的情況下,仍有必要對其進(jìn)行早期的無創(chuàng)評估[6]。

超聲彈性成像可敏感地檢測肌腱硬度的變化。Serifoglu等[7]提出超聲彈性成像可作為磁共振成像診斷岡上肌肌腱病的替代方法。一項(xiàng)Meta分析[8]結(jié)果顯示,超聲彈性成像測得的肌腱彈性模量值與極限應(yīng)力存在很強(qiáng)的相關(guān)性(R2=0.785),其能間接反映肌腱的力學(xué)性能。剪切波彈性成像(shear wave elastography,SWE)通過測量剪切波速度或楊氏模量值,定量評估軟組織的彈性特征,提供了一種快速、無創(chuàng)、定量的肌腱生物力學(xué)評估方法,對觀察者依賴性較小,克服了傳統(tǒng)超聲彈性超聲的諸多缺點(diǎn)。近年來,SWE逐漸應(yīng)用于肌肉骨骼系統(tǒng)疾病中的檢查中[9]。基于高幀率剪切波(high frame rate sound touch elastography,HiFR STE)是目前新型的實(shí)時SWE技術(shù),其采用區(qū)域超聲成像(zone sonography technology,ZST)+ 域光平臺強(qiáng)大的域成像處理及超寬波束追蹤技術(shù),并于全域動態(tài)聚焦技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了更高的二維彈性剪切波顯示幀率,最高可比傳統(tǒng)的SWE技術(shù)幀率快10倍,實(shí)時性好,提供了更好的穩(wěn)定性及更高的精度,使評估結(jié)果更加可靠。

隨著HD患者生活質(zhì)量和長期生存率的不斷改善,預(yù)防肌腱撕裂及慢性損傷非常重要,因此有必要對肌腱的力學(xué)性能進(jìn)行量化評估。本文研究應(yīng)用HiFR STE探索HD患者岡上肌腱的超聲聲像及彈性特征,探討HD對岡上肌腱的影響,以便及時干預(yù),減少遠(yuǎn)期不良后果的發(fā)生。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究選取于汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院血液凈化科規(guī)律HD的患者46例,年齡 21～74歲,其中男性患者有29例,女性患者有17例,所有患者每周透析2～3次,每次透析時間為4 h。通過透析齡中位數(shù)(74.5個月)將HD患者分為透析齡較短組[49.00(14.00, 69.00)]和透析齡較長組[91.00(78.00,122.00)]。

納入標(biāo)準(zhǔn)包括:①終末期腎病患者;②每周至少兩次HD,透析時間≥3個月。排除標(biāo)準(zhǔn)包括:①年齡<18歲或>75歲;②急性感染的臨床癥狀;③惡性腫瘤;④有肩部受傷史、手術(shù)史;⑤合并有慢性炎癥性疾病(如銀屑病關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎或痛風(fēng));⑥腎移植患者。

另外納入同期健康體檢者共23例(對照組),其中男性11例,女性12例,平均年齡(51.09±14.00)歲。本文研究經(jīng)汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(倫理審批號:B-2021-259),研究對象均簽署知情同意書。

1.2 方法

采用邁瑞Resona R9 Pro超聲診斷儀及L15-3Wu線陣探頭進(jìn)行二維超聲和HiFR STE彈性成像。由于大多數(shù)瘺管位于患者的左前臂,且運(yùn)動和負(fù)重對患者右肩關(guān)節(jié)的影響大于左側(cè),因此本研究選擇右側(cè)肩部作為檢查部位。受試者就位后,右手置于同側(cè)髂嵴,肘部指向后方(改良的Crass體位),探頭平行于岡上肌腱長軸,聲束盡量垂直于肌腱,排除肌腱各向異性偽像,于總縱切面上測量岡上肌腱最大厚度[10],然后切換到HiFR STE模式,待運(yùn)動穩(wěn)定指數(shù)(motion stability index,M-STB index)為4星或5星時凍結(jié)圖像;將直徑為3 mm的感興趣區(qū)(region of interest,ROI)置于岡上肌腱長軸位于距肱骨大結(jié)節(jié)1.5 cm處并測量,在滿足M-STB index ≥4星、可信度指數(shù)≥95%的前提下進(jìn)行測量,并記錄楊氏模量平均值(the mean of Young’s modulus,Emean)(單位: kPa)[11](圖1),參數(shù)測量3次取平均值。最后評估及記錄骨侵蝕情況、滑囊有無增厚、關(guān)節(jié)腔內(nèi)有無積液。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 3組研究對象臨床特征的比較

3組研究對象在年齡、性別比例上差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P>0.05)(表1)。

表1 3組研究對象臨床特征比較Tab.1 Comparison of clinical characteristics among three groups

2.2 3組研究對象的岡上肌腱厚度及Emean的差異

組間比較結(jié)果(表2)顯示,岡上肌腱厚度和Emean值的差異在3組間具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。兩兩比較,不同透析齡的HD患者岡上肌腱厚度均高于對照組(P<0.05);兩兩比較,不同透析齡的HD患者岡上肌腱Emean值均低于對照組(P<0.05)。

表2 3組間岡上肌腱厚度及Emean的比較Tab.2 Comparison of the values of the thickness and the Emean of the supraspinatus tendon among the three groups

2.3 HD患者與健康對照組的肩關(guān)節(jié)常規(guī)聲像比較

組間比較顯示,骨質(zhì)破壞率和滑膜增生率在3組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(表3)。兩兩比較,不同透析齡的HD患者骨質(zhì)破壞發(fā)生率均分別高于對照組,透析齡較短組的滑膜增生發(fā)生率高于對照組(P<0.05)。關(guān)節(jié)積液發(fā)生率在3組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表3 兩組的肩關(guān)節(jié)常規(guī)聲像比較Tab.3 Comparison of ultrasonic image features in two groups n(%)

3 討論

肌腱具有良好的拉伸彈性。超聲彈性成像技術(shù)可作為一種間接反映肌腱力學(xué)性能的方法,對發(fā)現(xiàn)亞臨床肌腱異常有一定的應(yīng)用價值[12]。在正常狀態(tài)下肌腱硬度高,相應(yīng)的彈性值也高;當(dāng)發(fā)生退行性變或損傷時,肌腱硬度發(fā)生改變,其彈性值也會發(fā)生變化[13]。與正常的肩袖肌腱相比,患肌腱病的肩袖肌腱彈性值變小,剪切波速度(shear wave velocity,SWV)減低[12]。Rosskopf等[14]采用SWE技術(shù)將岡上肌肌腱病患者和健康對照者對比研究,發(fā)現(xiàn)岡上肌肌腱病患者的岡上肌腱SWV低于健康對照者[(2.5±0.5)m/svs(3.0±0.5)m/s,P=0.001]。

國內(nèi)有學(xué)者[15]比較長期HD患者和健康對照者的岡上肌腱超聲彈性,結(jié)果顯示HD患者的岡上肌腱厚度增厚,且彈性應(yīng)變比值較低,提出彈性應(yīng)變比值的變化對肩關(guān)節(jié)透析相關(guān)性淀粉樣變診斷有臨床價值,這與本文研究結(jié)果一致,但該研究[15]使用應(yīng)變式彈性成像,與其相比,SWE技術(shù)可以更客觀和可重復(fù)地定量測量組織彈性,對觀察者依賴性較小[12-16],提供更可靠的組織硬度。Tang等[11]的研究結(jié)果顯示長期透析的終末期腎病患者跟腱的SWV明顯低于健康志愿者(5.1 m/svs5.6 m/s,P<0.01),雖然岡上肌腱的SWV也有下降的趨勢,但無統(tǒng)計學(xué)意義。本文研究應(yīng)用HiFR STE技術(shù)發(fā)現(xiàn),岡上肌腱的Emean值在健康對照組和不同透析齡的患者中,組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,不同透析齡患者的岡上肌腱Emean值均低于健康對照者(P<0.05),且隨透析齡的增加而呈現(xiàn)逐漸減低的趨勢,提示HiFR STE技術(shù)可能對岡上肌腱的彈性評估比傳統(tǒng)的SWE技術(shù)更靈敏,具有良好的易獲性。此外,本文研究發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)破壞率及滑囊增厚率在3組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。可見HD患者易出現(xiàn)關(guān)節(jié)損傷和肌腱變性,需要臨床上加以重視。

肌腱是含有豐富膠原蛋白的結(jié)締組織,伴有肌腱病的終末期腎病患者還可能伴有其他病理生理變化,如甲狀旁腺功能亢進(jìn)、Aβ2m等[17]。HD患者的岡上肌腱不規(guī)則增厚是淀粉樣蛋白沉積的高度相關(guān)的指標(biāo)[18]。Aβ2m淀粉樣原纖維的一個重要組成部分是晚期糖基化終末產(chǎn)物修飾的β2-微球蛋白(β2-microglobulin modified with advanced glycation end products,AGE-β2m)。正常的肌腱是由占總膠原蛋白 95%的Ⅰ型膠原蛋白組成, Owen等[19]發(fā)現(xiàn)AGE-β2m 會下調(diào)I型前膠原mRNA和I型膠原的合成,這可能是導(dǎo)致HD患者岡上肌腱Emean值降低的原因之一。有學(xué)者[20]提出尿毒癥毒素、透析時間長也是導(dǎo)致肌腱變性的原因,本文研究結(jié)果顯示,隨透析時間延長,岡上肌腱Emean值呈降低的趨勢。此外,HD患者大多數(shù)缺乏運(yùn)動和運(yùn)動能力下降,可能是導(dǎo)致肌腱軟化的原因之一。導(dǎo)致肌腱軟化的原因可能還與退行性變有關(guān)[21]。隨著年齡增長,肌腱中整體的膠原蛋白濃度明顯降低,且I型膠原的比例下降。一項(xiàng)基于SWE的研究[22]結(jié)果顯示老年人的肌肉僵硬度降低。由于彈性模量值能間接評估肌腱的力學(xué)性能,本文研究發(fā)現(xiàn)透析患者岡上肌腱性能下降,可能導(dǎo)致肌腱抗張力減小,從而增加撕裂的風(fēng)險,因此積極關(guān)注和監(jiān)測HD患者的透析質(zhì)量,并配合規(guī)律的上肢鍛煉,可能有助于延緩岡上肌腱變性的過程。

總之,本文研究表明基于HiFR STE技術(shù)對血液透析患者岡上肌腱的力學(xué)性能進(jìn)行定量評估,可為臨床篩查肩袖撕裂的潛在風(fēng)險人群提供客觀依據(jù)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明莊佳綿:設(shè)計研究方案,采集數(shù)據(jù),撰寫論文;曾宇然:分析數(shù)據(jù),審定論文;陳紹琦:提出研究思路,總體把關(guān),審定論文。