聲觸診組織量化成像評(píng)估急性閉合性不完全斷裂跟腱彈性

鄧雨杭，劉秀梅，譚賢愧，李 雯，史慶玲

(中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院超聲診斷科，湖南 長(zhǎng)沙 410011)

聲觸診組織量化成像(virtual touch tissue imaging quantification, VTIQ)技術(shù)是近年出現(xiàn)的組織彈性成像技術(shù)，可無(wú)創(chuàng)獲得特定區(qū)域的彈性變化并測(cè)定剪切波速度(shear wave velocity, SWV)，進(jìn)而分析組織硬度。目前該技術(shù)已用于評(píng)估不同年齡受檢者的跟腱硬度及跟腱斷裂修復(fù)術(shù)后跟腱彈性變化[1-2]，但國(guó)內(nèi)少見(jiàn)有關(guān)斷裂跟腱及修復(fù)跟腱早期彈性改變的研究報(bào)道。本研究采用VTIQ比較中青年急性閉合性不完全跟腱斷裂患者開(kāi)放性修復(fù)術(shù)術(shù)前和術(shù)后的跟腱SWV值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年9月—2018年9月因急性閉合性不完全跟腱斷裂于我院接受開(kāi)放性修復(fù)術(shù)的中青年男性患者32例，年齡20～53歲，平均(35.8±9.1)歲，跟腱損傷至手術(shù)時(shí)間7～12天，平均(8.2±3.1)天。納入標(biāo)準(zhǔn)：①中青年男性；②符合臨床急性閉合性不完全跟腱斷裂診斷標(biāo)準(zhǔn)；③術(shù)中證實(shí)單側(cè)跟腱不完全斷裂；④損傷部位位于跟腱跟骨附著處至附著處上5 cm區(qū)域。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往跟腱病變史(包括跟腱炎、跟腱斷裂等)；②合并跟骨結(jié)節(jié)撕脫骨折；③代謝性疾病、免疫性疾病、惡性腫瘤病史；④應(yīng)用類(lèi)固醇激素和喹諾酮類(lèi)藥物。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Acuson S3000超聲診斷儀，配備VTIQ成像技術(shù)軟件，9L4線(xiàn)陣探頭，頻率4～9 MHz。選擇預(yù)設(shè)的MSK條件。囑患者俯臥，雙足自然放松，以中立位懸垂于檢查床邊緣。檢查時(shí)將跟腱分為遠(yuǎn)段(跟腱跟骨附著處至附著處以上5 cm處)中段(跟腱跟骨附著處以上>5～10 cm處)及近段(跟腱跟骨附著處以上>10 cm至肌-腱結(jié)合處)。行常規(guī)超聲掃查后啟動(dòng)VTIQ模式，顯示VTIQ質(zhì)量及速度模式圖，質(zhì)量模式中，綠色-黃色-紅色依次提示圖像質(zhì)量由高到低，選擇圖像質(zhì)量高的區(qū)域(綠色均勻分布)測(cè)量SWV；速度模式中，紅色-黃色-綠色-藍(lán)色提示速度由高到低，即質(zhì)地由硬到軟。調(diào)整SWV量程(最大為10 m/s)，將ROI(大小5 mm×5 mm)分別置于健側(cè)和患側(cè)各段跟腱，每次放置6～9個(gè)ROI，測(cè)量SWV并獲得均值，盡量使同一患者雙側(cè)同段跟腱ROI位于相同位置[3]。于開(kāi)放性跟腱修復(fù)術(shù)前1周、術(shù)后12周和24周測(cè)量雙側(cè)跟腱各節(jié)段SWV值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示，經(jīng)Shapiro-Wilk檢驗(yàn)數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布，經(jīng)Levene's方差齊性檢驗(yàn)方差齊，患側(cè)和健側(cè)相同時(shí)間、相同跟腱節(jié)段SWV比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，相同時(shí)間不同跟腱節(jié)段比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用Tukey檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 VTIQ速度模式圖表現(xiàn) 術(shù)前1周患側(cè)跟腱近段及中段表現(xiàn)為較均勻的藍(lán)綠夾雜區(qū)域，遠(yuǎn)段為以藍(lán)色為主、夾雜少許綠色的非均質(zhì)區(qū)域(圖1)；術(shù)后12周患側(cè)跟腱近段及中段表現(xiàn)為紅色、黃色混雜，夾雜綠色的非均質(zhì)區(qū)域，遠(yuǎn)段為藍(lán)綠混雜極為不均勻區(qū)域(圖2)；術(shù)后24周患側(cè)跟腱近段及中段表現(xiàn)為紅色為主，夾雜少許黃色區(qū)域，遠(yuǎn)段為紅黃混雜的非均質(zhì)區(qū)域(圖3)。

2.2 SWV值比較 術(shù)前1周患側(cè)和健側(cè)、術(shù)后12周和24周患側(cè)跟腱3段間SWV總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.001)，見(jiàn)表1。術(shù)前1周健側(cè)和患側(cè)跟腱遠(yuǎn)段SWV值均明顯高于同側(cè)跟腱中段及近段(P均<0.01)，患側(cè)跟腱SWV值低于健側(cè)對(duì)應(yīng)節(jié)段(P均<0.001)。術(shù)后12周及24周，患側(cè)跟腱遠(yuǎn)段SWV值均低于同側(cè)中段及近段(P均<0.01)；術(shù)后12周患側(cè)跟腱中段及遠(yuǎn)段SWV值仍低于健側(cè)(P均<0.001)；術(shù)后24周患側(cè)跟腱遠(yuǎn)段SWV值低于健側(cè)(P<0.001)。

不同時(shí)間患側(cè)遠(yuǎn)端、中段、近段跟腱SWV總體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=53.551、892.069、1 046.858，P均<0.001)，且各時(shí)間點(diǎn)兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01)。不同時(shí)間健側(cè)近段跟腱SWV差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，且術(shù)前1周和術(shù)后24周與術(shù)后12周比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01)；不同時(shí)間健側(cè)遠(yuǎn)段和中段SWV總體差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2.140、2.953，P=0.123、0.057)。

圖1 患者男，52歲，患側(cè)跟腱術(shù)前1周VTIQ速度模式圖 A.跟腱近段; B.跟腱中段; C.跟腱遠(yuǎn)段 圖2 患者男，37歲，患側(cè)跟腱術(shù)后12周VTIQ速度模式圖 A.跟腱近段; B.跟腱中段; C.跟腱遠(yuǎn)段 圖3 患者男，30歲，患側(cè)跟腱術(shù)后24周VTIQ速度模式圖 A.跟腱近段; B.跟腱中段; C.跟腱遠(yuǎn)段

表1 不同時(shí)間點(diǎn)健側(cè)和患側(cè)各段跟腱SWV值比較(m/s，±s,n=32)

表1 不同時(shí)間點(diǎn)健側(cè)和患側(cè)各段跟腱SWV值比較(m/s，±s,n=32)

時(shí)間點(diǎn)健側(cè)患側(cè)t值P值術(shù)前1周 遠(yuǎn)段9.49±0.523.96±0.52&△42.254<0.001 中段9.34±0.29*3.39±0.30*&△67.669<0.001 近段9.14±0.40*3.46±0.25*&△80.224<0.001 F值11.40920.367—— P值<0.001<0.001——術(shù)后12周 遠(yuǎn)段9.19±0.704.57±1.00#△21.422<0.001 中段9.08±0.468.34±0.91*#△4.068<0.001 近段8.92±0.74#△8.63±0.77*#△1.4940.140 F值1.148259.351—— P值0.322<0.001——術(shù)后24周 遠(yuǎn)段9.07±0.896.17±1.03#&12.057<0.001 中段9.50±0.369.37±0.43*#&1.3110.195 近段9.58±0.429.36±0.54*#&1.8270.073 F值0.766129.745—— P值0.468<0.001——

注：*：與相同時(shí)間點(diǎn)同側(cè)遠(yuǎn)段比較，P<0.01；#：與術(shù)前1周同側(cè)同節(jié)段比較，P<0.01；&：與術(shù)后12周同側(cè)同節(jié)段比較，P<0.01；△：與術(shù)后24周同側(cè)同節(jié)段比較，P<0.01

3 討論

跟腱是人體最厚、最有力的肌腱，在將力從肌肉傳遞到骨骼的過(guò)程中發(fā)揮重要作用，因而易損傷、斷裂。跟腱斷裂以青年及中年男性多發(fā)，創(chuàng)傷性運(yùn)動(dòng)損傷為最常見(jiàn)原因。相對(duì)于保守治療，手術(shù)治療對(duì)于恢復(fù)踝關(guān)節(jié)肌肉力量更為有利，而術(shù)前準(zhǔn)確、快速診斷跟腱斷裂十分重要。肌骨超聲因無(wú)創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、動(dòng)態(tài)隨訪(fǎng)和可雙側(cè)對(duì)比等優(yōu)勢(shì)而成為重要診斷方法。VTIQ是一種新的超聲彈性定量技術(shù)，可無(wú)創(chuàng)獲得特定區(qū)域的SWV，從而定量分析組織硬度，且具有較好的可重復(fù)性。

正常跟腱多表現(xiàn)為較為均質(zhì)的硬組織聲像，SWV值較高，且與性別及年齡無(wú)明顯相關(guān)[1,4]。研究[5-6]發(fā)現(xiàn)根據(jù)肌腱軟化可預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員疼痛和肌腱病變。本研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前1周患側(cè)跟腱SWV值較健側(cè)對(duì)應(yīng)節(jié)段明顯減低，即患側(cè)跟腱較對(duì)側(cè)明顯軟化，與Chen等[7]的研究結(jié)果一致；跟腱修復(fù)術(shù)后12周及24周，患側(cè)跟腱遠(yuǎn)段SWV仍低于健側(cè)，與Zhang等[2]的結(jié)果相近。正常跟腱是具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，主要由致密的膠原纖維束平行排列而成，因而聲像圖表現(xiàn)為均勻堅(jiān)硬的條索狀結(jié)構(gòu)。在跟腱斷裂急性期，損傷處纖維結(jié)構(gòu)損失，平行排列的規(guī)律被打破，使肌腱張力喪失或降低、血腫和積液形成，表現(xiàn)為跟腱腫脹、各段彈性值急劇降低[7]。跟腱愈合大致包含炎癥期、增殖期、重塑形期，各期之間無(wú)嚴(yán)格時(shí)間界限。跟腱損傷后即刻進(jìn)入炎癥期，而后過(guò)渡至增殖期，肌腱細(xì)胞產(chǎn)生較少的Ⅰ型膠原和較多的Ⅲ型膠原，增殖期持續(xù)到第12周左右；損傷后約6周時(shí)逐漸進(jìn)入重塑形期，此后12～24周，纖細(xì)易拉伸的Ⅲ型膠原逐漸改建為強(qiáng)韌的Ⅰ型膠原，跟腱的生物力學(xué)特性逐步恢復(fù)。愈合過(guò)程中，跟腱損傷處愈合的膠原排列紊亂，修復(fù)區(qū)域瘢痕形成、膠原紊亂，異常的愈合組織可能導(dǎo)致?lián)p傷段跟腱進(jìn)一步腫脹，對(duì)抗拉力的性能降低，彈性減低[8]。愈合跟腱黏彈性降低，可能是愈合跟腱再斷裂的原因之一。術(shù)后跟腱連續(xù)性恢復(fù)，張力也有一定恢復(fù)，可能因近段跟腱與肌肉緊密連接，其應(yīng)變幅度較中段及遠(yuǎn)段小，因而更早恢復(fù)彈性，表現(xiàn)為SWV值上升，隨后中段至遠(yuǎn)段的彈性逐漸恢復(fù)。

正常跟腱具有均勻的硬度模式，而病變跟腱表現(xiàn)為硬度模式不均勻[9-10]。既往相關(guān)研究多為定性分析彈性外觀(guān)[11]或定量分析特定區(qū)域彈性模量[12]。本研究分析整條跟腱各段的彈性變化，發(fā)現(xiàn)斷裂后患側(cè)跟腱張力降低或消失，各段均表現(xiàn)為彈性減低，遠(yuǎn)段尤為突出，隨著損傷處跟腱持續(xù)增生、重建，上述差異在術(shù)后仍有一定程度表現(xiàn)。術(shù)前1周健側(cè)跟腱遠(yuǎn)段與近段、中段的彈性差異可能因患側(cè)肢體無(wú)法正常受力，導(dǎo)致健側(cè)肢體負(fù)荷增高[11]，聲速隨著對(duì)肌腱施加的負(fù)荷增加而增大[13]，遠(yuǎn)段包含跟腱較窄區(qū)域，承受相對(duì)較高的負(fù)荷，因而健側(cè)跟腱遠(yuǎn)段SWV值增高更明顯，即彈性值增加。跟腱的機(jī)械性能(如硬度及分散性能)是其儲(chǔ)存彈性和傳遞力量的基礎(chǔ)。機(jī)械性能差可能與跟腱損傷密切關(guān)聯(lián)，包括跟腱再斷裂。因此，術(shù)后評(píng)估跟腱彈性改變有重要意義。張立寧[14]觀(guān)察手術(shù)修復(fù)后的跟腱，發(fā)現(xiàn)早期康復(fù)運(yùn)動(dòng)可提高修復(fù)跟腱的彈性模量。本研究中，隨著愈合時(shí)間延長(zhǎng)，患側(cè)跟腱各段SWV值升高，即彈性值回升，健側(cè)跟腱中段及遠(yuǎn)段SWV值在3個(gè)時(shí)間點(diǎn)無(wú)明顯差異，近段為肌-腱結(jié)合處，各向異性表現(xiàn)得尤為突出，測(cè)值可能受到影響。

VTIQ具有質(zhì)量控制模式，可隨訪(fǎng)評(píng)估跟腱的機(jī)械性能。既往已有多項(xiàng)研究以VTIQ對(duì)跟腱斷裂術(shù)后患者進(jìn)行長(zhǎng)期隨訪(fǎng)(術(shù)后26～138個(gè)月)，發(fā)現(xiàn)患側(cè)跟腱彈性低于對(duì)側(cè)，表明斷裂跟腱經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)仍無(wú)法達(dá)到正常[12]。本研究隨訪(fǎng)觀(guān)察跟腱修復(fù)術(shù)后24周內(nèi)雙側(cè)跟腱各段VTIQ彈性特征，可為制定術(shù)后康復(fù)計(jì)劃和評(píng)估跟腱機(jī)械性能提供生物力學(xué)參考。

本研究的不足：跟腱斷裂后患者無(wú)法主動(dòng)跖屈，為避免二次損傷及加重患者痛苦，未使用外力令患足被動(dòng)跖屈與背伸，僅于中立位進(jìn)行評(píng)估；隨訪(fǎng)時(shí)間段較短，僅于術(shù)后12周(增殖期大致結(jié)束時(shí))和術(shù)后24周(重塑期后期)這兩個(gè)跟腱愈合過(guò)程中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估。

總之，VTIQ可測(cè)量中青年急性閉合性不完全跟腱斷裂患者術(shù)前及術(shù)后跟腱彈性改變；術(shù)后應(yīng)用VTIQ可監(jiān)測(cè)跟腱愈合過(guò)程，為評(píng)估跟腱各節(jié)段生物力學(xué)性能提供客觀(guān)指標(biāo)。