聲觸診組織量化技術評價中老年肩峰下撞擊綜合征患者岡上肌腱的彈性特征

陳偉文，熊燃，周美君，何燕妮，劉紅梅*

1.廣東省第二人民醫(yī)院超聲醫(yī)學科，廣東廣州 510317；2.珠海市人民醫(yī)院超聲醫(yī)學科，廣東珠海 519000；*通訊作者 劉紅梅 hongmeiliu@163.com

肩峰下撞擊綜合征（subacromial impingement syndrome，SIS）是造成肩痛的重要原因，常反復出現(xiàn)，形成一種慢性疼痛。受損后肌腱產(chǎn)生一系列組織病理學變化后，可能會導致機械性能降低，對患者具有潛在的破壞性后果。因此，體外或術前定量評價肌腱質(zhì)量具有重要意義[1]。臨床測量岡上肌腱的機械性能主要通過拉伸試驗實現(xiàn)，但無法定量獲取信息。常規(guī)二維超聲形態(tài)學檢查可提供關于岡上肌腱形態(tài)學的特征信息，但無法直接捕獲肌腱的機械性能。

本研究應用聲觸診組織量化（virtual touch tissue imaging quantification，VTIQ）技術評價SIS患者岡上肌腱彈性，并將岡上肌腱劃分為不同區(qū)域進行剪切波速度（shear wave velocity，SWV）測量，聯(lián)合常規(guī)超聲評價SIS患者岡上肌腱的形態(tài)學及彈性變化。

1 資料與方法

1.1 研究對象 納入2017年1—7月就診于廣東省第二人民醫(yī)院的41例SIS患者共41個肩關節(jié)，其中男18例，女23例，優(yōu)勢肩關節(jié)24例（58.5%）；患者年齡45～76歲，平均（58.41±9.70）歲；平均發(fā)病時間（4.75±3.20）個月。通過招募志愿者，對照組納入性別及年齡匹配的41例雙側(cè)肩關節(jié)正常者，分為40～59歲組（男10例、女8例）和≥60歲（男8例、女15例），選取正常組人群優(yōu)勢手與非優(yōu)勢手測量值的平均值作為對照組。所有研究對象進行超聲檢查前均簽署知情同意書。

SIS組患者納入標準：①患肢外展或上抬受限；②超聲、X線、MRI 至少1 項檢查結(jié)果提示SIS 陽性；③所有陽性組患肢均經(jīng)超聲檢查證實SIS 陽性。排除標準：①岡上肌腱部分及全層撕裂；②鈣化性岡上肌腱炎；③肩關節(jié)手術史；④患有糖尿病、風濕免疫疾?。虎萑焉?；⑥近3個月使用激素治療。

X線診斷標準：當肩關節(jié)岡上肌出口位X線片顯示肩峰下、肱骨大結(jié)節(jié)部位骨贅或骨性突起等征象時提示SIS[2]；MRI 診斷標準：當岡上肌腱腫脹，內(nèi)出現(xiàn)T2WI 高信號或混雜信號，如肌腱水腫、增厚，肩峰下滑囊積液，肩峰下-三角肌滑囊不同程度積液、增厚，呈長T1、長T2 信號提示SIS；超聲診斷標準：根據(jù)歐洲放射學-肩關節(jié)超聲指南，行肩峰下撞擊試驗，動態(tài)評估肩峰下撞擊狀態(tài)，當手臂內(nèi)旋、上抬時可見岡上肌腱和肩峰下滑囊進入喙肩峰弓，若無法進入喙肩峰弓則提示SIS[3]。

體格檢查中Neer 撞擊征、疼痛弧試驗、Hawkins-Kennedy 征至少1 項提示SIS 陽性。

1.2 儀器與方法 應用Siemens Helx S2000型彩色多普勒超聲診斷儀，內(nèi)置VTIQ 成像軟件。常規(guī)二維超聲檢查使用線陣18L6 探頭（12 MHz），VTIQ 模式使用線陣9L4 探頭（8 MHz）。SWV值范圍設定為0.5～10 m/s，測量取樣框為1 mm×1 mm。

1.3 圖像采集方法

1.3.1 檢查體位 受檢者坐位背向檢查者，身體自然直立，采用改良Crass 體位，探頭輕放于受檢者肩部，清晰顯示肌腱內(nèi)纖維結(jié)構(gòu)。

1.3.2 二維超聲測量方法 所有受檢者均先進行肩關節(jié)常規(guī)超聲檢查。探頭平行于岡上肌腱的長軸，聲束盡量垂直于肌腱，排除肌腱各向異性偽像，在長軸切面上測量岡上肌腱最大厚度，測量3次取平均值，然后在長軸切面上測量肩峰下滑囊厚度（包括滑囊前后壁及積液暗區(qū)）[1]（圖1）。

圖1 女，39歲，正常肩峰下滑囊厚度及岡上肌腱厚度測量。肩峰下滑囊厚度約為2.4 mm（A）；岡上肌腱厚度為4.0 mm（B）

1.3.3 彈性超聲測量方法 進入VTIQ 模式，待質(zhì)量模式達到合格（均勻綠色）則進入速度模式，在長軸切面上分別測量岡上肌腱距肱骨大結(jié)節(jié)附著點1.0 cm（遠端）、1.5 cm（近端）處肌腱淺層、深層SWV，重復測量3次取平均值。彈性成像圖中紅色代表組織硬，黃色與綠色代表組織硬度中等。本研究將近端淺層及遠端淺層劃分為淺層，近端深層及遠端深層劃分為深層（圖2）。檢查及測量過程由經(jīng)過培訓的同一名主治醫(yī)師采用相同手法完成。

圖2 女，27歲，岡上肌腱淺層及深層SWV的分區(qū)。A為近端淺層；B為遠端淺層；C為近端深層；D為遠端深層；A與B 劃分為淺層（藍色），C與D 劃分為深層（黃色）

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0軟件，計量資料以表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；岡上肌 腱淺層及深層間比較采用配對t檢驗。P<0.05表示 差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 肩峰下滑囊及肌腱厚度比較 40～59歲組中，SIS組肩峰下滑囊厚度大于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.016）；岡上肌腱厚度差異無統(tǒng)計學意義（P=0.668）?！?0歲組中，SIS組肩峰下滑囊及岡上肌腱厚度均大于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.002、P=0.016）。見表1。

2.2 岡上肌腱SWV比較 40～59歲組中，對照組岡上肌腱淺層及深層SWV均大于SIS組，差異均有統(tǒng)計學意義（P=0.020、P=0.007）?！?0歲組中，SIS組、對照組岡上肌腱淺層及深層SWV組間差異均無統(tǒng)計學意義（P=0.513、P=0.926），見表2。

2.3 岡上肌腱淺層與深層SWV比較 不同年齡組中，SIS組及對照組岡上肌腱淺層SWV均低于深層SWV，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表2。

表1 SIS組與對照組肩峰下滑囊厚度及岡上肌腱厚度比較（mm）

表2 SIS組與對照組岡上肌腱淺層及深層SWV比較（m/s）

3 討論

超聲彈性成像在獲取肌腱機械性能的研究已被證實可行[4-5]。Hatta 等[6]使用動物模型闡明彈性成像測量的肌腱張力率與普通機器測量肌腱的機械性能間呈正相關（r=0.73）。Kocyigit 等[7]使用應變超聲彈性成像評價SIS患者岡上肌腱彈性，結(jié)果顯示患側(cè)肌腱出現(xiàn)軟化；但該研究應用肌腱/三角肌彈性應變比作為彈性參數(shù)，缺乏更客觀、定量的彈性參數(shù)。而VTIQ 技術通過剪切波在組織內(nèi)部橫向傳播，通過機器捕獲并計算SWV，間接評價組織硬度。該技術在肌肉骨骼的應用中具有較好的可行性[8]。

SIS是肩部疼痛最常見的原因之一，占所有肩關節(jié)疼痛病因的44%～65%[9]?！?0歲的SIS患者肩峰下滑囊厚度及岡上肌腱厚度均高于對照組；而在40～59歲組中，僅肩峰下滑囊厚度高于對照組。故對于45～59歲人群，SIS患者患側(cè)岡上肌腱在二維超聲中主要表現(xiàn)為肩峰下滑囊增厚；而在≥60歲人群中可同時伴有肩峰下滑囊及肌腱增厚。這一時期岡上肌腱增厚可能是肌腱退行性變及肌腱炎性改變的共同結(jié)果。在常規(guī)二維超聲形態(tài)學評估中，肩峰下滑囊及肌腱增厚作為形態(tài)學改變，在隨訪病情形態(tài)學變化的評價中具有一定的參考價值。

肌腱主要由緊密的膠原纖維構(gòu)成，水分含量低。肌腱將肌肉的收縮力傳遞至骨骼上，能夠承受較大的張力，故具有較強的拉伸強度。岡上肌腱在長期擠壓與撞擊下易造成肌腱損傷、出血、水腫等異常病理變化。Reilly 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，正常肌腱主要由Ⅰ型膠原蛋白組成，占肌腱總膠原蛋白的95%；而損傷及退化的肌腱中Ⅲ型膠原蛋白的比例顯著增加，且退行性變肌腱中整體的膠原蛋白濃度明顯降低。而當肌腱出現(xiàn)炎癥或撕裂時，除膠原蛋白的類型及濃度改變外，還出現(xiàn)黏液樣變性、淀粉樣蛋白沉積、血管增生及脂肪浸潤[11]。這種非炎癥性的肌腱損傷導致肌腱的抗張力減小，即肌腱軟化。Kocyigit 等[7]使用應變超聲彈性成像評價SIS患者岡上肌腱同樣出現(xiàn)肌腱軟化，這種彈性的變化與組織病理學變化具有相關性。

人類岡上肌腱與其他肌腱不同。由于復雜的鄰近解剖和與盂肱關節(jié)大范圍的運動，岡上肌腱承受多軸拉力、壓縮構(gòu)成的復雜應力環(huán)境，表現(xiàn)出復雜、不均勻的機械性能和纖維分布[12]。Reilly 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，當岡上肌腱處于一定壓力負荷的拉伸狀態(tài)時，岡上肌腱關節(jié)側(cè)和滑囊側(cè)的張力差異導致這兩層間的剪切效應產(chǎn)生，該效應首先導致肌腱內(nèi)微小的撕裂，在反復的生理負荷下逐漸擴展到全層撕裂。為進一步驗證岡上肌腱滑囊側(cè)與關節(jié)側(cè)的彈性差異，本研究分別測量淺層及深層SWV，結(jié)果顯示，正常岡上肌腱或病理性肌腱淺層SWV均低于深層。同時，Inoue 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，人體岡上肌腱的膠原纖維具有高度不均勻性，岡上肌腱滑囊側(cè)主要由肌腱纖維束形成，而關節(jié)側(cè)主要由肌腱、韌帶和包膜組織組成的復雜組織。這種組織結(jié)構(gòu)上的差異可能是造成淺層及深層彈性差異的原因。這種肌腱不同深度的彈性差異間接反映了肌腱機械性能的變化，也成為今后研究肩袖撕裂的力學基礎。

在岡上肌腱的彈性圖像采集中應注意：①因肌腱為線性結(jié)構(gòu)，具有各向異性，因此為獲取合格的肌腱彈性圖像，不僅通過質(zhì)量模式，還需盡可能地將所要觀察的組織與聲束垂直，盡量地減小與聲束的角度[14]。②由于不同組織的硬度具有差異，故彈性圖像應描繪出組織的輪廓，如岡上肌腱彈性圖像與其二維聲像圖輪廓一致，為避免骨骼的影響，在設置取樣框時應適當囊括周圍覆蓋的軟組織及少量骨皮質(zhì)，利用周圍組織作對比，也是一種判斷圖像質(zhì)量的方法。

本研究的局限性：①納入陽性病例數(shù)較少；②SIS缺乏手術及組織病理學結(jié)果作為診斷“金標準”；③本研究中SIS患者大多為急性期就診，炎癥水腫最顯著，可進一步隨訪患者病情恢復或加重做相關性分析。VTIQ 技術可敏感地檢測SIS 疾病后岡上肌腱的軟化程度，為臨床提供了肌腱彈性的定量評估信息。結(jié)合常規(guī)超聲形態(tài)學特征有助于臨床篩選肩袖撕裂的風險人群，并用于疾病的術前評估。