超聲彈性成像技術(shù)在軍事飛行員頸部肌肉評價中的作用

李 雪，黃 煒，王永春，陸勤燕，劉金英，費祥武，于慧俊，肖 璐，陳曉健，游丹麗，吳曉苗，徐建華

因受到飛行環(huán)境、頭戴裝備和長期久坐等不利因素的影響，軍事飛行員頸腰傷病發(fā)生率遠(yuǎn)高于普通人群，高性能戰(zhàn)斗機飛行員的發(fā)生率又高于其他機型的飛行員［1］。隨著飛行訓(xùn)練任務(wù)時間和強度的改變，頸痛發(fā)病率逐年升高，越來越年輕化，且復(fù)發(fā)率高，飛行員的身心健康及飛行安全都受到嚴(yán)重影響。超聲彈性成像技術(shù)作為肌骨超聲技術(shù)的重要部分，在對肌肉、肌腱、筋膜和神經(jīng)等病變的評估中應(yīng)用日益增多，可以直觀反映和量化組織彈性，即組織硬度，已有文獻報道運用超聲彈性成像技術(shù)評價正常肌肉和肌腱，以及與肌肉相關(guān)的病變，可以很好評價頸痛患者頸部肌肉的硬度變化［2-3］。本研究將應(yīng)用超聲彈性成像技術(shù)對頸淺肌群中的胸鎖乳突肌、肩胛提肌和頸深肌群中的頸長肌、頭夾肌進行定量分析，探討超聲彈性成像技術(shù)在飛行員頸部肌肉疼痛中的應(yīng)用價值。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2019～2020年來空軍杭州特勤療養(yǎng)中心進行頸腰專項療養(yǎng)的男性飛行員100例，年齡＜50歲，按頸部疼痛分為頸痛組50例，無痛組50例；兩組按飛行時間又各分成3組，即頸痛組＜1 500 h組（15例）、1 500～3 000 h組（18例）及＞3 000 h組（17例）；無痛組＜1 500 h組（16例）、1 500～3 000 h組（18例）及＞3 000 h組（16例）。按機種分為殲擊機飛行員組26例與轟運直機飛行員組24例。飛行人員頸痛組以雙側(cè)頸部不適為臨床表現(xiàn)，將以頭、頸、肩疼痛、頸部易疲勞和頸部僵硬為主要癥狀，頸部疼痛超過3個月，血沉、抗“O”、類風(fēng)濕因子未見異常、且頸部MRI檢查無明顯椎間盤突出和脊髓改變。排除標(biāo)準(zhǔn)：存在神經(jīng)根壓迫癥狀或體征；頸部外傷史、手術(shù)史；脊髓病變；先天性脊髓?。活i椎腫瘤或結(jié)核；頸肩部風(fēng)濕??；影響評價的感覺性失語、認(rèn)知障礙、嚴(yán)重的視力或聽力障礙；并發(fā)嚴(yán)重疾病，如心臟疾病、肝臟疾病、造血系統(tǒng)疾病或惡性腫瘤等［4］。頸痛組年齡（34.22±7.53）歲，身高（175±3.97）cm，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）（23±2.51）kg/m2；無痛組年齡（32±6.61）歲，身高（175±4.65）cm，BMI（22±2.57）kg/m2；兩組間相比均無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。

1.2 方法 采用日立HI Vision Preirus超聲儀，加載組織彌散定量分析功能，ML6-15高頻線陣探頭，9～15 MHz。患者去枕仰臥位，充分暴露頸部，面部朝上，測量雙側(cè)胸鎖乳突肌及頸長??；取俯臥位，面部朝下，雙手旋前墊于額頭下方，測量雙側(cè)頭夾肌及肩胛提肌，保持頸部肌肉放松。先觀察頸部肌肉二維超聲，選取各肌肉縱軸切面的固定位置測量肌肉厚度，待圖像穩(wěn)定后切換至組織彈性成像模式。采用實時雙幅成像功能，調(diào)節(jié)感興趣區(qū)，確保覆蓋胸鎖乳突肌、頭夾肌、頸長肌、肩胛提肌。操作時，手持探頭加壓，輸出的應(yīng)變彈性圖常用彩色編碼，藍(lán)色表示組織硬度較大，紅色表示組織硬度較小，綠色則表示硬度中等。觀察壓力曲線的變化情況在變化出現(xiàn)明顯的周期規(guī)律時取其峰值時刻凍結(jié)圖像，根據(jù)采集圖像的原始數(shù)據(jù)，利用軟件對ROI內(nèi)特征量：應(yīng)變均值（MEAN）進行分析［5］。由兩名醫(yī)師對每位飛行人員的超聲彈性成像圖進行評分，每人采集至少3幅圖像以求彈性參數(shù)的平均值減少誤差。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以（±s）表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗，組間比較采用方差分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組飛行員頸部相關(guān)肌群肌肉厚度比較 頸痛組和無痛組飛行員左右兩側(cè)胸鎖乳突肌、頭夾肌、頸長肌、肩胛提肌的厚度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），兩組間飛行員胸鎖乳突肌、頭夾肌、頸長肌、肩胛提肌的厚度差異亦無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組飛行員頸肌肌群厚度比較（mm，±s）

表1 兩組飛行員頸肌肌群厚度比較（mm，±s）

組別 例數(shù) 胸鎖乳突肌右側(cè) 左側(cè)無痛組 50 9.85±1.15 9.88±1.11頸痛組 50 9.65±1.2 9.76±1.05 t值 2.377 1.576 P值 0.127 0.156頸長肌右側(cè)5.96±1.12 5.62±1.03 2.377 0.137頭夾肌 肩胛提肌左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè)6.2±1.13 4.5±1.11 4.4±1.12 9.02±1.10 9.06±1.09 6.0±1.03 4.47±1.1 4.52±1.1 8.67±1.13 8.82±1.33 2.105 4.039 4.348 2.92 3.293 0.146 0.065 0.082 0.059 0.064

2.2 兩組飛行員頸部相關(guān)肌群肌肉應(yīng)變值比較無痛組與頸痛組飛行員胸鎖乳突肌應(yīng)變平均值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。頸痛組飛行員頸長肌、頭夾肌及肩胛提肌應(yīng)變平均值較無痛組飛行員減低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

表2 兩組飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

組別 例數(shù) 胸鎖乳突肌右側(cè) 左側(cè)無痛組 50 137.74±20.26 130.19±19.56頸痛組 50 131.73±24.66 130.43±19.65 t值 2.377 1.576 P值 0.344 0.125頸長肌右側(cè)121.27±26.1 107.22±28.3 2.377 0.036頭夾肌 肩胛提肌左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè)117.84±24.1 129.91±33.05 142.35±30.91 130.39±25.45 131.73±24.05 106.24±29.4 111.56±14.08 117.62±20.3 118.18±17.77 116.87±22.33 2.105 3.776 4.348 2.92 3.293 0.032 0.041 0.023 0.029 0.037

2.3 不同飛行時間組飛行員頸部相關(guān)肌群肌肉應(yīng)變值比較 不同飛行時間的飛行員胸鎖乳突肌、頭夾肌、頸長肌、肩胛提肌的左右兩側(cè)肌肉應(yīng)變值及不同飛行時間組相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。與無痛組飛行員比較，頸痛組飛行員胸鎖乳突肌和肩胛提肌應(yīng)變值的不同飛行時間組間和左右雙側(cè)對比差別無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表3。頸痛組飛行員頸長肌1 500～3 000 h組、＞3 000 h組較＜1 500 h組應(yīng)變值顯著降低（P＜0.05），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。右側(cè)頭夾肌1 500～3 000 h組、＞3 000 h組較＜1 500 h組比較應(yīng)變值減低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表4。

表3 不同飛行時間無痛組飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

表3 不同飛行時間無痛組飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

組別 例數(shù) 胸鎖乳突肌右側(cè) 左側(cè)頸長肌右側(cè)頭夾肌 肩胛提肌左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè)＜1 500 h組 16 137.97±25.16 133.88±23.63 1 500～3 000 h組18 135.85±23.63 130.17±22.23 117.44±35.27 112.77±27.84 130.16±27.84 141.35±36.17 125.43±21.81 130.1±18.91 116.31±26.44 112.19±29.46 125.21±30.3 138.8±29.24 133.43±15.82 134.82±14.25＞3 000 h組 16 145.96±23.63 125.02±22.23 F值 0.086 0.444 P值 0.057 0.810 125.02±35.27 0.452 0.813 113.33±27.48 142.2±27.84 151.4±36.17 134.68±21.81 130.9±18.91 0.413 0.422 0.09 0.413 0.421 0.511 0.808 0.314 0.128 0.302

表4 不同飛行時間頸痛飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

表4 不同飛行時間頸痛飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

注：與1 500～3 000 h組比較，aP＜0.05；與＜1 500 h組比較，bP＜0.05

組別 例數(shù) 胸鎖乳突肌右側(cè) 左側(cè)頸長肌右側(cè)頭夾肌 肩胛提肌左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè)142.53.8±26.44a＜1 500 h組 15 138.72±25.16 143.88±17.42 145.52±29.46a 157.84±30.3a 147±29.24 143.17±15.82 126.57±14.25 1 500～3 000 h組18 137.22±23.63 133.47±22.23 100.87±35.27b 101.34±27.84b 129.41±27.84b 141.29±36.17 133.35±21.81 128.00±18.91＞3 000 h組 17 123.41±3.63 132.44±22.23 F值 2.726 0.974 P值 0.082 0.541 121.71±35.27ab 2.456 0.018 120.89±27.84ab 122.77±27.84b 144.19±36.17 135.76±21.81 124.69±18.91 2.542 4.34 0.097 0.088 2.756 0.012 0.023 0.312 0.278 0.076

2.4 不同機型飛行員頸部肌群肌肉應(yīng)變值比較殲擊機飛行員組與轟運直機型組比較頸長肌、肩胛提肌應(yīng)變值減低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而兩組飛行員的胸鎖乳突肌及頭夾肌應(yīng)變值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表5。

表5 不同機型頸痛飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

表5 不同機型頸痛飛行員頸肌應(yīng)變值比較（±s）

組別 例數(shù) 胸鎖乳突肌右側(cè) 左側(cè)殲擊機組 26 131.74±25.16 129.72±23.63轟運直機組 24 129.72±23.63 130.89±22.23 t值 0.677 0.539 P值 0.089 0.097頸長肌右側(cè)102.42±26.44 121.08±35.27-2.499 0.012頭夾肌 肩胛提肌左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè)105.49±29.46 108.39±30.3 116.7±29.24 113.31±15.82 113.39±14.25 122.6±27.84 112.34±27.84 120.92±36.17 118.18±17.77 116.87±22.33-2.31 -0.302 -0.036 1.767 -2.06 0.023 0.670 0.059 0.027 0.011

3 討論

相關(guān)的醫(yī)學(xué)研究結(jié)果表明，頸部肌肉作為頸椎動力平衡的重要組成部分，對頭頸部的屈、伸、旋轉(zhuǎn)、側(cè)偏、前伸、后縮和穩(wěn)定起著重要作用，在頸椎的運動和姿勢上，頸周深、淺部肌群的協(xié)調(diào)作用共同維持頸椎的曲度和穩(wěn)定性［6］。近年來超聲彈性成像技術(shù)在肌骨系統(tǒng)疾病，特別是在肌肉疾病彈性評估方面也有了一定進展，包括靜態(tài)、運動狀態(tài)及不同病理狀態(tài)下肌肉硬度的評估，部分研究也證明了超聲彈性成像對肌肉硬度的評估是有效、可靠的［7-9］。應(yīng)變彈性成像是一種定量的超聲技術(shù)，用于評估組織的硬度，當(dāng)壓力作用于組織時，組織產(chǎn)生形變，形變的程度與組織彈性系數(shù)相關(guān)，當(dāng)施加壓力時，硬度大的組織彈性系數(shù)大，變形較少，硬度小的組織彈性系數(shù)小，變形較大［10］。

Ishikawa等［11］使用應(yīng)變彈性成像法評估肌肉硬度，通過測量應(yīng)變率，認(rèn)為頸痛患者斜方肌硬度增加。Serkan等［12］應(yīng)用剪切波彈性成像認(rèn)為慢性頸部疼痛患者的頭夾肌的肌肉硬度與無癥狀對照組相似，然而斜方肌、肩胛提肌和胸鎖乳突肌硬度高于無癥狀對照組。郭玟秀等［13］采用聲輻射脈沖成像和剪切波彈性成像對頸部肌肉進行研究，認(rèn)為胸鎖乳突肌、前斜角肌、斜方肌和肩胛提肌存在顯著差異，斜方肌硬度與體重指數(shù)相關(guān)。本研究中針對飛行員這一特殊群體進行研究，頸痛飛行員組與無痛飛行員組比較頸長肌、頭夾肌、肩胛提肌應(yīng)變值減低。轟運直飛行員長時間頸部前屈注視屏幕時可能成為引發(fā)頸部的靜態(tài)疲勞，殲擊機飛行員在飛行過程中要佩戴高重量頭盔做高載荷動作，對頸椎骨關(guān)節(jié)及附屬肌肉、韌帶等軟組織結(jié)構(gòu)有直接傷害［14］。隨著飛行時間增長，頸痛組飛行員兩側(cè)頸長肌、右側(cè)頭夾肌彈性成像的應(yīng)變值減低，可能是頸深屈肌及伸肌力量逐漸降低，肌肉彈性隨之降低，無法保持正常頸椎曲度及頸部姿勢。頭夾肌僅右側(cè)有差異，而左側(cè)無明顯差異，可能與頸痛飛行員頸伸肌群肌力存在不平衡有關(guān)，飛行時“檢查6”模式動作造成頭部向后旋轉(zhuǎn)并保持固定姿勢，由于頸椎骨性結(jié)構(gòu)長期處于異常應(yīng)力下，導(dǎo)致頸痛飛行員的骨骼系統(tǒng)及肌肉系統(tǒng)生物力學(xué)平衡出現(xiàn)異常，并出現(xiàn)頸椎曲度變直。飛行時間1 500～3 000 h組頸長肌應(yīng)變值較低，可能與此飛行時段飛行員正值飛行成長關(guān)鍵期，飛行訓(xùn)練強度、難度加大，飛行航程長，缺乏相應(yīng)的頸肌鍛煉有關(guān)。兩組飛行員經(jīng)二維超聲掃查，肌肉厚度比較未見明顯異常，分析原因可能是在頸痛早期肌肉形態(tài)學(xué)還未出現(xiàn)明顯變化。

本研究殲擊機飛行員組與轟運直飛行員組比較頸長肌、肩胛提肌應(yīng)變值比較有差異，胸鎖乳突肌及頭夾肌應(yīng)變值比較無顯著差異。分析原因可能為頸長肌位于頸椎前部，與肩胛提肌及斜角肌等共同維持頸椎的穩(wěn)定性。殲擊機飛行員在高載荷及頭盔過重情況中飛行，固定及不平衡的飛行姿勢會造成頸肩部肌肉力量不平衡，肌肉持續(xù)牽拉并處于高張力狀態(tài)，進一步造成頸椎的慢性損傷，從而改變頸椎及周圍軟組織彈性，受累的肌肉可能會出現(xiàn)反復(fù)受損及“落枕”現(xiàn)象。胸鎖乳突肌是頸部淺表肌束中最大的一束，早期可能不易受累。

軍事飛行員強健促進作為特勤療養(yǎng)的全新保障模式，其核心任務(wù)是采取科學(xué)有效的方式促使飛行員整體功能狀態(tài)提升，專項體能訓(xùn)練可作為本模式下的干預(yù)方式之一［18-16］。針對不同機種選擇不同頸肌鍛煉方式可以有效提高飛行員的頸肌協(xié)調(diào)性。本研究中頸痛飛行員大部分疼痛以酸脹、輕微或中度疼痛為主，頸部肌肉厚度尚未出現(xiàn)明顯異常改變時，隨著飛行時間的增加，部分肌肉尤其是固定頸椎的頸深屈肌群及伸肌群應(yīng)變已經(jīng)出現(xiàn)明顯下降，肌肉硬度增高。超聲彈性成像技術(shù)操作簡單、聲像圖直觀、可重復(fù)操作，對伴隨僅有頸椎曲度變直及韌帶鈣化等頸椎退行性改變的頸痛飛行員，超聲能準(zhǔn)確描述損傷部位及周圍組織異常情況，超聲彈性成像技術(shù)可檢測肌肉損傷的細(xì)微變化或障礙，可做為療養(yǎng)期間頸痛飛行員進行綜合評估的檢查方法之一，為飛行員療養(yǎng)期間的頸肌訓(xùn)練及康復(fù)治療提供更多指導(dǎo)信息［17-18］。

本研究中二維超聲測量頸肌厚度選取固定位置測量可能受到肌肉周圍脂肪及周圍肌肉及體位的影響，并不能完全反應(yīng)肌肉局部受損變化。應(yīng)變的測量可能受到應(yīng)變力的大小、肌纖維方向、筋膜和肌肉橫截面積等因素的影響，這些因素可能會導(dǎo)致本研究的某些變異性。因此，可能存在多種因素導(dǎo)致肌肉硬度的改變，需擴大樣本量繼續(xù)研究。相信隨著剪切波彈性成像、核磁彈性成像、三維彈性成像等技術(shù)的研究深入和發(fā)展，彈性成像技術(shù)在為評估肌肉硬度的空間變異性方面提供重要信息。