高頻超聲與剪切波彈性成像在跟腱損傷術后評估中的應用研究

胡敏霞 溫德惠 王立坤 陰彥林 張培楠

1河北北方學院（河北張家口075000）；河北北方學院附屬第一醫(yī)院2超聲醫(yī)學科，3骨外科（河北張家口 075000）

跟腱是人體內最粗大的肌腱，它的長度約15 cm，由腓腸肌和比目魚肌向下延續(xù)而成，并插入跟骨后方中點［1］。跟腱對于足底屈曲和足內翻等下肢活動是必不可少的，它是下肢最常見的損傷肌腱［2］。損傷的病因通常是多因素的，既往研究顯示，年齡、性別、肥胖是其發(fā)病密切相關因素，氟喹諾酮類抗生素和皮質類固醇的使用，也被證明會導致肌腱弱化，從而導致跟腱炎和肌腱破裂的風險增加［3］。跟腱斷裂最常發(fā)生在競技和娛樂運動員身上，但也可以發(fā)生在不經(jīng)常運動的人身上。跟腱斷裂（rupture of the achilles tendon，ATR）在一般人群中的發(fā)生率約為5 ～ 10/10 萬，但在某些地區(qū)和人群中可能更高，并且總體上正在增加，且男性中發(fā)病是女性的4～5 倍［4］。臨床體格檢查和病史可以對跟腱斷裂作出初步診斷，但由于一些損傷部位影響，需要影像學檢查對其進行明確診斷。X 線評價跟腱損傷的敏感性和特異性較低，常用于急性創(chuàng)傷患者的輔助檢查或排除骨損傷。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）檢查具有軟組織分辨率高的優(yōu)點，不僅能顯示跟腱損傷的部位和程度，還能顯示周圍軟組織的水腫和出血情況。然而，MRI檢查費時且昂貴［5］，因此未被廣泛用于評估跟腱損傷。與之相比，高頻超聲可以快速、準確、無創(chuàng)對其確定診斷［6］，但這些成像方式并不能根據(jù)肌腱的生物力學特性的恢復來提供對肌腱愈合的客觀評估。剪切波彈性成像（share wave elastography，SWE）是一種定量評估組織剛度的創(chuàng)新技術，剪切波速度是在高頻超聲成像基礎上測量的，由此推斷出組織硬度，該技術可以評價軟組織和肌腱的彈性，在甲狀腺、乳腺及淋巴結的檢查中有明顯的應用前景［7］。此外，SWE 有足夠的靈敏度，在測量跟腱伸展、中立位和最大背屈等不同體位的跟腱硬度時有顯著差異［8］。早期診斷跟腱損傷可降低創(chuàng)傷后并發(fā)癥的發(fā)生率，最大限度地提高運動功能［9］，對后續(xù)治療至關重要。高頻超聲和MRI可以監(jiān)測肌腱形態(tài)的變化，SWE技術可以根據(jù)肌腱的生物力學特性的恢復來提供對肌腱愈合的客觀評估。本文旨在探討高頻超聲和剪切波速度在跟腱斷裂中的診斷以及在修復術后的變化特征。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究收集于2019年8月至2021年3月于河北北方學院附屬第一醫(yī)院就診臨床上高度懷疑的單側跟腱斷裂的患者54 例（男43 例，女11 例），年齡21 ～ 61 歲，平均（35.2 ± 3.7）歲，以跟腱斷裂組為患側組，以其健側為對照組。對患者雙側跟腱同時期行高頻超聲和彈性成像技術進行評估。比較雙側跟腱高頻超聲和彈性成像測量結果。該研究獲得我院醫(yī)學倫理委員會批準，所有患者及其家屬均知情同意。

1.2 納入與排除標準 納入標準：（1）單側腿部疼痛、腫脹、踝關節(jié)活動受限者；（2）經(jīng)MRI 檢查或手術證實為閉合性損傷者；（3）在我院行跟腱斷裂修復術患者；（4）愿意參與本研究的患者。排除標準：（1）跟腱斷裂史或手術史者；（2）有系統(tǒng)性、代謝性或內分泌疾病史者；（3）使用皮質類固醇、雌激素、喹諾酮類藥物和膽固醇藥物的患者；（4）隨訪期間未能按時行超聲規(guī)范檢查者。

1.3 術前檢查及觀察指標 超聲檢查：應用APLIO i800 彩色多普勒超聲診斷儀，選用Ultra?Wideband Linear i18LX5 二維高頻線陣探頭，探頭頻率為5～18 MHz，檢查條件設置為肌肉骨骼檢查預設條件同時配備剪切波彈性成像功能。囑患者俯臥于檢查床，踝關節(jié)取中立位，經(jīng)驗豐富的超聲科醫(yī)師對患者雙側跟腱行縱向、橫向及動態(tài)掃查，測量跟腱的厚度、剪切波速度，觀察跟腱連續(xù)性、內部回聲、血流信號及周邊組織情況，最后以患側跟腱的肌纖維模糊區(qū)為感興趣區(qū)進行掃查，在此區(qū)域涂以足量耦合劑，待圖像穩(wěn)定后，啟動剪切波彈性成像取樣框，彈性量程為0～600 kPa，靜置3 ～ 5 s，待彈性圖充填穩(wěn)定無缺失時凍結開始測量，紅色代表硬，藍色代表軟。用常規(guī)超聲作向導，選擇患側跟腱斷裂區(qū)及術后縫合區(qū)作為感興趣區(qū)，并以健側跟腱相同位置，進行對比并測值，獲得跟腱斷裂區(qū)域的厚度值和SWV 值，所有測值均重復測量3 次，取平均值。

1.4 術后檢查及觀察指標 40 例接受手術治療患者，在術后均會進行適當康復訓練，其中包括固定期（0～1個月）、活動及肌力練習期（1～3個月）、鞏固期（3 ～ 6 個月）。因此，本研究分別于術后第1、3、6 個月行高頻超聲與SWE，記錄跟腱變化情況，包括跟腱厚度（隨訪厚度與術后厚度的百分比）、回聲（程度和均勻度）、血流信號、足底屈曲15°時的滑動距離。跟腱恢復情況（表1），分數(shù)分為1（7～12 分）、2（3～6 分）、3（0～2 分）3 個等級。

表1 跟腱恢復情況的超聲評估Tab.1 Ultrasound assessment of Achilles tendon recovery

1.5 統(tǒng)計學方法 數(shù)據(jù)分析采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件分析處理，計數(shù)資料采用χ2檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料，用（）表示，不同時間節(jié)點患側跟腱之間比較采用重復測量方差分析，患側與健側跟腱之間比較采用Dunnett ?t檢驗，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 術前高頻超聲跟腱損傷的影像學特征 正常跟腱在縱切面上與腓腸肌、比目魚肌、跟骨相連，且界限清晰，呈均勻的高回聲區(qū)（圖1）。在橫截面上跟腱在起始段，中間段和終段位置分別表現(xiàn)為橢圓形、圓形和月牙形均勻強回聲。跟腱撕裂后，跟腱腫脹增厚，纖維紋理模糊。對于跟腱部分撕裂，跟腱內部肌纖維部分不連續(xù)，撕裂區(qū)呈低回聲或無回聲，邊緣不光滑，撕裂周圍無回聲。對于跟腱完全性損傷，跟腱內部肌纖維不連續(xù)，斷端間隙有低回聲出血填充，肌腱組織腫脹增厚（圖2）。

圖1 正常跟腱在縱切面圖像Fig.1 Longitudinal view of a normal Achilles tendon

圖2 損傷跟腱的橫切面圖像Fig.2 Cross section image of injured Achilles tendon

2.2 高頻超聲對跟腱斷裂的診斷性評價 比較高頻超聲對跟腱損傷敏感性、特異性和準確性，評價高頻超聲對跟腱斷裂的診斷價值。54 例疑似跟腱斷裂患者中，11 例跟腱超聲表現(xiàn)正常，呈均勻高回聲區(qū)；超聲表現(xiàn)跟腱損傷43 例，6 例撕裂傷（其中跟腱斷裂1例），表現(xiàn)為肌纖維腫脹、內部回聲減弱；21例部分撕裂（其中足底肌腱斷裂合并出血1例），表現(xiàn)為肌纖維不連續(xù)區(qū)呈無回聲或低回聲；16 例完全破裂（其中跟腱部分斷裂1 例），表現(xiàn)為肌纖維斷裂，斷端之間呈低回聲區(qū)。與手術或MRI 結果比較（表2），真陽性40 例，假陽性3 例，真陰性10 例，假陰性1 例。靈敏度為97.6%（40/41），特異性為76.9%（10/13），準確性為92.6%（50/54），以上數(shù)據(jù)證明高頻超聲在跟腱損傷診斷中具有較高的診斷敏感性、特異性和準確性。

表2 高頻超聲對于跟腱損傷情況的評估Tab.2 Evaluation of Achilles tendon injury by high?frequency ultrasound 例

2.3 術后跟腱損傷的超聲特征 術后1 個月：患側跟腱縫合端厚度明顯增厚，內部回聲雜亂，內可見條狀高回聲，內部肌纖維模糊，周圍并可見低回聲區(qū)，縫合部位內可探及較豐富線狀血流信號，跟腱周邊可見組織水腫區(qū)。SWV 值較術前增加，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），但與健側跟腱SWV值比較仍有差異。

術后3 個月：患側跟腱厚度術后較術后1 個月時減小，但仍比健側跟腱厚，跟腱內部回聲稍增強，內分布較均勻，內并可見少許連續(xù)性肌纖維，彩色多普勒顯示縫合端內見少許點狀或點線狀血流信號。SWV值較前次增加，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），但與健側跟腱SWV值比較仍有差異。

術后6 個月：縫合端跟腱的厚度較健側仍增厚，患側跟腱內部回聲接近正常跟腱回聲，縫合端內回聲逐漸均勻，彩色多普勒顯示跟腱內無明顯血流顯示。SWV 值較之前明顯增加，且差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），但與健側跟腱SWV 值比較仍有差異。

2.4 跟腱斷裂及術后的不同時期的厚度變化 患側跟腱厚度隨時間延長而減少，其內部回聲逐漸均勻，血流及粘連情況減少，但與健側跟腱比較厚度在每個時期具有差異，且差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，表3）。

表3 40 例患者術后不同時期跟腱患側和健側厚度比較Tab.3 Comparison of thickness of affected and healthy Achilles tendon in 40 patients at different postoperative periods ±s，mm

表3 40 例患者術后不同時期跟腱患側和健側厚度比較Tab.3 Comparison of thickness of affected and healthy Achilles tendon in 40 patients at different postoperative periods ±s，mm

注：P ＜0.05，差異有統(tǒng)計學意義

時間1 個月3 個月6 個月F 值P 值患側12.36±0.330 9.01±0.329 7.26±0.170 24.35＜0.05健側5.93±0.312 5.83±0.203 6.02±0.180 t 值23.46 21.32 37.26 P 值＜0.05＜0.05＜0.05

2.5 跟腱斷裂修復術后的不同時期患側剪切波速度值比較 不同時期患側與健側跟腱SWV 值之間存在顯著差異，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。并且SWV 值在隨時間延長逐漸增加，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，表4）。

表4 40 例患者不同時間節(jié)點跟腱患側和健側剪切波速度比較Tab.4 Comparison of shear wave velocity between the affected side and the healthy side of the Achilles tendon in 40 patients at 5 time points ±s，m/s

表4 40 例患者不同時間節(jié)點跟腱患側和健側剪切波速度比較Tab.4 Comparison of shear wave velocity between the affected side and the healthy side of the Achilles tendon in 40 patients at 5 time points ±s，m/s

注：P ＜0.05，差異有統(tǒng)計學意義

時間1 個月3 個月6 個月F 值P 值患側4.56±0.083 6.45±0.041 7.62±0.041 29.21＜0.05健側9.12±0.034 8.89±0.037 9.01±0.023 t 值26.90 19.46 16.38 P 值＜0.05＜0.05＜0.05

3 討論

跟腱損傷是最常見的肌腱損傷類型之一，近年來發(fā)生率越來越高［9-10］。由于跟腱是一個乏血供的組織，損傷后容易引起多種并發(fā)癥并且不易修復和愈合［11］。本研究中，根據(jù)跟腱的血供和生物力學特征，跟腱撕裂的部位在跟骨附著點以上約2 ～ 6 cm 處。成人跟腱兩端的血液供應豐富，但跟腱中段血管的數(shù)量和管徑較小，血液供應不足會導致跟腱組織的延遲愈合，因此早期診斷和治療對其預后至關重要。跟腱急性損傷和慢性損傷在超聲上有明顯的區(qū)別，急性損傷邊緣清晰，肌腱滑動明顯，而跟腱慢性損傷末端變鈍，粘連廣泛，皮下脂肪、跟腱及周圍組織瘢痕形成。本研究結果顯示高頻超聲診斷跟腱損傷的靈敏度、特異性、準確性分別為97.6%（40/41），特異性為76.9%（10/13），準確性為92.6%（50/54），與既往研究報道結果一致［12］，證明高頻超聲可以對跟腱損傷提供有效的診斷價值，本研究中超聲表現(xiàn)正常的11 例患者中，3 例實際上出現(xiàn)輕度撕裂，患者有跟腱炎癥史，表現(xiàn)為跟腱周圍低回聲暈，容易導致誤診。

圖3 損傷跟腱的剪切波彈性圖像Fig.3 Shear wave elastic image of injured Achilles tendon

圖4 正常跟腱的剪切波彈性圖像Fig.4 Shear wave elastic image of normal Achilles tendon

跟腱的康復時間取決于愈合時間，本研究通過40 例跟腱斷裂修復術后1、3、6 個月這三個不同時間節(jié)點跟腱的高頻超聲圖像表現(xiàn)，觀察到跟腱在恢復不同時期的超聲表現(xiàn)。40 例患者術后石膏固定，一般約4 周左右拆除，故在跟腱修復術后4 周時首次高頻超聲檢查，觀察跟腱超聲表現(xiàn)及內部回聲、血流信號以排除跟腱再斷裂情況。本研究發(fā)現(xiàn)跟腱術后1 個月時，高頻超聲可探及患側跟腱縫合端厚度明顯增厚，內部回聲雜亂，內可見條狀高回聲，內部肌纖維模糊，周圍并可見低回聲區(qū)，縫合部位內可探及較豐富線狀血流信號，跟腱周邊可見組織水腫區(qū)，這與以往的研究結果相吻合［13-14］。跟腱術后3 ～ 6 個月，跟腱內血流信號逐漸較少甚至消失，表明跟腱內炎癥反應逐漸減退，內源性愈合在這個階段起主要作用［15］。此階段跟腱內纖維結構逐漸趨向愈合，跟腱逐漸恢復為正常生物學結構。因此在跟腱修復術后，隨訪并監(jiān)測跟腱內的血流信號變化至關重要［13］。跟腱術后1 ～ 3 個月高頻超聲可探及線狀及點狀血流信號，且由較豐富逐漸變少，術后3 個月為跟腱的快速修復期，跟腱術后3 ～ 6 個月血流信號逐漸減少甚至消失。有相關文獻報道［16］依據(jù)跟腱內肌纖維連續(xù)性及彩色血流分布情況來提示跟腱術后功能鍛煉：第1 個月內支具固定，盡量不活動；2 ～ 3 個月內主動背屈、跖屈踝關節(jié)，并可以適當下地行走，增加負重；3 ～ 6 個月可以佩戴護具下進行一些日常工作；6 個月后，可適當參加一些體育鍛煉，與本研究的跟腱內的厚度比、內部回聲、血流信號、恢復程度相符。本研究中的跟腱術后足底屈曲15°時的滑動距離，6 個月超聲顯示其跟腱滑動度較前明顯好轉，隨著術后恢復期的延長逐漸好轉，也證實了跟腱術后日常功能的逐漸恢復過程。

MCQUILLING 等［17］研究表明，跟腱厚度可作為評估跟腱恢復的一個重要指標。本研究通過比較跟腱斷裂修復術后3 個時期患側與健側的厚度，得出同時期跟腱斷裂術后患側的厚度較健側增厚，且差異有統(tǒng)計學意義；另外，本研究結果表明跟腱患側厚度在術后1、3、6 個月這3 個時期的測量值逐漸減少，且在3 個時期間的測量值兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義，與CILOGLU 等［18］報道的跟腱術后隨訪3 個時期厚度差異有統(tǒng)計學意義結果一致。

既往研究證實［19］，彈性成像在預測跟腱結構變化方面比B 型超聲更敏感，而SWE 已被證明具有良好的可靠性和重復性［20］。DIRRICHS 等［21］通過研究SWE 在跟腱病方面的應用，表明SWE 技術可定量測定跟腱的硬度。IYIDIR 將硬度作為一種結構信息，認為跟腱的結構變化可能改變其生物力學特性［22］，因此在跟腱斷裂修復術后，SWE 可以較準確地描述常規(guī)B 型超聲顯示出患側跟腱修復術后感興趣區(qū)域的硬度特征。在本研究中，患側跟腱和健側跟腱的SWV 值在術后3 個不同時間節(jié)點都有差異，且差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）?；紓雀煸谛g后1、3、6月時，兩兩比較均有差異，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），其SWV 值呈逐漸上升的趨勢，但仍沒有達到健側水平，表明跟腱腱硬度仍然低于正常水平的，在6 個月的隨訪期內跟腱內的膠原纖維可能還沒有變成適合在高應變強度下運動的最佳組織。研究表明［23］高頻超聲在評估跟腱斷裂術后的形態(tài)、血流、功能變化中均有重要作用，并且在跟腱術后3 個月，在進行與肌腱強度拉伸相關的活動時，仍可能有再次斷裂的風險［16］，用SWE 測量肌腱硬度對于識別風險可能特別有用，隨著時間推移，硬度逐漸增加并接近正常跟腱，且其彈性值與組織學愈合過程相關。

本研究樣本量小，隨訪時間短，存在一定的局限性。進一步的研究需要更大的樣本量和更長的隨訪時間來尋求一個跟腱術后活動斷裂的最佳時期。

總之，超聲在跟腱損傷的診斷和治療中具有重要的臨床價值，高頻超聲可以顯示跟腱損傷的類型和程度，并指導后續(xù)治療，術后早期監(jiān)測對后續(xù)運動恢復至關重要。