跟腱斷裂手術修復后超聲剪切波彈性成像評估＊

陳香梅 王 潤 袁樹芳 白 露 劉 俐,*

1.北京大學深圳醫(yī)院超聲影像科 (廣東 深圳 518036)

2.北京大學深圳醫(yī)院運動醫(yī)學與康復科 (廣東 深圳 518036)

跟腱是人體最大的肌腱，跟腱斷裂是臨床常見的運動損傷，近年來群眾對健康的關注度提高，業(yè)余運動者逐年增加，跟腱斷裂的發(fā)生率也逐年提高[1]。跟腱斷裂后，在跟腱修復期，跟腱瘢痕愈合后，肌腱纖維排列紊亂，會影響其生物力學性能，進而影響跟腱的功能。因此，恢復斷裂跟腱的生物力學特性對患者跟腱的功能有重要的意義，如何找到一種可以客觀、簡便地評估跟腱斷裂修復力學變化的指標顯得尤其重要。

本研究的目的是通過使用剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE)研究跟腱斷裂及手術修復后不同時間段跟腱彈性的變化，及其與臨床功能的相關性，評估跟腱斷裂修復中的生物力學改變，為指導康復訓練打下基礎。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2018年1月至2019年12月因急性閉合性跟腱完全斷裂在北京大學深圳醫(yī)院進行開放式手術修復的患者40名，其中4名患者失訪，最后納入研究36名。男性31名，女性5名，平均年齡36.9±9.2歲(年齡范圍21~62歲)，左側(cè)12例，右側(cè)24例。對照組采取了年齡、性別匹配的健康志愿者25名(共50條跟腱)，男性21名，女性4名，平均年齡36.1±9.9歲(年齡范圍22~60歲)。健康志愿者排除懷孕及患有其他系統(tǒng)疾病的患者。所有志愿者及入組患者均簽署知情同意書。本研究得到北京大學深圳醫(yī)院倫理委員會的認可。

1.2 方法

儀器采用Supersonic Imaging AixPlore彩色多普勒超聲診斷儀，探頭頻率4~15MHz。采用儀器預設置的肌肉骨骼超聲檢測條件。受檢者均進行常規(guī)超聲及SWE成像檢查。跟腱斷裂患者于初次就診時、術后3個月、6個月、12個月時進行常規(guī)超聲及超聲SWE成像檢查。常規(guī)超聲檢查患者取俯臥位，雙足自然垂于床邊，通過導聲墊進行縱切、橫切掃查，觀察跟腱的形態(tài)、血流信號情況。在自然下垂位、最大跖屈位及最大背屈位三個體位下，在長軸及短軸切面分別測量5次彈性值，取平均值進行統(tǒng)計分析。術前跟腱SWE成像僅在自然下垂位進行測量。

術后3個月及6個月、12個月進行評分使用Leppilahti跟腱修復評分表對患者進行臨床評分。

1.3 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件，符合正態(tài)分布的連續(xù)變量以()表示，應用t檢驗分析。使用Pearson相關系數(shù)進行相關性分析，P＜0.05表示存在統(tǒng)計學差異。

2 結(jié) 果

2.1 常規(guī)超聲檢查

正常跟腱呈條索狀稍高回聲，肌腱纖維連續(xù)性完整，近端與肌肉相連，遠端呈鳥嘴樣附著于跟骨。正常情況下，跟腱內(nèi)無明顯血流信號顯示。跟腱斷裂超聲表現(xiàn)為患側(cè)跟腱連續(xù)性中斷，斷端回縮，斷端間可見低或無回聲填充。跟腱斷裂手術修復后，患側(cè)跟腱明顯腫脹增厚，回聲不均勻。術后6個月跟腱的厚度明顯大于3個月和12個月時的跟腱厚度，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.000)，見表1。

表1 正常組和跟腱斷裂術后跟腱厚度比較(cm)

2.2 跟腱剪切波彈性成像

跟腱斷裂后及手術修復后，跟腱的SWE值明顯降低，與健康志愿者的中立位切面SWE值有顯著性差異(P=0.000)。跟腱斷裂修復術后，長軸切面中立位跟腱彈性值增加，術后3個月時SWE值低于健康志愿者，差異有統(tǒng)計學意義。術后6個月時SWE值達到最大，高于健康志愿者(t=2.793，P=0.006)。術后12個月SWE值下降，與健康志愿者無顯著性差異(P=0.056)。長軸切面最大背屈位SWE值逐漸增加，差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.000)，見圖1。短軸切面中立位SWE值增加，均明顯高于健康志愿者(P=0.000)。最大跖屈位及最大背屈位SWE值增加，隨時間呈下降趨勢，與健康志愿者間均具有顯著性差異(P=0.000)，見圖2。不同體位下的跟腱彈性值與年齡無明顯相關性(P＞0.05)。

2.3 臨床療效評估

患者跟腱修復術后3個月、6個月及12個月的患側(cè)Leppilahti跟腱修復評分逐漸提高，其分值分別為(80.4±4.6)分，(85.9±3.4)分，(90.1±9.1)分。Leppilahti跟腱修復評分與中立位長軸(r=0.759，P=0.028)、背屈位長軸(r=0.944，P=0.002)的跟腱SWE值呈強正相關，與中立位短軸呈負相關(r=-0.61，P=0.036)，與其他體位的跟腱SWE值呈弱相關。

3 討 論

跟腱是人體內(nèi)最大的肌腱，也是人體最常發(fā)生斷裂的肌腱，在跑步、跳躍以及突然加速或減速時，受到牽拉就可能斷裂。高發(fā)年齡為30~40歲，男性比例更高。一旦發(fā)生斷裂則直接影響患者的日常生活。跟腱斷裂手術修復后，跟腱生物力學結(jié)構(gòu)的恢復對患者恢復正常的生活及運動有重要的作用。目前臨床上對斷裂跟腱的術后評估包括臨床評分及影像學檢查。

跟腱斷裂臨床評分主要有美國足踝外科協(xié)會(American orthopaedic foot and ankle society，AOFAS)踝與后足評分[2]，跟腱斷裂評分(achilles tendon rupture score，ATRS)[3]，Leppilahti跟腱修復評分[4]等。這些評分標準缺乏統(tǒng)一的應用指南，均存在一定的主觀性。本研究使用的是Leppilahti跟腱修復評分，是跟腱斷裂修復后常用的評估標準，包含客觀指標(等速小腿肌肉力量評分、踝關節(jié)運動范圍)及主觀指標(疼痛評分、小腿肌無力、僵硬、鞋類限制及滿意度)，不涉及跟腱本身的生物力學信息。跟腱的生物力學信息可以通過跟腱的彈性來反映。

圖1 跟腱斷裂術后不同時期不同體位下長軸切面SWE值。跟腱斷裂術后長軸切面中立位SWE逐漸增加，術后3個月SWE值增加，但低于健康志愿者(t=2.221，P=0.029)。術后6個月時SWE值進一步增大，與術前(t=-18.465，P=0.000)、術后3個月(t=-2.264，P=0.027)、術后12個月(t=2.712，P=0.008)及健康志愿者(t=2.793，P=0.006)間均具有顯著性差異。術后12個月時SWE值再次下降，與健康志愿者間無顯著性差異(t=-0.591，P=0.556)。最大背屈位，SWE值隨時間逐漸增高，術后3個月(t=-17.464，P=0.000)、術后6個月(t=2.888，P=0.000)及術后12個月(t=2.718，P=0.008)均低于健康志愿者。圖2 跟腱斷裂術后不同時期不同體位下短軸切面SWE值。跟腱斷裂術后短軸切面，SWE值均高于健康志愿者。中立位SWE值術后3個月(t=-6.975，P=0.000)、術后6個月(t=-8.562，P=0.000)及術后12個月(t=-3.852，P=0.000)均高于健康志愿者。最大跖屈位SWE值增加，術后3個月(t=-7.487，P=0.000)、術后6個月(t=-4.358，P=0.000)及術后12個月(t=-5.093，P=0.000)均高于健康志愿者，隨時間逐漸減低。最大背屈位SWE值增加，術后3個月(t=7.009，P=0.000)、術后6個月(t=-11.067，P=0.000)及術后12個月(t=-7.327，P=0.000)均高于健康志愿者，隨時間有減低趨勢。

超聲彈性成像技術尤其是剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE)，可用于評估組織的彈性，目前在肌肉骨骼系統(tǒng)中已有大量的應用，在跟腱方面目前已有一些對正常跟腱、跟腱腱病及跟腱斷裂評估的超聲彈性成像研究[5-8]，其可重復性較好，經(jīng)過訓練的操作者間的一直性較高[9]。

跟腱各項異性明顯，其SWE值與測量的方向及體位的關系密切，而與年齡無明顯相關性[5,7]。與正常跟腱相比，斷裂后的跟腱明顯變軟。本研究中，跟腱斷裂后SWE模量值顯著下降，與其他學者的研究結(jié)果一致[6]。跟腱斷裂修復后，跟腱硬度逐漸增高[10]。研究表明，損傷后6周，跟腱的彈性特性可恢復到正常值的80%[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，跟腱手術修復后，中立位跟腱的SWE值呈先增加后降低的趨勢，術后6個月時跟腱中立位SWE值明顯高于正常跟腱，之后再次下降(見圖3)。該結(jié)果與既往研究發(fā)現(xiàn)的SWE值隨時間逐漸增加的結(jié)果略有不同[8,10]。本研究中，跟腱修復術后，SWE值明顯高于Zhang等的數(shù)值[8]，其原因可能是既往研究使用的SWE技術其最大可測量值僅為300kPa有關[12]，結(jié)果尚需進一步驗證。此外本研究還發(fā)現(xiàn)，跟腱最大背屈位的SWE值隨時間逐漸增高，但術后12個月時仍無法達到正常水平，且分布不均勻(見圖4)。這可能與跟腱斷裂修復后組織結(jié)構(gòu)的改變相關的。

正常跟腱中，90%以上的成分為Ⅰ型膠原蛋白[13]，纖維結(jié)構(gòu)排列緊密且互相平行[14]，其彈性模量值較大，且分布較為均勻。在斷裂的跟腱中，Ⅲ型膠原蛋白的比例增加，平行排列的纖維結(jié)構(gòu)消失，排列紊亂，彈性減低，且分布不均勻[14-15]。另外跟腱斷裂后，存在炎癥反應、瘢痕形成、跟腱會發(fā)生鈣化、增厚及纖維化等改變，也會引起跟腱彈性的改變[16]。

跟腱斷裂后組織結(jié)構(gòu)的改變，引起跟腱彈性發(fā)生改變，可能會影響其功能。目前對彈性成像提供的力學信息與跟腱臨床功能之間的相關性研究較少。Zhang等使用SWE成像研究跟腱斷裂后不同時期跟腱的SWE值及其與臨床評分的相關性，結(jié)果表明二者具有正相關性[8]。本研究的結(jié)果也表明，跟腱中立位SWE值與Leppilahti跟腱修復評分呈正相關。另外，本研究對不同時期不同體位的跟腱SWE均進行測量，并與臨床評分進行了相關性分析，結(jié)果表明，跟腱最大背屈位的SWE值與臨床評分的相關性更好。而Zhang等的研究僅進行了自然下垂位的跟腱彈性值測量，未進行最大背屈位和最大跖屈位的測量[8]。

圖3 跟腱斷裂SWE值(中立位長軸)。男，44歲，足球運動后右側(cè)跟腱完全斷裂。圖3A：跟腱斷裂后1天。跟腱連續(xù)性中斷，SWE值極低。圖3B：術后3個月，跟腱腫脹，連續(xù)性完整，SWE值增高，分布不均勻。圖3C：術后6個月，SWE值明顯增高，分布不均勻。 圖3D：術后12個月，SWE值較術后6個月時降低，分布不均勻。圖3E：健康志愿者跟腱，跟腱SWE值較均勻。圖4 跟腱斷裂修復后SWE值(最大背屈位長軸)。男，44歲，足球運動后右側(cè)跟腱斷裂術后。圖4A：術后3個月，跟腱腫脹，連續(xù)性完整，SWE值較低，分布不均勻。圖4B：術后6個月，跟腱SWE值較術后3個月時增高，分布不均勻。圖4C：術后12個月，跟腱SWE值較術后6個月時無明顯變化，分布較均勻。圖4D：健康志愿者，跟腱SWE值分布均勻。

本研究還存在一些不足之處：首先，SWE取樣框大小有限，測量位置很難保持一直，不能完全代表整個跟腱的彈性情況。其次，本研究為單中心研究，未進行操作者間的一致性研究。第三，本研究未進行跟腱彈性與跟腱病理組織結(jié)構(gòu)的相關性研究。下一步希望可以從以上幾個方面進行進一步的研究。

綜上所述，跟腱斷裂手術修復后，跟腱腫脹增粗，中立位及背屈位跟腱剪切波彈性值逐漸上升，與Leppilahti跟腱修復評分呈正相關，可用于跟腱斷裂術后隨訪。