不同超聲探頭剪切波彈性成像技術(shù)檢測(cè)女性肛提肌硬度的對(duì)比研究

[摘要]"目的"對(duì)比分析凸陣和線陣探頭的聲觸診彈性成像（sound"touch"elastography，STE）和聲觸診彈性測(cè)量（sound"touch"quantify，STQ）技術(shù)檢測(cè)女性肛提肌硬度的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法"對(duì)69例健康體檢者右側(cè)肛提肌前、中、后3個(gè)部位行平靜、收縮、拉伸狀態(tài)下的凸陣和線陣STE、STQ檢查，分析4項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的成功率、變異度、測(cè)量值（楊氏模量）、操作者間和操作者內(nèi)的一致性。結(jié)果"凸陣STE和線陣STQ技術(shù)檢測(cè)肛提肌總體成功率較高、總體變異度較小，與凸陣STQ和線陣STE技術(shù)比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05）。凸陣STQ技術(shù)和線陣STE技術(shù)檢測(cè)的肛提肌彈性模量值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；凸陣STE技術(shù)和線陣STQ技術(shù)檢測(cè)的肛提肌彈性模量值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。凸陣探頭STE和線陣探頭STQ技術(shù)操作者間和操作者內(nèi)一致性分別為0.869、0.919、0.772、0.850。結(jié)論"凸陣探頭STE和線陣探頭STQ技術(shù)檢測(cè)肛提肌硬度總體成功率均較高、總體變異度小，彈性模量測(cè)值無(wú)明顯差異，值得推廣。

[關(guān)鍵詞]"聲觸診彈性成像；聲觸診彈性測(cè)量；肛提肌硬度

[中圖分類(lèi)號(hào)]"R711.74""""""[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.23.016

Comparison"of"female"levator"ani"muscles"stiffness"assessment"using"different"array"probe"shear"wave"elastography

ZONG"Zhen1，"LI"Mengyu1，"MA"Hui2，"GAO"Feng1

1.Department"of"Ultrasound，"the"Affiliated"Hospital"of"Hangzhou"Normal"University，"Hangzhou"310015，"Zhejiang，"China;"""""""2."Hangzhou"Normal"University，"Hangzhou"310015，Zhejiang，"China

[Abstract]"Objective"To"assess"the"feasibility"of"sound"touch"elastography"（STE）"and"sound"touch"quantify"（STQ）"in"convex"transducer"and"linear"transducer"for"female"levator"ani"muscles"stiffness"assessment."Methods"A"total"of"69"healthy"volunteers"underwent"STE"and"STQ"examinations"of"the"right"levator"ani"muscles"at"three"different"locations"（anterior，"middle，"and"posterior）"during"rest，"contraction，"and"stretch"states."The"study"analyzed"the"success"rate，"variability，"and"measurements（Young’s"modulus）"of"the"detection"techniques，"as"well"as"assessed"the"inter-operator"and"intra-operator"consistency."Results"Both"convex"transducer"STE"and"linear"transducer"STQ"techniques"exhibited"higher"overall"success"rates"and"lower"variability"in"detecting"the"middle"segment"of"the"levator"ani"muscles"compared"to"convex"transducer"STQ"and"linear"transducer"STE"techniques，"with"statistically"significant"differences"（all"Plt;0.05）."There"was"statistically"significant"difference"in"the"measurements"of"levator"ani"muscles"detected"by"convex"transducer"STQ"technique"and"linear"transducer"STE"technique"（Plt;0.05）."There"was"no"statistically"significant"difference"in"the"measurements"of"levator"ani"muscles"detected"by"convex"transducer"STE"technique"and"linear"transducer"STQ"technique（Pgt;0.05）."The"inter-operator"and"intra-operator"consistency"of"convex"transducer"STE"and"linear"transducer"STQ"technology"were"determined"to"be"0.869，0.919，0.772，0.850，"respectively."Conclusion"Both"convex"transducer"STE"and"linear"transducer"STQ"techniques"demonstrate"high"success"rates"and"low"variability"in"assessing"levator"ani"muscles"stiffness，and"there"was"no"significant"difference"in"the"measurements"of"them，"they"were"suitable"for"clinical"promotion"widely.

[Key"words]"Sound"touth"elastography;"Sound"touch"quantify;"Levator"ani"muscles"stiffness

肛提肌是盆底內(nèi)重要的支撐結(jié)構(gòu)，肛提肌硬度能直觀地體現(xiàn)肛提肌支撐力，以往通過(guò)觸診來(lái)判斷肛提肌硬度的方法較為主觀。近年來(lái)隨著彈性成像技術(shù)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，有研究采用二維剪切波彈性成像技術(shù)檢測(cè)肛提肌的硬度，獲得較好的一致性[1]。目前剪切波彈性成像技術(shù)多樣，其中聲觸診彈性成像（sound"touch"elastography，STE）和聲觸診彈性測(cè)量（sound"touch"quantify，STQ）均屬剪切波彈性成像技術(shù)，依賴聲源振動(dòng)激勵(lì)被檢組織產(chǎn)生剪切波，STE技術(shù)通過(guò)多點(diǎn)聚焦形式，以二維平面顯示組織剪切波速度的彩色編碼。STQ技術(shù)以單點(diǎn)聚焦形式定點(diǎn)測(cè)量組織的剪切波速度，兩種技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)，在肛提肌應(yīng)用中的對(duì)比研究報(bào)道較少。本研究應(yīng)用不同探頭STE、STQ技術(shù)對(duì)健康成年女性肛提肌進(jìn)行檢測(cè)，旨在比較不同技術(shù)在活體內(nèi)評(píng)估肛提肌硬度的差異，為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1""對(duì)象與方法

1.1""研究對(duì)象

招募2022年11月至2023年8月健康女性76名，其中7名因無(wú)法完成收縮肛門(mén)和/或Valsalva動(dòng)作被排除，最終納入69例，年齡20～41歲，平均（30.2±5.82）歲，體質(zhì)量指數(shù)21.5（20.3，22.5）kg/m2。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡gt;18歲；②無(wú)盆底功能障礙性疾?。虎蹮o(wú)盆腔占位及手術(shù)病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①孕期及產(chǎn)后2年內(nèi)；②劇烈運(yùn)動(dòng)后24h內(nèi)。本研究獲得杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)[倫理審批號(hào)：2021（E2）-KS-062]，所有志愿者均知情同意。

1.2""儀器與方法

1.2.1""儀器""采用邁瑞Resona"7EXP超聲診斷儀，凸陣探頭型號(hào)SC6-1U（頻率1～6MHz），線陣探頭型號(hào)L14-5WU（頻率5～14MHz）。兩種探頭均配備STE及STQ檢測(cè)系統(tǒng)。

1.2.2""檢查準(zhǔn)備""志愿者排空膀胱，采取截石位仰臥于檢查床，操作者將超聲探頭包覆一次性無(wú)菌薄膜，并涂抹適量耦合劑，縱向輕置于志愿者會(huì)陰部，略向右傾斜，直到掃描平面清楚顯示恥骨聯(lián)合后下緣、右側(cè)肛提肌長(zhǎng)軸。

1.2.3""檢測(cè)方式""肛提肌距體表深度2～3cm。STE檢測(cè)：凸陣探頭圖像深度設(shè)置為10cm，頻率5MHz，取樣框3cm×4cm（呈扇形），彈性范圍設(shè)置為0～30kPa；線陣探頭圖像深度設(shè)置為4cm，頻率12MHz，取樣框3cm×4cm（呈矩形），彈性范圍設(shè)置為0～75kPa。圓形測(cè)量框直徑均0.5cm。STQ檢測(cè)：圖像參數(shù)設(shè)置同上，方形測(cè)量框均為0.5cm×0.5cm。

1.2.4""檢測(cè)步驟""取樣框調(diào)節(jié)完畢進(jìn)入高質(zhì)量模式，開(kāi)啟可信度指數(shù)，志愿者分別在平靜呼吸（平靜狀態(tài)）、收縮肛門(mén)（收縮狀態(tài)）、Valsalva狀態(tài)下（拉伸狀態(tài)）保持6s，首先啟動(dòng)STE彈性成像功能，分別在肛提肌前1/3部（近恥骨附著端）、中1/3部（肌腹處）、后1/3部（近肛直腸角）處各采樣3次。隨后啟動(dòng)STQ彈性成像功能，步驟同前。

1.2.5""圖像采集標(biāo)準(zhǔn)""STE模式要求可信度指數(shù)≥95%、呼吸運(yùn)動(dòng)指數(shù)≥4顆星。STQ模式要求呼吸運(yùn)動(dòng)指數(shù)≥4顆星。連續(xù)采集3次，生成檢測(cè)結(jié)果報(bào)告，記錄報(bào)告給出的楊氏模量中位數(shù)、變異度。要求變異度≤30%，否則認(rèn)為采集不成功。為了評(píng)估操作者間和操作者內(nèi)部一致性，選擇其中兩組高成功率、低變異度的檢測(cè)技術(shù)，依次由2名2年以上100例以上彈性成像經(jīng)驗(yàn)的操作者對(duì)前7位志愿者按上述方法進(jìn)行雙盲掃描，同一位操作者對(duì)該7位志愿者在肛提肌前、中、后3個(gè)部位的平靜狀態(tài)、收縮狀態(tài)、拉伸狀態(tài)分別掃描3次，分別記錄報(bào)告給出的楊氏模量中位數(shù)。

1.3""統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS"23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以中位數(shù)（四分位間距）[M（Q1，Q3）]表示，多組間比較采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，事后兩兩組間比較采用Bonferroni校正。計(jì)數(shù)資料用例數(shù)（百分率）[n（%）]表示，多組率的比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)。Plt;0.05差異為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（interclass"correlation"coefficient，ICC）評(píng)價(jià)兩位醫(yī)生操作的重復(fù)性，ICCgt;0.75被認(rèn)為操作者組間和操作者組內(nèi)測(cè)量一致性較好。采用GraphPad"Prism軟件進(jìn)行繪圖。

2""結(jié)果

2.1""凸陣探頭STE、凸陣探頭STQ、線陣探頭STE和線陣探頭STQ總體變異度比較

凸陣探頭STE、線陣探頭STQ、線陣探頭STE、凸陣探頭STQ"4組技術(shù)總體分布存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均Plt;0.001），其中凸陣探頭STE、線陣探頭STQ總體變異度均分別低于線陣探頭STE、凸陣探頭STQ，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05），見(jiàn)表1。

2.2""凸陣探頭STE、凸陣探頭STQ、線陣探頭STE和線陣探頭STQ總體成功率比較

凸陣探頭STE、線陣探頭STQ總體成功率均分別高于凸陣探頭STQ、線陣探頭STE，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05），見(jiàn)表2。

2.3""肛提肌楊氏模量值組間比較

肛提肌前、中、后部分別在平靜狀態(tài)、收縮狀態(tài)、拉伸狀態(tài)下，凸陣探頭STQ楊氏模量均明顯高于線陣探頭STE，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05），凸陣探頭STE與線陣探頭STQ楊氏模量數(shù)值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Pgt;0.05），見(jiàn)表3。凸陣探頭STE和線陣探頭STQ操作者組間及組內(nèi)ICC分別為0.869、0.919、0.772、0.850，重復(fù)性均較好。

3""討論

剪切波彈性成像是一種在活體內(nèi)評(píng)估肛提肌硬度的新方法，檢測(cè)方法尚未統(tǒng)一，據(jù)報(bào)道腔內(nèi)凸陣探頭、體表凸陣探頭、線陣探頭等均能獲得可靠的測(cè)量結(jié)果[2-4]。STE與STQ技術(shù)分屬二維剪切波彈性成像和點(diǎn)剪切波彈性成像，前者為多點(diǎn)聚焦整體彈性測(cè)量，測(cè)量面積大，后者為單點(diǎn)聚焦局部彈性測(cè)量，測(cè)量面積小[5]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)廠商在同一探頭上兼顧了STE及STQ技術(shù)，使用便捷，有研究表明兩種技術(shù)對(duì)脾臟的檢測(cè)存在差異[6]。

剪切波彈性成像的效果依賴聲束與被測(cè)物體的角度，聲束垂直于肌肉縱軸時(shí)，變異度小[7]。以往研究表明，受檢測(cè)深度、探頭頻率、檢測(cè)方式、各向異性等影響，剪切波彈性成像的變異度、成功率、楊氏模量值可能產(chǎn)生差異[8-9]。變異度反映定量數(shù)據(jù)的離散趨勢(shì)，變異度越小，獲得的數(shù)據(jù)離散度越小，表示重復(fù)測(cè)量的誤差越小。當(dāng)變異度≤30%時(shí)視為檢測(cè)成功，成功率越高表示該技術(shù)越穩(wěn)定。與四肢軀干骨骼肌不同，肛提肌位置深、行程短，由不同方向幾組肌纖維的相互交織，同一平面內(nèi)不同肌束走形不同，各向異性大。本研究肛提肌檢測(cè)深度為2～3cm，凸陣探頭頻率5MHz，線陣探頭頻率12MHz。在這一深度條件下，高頻率線陣探頭因空間分辨率高對(duì)肛提肌復(fù)雜多變的精細(xì)結(jié)構(gòu)顯示更為清楚，單點(diǎn)小面積的STQ測(cè)量框能有效避開(kāi)其他不同走形的肌束，較凸陣探頭更占優(yōu)勢(shì)，與肝臟彈性檢查指南推薦一致[10]。

低頻率凸陣探頭因穿透力強(qiáng)，空間分辨率低，探頭曲面適當(dāng)貼合肌束走形，聲束與彎曲的肌束之間近似垂直，在多點(diǎn)大面積的STE測(cè)量中，凸陣探頭更適應(yīng)肌束角度的改變，導(dǎo)致變異度明顯小于線陣STE。KISHIMOTO"Riwa等[11]對(duì)肝纖維化模型剪切波速度變異度的研究亦呈現(xiàn)相似結(jié)果。關(guān)于檢測(cè)深度對(duì)變異度的影響有不同結(jié)論，即在標(biāo)定彈性值lt;45kPa的模塊中，檢測(cè)深度lt;3cm時(shí)線陣探頭STE的變異度低于凸陣探頭STE[12-13]。分析產(chǎn)生以上兩種研究結(jié)論的原因可能有以下3點(diǎn)：①杜歡等[12]研究的載體為仿真模型，組織質(zhì)地均勻各向同性，前方聲窗透聲良好，無(wú)其他物質(zhì)干擾，因此線陣探頭在仿真模型中檢測(cè)優(yōu)勢(shì)明顯；②我國(guó)肌骨超聲指南雖然推薦使用線陣高頻超聲作為四肢骨骼肌首選檢查手段，但肛提肌與四肢骨骼肌相比，位置深、活動(dòng)度大，受腸道蠕動(dòng)等影響，線陣探頭成像較凸陣探頭更易產(chǎn)生偽影，導(dǎo)致變異度明顯增大[14]；③在實(shí)際操作中因肛提肌肌束走形變化無(wú)法時(shí)刻保持聲束與每一束肌纖維走行完全垂直，導(dǎo)致線陣STE雖然精確度高但變異度增大。

本研究結(jié)果顯示，正常女性肛提肌相同部位不同狀態(tài)下，4種彈性檢測(cè)技術(shù)楊氏模量值均有不同，其中凸陣探頭STQ與線陣探頭STE楊氏模量值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而凸陣探頭STE與線陣探頭STQ楊氏模量值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明探頭頻率和檢測(cè)方式對(duì)肛提肌內(nèi)剪切波速度測(cè)值有一定影響，有必要選擇適宜的彈性成像技術(shù)，減少因檢測(cè)系統(tǒng)不同導(dǎo)致的誤差。本研究顯示肛提肌中部平靜狀態(tài)楊氏模量值線陣探頭STE為44.5kPa，STQ為49.4kPa，有文獻(xiàn)報(bào)道腔內(nèi)凸陣探頭STE測(cè)量值為36.3kPa，線陣探頭STE測(cè)量值為14.6kPa[15-16]。低于本研究結(jié)果，而Silva等[17]使用有限元計(jì)算出測(cè)量值為78kPa，高于本研究結(jié)果。盡管各種儀器和彈性模式應(yīng)用可信度均較高，但測(cè)量值無(wú)法直接通用，臨床應(yīng)用中需注明所使用的設(shè)備、探頭型號(hào)以及彈性模式。本研究操作者間及操作者內(nèi)的一致性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，應(yīng)用凸陣探頭STE及線陣探頭STQ模式ICC均gt;0.75，說(shuō)明該技術(shù)重復(fù)性好、結(jié)果可靠。

綜上所述，對(duì)比本研究超聲儀器兩種探頭4種模式，凸陣探頭STE模式及線陣探頭STQ模式顯示了良好的成功率和操作一致性，是檢測(cè)肛提肌硬度的可靠手段，STQ模式僅能測(cè)量剪切波聚焦點(diǎn)位置附近的剪切波速度，在線陣探頭小面積取樣時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯；STE模式呈多點(diǎn)平面分布，在凸陣探頭大面積取樣時(shí)成功率較高，未來(lái)可針對(duì)不同研究目標(biāo)選擇適宜成像方案，以評(píng)估不同狀態(tài)下肛提肌硬度的改變，為臨床提供有效參考依據(jù)。

本研究存在以下局限性：①未研究每種技術(shù)適宜的取樣框大小和取樣深度。②由于STE取樣框最大長(zhǎng)徑4cm，無(wú)法完全覆蓋肛提肌全程，需要多次測(cè)量，可能存在選擇偏倚。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

[參考文獻(xiàn)]

[1] GACHON"B，"FRITEL"X，"PIERRE"F，"et"al."Transperineal"ultrasound"shear-wave"elastography"is"a"reliable"tool"for"assessment"of"the"elastic"properties"of"the"levator"ani"muscle"in"women[J]."Sci"Rep，"2021，"11（1）："15532.

[2] BERTRAND"G，"ANTOINE"N，"FABRICE"P，"et"al."In"vivo"assessment"of"the"levator"ani"muscles"using"shear"wave"elastography："A"feasibility"study"in"women[J]."Int"Urogynecol"J，"2019，"30（7）："1179–1186.

[3] TANG"JH，"ZHONG"C，"WEN"W，"et"al."Quantifying"levator"ani"muscle"elasticity"under"normal"and"prolapse"conditions"by"shear"wave"elastography[J]."J"Ultrasound"Med，"2020，"39（7）："1379–1388.

[4] MORIN"ME，"SALOMONI"S"E，"STAFFORD"R"E，"et"al."Validation"of"shear"wave"elastography"as"a"noninvasive"measure"ofnbsp;pelvic"floor"muscle"stiffness[J]."Neurourol"Urodynam，"2022，"41（7）："1620–1628.

[5] Cè"M，"D’AMICO"N"C，"DANESINI"G"M，"et"al."Ultrasound"elastography："Basic"principles"and"examples"of"clinical"applications"with"artificial"intelligence-a"review[J]."Biomedinformatics，"2023，"3："17–43.

[6] 鄭劍，"吳曼麗，"鐘梅，"等."聲觸診彈性成像和聲觸診彈性測(cè)量檢測(cè)肝、脾硬度可行性研究[J]."中華超聲影像學(xué)雜志，"2019，"28（7）："617–620.

[7] ROMANO"A，"STABER"D，"GRIMM"A，"et"al"J."Limitations"of"muscle"ultrasound"shear"wave"elastography"for"clinical"routine-positioning"and"muscle"selection[J]."Sensors："Basel，"2021，"21："8490.

[8] WANG"X，"HU"Y，"ZHU"J，"et"al."Effect"of"acquisition"depth"and"precompression"from"probe"and"couplant"on"shear"wave"elastography"in"soft"tissue："An"in"vitro"and"in"vivo"study[J]."Quant"Imaging"Med"Surg，"2020，"10："754–765.

[9] 許文勝，"李濤，"張彤迪，"等."不同頻率探頭及不同取樣深度剪切波速度測(cè)值的相關(guān)性研究[J]."中華超聲影像學(xué)雜志，"2018，"27（6）："537–538.

[10] DIETRICH"C"F，"BAMBER"J，"BERZIGOTTI"A，"et"al."EFSUMB"guidelines"and"recommendations"on"the"clinical"use"of"liver"ultrasound"elastography，"update"2017"（Long"Version）[J]."Ultraschall"Med，"2017，"38（4）："e16.

[11] KISHIMOTO"R，"SUGA"M，"USUMURA"M，"et"al."Shear"wave"speed"measurement"bias"in"a"viscoelastic"phantom"across"six"ultrasound"elastography"systems："A"comparative"study"with"transient"elastography"and"magnetic"resonance"elastography[J]."J"Med"Ultrasonics，"2022，"49（2）："143–152.

[12] 杜歡，"李林，"李陽(yáng)，"等."二維剪切波超聲彈性成像技術(shù)診斷準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的研究[J]."齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，"2020，"41（8）："979–982.

[13] 王立娟，"勇強(qiáng)，"包晶晶，"等."應(yīng)用剪切波技術(shù)測(cè)量模塊彈性值符合度的試驗(yàn)研究[J]."中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志，"2018，"34（7）："655–659.

[14] ZHU"J，"LI"Q，"DEAN"T，"et"al."Chinese"ultrasound"doctors"association"guideline"on"operational"standards"for"2-D"shear"wave"elastography"examination"of"musculoskeletal"tissues[J]."Ultrasound"Med"Bio，"2024，"50（2）："175–183.

[15] 白超，"王樂(lè)琪，"張鵬飛，"等."應(yīng)用超聲剪切波彈性成像技術(shù)評(píng)估健康成人恥骨直腸肌的初步研究[J]."中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志，"2022，"38（5）："566–569.

[16] MORIN"M，"SALOMONI"S"E，"STAFFORD"R"E，"et"al."Validation"of"shear"wave"elastography"as"a"noninvasive"measure"of"pelvic"floor"muscle"stiffness[J]."Neurourol"Urodynamics，"2022，"41（7）："1620–1628.

[17] SILVA"M"E"T，"BRANDAO"S，"PARENTE"M"P"L，"et"al."Biomechanical"properties"of"the"pelvic"floor"muscles"of"continent"and"incontinent"women"using"an"inverse"finite"element"analysis[J]."Comput"Methods"Biomech"Biomed"Engin，"2017（20）："842–852.

（收稿日期：2024–04–02）

（修回日期：2024–06–11）