二維超聲與剪切波彈性成像評(píng)估慢性腰痛患者骨骼肌變化的臨床研究

Clinical value of two-dimensional ultrasound and shear wave elastography in evaluating skeletal muscle changes in patients with chronic low back pain

ZENG Jia，GAO Yang，YANG Han Departmentof Ultrasound Medicine，ShuangliuDistrictFirstPeople'sHospitalofChengdu，WestChina（Airport）Hospital Sichuan University，Chengdu 610299，China

ABSTRACTObjective To evaluate the skeletal muscle changes in patients with chronic low back pain by twodimensionalultrasoundandshear waveelastography（SWE），andtoexploretheclinicalvalue.MethodsTotally65patients with chronic back painadmited toour hospital（observation group）and 65 healthysubjects who underwent physical examinations duringthesameperiod（healthygroup）wereselected.Thethicknessandcross-sectionalareaofbilateralmultifidus，rector spinaemusclesand the thicknessof transverseabdominis muscle were measuredbytwo-dimensionalultrasound.The average shear wave velocity（SWV）of each muscle were measured bySWE，thediferences inabove parameters between the two groups werecompared.Theconsistencyofinter-observermeasurementsoftwo-dimensionalultrasoundparametersandSWEparameters forvarious muscles were evaluated byintra-class correlationcoeffcient（ICC）.ResultsComparedwiththehealthygroup，the thicknessandcross-sectionalareaofbilateral multifidus，rectorspinaemuscle，andthe thicknessof transverseabdominal muscleweredecreasedintheobservationgroup，whiletheSWVofbilateralmultifidus，erectorspinaeandtransverseabdominal muscles were increased，the differenceswere statistically significant（all P lt;0.05）.The consistency analysis showed good agreement of inter-bserver measurementsof thethickness，ross-sectionalarea，andSWVof themultifidusmuscle（ICCformultifidus thickness was 0.928，ICC for multifidus cross-sectionalarea was0.919，ICC for multifidusSWVwas 0.903，all P lt;0.001）and the erectorspinae muscle（ICCforerectorspinaethicknesswas0.906，ICCforerectorspinaecross-sectionalarea was0.89，ICCfor erector spinae SWV was 0.925，all Plt;0.001 ）. The agreement in measuring the thickness and SWV of the transversus abdominis muscle was excellent（ICC=0.954，0.964，both Plt;0.001 ）.ConclusionTwo-dimensional ultrasound and SWE can accurately evaluate the skeletal musclechanges in patients with chronic low back pain，which have acertain clinical value. KEY WORDSUltrasonography，two-dimensional;Shear wave elastography;Chronic low back pain;Skeletal muscle

慢性腰痛的發(fā)病率約占全球范圍內(nèi)腰痛的 23% ，具有病程遷延、反復(fù)發(fā)作的特點(diǎn)，可導(dǎo)致患者無(wú)法正常工作、學(xué)習(xí)，影響其生活質(zhì)量[1-2]。腹橫肌、豎脊肌和多裂肌均為腰部核心肌群的重要組成部分，其穩(wěn)定性下降是慢性腰痛的重要誘發(fā)因素之一，且慢性腰痛患者上述肌群往往伴隨肌肉萎縮、脂肪浸潤(rùn)、預(yù)激活延遲及協(xié)調(diào)控制功能障礙等病理性改變[3]。超聲是臨床評(píng)估慢性腰痛的重要工具之一，具有無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)、可重復(fù)操作等優(yōu)勢(shì)。研究4表明，高頻超聲不僅能清晰顯示腰椎周?chē)浗M織的解剖結(jié)構(gòu)，還可動(dòng)態(tài)評(píng)估肌肉收縮狀態(tài)及關(guān)節(jié)活動(dòng)度，為鑒別機(jī)械性腰痛與軟組織病變提供參考依據(jù)。目前研究[5多采用二維超聲評(píng)估腰痛患者骨骼肌的形態(tài)學(xué)改變；剪切波彈性成像（shearwaveelastography，SWE）可對(duì)組織彈性或硬度進(jìn)行定量分析，已逐漸應(yīng)用于各種實(shí)質(zhì)性臟器的臨床檢查。本研究應(yīng)用二維超聲與SWE評(píng)估慢性腰痛患者骨骼肌變化，旨在探討其臨床價(jià)值。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2022年9月至2023年12月我院收治的慢性腰痛患者65例（觀察組），男26例，女39例，年齡22＼～61歲，平均（ 49.79±6.08 ）歲；病程7＼～39個(gè)月，平均（ 18.09± 3.13）個(gè)月；視覺(jué)模擬評(píng)分法（VAS）評(píng)分4＼～8分，平均1 （4.61±0.43） 分；日本骨科協(xié)會(huì)評(píng)估治療（JOA）評(píng)分 ^.[6]13～22 分，平均（ 16.91±3.49 分。納入標(biāo)準(zhǔn)： ① 符合慢性非特異性腰痛的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)； ② 病程 gt;3 個(gè)月，VAS評(píng)分 ?4 分； ③ 因核心肌群病變引發(fā)慢性腰痛；④ 經(jīng)CT或MRI檢查顯示骨骼肌厚度和面積發(fā)生改變；⑤ 相關(guān)檢查資料完整，超聲圖像質(zhì)量佳。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 腰部皮膚破損嚴(yán)重，既往有腰背部手術(shù)史、外傷史；② 入組前1個(gè)月內(nèi)接受相關(guān)治療； ③ 骨質(zhì)增生、風(fēng)濕、類(lèi)風(fēng)濕及感染性疾病； ④ 妊娠期或哺乳期女性； ⑤ 合并脊柱結(jié)核、脊柱畸形、骨質(zhì)疏松癥、腰椎間盤(pán)病變或惡性腫瘤。另選我院同期健康體檢者65例（健康組），男27例，女38例，年齡22＼～62歲，平均（ 50.33±5.78） 歲。兩組性別、年齡比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號(hào)：2022-8-07），受試者均簽署知情同意書(shū)。

二、儀器與方法

1.儀器：使用邁瑞ResonaR9G彩色多普勒超聲診斷儀，L15-3探頭，頻率 3～15MHz ；配備SWE模式。

2.超聲檢查：受試者于靜息狀態(tài)下應(yīng)用二維超聲分別掃查腹橫肌、多裂肌及豎脊肌，具體為： ① 受試者取仰臥位，雙上肢自然放于身體兩側(cè)，胭窩下墊一枕頭，使雙膝微屈，腹部放松；探頭置于腋中線與髂嵴上緣連線處，調(diào)整探頭角度，確保雙側(cè)腹橫肌圖像清晰，定位于腋前線與臍水平線的交點(diǎn)，垂直于皮膚表面不加壓，探頭與肌纖維走行方向平行，測(cè)量雙側(cè)腹橫肌厚度（不包括高回聲筋膜部分，測(cè)量線與腹橫肌垂直）； ② 受試者取俯臥位，雙上肢自然放于身體兩側(cè)，腹部下方墊一枕頭，保持腰、背部肌肉放松，確定L3橫突位置，標(biāo)記L4、L5椎體棘突，將探頭旋轉(zhuǎn)至與脊柱平行并向外側(cè)移動(dòng)，獲取多裂肌最大切面，測(cè)量其厚度和橫截面積；探頭縱軸保持水平垂直投射，以相同方法測(cè)量豎脊肌厚度和橫截面積。然后切換為SWE模式，深度 1～3cm 或根據(jù)患者脂肪厚度調(diào)整，設(shè)置感興趣區(qū)取樣框大小為 3mm×3mm （腹橫肌）或 10mm×10mm （多裂肌、豎脊?。?，待圖像穩(wěn)定并充盈完整后測(cè)量剪切波速度平均值（SWV）。由2名高年資超聲醫(yī)師完成上述檢查，所有參數(shù)均重復(fù)測(cè)量3次取平均值。

3.一般資料收集：通過(guò)電子病歷系統(tǒng)收集受試者性別、年齡、VAS、JOA評(píng)分。4.重復(fù)性檢驗(yàn)：由2名超聲醫(yī)師分別測(cè)量各肌群二維超聲參數(shù)和SWE參數(shù)，為減少個(gè)體差異，提高測(cè)量穩(wěn)定性，取雙側(cè)測(cè)值的平均值進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)觀察者間的一致性。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS28.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料以 表示，采用 t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或率表示，采用 χ² 檢驗(yàn)。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）評(píng)價(jià)觀察者間的一致性， ICC?0.40 提示一致性差，ICC為0.40＼～0.75提示一致性中等，ICC為 ?0.75～0.95 提示一致性良好，ICC?0.95 提示一致性極好。 Plt;0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

意義（均 Plt;0.05 ；同組雙側(cè)多裂肌和豎脊肌厚度、橫截面積，以及腹橫肌厚度比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表1和圖1，2。

一、兩組二維超聲參數(shù)比較

與健康組比較，觀察組雙側(cè)多裂肌和豎脊肌厚度、橫截面積及腹橫肌厚度均減低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)

二、兩組SWE參數(shù)比較

與健康組比較，觀察組雙側(cè)多裂肌、豎脊肌及腹

圖1健康組受試者（女，36歲）雙側(cè)多裂肌、豎脊肌、腹橫肌二維超聲圖

圖2觀察組患者（女，44歲，JOA評(píng)分20分，VAS評(píng)分5分）雙側(cè)多裂肌、豎脊肌、腹橫肌二維超聲圖橫肌SWV均升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均 Plt;0.05 ）；同組雙側(cè)多裂肌、豎脊肌及腹橫肌SWV比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表2和圖3，4。

三、一致性分析

一致性分析顯示，2名超聲醫(yī)師測(cè)量多裂肌和豎脊肌厚度、橫截面積及SWV的一致性均良好（ICC 多裂肌U厚度=0.928，ICC_{Zsablibatialific}=0.919，ICC_Zsabliswv=0.903，ICC_{Zsasingalific}= 0.906， ICC 豎脊肌橫截面積 =0.890 ， ，均Plt;0.001 ），測(cè)量腹橫肌厚度、SWV的一致性均極好（ ICC=0.954，0.964 ，均 Plt;0.001 ）。

討論

慢性腰痛患者具有核心肌群激活延遲的傾向，具體表現(xiàn)為多裂肌萎縮、收縮能力降低，豎脊肌激活提前或延遲，從而影響核心肌群的時(shí)序協(xié)調(diào)性，進(jìn)一步加重疼痛，因此針對(duì)相關(guān)肌群開(kāi)展力量強(qiáng)化與協(xié)調(diào)訓(xùn)練對(duì)于改善慢性腰痛有較好的效果。臨床上對(duì)慢性腰痛患者進(jìn)行體格檢查時(shí)，往往能夠發(fā)現(xiàn)其疼痛部位存在肌張力升高或明顯的局限性壓痛點(diǎn)，故認(rèn)為腰椎穩(wěn)定性失衡是導(dǎo)致慢性腰痛反復(fù)發(fā)作的關(guān)鍵因素[8-9]。目前，常規(guī)超聲和神經(jīng)電生理檢查均為臨床評(píng)估慢性腰痛的常用手段，其中神經(jīng)電生理檢查在評(píng)估神經(jīng)功能狀態(tài)、精準(zhǔn)捕捉異常神經(jīng)電活動(dòng)方面獨(dú)具價(jià)值，但其操作流程相對(duì)繁瑣，可能會(huì)導(dǎo)致皮膚灼傷、心律失常、低血壓等并發(fā)癥；常規(guī)超聲具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、操作便捷等優(yōu)勢(shì)，可清晰顯示肌肉的形態(tài)學(xué)改變，彌補(bǔ)了神經(jīng)電生理檢查的不足，尤其適用于慢性腰痛患者核心肌群的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與療效跟蹤，能為臨床精準(zhǔn)診斷提供全面依據(jù)。邱丹等[10]研究發(fā)現(xiàn)，二維超聲可準(zhǔn)確反映人體腰部肌肉形態(tài)及機(jī)能的變化，但其在測(cè)量肌肉厚度、評(píng)估肌肉興奮性中有一定局限，且無(wú)法獲取組織相關(guān)的硬度信息[11-12]。SWE是一種新興的功能成像技術(shù)，通過(guò)向組織發(fā)射聲輻射力產(chǎn)生橫向剪切波，利用探頭追蹤剪切波在組織中的傳播速度，能同步融合傳統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)與彈性參數(shù)，對(duì)慢性腰痛患者肌群結(jié)構(gòu)、形態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。本研究應(yīng)用二維超聲與SWE評(píng)估慢性腰痛患者骨骼肌變化，旨在探討其臨床價(jià)值。

本研究二維超聲檢查結(jié)果顯示，與健康組比較，觀察組雙側(cè)多裂肌和豎脊肌厚度、橫截面積及腹橫肌厚度均減低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均 Plt;0.05 ），提示慢性腰痛患者上述肌群存在肌肉體積減小、收縮能力降低的異常改變。分析其機(jī)制：慢性腰痛患者核心肌群的結(jié)構(gòu)改變是神經(jīng)肌肉控制、生物力學(xué)、炎癥反應(yīng)及心理等多因素交互作用的結(jié)果，疼痛信號(hào)經(jīng)脊髓背角傳人大腦后，可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)皮層對(duì)核心肌群的運(yùn)動(dòng)表征被重塑，使腹橫肌、多裂肌等深層穩(wěn)定肌群的激活模式被抑制，以致Ⅱ型肌纖維出現(xiàn)萎縮，最終導(dǎo)致肌肉橫截面積和厚度均減小[13]。本研究SWE檢查結(jié)果顯示，與健康組比較，觀察組雙側(cè)多裂肌、豎脊肌及腹橫肌SWV均升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均 Plt;0.05 ），表明慢性腰痛患者多裂肌、豎脊肌及腹橫肌肌肉硬度相對(duì)增高，提示其腰部肌肉張力發(fā)生改變。與宋旭光等[14]研究結(jié)論相似。分析原因可能為： ① 慢性腰痛患者為維持腰椎穩(wěn)定，常出現(xiàn)核心肌群的異常代償，其雙側(cè)多裂肌、豎脊肌和腹橫肌SWV升高是代償機(jī)制下不同層面的表現(xiàn)，張力反映神經(jīng)驅(qū)動(dòng)的急性收縮狀態(tài)，而硬度則反映長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)重塑的慢性改變； ② 長(zhǎng)期肌肉疲勞和炎癥反應(yīng)會(huì)進(jìn)一步激活肌成纖維細(xì)胞，促使膠原蛋白過(guò)度沉積，這改變了肌肉的黏彈性特性，導(dǎo)致核心肌群硬度升高，在炎癥因子的刺激下加劇纖維化進(jìn)程，這不僅限制了肌肉的正常收縮舒張，還會(huì)誘發(fā)更強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)與纖維化； ③ 慢性腰痛患者因疼痛刺激引發(fā)中樞敏化，主要影響兩個(gè)方面：一方面使脊髓水平的 γ- 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮性升高，導(dǎo)致肌梭敏感性增強(qiáng)，肌肉出現(xiàn)痙攣性收縮傾向，進(jìn)一步使硬度升高；另一方面通過(guò)釋放去甲腎上腺素影響肌肉血流灌注及代謝，間接加劇纖維化進(jìn)程并使硬度升高[15-16]

本研究一致性分析顯示，2名超聲醫(yī)師測(cè)量多裂肌和豎脊肌厚度、截?cái)嗝娣e、SWV的一致性均良好（均ICCgt;0.75 ），測(cè)量腹橫肌厚度、SWV的一致性均極好（均 ICCgt;0.95 ），表明二維超聲和SWE所測(cè)數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，可重復(fù)性高，且不受超聲醫(yī)師診斷經(jīng)驗(yàn)、操作手法及患者個(gè)體差異等因素影響，可為慢性腰痛患者的長(zhǎng)期管理提供參考依據(jù)[17-18]。本研究的局限性： ① 納入樣本量較??； ② 未根據(jù)VAS、JOA評(píng)分對(duì)腰痛患者進(jìn)行分層研究； ③ 未分析慢性腰痛患者神經(jīng)電生理檢查結(jié)果與超聲參數(shù)的相關(guān)性； ④ 未納入更多核心肌群（如腹直肌、腰大肌、腰方肌等）的超聲參數(shù)，有待后續(xù)深入研究。

綜上所述，二維超聲與SWE均可較好地評(píng)估慢性腰痛患者骨骼肌變化，具有一定的臨床價(jià)值

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（收稿日期：2024-11-05）