王振宇　王學(xué)新

【摘要】? 超聲彈性成像是一種可以評(píng)估組織硬度及形變的良好評(píng)估手段，可以對(duì)四肢肌肉肌腱、女性盆底、心臟功能、淋巴系統(tǒng)做出客觀量化評(píng)估，因此對(duì)于指導(dǎo)康復(fù)功能評(píng)估有重大研究意義，本文通過對(duì)超聲彈性成像技術(shù)指導(dǎo)康復(fù)評(píng)估的既往研究進(jìn)行了綜述。

【關(guān)鍵詞】? 超聲彈性成像;康復(fù);評(píng)估

中圖分類號(hào)? R445.1? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A? ? 文章編號(hào)? 1671-0223（2022）07-03

超聲彈性成像技術(shù)是一種能定量評(píng)價(jià)組織硬度、彈性、應(yīng)變能力的新技術(shù)，通過測(cè)量剪切波速度來反映組織的力學(xué)特點(diǎn)。操作時(shí)將所測(cè)量組織進(jìn)行施壓并引起的位移、形變、速度變化，結(jié)合數(shù)字及圖形處理技術(shù)，最終計(jì)算出一種量化、客觀的彈性模量值[1]，在采集圖像時(shí)，懸掛在B型圖像上的剪切波彈性圖放置在屏幕的上方，B型圖像置于屏幕的下方，使得二維超聲圖像與彈性成像雙幅并列顯示[2]，調(diào)整取樣框大小，圖像一側(cè)能夠顯示彈性值顏色刻度，紅色代表硬度，藍(lán)色代表柔軟。數(shù)據(jù)分析則使用Q-Box選項(xiàng)測(cè)量組織各向視圖的彈性值，Box直徑設(shè)置取決于被檢組織的體積及性狀[3]。系統(tǒng)將根據(jù)組織的位移、形變、速度值，自動(dòng)計(jì)算出組織的最大、最小、平均彈性值。超聲彈性成像目前主要有3種類型：①在壓縮過程中跟蹤組織運(yùn)動(dòng)，以獲得估計(jì)的應(yīng)變[4]。②采用彩色多普勒來進(jìn)行生成響應(yīng)外部振動(dòng)的組織運(yùn)動(dòng)圖像。③跟蹤橫波在組織中的傳播。因此，如何將所測(cè)得的數(shù)值反映出各器官形態(tài)變化，是其是否能準(zhǔn)確、客觀的介入到康復(fù)評(píng)估的重要條件[5-6]。

1? 四肢肌肉和肌腱

無論是肌骨超聲還是磁共振檢查，這些技術(shù)收集的信息大多是靜態(tài)的和純解剖的，其影像學(xué)參數(shù)與人體力學(xué)參數(shù)如肌肉力量、肌肉耐力、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍之間難以表現(xiàn)出明顯相關(guān)性，而超聲彈性成像技術(shù)作為一種可以評(píng)估肌腱力學(xué)特點(diǎn)的特殊成像方法已經(jīng)成為一項(xiàng)可以深入研究的課題[7-8]，其中，肌腱彈性模量可以作為評(píng)估其力學(xué)特性的一個(gè)很好的參數(shù)[9]。

以往研究人員對(duì)肌腱彈性模量的研究大多是通過肌腱拉伸試驗(yàn)來測(cè)量肌腱的彈性，這些實(shí)驗(yàn)只在動(dòng)物身上或人體的離體組織中進(jìn)行，不適合作為常規(guī)臨床評(píng)估方法，且該方法測(cè)得的肌腱彈性容易受肌肉收縮時(shí)關(guān)節(jié)的軸性旋轉(zhuǎn)影響[10]。而Chen等[11]以人類在體跟腱作為研究對(duì)象，將斷裂肌腱在重疊位時(shí)的兩端間隙進(jìn)行定量測(cè)量，最終把斷裂肌腱的彈性數(shù)值與正常肌腱比較并加以分析，以研究超聲彈性成像評(píng)估健康跟腱功能完整性方面的可行性。檢查時(shí)囑受檢者取俯臥位，并將腳以中立位懸掛在檢查床邊緣，為避免肌腱受力，操作時(shí)按肌腱的縱向走行方向進(jìn)行掃描檢查。掃描儀的放置須確保超聲束垂直于肌腱以避免各向異性。在血管急性破裂時(shí)，由于新鮮血腫呈液體樣，剪切波彈性成像無信號(hào)，彈性值急劇下降至0。在亞急性期愈合過程中，肌腱彈性低且不均勻，提示盡管臨床愈合，但仍存在彈性的下降。這些結(jié)果可以用正常肌腱與斷裂肌腱的組織結(jié)構(gòu)變化來解釋，此客觀數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)估疾病分期及指導(dǎo)各時(shí)期康復(fù)治療方法具有重大意義。截至目前，關(guān)于跟腱的研究理論仍然具有矛盾點(diǎn)，部分學(xué)者得出的結(jié)果顯示，在實(shí)時(shí)超聲彈性成像中，正常跟腱表現(xiàn)為堅(jiān)硬，而腫脹和疼痛的跟腱明顯變軟[12]。另一部分研究人員發(fā)現(xiàn)，疼痛和增粗的跟腱與正常跟腱相比表現(xiàn)出更強(qiáng)的剛度[13]。樊留博等[14]以腦卒中后出現(xiàn)下肢痙攣性偏癱的患者作為研究對(duì)象，使用剪切波超聲彈性成像技術(shù)評(píng)估經(jīng)康復(fù)治療影響后的下肢股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌、股四頭肌及股二頭肌的硬度變化，首先囑患者取舒適臥位于檢查床上，患肢相對(duì)朝上，雙下肢自然伸直，肌肉放松。檢查者將探頭輕壓于各目標(biāo)肌肉群，給予探頭一定下壓力，使體表下陷1～3cm，最終記錄組織的彈性圖并比較楊氏模量值。此項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)指導(dǎo)康復(fù)評(píng)估中的髖膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度、肌張力評(píng)定、偏癱患者Brunstrom分級(jí)有重要理論指導(dǎo)意義，也為后續(xù)的康復(fù)治療方案提供了人體解剖學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的支持。

因此，超聲彈性成像技術(shù)對(duì)于指導(dǎo)肌肉、肌腱功能的康復(fù)評(píng)估有以下要注意的因素：對(duì)于腦卒中后偏癱患者，無論處于痙攣期還是失張力期，經(jīng)康復(fù)治療及機(jī)體的自身調(diào)節(jié)代償后，其健側(cè)肢體的肌肉力學(xué)性質(zhì)，如軟硬度、肌張力也會(huì)發(fā)生相對(duì)變化，因此，在實(shí)際的超聲評(píng)估及康復(fù)評(píng)估中，不僅要將患者不同恢復(fù)時(shí)期的同一側(cè)肢體變化做前后對(duì)比，還要將患者的患側(cè)及健側(cè)肌肉做平行對(duì)比，才能使最終呈現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)更具有說服力。超聲彈性成像與臨床量表評(píng)估相比，優(yōu)勢(shì)在于，受主觀因素影響較小，能更客觀且準(zhǔn)確地反映肌肉、肌腱軟組織硬度，此項(xiàng)優(yōu)勢(shì)對(duì)于指導(dǎo)評(píng)估失張力期、痙攣期的肢體肌肉具有更為合適的診斷評(píng)估價(jià)值。缺點(diǎn)在于，容易受操作者手法及不同操作者的操作習(xí)慣影響，如探頭壓縮肌肉的程度，并且肌肉鈣化纖維化、粘連、血腫等疾病也會(huì)對(duì)客觀數(shù)據(jù)的收集造成影響。因此，此評(píng)估手段的應(yīng)用尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，臨床方面的廣泛應(yīng)用還需進(jìn)一步完善。

2? 女性盆底

盆底超聲是一種較為成熟的定量評(píng)估方法，目前在臨床上已被廣泛應(yīng)用于女性盆底的康復(fù)療效評(píng)估中[15-16]，但因不能有效針對(duì)單一目標(biāo)肌肉的缺點(diǎn)，使其在評(píng)估與治療方面特異性及針對(duì)性較差，且單純體格檢查多為定性診斷，易受主觀因素干擾。而超聲彈性成像因其可評(píng)估單一目標(biāo)肌群的特點(diǎn)，對(duì)于細(xì)化研究關(guān)鍵肌功能具有重要研究?jī)r(jià)值。因此，通過超聲彈性成像輔助盆底超聲數(shù)據(jù)采集近年來已受到相關(guān)重視[17-18]，對(duì)于輔助康復(fù)評(píng)估與治療有重大意義。

目前彈性成像指導(dǎo)盆底康復(fù)評(píng)估的目標(biāo)肌群以肛提肌肌群為主，包括恥骨直腸肌、髂尾肌和恥尾肌，其中恥骨直腸肌因其對(duì)分娩、排便等有重大作用，所以對(duì)此目標(biāo)肌肉的精準(zhǔn)分析及量化評(píng)估具有重大意義。劉曉志等[19]通過將盆底超聲與超聲彈性成像相結(jié)合，探討恥骨直腸肌彈性模量值在靜息期與收縮期的變化，并對(duì)研究對(duì)象實(shí)施康復(fù)治療。操作時(shí)將探頭置于會(huì)陰部，在兩側(cè)大陰唇之間，當(dāng)成像窗口顯示一側(cè)肛提肌的恥骨下支附著位點(diǎn)后，不施加下壓力，并將探頭向一側(cè)緩慢低幅度傾斜，選取矩形取樣框，啟動(dòng)彈性成像模式，采集靜息態(tài)彈性模量值，然后囑患者做提肛動(dòng)作，采集收縮期彈性模量值。此研究通過對(duì)比康復(fù)治療前后的彈性模量變化，進(jìn)而反映肌肉修復(fù)情況。由于本身盆底超聲對(duì)康復(fù)評(píng)估已具有可行性及臨床應(yīng)用的廣泛性[20]，超聲彈性成像的進(jìn)一步加入使得評(píng)估目標(biāo)肌肉群更加準(zhǔn)確且敏感，因此超聲彈性成像對(duì)于指導(dǎo)盆底康復(fù)的評(píng)估與治療有重大研究?jī)r(jià)值。

3? 心臟功能

在臨床實(shí)際應(yīng)用中，心臟彩色多普勒成像技術(shù)一方面可通過監(jiān)測(cè)心肌速度來評(píng)估心肌壁運(yùn)動(dòng)，另一方面可監(jiān)測(cè)冠脈的血流信號(hào)，進(jìn)而達(dá)到早期診斷冠狀動(dòng)脈疾病的作用。且冠狀動(dòng)脈血流減少引起心肌缺血及心肌壁運(yùn)動(dòng)情況對(duì)于及時(shí)和適當(dāng)?shù)闹委熤陵P(guān)重要，因此心臟彩超得以大規(guī)模地應(yīng)用于臨床。而心臟彈性成像技術(shù)可用于量化局部心肌變形，可以為檢測(cè)冠狀動(dòng)脈狹窄導(dǎo)致的心肌缺血提供依據(jù)。

超聲彈性成像可通過評(píng)估心肌缺血的發(fā)生、范圍和進(jìn)展方面的表現(xiàn)，繪制分級(jí)冠狀動(dòng)脈收縮水平。并且與傳統(tǒng)的心臟多普勒測(cè)得的運(yùn)動(dòng)評(píng)分指數(shù)和射血分?jǐn)?shù)相比，心肌彈性成像徑向應(yīng)變被認(rèn)為是一種更敏感、定量、區(qū)域性的測(cè)量冠狀動(dòng)脈流量減少導(dǎo)致的心肌缺血的方法。Lee等[21]通過以非活體犬類心臟作為模型，首次在分級(jí)心肌缺血條件下測(cè)繪和量化了心肌功能。通過將左前降支冠狀動(dòng)脈血流量從0%（基線血流量）逐漸收縮至100%（零血流量），在短軸視圖下，可以觀察到，側(cè)/間隔壁區(qū)域的徑向應(yīng)變主要由側(cè)移貢獻(xiàn)，而在前/后壁區(qū)域則主要由軸向位移貢獻(xiàn)，因此，準(zhǔn)確的橫向和軸向位移估計(jì)值是獲得可靠的心肌彈性圖像的關(guān)鍵。并且，超聲彈性成像顯示并描繪了冠狀動(dòng)脈血流減少水平增加時(shí)，處于危險(xiǎn)區(qū)域的心肌功能下降，左前降支血流減少本身與冠狀動(dòng)脈狹窄的嚴(yán)重程度具有相關(guān)性，并且心肌壁運(yùn)動(dòng)評(píng)分指數(shù)和射血分?jǐn)?shù)隨著左前降支血流量減少水平的增加而下降。這表明缺血的進(jìn)展是基于心肌變形的下降，心肌功能障礙的發(fā)生可由心肌壁運(yùn)動(dòng)評(píng)分指數(shù)的顯著降低來確定，心肌彈性成像的徑向應(yīng)變可以看做是一種更敏感、定量、區(qū)域性的測(cè)量冠狀動(dòng)脈流量減少導(dǎo)致的心肌缺血的方法。由此得出結(jié)論，心肌彈性成像在定量評(píng)估心肌壁運(yùn)動(dòng)評(píng)分指數(shù)及射血分?jǐn)?shù)上的優(yōu)勢(shì)可以輔助心臟功能障礙的評(píng)估。Wang等[22]提出了一種快速繪制心肌彈性圖的方法，應(yīng)用超聲射頻信號(hào)計(jì)算小鼠心肌的位移和應(yīng)變。首先對(duì)目標(biāo)區(qū)域的心肌組織進(jìn)行分割，再采用快速繪圖算法繪制心肌彈性，即將彩色編碼的應(yīng)變映射疊加在B型模式圖像上，此方法對(duì)存活心肌有良好的評(píng)估價(jià)值。

因此，心肌彈性成像具備判斷心肌壁應(yīng)變運(yùn)動(dòng)程度及更敏感地監(jiān)測(cè)血流變化的優(yōu)勢(shì)，但目前未進(jìn)行人體實(shí)驗(yàn)，尚不具備臨床應(yīng)用價(jià)值，但可以被視為一種具有一定潛力的心臟功能障礙評(píng)估工具。

4? 淋巴系統(tǒng)

肌骨超聲通過灰階分析觀察淋巴組織形態(tài)，進(jìn)而評(píng)估組織的形態(tài)學(xué)參數(shù)，可觀察到淋巴液是否增多及分布情況、淋巴結(jié)締組織纖維化等變化[23]，當(dāng)淋巴液增多時(shí)，呈低回聲征象，當(dāng)產(chǎn)生硬化及纖維化結(jié)締組織時(shí)可呈現(xiàn)中回聲至中高回聲征象。而超聲彈性成像可對(duì)纖維結(jié)締組織硬度等進(jìn)行評(píng)估[24]，進(jìn)而指導(dǎo)對(duì)器官病變程度的評(píng)估，并對(duì)后續(xù)治療的開展提供理論依據(jù)。

5? 小結(jié)及展望

超聲彈性成像可圍繞組織的硬度、彈性及形變展開研究，包括四肢肌肉肌腱的形變能力及硬度、女性盆底收縮對(duì)比情況、淋巴系統(tǒng)液體分布及纖維化程度、心肌壁應(yīng)變能力及射血分?jǐn)?shù)，對(duì)于人體組織器官運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的量化評(píng)估呈現(xiàn)出了良好的研究?jī)r(jià)值，且超聲本身具備無創(chuàng)、可反復(fù)操作等便利性，對(duì)于康復(fù)評(píng)估有重大優(yōu)勢(shì)。因此，超聲彈性成像指導(dǎo)人體功能評(píng)定在肌骨康復(fù)、女性盆底康復(fù)、心臟康復(fù)、淋巴系統(tǒng)康復(fù)等方面具備重大研究意義。

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[2022-02-23收稿]