賀曉林, 楊德斌, 王迎春

肌肉萎縮是以進(jìn)行性骨骼肌細(xì)胞退化為主要臨床表現(xiàn),發(fā)病范圍較廣,多繼發(fā)于腫瘤惡病質(zhì)、慢性心力衰竭、糖尿病等全身系統(tǒng)性疾病,也可為失神經(jīng)后或特發(fā)性。隨著全球人口老齡化,老年肌萎縮患者數(shù)量逐漸增多,發(fā)病率逐年上升[1]。由于肌肉功能狀態(tài)下降將帶來(lái)各種社會(huì)問(wèn)題,發(fā)生運(yùn)動(dòng)障礙、跌倒、骨折甚至死亡的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加,給患者個(gè)人及社會(huì)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)[2]。肌肉萎縮多以治療原發(fā)病、增強(qiáng)肌肉鍛煉及外源性補(bǔ)充神經(jīng)肌肉營(yíng)養(yǎng)性因子等支持手段為主,多數(shù)萎縮肌肉經(jīng)營(yíng)養(yǎng)健康干預(yù)可取得較好的臨床療效[3],肌肉萎縮早期診斷及評(píng)估是指導(dǎo)臨床治療干預(yù)的前提,因此對(duì)于肌萎縮早期診斷至關(guān)重要。

組織活檢是評(píng)估肌肉萎縮的金標(biāo)準(zhǔn),用來(lái)觀察肌纖維局部組織結(jié)構(gòu)的微小變化,但該有創(chuàng)性檢查并不適合所有患者[4]。MRI通過(guò)各序列的成像模式,信號(hào)強(qiáng)度變化進(jìn)而敏感又客觀地描述肌肉水腫、萎縮及代謝改變,同時(shí)MRI可提供多角度、多層面的整體圖像,有利于臨床醫(yī)師直觀理解病變位置、范圍,但MRI具有一定的局限性,檢查時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高,難以進(jìn)行病情進(jìn)展及治療效果的對(duì)比觀察[4],植入金屬器械的患者則限制了該技術(shù)的運(yùn)用。超聲和MRI均可反映肌萎縮與發(fā)病時(shí)間的相關(guān)性以及肌萎縮發(fā)展的嚴(yán)重程度,但MRI則更為敏感[5],且能區(qū)分病變是否為神經(jīng)源性或肌源性,相對(duì)于諸如面部或其它表淺肌群形態(tài)觀察,超聲和MRI均可測(cè)量肌肉厚度,能及時(shí)、定量分析肌肉萎縮情況。肌電圖在臨床中應(yīng)用較廣,其原理是用電子設(shè)備記錄肌肉在靜止或收縮時(shí)的生物電信號(hào),可對(duì)患者的神經(jīng)、肌肉方面的功能進(jìn)行檢查,增加對(duì)其興奮傳導(dǎo)的作用,進(jìn)而達(dá)到評(píng)估周?chē)窠?jīng)、神經(jīng)元、神經(jīng)肌肉接頭及肌肉自身的功能狀態(tài)的目的,并可用來(lái)量化評(píng)估神經(jīng)驅(qū)動(dòng)肌肉的過(guò)程[6],但該檢查需患者良好的配合且為有創(chuàng)檢查。然而,上述評(píng)估肌萎縮的方法要么有創(chuàng),要么昂貴,從而限制了臨床廣泛運(yùn)用,隨著超聲技術(shù)的發(fā)展,超聲對(duì)軟組織的精細(xì)分辨率可以和MRI媲美。

肌肉質(zhì)量評(píng)估是評(píng)價(jià)肌萎縮最重要的因素,使用新興和有廣泛應(yīng)用前景的超聲技術(shù),如彈性成像、超聲造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)等,可對(duì)肌肉的不同特征質(zhì)量,包括肌肉彈性、微循環(huán)灌注,在休息和體力活動(dòng)等狀態(tài)下的肌肉內(nèi)脂肪組織含量進(jìn)行評(píng)估測(cè)量[7];并且基于超聲技術(shù)便捷、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)等優(yōu)勢(shì)[8],有利于超聲技術(shù)在肌肉骨骼疾病的診斷中廣泛運(yùn)用。

高頻超聲是評(píng)估肌肉萎縮的有效手段

回聲強(qiáng)度、厚度是判斷肌肉萎縮較為可靠的指標(biāo)(圖1),并可通過(guò)雙側(cè)對(duì)比觀察肌肉回聲強(qiáng)度、厚度、橫截面積及羽狀角等指標(biāo)評(píng)估肌萎縮程度。肌萎縮時(shí)回聲強(qiáng)度增高、厚度變薄,反映了肌肉功能和質(zhì)量的下降[9]。吳優(yōu)等[10]分析了周?chē)悦姘c患者面部表情肌厚度、回聲強(qiáng)度及肌纖維改變,結(jié)果顯示回聲強(qiáng)度高于健康人群,肌厚度小于健康人群,肌纖維不良改變與面肌萎縮無(wú)明顯相關(guān)性;肌肉橫截面積指短軸觀垂直于肌纖維方向上的肌肉最大截面積,肌肉處于萎縮狀態(tài)時(shí),超聲顯示其面積減小,短棒狀回聲斑信號(hào)增多,網(wǎng)絡(luò)樣回聲連續(xù)性消失,萎縮程度也與發(fā)病年齡呈正相關(guān)[11];羽狀角是指肌纖維方向與腱膜或肌腱在收縮力量方向上的夾角,隨著角度增大,收縮力量就越大。羽狀角度的大小可用于評(píng)價(jià)肌肉功能改變,已經(jīng)被證實(shí)與肌肉的最大收縮力和運(yùn)動(dòng)范圍有關(guān)[7]。劉晶等[12]觀察膝關(guān)節(jié)炎患者股直肌超聲形態(tài)變化,并與健側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行對(duì)照,結(jié)果顯示觀察組萎縮的股直肌羽狀角、肌肉厚度及橫截面積均明顯小于健康組;肌纖維長(zhǎng)度不僅可用于評(píng)價(jià)肌肉的內(nèi)在形態(tài)結(jié)構(gòu),并對(duì)評(píng)價(jià)肌肉功能具有一定意義,肌肉萎縮時(shí),肌纖維長(zhǎng)度變短。Nelson等[13]觀察了腦卒中患者肱二頭肌、長(zhǎng)頭肌以及肱三頭肌內(nèi)側(cè)頭肌的肌肉纖維長(zhǎng)度,研究顯示上述肌肉肌纖維長(zhǎng)度較正常人群縮短,且縮短程度與腦卒中的嚴(yán)重程度相關(guān)。

圖1 正常小腿肌肉群二維超聲圖像,其中腓腸肌外側(cè)頭(GL)、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭(GM)、比目魚(yú)肌(SOL)橫切面顯示肌肉為低回聲、層次清晰,排列整齊。圖2 腓腸肌內(nèi)側(cè)頭(GM)剪切波彈性成像,顯示肌紋理呈線狀,T1、T2為感興趣區(qū)。

大量研究證實(shí),高頻超聲技術(shù)是評(píng)估肌肉質(zhì)量與功能的有效工具,可動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)肌肉萎縮患者的治療效果。然而,現(xiàn)階段就高頻超聲肌肉萎縮診斷方面尚沒(méi)有出臺(tái)診斷指南及專(zhuān)家共識(shí),缺乏廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。

彈性成像在評(píng)估肌肉萎縮中肌肉硬度的應(yīng)用

超聲彈性成像技術(shù)主要分為應(yīng)變力彈性成像(strain elastography,SE)和剪切波彈性成像(shear wave elastography,SWE)。SE是利用準(zhǔn)靜態(tài)手法,如手動(dòng)、探頭壓迫或心臟、呼吸運(yùn)動(dòng)等誘發(fā)組織形變,然后通過(guò)測(cè)量組織形變程度進(jìn)行成像,顯示感興趣區(qū)內(nèi)應(yīng)變的分布,其對(duì)淺表肌群評(píng)估可行性高,但對(duì)于深部肌肉器官的成像受到很大限制;同時(shí),此檢查方法由于操作者每次施加的壓力不同難以保證結(jié)果的一致性[14]。

SWE原理是通過(guò)探頭發(fā)射聲輻射力脈沖在組織不同深度上連續(xù)聚焦對(duì)組織施加激勵(lì)從而產(chǎn)生橫向剪切波,以彩色編碼技術(shù)實(shí)時(shí)顯示組織的彈性圖,并通過(guò)測(cè)量剪切波速度(shear wave velocity,SWV)及楊氏模量定量評(píng)價(jià)組織硬度[3],SWE可以在二維灰階超聲引導(dǎo)下顯示組織彈性的彩色編碼圖像,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算相應(yīng)區(qū)域的彈性模量值(圖2)。SWE被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單方便的技術(shù),可以直接獲得組織的彈性模量,反映組織的硬度。它具有不需要操作者施加壓力、實(shí)時(shí)二維成像引導(dǎo)、定量檢測(cè)、測(cè)量結(jié)果不受操作者影響以及良好的可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)[15]。正常情況下,腓腸肌在松弛狀態(tài)下的楊氏模量約16.5 kPa,在收縮狀態(tài)下約225.4 kPa;比目魚(yú)肌在松弛狀態(tài)下的楊氏模量約14.5 kPa,在收縮狀態(tài)下約55 kPa。目前SWE越來(lái)越多地用于評(píng)估肌肉組織,通過(guò)測(cè)量組織剪切波速度來(lái)量化彈性特征,定量評(píng)估肌萎縮的程度及肌張力,避免了手觸診法評(píng)估肌肉組織硬度的主觀性[16]。岡上肌肌腱撕裂后,岡上肌表現(xiàn)為肌肉萎縮、脂肪浸潤(rùn)從而失去彈性。Rosskopf等[17]應(yīng)用SWE技術(shù)與MRI光譜測(cè)量技術(shù)(采用Goutallier評(píng)分法)對(duì)22例健康人群與44例岡上肌肌腱撕裂患者進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果顯示SWV與肌肉萎縮程度有關(guān),SWV隨著肌肉脂肪浸潤(rùn)的不同階段而變化。岡上肌肌腱的剪切波速度在脂肪浸潤(rùn)的早期(Goutallier 0～Ⅲ期)隨著脂肪含量的增加而降低,而在后期(Goutallier Ⅳ期)隨著脂肪萎縮而升高。Maslarska等[18]比較了健康人群與慢性心臟病患者在靜息時(shí)前臂屈肌和腓腸肌的肌肉僵硬程度,結(jié)果顯示慢性心臟病組SWV顯著降低。郭憶等[19]運(yùn)用SWE評(píng)估了51例腦卒中后伴發(fā)單側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)障礙患者的小腿三頭肌(腓腸肌內(nèi)、外側(cè)頭及比目魚(yú)肌)彈性特征,結(jié)果顯示患側(cè)小腿三頭肌SWV明顯較健側(cè)增高,硬度明顯增加,牽拉后雙側(cè)小腿三頭肌SWV明顯增快。以上研究充分證明了SWE對(duì)肌肉硬度的評(píng)估是有效、可靠的,但SWV并不是穩(wěn)定不變的,會(huì)隨著探頭聲束的方向與肌纖維排列的角度變化而發(fā)生變化,當(dāng)剪切波與肌纖維兩者之間處于平行狀態(tài)時(shí),達(dá)到最快的傳播速度。

SWE已廣泛應(yīng)用于肝臟、甲狀腺、乳腺、前列腺、腎臟和血管病變的診斷,SWE在骨骼肌機(jī)械特性的評(píng)估中有很好的應(yīng)用前景,但目前國(guó)內(nèi)外尚缺少使用超聲和SWE評(píng)估診斷肌萎縮的相關(guān)指南和共識(shí),且在臨床評(píng)估與其他檢查方法的比較、在眾多測(cè)量參數(shù)中如何進(jìn)行選擇以及SWE變化與肌肉萎縮程度之間的相關(guān)性等方面還有待進(jìn)一步研究。

超聲造影在評(píng)估肌肉萎縮微循環(huán)灌注中的運(yùn)用

肌肉萎縮與循環(huán)因素密切相關(guān),微循環(huán)受損、肌肉內(nèi)血流減少和一氧化氮生成減少被認(rèn)為是肌萎縮出現(xiàn)和進(jìn)展的因素[3],CEUS應(yīng)用靜脈微泡來(lái)評(píng)估組織微循環(huán)灌注。Mitchell等[20]使用CEUS檢查了14例年輕和22例老年健康男性進(jìn)食刺激(必需氨基酸)后股四頭肌微循環(huán)的反應(yīng),結(jié)果顯示老年男性微循環(huán)受損,表現(xiàn)為肌肉質(zhì)量、蛋白質(zhì)合成代謝和葡萄糖代謝減少。Hildebrandt等[21]評(píng)估了11例年輕和15例中年健康男性膝關(guān)節(jié)收縮股外側(cè)肌和股中間肌血流的影響。在膝關(guān)節(jié)收縮過(guò)程中,青年組的微血管血流量和微血管流速明顯高于中年組。此外,年輕組在運(yùn)動(dòng)2 min后血容量和血流量顯著增加,而中年組減少,可能是由于肌肉微循環(huán)反應(yīng)受損所致。Fischer等[22]對(duì)67例肩袖撕裂患者岡上肌修復(fù)術(shù)后進(jìn)行CEUS隨訪,平均隨訪時(shí)間38.0個(gè)月,結(jié)果顯示肩袖修復(fù)后岡上肌灌注受損,與對(duì)側(cè)健康肩膀相比灌注減少,灌注不足與功能障礙之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性(rs=0.644,P<0.001)。CEUS也已經(jīng)被證明能夠在動(dòng)脈期(靜脈注射后0～30 s)顯示與周?chē)∪鈪^(qū)域相比具有低增強(qiáng)的輪廓分明、界限分明的灌注受損區(qū)域。CEUS可以更好地評(píng)估肌肉質(zhì)量特征,并區(qū)分危重患者與健康對(duì)照者的肌肉異常。此外,CEUS的使用也可使其他輕微肌肉損傷的超聲檢測(cè)成為可能[23]。

超聲是評(píng)估骨骼肌質(zhì)量可靠且有效的成像工具,以上結(jié)果表明CEUS可評(píng)估因老化引起的肌肉萎縮的微循環(huán)灌注,但盡管CEUS是很有應(yīng)用前景的成像方式,但它的臨床應(yīng)用目前仍然受限[24]。關(guān)于CEUS在肌萎縮研究中數(shù)量有限,且?guī)缀跛醒芯繕颖玖科　?/p>

展望

新興的肌骨超聲檢查技術(shù),如高頻超聲、SWE、CEUS是評(píng)估肌肉萎縮可靠、有效的手段,包括肌肉質(zhì)量、組織彈性、靜息和刺激后肌肉的微循環(huán)灌注變化以及肌肉內(nèi)肌間脂肪含量等指標(biāo),具有其他影像學(xué)技術(shù)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。相信隨著超聲技術(shù)的發(fā)展、研究的深入,多模態(tài)超聲技術(shù)的聯(lián)合,超聲技術(shù)在評(píng)估肌萎縮、療效判定及隨訪方面具有廣闊的應(yīng)用前景。