實時剪切波彈性成像評估強直型帕金森病患者早期上肢肌肉硬度的變化

丁常偉，張迎春*，宋馨，張英，王才善，劉春風

1.蘇州大學附屬第二醫院超聲中心，江蘇 蘇州 215004；2.蘇州大學附屬第二醫院神經內科，江蘇 蘇州 215004；*通信作者 張迎春 richer777@126.com

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是常見的神經退行性疾病，尤其是在60歲以上人群中發病率高[1]。強直是PD的核心癥狀之一，主要表現為肌張力增高引發關節活動受限[2]。因此，盡早、準確地評估此類PD患者的強直癥狀至關重要。實時剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）近年廣泛應用于肌骨方向[3-4]。杜麗娟等[5]研究表明：SWE可發現PD患者（Hoeho-Yahr分期I～Ⅱ期）的肱二頭肌、肱橈肌以及腓腸肌的剪切波速度（shear wave propagation velocity，SWV）高于正常對照組。PD的病情發展是一個逐步加重的過程，而強直型PD患者早期僅以單側上肢出現強直癥狀為主，然后逐漸發展至全身[6]。本研究擬通過SWE檢測早期僅單側上肢出現強直型PD患者雙側上肢肱二頭肌及肱橈肌的SWV，探索早期強直型PD患者雙側上肢肌肉硬度的變化。

1 資料與方法

1.1 研究對象 前瞻性選取2019年5月—2020年5月蘇州大學附屬第二醫院帕金森病專科門診及住院就診的25例早期強直型PD患者，男12例，女13例；年齡36～69歲，平均（62.9±10.0）歲。納入標準：①符合英國腦庫的帕金森病診斷標準[7]；②Hoeho-Yahr分期[8]I期；③僅單側上肢出現強直癥狀。排除標準：①非典型和繼發性PD，如多系統萎縮、進行性核上麻痹、血管源性PD；②其他神經肌肉疾病、中樞或周圍神經退行性疾病；③糖尿病、甲亢或甲狀腺功能減退病史；④上肢外傷或手術史；⑤左利手。選取性別、年齡與PD組匹配的健康志愿者25名，男16名，女9名，年齡46～69歲，平均（60.2±6.1）歲，均為右利手，無神經肌肉系統及糖尿病、甲亢、甲減等基礎疾病。本研究經醫院醫學倫理委員會批準（JD-LK-2018-094-01），患者均知情同意。

1.2 肌肉強直評估 依據統一帕金森病評分量表第三部分（unified Parkinson's disease rating scale Ⅲ，UPDRS-Ⅲ）22b-c上肢強直評分[6]，0：無；1：輕微僵硬；2：輕到中度增高；3：明顯增高，但最大關節活動可以容易地完成；4：嚴重增高，最大關節活動完成很困難。對PD患者雙側上肢及對照組右側上肢進行肌肉強直評估。

1.3 SWE檢查 由一位具有2年以上肌肉骨骼超聲檢查經驗的超聲醫師采用盲法測量所有受試者的上肢肌肉SWV。檢查前，每位受試者仰臥于檢查床上，放松雙肩和肘部，休息5 min。檢查時上肢放置于身體兩側，肘部完全伸展，掌心向上。

采用具有實時SWE技術的Supersonic Imaging Aixplore超聲診斷儀，L4-15線陣探頭，肌骨模式。所有受試者在SWE檢查前均行常規二維B超檢查，以確定肌肉有無外傷、血腫及異常結構改變（骨組織或大血管）。SWE檢查過程中，檢查醫師的右手肘部放置于一個固定的支架上，以維持手的穩定性，同時減小超聲探頭對受試者皮膚所造成的壓力。探頭方向縱向平行于肌纖維的切面，將感興趣區（ROI）置于距皮膚11～15 mm處，大小25～30 mm×25～30 mm。穩定探頭后，啟動SWE模式，儀器發射剪切波穿過ROI，待ROI充滿顏色后（藍色代表低硬度，紅色代表高硬度），凍結圖像。在ROI內啟動定量分析系統（Q-BOX）計算ROI中心選定圓形區域（直徑4 mm）的最大、最小和平均SWV，代表肌肉硬度。每塊肌肉SWV測量3次，取平均值。

1.4 統計學方法 應用SPSS 21.0軟件，采用Shapiro-Wilk檢驗進行正態分布檢驗，符合正態分布的計量資料以±s表示，不符合正態分布者以M（Qr）表示。對照組不同性別肌肉SWV值比較采用Mann-WhitneyU檢驗。PD患者強直側、非強直側及對照組間肌肉SWV值比較采用Kruskal-WallisH檢驗，兩兩比較采用Mann-WhitneyU檢驗，SWV 值與病程的相關性采用Spearman相關分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床資料 所有患者強直側上肢強直等級1～2，兩組受試者一般資料見表1。

表1 PD組與對照組一般資料比較

2.2 對照組不同性別肱橈肌及肱二頭肌SWV值的比較及SWV值與年齡的相關性 對照組中，男性肱橈肌及肱二頭肌SWV值[2.88（2.64～3.25）m/s 比2.97（2.62～3.30）m/s]與女性[2.85（2.75～3.15）m/s比3.15（2.85～3.40）m/s]比較，差異無統計學意義（Z=-0.383、-0.817，P>0.05）。Spearman相關分析顯示：肱橈肌及肱二頭肌SWV值與年齡無顯著相關性（r=-0.135、0.336，P>0.05），見圖1。

圖1 對照組右側肱橈肌（A）及肱二頭肌（B）SWV與年齡的相關性

2.3 PD組強直側、非強直側及對照組肱橈肌、肱二頭肌SWV值比較 早期強直型PD患者非強直側肱二頭肌及肱橈肌SWV值均高于對照組（Z=-3.151、-3.350，P<0.05），但均低于其強直側（Z=-2.323、-1.985，P<0.05），見表2和圖2、3。

表2 PD患者強直側、非強直側及對照組肱橈肌及肱二頭肌SWV值比較[m/s，M（Qr）]

圖2 對照組右側與PD組非強直側及強直側肱橈肌、肱二頭肌SWE檢查。A、B分別為對照組右側肱橈肌、肱二頭肌；C、D分別為PD患者非強直側肱橈肌、肱二頭肌；E、F分別為PD患者強直側肱橈肌、肱二頭肌

2.4 PD組強直側及非強直側上肢肌肉SWV值與病程的相關性 PD組強直側及非強直側肱二頭肌SWV值與病程均呈正相關（r=0.615、0.526，P<0.01）。強直側肱橈肌SWV值與病程呈正相關（r=0.487，P<0.05），非強直側肱橈肌SWV 值與病程無顯著相關性（r=0.144，P>0.05），見圖4。

圖4 PD患者非強直側及強直側肱橈肌、肱二頭肌SWV值與病程的相關性。A、B分別為非強直側、強直側肱橈肌與病程的相關性；C、D分別為非強直側、強直側肱二頭肌與病程的相關性

3 討論

SWE通過發射聲輻射對組織施加激勵，在組織內產生遠低于聲速的剪切波，這種剪切波在不同硬度的組織中的傳播速度不同，可以定量反映組織的硬度[9-11]。既往研究表明：SWE在肌肉靜息和被動拉伸狀態下測量其硬度時具有良好的可靠性和重復性[12]，目前已用于評估心力衰竭[13]、肌萎縮性脊髓側索硬化癥[14]、慢性頸部酸痛[15]等的肌肉狀況。

對于PD患者強直的研究，早期國外研究主要依靠記錄肌電圖信號或肌張力儀評估肌肉結構的改變[16]。Gao等[17]及Ding等[18]的研究表明：應變力彈性成像及SWE技術可以發現PD患者肌肉硬度增加。上述研究主要集中于探究PD患者癥狀側肌肉硬度變化的特點。本研究納入早期僅單側上肢出現強直癥狀的PD患者，測量其強直側及非強直側的上肢肌肉SWV值以代表肌肉硬度。結果表明，PD組強直側和非強直側肱橈肌及肱二頭肌SWV值均高于對照組，且強直側肌肉SWV值高于非強直側。相關性分析表明：對于早期以單側上肢強直癥狀為主的PD患者，強直側及非強直側肱二頭肌硬度均與病程相關；而對于肱橈肌，僅強直側與病程相關，推測其原因可能是肱二頭肌為上肢屈肌，承擔上肢肘關節的收縮運動；而肱橈肌則在上肢運動過程中起調節作用，對于PD患者，肱二頭肌硬度增加與強直癥狀更加密切相關。

圖3 對照組右側與PD組非強直側及強直側肱橈肌、肱二頭肌SWV值兩兩比較。aP<0.05，bP<0.01

目前對于年齡與肌肉硬度之間有無相關性尚無定論。Alfuraih等[19]研究表明，老年組（>75歲）的下肢肌肉楊氏模量較年輕組（20～35歲）平均下降16.5%。而Eby等[20]研究認為>60歲人群的肌肉才會發生退行性改變，導致相應硬度逐漸增加，并可通過SWE技術檢測出來。不同研究結果的差異可能與樣本量及測量肌肉硬度時受試者體位有關[21]，有研究認為即使>60歲的高齡人群，其肌肉在被動拉伸的體位下仍然可以維持一定的肌張力[22]。本研究中對照組肱橈肌及肱二頭肌均采用被動拉伸位，且平均年齡在60歲左右，該組肱二頭肌及肱橈肌SWV值與年齡均無相關性。

本研究的局限性：①納入樣本量小；②未對患者的肌肉進行活檢，因此無法分析肌肉硬度增加與其內在的病理變化之間的關系；③患者的病程均由患者或其家屬自述，考慮到部分患者發病較為隱匿，因此病程與實際可能有所差異。

總之，SWE能比較靈敏、無創地獲得早期強直型PD患者肱二頭肌和肱橈肌的SWV值，反映其肌肉硬度變化，甚至早于強直癥狀產生之前，將為強直型PD患者的早期精準評估提供一定的影像學量化指標。