剪切波彈性成像在周圍神經及肌肉組織中的應用進展

徐 焱 冉海濤 張 花

剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）的原理是使用瞬時脈沖在體內產生剪切波，通過測量剪切波的傳播速度計算組織的彈性值，該技術是目前唯一能夠實時、定量測量局部組織楊氏模量E 值的方法，因剪切波速度（shear wave velocity，SWV）與剪切模量直接相關，故也可以作為一種定量檢查組織硬度的方法，其以楊氏模量值表示組織的硬度，組織硬度越高，其值越高。SWE能精確定位和顯示毫米分辨率的小病變的彈性，提供人體組織彈性的定量信息［1］，目前已被應用于檢測淺表器官、腹部臟器、骨骼肌及神經系統等方面的病變，具有較高的臨床價值。本文就SWE 在周圍神經及肌肉組織中的應用進展進行綜述。

一、SWE在周圍神經組織中的應用

（一）SWE在正常神經組織中的應用

周圍神經在運動過程中會受到牽拉，鄰近組織拉長和滑動也會改變周圍神經的力學特性，SWE可對運動過程中正常周圍神經的力學特性進行無創量化。Andrade 等［2］評估了膝關節處于彎曲（90°）和伸展（180°）時坐骨神經的SWV，結果發現膝關節伸展時坐骨神經SWV較彎曲時明顯增加，且當踝關節處于背屈位時神經SWV增加僅在膝關節伸展時可見，表明可以在被動運動時對坐骨神經硬度進行非侵襲性評估，強調了膝關節和踝關節位置對坐骨神經的臨床和生物力學評估的重要性。這種非侵入性技術為研究健康人群和臨床患者（如特定的周圍神經疾病）的神經機制提供了新的視角。

（二）SWE在神經組織病變中的應用

SWE可對周圍神經的力學特性進行無創量化，為周圍神經病變的診斷和治療提供有價值的信息［3］。因周圍神經的生物力學特性與其功能相關，SWE能夠通過組織硬度變化反映組織力學特性的變化，并無創量化評價周圍神經病變。

糖尿病可改變周圍神經的微結構，引起糖尿病周圍神經病變（diabetic peripheral neuropathy，DPN）。He 等［4］研究結果表明，與健康志愿者比較，DPN 患者的正中神經和脛骨神經硬度均更高，SWV 診斷脛骨神經和正中神經DPN 的最佳截斷值分別為4.11 m/s和4.06 m/s，具有良好的敏感性（81.3%、80%）和特異性（88.7%、85%）。穆晶晶等［5］也應用SWE對2型糖尿病患者的腓腸神經進行了評估，認為SWV 診斷糖尿病腓腸神經病變的最佳截斷值為51.65 kPa。上述研究結果為DPN 的早期診斷和治療提供了很好的參考價值。

目前已有學者將SWE 用于視神經病變的評估。Sahan等［6］應用SWE 檢查發現偏頭痛患者視神經的楊氏模量值較健康志愿者更高（P<0.05），且偏頭痛患者視神經的楊氏模量值與病程呈正相關（r=0.496，P<0.01），但由于該研究樣本量較小和難以區分選取的患者有無視覺征兆，且并無同類型的研究進行對比，因此其結果仍需進一步驗證。Inal 等［7］對白塞病患者的視神經彈性特征進行了研究，結果顯示白塞病患者的視神經楊氏模量值為（32.10±13.90）kPa，明顯大于健康志愿者（11.50±5.6）kPa，差異有統計學意義（均P<0.001），當患者視神經的楊氏模量值>16.50 kPa 時，SWE 具有較高的敏感性和特異性（87%、87%）。此外，還有學者［8-10］對多發性硬化癥、青光眼及子癇前期患者的視神經行SWE檢查，結果均表明患者視神經的硬度高于健康志愿者，差異均有統計學意義（均P<0.05），為SWE 作為一種視神經檢查手段進行了驗證，但目前研究樣本量較小，仍需對其可靠性及安全性進行進一步探討。

二、SWE在肌肉及肌腱組織中的應用

以往對肌肉及肌腱病變的診斷主要使用常規超聲、功率多普勒超聲和MRI，目前SWE已被廣泛應用于肌肉及肌腱病變檢查中，通過實時量化組織硬度，以此評估肌肉及肌腱組織的機械性能。

（一）SWE在正常肌肉組織中的應用

隨著肌纖維的激活和肌肉長度的增加，肌肉的硬度也會發生改變。Wang等［11］對SWE能否用于區分主動與被動力進行了研究，結果發現在主動和被動力的產生過程中，相速度的變化明顯不同，在主動收縮時，粘度與彈性之比幾乎保持不變，而在被動力增加時則顯著降低，表明SWE可以區分主動和被動力。

（二）SWE在肌肉及肌腱病變中的應用

內分泌眼眶病以眼眶旁、球后間隙炎癥為主要表現，炎癥會導致組織結構發生改變，從而表現在組織硬度上。Zemanova等［1］應用SWE評估內分泌眼眶病患者動眼肌的變化，發現其動眼肌總彈性、水腫期及纖維化期彈性與健康成人比較，差異均有統計學意義（均P<0.05）。鄭乙等［12］探討了實時SWE 技術在評價膝關節炎患者股四頭肌生物性能改變中的價值，結果提示觀察組治療前的肌肉彈性模量均值均低于對照組（均P<0.05），表明SWE 技術可用于定量評估膝關節炎患者肌肉生物力學性能，為膝骨關節炎的診斷及療效評定提供了新的觀察依據。以往對類風濕性關節炎肌病的研究主要采用肌肉組織活檢，而肌病的發生與炎性細胞浸潤、肌肉纖維萎縮和纖維大小變異有關，炎癥、萎縮、肌無力和較低的肌肉密度等因素的共同作用可能導致類風濕性關節炎患者肌肉硬度改變。Alfuraih 等［13］應用SWE探討了類風濕性關節炎中肌肉僵硬與肌無力的關系，結果表明，與健康對照組比較，類風濕性關節炎組肌肉僵硬度較低，但差異無統計學意義，這表明類風濕性關節炎患者雖然表現出明顯的肌無力，但與肌肉硬度并無關系。Yun等［14］比較了特發性肩周炎組與對照組岡上肌腱和岡下肌腱的彈性，并探討了年齡與肌腱彈性的關系，結果提示肩周炎患者無論年齡大小，岡上肌腱及岡下肌腱的楊氏模量值均較正常肩關節升高（均P<0.05），表明常規定量評估岡上肌腱和岡下肌腱的彈性，可能有助于肩周炎患者的早期診斷。Wada等［15］也應用SWE對肩周炎患者的肩關節囊、肩袖肌腱和肌肉、肩肱韌帶和肱二頭肌的硬度和形態特征進行了評價，結果發現患側肩上述結構的硬度較健側明顯增加（均P<0.05），進一步驗證了SWE可作為肩周炎患者的一種檢查手段。Yurdaisik 等［16］應用 SWE 檢測髕骨肌腱病變，并與MRI結果比較，結果表明SWE 評價髕骨肌腱病變的結果與MRI的臨床評分一致，證實了SWE可以作為一種非侵入性和定量的成像方法用于檢測髕骨肌腱病變，但仍需更多研究來探討SWE在肌肉病變中的潛在作用和應用價值。

（三）SWE在肌肉及肌腱病變治療后療效評價中的應用

肌腱及肌肉組織的力學特性在術后和病理狀態下，可能因炎癥和血管增生而改變，因此SWE可被用于評價肌肉及肌腱病變的治療效果。Quack 等［17］應用SWE 評估了全膝關節置換術后膝關節肌腱硬度變化，結果表明術后膝關節肌腱硬度降低，提示肌腱硬度可能是機械性能改變的替代指標。Gao 等［18］應用SWE評價骨療手法治療后腰大肌改變的可行性，結果顯示骨療手法治療后，放松肌肉的平均SWV 明顯降低。Alfuraih 等［19］研究了口服大劑量糖皮質激素治療巨細胞動脈炎患者肌肉硬度的變化，發現患者在前6 個月內近端腿部肌肉僵硬度明顯減輕，但該研究需要未來對更大樣本的患者進行長時間的隨訪研究，以確定肌肉僵硬程度減輕是否先于糖皮質激素誘發的肌病癥狀。另外，Yoshida 等［20］應用SWE 隨訪了腓腸肌肌肉損傷患者的愈合過程，結果顯示受傷一側肌肉的彈性值在愈合8～12周時明顯高于4周時。

三、展望及不足

現階段MRI 仍為肌肉及神經系統病變的主要檢查手段，SWE 作為一項新技術，減少了檢查者依賴性、增強可重復操作性，已經被很多學者驗證可作為神經、肌肉組織損傷及性能評價的技術，同時具有安全、實時、定量等優點，且消除了部分患者因幽閉恐怖癥而不能進行MRI檢查的情況，在此方面具有潛在價值。與其他超聲彈性成像技術比較，其實時掃查能力明顯提高，操作步驟簡化，檢查時間減少。盡管如此，SWE技術仍然具有局限性，其有許多包括感興趣區大小和位置、不同的興奮脈沖、肌纖維方向、肌肉緊張狀態及“骨鄰近”硬化偽影等在內的影響因素［21-22］，使得SWE 檢查過程中的質量控制較困難，在使用過程中需要盡量減少影響因素帶來的偏差，進一步提高研究的可重復性與再現性。此外，今后還需要更多樣本量來驗證SWE技術的可靠性。