超聲診斷急性肢體骨筋膜室綜合征進展

任小波，李振洲，黃嘉維，張逸青，梅妍麗，陸敏華*

(1.深圳大學醫學部生物醫學工程學院 廣東省生物醫學信息檢測與超聲成像重點實驗室，廣東 深圳 518060；2.深圳大學第一附屬醫院 深圳市第二人民醫院超聲科，廣東 深圳 518025)

急性肢體骨筋膜室綜合征(acute extremity compartment syndrome,AECS)多繼發于四肢創傷、燒傷、血管損傷、外科手術后及血液相關疾病等[1-3]，漏診率達23%[4]，主要原因在于尚無有效早期監測手段及接診醫師缺乏警覺意識。美國骨科醫師學會[5]、中華醫學會骨科學分會[6]及英國骨創傷協會臨床實踐管理指南[7]指出，根據病史、臨床癥狀及體征診斷AECS的敏感度和特異度均欠佳；骨筋膜室內壓力監測(intra-compartment pressure,ICP)為重要補充診斷方法，但有創，且受患者血壓波動影響[8]，僅約11.7%外科醫師采用該方法[9]。有學者[10]推薦以“肌釋扼定律”解釋AECS病理發展過程；同時，超聲、近紅外光譜(near-infrared spectroscopy,NIRS)、MRI、肌電圖電生理及代謝標記物檢測等已用于評估骨筋膜室綜合征[11]。超聲具有無創、便捷、經濟及可標準化等優點，基于超聲波物理特性分為基于組織聲阻抗(或密度)的超聲回波幅度成像技術、基于組織運動速度的多普勒技術、基于組織本征彈性參數的彈性成像技術及基于組織回波信號的超聲造影(contrast enhanced ultrasound，CEUS)技術等。本文就超聲診斷AECS進展進行綜述。

1 超聲回波幅度成像監測組織筋膜移位

A型、B型及M型超聲等可通過監測超聲回波幅度獲取人體組織解剖學信息。AECS臨床表現為區域肌肉腫脹及張力性水泡等。根據體積-壓力變化關系，LIU等[12]采用二維超聲觀察30例閉合性肢體骨折致四肢肌肉損傷患者受損肌肉厚度、橫徑及面積，結果顯示上述各項出現變化，其中11例受損肌肉橫徑增長率超過50%、11例面積增長率超過50%，表明肌肉損傷后的內部壓力變化將導致其厚度、橫徑(寬度)及面積發生膨脹性變化。針對AECS筋膜微小移位等組織形態改變，有學者[13]采用超聲脈沖鎖相環(pulsed phase locked loop,PPLL)檢測恒定時間周期內的基波FH與二次諧波H2振幅的比值(FH/H2)，以之反映筋膜位移程度，進而監測骨筋膜間室內灌注壓力變化引起的筋膜微米級位移，結果顯示其敏感度較高，且FH/H2與間室內壓力呈線性相關。骨筋膜室壓力增加將導致肌肉等組織灌注減少、氧飽和度降低。LEE 等[14]以有創導管檢測為參考標準，分別采用超聲PPLL監測筋膜位移、NIRS監測肌肉氧含量，評估骨筋膜室綜合征患者骨筋膜室壓力，發現超聲PPLL的評估效能優于NIRS。還有學者[15]提出采用超聲B型模式測量脛骨筋膜角(tibia-fascia angle,TFA，脛骨前外側皮質與筋膜間的角度，圖1)，以評估骨筋膜室壓力；且尸體AECS模型研究表明，超聲所測TFA每增加1°，則骨筋膜室壓力增加3.9 mmHg；但該組尸體死亡時平均年齡81歲，尚需進一步觀察。

圖1 骨筋膜室內壓40 mmHg下測量TFA聲像圖 [15] 實線示脛骨前外側皮質，虛線起點位于脛骨附著處、并與彎曲的前室筋膜相切；TFA為虛、實線之間的夾角(77.5°)

2 超聲多普勒評估血流動力學參數

AECS發生的核心點是筋膜室內壓力增高而致小動脈關閉，故可通過超聲多普勒技術監測小動脈血流情況及循環缺血程度。以超聲多普勒監測血流動力學參數可用于評估AECS，但對其臨界值達成共識較為困難。根據血流動力學原理，基于多普勒頻譜圖可獲得搏動指數(pulsatility index,PI)及阻力指數(resistive index,RI)等反映血流情況的參數。Mc LOUGHLIN等[16]采用袖帶對肱動脈施加遞增的梯度壓力，并以多普勒頻譜進行監測，發現施壓后舒張期逆行動脈血流(diastolic retrograde arterial flow,DRAF)和改良阻力指數(modified resistivity index,MRI)增加，且用于判斷袖帶高壓力的敏感度為100%、特異度為93%，提示DRAF分析或可用于評估骨筋膜室綜合征血流動力學，但動脈血栓形成及血管損傷等情況可影響其結果。HO等[17]采用床旁超聲觀察17例被毒蛇咬傷后發生AECS的患者，發現超聲可有效評估AECS病變水腫范圍及病情進展并監測DRAF；但毒蛇咬傷后發生AECS的機制與暴力外傷引起的AECS有所差異，還需進一步研究。MAHMOUD等[18]以超聲頻譜多普勒評估1例燒傷后AECS患者的肢體近端血流參數，認為超聲雖無法用于直接診斷AECS，但可輔助醫師制定治療方案。

3 超聲彈性成像監測組織硬度

組織具有各向異性及黏彈性等本征物理特性，而傳統觸診的主觀性較強。超聲彈性成像可量化彈性模量參數，如泊松比(Poisson ratio)、楊氏模量(Young's modulus)及剪切模量(shear modulus)等，進而客觀反映組織硬度[19-20]。

肌肉組織腫脹及筋膜室內壓力改變可使其硬度發生變化[21]。有學者[22]采用超聲監測火雞腿AECS模型，并分別于不同肌肉筋膜室內壓力下(0、10、30及50 mmHg)檢測深、淺間室肌肉剪切波速度(shear wave speed,SWS)變化，結果顯示ICP與SWS呈線性相關(前外側間室R2=0.929，前深側間室R2=0.97)。ZHANG等[23]采用標準2D-剪切波彈性成像評估9例疑診AECS的肌肉損傷患者及212名健康志愿者的雙側肢體，結果顯示不同年齡及性別健康人肌肉彈性差異無統計學意義，而疑診AECS患者健側與患側肢體肌肉彈性差異存在統計學意義，且臨床表現及相應肌肉張力與彈性模量相關。此外，超聲亦可基于組織黏彈特性的彈性比(elasticity ratio,ER)評估AECS。針對8只家豬的活體實驗[24]結果顯示，以超聲探頭聯合壓力傳感器監測小腿筋膜間室直徑診斷AECS的敏感度為94.4%、特異度為88.9%(圖2)。

圖2 超聲聯合壓力傳感器檢測脛前間室肌肉彈性[24] (淺灰色區域：脛骨前筋膜間隙；d1：外壓為0 mmHg時的腔室直徑；d2：外壓為40 mmHg時的腔室直徑；T：脛骨；V：Veinpress?壓力傳感器；US：超聲)

SELLEI等[25]將上述方法用于6例AECS患者，發現以超聲探頭聯合壓力傳感器診斷AECS的敏感度為95.8%、特異度為87.5%。之后，HERRING等[26]報道，以超聲觀察壓平AECS患者小腿前腔室淺筋膜所需壓力 [腔室筋膜壓平壓力(compartment fascia flattening pressure,CFFP)]可用于評估患肢情況，并輔助臨床決定是否行減壓筋膜切開術。

4 CEUS評估組織微灌注

CEUS可用于監測組織、器官及血管灌注[27]。SELLEI等[28]發現，CEUS可在靜態超聲B模式下監測AECS患者肌肉壞死情況；以軟件對時間-強度曲線(time intensity curve,TIC)進行后處理分析可半定量評價微灌注，尤以達峰時間(time to peak,TTP)為價值較高的血流灌注參數。另一方面，CEUS操作難度較大、成本較高、后處理較繁瑣，難以實現持續性跟蹤監測，目前仍處于探索階段。

5 小結與展望

超聲既可進行解剖結構成像，亦可進行功能成像，利于基于多維度(組織形態、硬度及灌注等)、多參數(筋膜移位距離、彈性模量及血流量等)及多模態(二維B模式、多普勒、彈性成像及超聲造影等)評估AECS，為臨床診斷提供依據。但現有相關研究樣本量均較小，且超聲診斷AECS的敏感度及特異度不夠高，并存在操作者依賴性及相關參數臨界值尚無統一標準等問題。未來，超聲新技術，如柔性可穿戴多普勒監測技術[29]、超快超聲多普勒技術[30]及超聲影像組學技術[31]或可用于診斷AECS，為臨床診斷及治療AECS提供更可靠的依據。