焦睿

南方醫(yī)科大學附屬深圳寶安醫(yī)院康復科(廣東深圳 518100)

痙攣是上位運動神經(jīng)元損傷患者致殘的重要原因之一，首次卒中后痙攣的患病率為20%～40%，Lundstr?m等[1]的研究提示12個月中風幸存有痙攣者的直接費用是中風后第1年無痙攣患者的直接費用的4倍。78%直接費用與住院有關(guān)，而20%與首次中風后1年內(nèi)市政服務有關(guān)。中風患者之間的巨大差異突出了對痙攣精確、個性化測量的需要。然而，高的受試者變異性和不可靠的測量技術(shù)限制了研究和治療的進展。Platz等[2]研究了24個評估痙攣和(或)相關(guān)現(xiàn)象的臨床量表，以及10個與痙攣有關(guān)的“主動功能”量表和3個與痙攣有關(guān)的“被動功能”量表，一些證據(jù)表明，Ashworth量表和改良Ashworth量表具有較高的相互評價信度，但并非在所有情況下都是如此。然而，對于許多量表，可靠性數(shù)據(jù)是缺失的。對于重復測試的可靠性尤其缺失。Ashworth量表和改良Ashworth量表評定痙攣程度[3]，它們提供了對被動運動阻力的半定量測量，雖然有文獻支持[4]，但具有有限的內(nèi)部可靠性[5]，并且不適用關(guān)節(jié)攣縮患者[6]。僅通過測量被動運動阻力的變化來評估痙攣可能還不夠，因為被動運動受到許多因素的影響，其中痙攣可能只是其中之一[7]。電生理學方法為研究痙攣的病理生理機制提供了有價值的見解，但沒有一種技術(shù)可以為日常臨床應用提供簡單可靠的痙攣評估。在過去的20年里，超聲彈性成像逐漸被用來評估軟組織彈性，并增加了傳統(tǒng)灰度和多普勒超聲技術(shù)所獲得的信息[8]。超聲剪切波成像技術(shù)(shear wave elastography，SWE)是一種新興的技術(shù)，它通過產(chǎn)生一種聲波射頻力脈沖來提供組織固有彈性的信息，這種聲波產(chǎn)生橫向的剪切波，通過周圍組織傳播，并提供組織質(zhì)量的生物力學信息[9]。剪切波速度在每個像素上的分布與剪切模量直接相關(guān)，剪切模量是組織彈性特性的絕對量度。剪切波圖像自動與標準b模式圖像匹配，以提供具有解剖特異性的定量彩色彈性體圖。盡管SWE具有徹底改變骨和關(guān)節(jié)成像的潛力，但其臨床應用一直受到技術(shù)和人工挑戰(zhàn)的阻礙。在肌肉骨骼SWE成像過程中遇到的許多障礙是容易識別和可以克服的，但是在可靠地將SWE用于肌肉骨骼成像之前，技術(shù)的進步和對圖像獲取的更好理解是必需的。本文對SWE近幾年相關(guān)研究進行綜述，以期為臨床帶來一定的指導作用。

1 SWE機制

超聲彈性成像技術(shù)(ultrasound elastography，UE)由Ophir等[10]于1991年最早提出，之后軟組織的病變檢測經(jīng)歷了從定性診斷到定量診斷的飛躍。UE物理基礎(chǔ)為物質(zhì)的彈性，彈性可以體現(xiàn)硬度。彈性模量又稱楊氏模量(the Young modulus)，是描述固體物質(zhì)抵抗形變能力的物理量，為應力與應變之比。根據(jù)胡克定律，在組織的彈性限度內(nèi)，楊氏模量越大，物質(zhì)硬度越大。UE就是通過對組織加壓引起，根據(jù)引起形變的不同來得到診斷的結(jié)果[11]。UE技術(shù)實時靈敏，還可避免二維超聲的偽像等。UE逐漸衍生出靜態(tài)壓力型彈性成像(static strain elastography，SE)、聲脈沖輻射力彈性成像(acoustic radiation force impulse，ARFI)、瞬時彈性成像又被稱作脈沖彈性成像(pulsed elastography)和SWE等。目前SWE技術(shù)已被廣泛用于肝臟[12]、甲狀腺[13]、乳腺[14]、前列腺[15]、血管[16-17]等相關(guān)病變的診斷。SWE基本原理為組織被壓縮后產(chǎn)生剪切波震動，不同組織軟硬不同，剪切波數(shù)值也不同，越軟的組織，數(shù)值越小，計算機可以直接給出不同組織的剪切波數(shù)值，同時以圖像的形式呈現(xiàn)在屏幕上。屏幕上藍色代表彈性系數(shù)較大的組織，綠色代表彈性系數(shù)中等的組織，紅色代表彈性系數(shù)較大的組織，彈性系數(shù)越大，硬度越小。SWE除了可檢測硬度外，還可以同時提供二維超聲的一些參數(shù)，比如肌纖維長度、肌肉厚度和肌肉羽狀角等。

2 SWE在痙攣的研究現(xiàn)狀

Liu等[18]研究了SWE間接測量被動肌力的可行性，他們認為如果仔細應用SWE，可以提供一種非?？煽康臏y量肌肉楊氏模量的工具，并可用于定量評估肌肉力量。Eby等[19]為1例42歲男性，右利手，有右中腦動脈分布缺血性梗死導致左側(cè)痙攣性偏癱的患者進行Fugl-Meyer評分、改良Ashworth評分和雙側(cè)肱二頭肌被動伸肘時SWE測量，他們發(fā)現(xiàn)SWE能夠檢測到隨著對側(cè)肢體的伸展，僵硬度與速度相關(guān)的增加，這可能是痙攣反射的指示。他們認為，SWE能夠提供一種快速、實時、定量的技術(shù)，臨床醫(yī)生可以很容易地進行痙攣評估。Xu等[20]進行了股四頭肌研究也認為SWE測量的肌肉剪切模量(肌肉剛度指標)可以用來估計單個肌肉剛度的變化。Andonian等[21]監(jiān)測了一些參加一項極限山地超級馬拉松運動的運動員的股四頭肌SWE，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SWE和血清標志物具有一致性，SWE可能是監(jiān)測肌肉僵硬的生理或病理變化的一個很有前途的工具，也可能有助于診斷和監(jiān)測肌肉變化。Brandenburg等[22]使用SWE比較了13例腦癱(CP)兒童和13名發(fā)育正常(TD)兒童被動肌肉僵硬的情況，他們測量了外側(cè)腓腸肌肌肉在20°跖屈(PF)、10°PF、0°PF情況下的數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示CP患兒3種足位剪切模量均顯著高于對照組(P<0.05)。Hatta等[23]的研究表明利用SWE進行節(jié)段測量，可以可靠、可行地定量評價三角肌的力學性能，尤其是三角肌的前部和中部。Ballyns等[24]對6名健康志愿者的肱二頭肌和13例有癥狀的軸頸疼痛患者的上斜方肌和無癥狀9例(無疼痛)對照組的參與者的肌肉SWE的測量結(jié)果顯示肌筋膜激活點及周圍肌肉組織剪切波速度明顯高于正常組織。Lee等[25]應用橫波超聲彈性成像技術(shù)，測量了8例偏癱腦癱患者腓腸肌內(nèi)側(cè)和脛前肌兩側(cè)踝關(guān)節(jié)位置的橫波速度，結(jié)果顯示腦癱患者肌肉硬度越高，肢體剪切波速度越快。SWE作為一種非侵入性工具，在探討肌肉性質(zhì)改變的機制、診斷和治療方面具有潛在的臨床應用價值。同時他們[26]測量了16例腦卒中存活患者肱二頭肌B超圖像的回波強度，他們發(fā)現(xiàn)偏癱側(cè)的剪切波速和回波強度平均分別比非偏癱側(cè)的剪切波速和回波強度大69.5%和15.5%。非速發(fā)型肌肉和速發(fā)型肌肉之間的橫波速度差異與回聲強度、卒中后時間和Fugl-Meyer評分的差異密切相關(guān)。Eby等[27]進行了一項橫斷面研究，采用Fugl-Meyer量表和改良的Ashworth量表對9例腦卒中患者進行評估。研究對象在被動伸肘過程中獲得了肱二頭肌肌電圖、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩和SWE，他們的結(jié)果顯示SWE顯示了增強中風后骨骼肌評估的前景。Brandenburg等[28]對腦癱患兒進行了一項前瞻性的縱向隊列研究顯示盡管踝關(guān)節(jié)的活動范圍和痙攣程度沒有明顯變化，但在注射保妥適后剪切波彈性成像能夠檢測到腦癱兒童腓腸肌被動肌特性的差異。Gennisson等[29]通過對10名健康的受試者肱二頭肌肌電信號的定量分析，探討了瞬時彈性成像技術(shù)測量肱二頭肌硬度與肱二頭肌肌電信號活性的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)肱二頭肌橫向剪切模量與相應的sEMG-RMS值之間存在系統(tǒng)的線性關(guān)系。表明該無創(chuàng)技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域?qū)?jīng)典檢測方法無法觸及的深層肌肉進行探索具有重要意義。Park等[30]探討了A型肉毒桿菌毒素注射液治療痙攣性腦癱(CP)康復治療后腓腸肌(GCM)內(nèi)側(cè)壁固有剛度的實時超聲彈性成像(RTS)變化，研究結(jié)果提示，利用RTS結(jié)合臨床量表評估肌肉硬度，可以獲得更多關(guān)于BTA康復治療后CP患者痙攣肌變化的信息。Mirbagheri等[31]對比了中風幸存者的偏癱側(cè)和非偏癱側(cè)肢體和年齡匹配的健康受試者的肢體，發(fā)現(xiàn)在卒中患者中，偏癱側(cè)固有僵硬明顯大于非偏癱側(cè)肘部肌肉，并且隨著肘部的伸展，這種差異也在增加。反射剛度隨肘部角度的增加而單調(diào)增加，隨位置的調(diào)節(jié)有顯著差異。Akin等[32]進行了一項前瞻性研究，納入48例慢性腦卒中患者，所有患者均在超聲引導下接受肱二頭肌BTA注射。在干預前和干預后4周分別進行MAS、測角測量和應變超聲彈性成像(EUS)評估。結(jié)果顯示受影響側(cè)肱二頭肌的應變指數(shù)較未受影響側(cè)明顯升高(P<0.01)。BTA注射后4周，MAS評分和測角結(jié)果均有明顯改善(P<0.05)。干預前、干預后MAS評分與應變指數(shù)差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。他們認為應變EUS是評價痙攣性肌肉僵硬程度、制定治療方案和監(jiān)測治療方式有效性的一種有前途的診斷工具。姜麗等[33]對大鼠腓腸肌的研究顯示SWE可評價大鼠痙攣腓腸肌的硬度。樊留博等[34]對25例健康者和25例痙攣性偏癱患者的研究發(fā)現(xiàn)超聲彈性成像技術(shù)有助于評估腦卒中后痙攣性偏癱患者痙攣下肢肌張力的變化。同時他也進行了另一項研究[35]，表明超聲彈性成像可作為評價腦卒中后痙攣下肢肌張力的手段，對其預后有判斷作用。不僅對肢體痙攣有評價作用，張小英等[36]的研究發(fā)現(xiàn)超聲彈性成像還可以作為評估眼輪匝肌和咬肌的一種可選擇手段。王巧緣等[37]研究表明超聲彈性成像的組織彌散定量分析軟件有助于痙攣患者肌肉硬度的評估，藍色領(lǐng)域百分比是最重要的特征量，有望用于痙攣患者肌肉改變的評定。王季等[38]對60例腦卒中后痙攣患者的研究表明SWE可更為直觀顯示腦卒中后肌痙攣患者的肌肉狀態(tài)，有利于醫(yī)師對患者病情實時監(jiān)測，值得臨床作進一步推廣。

雖然如此，我們使用SWE仍有一些注意事項，Rominger等[39]對豬的肌肉進行了2D-SWE測量，發(fā)現(xiàn)探頭、探頭施加的壓力、肌肉方向，以及不同機器設置如頻率、放置深度、感興趣區(qū)域大小(ROI)度測量值均有影響。因此進行測量時需保持這些參數(shù)一致。Ewertsen等[40]觀察了平行掃描或垂直掃描對胸鎖乳突肌和斜方肌等剪切波數(shù)值，他們發(fā)現(xiàn)與肌纖維平行掃描時平均剪切波速明顯高于垂直掃描時平均剪切波速，不同肌肉間的剪切波速度差異顯著，他們認為剪切波速的變化與掃描方向有關(guān)，橫波彈性成像是一種評價慢性頸痛患者肌肉硬度的方法。Ewertsen等[40]進行了SWE評價肱二頭肌(BBM)硬度的差異的研究，他們結(jié)果顯示肘關(guān)節(jié)不同屈曲角度分值不同，另外性別也有影響，不同深度的剪切波速相關(guān)性好，觀察者間和觀察者內(nèi)變化的類內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)值較高。他們建議SWE是一種可靠的評估BBM剛度的定量工具。杜林蔓等[41]認為超聲彈性成像用于肌骨疾病相對較少，缺乏楊氏模量正常參考值的數(shù)據(jù)，需要進行更多的臨床研究提供更客觀，量化的指標。鐘冬靈等[42]認為UE可用于腦卒中后痙攣的評定，該技術(shù)簡便、安全、快速、準確，但是由于其存在時間短，實踐經(jīng)驗較少，還需要進一步研究。

3 展望

目前定義、評估和治療痙攣的狀態(tài)需要隨著臨床研究的進展而改善一致性和持續(xù)驗證[43]。至關(guān)重要的是要了解每種工具評估的損傷程度或功能局限性，以及它們的優(yōu)點和局限性。SWE作為一種可以客觀量化痙攣組織的手段，雖然目前研究有限，研究者仍有部分分歧，但其安全、有效、便捷、實時動態(tài)等優(yōu)點還是為其應用提供了條件。我們認為雖然有一些不同的意見，但是由于其客觀、變量連續(xù)、易于操作、無創(chuàng)、無輻射等優(yōu)點，其作為中風后肢體痙攣的評估手段是未來可期的。更精確的動物研究和更廣泛的多中心臨床研究尚需開展。