葉 然，熊華花，楊俊興，邱建文

（1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)深圳醫(yī)院（福田）體檢科，廣東 518034；2.廣州醫(yī)科大學(xué) 研究生院，廣東 510182；3.深圳市第二人民醫(yī)院 超聲科，廣東 518025；4.廣州中醫(yī)藥大學(xué)深圳醫(yī)院（福田）骨傷科，廣東 518034）

1 半月板的解剖、成分及功能

半月板是覆蓋在脛骨內(nèi)側(cè)和外側(cè)平臺(tái)上的兩個(gè)新月形纖維軟骨，內(nèi)側(cè)半月板呈“C”形，外側(cè)半月板呈“O”形。半月板主要由水（65%～70%）、膠原纖維（20%～25%）和蛋白多糖（＜1%）組成［1］。90%的膠原纖維是I型膠原纖維，環(huán)形排列的膠原纖維主要用于對(duì)抗外界負(fù)荷所帶來(lái)的張力，而放射狀排列的膠原纖維則主要為半月板提供縱向強(qiáng)度，避免發(fā)生縱行撕裂［2］。 膠原纖維之間分布著大量親水性的蛋白多糖，可以將水分子吸納入半月板組織中，有利于半月板內(nèi)的液體儲(chǔ)存［3］。

半月板的主要功能包括填充關(guān)節(jié)間隙，擴(kuò)大股骨髁與脛骨之間的關(guān)節(jié)面，將軸向負(fù)荷產(chǎn)生的力大面積地傳遞到關(guān)節(jié)軟骨和關(guān)節(jié)表面下，吸收沖擊，分散壓力，起到減震和緩沖的作用。同時(shí)可以在運(yùn)動(dòng)中防止膝關(guān)節(jié)過(guò)度伸展、過(guò)度彎曲和過(guò)度旋轉(zhuǎn)，以及防止股骨向前滑動(dòng)，起到維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定的作用。還具有調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)滑液的分布，起到關(guān)節(jié)潤(rùn)滑的作用［1］。

2 半月板的常規(guī)影像學(xué)檢查

隨著老齡化人口的加劇及體育運(yùn)動(dòng)事業(yè)的開(kāi)展，半月板退行性變和外傷性損傷正成為臨床常見(jiàn)的骨關(guān)節(jié)疾病。近年來(lái)的研究表明，半月板的損傷會(huì)加速膝關(guān)節(jié)軟骨病變，最終進(jìn)展為膝骨性關(guān)節(jié)炎［4-6］。因此，半月板病變的早期準(zhǔn)確診斷和積極干預(yù)治療具有重要的臨床價(jià)值。

目前診斷半月板損傷的金標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)節(jié)鏡檢查，但其是一種侵入性檢查，多用于半月板確診損傷后的治療。磁共振成像（MRI）是診斷半月板損傷的首選且無(wú)創(chuàng)的檢查技術(shù)，有較高的信噪比、對(duì)比度噪聲比、空間分辨率和對(duì)比度分辨率［7］。然而，它不允許動(dòng)態(tài)評(píng)估，容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，而且價(jià)格昂貴，不能用于有禁忌癥的患者。

利用高分辨率超聲研究膝骨關(guān)節(jié)的形態(tài)學(xué)變化，已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)［8］。然而有研究指出，高頻超聲對(duì)半月板損傷的檢出準(zhǔn)確度明顯低于MRI［9］。

3 SW E的基本原理

剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）技術(shù)是通過(guò)探頭發(fā)射聚焦超聲波束，即聲輻射力脈沖序列，對(duì)目標(biāo)組織施加激勵(lì)，使組織中產(chǎn)生橫向剪切波，高幀頻成像技術(shù)不僅可以檢測(cè)出組織中合成的剪切波，還可以定量測(cè)量其剪切波速度，然后將剪切波速度進(jìn)行彩色編碼并疊加在二維灰階圖像上，從而得到彩色彈性圖譜。同時(shí)，該剪切波速度可以用來(lái)計(jì)算組織彈性，得到相應(yīng)的楊氏模量值。組織的硬度越高，剪切波在組織中的傳播速度越快，相應(yīng)的楊氏模量值就越大。由于不同組織或同一組織在不同病理時(shí)期的剪切波傳播速度不同，彈性模量值也不同，因此可以反映組織的病理變化程度［10-11］。該技術(shù)不依賴外力，具有安全性、有效性、準(zhǔn)確性和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)，因而被國(guó)內(nèi)外眾多專家學(xué)者用來(lái)評(píng)估組織的彈性特征。

4 SW E在半月板檢測(cè)中的應(yīng)用研究

SWE被廣泛運(yùn)用于評(píng)估乳腺和甲狀腺腫物［12-13］，以及肝硬化［14］。在肌肉骨骼系統(tǒng)中，SWE也可以用于評(píng)估肌肉、肌腱和韌帶的彈性特性［15］，但對(duì)軟骨的研究極少。安秀艷等（2021）［16］利用SWE技術(shù)來(lái)評(píng)估早期膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)軟骨，選取20例健康成人和20例早期膝骨關(guān)節(jié)炎患者作為研究對(duì)象，進(jìn)行常規(guī)及SWE檢查，測(cè)量了髁間區(qū)和內(nèi)側(cè)髁軟骨的厚度以及對(duì)應(yīng)部位的楊氏模量。結(jié)果顯示，相同部位的軟骨厚度在試驗(yàn)組和觀察組之間沒(méi)有差異；而同樣部位軟骨的楊氏模量，試驗(yàn)組明顯大于對(duì)照組，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。該研究顯示，早期膝骨關(guān)節(jié)炎患者在其軟骨厚度還沒(méi)有發(fā)生明顯改變時(shí)，其彈性模量值已顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明軟骨的硬度增加，產(chǎn)生形變的能力下降，軟骨容易受到磨損，與組織病理學(xué)的改變相符合。該研究提示，SWE對(duì)于軟骨的早期退變有一定的檢測(cè)能力。

Bedewi等（2020）［17］使用SWE技術(shù)評(píng)估健康成人的內(nèi)側(cè)半月板前角，選取17名24-30歲健康人群（1名男性，16名女性）作為研究對(duì)象，由兩名操作者分別對(duì)左右側(cè)共34個(gè)膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)半月板前角進(jìn)行楊氏模量測(cè)量，分析彈性模量與身高、體重、BMI和性別、年齡的關(guān)系。結(jié)果顯示，右側(cè)的內(nèi)側(cè)半月板前角楊氏模量為24.86±6.35kPa，其彈性模量值與高度呈顯著負(fù)相關(guān)，與體重、BMI和性別、年齡無(wú)顯著關(guān)系。左側(cè)的內(nèi)側(cè)半月板前角楊氏模量為23.86±4.49kPa，其彈性模量值與年齡呈顯著負(fù)相關(guān)、與BM I呈顯著正相關(guān)，與身高、體重和性別無(wú)顯著關(guān)系。觀察者內(nèi)部的可靠性系數(shù)為0.87，兩名觀察者之間的組間可靠性系數(shù)為0.78。盡管該研究的樣本量較少，而且存在明顯的性別和年齡偏倚，其數(shù)據(jù)的可靠性和有效性尚待進(jìn)一步證實(shí)，但是其初步的研究結(jié)果提示，SWE可能是一種潛在的研究半月板硬度的工具。

周霞（2019）［18］將SWE與MRI結(jié)合應(yīng)用于內(nèi)側(cè)半月板前角退行性變的患者。試驗(yàn)納入20例MRI異常的患者共23個(gè)半月板，以及30例MRI正常的共60個(gè)半月板。結(jié)果顯示，半月板退變組的彈性值比對(duì)照組增高，以楊氏模量30.20 kPa為界，診斷半月板退行性變的敏感性和特異性分別為82.6%和76.7%。對(duì)照組的內(nèi)側(cè)半月板彈性值在左右側(cè)之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差別，并且與性別、年齡以及BMI均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性。其研究結(jié)果提示，SWE可以用來(lái)評(píng)估半月板的彈性特征，有助于超聲對(duì)半月板退行性變提供附加診斷信息。

Gurun等（2021）［19］同樣以MRI作為參考標(biāo)準(zhǔn)，研究SWE在半月板退變分級(jí)中的診斷效率。這項(xiàng)研究包括了50名需要進(jìn)行雙側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI檢查的患者。由兩名操作者分別對(duì)所有患者雙側(cè)膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)及外側(cè)半月板進(jìn)行SWE測(cè)量。之后所有患者接受雙側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI檢查，采用Lotysch等的MRI分級(jí)系統(tǒng)，對(duì)患者進(jìn)行分組。結(jié)果同樣顯示，半月板的彈性模量值與MRI退變等級(jí)之間存在著顯著正相關(guān)，且與年齡之間也存在顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)正相關(guān)性，而與性別、身高、BM I和腳部使用偏好之間沒(méi)有顯著差異。此項(xiàng)研究還觀察到，內(nèi)側(cè)半月板的硬度值要顯著高于外側(cè)。對(duì)于半月板的SWE測(cè)量，兩名觀察者內(nèi)部的平均組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）＞0.89，兩名觀察者之間的平均組內(nèi)相關(guān)系數(shù)＞0.92，顯示出可靠的可重復(fù)性。

Park等（2020）［20］則以病理組織學(xué)為標(biāo)準(zhǔn)，利用SWE研究半月板的變性。在該研究中，使用SWE評(píng)估13名因原發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎伴內(nèi)翻畸形而接受全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者的15個(gè)內(nèi)側(cè)半月板和15個(gè)外側(cè)半月板。他們先在手術(shù)前進(jìn)行體內(nèi)測(cè)量，再將手術(shù)后獲得的半月板放入特制的模具中進(jìn)行體外測(cè)量。他們觀察到，隨著組織學(xué)變性的增加，無(wú)論在體內(nèi)還是體外測(cè)得的彈性模量值均呈顯著增加，表明半月板的病理組織學(xué)和彈性模量之間存在著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著關(guān)系。同期還招募了5名健康志愿者，結(jié)果顯示，無(wú)論在患者組還是在對(duì)照組，內(nèi)側(cè)半月板的楊氏模量值均明顯大于外側(cè)半月板，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。認(rèn)為可能與內(nèi)外側(cè)半月板的解剖結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此內(nèi)側(cè)半月板比外側(cè)半月板更容易出現(xiàn)退化和撕裂。由于樣本量較小，他們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)年齡與半月板硬度之間的相關(guān)性，但是其研究結(jié)果提示，SWE可以作為一種評(píng)估半月板變性的無(wú)創(chuàng)的診斷工具，值得進(jìn)一步開(kāi)展前瞻性的研究。

5 半月板修復(fù)術(shù)后的療效觀察

半月板損傷的治療，早期通常采用半月板全切除術(shù)或部分切除術(shù)。這種方法對(duì)于患者術(shù)后早期的功能恢復(fù)較好，但會(huì)導(dǎo)致軟骨損傷并加速骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生［21］。近年來(lái)，保留半月板結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)節(jié)鏡輔助下的半月板修復(fù)手術(shù)，已經(jīng)取代半月板部分或全切術(shù)，成為治療半月板損傷的最佳選擇，并取得了較好的短期臨床效果。

膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分量表是評(píng)估膝關(guān)節(jié)損傷和臨床療效的測(cè)評(píng)工具，臨床上普遍使用Lysholm量表評(píng)分（Lysholm knee score scale，LKSS［22］）和國(guó)際膝關(guān)節(jié)文獻(xiàn)協(xié)會(huì)（International Knee Documentation Committee，IKDC［23］）的膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分量表對(duì)膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。上述評(píng)分表均為自我評(píng)估表，基于患者對(duì)治療前后的主觀感受來(lái)做出評(píng)判。然而，醫(yī)生對(duì)療效的評(píng)價(jià)通常與患者對(duì)癥狀的主觀感受是不一致的，如果患者對(duì)治療感覺(jué)不滿意，評(píng)分可能就不高。因此，在療效評(píng)價(jià)中缺乏客觀準(zhǔn)確的量化指標(biāo)。

雖然MRI在鑒別半月板變性和撕裂方面具有較高的靈敏性和特異性，但是在半月板修復(fù)愈合狀態(tài)的準(zhǔn)確率只有77.6%［24］，難以準(zhǔn)確評(píng)估半月板手術(shù)后的愈合情況，給臨床診斷帶來(lái)困擾。

馬寧等（2020）［25］利用體外構(gòu)建的仿生組織工程軟骨修復(fù)羊膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，通過(guò)組織學(xué)染色、點(diǎn)壓力學(xué)分析、超聲彈性成像檢查來(lái)評(píng)價(jià)修復(fù)效果，探討超聲彈性成像方法評(píng)估再生軟骨質(zhì)量的可行性。他們先對(duì)雄性山羊的股骨髁負(fù)重區(qū)軟骨進(jìn)行造模，然后將體外構(gòu)建好的仿生組織工程軟骨植入造模后的軟骨缺損區(qū)進(jìn)行修復(fù)。在術(shù)后3個(gè)月和6個(gè)月分別進(jìn)行超聲彈性成像，然后取材進(jìn)行大體評(píng)分、病理染色、糖胺多糖含量測(cè)定和力學(xué)檢測(cè)分析。結(jié)果顯示，6個(gè)月組的修復(fù)效果明顯優(yōu)于其他各組，更接近于正常軟骨組織。超聲彈性成像檢查與對(duì)應(yīng)取材后的標(biāo)本從大體形態(tài)、點(diǎn)壓力學(xué)測(cè)試結(jié)果對(duì)比基本一致，認(rèn)為超聲彈性成像可以作為術(shù)后移植物監(jiān)測(cè)的檢查手段。

6 小結(jié)與展望

到目前為止，SWE技術(shù)應(yīng)用于半月板的研究樣本量極少，難免存在抽樣誤差及選擇偏倚，研究尚處于初步探索階段，缺乏系統(tǒng)性。隨著自體軟骨細(xì)胞移植、間充質(zhì)干細(xì)胞和生長(zhǎng)因子的治療以及仿生組織工程技術(shù)等前沿醫(yī)學(xué)的快速興起，半月板的修復(fù)與再生正顯示出積極可觀的進(jìn)展，半月板損傷后的成功治愈或?qū)⒊蔀榭赡?。因而迫切需要一種既簡(jiǎn)單快捷又準(zhǔn)確可靠的檢查手段，對(duì)半月板進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的影像學(xué)評(píng)估。

SWE是一種新型的超聲檢測(cè)技術(shù)，可以在靜息狀態(tài)下無(wú)需施加外力而實(shí)時(shí)測(cè)量軟組織的彈性值，能準(zhǔn)確評(píng)估活體組織及其病變的彈性特征，有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)隨著對(duì)半月板彈性成像大樣本量數(shù)據(jù)的采集，以及操作指南和診斷標(biāo)準(zhǔn)的制定，相信SWE技術(shù)在半月板損傷的診斷和療效監(jiān)測(cè)中將具有廣闊的應(yīng)用前景。