廖龍,李宗原,李月,謝明銳,余慶龍,許瀚,石波

(1.成都醫(yī)學(xué)院,四川 成都 610500;2.電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬綿陽醫(yī)院,綿陽市中心醫(yī)院骨科,四川 綿陽 621000;3.四川省綿陽市中心醫(yī)院超聲科,四川 綿陽 621000)

內(nèi)側(cè)副韌帶(medial collateral ligament,MCL)是維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性中最重要的韌帶之一[1]。目前針對內(nèi)側(cè)副韌帶檢查的主要手段是MRI[2]。但因其價格高、檢查時等待時間較長、判讀主觀性和不能客觀量化評價等缺點,有部分患者不愿意接受,造成臨床診療困難[3]。超聲彈性成像技術(shù)最早于1991年由Ophir等首次提出并報道[4],它有費用低、重復(fù)性好、無創(chuàng)、耗時短和無輻射等優(yōu)點,為骨肌疾病的診斷帶來了嶄新思路[5]。目前,SWE技術(shù)已經(jīng)成功運用于乳腺腫瘤的良惡性判斷[4]、甲狀腺結(jié)節(jié)性質(zhì)的評估[6]和跟腱彈性[7]的評價等,但將其應(yīng)用于MCL的彈性模量測量鮮有文獻(xiàn)報道。本研究共測量了74條MCL,旨在探索剪切波超聲彈性成像(shear wave elastography,SWE)用于測量MCL彈性模量(kPa)的臨床價值,并嘗試建立正常人MCL彈性模量的參考集,以供鑒別病理狀態(tài)下的MCL,從而為臨床診斷提供參考,現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標(biāo)準(zhǔn):(1)膝關(guān)節(jié)正常的健康人群;(2)身體質(zhì)量指數(shù)18～25 kg/m2。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)皮下致密脂肪組織無法顯示探查到MCL;(2)膝關(guān)節(jié)外傷史、手術(shù)史、注射史;(3)膝關(guān)節(jié)相關(guān)疾病,如骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松;(4)膝關(guān)節(jié)畸形,如內(nèi)翻或外翻等;(5)存在慢性全身疾病。該研究得到了綿陽市中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會的批準(zhǔn)(S20230209-01),所有志愿者簽署了知情同意書。

共納入37名志愿者,男20名,女17名;年齡20～45歲,平均(33.11±7.48)歲。均接受雙側(cè)膝關(guān)節(jié)檢查,共74條MCL。男性組與女性組的年齡、身高、身體質(zhì)量指數(shù)等基線資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義,有均衡可比性(P>0.05,見表1)。

表1 男性組與女性組基線資料比較

1.2 檢查方法 均由同一名工作經(jīng)驗豐富的超聲醫(yī)師采用彩色多普勒超聲診斷儀和SL15-4線陣探進(jìn)行檢查,分別獲取雙側(cè)膝關(guān)節(jié)MCL 3個節(jié)段的二維聲像圖、SWE以及MCL各節(jié)段的厚度值與彈性值。MCL 3個節(jié)段定義為:近段(pMCL)指從內(nèi)側(cè)半月板到股骨附著的區(qū)域,中段(mMCL)指內(nèi)側(cè)半月板區(qū)域,遠(yuǎn)段(dMCL)指從內(nèi)側(cè)半月板到脛骨附著點區(qū)域[8](見圖1)。

圖1 膝關(guān)節(jié)處于0 °時MCL的普通B超圖像 圖2 膝關(guān)節(jié)處于0 °時MCL的SWE成像

志愿者處于平臥于超聲檢查床上,完全暴露雙下肢且不受束縛或壓迫。以測量尺確定膝關(guān)節(jié)屈曲角度。(1)志愿者伸膝0 °、處于中立位。涂抹耦合劑,首先在二維灰階超聲圖上明確MCL的位置,測量MCL 3個節(jié)段的厚度(見圖1)。然后啟動SWE模式,待圖像充盈穩(wěn)定后,凍結(jié)并保存圖像(見圖2);啟動測量工具Q-Box,將感興趣區(qū)(region of interest,ROI)分別放置于MCL近、中和遠(yuǎn)段的不同區(qū)域,每個節(jié)段測量3次,記錄每次計算機(jī)自動計算得出ROI內(nèi)楊氏模量的最大值、最小值和平均值,最終得到每一節(jié)段的平均值。另一側(cè)測量方法同上。(2)志愿者屈膝90 °,測量方法同上。為保證測量結(jié)果的可靠性,檢查過程中保持探頭剛好貼住膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)MCL所在皮膚表面,避免施加任何壓力。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 27.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗,采用t檢驗分析性別對MCL硬度和厚度的影響,用單因素方差分析組內(nèi)3個MCL節(jié)段彈性模量和厚度的差異,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

在屈膝0 °時,男性與女性的各個MCL節(jié)段的彈性模量與厚度分別比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,見表1);在屈膝90 °時,男性與女性的各個MCL節(jié)段的彈性模量與厚度分別比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,見表2)。在固定的膝關(guān)節(jié)屈曲角度下,組內(nèi)同側(cè)MCL近、中和遠(yuǎn)段的彈性模量與厚度比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。組內(nèi)同一節(jié)段MCL在屈膝0 °或90 °時的彈性模量和厚度進(jìn)行比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。分別于屈膝0 °或90 °時,同一志愿者左側(cè)和右側(cè)MCL近、中和遠(yuǎn)段的平均彈性模量和厚度分別進(jìn)行比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表2 屈膝0 °時MCL3個節(jié)段的彈性模量和厚度比較

表3 屈膝90 °時MCL3個節(jié)段的彈性模量和厚度比較

3 討 論

目前,用于探查MCL損傷的手段局限于MRI,能清晰地分辨膝部的解剖結(jié)構(gòu)及空間層次關(guān)系,但在矢狀切面中膝關(guān)節(jié)MCL的位置太靠內(nèi)側(cè)而不易被觀察。關(guān)節(jié)鏡檢查可在醫(yī)師直視操作下明確診斷,但是一種侵入性檢查,且關(guān)節(jié)鏡下術(shù)野范圍局限[1-2]。故膝關(guān)節(jié)軟組織損傷的臨床評估需要一種新的檢查方法。

SWE檢查有無創(chuàng)、無輻射、健康安全、方便價廉的優(yōu)點,可實現(xiàn)短期內(nèi)多次重復(fù)檢查,很有潛力成為MCL相關(guān)疾病的一種新的診斷方法[9]。MCL損傷最常見的是經(jīng)外力直接損傷,如運動員的劇烈拉伸等。MCL也經(jīng)常受到膝骨關(guān)節(jié)炎等其他膝關(guān)節(jié)病變的影響[10],提示骨關(guān)節(jié)炎病變可能不僅限于骨質(zhì)改變,也可能伴隨著膝關(guān)節(jié)周圍軟組織的病變。SWE有助于對骨關(guān)節(jié)炎的理解。此外,膝骨關(guān)節(jié)炎患者經(jīng)保守治療無效后,需行全膝置換術(shù)或單髁置換術(shù),為了保證假體固定牢固及位置準(zhǔn)確,減少并發(fā)癥,這兩種手術(shù)對于膝關(guān)節(jié)周圍軟組織的平衡要求非常高,但是目前主要的判斷方法僅限于主刀醫(yī)生通過術(shù)中測厚器的手柄拉力來主觀判斷,缺乏客觀的評價標(biāo)準(zhǔn)[11-13],SWE技術(shù)對MCL進(jìn)行量化評估,可以反應(yīng)軟組織張力,為解決上述困境提供了可靠思路。SWE也可用于膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后療效評估。

本研究對招募的37名志愿者74條MCL的彈性模量與厚度值進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)無論男性或女性,在固定屈膝角度下3個MCL節(jié)段的彈性模量與厚度均值差異無統(tǒng)計學(xué)意義,在固定角度下的女性和男性3個MCL節(jié)段的彈性模量與厚度值分別對應(yīng)比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義,男性或女性的同一MCL節(jié)段的彈性模量與厚度值在不同屈膝角度,差異無統(tǒng)計學(xué)意義。但是3個MCL節(jié)段的彈性均值存在一定的規(guī)律,即由近段到遠(yuǎn)段的彈性值逐漸增大,3個節(jié)段的厚度也有類似趨勢,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義,這可能與本研究樣本量較小有關(guān)。

此外,在測量正常人內(nèi)側(cè)副韌帶的超聲彈性值基礎(chǔ)上,制作團(tuán)隊曾用同樣的測量方法檢查了6例經(jīng)MRI檢測明確有MCL損傷的患者,該6例患者的損傷均位于近段。經(jīng)χ2檢驗與選取的正常6例近段彈性值比較,損傷組的近段楊氏模量降低,平均(43.32±9.47)kPa,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。MCL損傷后韌帶彈性值下降,主要考慮以下兩方面:(1)韌帶損傷時產(chǎn)生大量炎性細(xì)胞伴新生血管形成,炎性反應(yīng)、充血及水腫可能會削弱膠原蛋白的交聯(lián)作用,使膠原蛋白的活性減弱,從而導(dǎo)致MCL彈性下降;(2)彈性蛋白之間的纏繞方式可能因受損而改變使韌帶對壓力的承受降低,也可導(dǎo)致彈性值下降。對于造成受傷后MCL彈性值下降更為準(zhǔn)確的機(jī)制,以及受傷嚴(yán)重程度是否和彈性值下降程度有相關(guān)性,還有待進(jìn)一步探索。

本研究把MCL分成近、中和遠(yuǎn)段3個節(jié)段,每一條MCL均獲得3個彈性值,綜合評價MCL的彈性。此外測量了屈膝0 °、90 °的MCL彈性值,更加全面地反映不同膝關(guān)節(jié)活動狀態(tài)下的MCL彈性狀態(tài)。由于本研究第一次將SWE用于MCL檢查,缺少相關(guān)經(jīng)驗,可能造成測量上的誤差。

綜上所述,SWE是一項可靠、價廉、操作性強(qiáng)的用于量化評估MCL彈性模量值的新方法,可作為評估組織力學(xué)特征的新手段,成為傳統(tǒng)MCL檢查方法的有力補(bǔ)充[14-15]。