实时剪切波弹性成像技术评估跟腱急性闭合性损伤

李 硕，郭瑞君

(首都医科大学附属北京朝阳医院超声医学科，北京 100020)

跟腱是人体最强韧的肌腱之一，应变力大，但在爆发力作用下可发生闭合性损伤[1-2]。临床上跟腱断裂分为完全断裂和部分断裂。超声检查无创、快捷，随着分辨率逐步提高，超声在肌肉骨骼系统中的应用越来越广泛[3-4]，可以快速诊断急性跟腱断裂；但如果皮下脂肪层局部水肿严重，超声对于部分跟腱断裂不易准确诊断，可能出现漏诊[5-6]。实时剪切波弹性成像(shear wave elastography， SWE)技术是一种全新的超声成像模式，可无创、定量评估组织硬度，获得杨氏模量值[7]，实现对于硬度的定量分析。本研究采用SWE评价急性跟腱闭合性损伤患者跟腱的硬度，探讨据此诊断跟腱损伤的临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年1月—2018年12月于我院就诊的跟腱急性损伤患者49例，男23例，女26例，年龄23～65岁，平均(35.3±9.5)岁。纳入标准：①明确创伤史，就诊时间在创伤24 h以内；②为单侧闭合性跟腱损伤；③经手术或MRI证实为跟腱断裂。排除标准：纤维肌痛、退行性关节病、钙化性跟腱炎、跟腱慢性疼痛、类风湿关节炎病史及神经病变等全身疾病。49例中36例经由手术证实跟腱完全断裂，13例跟腱部分断裂由MRI证实。

1.2 仪器与方法 采用声科Aixplorer超声诊断仪，高频SL15-4探头，探头频率4～15 MHz，肌肉骨骼系统检查条件。嘱患者俯卧，显露双侧小腿，使双足自然下垂于检查床床沿，保证受检部位充分暴露于探头下，通过导声垫对跟腱进行纵切、横切扫描。对双侧跟腱均进行扫查，观察跟腱的连续性、厚度、回声及周边情况，患侧跟腱损伤范围、有无血肿形成及其大小等。选取跟腱最大矢状正中切面进行连续扫查，待图像稳定后，启动SWE，取样框1.5 cm×1.0 cm，弹性成像分辨模式为Std，增益70%，弹性量程为0～800 kPa，于弹性图充填稳定无缺失时开始测量。对于正常跟腱，将取样框放置于距离跟腱尖端4 cm处；对于损伤跟腱则将取样框置于跟腱纤维回声最模糊处，如跟腱完全断裂形成血肿区，则测量距离断端最近的跟腱头侧。获得损伤侧跟腱及对侧正常跟腱的杨氏模量值和剪切波速度(shear wave velocity， SWV)，重复测量3次，取平均值。

1.3 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件。计量资料均符合正态分布，以±s表示。采用方差分析比较跟腱完全断裂组、跟腱部分断裂组和正常跟腱组(健侧跟腱)间杨氏模量值和SWV的差异，组间两两比较采用SNK法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

49例跟腱损伤患者中，经手术证实36例为跟腱完全断裂，高频超声均正确检出，表现为跟腱连续性中断，断端处可见异常暗区及挛缩的跟腱(图1)。13例部分断裂经MRI诊断，高频超声正确诊断10例，表现为跟腱纤维结构紊乱，呈不均匀低或无回声区，部分跟腱连续性存在；漏诊3例，MRI均显示微小的部分断裂(图2)。

跟腱完全断裂组、跟腱部分断裂组和正常跟腱组跟腱杨氏模量值和SWV总体差异均有统计学意义(P均<0.01)，组间两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表1及图3～5。

3 讨论

跟腱闭合损伤患者常有创伤史，踝关节不能跖屈，伤处疼痛，局部空虚感，跟腱无张力，腓肠肌挤压试验阳性。MRI对跟腱不完全断裂有诊断意义[8-9]。扫查跟腱时，患者宜取俯卧位，使足部自然下垂于床沿，便于检查者操作。本研究以高频超声探头沿跟腱长轴进行扫查，术前超声对跟腱完全断裂者均诊断正确，漏诊3例部分断裂者，均为微小断裂，局部出血较多，软组织肿胀明显，新鲜出血呈强回声或不均匀回声，边界不清，且液性暗区范围较大，可遮盖局部微小断裂，从而引起漏诊。本研究结果提示，对于急性期跟腱完全断裂及局部肿胀不明显的部分断裂，超声可进行快速、实时的动态诊断。

图1 患者男，38岁，跟腱完全断裂 声像图示跟腱连续性中断，断端处见血肿，跟腱挛缩 图2 患者女，45岁，跟腱部分断裂 A.MR脂肪抑制T2WI示跟腱微小断裂； B.二维声像图示跟腱略增粗，未见明显断裂征象

图3 患者男，38岁，跟腱完全断裂，跟腱SWE图像，杨氏模量值为120.5 kPa，SWV为6.3 m/s 图4 患者女，45岁，跟腱部分断裂，跟腱SWE图像，杨氏模量值为266.4 kPa，SWV为9.4 m/s 图5 患者女，45岁，正常跟腱，跟腱SWE图像，杨氏模量值为566.8 kPa，SWV为13.6 m/s

表1 跟腱完全断裂组、跟腱部分断裂组和正常跟腱组杨氏模量值和SWV比较(±s)

表1 跟腱完全断裂组、跟腱部分断裂组和正常跟腱组杨氏模量值和SWV比较(±s)

组别杨氏模量值(kPa)SWV(m/s)跟腱完全断裂组(n=36)130.02±24.646.23±1.04跟腱部分断裂组(n=13)281.08±84.369.05±0.97正常跟腱组(n=49)546.51±48.5214.33±1.41F值476.38468.14P值<0.01<0.01

SWE能够实时定量反映组织弹性特征，其彩色编码图能通过弹性值区别不同组织。彩色量程代表组织的硬度——杨氏模量值，杨氏模量值越大，SWV越快，表示组织越硬。De Zordo等[10]首次将超声弹性成像应用于检查肌肉骨骼系统，以评价健康成年人的跟腱硬度，结果显示跟腱为硬结构组织。Nordez等[11-12]的研究表明，SWE测得的肌肉杨氏模量值与肌电图所反映的肌肉活动水平具有良好的线性相关性；由于肌肉机械性能为非线性，肌肉的杨氏模量值应与肌肉紧张相关，故SWE能准确反映肌肉紧张，评估肌肉力量。一项离体肌腱研究[13]证实，SWE所测得的弹性模量值与肌腱承受的纵向拉伸力具有线性相关性，可反映跟腱的黏弹性。体内实验也表明，肌力或肌张力越高，SWE测得的弹性模量值越大[14-15]。SWE测量肌肉、肌腱杨氏模量值的可重复性好，检查者间组内相关系数范围在0.85～0.98[12-13]；但也有研究[15]认为SWE测量肌肉、肌腱的结果受诸多因素影响，检查者间组内相关系数处于中等范围。

本研究结果显示正常跟腱、部分断裂跟腱与完全断裂跟腱的杨氏模量值和SWV依次下降，总体差异及两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，提示跟腱硬度随损伤程度加重而逐渐降低。完全断裂时，跟腱失去张力，弹性值下降；部分断裂的跟腱纤维连续性部分存在，张力并未完全消失，弹性值高于完全断裂者。国外学者[16]将跟腱弹性成像与组织学诊断对照，结果显示超声弹性成像可准确评估跟腱退变的程度。

本研究采用的超声弹性软件为实时、全幅、全定量人体组织硬度成像系统。既往一项多中心研究[17]采用此软件测量正常跟腱的弹性值，发现其在不同体位下有所不同，且探头是否与跟腱平行亦影响测值。因此，进行跟腱弹性检查时，应使受检侧足部自然下垂，探头与跟腱平行放置，且检查者应稳定操作，轻放探头，于清晰显示跟腱长轴时测量弹性值，以获得最为稳定的杨氏模量值。

总之，超声弹性成像可以作为高频超声诊断跟腱损伤的有效补充手段。