声触诊组织量化成像评估急性闭合性不完全断裂跟腱弹性

邓雨杭，刘秀梅，谭贤愧，李 雯，史庆玲

(中南大学湘雅二医院超声诊断科，湖南 长沙 410011)

声触诊组织量化成像(virtual touch tissue imaging quantification, VTIQ)技术是近年出现的组织弹性成像技术，可无创获得特定区域的弹性变化并测定剪切波速度(shear wave velocity, SWV)，进而分析组织硬度。目前该技术已用于评估不同年龄受检者的跟腱硬度及跟腱断裂修复术后跟腱弹性变化[1-2]，但国内少见有关断裂跟腱及修复跟腱早期弹性改变的研究报道。本研究采用VTIQ比较中青年急性闭合性不完全跟腱断裂患者开放性修复术术前和术后的跟腱SWV值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年9月—2018年9月因急性闭合性不完全跟腱断裂于我院接受开放性修复术的中青年男性患者32例，年龄20～53岁，平均(35.8±9.1)岁，跟腱损伤至手术时间7～12天，平均(8.2±3.1)天。纳入标准：①中青年男性；②符合临床急性闭合性不完全跟腱断裂诊断标准；③术中证实单侧跟腱不完全断裂；④损伤部位位于跟腱跟骨附着处至附着处上5 cm区域。排除标准：①既往跟腱病变史(包括跟腱炎、跟腱断裂等)；②合并跟骨结节撕脱骨折；③代谢性疾病、免疫性疾病、恶性肿瘤病史；④应用类固醇激素和喹诺酮类药物。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Acuson S3000超声诊断仪，配备VTIQ成像技术软件，9L4线阵探头，频率4～9 MHz。选择预设的MSK条件。嘱患者俯卧，双足自然放松，以中立位悬垂于检查床边缘。检查时将跟腱分为远段(跟腱跟骨附着处至附着处以上5 cm处)中段(跟腱跟骨附着处以上>5～10 cm处)及近段(跟腱跟骨附着处以上>10 cm至肌-腱结合处)。行常规超声扫查后启动VTIQ模式，显示VTIQ质量及速度模式图，质量模式中，绿色-黄色-红色依次提示图像质量由高到低，选择图像质量高的区域(绿色均匀分布)测量SWV；速度模式中，红色-黄色-绿色-蓝色提示速度由高到低，即质地由硬到软。调整SWV量程(最大为10 m/s)，将ROI(大小5 mm×5 mm)分别置于健侧和患侧各段跟腱，每次放置6～9个ROI，测量SWV并获得均值，尽量使同一患者双侧同段跟腱ROI位于相同位置[3]。于开放性跟腱修复术前1周、术后12周和24周测量双侧跟腱各节段SWV值。

1.3 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。计量资料以±s表示，经Shapiro-Wilk检验数据均服从正态分布，经Levene's方差齐性检验方差齐，患侧和健侧相同时间、相同跟腱节段SWV比较采用独立样本t检验，相同时间不同跟腱节段比较采用单因素方差分析，两两比较采用Tukey检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 VTIQ速度模式图表现 术前1周患侧跟腱近段及中段表现为较均匀的蓝绿夹杂区域，远段为以蓝色为主、夹杂少许绿色的非均质区域(图1)；术后12周患侧跟腱近段及中段表现为红色、黄色混杂，夹杂绿色的非均质区域，远段为蓝绿混杂极为不均匀区域(图2)；术后24周患侧跟腱近段及中段表现为红色为主，夹杂少许黄色区域，远段为红黄混杂的非均质区域(图3)。

2.2 SWV值比较 术前1周患侧和健侧、术后12周和24周患侧跟腱3段间SWV总体差异均有统计学意义(P均<0.001)，见表1。术前1周健侧和患侧跟腱远段SWV值均明显高于同侧跟腱中段及近段(P均<0.01)，患侧跟腱SWV值低于健侧对应节段(P均<0.001)。术后12周及24周，患侧跟腱远段SWV值均低于同侧中段及近段(P均<0.01)；术后12周患侧跟腱中段及远段SWV值仍低于健侧(P均<0.001)；术后24周患侧跟腱远段SWV值低于健侧(P<0.001)。

不同时间患侧远端、中段、近段跟腱SWV总体差异有统计学意义(F=53.551、892.069、1 046.858，P均<0.001)，且各时间点两两比较差异均有统计学意义(P均<0.01)。不同时间健侧近段跟腱SWV差异有统计学意义(P<0.001)，且术前1周和术后24周与术后12周比较差异有统计学意义(P均<0.01)；不同时间健侧远段和中段SWV总体差异无统计学意义(F=2.140、2.953，P=0.123、0.057)。

图1 患者男，52岁，患侧跟腱术前1周VTIQ速度模式图 A.跟腱近段; B.跟腱中段; C.跟腱远段 图2 患者男，37岁，患侧跟腱术后12周VTIQ速度模式图 A.跟腱近段; B.跟腱中段; C.跟腱远段 图3 患者男，30岁，患侧跟腱术后24周VTIQ速度模式图 A.跟腱近段; B.跟腱中段; C.跟腱远段

表1 不同时间点健侧和患侧各段跟腱SWV值比较(m/s，±s,n=32)

表1 不同时间点健侧和患侧各段跟腱SWV值比较(m/s，±s,n=32)

时间点健侧患侧t值P值术前1周 远段9.49±0.523.96±0.52&△42.254<0.001 中段9.34±0.29*3.39±0.30*&△67.669<0.001 近段9.14±0.40*3.46±0.25*&△80.224<0.001 F值11.40920.367—— P值<0.001<0.001——术后12周 远段9.19±0.704.57±1.00#△21.422<0.001 中段9.08±0.468.34±0.91*#△4.068<0.001 近段8.92±0.74#△8.63±0.77*#△1.4940.140 F值1.148259.351—— P值0.322<0.001——术后24周 远段9.07±0.896.17±1.03#&12.057<0.001 中段9.50±0.369.37±0.43*#&1.3110.195 近段9.58±0.429.36±0.54*#&1.8270.073 F值0.766129.745—— P值0.468<0.001——

注：*：与相同时间点同侧远段比较，P<0.01；#：与术前1周同侧同节段比较，P<0.01；&：与术后12周同侧同节段比较，P<0.01；△：与术后24周同侧同节段比较，P<0.01

3 讨论

跟腱是人体最厚、最有力的肌腱，在将力从肌肉传递到骨骼的过程中发挥重要作用，因而易损伤、断裂。跟腱断裂以青年及中年男性多发，创伤性运动损伤为最常见原因。相对于保守治疗，手术治疗对于恢复踝关节肌肉力量更为有利，而术前准确、快速诊断跟腱断裂十分重要。肌骨超声因无创、经济、动态随访和可双侧对比等优势而成为重要诊断方法。VTIQ是一种新的超声弹性定量技术，可无创获得特定区域的SWV，从而定量分析组织硬度，且具有较好的可重复性。

正常跟腱多表现为较为均质的硬组织声像，SWV值较高，且与性别及年龄无明显相关[1,4]。研究[5-6]发现根据肌腱软化可预测运动员疼痛和肌腱病变。本研究发现术前1周患侧跟腱SWV值较健侧对应节段明显减低，即患侧跟腱较对侧明显软化，与Chen等[7]的研究结果一致；跟腱修复术后12周及24周，患侧跟腱远段SWV仍低于健侧，与Zhang等[2]的结果相近。正常跟腱是具有多层结构的复合体，主要由致密的胶原纤维束平行排列而成，因而声像图表现为均匀坚硬的条索状结构。在跟腱断裂急性期，损伤处纤维结构损失，平行排列的规律被打破，使肌腱张力丧失或降低、血肿和积液形成，表现为跟腱肿胀、各段弹性值急剧降低[7]。跟腱愈合大致包含炎症期、增殖期、重塑形期，各期之间无严格时间界限。跟腱损伤后即刻进入炎症期，而后过渡至增殖期，肌腱细胞产生较少的Ⅰ型胶原和较多的Ⅲ型胶原，增殖期持续到第12周左右；损伤后约6周时逐渐进入重塑形期，此后12～24周，纤细易拉伸的Ⅲ型胶原逐渐改建为强韧的Ⅰ型胶原，跟腱的生物力学特性逐步恢复。愈合过程中，跟腱损伤处愈合的胶原排列紊乱，修复区域瘢痕形成、胶原紊乱，异常的愈合组织可能导致损伤段跟腱进一步肿胀，对抗拉力的性能降低，弹性减低[8]。愈合跟腱黏弹性降低，可能是愈合跟腱再断裂的原因之一。术后跟腱连续性恢复，张力也有一定恢复，可能因近段跟腱与肌肉紧密连接，其应变幅度较中段及远段小，因而更早恢复弹性，表现为SWV值上升，随后中段至远段的弹性逐渐恢复。

正常跟腱具有均匀的硬度模式，而病变跟腱表现为硬度模式不均匀[9-10]。既往相关研究多为定性分析弹性外观[11]或定量分析特定区域弹性模量[12]。本研究分析整条跟腱各段的弹性变化，发现断裂后患侧跟腱张力降低或消失，各段均表现为弹性减低，远段尤为突出，随着损伤处跟腱持续增生、重建，上述差异在术后仍有一定程度表现。术前1周健侧跟腱远段与近段、中段的弹性差异可能因患侧肢体无法正常受力，导致健侧肢体负荷增高[11]，声速随着对肌腱施加的负荷增加而增大[13]，远段包含跟腱较窄区域，承受相对较高的负荷，因而健侧跟腱远段SWV值增高更明显，即弹性值增加。跟腱的机械性能(如硬度及分散性能)是其储存弹性和传递力量的基础。机械性能差可能与跟腱损伤密切关联，包括跟腱再断裂。因此，术后评估跟腱弹性改变有重要意义。张立宁[14]观察手术修复后的跟腱，发现早期康复运动可提高修复跟腱的弹性模量。本研究中，随着愈合时间延长，患侧跟腱各段SWV值升高，即弹性值回升，健侧跟腱中段及远段SWV值在3个时间点无明显差异，近段为肌-腱结合处，各向异性表现得尤为突出，测值可能受到影响。

VTIQ具有质量控制模式，可随访评估跟腱的机械性能。既往已有多项研究以VTIQ对跟腱断裂术后患者进行长期随访(术后26～138个月)，发现患侧跟腱弹性低于对侧，表明断裂跟腱经较长时间恢复仍无法达到正常[12]。本研究随访观察跟腱修复术后24周内双侧跟腱各段VTIQ弹性特征，可为制定术后康复计划和评估跟腱机械性能提供生物力学参考。

本研究的不足：跟腱断裂后患者无法主动跖屈，为避免二次损伤及加重患者痛苦，未使用外力令患足被动跖屈与背伸，仅于中立位进行评估；随访时间段较短，仅于术后12周(增殖期大致结束时)和术后24周(重塑期后期)这两个跟腱愈合过程中的时间节点进行评估。

总之，VTIQ可测量中青年急性闭合性不完全跟腱断裂患者术前及术后跟腱弹性改变；术后应用VTIQ可监测跟腱愈合过程，为评估跟腱各节段生物力学性能提供客观指标。