二维超声及超声弹性成像对类风湿关节炎股四头肌肌腱的评估

王 挺，黄乐乐，张思功，刘 婷，王 媛，王引弟

（兰州大学第二医院，甘肃 兰州 730030）

类风湿关节炎（Rheumatoid arthritis，RA）是一种慢性全身性炎症性疾病，基本病理改变是滑膜炎，侵及软骨和骨， 最终引起关节破坏而导致关节畸形和功能丧失[1]，膝关节作为RA 疾病的好发部位之一，滑膜炎可累及滑囊， 而髌上囊滑囊炎可引起上方股四头肌肌腱的硬度改变。超声弹性成像（Ultrasound elastography，UE） 是一种评估组织硬度的超声诊断技术， 使用UE 可以提供组织定性和定量的信息，UE 主要应用于甲状腺、 乳腺及前列腺疾病方面的研究[2-4]，在肌肉骨骼系统中的研究较少，主要是跟腱和髌腱的弹性研究[5-6]。 本研究采用二维超声及UE对健康志愿者和RA 活动期患者的股四头肌肌腱进行分级， 初步探讨UE 在股四头肌肌腱中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018 年9 月—2019 年1 月经我院风湿科确诊的 RA 患者 40 例，男 8 例，女 32 例，年龄 23～79 岁，平均（49.8±14.3）岁，病程 6 月～26 年，平均（6.1±5.8）年。 诊断符合 2010 年美国类风湿病学联合欧洲抗风湿病联盟的诊断标准[7]，病情处于活动期诊断标准参照2010 年欧洲风湿病防治联合会发布的RA 分类标准和评分系统[8]。所有患者均行膝关节二维超声和UE 检查， 分别观察股四头肌肌腱的回声和弹性硬度。另选取40 例健康志愿者作为对照组，男 22 例，女 18 例，年龄 20～65 岁，平均（40.2±12.9）岁，两组均排除骨关节炎、糖尿病、肾病及其他关节外伤等疾病。 所有检查均在知情同意下进行。

1.2 仪器和方法

使用日立HI VISION Preiru 超声诊断仪， 由2名副主任超声医师进行膝关节超声检查， 探头频率为 7～13 Hz，RA 患者采取仰卧位， 腿部弯曲 45°，脚平放于检查床。 参照跟腱的分段方法[9]，且有文献指出髌上囊上界在髌骨上缘3 cm 处[10]，由此笔者将股四头肌肌腱分为近、中、末三段，末段为髌骨插入处至上方3 cm，中段为髌骨插入处上方约3～8 cm 处，近段为肌-腱结合处。 观察肌腱的厚度及内部回声，然后转换弹性功能，在纵切方向扫查，将探头一端固定于髌骨正上方，由末段向近段逐步移动。在检查过程中我们需要注意几点：首先，我们注意必须使股四头肌肌腱处于功能位状态； 其次操作者需避免用力过大， 尽可能显示使肌腱与前方的脂肪组织形成良好的反射界面；最后炎性指标较高的患者，髌上囊积液及滑膜厚度也会增加，膝关节张力较大，需要随时调节取样框（即感兴趣区ROI）的大小，避免假阳性的结果。检查同时记录并存储图像，超声分级由2 名肌骨超声副主任医师完成，评估过程采用盲法，对两位评估者的超声诊断分级进行一致性比较， 意见相佐的病例，经协商达成一致意见，进入后续研究。

1.3 分级标准

1.3.1 二维超声分级标准

参考Klauser 等[11]的研究分析二维图像。 Ⅰ级：正常肌腱，内部均匀的纤维回声结构；Ⅱ级：灶性梭形或弥漫性肌腱的增大； Ⅲ级： 肌腱内部有低回声区，伴或不伴肌腱肿大。

1.3.2 弹性超声分级标准

参照Teber 等[12]的研究分析弹性图像。 Ⅰ级：正常肌腱，用均匀的蓝色表示；Ⅱ级：肌腱显示非常不均匀，从蓝色到绿色；Ⅲ级，肌腱显示不均匀，从绿黄色到红色。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计软件对数据进行统计分析，计量资料以均数±标准差表示，二维超声与UE计数比较使用χ2检验或Fisher’s 确切概率检验法，对两位评估者的超声诊断分级行一致性比较， 采用kappa检验分析，k≥0.7 为一致性较好，0.4≤k＜0.7为一致性中等，k＜0.4 为一致性较差，P≤0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 二维超声与UE 检查结果

对照组二维超声检查： Ⅰ级肌腱228/240 段（95.00%），Ⅱ级肌腱 8/240 段（3.33%），Ⅲ级肌腱 4/240 段（1.67%）。

对 照 组 UE 检 查 ： Ⅰ级 肌 腱 211/240 段（87.91%），Ⅱ级肌腱 23/240 段（9.58%），Ⅲ级肌腱 6/240 段（2.50%）。

RA 活动期组二维超声检查：Ⅰ级肌腱214/240段（89.17%），Ⅱ级肌腱 19/240 段（7.92%），Ⅲ级肌腱 7/240 段（2.92%）。

RA 活动期组 UE 检查： Ⅰ级肌腱 169/240 段（70.42%），Ⅱ级肌腱 57/240 段（23.75%），Ⅲ级肌腱14/240 段（5.83%）。

2.2 二维超声和UE 在对照组和RA 活动期组股四头肌肌腱分级结果比较

见表1。 二维超声在对照组和RA 活动组各段股四头肌肌腱分级异常数目中无统计学差异 （P=0.173，P=0.072，P=0.242）；UE 在两组近段股四头肌肌腱分级异常数目中无显著的统计学差异 （P=0.093）， 在中段和末段股四头肌肌腱分级异常数目中有显著的统计学差异（P=0.002，P=0.001）。

表1 对照组和RA 活动期组股四头肌肌腱二维超声与UE 分级比较

2.3 两组超声诊断分级在评估者间的一致性评价

对照组中二维超声诊断分级的一致性较好，近段肌腱（k=0.794，P＜0.01）、中段肌腱（k=0.851，P＜0.01）、末段肌腱（k=0.726，P＜0.01）。 UE 诊断分级近段肌腱一致性中等（k=0.576，P＜0.01），中、末段肌腱一致性较好（k=0.739，P＜0.01）和（k=0.717，P＜0.01）。

RA 活动组中二维超声诊断分级的一致性较好，近段肌腱（k=0.707，P＜0.01）、中段肌腱（k=0.709，P＜0.01）、末段肌腱（k=0.703，P＜0.01）。 UE 诊断分级近段肌腱一致性中等（k=0.574，P＜0.01），中、末段肌腱 一 致 性 较 好 （k=0.710，P＜0.05）、 （k=0.723，P＜0.01）。

3 讨论

股四头肌肌腱是伸肌系统的组成部分， 它的功能稳定是维持膝关节的伸展作用的重要原因。 股四头肌肌腱由浅方的股直肌肌腱，中间的股内、外侧肌肌腱及最深面的股中间肌肌腱联合组成， 它附着于髌骨的前方，形成总腱包绕髌骨。股四头肌肌腱由纤维组织形成，其中的胶原纤维有一定的强度和刚度，自发性断裂非常罕见， 非创伤性股四头肌腱断裂的患者常常伴有全身免疫系统疾病[13]。 RA 活动期时，滑膜炎可累及滑膜、关节及骨皮质等结构，炎性细胞的浸润使肌腱组织变性， 胶原纤维受到不同程度的破坏引起肌腱硬度的降低。

超声可以清晰的显示股四头肌肌腱， 长轴切面上可见髌上囊位于股四头肌肌腱的深方， 二维超声显示三条肌腱呈均匀的低回声， 纤维组织为整齐连续的高回声，外部肌腱的包膜呈稍高回声。受损肌腱在二维超声上表现为肌腱的增厚、回声增强，纤维组织不连续及内部边界模糊的片状低回声。 UE 显示正常的肌腱呈均匀的蓝色， 周围为少量的绿色 （图1）； 轻度受损的肌腱在UE 显示为不均匀的蓝绿色（图2）；严重受损的肌腱从绿黄色到红色（图3）。 所以应用超声动态监测肌腱， 可以了解内部回声及硬度发生的变化。 而本研究中肌腱内未出现边界清楚的低回声或无回声裂隙， 考虑是病程在早期未受到严重破坏，肌腱未出现部分撕裂或断裂。

临床上对于肌腱病和部分肌腱破裂的诊断相对困难，而UE 可以早期发现肌腱的亚临床改变[9]。 如果患者有痛风、RA、慢性肾病等全身免疫性疾病，在相对较低的外力作用下可能使股四头肌肌腱断裂。Teber 等[12]对透析的慢性肾功能衰竭的患者的股四头肌肌腱行UE 检查， 发现慢性肾功能衰竭患者与正常对照组相比其弹性评分较低。 而本研究对RA活动期的患者进行了试验，并进行了分段，结果发现二维超声记录的股四头肌肌腱3 段异常病例数在两组之间均无统计学差异， 而UE 在中段和末段有显著性差异。 弹性超声肌腱病变部位多发生在中段和末段的原因， 考虑是髌上囊上界在髌骨上缘3 cm处，而髌骨上缘3～8 cm[10]内可见积液且滑膜明显增厚，RA 活动期髌上囊增大、增宽，滑膜内大量血管组织增生， 股四头肌肌腱也会受到滑膜组织浸润。Matschke 等[14]研究发现，TNF-α、白细胞介素-1（IL-1） 和IL-6 等细胞因子和炎性细胞从膝关节滑膜炎局部扩散可能促成了肌腱的不良反应， 积液的存在会引起股四头肌力量的急剧减少， 肌电图也反映出股四头肌反射异常， 此时需要药物治疗类风湿性的肌腱炎。 Frediani 等[15]研究表明RA 患者没有单独的股四头肌肌腱附着点炎， 主要表现是髌上囊内的积液伴有肌腱周围明显的炎性渗出， 在二维超声上主要表现肌腱增厚和局部低回声。 所以RA 疾病引起的是肌腱整体硬度的降低，尤其是在活动期，中段和末段肌腱直接接触滑膜组织，更容易引起硬度降低。

图1 UE 显示正常的股四头肌肌腱为均匀的蓝色。 图2 UE显示股四头肌肌腱非常不均匀， 从蓝色到绿色。 图3 UE 显示股四头肌肌腱非常不均匀，呈绿黄色至红色。Figure 1. UE shows normal quadriceps tendon as homogeneously blue. Figure 2. UE shows quadriceps tendon as considerably inhomogeneous, in blue to green. Figure 3. UE shows quadriceps tendon as considerably inhomogeneous, in green-yellow to red.

Ozcan 等[16]研究发现，可以通过UE 的弹性特征和应变率评估股四头肌肌腱的硬度， 正常肌腱的弹性模式有助于评估肌腱的病变， 尤其在疑似肌腱炎的诊断中，UE 可成为补充传统超声的辅助手段。 本研究中将两位评估者的肌腱诊断分级进行一致性比较，发现二维超声三段肌腱诊断分级一致性较好，而UE 分级近段肌腱一致性中等，中、末段肌腱一致性较好，考虑原因，其一是UE 检查结果很大程度上受到操作者主观因素的影响， 所受肌腱形变压力不均匀可改变弹性图像的稳定性； 其二近段肌腱位置较深，周围组织有可能会影响肌腱分级，所以肌腱评估需要UE 检查技术与传统超声图像结合进行综合判断。

另外， 本研究中存在一些不足： ①二维超声和UE 分级与炎性指标有无相关性，未进行研究；②检查结果未与其他影像学检查及病理结果进行对照；③肌骨弹性超声尚处于研究阶段， 未使用应变率评估肌腱。

综上所述，UE 可以提供RA 活动期中股四头肌肌腱硬度信息，可做为二维超声的补充检查方法，指导临床积极干预，调整治疗方案，以防肌腱损伤及肌腱断裂等严重并发症出现。