实时剪切波弹性成像定量评估脑卒中后上肢痉挛肌肉硬度的应用价值

高 慧，许华宁，吴意赟，刘成勇，徐道明，张 芹，陆 倩，宋旭光

0 引 言

脑卒中后肌痉挛是因牵张反射兴奋性增高所致的以速度依赖肌张力增高为特征的运动障碍，并伴有腱反射亢进。严重的肢体痉挛不仅影响患者功能的恢复，还可出现相关并发症如挛缩、疼痛、无力、步态异常等。因此对于痉挛程度的准确评估有助于病情的判断及康复方案的制定。肌肉硬度的改变是某些神经肌肉疾病重要的病理特征之一[1]。剪切波弹性成像(shear wave elastography，SWE)是能定量评价组织硬度的新技术，目前国内外已有报道应用SWE对上运动元损伤引起的肌痉挛进行初步评价[2-4]。但对脑卒中后上肢肌痉挛的研究较少。上肢痉挛主要为屈肌痉挛，在上臂屈肌主要有肱二头肌及肱肌，目前研究多针对单一肌肉，但临床常用改良Ashworth量表(modified Ashworth scale,MAS)评估某一肌群的痉挛情况。本研究以肱二头肌及肱肌为靶肌肉，利用SWE观察脑卒中后肌肉硬度的变化及其与临床量表评分的相关性，探讨SWE在定量评估脑卒中后上肢肌痉挛的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象收集2018年5月至2019年12月南京中医药大学附属医院针灸康复科脑卒中后偏瘫患者30例。诊断符合四届全国脑血管病学术会议制定的诊断标准，并经MRI或CT证实。脑卒组纳入标准：①脑卒中患者影像学检查结果显示单侧梗死或出血灶，病程>3个月；②健侧肌张力无改变；③意识状态及认知功能良好，能配合检查分析。排除标准：①头颅CT或MRI提示双侧多发性病灶；②意识障碍、认知功能障碍不能配合研究；③双侧肢体肌张力均异常， MAS评分>0分；④出现肺部感染、压疮、泌尿系感染等其他脑血管病并发症；⑤肢体皮肤破损无法行肌肉超声检查；⑥上肢手术史；⑦近期上肢有外伤。⑧服用或注射过抗痉挛的药物。选取同期健康志愿者30例作为对照组。对照组纳入标准：年龄>20岁，无脑卒中病史，无引起肌张力改变的其他病变，排查糖尿病、甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退及合并其他脏器的严重疾病。本研究经医院伦理委员会审核批准(批准号：2018NL-020-02)，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 SWE检测方法嘱受检者仰卧位，全身放松状态，上肢放于身体两侧，肘关节完全伸展。肱二头肌选择肱骨中段处测量，肱肌选择其前方肱二头肌移行为肌腱处测量。二维模式下先纵切扫查肱二头肌长头及肱肌肌腹，观察肌肉的回声。待二维图像清晰稳定后开启SWE模式，检查深度设为1.5～2.5 cm，方形感兴趣区大小为10 mm×10 mm，圆形分析区域直径为4 mm。系统自动获取定量分析系统Q-BOX区域内肌肉组织的杨氏模量值，对每位受试者均测量3次，取3次平均杨氏模量值的均值用于统计。

1.2.2 肌张力MAS、改良Tardieu量表(modified Tardieu scale,MTS)临床量表评分由高年资的针灸康复科医师采用MAS、MTS方法评价上臂屈肌肌张力。MAS 1级为1分，l+级为1.5分，2、3、4级分别对应为2、3、4分。MTS评分:肌肉反应质量的值MTS(X)：0级在整个被动活动过程中都没有阻力,0分；1级在整个被动活动过程中都略有阻力，没有在某一个角度明显被抓住的情况，1分；2级在某一个角度明显被抓住，中断被动活动，然后松开，2分；3级在某一个角度有易疲劳的阵挛(保持压力的情况下持续不到10s)，3分；4级在某一个角度有不易疲劳的阵挛(保持压力的情况下持续超过10s)，4分。MTS(Y)：Taxdieu量表按以下2种速度进行评定:V1:尽可能慢:即在这个速度测评肘关节被动活动范围;V3:尽可能快。Y值即为V1和V3的角度差。

2 结 果

2.1 一般资料比较脑卒中组年龄39～77岁，平均年龄(59.1±16.1)岁，BMI(23.5±2.4)kg/m2。对照组年龄27～76岁，平均年龄(58.4±10.1)岁，BMI(23.1±2.9)kg/m2。2组年龄、BMI差异无统计学意义(P>0.05)，但脑卒中组以男性为主，共25例(83.3%)，对照组男性15例(50%)。2组优势手均为右侧。脑卒中组脑梗死19例、脑出血11例，右侧偏瘫17例、左侧13例，病程约3～108个月，平均(19.52±21)个月；MAS量表评分1级12例，l+级8例，2级9例，3级1例；MTS-X 1级18例，2级12例；MTS-Y(16±15)°。

2.2 对照组肱二头肌及肱肌杨氏模量性别间及优势手与非优势手之间比较对照组肱二头肌及肱肌杨氏模量在优势手与非优势手、性别之间差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.3 对照组与脑卒中组健侧、患侧肱二头肌及肱肌杨氏模量比较肱二头肌及肱肌杨氏模量在患侧、健侧及对照组之间总体差异有统计学意义(P分别<0.001,0.05)。两两比较患侧肱二头肌及肱肌杨氏模量明显高于健侧及对照组，调整P<0.01，而健侧与对照组之间差异无统计学意义(调整P分别为0.072，0.422)，见表2。

表1 对照组肱二头肌及肱肌杨氏模量性别间及优势、非优势手之间比较

表2 脑卒中组患侧、健侧及对照组肱二头肌及肱肌杨氏模量比较(M±Q, kPa)

2.4 脑卒中组患侧肱二头肌及肱肌杨氏模量与临床肌张力量表评分的相关性脑卒中组患侧肱二头肌杨氏模量与MAS、MTX-X、MTX-Y均呈正相关(P<0.05)，而与病程、BMI无相关性(P>0.05)。脑卒中组患侧肱肌杨氏模量仅与MTX-X呈正相关(P<0.05),见表3。

表3 脑卒中组患侧上肢肌肉杨氏模量与临床肌张力量表评分、BMI及病程的相关性

2.5 SWE对上肢肌肉杨氏模量检测的可靠性患侧肱二头肌、肱肌弹性值测量的组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)分别为0.953(95%CI：0.913～0.977)、0.929(95%CI：0.864～0.967)，健侧肱二头肌、肱肌检测ICC分别为0.897(95%CI：0.813～0.948)、0.901(95%CI：0.792～0.954)，对照组肱二头肌、肱肌ICC分别为0.945(95%CI：0.895～0.974)、0.914(95%CI：0.839～0.959)，SWE对脑卒中组及对照组肱二头肌、肱肌弹性值测量均具有较高可靠性(P<0.001)。

3 讨 论

脑卒中是我国成年人致死、致残的首要病因，每年新发病例约240万，其中50%～70%伴发肌痉挛，严重影响了患者生活质量[5]。早期康复评定与治疗有助于患者运动能力的恢复[6]。目前等速运动测试仪法可客观、定量地评定痉挛，但由于操作复杂和设备庞大，不适用临床。肌电图通过检查F波、H反射、T反射(腱反射)等神经电生理指标评估痉挛，尚没有统一规范。磁共振弹性成像花费高，耗时长也难以广泛推广。由于上述检查的局限性，目前临床上多采用MAS及MTS量表评定肌张力。该方法简单易行，但易受主观因素影响，且在进行量表评分时不能准确识别构成某一肌群具体相关肌肉的情况。而SWE因其提供生物力学特征，广泛应用在骨骼肌肉系统。肌肉硬度与主动或被动肌肉力量呈正相关，因此检测肌肉硬度变化可评估肌肉力量的改变。

本研究发现对照组肱二头肌及肱肌杨氏模量在优势手与非优势手，性别之间并无差异，而脑卒中患侧肌张力较健侧明显增高，但健侧与对照组间并无差异，这与国内外报道一致[7-8]。由于中枢神经损伤，使相应脊髓节段α、γ运动神经元及中间神经元抑制减少，肌梭兴奋性增高，提高了Iα类传入神经的敏感性。当肌肉受到牵张时牵张反射范围扩大，反射增强，出现痉挛[9]，肌肉硬度增加，剪切波传播速度增快，杨氏模量增高。除此之外，神经损伤后肌肉自身结构发生变化，如肌肉胶原蛋白的增加，肌纤维的缩短及其周围细胞外基质的异常聚集，都可使肌肉的硬度增加[10]。

进一步对患侧肌肉弹性值与临床量表评分进行相关性分析，发现肱二头肌杨氏模量与MAS及MTS量表均呈正相关，与Wu等[11]研究结果一致。提示SWE对于卒中后肱二头肌的定量评估与临床肌张力评估有较好的一致性。但也有文献报道两者无相关性[12-13]，认为MAS检查者的经验，患侧肢体运动的速度，关节活动度以及反复的拉伸都是可能的影响因素。

不同于肱二头肌，肱肌虽然患侧杨氏模量较健侧亦明显增高，但与MAS及MTS-Y量表评分并无相关性，推测一方面与各肌肉牵拉后收缩程度不同及肌肉内筋膜与血管分布不同有关[14]。另一方面受神经影响，肌肉发生相应变化，而各个肌肉的变化具有差异性。Jakubowski等[15]发现脑卒中后下肢痉挛患肢各肌肉杨氏模量变化并不一致。本研究结果提示脑卒中后肱二头肌与肱肌弹性值虽然都增高，但伴随肌张力增高，肌肉硬度变化并不同。因此有必要对于同一肌群中单个肌肉分别进行量化评估，并且动态观察其变化，从而利于痉挛精准评估，有助于治疗方案的制定。目前超声对脑卒中后肱肌的研究多为形态改变，表现为羽状角增大，肌纤维缩短，而相关生物力学特征研究较少，该结果需后续研究来验证。

既往研究显示SWE对健康人肱二头肌测量具有较高的一致性[16]，本研究也证实这一点，并且对于脑卒中组肱二头肌及肱肌同样具有较高的重复性。说明了该技术对肌肉硬度的测量具有较高的可靠性。

本研究尚具有一定局限性，样本量较少，并且肌张力以MAS、MTS1-2级的为主，尚不能明确SWE对3级以上肌张力检测的价值，并只对组内检查的一致性进行分析，未对检查者之间一致性分析，还有待将来进一步完善。

总之，SWE操作性强，无创、重复性好，可对脑卒中后上肢肌痉挛进行定量评估，但是要考虑到各个肌肉之间差异，SWE对于脑卒中后肱二头肌的定量评估与临床肌张力评估具有较好的一致性，可为临床康复方案的制定及疗效的评估提供客观、定量的依据。