便携式高频超声联合固态耦合垫在部队基层官兵距腓前韧带损伤检测中的可行性分析

吴仲秋， 洪峻峰， 江丽， 王露， 徐斐， 游玉平， 蒋彦

距腓前韧带(anterior talofibular ligament, ATFL)损伤是部队基层官兵军事训练中较为常见的踝关节损伤。研究显示，在军事训练伤中以骨关节系统损伤为主，其中踝关节损伤的发病率较高[1]。根据流行病学统计，训练中踝关节损伤的发病率为4.5%，占急诊运动创伤病例的16%，其中85%为外侧韧带损伤[2]。便携式超声诊断仪因其启动快、轻便等特点，适用于训练和战时环境。但由于踝关节部位凹凸不平，使用常规液态耦合剂不易达到探头和检测面良好的贴合，影响普通便携式超声仪器测量的准确度和诊断效力，使其在踝关节韧带损伤中的应用较少。适形超声固态耦合垫(solid-state gelatin， GEL)是一种以水、水溶性的聚合物材料等制成的固态弹性体凝胶，能与人体弯曲、曲折部位(不平处)充分贴合，可以避免肌骨超声的各向异性伪像，获得清晰理想的近场图像，更适于浅表部位(如皮肤、肌骨、神经等)的检查。为提高基层部队野外驻训条件下训练损伤检查能力，笔者拟探讨便携式高频超声联合新型GEL对踝关节损伤检查的诊断效力，评估其对部队基层官兵踝关节ATFL损伤检测及损伤程度诊断的准确性和应用价值。

1 对象与方法

1.1 对象 选取2019年1月—2020年1月因军事训练致踝关节ATFL损伤就诊且根据渥太华踝关节准则评定需接受踝关节彩色超声(彩超)检查者80例，男性70例(87.5%)，年龄(26.8±5.4)岁(19～44岁)，其中20～30岁者62例(77.5%)。右腿受伤68例(85.0%)，双腿受伤3例(3.8%)；病程1 d～1 a，平均35 d；损伤病变位于右侧踝关节68例，左侧踝关节9例，双侧踝关节3例。排除标准包括并发踝关节严重骨折、踝关节畸形及踝关节术后。

1.2 仪器 肌骨超声(LOGIQ E9，美国GE公司全身应用高档彩超)，使用频率为6～15 MHz线阵式探头(ML6-15)；便携式高频超声(M-Turbo & S Series，美国索诺声公司第四代便携彩超)，使用频率为6～13 MHz线阵式探头(HFL38x)；适形超声GEL(MP-B型，中国深圳敏浩科技有限公司医用超声耦合贴片)。

1.3 方法 所有受试者均进行3组超声检查，操作由同一位高年资超声医师按以下顺序完成：便携式高频超声联合常规耦合剂检查(常规组)，便携式高频超声联合GEL检查(固态组)和高档台式肌骨超声联合常规耦合剂检查(参照组)。每组的超声检查包括双侧ATFL，顺序为先健侧后患侧；对于双侧均发生损伤的患者，顺序为先左侧后右侧。每例患者每组检查均测量3次，测量部位为ATFL明显增厚或者断裂处，取其平均值为最终测量结果。

检测时患者取坐位，足稍内翻，呈跖屈位(足跖屈40°～50°)，保持踝关节外侧ATFL呈拉伸状态(图1)。骨性标志为距骨与外踝。将探头沿ATFL走行方向纵断切面扫查。检查过程中保持探头垂直于皮肤以避免各向异性伪像，从而获得清晰图像。同时应注意在足内外旋、内外翻及前抽屉试验等各种被动运动过程中进行动态扫查，测量ATFL的厚度或断端相距的值(图2)，观察内部回声、纤维连续性、韧带周边软组织有无血肿、关节腔有无积液、韧带附着处骨质情况及运动时韧带的张力和活动度等，并记录图像。

常规组：便携式高频超声联合常规耦合剂检查；固态组：便携式高频超声联合GEL检查；参照组：高档台式肌骨超声联合常规耦合剂检查。A：常规组；B：固态组；C：固态耦合垫。图1 肌骨超声检测踝关节距腓前韧带Fig.1 Ultrasound in detecting anterior talofibular ligament

常规组：便携式高频超声联合常规耦合剂检查；固态组：便携式高频超声联合GEL检查；参照组：高档台式肌骨超声联合常规耦合剂检查。A：Ⅰ类损伤，距腓前韧带增厚；B：Ⅱ类损伤(部分断裂)，距腓前韧带断端相距；C：关节腔积液。1：常规组；2：固态组；3：参照组。图2 两种便携高频超声检测法对同一患侧距腓前韧带检查比较Fig.2 Comparison of two portable high-frequency ultrasound methods in the examination of anterior talofibular ligament at the same affected side

1.4 诊断标准 研究显示，ATFL正常的长度为12.0～24.8 mm，宽度为5.0～11.1 mm，平均厚度为1.01 mm[3]。根据《中国肌骨超声检查指南》有关踝关节损伤肌骨诊断标准，包括：(1)挫伤(Ⅰ型)，表现为韧带肿胀增厚≥2 mm，回声减低，连续性尚好；(2)部分撕裂伤(Ⅱ型)，表现为韧带纹理连续性部分中断或变薄，周边关节腔可伴有积液；(3)完全撕裂伤(Ⅲ型)，表现为韧带纹理连续性完全中断，断端回缩，回声增强，周围关节腔可伴有积液以及骨皮质撕脱性骨折[4]。损伤程度较轻的患者(Ⅰ型)以高档台式肌骨超声为评估标准；部分损伤程度较重的患者(Ⅱ、Ⅲ 型)以高档台式肌骨超声联合MRI及手术结果为评估标准。

2 结 果

2.1 一般特征 受伤最主要的原因为扭伤，占82.5%。检测时距受伤时间<1周、1～2周和>2周的例数分别为31例(38.8%)、32例(40.0%)和17例(21.2%)。56.3%的患者出现关节腔积液。肌骨超声结果显示，Ⅰ型损伤58例(72.5%)，Ⅱ型损伤11例(13.75%)，Ⅲ型损伤11例(13.75%)。其中，66例未进行手术治疗(非手术组)，14例进行手术治疗(手术组)。

非手术组包括58例Ⅰ型损伤患者(其中2例为双侧损伤)和8例Ⅱ型损伤患者；手术组包括3例Ⅱ型损伤患者(部分撕裂或断裂)和11例Ⅲ型损伤患者(2例撕脱性骨折和9例完全断裂，后者其中1例为双侧韧带损伤)。对所有(除双侧损伤)患者的健侧ATFL厚度均进行测量(n=77)；对58例Ⅰ型损伤(包括2例双侧损伤)、8例Ⅱ型损伤和 2例Ⅲ型患者的患侧ATFL厚度进行测量(n=70)；对3例Ⅱ型损伤和9例Ⅲ型损伤(包括1例双侧损伤)患者的患侧ATFL断端距离进行测量(n=13)。

2.2 便携式高频超声方法检测ATFL的符合情况 以参照组为标准，分别将偏差≤0.1 mm、偏差≤0.2 mm作为可容许偏差范围，分析两种便携式高频超声方法测量ATFL厚度的符合情况(表1)。结果显示，对健侧及患侧韧带厚度进行检测，常规组符合率为89.8%(132/147)，固态组为100.0%(147/147)，两者差别有统计学意义(P<0.001)。采用配对t检验进行分析，结果显示，两组间健侧韧带测量偏差值无统计学意义(n=77，P=0.637)，患侧韧带测量偏差值差别有统计学意义(n=70，P<0.001)。对健侧和患侧韧带测量进行分析，常规组和固态组的韧带厚度检测偏差值比较，差别有统计学意义(n=147，P<0.001)。

表1 便携式高频超声方法检测距腓前韧带的符合情况Tab.1 Two portable high-frequency ultrasound methods in detecting anterior talofibular ligament

对ATFL断端相距的测量，如将偏差≤0.1 mm 作为可容许偏差范围，常规组符合率仅为7.7%(1/13)，固态组为92.3%(12/13)，两者差别有统计学意义(P<0.001)；如将偏差≤0.2 mm作为可容许偏差范围，常规组符合率为46.2%(6/13)，固态组为100.0%(13/13)，两者差别有统计学意义(P=0.005)。采用配对t检验进行分析，结果显示，两组间断端相距的测量偏差值比较，差别无统计学意义(n=13，P=0.279)。

2.3 两种便携式高频超声方法的诊断符合率 以高档台式肌骨超声结合临床诊断、MRI及手术结果为标准(参照组)，评估两组便携式高频超声方法对诊断ATFL损伤的准确性。在常规组中，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型损伤诊断符合率分别为100.0%、72.7%和83.3%(表2)。常规组的总体符合率为94.0%，与标准诊断差别无统计学意义(P=0.063)；一致性检验结果显示，Kappa值为0.856(95% CI为0.738～0.973)，P<0.001，说明与标准诊断的一致性高。

固态组Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型损伤诊断符合率分别为100.0%、90.9%和91.7%。固态组的总体符合率为97.6%，与标准诊断差别无统计学意义(P=0.500)；一致性检验结果显示，Kappa值为0.944(95% CI为0.870～1.000)，P<0.001，说明与标准诊断的一致性高。与常规组比较，固态组的诊断符合率更高，与临床诊断的一致性更好。

2.4 两种便携式高频超声方法诊断有无关节积液的准确性 常规组便携式高频超声联合常规耦合剂判断关节积液的灵敏度为91.8%，特异度为100.0%，约登指数为0.918，阴性似然比为0.082(表3)。固态组便携式高频超声联合GEL判断关节积液的灵敏度为95.9%，特异度为100.0%，约登指数为0.959，阴性似然比为0.041。固态组的灵敏度更高，具有更好的准确性。常规组与参照组符合率为95.2%；固态组与参照组符合率为97.6%。

表3 两种便携式超声诊断有无关节积液的准确性Tab.3 Accuracy of two portable ultrasound methods in diagnosing joint effusion

3 讨 论

在军事训练伤中，踝关节损伤较为常见，且踝关节损伤的同时常伴有踝关节外侧副韧带急性损伤[6-8]。有研究显示，在踝关节外侧副韧带损伤中，ATFL单独发生损伤或断裂占80%，合并跟腓韧带损伤或断裂为20%，而距腓后韧带很少受累[9]。肌骨高频超声因其无放射性、操作简便、动态检查等优点逐渐应用于骨科领域，并得到认可。BATTAGLIA等[10]采用超声检查复杂性踝关节损伤。在一项系统性分析中，研究者使用随机效应模型评估踝部超声检查在诊断ATFL撕裂的准确性，结果显示，踝部超声对ATFL损伤的诊断准确性为95%(95% CI为88%～98%)[11]。因此，踝部超声可能是检测ATFL损伤的有效诊断方法[12-16]。然而，高档台式肌骨彩超仪器配置条件较高，价格昂贵，存在不易搬动、需要配置可持续电源、不适合野外操作等弊端，因此并不完全适用于基层部队广泛配置，更不适合野外驻训条件下使用。本研究比较两种普通便携式彩超检查方法对踝关节ATFL损伤诊断的准确性，为判定便携式超声联合GEL应用于基层部队在野外驻训条件下初步检诊的可行性提供初步的数据。

以高档台式肌骨超声检测结合临床诊断、MRI及手术结果为标准，常规法诊断符合率高(达94%)，一致性好(Kappa值0.856)；而固态法诊断符合率为97.6%，一致性很好(Kappa值0.944)，可见便携超声固态法较便携超声常规法更具有优势。便携式超声固态法对判断有无踝关节积液也具有更好的准确性。同时，便携超声固态法判断无关节腔积液的灵敏度(95.9%)优于常规法(91.8%)。总体上，便携式高频超声联合GEL在判定踝关节外侧韧带损伤情况和关节积液方面具有更好的准确性和诊断符合率。

对两种便携超声方法的诊断准确性的原因进行分析：当待测部位的表面凹凸不平时，使用常规方法检测可能出现探头与表面接触不良，从而产生的不同介质面的多重反射及伪像等近场干扰，使检查图像质量下降或者出现各向异性伪像等。而踝关节的表面存在凹凸不平，故常规法诊断效力有限。适形超声GEL是一种以水、水溶性的聚合物材料等制成的固态弹性体凝胶，能与人体弯曲、曲折部位(不平处)充分贴合，检查时无任何影响，而且还能排除近场盲区的干扰，提高近场空间分辨力，从而使皮肤、皮下组织、血管、肌腱、韧带及神经等组织处于探头的最佳能量聚焦区，使图像质量更为清晰[17]。

综上所述，本研究对便携式高频超声联合GEL应用于踝关节ATFL损伤的诊断价值进行了初步评估，发现该方法检测偏差小、诊断符合率好、一致性高。同时由于GEL便于携带、存储和使用，提高了目前基层部队大量装备的便携式高频超声仪器的使用效能，扩展其应用范围，更适用于基层官兵野外驻训条件下对军事训练伤(尤其是踝关节损伤)的初步检查和诊断，一定程度上保障部队日常军事训练的开展和战斗力的提升。