剪切波弹性成像在单侧腰椎间盘突出患者坐骨神经评价中的应用

郭艺旋，张文欣，张含祺，郑 慧

（安徽医科大学第一附属医院超声科，安徽 合肥 230022）

坐骨神经痛表现为沿坐骨神经（sciatic Nerve，SN）走行和分布区域的放射性腿痛，是由于腰骶神经根（L4～S1）炎症或受压引起。腰椎间盘突出（lumbar disc herniation，LDH）是坐骨神经痛的一种常见原因[1]。LDH 的诊断依赖于病史采集、体格检查及影像学检查[2，3]。目前磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是诊断LDH 的常用影像学检查方法[4]，但其存在扫描时间长、可能受运动伪影的影响，且检查费用高的缺点。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）作为一种可以定量测量组织弹性的超声新技术，具有无创、便捷等优点，逐渐应用于周围神经病变，如糖尿病患者周围神经病变、腕管综合征等[5-7]。目前，SWE 对坐骨神经的研究仍较少。本研究使用SWE 评估单侧LDH 患者坐骨神经的硬度变化，分析剪切波弹性成像在单侧腰椎间盘突出患者坐骨神经评价中的应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2019 年10 月-2021 年3 月就诊安徽医科大学第一附属医院疼痛科的60 例的单节段（L4～L5或L5～S1）LDH 导致单侧坐骨神经痛的患者设为LDH 组。所有单侧LDH 患者由MRI 确诊。排除具有任何脊柱手术、创伤、肿瘤、椎体滑脱或椎间孔或腰椎管狭窄导致的根骨关节炎、蛛网膜囊肿、梨状肌综合征、糖尿病神经根病和臀肌注射部位创伤病史的患者，以及在检查过程中不能维持俯卧位的患者。另招募30 例健康受试者作为对照组。本研究方案已通过医院医学伦理委员会批准。研究对象均知情同意并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 所有的超声检查由同一名具有3年诊断经验超声医师完成，该超声医师对受试者所有临床资料均不知情。采用Supersonic Imagine Aixplorer 超声仪的凸阵探头（频率1～6 MHz）。受试者取俯卧位，膝关节保持180°，踝关节轻微跖曲。超声检查过程中，探头垂直于皮肤表面放置。将探头至于坐骨结节水平，即大转子（great trochanter，GT）和坐骨结节（ischial tuberosity，IT）的连线处扫查坐骨神经。于横断面测量坐骨神经横断面积（crosssectional area，CSA）。然后将探头旋转90°以查看同一水平矢状面上坐骨神经的图像。在矢状面上进行坐骨神经SWE 检查。在SWE 图像采集过程中，探头应轻放以避免压迫组织。待图像稳定后，冻结图像，将直径4 mm 的感兴趣区域（ROI）放置于坐骨神经上。系统自动计算ROI 内的杨氏模量均值（Emean）。为了提高可重复性，同一位置应测量3 次，取平均值。对所有受试者进行双侧坐骨神经灰阶超声和SWE 检查。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0 统计软件。计量资料以（）表示，组内比较采用配对t检验，组间比较采用独立样本t检验。计数资料以（n，%）表示，比较行χ2检验。对CSA、剪切波弹性成像参数进行受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 两组年龄、性别、BMI 比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组一般资料比较（）

表1 两组一般资料比较（）

2.2 坐骨神经灰阶超声表现 在坐骨结节和股骨大转子的连线之间，可见走行于臀大肌（gluteus maximus，GM）深处的高回声的坐骨神经，横切面时呈筛网状椭圆形结构，见图1。

图1 坐骨结节水平坐骨神经的灰阶超声声像图

2.3 两组坐骨神经CSA 及Emean 比较 LDH 组患侧CSA 较健侧和对照组高，差异有统计学意义（P＜0.05）；对照组两侧坐骨神经弹性成像参数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。LDH 组患侧Emean高于健侧和对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），图2、图3，见表2。

表2 两组坐骨神经CSA 及Emean 比较（）

表2 两组坐骨神经CSA 及Emean 比较（）

图2 健康受试者坐骨神经弹性成像图

图3 LDH 患者坐骨神经弹性成像图

2.4 ROC 曲线分析 ROC 曲线分析显示，CSA 值为54.83 mm2时敏感性及特异性均低于Emean值为14.42 kPa 时，见表3、图4。

图4 CSA、Emean 诊断受累坐骨神经的ROC 曲线

表3 CSA、Emean 诊断受累坐骨神经的效能

3 讨论

坐骨神经是人体最粗、最长的神经，由L4～S3前支组成，经梨状肌下孔穿出骨盆至臀部，经坐骨结节和大转子之间下降至股后区，在腘窝上部分为胫神经、腓总神经。随着高频超声技术的发展，坐骨神经从臀部到腘窝上部的具体走形路径及其在不同水平横断面的形状可以被清晰显示[8-11]。Sarafraz H 等[12]报道测量坐骨神经横断面积时，直接描记测量法较间接椭圆面积公式法更可靠。Chen J 等[13]研究显示，在正常人群的400 条坐骨神经中，臀部褶皱水平CSA 的范围为0.47～0.59 cm2，大腿中部CSA 的范围为0.39～0.50 cm2。既往有研究报道[14，15]，LDH 患者与对照组的坐骨神经直径无差异。Sarafraz H 等[16]报道，LDH 组患侧的坐骨神经CSA 在大腿中部水平大于健侧，LDH 组与对照组间无差异性。然而，本研究发现患侧坐骨神经CSA 在坐骨结节水平大于健侧和对照组。CSA 增加可能是由于神经受压后神经内压力增加、血流淤滞，血管通透性增加、水肿导致[17]。

超声弹性成像技术是一种显示生物组织学特性的非侵入性方法。既往研究表明[18]，SWE 在骨关节病患者的坐骨神经弹性测量中具有良好的可靠性。本研究中单侧LDH 患者患侧的坐骨神经杨氏模量值大于健侧和对照组。神经受压影响血流，导致纤维化和瘢痕形成，进一步加重神经内膜水肿。由此引起的缺氧导致神经炎症、纤维化、脱髓鞘，最终导致轴索变性，这可能是坐骨神经硬度增加的原因[19]。ROC 分析显示，当坐骨结节水平坐骨神经Emean≥14.42 kPa 时，诊断LDH 患侧坐骨神经的敏感度、特异度分别为95.00%、96.70%。

本研究的局限性：①样本量较少，未对不同受累节段（L4～L5、L5～S1）LDH 患者坐骨神经的CSA 及杨氏模量值进行比较；②坐骨神经弹性受下肢运动的影响，本研究观察坐骨神经时，仅选取部分体位，未来的研究可探讨膝关节和踝关节不同位置时对LDH 患者坐骨神经弹性的影响；③仅选取坐骨结节水平测量坐骨神经的CSA 及杨氏模量值，坐骨神经在臀区至腘窝上部走行时形态具有差异，今后研究中可选取不同水平测量其CSA 及弹性值，以反映坐骨神经整体的形态及弹性的变化。

综上所述，本研究表明LDH 患者患侧坐骨神经CSA 及硬度高于对照组，且Emean较CSA 的诊断价值更高，SWE 对于检测单侧LDH 患者坐骨神经硬度的变化有潜在价值。SWE 在评估坐骨神经受影响的严重程度及随访治疗结果中的作用有待进一步研究。