腰椎间盘突出症筋结剪切波弹性成像的影像学特征

周飞利 田丰玮 伍晓鸣

1.重庆医科大学中医药学院，重庆 400016；2.重庆市中医院针灸科，重庆 400021；3.重庆市中医院超声科，重庆 400021

腰椎间盘突出症（lumber disc herniation，LDH）属于经筋病，十二经筋是十二经脉之气输布于筋肉骨节的体系，《素问·五藏生成论》中提到“诸筋者，皆属于节”，吴教授认为，经筋本意等同于“筋”，从经脉的角度对筋进行分类与概括。薛立功提出经筋与经脉是经络学说中两个有机联系的体系，各有其解剖实体与规律，它们有着质的区别。经筋聚合、联结的部位即为筋结。其病理表现分为三期，早期因津液凝聚而为“瘀沫”；中期不治或失治“沫”积为“痰”，导致“痰瘀阻络”；末期“痰核与痰沫绞结”，最终形成筋结，阻碍局部气血津液的运行。有研究指出，筋结通常发生在软组织受力最明显的位置，多见于肌肉、韧带起止点，可触及条索或结节，局部触压感疼痛或自觉酸麻胀痛不适。筋结既是疾病产生的原因，也是治疗疾病的靶点，关键是寻找筋结并解结。目前临床对于筋结认识尚不明确，筋结的具体表现需要借助客观的评价技术手段进行观察。剪切波弹性成像（shear wave elasticity imaging，SWE）能反映生物组织的应变特性，可通过测量组织的杨氏模量反映组织的硬度，将局部组织硬度的水平进行量化，从而评估组织的病理改变。故本研究主要探究SWE 下筋结的影像学表现。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年9月至2021年6月重庆市中医院针灸科门诊就诊的符合纳入、排除标准的19 例LDH患者，共纳入筋结30 个。西医诊断标准根据《临床诊疗指南-骨科分册》。①腰痛合并“坐骨神经痛”，放射至小腿或足部，直腿拾高试验阳性；②在L、L或L、S棘间韧带侧方有明显的压痛点，同时有至小腿或足部的放射性痛；③严重者出现小腿前外或后外侧皮肤感觉减退，趾肌力减退，患侧跟腱反射减退或消失；④X 线片可排除其他骨性病变。中医诊断标准按照国家中医药管理局发布的 《中医病证诊断疗效标准》。①多有腰部外伤、慢性劳损或寒湿史，大部分患者在发病前多有慢性腰痛史；②各年龄段均可发生；③腰痛向臀部及下肢放射，腹压增加（如咳嗽、打喷嚏）时疼痛加重；④腰椎生理弧度消失，病变部位椎旁有压痛，并向下肢放射，腰活动受限；⑤下肢受累神经支配区有感觉过敏或迟钝，病程长者可出现肌肉萎缩。直腿抬高或加强试验阳性，膝、跟踺反射减弱或消失，拇指背伸力可减弱。综合临床、实验室及X 线检查，诊断为腰椎间盘突出症。筋结诊断标准参考经筋病中筋结的病理机制。①剪切波弹性成像检查：可见位于肌筋膜组织的炎症反应物或结节；②自觉局部疼痛不适，望之皮肤多无红肿，皮温多无升高，大部分位于皮下，不凸出于皮肤，可有部分患者筋结点明显凸出于皮肤表面；③触压时感疼痛，并可触及颗粒状、条索状、结节状、线样或片状等形态深浅及大小不一的结节。其中①为主要诊断标准，②、③为次要诊断标准。纳入标准：①符合诊断标准；②年龄18～75 岁，性别、职业、文化水平不限；③腰部未接受有创性外治治疗；④剪切波弹性成像检查可见炎症反应物或结节，可触及颗粒状、条索状、结节状、线样或片状等形态深浅及大小不一的结节，部分有压痛感。排除标准：①疾病严重需行手术治疗；②合并严重心、肺、脑等器质性疾病；③合并局部血栓或传染性疾病；④有恶性肿瘤病史及癫痫、中风或其他神经系统器质性疾病史或精神病史；⑤SWE 下考虑为脂肪、囊肿、肿瘤等性质结节、包块。本研究已获得重庆市中医院伦理委员会审查批准（2021-ky-4），所有受试者表示充分理解配合研究方案并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 仪器 超声弹性成像检查采用法国Supersonic Imaging 公司的Aixplorer 实时剪切波弹性成像超声诊断仪，L4-15 线阵探头，频率4～15 MHz。

1.2.2 人员 超声技术人员1 人（同一位有经验的超声科医师严格按照设定的实验条件观察筋结的表现），试验数据记录员1 人（记录受试者信息、试验数据），数据核对员2 人（独立校对、录入数据）。

1.2.3 实验步骤 ①室温26℃环境下，嘱患者俯卧，放松肌肉，充分暴露病变部位。②触诊患者背部有无筋结点或者直接将探头在腰部进行探测，确定测量点，将超声探头放置在检查部位，记录二维灰阶参数。③启动弹性成像模式，测量筋结杨氏模量值，在进行弹性成像检测时选取8 mm×8 mm～10 mm×10 mm 的范围作为检测区域，启动弹性模量值的测量区域（Qbox）功能测量目标肌肉组织的杨氏模量值，其圆形取样区域直径设置为2 mm，取杨氏模量平均值进行统计，单位以kPa 表示。

1.3 观察指标

①观察SWE 下筋结的表现；②测量筋结杨氏模量值，该值是SWE 在“马赫圆锥”原理作用下在组织中产生剪切波，结合编码图与超声产生实时定量的组织弹性图，通过定量分析系统获得组织弹性模量的绝对值。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 基础资料

共纳入筋结30 个，杨氏模量平均值为25.47（17.45，37.10）kPa。根据筋结部位分为腰部、骶髂部，根据解剖层次的不同分为浅筋膜和深筋膜，浅筋膜主要包括皮下筋膜、肌外膜，深筋膜包括肌内膜、肌束膜、肌腱（表1）。

表1 LDH 患者筋结的分布情况[n（%）]

2.2 筋结在SWE 中的表现

2.2.1 SWE 下正常组织与筋结的图像表现 图1包含A、B，为青年男性患者（35 岁，BMI 26.8 kg/m）平腰椎第3 棘突左右两侧旁2.9 cm 处竖脊肌的断层筋膜组织图像，A 为患者右侧，表现为高、低回声，走行均匀的肌纤维组织，B 为患者左侧，其箭头标记中间处为筋结，呈低回声团块状影，内部肌纤维排列紊乱。

图1 SWE 下正常组织（A）与筋结（B）的图像表现

2.2.2 SWE 下筋结与正常组织的图像及组织弹性图表现 图2（封三）包含C、D，为中年女性患者（47 岁，BMI 22.2 kg/m） 右侧骶髂部平第2 骶椎后正中线旁1.8 cm 断层图像，橙色和蓝色箭头处杨氏模量平均值分别为10.5、23.0 kPa。

图2 SWE 下筋结与正常组织图（C）及组织弹性图（D）（见内文第134页）

2.2.3 筋结与脂肪的图像及组织弹性图表现 图3为中年男性患者（45 岁，BMI 35.5 kg/m）平第四腰椎棘突左侧旁2.2 cm 的断层图像，箭头所指处为位于肌外膜的筋结，表现为均匀的低回声团块状，周围边界清晰，组织弹性图显示该部位硬度高，杨氏模量平均值为46.0 kPa；图4为患者（同图1）平第1 腰椎棘突与第2 腰椎棘突间左侧旁1.2 cm 的断层图像，黑色箭头所指处为位于皮下脂肪层的脂肪结节，表现为均匀的低回声团块，周围边界清晰，组织弹性图显示组织硬度较低，杨氏模量平均值为10.2 kPa。

图3 SWE 下筋结的组织弹性图表现

图4 SWE 下脂肪的组织弹性图表现

2.2.4 筋结在不同解剖层次的表现 图5为中年男性患者（30 岁，BMI 20.9 kg/m）第4 腰椎棘突和第5 腰椎棘突中间左侧旁1.4 cm 的断层图像，箭头标记点位于肌外膜的筋结，显示为低回声为主的条索状影，边界清晰，组织弹性图显示组织硬度高，杨氏模量平均值为34.8 kPa；图6为老年女性患者（67 岁，BMI 25.4 kg/m）第5 腰椎棘突右侧旁2.1 cm 的断层图像，箭头标记处位于肌内膜的筋结，显示为高、低回声混合的团块，边界清晰，组织弹性图显示组织硬度高，杨氏模量平均值为34.3 kPa；图7为患者（同图2）右侧骶髂部平第2 骶椎后正中线旁1.8 cm 断层图像，箭头标记处位于肌束膜的筋结，显示为高回声为主的块状影，边界稍模糊，组织弹性图显示组织硬度高，杨氏模量平均值为23.0 kPa。

图5 SWE 下位于肌外膜的筋结组织弹性图表现

图6 SWE 下位于肌内膜的筋结组织弹性图表现

图7 SWE 下位于肌束膜的筋结组织弹性图

2.2.5 SWE 下深部筋结的表现 图8为患者（同图1）第4 腰椎棘突左侧旁开3.3 cm 的断层图像，E 中箭头标记点显示为组织深部筋结，通过凸阵探头下可见其表现为低回声为主，其组织形态稍模糊，组织弹性图显示组织弹性偏低，杨氏模量值为19.1 kPa；F 为患者（同图1） 第3 骶骨平后正中线右侧旁开1.9 cm 的断层图像，线阵探头下骶髂部的浅层肌肉肌纤维正常组织回声均匀，走行清晰，箭头所指处筋结表现为高回声团块影，边界稍模糊。

图8 SWE 下分别运用凸阵探头（E）及线阵探头（F）观察筋结表现

2.3 结论

①SWE 下可根据肌纤维的回声及组织弹性图反映肌纤维的走行及局部软组织的弹性值，根据其解剖位置、回声表现及弹性值以此区分正常组织、筋结与脂肪结节，正常肌纤维回声均匀、走行清晰、弹性值不高；筋结主要位于筋膜层，表现为高、低回声不均，形态不一的团状、块状、条索状影，其弹性值相较于正常组织及脂肪结节均偏高；脂肪结节主要位于皮肤与深层组织如筋膜、肌肉之间，表现为低回声团块状结节，其形态规整，弹性值偏低。②深部筋结的图像相比于浅部筋结清晰度明显降低，可能影响杨氏模量准确度，故该技术存在一定不足。

3 讨论

解志峰等在DIC 数字图像技术下发现，长期力学负荷是导致腰椎间盘突出的重要原因，人体活动时的脊柱肌肉、韧带等软组织所产生的生物应力不断改变而形成筋结。有学者提出筋结与结筋病灶点存在本质区别，筋结仅表现为组织结构的改变，而经筋病灶点在此基础上伴有不同程度的压痛及酸胀感。疼痛等主观症状对于疾病的判断缺乏可靠性，尤其对于形态较小的筋结难以触及，同时其结节、条索样物可能并非筋结，由此可见，目前临床对于筋结的判定具有一定的盲目性，通过现代诊疗技术明确筋结表现是目前亟待解决的首要问题，也是未来临床研究相关疾病的基础。不同的技术手段具有各自的特异性及缺陷，红外热成像技术通过局部的温度变化判别大致病变区域，可进行大范围的筋结定性筛查，但难以对筋结进行定量分析。激光散斑成像系统下发现筋结血流灌注量相较于健康组织更高，根据组织的血流供应情况来判定病变位置，体现经筋病结构与功能的相关性，同样缺乏定量的数据分析能力。肌骨超声是目前针对经筋病的诊断和治疗最常用的辅助检查手段之一，针对筋结肌骨超声可观察其肌腱的厚度、是否发生钙化、肌腱附着处有无损伤，根据肌腱厚度判断疾病的进展消退情况，但解结的关键在于松解局部的张力，组织张力、硬度等生物力学数据对于疾病的判断更为准确，同时动态评估肌肉、肌腱对于关节活动的影响，可能存在一定的人为误差。核磁共振成像技术检查可获取所扫描区域组织的清晰完整图像，通过测量增厚的韧带的氢核密度、表观扩散系数对筋结进行准确的定性定量，具有对比性强、分辨率高等优点，然而其检查程序较繁杂，且时间、经济成本较高，一般作为诊断疾病的辅助技术，不适合实时、便捷的微细结构分析。SWE 能有效避免人为因素所致的误差，在肌肉主动或被动运动的过程中实时观察，精确定量筋结杨氏模量值，能快速地区分和定位病变组织。由于SWE 对于深部肌肉图像显示欠清晰，其弹性模量值误差较大，仍具有一定的局限性。本研究为SWE 技术下筋结的影像学特征，其具有独特的定量定性的特点，可操作性及可重复性强，对无创评价筋结或肌肉张力具有较高的临床应用价值，筋结治疗前后杨氏模量之间是否具有差异性，是否可将该技术运用于评估筋结疗效，值得后续进一步研究探讨。