肌骨超声联合弹性成像在跟腱断裂术后的应用

胡敏霞，温德惠*，王立坤，徐大奎，张培楠

1.河北北方学院附属第一医院超声医学科，河北 张家口 075000 ；2.河北北方学院附属第一医院骨外科，河北 张家口 075000

跟腱撕裂是一种常见的运动损伤，其发病率逐年上升，在肌腱断裂中居第3位[1]，跟腱是人体最强大的肌腱，如果发生断裂，急需手术进行外科修复，并且需要制订长期的康复计划。跟腱断裂术后早期康复锻炼能提高患者的术后恢复效果[2]，但术后过早的康复锻炼会增加再断裂的风险，故跟腱断裂修复术后的监测尤为重要。MRI可用于观察跟腱的形态学特征，但由于价格昂贵无法进行多次检查。肌骨超声逐渐用于评价肌腱断裂修复术后的康复治疗效果[3]，剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）是一项新兴的超声成像方法，用于评估软组织和肌腱结构的弹性，在甲状腺、乳腺、前列腺检查中有较好的应用前景[4]，其同样适用于跟腱[5-6]。本研究利用肌骨超声结合SWE评价患者跟腱断裂修复术后跟腱的愈合过程，为临床诊疗提供影像学支持。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性收集2019年9月—2020年8月于河北北方学院附属第一医院就诊的单侧跟腱断裂术后患者80例，其中男62例，女18例，年龄20～43岁，平均（32.1±2.3）岁。在跟腱修复术后第4周、8周、12周、24周、48周行肌骨超声和SWE检查，并记录患侧美国足踝外科协会（American orthopaedic foot ankle society，AOFAS）踝-后足功能评分[7]。纳入标准：①首次跟腱断裂；②年龄＞18岁；③单侧闭合性跟腱断裂；④于我院行跟腱断裂修复术。排除标准：①跟腱慢性疼痛、钙化跟腱炎、类风湿性关节炎病史及神经病变等全身疾病导致的跟腱病变；②伴有跟骨结节撕脱骨折的跟腱断裂患者；③恢复期间无法按时到我院行超声检查的患者；④代谢性或内分泌疾病导致断裂者。本研究通过本院医学伦理委员会批准（K2020005），所有患者均知情同意。

1.2 检查方法 应用GE LOGIQ E9彩色多普勒超声诊断仪，高频线阵探头（ML6-15），探头频率6～15 MHz，检查条件设置为肌肉骨骼检查预设条件并配备SWE功能。所有检查均由高年资超声科医师进行，受检者取俯卧位，为确保跟腱处于放松状态，双足悬垂于检查床外，对患者跟腱断裂修复术后的跟腱及对侧进行扫查，探头与跟腱垂直，行纵向、横向及动态扫查，在患侧跟腱缝合端短轴切面最厚处测量其厚度和横截面积，健侧取同一水平处跟腱进行测量。观察跟腱的连续性、内部回声及周边组织情况，最后将跟腱患侧的手术修复区域与健侧同一水平处跟腱作为感兴趣区进行扫查，待图像稳定后，启动SWE，取样框5.0 cm×4.0 cm，弹性量程为0～600 kPa，在感兴趣区涂以足量的耦合剂，探头轻轻接触皮肤，勿施压，静置3～5 s，待弹性图充填稳定时冻结开始测量，红色代表硬，蓝色代表软。用常规超声作向导，选择跟腱术后的修复区域与健侧同一水平处作为感兴趣区，获得恢复期的不同时期弹性值。以上测量值均重复3次，取平均值。

1.3 疗效评价标准 采用AOFAS踝-后足功能评分[7]评价功能恢复情况，包括功能50分、疼痛40分、力线10分，总分100分。

1.4 统计学方法 采用SPSS 23.0软件，符合正态分布的计量资料以表示，不同时期患侧之间比较采用重复测量方差分析，两两比较采用Dunnett-t检验，采用Pearson相关分析术后跟腱厚度、横截面积、杨氏模量值与AOFAS评分的相关性，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 跟腱术后不同时期患侧与健侧跟腱厚度比较患侧跟腱术后4周、8周、12周、24周、48周跟腱较健侧跟腱同时期增厚，差异均有统计学意义（P均＜0.05），见表1和图1。

2.2 患侧跟腱厚度在术后不同时期的变化趋势 患侧跟腱在术后4周、8周、12周、24周厚度呈逐渐下降趋势，差异有统计学意义（F=21.32，P＜0.05），术后24～48周下降趋势变缓，两者比较差异无统计学意义（t=1.54，P=0.063），见表1。

表1 跟腱术后不同时期患侧和健侧跟腱厚度比较（mm，）

表1 跟腱术后不同时期患侧和健侧跟腱厚度比较（mm，）

注：患侧24周与48周比较，P＞0.05；其余不同时期患侧两两比较，P＜0.05

2.3 患者跟腱术后不同时期横截面积比较 术后不同时期，患侧跟腱横截面积均大于健侧，差异均有统计学意义（P均＜0.05）；患侧跟腱横截面积在术后4周、8周、12周、24周、48周逐渐减小，差异无统计学意义（P均＞0.05），见表2。

表2 腱术后不同时期患侧和健侧跟腱横截面积比较（cm2，）

表2 腱术后不同时期患侧和健侧跟腱横截面积比较（cm2，）

2.4 患者跟腱术后不同时期杨氏模量值比较 术后不同时期患侧与健侧跟腱杨氏模量值差异均有统计学意义（P均＜0.05），患侧跟腱术后4周、8周、12周、24周、48周杨氏模量值逐渐增大，差异均有统计学意义（P均＜0.05），见表3、图2。

图2 男，32岁，跟腱断裂术后。术后24周肌骨超声声像图，箭示损伤区域（A）；SWE示术后24周弹性图，圆圈1为跟腱正常组织区，圆圈2为跟腱损伤组织区（B）

表3 跟腱术后不同时期患侧和健侧跟腱杨氏模量值的比较（kPa，）

表3 跟腱术后不同时期患侧和健侧跟腱杨氏模量值的比较（kPa，）

注：患侧跟腱不同时期两两比较，P＜0.05

2.5 各参数与AOFAS评分的相关性 患侧跟腱厚度在术后12周、24周和48周时与AOFAS评分呈负相关（r=-0.221，P=0.048；r=-0.251，P=0.026；r=-0.283，P=0.011）。患侧跟腱杨氏模量值在术后12周、24周、48周时与AOFAS评分呈正相关（r=0.324，P=0.003；r=0.406，P=0.014；r=0.432，P=0.028）。

3 讨论

跟腱的愈合过程是一个肌腱再塑过程，评估跟腱愈合过程中不同时期杨氏模量值的变化，探讨跟腱功能和弹性之间的相关性具有重要意义。近年超声在软组织中的应用日益广泛，SWE是一种定量评估组织弹性的重要方法，能够对组织硬度进行客观评估。

丁常伟等[8]研究表明SWE可用于评估患者肌肉硬度的变化。Ivanac等[9]认为SWE通过传感器的压缩可为跟腱提供定量和直接的弹性特征，在跟腱修复术后有独特的优势，本研究采用SWE监测跟腱断裂术后5个时期跟腱声像图的表现，探讨跟腱断裂术后恢复过程中的弹性变化与肌腱组织学愈合过程的符合性。

3.1 跟腱厚度 陈仕宇等[10]研究表明，跟腱厚度可以为评估跟腱的一个重要形态学指标。本研究通过比较跟腱断裂修复术后5个时期患侧与健侧的厚度，发现同时期跟腱断裂术后跟腱患侧厚度较健侧增厚，且有显著差异；另外，本研究结果表明跟腱患侧厚度在术后5个时期的测量值逐渐减小，且在4周、8周、12周、24周的测量值两两比较有显著差异，24周、48周的厚度测量值虽然也逐渐下降，但无显著差异，表明跟腱断裂术后24周、48周时，在肌骨超声图像上跟腱厚度变化不明显，与Ciloglu等[11]报道的跟腱术后24周、48周跟腱厚度无显著差异一致。

3.2 跟腱横截面积 Zellers等[12]用轨迹面积测量法评价跟腱修复过程，在跟腱术后评估中，跟腱术后增粗程度是其中一项重要指标，由于跟腱术后形态不规则，因此采用轨迹描述横截面积法测量跟腱术后的横截面积，评估跟腱术后增粗程度。本研究术后5个时期患侧跟腱横截面积与健侧比较有显著差异，虽然跟腱患侧横截面积在术后5个时期的测量值呈逐渐下降趋势，但无显著差异。

3.3 跟腱杨氏模量 弹性成像在预测跟腱结构变化方面比肌骨超声更敏感，而SWE具有良好的可靠性和重复性[13]。Otter等[14]通过研究SWE在痛风患者跟腱中的应用，表明SWE可以定量测定跟腱的硬度。İyidir等[15]将硬度作为一种结构信息，认为跟腱的结构变化可能改变其生物力学特性，因此在跟腱断裂修复术后，SWE可以较准确地描述患侧跟腱的硬度特征。本研究中，患侧和健侧跟腱的杨氏模量值在术后5个时期均有显著差异，患侧跟腱杨氏模量值在术后不同时期两两比较均有显著差异，其杨氏模量值呈逐渐上升趋势，但仍未达到健侧水平。龚海燕等[16]研究表明肌骨超声在评估跟腱断裂术后的形态、血流、功能变化中均有重要作用。随着时间推移，硬度逐渐增加并接近正常跟腱，且其弹性值与组织学愈合过程相关。

3.4 跟腱术后各测值和AOFAS评分之间的相关性本研究监测患侧跟腱厚度、横截面积、杨氏模量值与AOFAS评分之间的相关性发现，厚度在术后12周、24周和48周时与AOFAS评分呈负相关，相关程度较弱。这可能是由于跟腱修复在12周时，肌纤维开始进入快速修复期，AOFAS评分根据活动情况逐渐增加。Nunes等[17]研究表明，跟腱术后12～24周功能恢复较显著，24～48周恢复较缓慢，与本研究相符合。本研究发现术后12周、24周、48周时杨氏模量值与AOFAS评分呈正相关，随着术后时间的推移，杨氏模量值逐渐增加，AOFAS评分亦逐渐增加，相关程度增强。既往研究[11,18]证实在术后24周、48周评估时，AOFAS和杨氏模量值呈正相关（中度），本研究与之不同，在跟腱术后12周时AOFAS与E值也呈正相关，但相关程度较弱，可能与患者受伤程度和手术方式的选择有关。蔡兴文等[19]研究表明杨氏模量值与肌力的恢复有一定相关性。

既往研究表明早期恢复活动可能有利于跟腱断裂的初始愈合[20]，但在跟腱术后如果过早地进行恢复锻炼活动会增加造成跟腱二次断裂的风险[21]，因此选择合适的恢复锻炼时间节点对跟腱的愈合尤为重要。Grassi等[22]认为术后4～20周可以恢复正常工作时间，术后18～24周可以恢复正常体育活动。本研究中，跟腱术后24周患侧厚度大于48周，但无显著差异，可能是由于在肌骨超声上观察跟腱的内部回声、血流情况均趋于恢复；在跟腱术后的硬度研究中，24周、48周测量值差异显著。因此本研究认为在24周时患者可以进行正常活动，但应适当活动，因为SWE显示内部硬度仍未恢复到正常水平。

3.5 本研究的局限性 ①为单中心性研究；②样本量少；③针对跟腱手术方式对其修复的影响以及损伤的具体部位（距跟骨结节的距离）未进行严格区分。后续研究可以采用多中心研究，延长监测周期，保证研究的真实性与准确性。

总之，肌骨超声通过声像图表现对跟腱断裂术后恢复进行较为准确的评估，而SWE可以提供跟腱断裂术后愈合过程的结构信息，并量化随访结果，因此肌骨超声联合SWE可用于监测跟腱断裂修复术后患者不同恢复时期的声像图和结构变化，并指导患者康复训练，为预后提供理论基础，对跟腱断裂术后诊断具有更好的应用趋势。