超声诊断急性肢体骨筋膜室综合征进展

任小波，李振洲，黄嘉维，张逸青，梅妍丽，陆敏华*

(1.深圳大学医学部生物医学工程学院 广东省生物医学信息检测与超声成像重点实验室，广东 深圳 518060；2.深圳大学第一附属医院 深圳市第二人民医院超声科，广东 深圳 518025)

急性肢体骨筋膜室综合征(acute extremity compartment syndrome,AECS)多继发于四肢创伤、烧伤、血管损伤、外科手术后及血液相关疾病等[1-3]，漏诊率达23%[4]，主要原因在于尚无有效早期监测手段及接诊医师缺乏警觉意识。美国骨科医师学会[5]、中华医学会骨科学分会[6]及英国骨创伤协会临床实践管理指南[7]指出，根据病史、临床症状及体征诊断AECS的敏感度和特异度均欠佳；骨筋膜室内压力监测(intra-compartment pressure,ICP)为重要补充诊断方法，但有创，且受患者血压波动影响[8]，仅约11.7%外科医师采用该方法[9]。有学者[10]推荐以“肌释扼定律”解释AECS病理发展过程；同时，超声、近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIRS)、MRI、肌电图电生理及代谢标记物检测等已用于评估骨筋膜室综合征[11]。超声具有无创、便捷、经济及可标准化等优点，基于超声波物理特性分为基于组织声阻抗(或密度)的超声回波幅度成像技术、基于组织运动速度的多普勒技术、基于组织本征弹性参数的弹性成像技术及基于组织回波信号的超声造影(contrast enhanced ultrasound，CEUS)技术等。本文就超声诊断AECS进展进行综述。

1 超声回波幅度成像监测组织筋膜移位

A型、B型及M型超声等可通过监测超声回波幅度获取人体组织解剖学信息。AECS临床表现为区域肌肉肿胀及张力性水泡等。根据体积-压力变化关系，LIU等[12]采用二维超声观察30例闭合性肢体骨折致四肢肌肉损伤患者受损肌肉厚度、横径及面积，结果显示上述各项出现变化，其中11例受损肌肉横径增长率超过50%、11例面积增长率超过50%，表明肌肉损伤后的内部压力变化将导致其厚度、横径(宽度)及面积发生膨胀性变化。针对AECS筋膜微小移位等组织形态改变，有学者[13]采用超声脉冲锁相环(pulsed phase locked loop,PPLL)检测恒定时间周期内的基波FH与二次谐波H2振幅的比值(FH/H2)，以之反映筋膜位移程度，进而监测骨筋膜间室内灌注压力变化引起的筋膜微米级位移，结果显示其敏感度较高，且FH/H2与间室内压力呈线性相关。骨筋膜室压力增加将导致肌肉等组织灌注减少、氧饱和度降低。LEE 等[14]以有创导管检测为参考标准，分别采用超声PPLL监测筋膜位移、NIRS监测肌肉氧含量，评估骨筋膜室综合征患者骨筋膜室压力，发现超声PPLL的评估效能优于NIRS。还有学者[15]提出采用超声B型模式测量胫骨筋膜角(tibia-fascia angle,TFA，胫骨前外侧皮质与筋膜间的角度，图1)，以评估骨筋膜室压力；且尸体AECS模型研究表明，超声所测TFA每增加1°，则骨筋膜室压力增加3.9 mmHg；但该组尸体死亡时平均年龄81岁，尚需进一步观察。

图1 骨筋膜室内压40 mmHg下测量TFA声像图 [15] 实线示胫骨前外侧皮质，虚线起点位于胫骨附着处、并与弯曲的前室筋膜相切；TFA为虚、实线之间的夹角(77.5°)

2 超声多普勒评估血流动力学参数

AECS发生的核心点是筋膜室内压力增高而致小动脉关闭，故可通过超声多普勒技术监测小动脉血流情况及循环缺血程度。以超声多普勒监测血流动力学参数可用于评估AECS，但对其临界值达成共识较为困难。根据血流动力学原理，基于多普勒频谱图可获得搏动指数(pulsatility index,PI)及阻力指数(resistive index,RI)等反映血流情况的参数。Mc LOUGHLIN等[16]采用袖带对肱动脉施加递增的梯度压力，并以多普勒频谱进行监测，发现施压后舒张期逆行动脉血流(diastolic retrograde arterial flow,DRAF)和改良阻力指数(modified resistivity index,MRI)增加，且用于判断袖带高压力的敏感度为100%、特异度为93%，提示DRAF分析或可用于评估骨筋膜室综合征血流动力学，但动脉血栓形成及血管损伤等情况可影响其结果。HO等[17]采用床旁超声观察17例被毒蛇咬伤后发生AECS的患者，发现超声可有效评估AECS病变水肿范围及病情进展并监测DRAF；但毒蛇咬伤后发生AECS的机制与暴力外伤引起的AECS有所差异，还需进一步研究。MAHMOUD等[18]以超声频谱多普勒评估1例烧伤后AECS患者的肢体近端血流参数，认为超声虽无法用于直接诊断AECS，但可辅助医师制定治疗方案。

3 超声弹性成像监测组织硬度

组织具有各向异性及黏弹性等本征物理特性，而传统触诊的主观性较强。超声弹性成像可量化弹性模量参数，如泊松比(Poisson ratio)、杨氏模量(Young's modulus)及剪切模量(shear modulus)等，进而客观反映组织硬度[19-20]。

肌肉组织肿胀及筋膜室内压力改变可使其硬度发生变化[21]。有学者[22]采用超声监测火鸡腿AECS模型，并分别于不同肌肉筋膜室内压力下(0、10、30及50 mmHg)检测深、浅间室肌肉剪切波速度(shear wave speed,SWS)变化，结果显示ICP与SWS呈线性相关(前外侧间室R2=0.929，前深侧间室R2=0.97)。ZHANG等[23]采用标准2D-剪切波弹性成像评估9例疑诊AECS的肌肉损伤患者及212名健康志愿者的双侧肢体，结果显示不同年龄及性别健康人肌肉弹性差异无统计学意义，而疑诊AECS患者健侧与患侧肢体肌肉弹性差异存在统计学意义，且临床表现及相应肌肉张力与弹性模量相关。此外，超声亦可基于组织黏弹特性的弹性比(elasticity ratio,ER)评估AECS。针对8只家猪的活体实验[24]结果显示，以超声探头联合压力传感器监测小腿筋膜间室直径诊断AECS的敏感度为94.4%、特异度为88.9%(图2)。

图2 超声联合压力传感器检测胫前间室肌肉弹性[24] (浅灰色区域：胫骨前筋膜间隙；d1：外压为0 mmHg时的腔室直径；d2：外压为40 mmHg时的腔室直径；T：胫骨；V：Veinpress®压力传感器；US：超声)

SELLEI等[25]将上述方法用于6例AECS患者，发现以超声探头联合压力传感器诊断AECS的敏感度为95.8%、特异度为87.5%。之后，HERRING等[26]报道，以超声观察压平AECS患者小腿前腔室浅筋膜所需压力 [腔室筋膜压平压力(compartment fascia flattening pressure,CFFP)]可用于评估患肢情况，并辅助临床决定是否行减压筋膜切开术。

4 CEUS评估组织微灌注

CEUS可用于监测组织、器官及血管灌注[27]。SELLEI等[28]发现，CEUS可在静态超声B模式下监测AECS患者肌肉坏死情况；以软件对时间-强度曲线(time intensity curve,TIC)进行后处理分析可半定量评价微灌注，尤以达峰时间(time to peak,TTP)为价值较高的血流灌注参数。另一方面，CEUS操作难度较大、成本较高、后处理较繁琐，难以实现持续性跟踪监测，目前仍处于探索阶段。

5 小结与展望

超声既可进行解剖结构成像，亦可进行功能成像，利于基于多维度(组织形态、硬度及灌注等)、多参数(筋膜移位距离、弹性模量及血流量等)及多模态(二维B模式、多普勒、弹性成像及超声造影等)评估AECS，为临床诊断提供依据。但现有相关研究样本量均较小，且超声诊断AECS的敏感度及特异度不够高，并存在操作者依赖性及相关参数临界值尚无统一标准等问题。未来，超声新技术，如柔性可穿戴多普勒监测技术[29]、超快超声多普勒技术[30]及超声影像组学技术[31]或可用于诊断AECS，为临床诊断及治疗AECS提供更可靠的依据。