超声弹性成像技术联合炎症因子在非特异性慢性腰痛诊断中的应用

邓宇光 郝振民 郭振宁

(哈励逊国际和平医院 1超声一科,河北 衡水 053000;2超声二科)

成年人较多存在下腰痛史,且其中约80%为原因不明的非特异性慢性腰痛〔1〕。非特异性慢性腰痛是60岁及以上人群残疾的主要原因之一,可导致经济和社会成本增加,早期诊断具有重要临床意义〔2〕。超声弹性成像技术可定量、实时显示肌肉组织弹性,检测其软硬程度,目前已在多种疾病诊断中得到广泛应用〔3〕。既往研究表明,非特异性慢性腰痛患者多伴有炎症〔4〕。白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α、干扰素(INF)-γ是临床中常见的炎症因子,对评估疾病炎症程度有重要意义〔5〕。本研究旨在探讨超声弹性成像联合血清炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ水平在非特异性慢性腰痛中的评估、诊断价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 纳入哈励逊国际和平医院2021年5月至2023年5月收治的118例非特异性慢性腰痛患者为病例组,纳入112例正常健康志愿者为对照组。研究项目已获本院伦理委员会批准,研究对象均已提供知情同意书。纳入标准：①非特异性慢性腰痛诊断符合诊疗指南〔6〕;②年龄>60岁,临床资料完整,患者腰痛症状持续半年以上;③所有研究对象未服用影响肌张力及肌肉弹性的药物。排除标准：①有感染性及风湿等疾病者;②有精神障碍疾病者;③有骨质疏松、骨折、骨刺者;④因肿瘤等特异因素引起的腰痛者;⑤有腰部外伤史、脊柱手术史及中枢神经病史者。两组与病例组年龄、性别、体质量、身高、运动、吸烟、饮酒、职业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

1.2超声弹性成像检测 采用日本佳能公司Aplio i900彩色多普勒超声诊断仪对研究对象进行超声弹性成像检测,探头频率5～18 MHz。患者取俯卧位,背部肌肉放松,上肢平放于两侧。取双侧第三腰椎水平,常规二维超声检查竖脊肌肌腹,旋转90 °检查纵切面观察肌肉回声。选择SWE模式并设置方形检查框(20 cm×20 cm),深度距皮肤表面1～3 cm(视患者脂肪厚度而定),等待5 s,检查框颜色填充后冻结图像,启动Q-BOX功能,左右侧均重复测量3次后取平均值,计算肌肉组织平均杨氏模量值。

1.3炎症因子水平检测 采集健康志愿者体检时及非特异性慢性腰痛患者入院检查时清晨空腹肘静脉血样5 ml,室温下静置30 min,3 500 r/min离心10 min,离心半径为18 cm,留存血清,-80 ℃保存备用。采用流式荧光发光法检测血清炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ水平,检测试剂盒为15项细胞因子检测试剂盒(南京艾拓生命科技有限公司,货号：20220018)。

1.4疼痛视觉模拟评分(VAS)和日本骨科协会(JOA)评分 VAS分为4级,0分表示无痛,1～3分表示轻微痛,4～6分表示较疼痛,7～10分表示疼痛剧烈,疼痛越重分值越高。JOA评分包括日常活动受限度、主观症状、临床体征三部分,总分29分,功能障碍越明显分值越低。

1.5统计学处理 采用SPSS25.0统计软件进行t检验、χ2检验及Pearson相关性分析;采用受试者工作特征(ROC)曲线分析两侧杨氏模量值、炎症因子水平对非特异性慢性腰痛的诊断价值,采用Z检验比较曲线下面积(AUC)。

2 结 果

2.1两组炎症因子水平比较 病例组IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组炎症因子水平、杨氏模量值比较

2.2两组两侧杨氏模量值比较 病例组左右两侧杨氏模量值高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。对照组与病例组同一被测者左右两侧杨氏模量值差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

2.3非特异性慢性腰痛患者两侧杨氏模量值、炎症因子与VAS、JOA评分的相关性 非特异性慢性腰痛患者左右侧杨氏模量值、IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ与VAS呈正相关(r=0.530、0.521、0.497、0.506、0.512、0.494,均P=0.000),与JOA评分呈负相关(r=-0.524、-0.509、-0.492、-0.497、-0.501、-0.503,均P=0.000)。

2.4两侧杨氏模量值、炎症因子水平对非特异性慢性腰痛的诊断价值 以左侧杨氏模量值、右侧杨氏模量值、IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ水平单独检测值及联合预测概率值为检验变量,以是否发生非特异性慢性腰痛为状态变量,绘制ROC曲线结果显示,左侧杨氏模量值、右侧杨氏模量值、IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ水平联合诊断AUC显著高于单独诊断AUC(P<0.05)。见图1、表3。

图1 两侧杨氏模量值、炎症因子水平诊断非特异性慢性腰痛的ROC曲线

表3 两侧杨氏模量值、炎症因子水平对非特异性慢性腰痛的诊断价值

3 讨 论

腰痛是一种主要的肌肉骨骼问题,会导致老年人功能限制和生活质量不佳〔7〕。腰痛分为无明确病理改变和病因的非特异性腰痛及有明确病理改变的特异性腰痛,一般病程持续3个月以上的非特异性腰痛称为非特异性慢性腰痛〔8〕。非特异性慢性腰痛发病机制尚不十分明确,目前研究显示,肌肉慢性劳损可能是其发病原因〔9,10〕。目前缺乏定量、客观的诊断指标用于评估非特异性慢性腰痛患者肌肉慢性劳损。

超声弹性成像技术是一种高级超声成像技术,可检测组织弹性,将测量组织区域硬度通过彩色图像可视化,可直观清晰地明确病变程度〔11〕。超声弹性成像技术能检测出治疗前后肌肉组织硬度和弹性变化,是一种无创的肌肉弹性测量方法〔12〕。李绍康等〔13〕研究中,超声弹性成像技术测量非特异性慢性腰痛患者治疗后杨氏模量值均显著降低。而实际操作过程发现,竖脊肌的体表定位方便,个体差异小,因此选取腰部竖脊肌作为本次测试肌肉。本研究结果显示,非特异性慢性腰痛患者竖脊肌的左右两侧杨氏模量值高于健康人群,与梁育磊等〔14〕研究结果相似。而ROC曲线结果进一步表明,超声弹性成像技术可通过检测患者腰部竖脊肌杨氏模量值量化评估患者的肌肉组织病变和弹性模量,杨氏模量值越高则表明非特异性慢性腰痛的患病概率越高,当左右杨氏模量值分别高于14.32 kPa和14.73 kPa时,可初步诊断为非特异性慢性腰痛。

IL-1β可加重患者疼痛敏感性和机体炎症反应,IL-6可作为炎症递质在腰痛发病过程中发挥重要作用,TNF-α是一种由单核巨噬细胞产生的炎症因子,INF-γ是一种与患者炎症程度呈正相关的促炎因子,各炎症因子均与腰痛疾病密切相关〔15,16〕。李慧锋等〔5〕研究结果表明,非特异性慢性腰痛患者治疗后血清IL-1β、TNF-α、INF-γ水平显著下降。非特异性慢性腰痛患者血清炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ水平高于健康人群。推测腰部损伤及动态平衡被打破引起炎症,而腰部的软组织损伤后局部组织因持续不规则牵拉及受力不均而导致炎性渗出和水肿,机体持续分泌炎症因子,导致持续性的炎症和疼痛。

VAS可用于表示疼痛程度,该法较灵敏,且有可比性〔17〕。JOA评分主要用以评估人体功能性障碍,分数越低表明功能障碍越明显〔18〕。本研究结果进一步提示超声弹性成像技术检测的杨氏模量值及各炎症因子均可一定程度反映疾病情况,各指标联合可提高非特异性慢性腰痛的诊断敏感度,降低临床漏诊率。

综上,超声弹性成像技术检测的杨氏模量值可量化评估竖脊肌的弹性模量及肌肉组织病变,联合血清炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、INF-γ水平后可有效辅助诊断非特异性慢性腰痛,为临床医师制定治疗方案提供参考。