高幀率剪切波評價血液透析患者岡上肌腱的力學性能

莊佳綿 曾宇然 陳紹琦*

(1. 汕頭大學醫學院第一附屬醫院超聲科, 廣東汕頭 515041;2. 汕頭大學醫學院第一附屬醫院血液凈化科,廣東汕頭 515041)

岡上肌腱是血液透析(hemodialysis,HD)患者發生自發性肌腱斷裂的常見部位之一[1-2]。其確切的病理機制仍存在爭議,肌腱彈性的喪失和結構的弱化可能是主要因素[3]。

肩部是HD患者發生β2-微球蛋白淀粉樣變性(amyloid-β2 microglobilin,Aβ2m)最常見的部位,且岡上肌腱增厚是Aβ2m的早期征象[4]。研究[5]表明,近80%的維持性HD患者伴有岡上肌肌腱炎。因此在HD患者中,即使在沒有明顯肩部不適的情況下,仍有必要對其進行早期的無創評估[6]。

超聲彈性成像可敏感地檢測肌腱硬度的變化。Serifoglu等[7]提出超聲彈性成像可作為磁共振成像診斷岡上肌肌腱病的替代方法。一項Meta分析[8]結果顯示,超聲彈性成像測得的肌腱彈性模量值與極限應力存在很強的相關性(R2=0.785),其能間接反映肌腱的力學性能。剪切波彈性成像(shear wave elastography,SWE)通過測量剪切波速度或楊氏模量值,定量評估軟組織的彈性特征,提供了一種快速、無創、定量的肌腱生物力學評估方法,對觀察者依賴性較小,克服了傳統超聲彈性超聲的諸多缺點。近年來,SWE逐漸應用于肌肉骨骼系統疾病中的檢查中[9]?；诟邘始羟胁?high frame rate sound touch elastography,HiFR STE)是目前新型的實時SWE技術,其采用區域超聲成像(zone sonography technology,ZST)+ 域光平臺強大的域成像處理及超寬波束追蹤技術,并于全域動態聚焦技術相結合,實現了更高的二維彈性剪切波顯示幀率,最高可比傳統的SWE技術幀率快10倍,實時性好,提供了更好的穩定性及更高的精度,使評估結果更加可靠。

隨著HD患者生活質量和長期生存率的不斷改善,預防肌腱撕裂及慢性損傷非常重要,因此有必要對肌腱的力學性能進行量化評估。本文研究應用HiFR STE探索HD患者岡上肌腱的超聲聲像及彈性特征,探討HD對岡上肌腱的影響,以便及時干預,減少遠期不良后果的發生。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究選取于汕頭大學醫學院第一附屬醫院血液凈化科規律HD的患者46例,年齡 21～74歲,其中男性患者有29例,女性患者有17例,所有患者每周透析2～3次,每次透析時間為4 h。通過透析齡中位數(74.5個月)將HD患者分為透析齡較短組[49.00(14.00, 69.00)]和透析齡較長組[91.00(78.00,122.00)]。

納入標準包括:①終末期腎病患者;②每周至少兩次HD,透析時間≥3個月。排除標準包括:①年齡<18歲或>75歲;②急性感染的臨床癥狀;③惡性腫瘤;④有肩部受傷史、手術史;⑤合并有慢性炎癥性疾病(如銀屑病關節炎、類風濕關節炎或痛風);⑥腎移植患者。

另外納入同期健康體檢者共23例(對照組),其中男性11例,女性12例,平均年齡(51.09±14.00)歲。本文研究經汕頭大學醫學院第一附屬醫院醫學倫理委員會批準(倫理審批號:B-2021-259),研究對象均簽署知情同意書。

1.2 方法

采用邁瑞Resona R9 Pro超聲診斷儀及L15-3Wu線陣探頭進行二維超聲和HiFR STE彈性成像。由于大多數瘺管位于患者的左前臂,且運動和負重對患者右肩關節的影響大于左側,因此本研究選擇右側肩部作為檢查部位。受試者就位后,右手置于同側髂嵴,肘部指向后方(改良的Crass體位),探頭平行于岡上肌腱長軸,聲束盡量垂直于肌腱,排除肌腱各向異性偽像,于總縱切面上測量岡上肌腱最大厚度[10],然后切換到HiFR STE模式,待運動穩定指數(motion stability index,M-STB index)為4星或5星時凍結圖像;將直徑為3 mm的感興趣區(region of interest,ROI)置于岡上肌腱長軸位于距肱骨大結節1.5 cm處并測量,在滿足M-STB index ≥4星、可信度指數≥95%的前提下進行測量,并記錄楊氏模量平均值(the mean of Young’s modulus,Emean)(單位: kPa)[11](圖1),參數測量3次取平均值。最后評估及記錄骨侵蝕情況、滑囊有無增厚、關節腔內有無積液。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 3組研究對象臨床特征的比較

3組研究對象在年齡、性別比例上差異無統計學意義 (P>0.05)(表1)。

表1 3組研究對象臨床特征比較Tab.1 Comparison of clinical characteristics among three groups

2.2 3組研究對象的岡上肌腱厚度及Emean的差異

組間比較結果(表2)顯示,岡上肌腱厚度和Emean值的差異在3組間具有統計學意義(P<0.001)。兩兩比較,不同透析齡的HD患者岡上肌腱厚度均高于對照組(P<0.05);兩兩比較,不同透析齡的HD患者岡上肌腱Emean值均低于對照組(P<0.05)。

表2 3組間岡上肌腱厚度及Emean的比較Tab.2 Comparison of the values of the thickness and the Emean of the supraspinatus tendon among the three groups

2.3 HD患者與健康對照組的肩關節常規聲像比較

組間比較顯示,骨質破壞率和滑膜增生率在3組間差異具有統計學意義(P<0.05)(表3)。兩兩比較,不同透析齡的HD患者骨質破壞發生率均分別高于對照組,透析齡較短組的滑膜增生發生率高于對照組(P<0.05)。關節積液發生率在3組間差異無統計學意義(P>0.05)。

表3 兩組的肩關節常規聲像比較Tab.3 Comparison of ultrasonic image features in two groups n(%)

3 討論

肌腱具有良好的拉伸彈性。超聲彈性成像技術可作為一種間接反映肌腱力學性能的方法,對發現亞臨床肌腱異常有一定的應用價值[12]。在正常狀態下肌腱硬度高,相應的彈性值也高;當發生退行性變或損傷時,肌腱硬度發生改變,其彈性值也會發生變化[13]。與正常的肩袖肌腱相比,患肌腱病的肩袖肌腱彈性值變小,剪切波速度(shear wave velocity,SWV)減低[12]。Rosskopf等[14]采用SWE技術將岡上肌肌腱病患者和健康對照者對比研究,發現岡上肌肌腱病患者的岡上肌腱SWV低于健康對照者[(2.5±0.5)m/svs(3.0±0.5)m/s,P=0.001]。

國內有學者[15]比較長期HD患者和健康對照者的岡上肌腱超聲彈性,結果顯示HD患者的岡上肌腱厚度增厚,且彈性應變比值較低,提出彈性應變比值的變化對肩關節透析相關性淀粉樣變診斷有臨床價值,這與本文研究結果一致,但該研究[15]使用應變式彈性成像,與其相比,SWE技術可以更客觀和可重復地定量測量組織彈性,對觀察者依賴性較小[12-16],提供更可靠的組織硬度。Tang等[11]的研究結果顯示長期透析的終末期腎病患者跟腱的SWV明顯低于健康志愿者(5.1 m/svs5.6 m/s,P<0.01),雖然岡上肌腱的SWV也有下降的趨勢,但無統計學意義。本文研究應用HiFR STE技術發現,岡上肌腱的Emean值在健康對照組和不同透析齡的患者中,組間差異具有統計學意義,不同透析齡患者的岡上肌腱Emean值均低于健康對照者(P<0.05),且隨透析齡的增加而呈現逐漸減低的趨勢,提示HiFR STE技術可能對岡上肌腱的彈性評估比傳統的SWE技術更靈敏,具有良好的易獲性。此外,本文研究發現骨質破壞率及滑囊增厚率在3組間比較差異有統計學意義?？梢奌D患者易出現關節損傷和肌腱變性,需要臨床上加以重視。

肌腱是含有豐富膠原蛋白的結締組織,伴有肌腱病的終末期腎病患者還可能伴有其他病理生理變化,如甲狀旁腺功能亢進、Aβ2m等[17]。HD患者的岡上肌腱不規則增厚是淀粉樣蛋白沉積的高度相關的指標[18]。Aβ2m淀粉樣原纖維的一個重要組成部分是晚期糖基化終末產物修飾的β2-微球蛋白(β2-microglobulin modified with advanced glycation end products,AGE-β2m)。正常的肌腱是由占總膠原蛋白 95%的Ⅰ型膠原蛋白組成, Owen等[19]發現AGE-β2m 會下調I型前膠原mRNA和I型膠原的合成,這可能是導致HD患者岡上肌腱Emean值降低的原因之一。有學者[20]提出尿毒癥毒素、透析時間長也是導致肌腱變性的原因,本文研究結果顯示,隨透析時間延長,岡上肌腱Emean值呈降低的趨勢。此外,HD患者大多數缺乏運動和運動能力下降,可能是導致肌腱軟化的原因之一。導致肌腱軟化的原因可能還與退行性變有關[21]。隨著年齡增長,肌腱中整體的膠原蛋白濃度明顯降低,且I型膠原的比例下降。一項基于SWE的研究[22]結果顯示老年人的肌肉僵硬度降低。由于彈性模量值能間接評估肌腱的力學性能,本文研究發現透析患者岡上肌腱性能下降,可能導致肌腱抗張力減小,從而增加撕裂的風險,因此積極關注和監測HD患者的透析質量,并配合規律的上肢鍛煉,可能有助于延緩岡上肌腱變性的過程。

總之,本文研究表明基于HiFR STE技術對血液透析患者岡上肌腱的力學性能進行定量評估,可為臨床篩查肩袖撕裂的潛在風險人群提供客觀依據。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明莊佳綿:設計研究方案,采集數據,撰寫論文;曾宇然:分析數據,審定論文;陳紹琦:提出研究思路,總體把關,審定論文。