超微血管成像用于肌肉骨骼疾病研究進展

王紫藝,陳笑一,張雙雙,石 偉,許 娜,*

(1.汕頭大學醫學院附屬深圳市兒童醫院超聲科,3.骨科,廣東 深圳 518034;2.中國醫科大學附屬深圳市兒童醫院超聲科,廣東 深圳 518034)

超聲能夠較好顯示肌肉、肌腱、韌帶及其周圍軟組織[1],為診斷骨骼肌肉系統疾病提供可靠依據。與X線、CT、MRI等相比,超聲具有便攜、低成本、無輻射及可動態、實時成像等優點,是肌肉骨骼疾病的首選影像學檢查方式[2]。近年來涌現出多項可用于評估組織微血管內低速血流的超聲新技術,超微血管成像(superb microvascular imaging,SMI)即為其中之一[3-4],尤其適用于評估血供來源以細微血管為主的肌腱、韌帶和滑膜等軟組織及骨骼。本文就SMI用于肌肉骨骼研究進展進行綜述。

1 概述

與傳統多普勒超聲技術不同,SMI采用新型濾波技術,可最大限度地濾除運動造成的低頻偽影,無需注入造影劑即可顯示微血管內的低速血流信號,克服了傳統壁濾波器難以區分組織運動偽影與緩慢血流信號、使得后者被濾除的不足[3-4]。

SMI早期主要用于頸動脈、甲狀腺、乳腺等淺表器官[5]。近年來,SMI已被證明可用于表征低流量血管,尤其適用于肌肉、肌腱、韌帶及周圍神經損傷和關節炎等疾病[6-7]。

2 用于關節炎

血管增生和血流量增加是炎癥的重要特征。已有研究[8]表明,SMI對顯示細微血流的敏感度高于能量多普勒(power Doppler ultrasound, PDUS),可檢出PDUS無法顯示的輕度炎癥,對檢測滑膜血流有一定優勢,可作為臨床評估關節炎癥程度及治療效果的方法之一。

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis, RA)為全身性自身免疫性疾病,典型病理表現為炎性細胞浸潤、血管翳形成、軟骨及骨質破壞等。超聲可通過監測臨床緩解期RA關節滑膜血流信號而評估亞臨床期滑膜炎癥程度及其進展,并預測預后[9-10]。劉芳等[9]分別以PDUS及SMI觀察30例臨床緩解期RA患者手指關節滑膜血流,發現SMI能更敏感地捕捉細微血流。YOKOTA等[10]采用SMI和PDUS針對RA最常累及的掌指小關節和肘、腕等大關節進行檢查和評分,并分析評分與C反應蛋白(C reactive protein, CRP)、金屬蛋白酶-3、疾病活動性評分(disease activity score, DAS)及健康評估問卷殘疾指數的相關性,發現SMI評分與上述指標均相關(r=0.41～0.74,P均<0.05),PDUS評分則僅與DAS-CRP呈中度相關(r=0.57,P=0.002)。劉歡顏等[11]以SMI半定量評估41例計劃接受膝關節置換RA患者的膝關節血流,與術后膝關節髕上囊滑膜組織病理分級結果進行對比,分析二者相關性,結果顯示SMI評分與病理分級具有較好的一致性 (Kappa=0.639,P<0.05)。李麗等[12-13]報道,超聲造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)與SMI的診斷效能基本一致,而SMI可無需造影劑成像,患者接受度更高。

除RA外,SMI亦已用于診斷和評估其他類型關節炎,包括痛風性關節炎、血友病性關節炎及幼年型特發性關節炎(juvenile idiopathic arthritis, JIA)等。SMI可較PDUS更為敏感地檢測痛風患者關節早期滑膜炎癥[14-15]、顯示血友病患兒關節內滑膜血管[16-17],并有助于檢出血友病患兒關節早期病變、預測關節內出血次數[15]。但SMI用于JIA效果并不理想[18-20],ALIS等[18-19]等認為SMI對于JIA滑膜血流分級結果與CRP等炎性指標無相關。目前對于JIA累及關節血管增加的臨床意義尚不明確,有待進一步觀察[19]。

3 用于運動系統軟組織損傷

運動系統軟組織損傷臨床較為常見,可涉及肌肉、肌腱、滑囊及韌帶等結構,一般分為急性損傷和慢性損傷。損傷后組織在修復過程中伴發新生血管形成及炎癥;傳統多普勒技術對于顯示新生血管不甚理想,而SMI對超微血流較為敏感,可彌補傳統超聲的不足。

ARSLAN等[21]認為常規超聲聯合SMI可通過肌腱形態、結合充血情況診斷肱骨外上髁炎,診斷效能較高。齊鵬等[22]以高頻超聲聯合SMI觀察90例疑診肩袖損傷,評估岡上肌肌腱形態、肩峰下滑囊積液、肱骨頭表面形態及肌腱各部分血流,以關節鏡檢查結果為金標準,與MRI評估結果進行比較,發現高頻超聲聯合SMI診斷岡上肌肌腱損傷的敏感度、特異度及準確率均與MRI相當。

郝振民等[23]采用SMI對比200例非特異性下腰痛(non-specific low back pain, NLBP)患者(NLBP組)與100名健康志愿者(對照組)腹外斜肌、腹橫肌及髂腰肌等肌肉內血流信號,發現NLBP組上述肌肉血流陽性率高于對照組。KIM等[24]利用SMI檢測粘連性肩關節囊炎患者與健康志愿者喙下脂肪三角區血流量,結果顯示前者血流量高于后者,且SMI診斷粘連性肩關節囊炎的準確率高于PDUS。TAKEUCHI等[25]通過SMI量化評估前交叉韌帶撕裂后血管,發現SMI血管指數(多普勒信號像素格在取樣框內像素格中所占百分比)可用于定量評估前交叉韌帶撕裂后血管增加。

4 用于周圍神經病變

周圍神經病變通常指周圍神經系統結構或功能損傷,主要依賴于臨床癥狀、體征及電生理檢查進行診斷[26-27],但電生理檢查有創且不能直觀顯示神經形態結構。近年來,隨著超聲技術的發展,肌肉骨骼超聲逐漸用于檢查周圍神經病變、尤其診斷周圍神經卡壓綜合征。SMI能以高分辨顯示神經血流病理改變[26],輔助診斷周圍神經卡壓綜合征。

腕管綜合征(carpal tunnel syndrome, CTS)是最常見的周圍神經卡壓綜合征。CHEN等[28]分別以SMI、CDFI及PDUS觀察50例腕管綜合征患者和25名健康志愿者,對比其診斷腕管綜合征的效能,發現SMI對于血管的顯示率(90%)明顯優于CDFI(52%)及PDUS(60%),且以SMI評分≥2作為依據診斷CTS的準確率(79%)顯著高于CDFI(61%)及PDUS(63%)。KARAHAN等[29-30]認為CTS患者正中神經血流SMI分級與其神經肌電圖結果具有較強相關性。YILDIRAN等[31]利用SMI對比腕管松解術前、后CTS患者正中神經血管指數,發現中度及重度CTS患者術后血管指數顯著下降,提示SMI可用于評估神經卡壓綜合征療效,并具有作為術后常規隨訪方式的潛力。郭文池等[32]報道,聯合應用剪切波彈性成像及SMI診斷CTS的準確度、敏感度及特異度均高于單一應用二者,證實SMI可在一定程度上與其他超聲形成優勢互補,獲得更多影像學信息。

5 局限性

相比傳統多普勒,SMI顯示微小血管的敏感度已有很大提升,但仍存在局限性：①SMI基于多普勒效應進行血流成像,難以避免其固有劣勢,例如檢查結果受探頭角度影響,且其無法判斷血流方向,評估效能隨著檢測目標區域深度增加而下降[3];②SMI對血流極為敏感,但其檢測結果無法被組織病理學證實,可能存在假陽性,需制定嚴格的檢查標準,并對操作者進行培訓;③目前SMI在肌肉骨骼疾病中的應用主要集中于成人RA、CTS等,用于其他疾病尚處于初步探索階段,對其是否具有普適性仍需進一步觀察;④對SMI與微血管成像(microvascular imaging, MVI)、微視血流成像(microflow imaging,MI)及細微血流成像(microvascular flow, MV-Flow)等[4]其他微血流成像技術的一致性有待進一步探討。

6 小結

綜上,SMI無需造影劑即可敏感地顯示低速微小血流、反映組織微循環變化;聯合其他超聲技術可提高對于RA、軟組織損傷及CTS等常見疾病的診斷效能,為臨床診斷骨骼肌肉系統疾病、評估其進展及療效等提供影像學依據;但對其普適性及與其他超聲微血管成像的一致性有待進一步觀察。

利益沖突：全體作者聲明無利益沖突。

作者貢獻：王紫藝查閱文獻、撰寫文章;陳笑一、張雙雙查閱文獻;石偉修改文章;許娜審閱文章。