先天性肌性斜颈影像学表现的研究进展

2016-01-28 02:25综述毅审校
中国介入影像与治疗学 2016年8期
关键词:杨氏模量患侧硬度

王 娟 综述,唐 毅审校

(重庆医科大学附属儿童医院超声科儿童发育疾病研究教育部重点实验室儿科学重庆市重点实验室重庆市儿童发育重大疾病诊治与预防国际科技合作基地,重庆 400014)

·综述·

先天性肌性斜颈影像学表现的研究进展

王娟综述,唐毅*审校

(重庆医科大学附属儿童医院超声科儿童发育疾病研究教育部重点实验室儿科学重庆市重点实验室重庆市儿童发育重大疾病诊治与预防国际科技合作基地,重庆400014)

先天性肌性斜颈(CMT)是小儿最常见的肌肉畸形,患侧胸锁乳突肌纤维化收缩导致患儿头向患侧偏斜,早期诊断治疗,纤维化则可逆,若斜颈持续存在,可导致患儿头、面、颈部发育畸形。弹性成像技术能快速、准确、无创、可重复地评价CMT患儿胸锁乳突肌纤维化程度,提高CMT患儿诊断准确率。本文对CMT的影像学表现进行综述。

斜颈;超声检查

先天性肌性斜颈(congenital muscular torticollis,CMT)是以一侧胸锁乳突肌(sternocleidomastoid muscle,SCM)纤维化病变为特征的小儿先天性头、面、颈部发育畸形[1]。发病率为0.3% ~1.9%,其主要临床特征包括特有的头偏斜、颈部旋转受限及患侧胸锁乳突肌挛缩形成的包块[2]。1岁以内患儿通过物理治疗及按摩,80%可自愈,超过1岁的患儿可能发展为颅面畸形[3],因此早期诊断至关重要。超声弹性成像作为CMT的重要辅助检查方法,可早期、准确、快速地评价CMT患儿胸锁乳突肌纤维化程度,对判断病情、协助治疗和随访疗效具有重要意义。本文对CMT影像学表现的研究进展进行综述。

1 诊断CMT的影像学方法及局限性

1.1MR检查Hwang等[4]对33例确诊为CMT、并接受手术治疗的患者进行MR检查,患者均为保守治疗效果不佳且纤维化程度较重者;其MRI示患侧SCM均为低信号。多数CMT患者的保守治疗效果较好,但此时MRI多不会显示低信号,且双侧SCM的MRI信号无明显差异,诊断较困难。因此,MRI不适合纤维化程度较轻或保守治疗效果好的CMT患儿的初步筛查。此外,由于MR检查耗时长,患儿难以配合,且费用昂贵,也限制了其在临床检查及随访中的应用。

1.2常规超声检查超声是CMT的首选影像学检查方法。与CT和MRI相比,超声检查费用低、时间短、无辐射、无需使用麻醉剂且更适合婴儿检查。常规超声检查包括二维超声检查及彩色多普勒超声检查,是诊断CMT的重要方法。Wang等[5]回顾性分析了50例临床怀疑为CMT患儿的超声资料,将患儿根据年龄分成婴儿组(年龄<1岁)和幼儿组(年龄≥1岁),结果显示婴儿组超声表现为SCM局限性增厚,呈弱回声或不均匀回声,CDFI于SCM内见少许血流信号;幼儿组SCM肌层呈条索样强回声或全层增强,CDFI未见明显血流信号。因此,高频超声及CDFI可以作为诊断CMT的辅助检查。Lee等[6]收集56例年龄<3个月、被动转颈试验<10°的CMT患儿,根据SCM纤维化严重程度将CMT分为3种类型,并对所有患儿进行标准化的物理治疗并定期评估;结果显示,第3型患儿被动转颈角度最小,平均治疗持续时间最长,且超声分型与治疗持续时间、物理治疗成功率呈明显的线性相关;表明常规超声可对CMT婴儿严重程度进行分型,并可及早指导物理治疗。

但常规超声诊断CMT有一定局限性:CMT患儿患侧SCM回声呈多样性,不同时期患侧SCM可表现为团块型、肥厚型、挛缩型等,操作者主观因素对SCM厚度测值、回声判断及血流信号显示影响较大。Park等[7]采用厚度比(患侧SCM厚度/健侧SCM厚度)评价胸锁乳突肌随治疗的变化,结果发现SCM厚度比随着治疗进展而变薄,不仅减少了操作者主观因素的影响,且能避免患儿随着生长发育SCM增厚而导致的假阳性,可以用来评价CMT治疗效果。

2 超声弹性成像技术

超声弹性成像技术是在二维超声成像的基础上叠加组织的弹性信息,可实时动态显示常规二维超声图像和弹性图像,通过相互比较,可快速获得不同组织的硬度。近年来超声弹性成像在乳腺、甲状腺、肝脏、妇科及肌肉等疾病的应用中取得迅猛发展。临床用于评价CMT的弹性成像技术包括实时弹性成像(real-time elastography,RTE)及剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)等。

2.1RTE技术RTE是基于组织压缩原理在硬度不同的组织中产生不同的应变程度。通常蓝色代表组织偏硬,红色代表组织偏软,以色彩分布的不同来反映组织的硬度差别。

Hong等[8]选取56例CMT患儿进行常规超声及RTE检查,并测量了SCM厚度、SCM厚度比及双侧SCM应变率,结果发现,患侧SCM应变率明显大于健侧,应变率与治疗持续时间显著相关。表明RTE技术评估CMT,尤其是预测康复效果时可作为一种辅助检查技术。Lee等[9]收集27例CMT患儿作为病例组,17名正常婴儿作为对照组,并同时进行常规超声和RTE检测,操作者先应用常规超声将病例组患侧SCM肌层回声分型,并测量肌层厚度,然后用RTE技术对患侧SCM进行弹性评分;结果发现病例组弹性评分均显著高于对照组,且病例组中11例患儿患侧SCM常规超声呈等回声,与对照组难以区分,而弹性评分值较对照组高,表明弹性成像技术比常规超声更具优势。Kwon等[10]对50例 CMT患儿同时进行二维超声及RTE检查,测量SCM受累肌肉厚度及横截面积,并对SCM按照弹性程度从软到硬评为1~4分;第1组20例患儿的SCM厚度大于10 mm,弹性评分4分,第2 组30例患儿的SCM厚度小于10 mm,弹性评分3分;结果显示,第1组弹性评分明显高于第2组;两组经推拿治疗后复查常规超声和RTE:第1组在初次诊断后7个月左右,80%SCM恢复正常,20%受累SCM未完全恢复,但在12个月以内恢复正常;第2组所有病例在治疗3个月内,受累SCM完全恢复。上述研究表明RTE弹性评分能客观反映CMT肌肉硬化程度,且可预测诊疗时间和治疗效果。

但RTE存在一定局限性:①操作时要求患者屏气,婴幼儿及年老体弱者难以配合。②RTE彩色编码显示只能提供弹性图像,由操作者主观进行弹性评分,不能获得组织真正的弹性数据。③无统一判断标准,操作者间可重复性差,临床实际应用范围和效果受不同程度的限制。

2.2SWE技术SWE技术是通过采用独特设计的探头发射高速声脉冲,在组织中高效振动产生剪切波,获得超高时间分辨率的弹性图像,并通过测量得到剪切波速度并转化成的杨氏模量值(以kPa为单位)。将杨氏模量测量工具Q-box置于ROI,既可获得ROI组织弹性的杨氏模量值,也可以获得不同ROI的比值。组织硬度越大,杨氏模量值越大,组织硬度越软,杨氏模量值越小。目前SWE技术多应用于乳腺、甲状腺、肝脏、肾脏不同脏器疾病研究及正常肌肉弹性模量值的参考范围的探讨[11]。

Koo等[12]对20名健康人静息状态胫前肌进行弹性模量测量,踝关节从跖曲50°被动变化到背曲15°,每5°取一个测值,结果显示对弹性模量-角度数据均可使用分段指数模型进行优异拟合,并得出人胫前肌松弛角度、松弛弹性模量值的正常参考值,为临床应用提供了参考。Le Sant等[13]应用SWE评估不同角度的膝盖被动拉伸对大腿肌群弹性模量的影响,结果表明随着膝盖被动拉伸角度的加大,大腿肌群紧张度增加,弹性模量值呈线性增高。Chen等[14]运用SWE评价跟腱功能,并对比跟腱断裂与正常对照组弹性模量改变,结果显示跟腱断裂组与正常对照组跟腱平均杨氏模量值显著降低,说明SWE能提供相关的生物力学信息,可用以评价跟腱功能。Hsiao等[15]应用SWE技术评价随着年龄增长髌韧带弹性的变化,并将62名健康人分为三个年龄组:第1组,20~30岁,第2组,40~50岁,第3组,60~70岁。用SWE分别测量近端、中部和远端髌韧带的杨氏模量值;结果显示,与其他组相比,第3组各部位杨氏模量值显著降低,髌韧带弹性降低,说明SWE技术诊断韧带老化较常规超声更有价值。Lacourpaille等[16]对14例假肥大型肌营养不良(duchenne muscular dystrophy,DMD)患者和13名健康人的6组肌肉进行了SWE测量,结果显示与健康人相比,DMD患者的股外侧肌、腓肠肌、胫前肌、肱二头肌、肱三头肌等5组肌肉杨氏模量值增大,提示肌肉硬度增大与DMD患者关节挛缩后引起肌肉变硬有关。Lv等[17]利用特殊气球袖口设备对23只兔子的左后腿造成人为挤压伤,操作者对左后腿挤压伤处及周围正常区域进行常规超声和SWE检查,获取弹性杨氏模量值,测量时间点分别为挤压伤后 0.5、2.0、6.0、24.0、72.0 h。结果显示,挤压伤处最大杨氏模量值和平均杨氏模量值较周围正常区域显著提高(P<0.001);杨氏模量的最大值和平均值在挤压伤后2.0 h时最高,6.0 h时最低,而未受伤区域杨氏模量值始终无明显变化,同时SWE弹性值定量评估肢体挤压伤的硬度变化与其病理结果改变有相关性。

SWE是目前最新的弹性成像模式,SWE不需要人工加压及测量组织形变,而是直接通过彩色编码组织弹性图显示和测量局部组织的杨氏模量值,技术可重复性高,操作者主观依赖性低。但SWE亦存在一定局限性,黄泽萍等[18]对142例正常成人肝脏进行SWE测量,发现随着探测深度增加,探测成功率降低,ROI彩色充盈不佳;检测深度距体表小于5 cm组检测成功率为97%,大于5 cm组检测成功率为15%。但SCM为颈部肌肉组织,距离体表近,探测深度浅,具有可操作性。刘媛祎等[19]采用SWE测量甲状腺弥漫性疾病的组织硬度,发现不同甲状腺疾病的病理改变不同,其组织硬度也不同。如亚急性甲状腺炎患者甲状腺大量纤维组织增生,硬度明显增加,超过仪器预设值上限,无法得到弹性模量值。林子梅等[20-21]发现,甲状腺弥漫性疾病中SWE无值是亚急性甲状腺炎较特异性表现。CMT患儿中,由于患侧SCM纤维增生程度不一,肌肉硬度不同,能否全都显示出弹性模量值,还需要大样本进一步研究,且患者呼吸、大血管搏动及患者配合度对图像稳定性、测值准确率亦有一定影响。CMT患者以婴幼儿为主,难以配合屏气,故尽量选择在患儿安静状态下进行检查;若出现患儿严重哭闹,可给予10%水合氯醛镇静后检查。注意测量时尽量避开搏动的颈动脉,同时动作轻柔,待图像稳定后测量,以提高测值的准确率。

3 小结与展望

超声是诊断CMT最好的辅助影像检查方法,常规超声能实时动态观察患者SCM的厚度及回声;但在CMT疾病进展过程中,病变SCM形态和回声会发生变化,且病变SCM呈等回声时,与周围肌肉无明显差异,为诊断带来难度。弹性成像不仅可获得SCM的二维图像,还能结合组织弹性硬度,提高诊断CMT的准确率。RTE技术可直接通过彩色编码感兴趣区显示病变肌肉范围,并通过弹性评分定量检测CMT患儿肌肉硬化程度,预测治疗时间,监测评估治疗效果。SWE技术是目前唯一得到美国食品药品监督管理局认证的实时、全定量剪切波成像技术。虽然目前国内外采用SWE技术对CMT的研究甚少,但其在临床应用有很高的实用价值。由于CMT患儿患侧SCM发生纤维化病变且病变肌肉组织硬度增加,因此SWE技术能定量分析CMT患儿的弹性模量值,还可根据弹性模量值评价CMT严重程度,为临床选择个性化治疗方式提供参考,并且监测治疗效果。SWE技术准确率高、可重复性好,是未来弹性成像技术研究CMT的重要方向,有广阔的应用前景。

[1] Collins A,Jankovic J.Botulinum toxin injection for congenital muscular torticollis presenting in children and adults.Neurology,2006,67 (6):1083-1085.

[2] Yim SY,Yoon D,Park MC,et al.Integrative analysis of congenital muscular torticollis:From gene expression to clinical significance. BMC Med Genomics,2013,6(2):2493-2498.

[3] Sönmez K,Türkyilmaz Z,B,et al.Congenital muscular torticollis in children.ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec,2005,67 (6):344-347.

[4] Hwang JH,Lee HB,Kim JH,et al.Magnetic resonance imaging as a determinant for surgical release of congenital muscular torticollis:Correlation with the histopathologic findings.Ann Rehabil Med,2012,36 (3):320-327.

[5] Wang L,Zhang L,Tang Y,et al.The value of high-frequency and color Doppler ultrasonography in diagnosing congenital muscular torticollis.BMC Musculoskelet Disord,2012,13:209.

[6] Lee YT,Yoon K,Kim YB,et al.Clinical features and outcome of physiotherapy in early presenting congenital muscular torticollis with severe fibrosis on ultrasonography:A prospective study.J Pediatr Surg,2011,46(8):1526-1531.

[7] Park HJ,Kim SS,Lee SY,et al.Assessment of follow-up sonography and clinical improvement among infants with congenital muscular torticollis.AJNR Am J Neuroradiol,2013,34(4):890-894.

[8] Hong SK,Song JW,Woo SB,et al.Clinical usefulness of sonoelastography in infants with congenital muscular torticollis.Ann Rehabil Med,2016,40(1):28-33.

[9] Lee SY,Park HJ,Choi YJ,et al.Value of adding sonoelastography to conventional ultrasound in patients with congenital muscular torticollis. Pediatr Radiol,2013,43(12):1566-1572.

[10] Kwon DR,Park GY.Diagnostic value of real-time sonoelastography in congenital muscular torticollis.J Ultrasound Med,2012,31(5):721-727.

[11] Arda K,Ciledag N,Aktas E,et al.Quantitative assessment of normal soft-tissue elasticity using shear-wave ultrasound elastography. AJR Am J Roentgenol,2011,197(3):532-536.

[12] Koo TK,Guo JY,Cohen JH,et al.Quantifying the passive stretching response of human tibialis anterior muscle using shear wave elastography.Clin Biomech(Bristol,Avon),2014,29(1):33-39.

[13] Le Sant G,Ates F,Brasseur JL,et al.Elastography study of hamstring behaviors during passive stretching.PLoS One,2015,10 (9):e0139272.

[14] Chen XM,Cui LG,He P,et al.Shear wave elastographic characterization of normal and torn Achilles tendons:A pilot study.J Ultrasound Med,2013,32(3):449-455.

[15] Hsiao MY,Chen YC,Lin CY,et al.Reduced patellar tendon elasticity with aging:In vivo assessment by shear wave elastography.Ultrasound Med Biol,2015,41(11):2899-2905.

[16] Lacourpaille L,Hug F,Guével A,et al.Non-invasive assessment of muscle stiffness in patients with Duchenne muscular dystrophy.Muscle Nerve,2015,51(2):284-286.

[17] Lv F,Tang J,Luo Y,et al.Muscle crush injury of extremity:Quantitative elastography with supersonic shear imaging.Ultrasound Med Biol,2012,38(5):795-802.

[18] 黄泽萍,郑剑,郑荣琴,等.实时剪切波弹性成像检测正常成人肝的影响因素探讨.中华超声影像学杂志,2013,22(4):362-363.

[19] 刘媛祎,崔可飞,付超,等.实时剪切波弹性成像评价甲状腺弥漫性疾病的可行性及局限性.中国临床医学影像杂志,2013,24 (12):890-892.

[20] 林子梅,房世保,王建红,等.声触诊组织定量技术对甲状腺弥漫性疾病的诊断价值.中华临床医师杂志:电子版,2013,7(1):62-64.

[21] 蔡文佳,何文,金占强,等.新型实时剪切波弹性成像诊断甲状腺疾病.中国医学影像技术,2016,32(5):651-654.

Imaging progresses of congenital muscular torticollis

WANG Juan,TANG Yi*
(Department of Ultrasonography,Key Laboratory of Child Development and Disorders of Ministry of Education,Chongqing Internaional Science and Technology Coorperation Center for Child Development and Disorders,the Children's Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing 400014,China)

Congenital muscular torticollis(CMT)is the most common neck deformity.Contraction of fibrotic sternocleidomastoid muscle leads to characteristic head tilt to the affected side.The early stage sternocleidomastoid muscle fibrosis is a reversible pathological processes.If torticollis persists,craniofacial deformities or plagiocephaly can occur.Ultrasonic elastography which is a quick,accurate,non-noninvasive,repeatable technology has been used recently to show fibrotic lesions within the sternocleidomastoid muscle,and could improve the diagnostic accuracy rate of CMT.Imaging progresses of congenital muscular torticollis were reviewed in this article.

Torticollis;Ultrasonography

R685;R445.1

A

1672-8475(2016)08-0510-04

10.13929/j.1672-8475.2016.08.014

王娟(1986—),女,四川绵阳人,在读硕士。研究方向:小儿超声。E-mail:42283936@qq.com

唐毅,重庆医科大学附属儿童医院超声科儿童发育疾病研究教育部重点实验室儿科学重庆市重点实验室 重庆市儿童发育重大疾病诊治与预防国际科技合作基地,400014。

E-mail:tangyi6688@163.com

2016-04-21

2016-06-23

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