超声弹性成像在肌肉痉挛评定中的应用进展①

钟冬灵，杨璐萍，胡益娟，李梦晓，张福蓉，李涓，金荣疆

成都中医药大学，四川成都市610075

1 痉挛

上运动神经元受损后常会出现痉挛，它与肌力下降、主动运动的控制和协调能力降低等表现统称为上运动神经元综合征。1980年，英国Lance[1]最早提出“痉挛”一词，认为痉挛是牵张反射兴奋增加引起的运动障碍，以牵张反射、腱反射亢进为主要特征。

临床上，脑卒中、脑瘫、脊髓损伤等疾病常出现肢体痉挛。痉挛累及超过90%脑瘫患儿，约35%脑卒中患者，约40%脊髓损伤患者和约50%脑外伤患者[2-5]。由于病变损伤部位和程度不同，痉挛有不同表现，共同点均为肌张力异常增高，导致患者无法完成主动运动和随意运动，形成错误的运动模式，从而影响患者的平衡、协调功能，甚至会造成受累部位关节挛缩、病理性骨折或异位骨化等，最终影响患者运动功能及日常生活活动，生活质量降低，心理负担增加。

2 痉挛评定

临床通过对痉挛的评定，可以了解患者是否存在痉挛、痉挛的部位、痉挛的程度和痉挛对患者功能的影响等，为明确痉挛情况、确定目标、制订计划提供依据。另外，科学合理的治疗需要客观、准确的评定；通过对治疗前后肢体痉挛的评定，可评价治疗是否有效，从而指导治疗方案的修订与完善。

然而，由于痉挛机制的复杂性，至今其评定仍是一大难题[6]。目前，临床上常采用定性的触诊或半定量量表对痉挛进行评定，如改良Ashworth量表(modified Ashworth Scale,MAS)、改良Tardieu量表(modified Tardieu Scale,MTS)、粗大运动功能测量(Gross Motor Function Measure,GMFM)等。临床运用最广泛的MAS，根据被动关节活动时的阻力大小进行分级，具有简单易用、操作简便、成本低廉等优点，但易受评定者主观因素影响，不能做到客观、定量；且有学者对MAS测量的信度、效度提出质疑[7]。因此，临床需要更客观、准确且信度、效度高的方法对痉挛进行评定。

3 超声弹性成像(ultrasound elastography,UE)

组织的弹性信息对临床有重要的参考价值，但传统的医学影像技术不能直接提供该信息。1991年，Ophir等[8]最先提出弹性成像的概念。近年来，越来越多的学者开始深入研究弹性成像技术。

UE是临床上常见的弹性成像方法之一，主要包括压迫性弹性成像、实时剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)、声脉冲辐射力。随着研究的不断深入，UE已广泛应用于临床对乳腺[9]、甲状腺[10]、肝脏[11]等器官疾病的检查。SWE可通过测量组织的杨氏模量(Young's modulus)反映组织的弹性。杨氏模量值与剪切波传播速度和组织硬度呈正比，杨氏模量值的大小，可在实时彩色弹性图像上显示为红、绿、蓝色。

目前，已有研究将UE运用在正常人肌肉弹性的评定中。利用SWE对正常人跟腱及肱二头肌进行测量，杨氏模量值与足背屈曲角度和肱二头肌等长收缩呈正相关[12-13]。SWE可实时检测肌肉收缩过程的杨氏模量值，且敏感性较高[14-15]。SWE可用于健康人收缩时肌肉杨氏模量测量，重复性高[16]。

4 UE在痉挛评定中的应用

4.1 脑瘫

脑瘫是因非进行性脑部损伤引起的运动和姿势持续性发育障碍综合征，按临床表现可分为痉挛型、手足徐动型等，以痉挛型脑瘫发病率最高，约占脑瘫患儿60%～70%[17-18]，主要表现为受累肢体肌张力增高，被动活动时呈“折刀”样或“齿轮”样表现。肌张力增高致关节活动度不同程度受限，严重者甚至形成关节挛缩。肌肉硬度变硬可能是肌细胞外基质成分增加、肌节长度增加[19-20]和肌纤维硬度或类型改变[21]等原因造成。已有学者研究UE在肌肉骨骼系统中对肌肉、肌腱和韧带等结构的检查。

4.1.1 痉挛评定

Brandenburg等[22-23]对正常儿童和脑瘫患儿踝关节活动时腓肠肌剪切模量进行测量，表明脑瘫患儿剪切模量更大，证实SWE定量测量肌肉硬度的可行性。Lee等[24]测量脑瘫患儿踝关节活动时腓肠肌和胫前肌剪切波的速度也得到类似结论，发现脑瘫患儿病变重的肢体比病变轻的肢体硬度更大。Kwon等[25]利用动态弹性超声成像(dynamic sonoelastography,DS)分别对痉挛型脑瘫和无神经、骨骼肌肉系统疾病的儿童进行检测，同时计算局部剪切波速度和MAS评分，发现MAS评分与DS参数、局部剪切波速度呈正相关性。Öztürk等[26]利用实时UE检测跟腱，表明脑瘫患儿的跟腱更短，应变率更高。

研究表明，UE是一种客观评定肌肉硬度的方法，与临床常用的MAS有相关性，提示UE可能作为痉挛临床评定的新方法。

4.1.2 疗效评定

脑瘫患儿注射肉毒毒素前后采用UE组织弹性图像，可间接反映痉挛缓解的疗效[27]。采用声脉冲辐射力弹性成像对肉毒毒素注射疗效进行评价，发现剪切波速度与MAS评分呈正相关[28-29]。用压迫性弹性成像也得到相似的结果[30]。

研究显示，UE可用于脑瘫患儿肌肉硬度评定，还能指导脑瘫患儿痉挛的治疗，与临床常用量表间有相关性。

4.2 脑卒中

脑卒中是中老年常见病，严重危害中老年人身心健康，也为个人、家庭、社会带来巨大经济负担。脑卒中后肢体痉挛是脑卒中恢复期最常见的并发症之一，19%患者痉挛出现在脑卒中发病1个月后[31]，20%出现在3个月后[32]。脑卒中后肢体痉挛常导致患者丧失主动运动能力，甚至导致关节挛缩和变形。上肢痉挛常影响患者进食、穿衣、洗漱等日常基本生活活动，而下肢痉挛可能出现转移、行走姿势异常，以及平衡、协调功能障碍。对脑卒中后痉挛的客观、定量评定具有重要价值。

4.2.1 痉挛评定

樊留博等[33-34]采用SWE分别检测脑卒中后下肢痉挛偏瘫患者及健康人下肢肌肉硬度，并在治疗前后进行比较，结果表明，SWE有助于评估脑卒中后患者下肢肌张力变化。王季等[35]分别采用SWE、MAS、临床痉挛指数(Clinic Spasticity Index,CSI)评定脑卒中后患者痉挛情况，结果表明，CSI与SWE测量的杨氏模量呈正相关。郭云怀等[36]采用实时SWE评定脑卒中后肌痉挛患者肌张力，结果提示，SWE能够客观、定量评定脑卒中后肌肉张力的变化，有助于科学、合理地指导痉挛治疗。其他研究证实UE评定脑卒中后肌肉痉挛的可行性[37-38]。

4.2.2 疗效评定

陈欣欣[39]发现，注射肉毒毒素后，肌肉(拉伸、松弛位)平均杨氏模量较治疗前降低，MAS评分也降低。邵玉红等[40]研究显示，UE能客观反映康复训练前后跟腱的生物力学特性变化，准确评价脑卒中患者跟腱受损情况，从而评价康复训练疗效并指导临床康复治疗。

4.3 其他

UE除用于脑卒中与脑瘫肌肉痉挛评定和疗效评定外，也开始用于多发性硬化[41-42]和脊髓损伤[43]等疾病的评定中。实时弹性成像与常用的测量多发性硬化痉挛的主观量表间有很好的相关性，有可能成为监测多发性硬化患者的痉挛和评价抗痉挛疗效的新标准。

5 小结

综上所述，UE可用于脑卒中及脑瘫导致的肌肉痉挛评定，与临床常用的MAS、CSI等量表有很好相关性。但由于UE应用于肌肉痉挛的实践时间尚短，还存在许多问题，如操作超声探头的压力控制不恒定，会导致假阳性或假阴性结果；如果患者存在肌肉损伤、钙化、出血等情况，检测结果的真实、准确性也会受到影响等。还需要进一步研究证实UE在痉挛评价中的信度和效度。

UE能够无创检测人体组织的弹性信息，与临床常用的痉挛评定量表相比，该技术更客观、准确，具有操作简便快速、安全无创等特点，可为临床上肌肉痉挛的患者提供有重要临床价值的弹性信息；受人为因素影响较小。该技术有望成为客观评价上运动神经元损伤如脊髓损伤、脑外伤等引起肌肉痉挛的新方法，用于康复评定和治疗。