自体肌腱移植术后半腱肌肌腱再生状态的超声剪切波弹性评估

葛喜凤 黄红拾 于媛媛 梁子轩 崔立刚 敖英芳

1北京大学第三医院超声科（北京 100191）2北京大学第三医院运动医学科

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）是维持膝关节运动性和稳定性的重要结构。前交叉韧带损伤时，应用半腱肌腱和股薄肌腱重建ACL已成为治疗膝关节ACL损伤的流行术式之一[1]，并取得了良好的临床效果。该术式在肌肉肌腱连接处切断半腱肌腱和股薄肌腱。虽然这两条肌腱对维持膝关节运动功能并非重要，但学者们认为其功能并不能完全忽视。也采取了不同的取腱方法，希望术后这两条肌腱能够部分或完全再生。临床实践中，学者们也的确发现一部分患者术后膝关节后内侧可触及明显的绳索样结构，提示存在再生的半腱肌腱[2]。然而，再生肌腱的发生率、形态、功能如何，对维持膝关节稳定的远期疗效等尚值得深入研究。

超声剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）利用声辐射力脉冲推动组织产生剪切波，剪切波在越硬的组织中传播越快，通过捕捉组织中剪切波的传播速度就可以推测组织的软硬程度。在最近的临床研究中，剪切波弹性成像与应变弹性成像相比更客观、重复性更好，在肌肉骨骼系统有着良好的应用前景[3]。

因此，本研究拟对自体腘绳肌腱重建前交叉韧带术后患者半腱肌再生情况进行超声形态学评估，并结合SWE观察术后半腱肌腱再生组织的硬度，为今后的功能评估提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

2017年5月至2017年9月来我院运动医学科复诊的前交叉韧带重建术后患者53人，年龄19～53岁，平均（28.62 ± 6.27）岁；男性:女性=48:5，右侧:左侧=21:32；术后时间11周～8年。

患者自愿参加本研究，符合以下入组条件：1.重建手术为单侧，应用同侧自体半腱肌腱和股薄肌腱，对侧半腱肌腱为正常肌腱；2.不合并其他肌肉肌腱疾病。

1.2 仪器与方法

本研究使用法国声科Aixplorer新声威多普勒超声诊断仪，15-4高频探头，选择肌骨扫查条件。患者取俯卧位，膝关节伸直，进行双侧半腱肌腱超声检查。先横断确认并辨识半腱肌后向远端追踪扫查，观察肌腱有无再生并评估再生状态。长轴切面测量肌腱最大厚度，短轴横断面测量最大截面积，并与对侧正常的半腱肌肌腱对比。然后进行彩色多普勒评估，SCALE设置为4.0 cm/s，增大彩色多普勒增益至不出现伪彩。

常规二维超声评估后，于半腱肌肌腱体表投影处放置导声垫（BLUEMTECH，韩国制作；由于半腱肌腱此处的位置较浅，放置导声垫有助于获得稳定的SWE图像），沿肌腱长轴清晰显示肌腱，选择剪切波模式，SWE量程调节至800 kpa（16.3 m/s），保持手不对探头施加压力，获得稳定剪切波弹性图后冻结图像。描记法沿肌腱边缘划定感兴趣区后，测得感兴趣区剪切波传播速度均值。重复进行3次剪切波速度测量，以获取的感兴趣区内剪切波传播速度3次均值作为最终数值。

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件进行数据处理。计量资料用均数±标准差（以±s））表示。采用配对样本t检验比较双侧厚度、截面积、剪切波传播速度是否具有统计学差异，P＜0.05为差异具有统计学意义。应用双变量相关分析，分析术后“再生”肌腱的厚度、截面积、剪切波传播速度与术后时间及取腱沟处剪切波传播速度与术后时间是否相关。

2 结果

2.1 取腱沟处组织声像图特征

取腱沟处组织与正常肌腱的声像图明显不同，根据声像图表现分为无回声区（积液）、片样高回声区（仅见腱旁组织）及条索状低回声或条索状高回声。出现边界清楚的条索状低回声或条索状高回声被统计为有肌腱“再生”（图1）。超声检查显示53例患者中有肌腱“再生”34例，再生率为64.15%。

二维超声表现：在有肌腱“再生”的34例中，“再生”肌腱厚度（0.35±0.09 cm）高于对侧正常肌腱（0.24 ± 0.04 cm）（P＜0.001），“再生”肌腱截面积（0.22±0.11 cm2）大于对侧正常肌腱（0.14±0.04 cm2）（P=0.001）。25/53例探及点状血流信号，其中22例二维表现为条索状低回声。双变量相关分析，34例“再生”肌腱的厚度、横截面积与术后时间不相关（P＞0.05）。

图1 女性患者术后47周双侧半腱肌肌腱超声图像

2.2 取腱沟处组织剪切波评估

取腱沟处组织剪切波传播速度（5.61±2.48 m/s）低于对侧正常肌腱剪切波传播速度（12.50±2.25 m/s）（P＜0.001）。34例“再生”肌腱剪切波传播速度（6.73±2.31 m/s）低于对侧正常肌腱剪切波传播速度（13.06 ± 1.61 m/s）（P＜0.001）。双变量相关分析，53例取腱沟处组织剪切波传播速度与术后时间不相关（P＞0.05）,34例“再生”肌腱的剪切波传播速度与术后时间亦不相关（P＞0.05）（图2）。

图2 34例再生肌腱剪切波传播速度随术后时间改变的散点图

3 讨论

肌腱损伤后的愈合包括3种方式：再生、瘢痕修复及二者混合模式。再生是理想的组织损伤后愈合方式，在肌腱愈合中并不常见。而由结缔组织构成的瘢痕在肌腱的愈合中更为常见，这使得“再生”肌腱在结构和功能上差于原肌腱[4]。已有的文献报道超声并不能分辨再生与瘢痕，故而，本研究中超声显示腱沟处出现边界清晰的条索状低回声或条索状高回声，即定义为肌腱“再生”。本研究结果显示半腱肌肌腱再生率为64.15%，基本与龚熹等的研究所得出的半腱肌腱再生率（71.79%）一致。关于肌腱再生的方式，龚熹等认为肌腱的再生可能是以腱鞘样结构为支架，腱鞘内出血形成血肿，血肿机化，再逐渐化生成肌腱组织。并提出取腱时应避免将腱鞘样组织一并取走[5]。

本研究中约91%“再生”肌腱超声长轴显示为边界清楚的条索状低回声，其内可见多条线样高回声。少于10%“再生”肌腱表现为厚薄不均。即使形态规则的“再生”肌腱，短轴横断追踪其全程，常于腘窝附近明显变薄。Bedi等[6]在进行“再生”半腱肌腱超声评估时也发现了这一现象，5/9例与正常的肌腱相比形态不规则。本研究还发现再生的肌腱最大厚度和截面积比对侧明显增大，Sammarco等[7]及Snook等[8]也进行了类似研究，切取腓骨短肌肌腱进行重建术后，同样发现“再生”肌腱有肥大现象。

本研究发现，不论术后多长时间，“再生”肌腱的回声特点始终与非手术侧的肌腱不同。由此推测再生肌腱组织学成分与原来的肌腱不一致。Gill等报道26/31新西兰白兔半腱肌肌腱切除术后9～12个月发现了再生肌腱，但再生肌腱粘多糖和胶原的含量低于对侧[9]。Eriksson等[10]对6例自体肌腱移植术后患者进行再生半腱肌肌腱活检，其中5例虽然有正常肌腱的组织学特点，但同时可见由杂乱的胶原组织构成的瘢痕。证实了再生肌腱与健侧肌腱在结构和成分上并非一致。

弹性成像已经开始应用于评估肌肉骨骼系统的创伤和病理状态。Yamamoto等[11]在新西兰白兔跟腱横断模型（48条跟腱）中证明，应变比弹性成像在评估跟腱愈合组织时，数值随时间逐步降低，硬度逐渐增加，并且这种改变与跟腱的组织学性能和机械学性能一致。Martin等[12]应用剪切波弹性成像评估兔跟腱横断模型时发现，术后4周比术后2周硬。这提示肌腱的愈合是一个逐步变硬的过程。

由此我们推测肌腱的“再生”也可能为类似的模式。然而我们的研究显示术后再生肌腱的剪切波传播速度与术后时间并不相关，术后时间与剪切波传播速度的散点图也展示了传播速度并没有随时间而增加。分析原因可能是因为本研究入组患者为不同术后时间的不同个体，不同个体再生肌腱受到肌腱本身状态、营养情况、锻炼等的影响；另外不同皮下脂肪层的厚度对于SWE图像质量也会造成影响，这些因素导致我们没有发现再生肌腱逐步变硬的现象，因此进一步的分层、长期连续追踪同一患者，观察“再生”肌腱随时间的硬度变化情况实属必要。

4 结论

切取半腱肌肌腱股薄肌腱重建前交叉韧带后半腱肌肌腱有64.15%能够“再生”，“再生”肌腱厚度及截面积大于正常侧肌腱。无论是否形成“再生”肌腱，取腱沟处组织弹性特征均低于正常肌腱。