实时剪切波弹性成像评估强直型帕金森病患者早期上肢肌肉硬度的变化

丁常伟，张迎春*，宋馨，张英，王才善，刘春风

1.苏州大学附属第二医院超声中心，江苏 苏州 215004；2.苏州大学附属第二医院神经内科，江苏 苏州 215004；*通信作者 张迎春 richer777@126.com

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是常见的神经退行性疾病，尤其是在60岁以上人群中发病率高[1]。强直是PD的核心症状之一，主要表现为肌张力增高引发关节活动受限[2]。因此，尽早、准确地评估此类PD患者的强直症状至关重要。实时剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）近年广泛应用于肌骨方向[3-4]。杜丽娟等[5]研究表明：SWE可发现PD患者（Hoeho-Yahr分期I～Ⅱ期）的肱二头肌、肱桡肌以及腓肠肌的剪切波速度（shear wave propagation velocity，SWV）高于正常对照组。PD的病情发展是一个逐步加重的过程，而强直型PD患者早期仅以单侧上肢出现强直症状为主，然后逐渐发展至全身[6]。本研究拟通过SWE检测早期仅单侧上肢出现强直型PD患者双侧上肢肱二头肌及肱桡肌的SWV，探索早期强直型PD患者双侧上肢肌肉硬度的变化。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性选取2019年5月—2020年5月苏州大学附属第二医院帕金森病专科门诊及住院就诊的25例早期强直型PD患者，男12例，女13例；年龄36～69岁，平均（62.9±10.0）岁。纳入标准：①符合英国脑库的帕金森病诊断标准[7]；②Hoeho-Yahr分期[8]I期；③仅单侧上肢出现强直症状。排除标准：①非典型和继发性PD，如多系统萎缩、进行性核上麻痹、血管源性PD；②其他神经肌肉疾病、中枢或周围神经退行性疾病；③糖尿病、甲亢或甲状腺功能减退病史；④上肢外伤或手术史；⑤左利手。选取性别、年龄与PD组匹配的健康志愿者25名，男16名，女9名，年龄46～69岁，平均（60.2±6.1）岁，均为右利手，无神经肌肉系统及糖尿病、甲亢、甲减等基础疾病。本研究经医院医学伦理委员会批准（JD-LK-2018-094-01），患者均知情同意。

1.2 肌肉强直评估 依据统一帕金森病评分量表第三部分（unified Parkinson's disease rating scale Ⅲ，UPDRS-Ⅲ）22b-c上肢强直评分[6]，0：无；1：轻微僵硬；2：轻到中度增高；3：明显增高，但最大关节活动可以容易地完成；4：严重增高，最大关节活动完成很困难。对PD患者双侧上肢及对照组右侧上肢进行肌肉强直评估。

1.3 SWE检查 由一位具有2年以上肌肉骨骼超声检查经验的超声医师采用盲法测量所有受试者的上肢肌肉SWV。检查前，每位受试者仰卧于检查床上，放松双肩和肘部，休息5 min。检查时上肢放置于身体两侧，肘部完全伸展，掌心向上。

采用具有实时SWE技术的Supersonic Imaging Aixplore超声诊断仪，L4-15线阵探头，肌骨模式。所有受试者在SWE检查前均行常规二维B超检查，以确定肌肉有无外伤、血肿及异常结构改变（骨组织或大血管）。SWE检查过程中，检查医师的右手肘部放置于一个固定的支架上，以维持手的稳定性，同时减小超声探头对受试者皮肤所造成的压力。探头方向纵向平行于肌纤维的切面，将感兴趣区（ROI）置于距皮肤11～15 mm处，大小25～30 mm×25～30 mm。稳定探头后，启动SWE模式，仪器发射剪切波穿过ROI，待ROI充满颜色后（蓝色代表低硬度，红色代表高硬度），冻结图像。在ROI内启动定量分析系统（Q-BOX）计算ROI中心选定圆形区域（直径4 mm）的最大、最小和平均SWV，代表肌肉硬度。每块肌肉SWV测量3次，取平均值。

1.4 统计学方法 应用SPSS 21.0软件，采用Shapiro-Wilk检验进行正态分布检验，符合正态分布的计量资料以±s表示，不符合正态分布者以M（Qr）表示。对照组不同性别肌肉SWV值比较采用Mann-WhitneyU检验。PD患者强直侧、非强直侧及对照组间肌肉SWV值比较采用Kruskal-WallisH检验，两两比较采用Mann-WhitneyU检验，SWV 值与病程的相关性采用Spearman相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料 所有患者强直侧上肢强直等级1～2，两组受试者一般资料见表1。

表1 PD组与对照组一般资料比较

2.2 对照组不同性别肱桡肌及肱二头肌SWV值的比较及SWV值与年龄的相关性 对照组中，男性肱桡肌及肱二头肌SWV值[2.88（2.64～3.25）m/s 比2.97（2.62～3.30）m/s]与女性[2.85（2.75～3.15）m/s比3.15（2.85～3.40）m/s]比较，差异无统计学意义（Z=-0.383、-0.817，P>0.05）。Spearman相关分析显示：肱桡肌及肱二头肌SWV值与年龄无显著相关性（r=-0.135、0.336，P>0.05），见图1。

图1 对照组右侧肱桡肌（A）及肱二头肌（B）SWV与年龄的相关性

2.3 PD组强直侧、非强直侧及对照组肱桡肌、肱二头肌SWV值比较 早期强直型PD患者非强直侧肱二头肌及肱桡肌SWV值均高于对照组（Z=-3.151、-3.350，P<0.05），但均低于其强直侧（Z=-2.323、-1.985，P<0.05），见表2和图2、3。

表2 PD患者强直侧、非强直侧及对照组肱桡肌及肱二头肌SWV值比较[m/s，M（Qr）]

图2 对照组右侧与PD组非强直侧及强直侧肱桡肌、肱二头肌SWE检查。A、B分别为对照组右侧肱桡肌、肱二头肌；C、D分别为PD患者非强直侧肱桡肌、肱二头肌；E、F分别为PD患者强直侧肱桡肌、肱二头肌

2.4 PD组强直侧及非强直侧上肢肌肉SWV值与病程的相关性 PD组强直侧及非强直侧肱二头肌SWV值与病程均呈正相关（r=0.615、0.526，P<0.01）。强直侧肱桡肌SWV值与病程呈正相关（r=0.487，P<0.05），非强直侧肱桡肌SWV 值与病程无显著相关性（r=0.144，P>0.05），见图4。

图4 PD患者非强直侧及强直侧肱桡肌、肱二头肌SWV值与病程的相关性。A、B分别为非强直侧、强直侧肱桡肌与病程的相关性；C、D分别为非强直侧、强直侧肱二头肌与病程的相关性

3 讨论

SWE通过发射声辐射对组织施加激励，在组织内产生远低于声速的剪切波，这种剪切波在不同硬度的组织中的传播速度不同，可以定量反映组织的硬度[9-11]。既往研究表明：SWE在肌肉静息和被动拉伸状态下测量其硬度时具有良好的可靠性和重复性[12]，目前已用于评估心力衰竭[13]、肌萎缩性脊髓侧索硬化症[14]、慢性颈部酸痛[15]等的肌肉状况。

对于PD患者强直的研究，早期国外研究主要依靠记录肌电图信号或肌张力仪评估肌肉结构的改变[16]。Gao等[17]及Ding等[18]的研究表明：应变力弹性成像及SWE技术可以发现PD患者肌肉硬度增加。上述研究主要集中于探究PD患者症状侧肌肉硬度变化的特点。本研究纳入早期仅单侧上肢出现强直症状的PD患者，测量其强直侧及非强直侧的上肢肌肉SWV值以代表肌肉硬度。结果表明，PD组强直侧和非强直侧肱桡肌及肱二头肌SWV值均高于对照组，且强直侧肌肉SWV值高于非强直侧。相关性分析表明：对于早期以单侧上肢强直症状为主的PD患者，强直侧及非强直侧肱二头肌硬度均与病程相关；而对于肱桡肌，仅强直侧与病程相关，推测其原因可能是肱二头肌为上肢屈肌，承担上肢肘关节的收缩运动；而肱桡肌则在上肢运动过程中起调节作用，对于PD患者，肱二头肌硬度增加与强直症状更加密切相关。

图3 对照组右侧与PD组非强直侧及强直侧肱桡肌、肱二头肌SWV值两两比较。aP<0.05，bP<0.01

目前对于年龄与肌肉硬度之间有无相关性尚无定论。Alfuraih等[19]研究表明，老年组（>75岁）的下肢肌肉杨氏模量较年轻组（20～35岁）平均下降16.5%。而Eby等[20]研究认为>60岁人群的肌肉才会发生退行性改变，导致相应硬度逐渐增加，并可通过SWE技术检测出来。不同研究结果的差异可能与样本量及测量肌肉硬度时受试者体位有关[21]，有研究认为即使>60岁的高龄人群，其肌肉在被动拉伸的体位下仍然可以维持一定的肌张力[22]。本研究中对照组肱桡肌及肱二头肌均采用被动拉伸位，且平均年龄在60岁左右，该组肱二头肌及肱桡肌SWV值与年龄均无相关性。

本研究的局限性：①纳入样本量小；②未对患者的肌肉进行活检，因此无法分析肌肉硬度增加与其内在的病理变化之间的关系；③患者的病程均由患者或其家属自述，考虑到部分患者发病较为隐匿，因此病程与实际可能有所差异。

总之，SWE能比较灵敏、无创地获得早期强直型PD患者肱二头肌和肱桡肌的SWV值，反映其肌肉硬度变化，甚至早于强直症状产生之前，将为强直型PD患者的早期精准评估提供一定的影像学量化指标。