剪切波弹性成像检测屈光近视患者眼球壁及眼周组织弹性的临床研究

李 芳 吴 蓉 陈 静 姚明华 马 骥 张志华

超声弹性成像通过检测不同组织在受力后的形变程度，从而无创地反映不同组织的生物力学特征；其包括实时组织弹性成像、声辐射力脉冲弹性成像、剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）等，其中SWE通过检测不同组织在探头发射的声辐射脉冲作用下产生不同的剪切波速度，进而反映不同生物组织弹性杨氏模量值及组织的病变状态［1-2］。SWE在甲状腺、肝脏、乳腺等方面应用广泛［3］，但其在眼部及眼周组织应用的研究报道较少。研究［4］表明，眼部多种疾病的发生、发展与眼球壁及眼周组织生物力学变化有关，但临床尚无无创测量眼球壁及眼周组织弹性的方法。本研究应用SWE检测屈光近视患者眼球壁及眼周组织弹性参数，并评价测量结果的可重复性。

资料与方法

一、研究对象

选取2021年3～9月在我院行术前检查的屈光近视患者52例（屈光近视组），其中男24例，女28例，年龄19～37岁，平均（25.5±4.4）岁；另选同期接受眼部SWE检查的健康志愿者33例（健康对照组），其中男13例，女20例，年龄16～28岁，平均（22.6±2.8）岁。排除眼部手术史、外伤史，以及活动性炎症、器质性疾病、糖尿病、结缔组织疾病等全身性疾病。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有受试者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.SWE检测：使用佳能Aplio 900彩色多普勒超声诊断仪，i18LX5探头，频率5～18 MHz，机械指数0.02；调至眼部扫描条件。嘱受检者取平卧位，轻闭双眼，在双侧眼睑处涂抹适量的凝胶，整个检查过程中尽量保持双眼珠不动。先行二维超声扫查，选取水平位眼轴最大切面，当能够清晰显示视神经颞侧1～2 mm处的球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体时，切换至SWE模式，待图像稳定后进行测量。当颜色充满取样框的90%以上时，存储图像用于后续分析，同时启用Q-BOX功能，测量感兴趣区（ROI）内杨氏模量均值（Emean值），ROI直径为1 mm圆形；使用同样的方法测量视神经、球后脂肪垫、内直肌、外直肌最厚处Emean值，均重复测量5次，取平均值。

2.重复性检验：由2名分别具有5年及2年工作经验的检查者（检查者A及检查者B）完成，具体为：先由检查者A于当日上午测量所有研究对象Emean值，间隔10 min后再由检查者B采用同样方法进行测量；当日下午及1周后同一时间由检查者A再次对所有研究对象进行测量。均重复测量5次，取平均值。分析同一检查者同日2次、同一检查者不同日2次、不同检查者同日所测Emean值的一致性。

三、统计学处理

结 果

一、两组眼球壁及眼周组织Emean值比较

屈光近视组球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体Emean值低于健康对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组视神经、球后脂肪垫、内直肌、外直肌Emean值比较差异均无统计学意义。见表1和图1，2。

图1 健康对照组（女，35岁）SWE图

图2 屈光近视组（女，33岁）SWE图

表1 两组眼球壁及眼周组织Emean值比较（） kPa

表1 两组眼球壁及眼周组织Emean值比较（） kPa

组别屈光近视组健康对照组t值P值球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体39.26±2.78 45.26±0.89 11.46 0.00视神经11.10±0.83 10.87±0.85-1.22 0.23球后脂肪垫9.49±0.27 9.23±0.97 1.55 0.13内直肌10.46±0.81 10.83±1.05-1.72 0.09外直肌9.78±2.51 10.56±1.80-1.62 0.11

二、组内重复性检验

1.同一检查者同日2次重复性检验：同一检查者同日上午与下午所测球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体、视神经、球后脂肪垫、内直肌、外直肌Emean值的ICC分别为0.82、0.85、0.86、0.83、0.84；Blant-Altman分析法显示同一检查者同日上午与下午所测Emean值的差值与均值呈一致性变化趋势。见图3A。

2.同一检查者不同日2次重复性检验：同一检查者间隔一周2次所测球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体、视神经、球后脂肪垫、内直肌、外直肌Emean值的ICC分别为0.79、0.82、0.82、0.80、0.78。Blant-Altman分析法显示同一检查者间隔一周2次所测Emean值的差值与均值呈一致性变化趋势。见图3B。

三、组间重复性检验

不同检查者同日所测球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体、视神经、球后脂肪垫、内直肌、外直肌Emean值的ICC分 别为0.71、0.75、0.79、0.73、0.75；Blant-Altman分析法显示不同检查者同日所测Emean值的差值与均值呈一致性变化趋势。见图3C。

图3 同一检查者同日、不同日及不同检查者同日所测球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体Emean的Blant-Altman分析图

讨 论

SWE操作时无需施压，通过捕获不同组织的剪切波传播速度来获取该处组织弹性，克服了实时组织弹性成像重复性差、人为依赖性大等缺点［5］。秦芩等［6］应用SWE定量评估甲状腺相关性眼外肌病变患者眼外肌弹性，用以监测眼外肌肌肉硬度的改变。Dikici等［7］应用SWE定量检测青光眼患者视神经弹性，用以评价其视神经生物力学性能。近视的发生与巩膜生物力学特征密切相关，巩膜变薄变长，弹性减低，进而导致高度近视［8］。本研究旨在应用SWE定量检测屈光近视患者眼球壁及眼周组织弹性。

本研究结果显示，屈光近视组球后壁视网膜-脉络膜-巩膜复合体Emean值低于健康对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。表明应用SWE可以无创、便捷地测量屈光近视患者球后壁复合体弹性值变化，间接评估巩膜弹性，为监测近视进展提供了新的指标。Markov等［9］应用广角X射线衍射观察健康者与高度近视患者巩膜中胶原蛋白，研究发现高度近视患者巩膜胶原蛋白微观结构变化很大，巩膜生物力学减弱，进而导致眼组织变形和轴向伸长。本研究结论与之一致，分析原因：随着眼部近视程度的加剧，巩膜内基质金属蛋白酶及其抑制因子之间的动态平衡遭到破坏，巩膜组织细胞外基质代谢异常，整合素及受体表达异常，胶原纤维类型和分布发生改变，代谢增加，合成减少，导致巩膜弹性减低［10］。

眼球作为一个具有黏弹性组织器官，其眼球壁及眼周组织弹性对维持眼球的生物力学均具有一定作用［11］。巩膜弹性减低，眼球扩张是近视发生、发展的重要原因［8］。目前对眼球壁及眼周组织弹性的相关研究［6，11-12］仍处于初始阶段，尚无一种精准的定量方法。本研究采用组内ICC和Blant-Altman分析法对SWE在眼球壁及眼周组织组织检测结果的重复性进行验证，研究结果表明，SWE在眼球壁及眼周组织检查结果具有较好的可重复性。检查者无需长期培训，即可操作该项检查。此外，SWE检测方法的组内重复性明显高于组间重复性，且同一检查者同日测量视网膜-脉络膜-巩膜球后壁复合体、视神经、球后脂肪垫、内直肌、外直肌Emean值的ICC高于不同日检测，可能与检查者对同一操作的记忆有关，但同一检查者同日与不同日ICC差异并不大，说明该项检查的可重复性及可操作性均较好，在大规模人群筛查背景下可协助临床评估屈光近视发展进程。

本研究的局限性：①样本量小，尚需增加样本量，进行多中心研究；②因国内外对眼部组织超声弹性评估较少，所得研究数据参考值范围缺乏对比性；③年龄较小者配合度较低，尚需提高操作的熟练度及操作流程的便捷性。

综上所述，应用SWE可无创、可重复性地定量评估屈光近视患者眼球壁及眼周组织弹性，间接反映其眼球壁及眼周组织病变状态及内部结构改变，为临床监测屈光近视进展提供了新方法。