常规超声联合弹性成像评估儿童局限性硬皮病活动性病变

何前程,夏 宇,李 萍,唐鹏跃,陈笑一,张双双,许 娜,4*

(1.中国医科大学附属深圳市儿童医院超声科,2.风湿免疫科,3.皮肤科,广东 深圳 518034;4.汕头大学医学院附属深圳市儿童医院超声科,广东 深圳 518034)

硬皮病是以免疫失调和组织纤维化为特征的慢性结缔组织疾病[1],主要累及皮肤,亦可累及皮下组织、肌肉等[2],可分为系统性硬皮病和局限性硬皮病(localized scleroderma, LS)。儿童LS(juvenile LS, JLS)临床表现与疾病分型、累及深部组织程度及病程有关[3]。活动性JLS可表现为已有病变扩展或出现新病变,以及病变处出现红斑、皮温增高及边缘呈中度硬化等,临床常以LS皮肤活动指数(LS skin activity index, LoSAI)及LS皮肤损伤指数(LS skin damage index, LoSDI)等[4]加以评估。硬皮病活动期病变皮肤超声可表现为回声增强及血流信号增多[5-6]。剪切波弹性成像(shear wave elastography, SWE)等超声弹性成像技术可定量或半定量评估皮肤及皮下组织硬度,进而反映JLS病变活动性。本研究以常规超声、SWE及应变弹性成像(strain elastography, SE)观察JLS病变皮肤及皮下组织改变,分析其与病变活动程度的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性纳入2021年3月—2022年12月于深圳市儿童医院经临床及病理诊断的JLS患儿,排除合并系统性硬化症、幼年型类风湿关节炎及其他系统性疾病后,纳入27例JLS,男12例、女15例,年龄3～15岁、中位年龄10.2岁,病程0.5～9.0年、中位数2.5年;共46处活动性病变。本研究经院伦理委员会审核批准[深儿医伦审(科研)批件2022043号]。

1.2 仪器与方法

1.2.1 临床评分 由1名具有10年以上工作经验的风湿科医师对27例46处病灶进行LoSAI及LoSDI评分,评估病灶活动程度:主要针对头面、颈、胸、腹、上背、下背,双侧上臂、前臂、手、大腿、小腿及足共18个区域进行累计LoSAI评分,内容包括红斑(无红斑0分,粉红色1分,红色2分,紫色3分)、皮肤厚度(正常0分,轻度增厚1分,中度增厚、皮肤难以移动2分,明显增厚、皮肤无法移动3分)及新发病变或病变扩展(1个月内无新病变或无病变扩展为0分,有则为3分);针对活动性病变进行累计LoSDI评分,包括皮肤萎缩(正常0分,轻度萎缩1分,中度萎缩2分,明显萎缩即压之易凹陷3分)、皮下萎缩(正常0分,扁平1分,明显凹陷2分,明显萎缩3分)及色素沉着(正常0分,轻度1分,中度2分,重度3分)。

1.2.2 超声检查 采用 Mindray Resona 70B型超声诊断仪、频率5.0～14.0 MHz L14-5WU线阵探头。由风湿科医师判定46处活动性病变区域,以病灶对侧相应正常区域为对照。

常规超声:使患儿处于松弛体位。由1名具有3年以上工作经验的超声医师避免施压而将探头垂直轻置于活动性病变或对照处皮肤上,以二维超声选取5个点位测量皮肤及皮下组织厚度,记录其平均值;以低流量参数CDFI显示皮肤及皮下组织血流信号。将病变皮肤和皮下组织相比对照处回声增强、血流信号增多各记为1分,回声减弱、血流信号减少各记为-1分,无差异各记为0分。

超声弹性成像:患儿体位及检查手法同上。取得稳定灰阶图像后选择SWE模式,将目标区域皮肤全层纳入长方形ROI内,根据皮肤硬度适当调整显示尺度范围并获稳定图像后,以直径1 mm圆形取样框选取5个点位采集杨氏模量值并取其平均值,包括平均杨氏模量(Emean)、最大杨氏模量(Emax)、最小杨氏模量(Emin)及杨氏模量标准差(Esd);进入SE模式,使ROI内同时包含病变及其周围皮肤,获稳定图像后测量病变处与其周围皮肤的弹性应变率比值,测量5次取平均值。见图1。重复进行2次弹性成像,分析结果一致性。

1.3 统计学分析 采用SPSS 26.0统计分析软件。以±s描述正态分布计量资料,组间行配对t检验;以中位数(上下四分位数)描述偏态分布计量资料,组间行配对样本Wilcoxon符号秩检验。采用Spearman相关性分析分别评估JLS个体病变皮肤Emean、Emax和Emin与LoSAI及LoSDI的相关性,以|rs|≥0.4为相关、|rs|≥0.7为高度相关。以组内相关系数(intra-class correlation coefficient, ICC)评估弹性成像结果的观察者内一致性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本资料 27例中,10例仅有1处、17例有多处,共计46处活动性病变;位于面部5处、胸部2处、腹部2处、背部7处、上肢(上臂、前臂、手)12处、下肢(大腿、小腿、足)18处。个体杨氏模量总和分别为Emean84.8(33.0,145.9) kPa,Emax95.1(35.2,173.2)kPa,Emin73.9(28.9,125.7)kPa;个体临床评分分别为LoSAI 8.0(4.0,14.0)、LoSDI 4.0(2.0,8.0)。27例JLS活动性病变的杨氏模量、LoSAI及LoSDI评分见表1。

2.2 常规超声 相比对照处,46处JLS活动性病变中,32处皮肤回声增强、14处无差异;25处皮下组织回声增强、21处无差异;22处病变皮肤及皮下组织回声均增强(图2)。CDFI显示9处病变皮肤血流信号增多、37处无差异;5处皮下组织血流信号增多、41处无差异;3处病变皮肤及皮下组织血流信号均增多。

相比对照处,46处JLS活动性病变皮肤厚度差异无统计学意义(P>0.05),但皮下组织厚度降低(P<0.05)。见表2。

2.3 超声弹性成像 46处JLS活动性病变皮肤的杨氏模量值(Emean、Emax、Emin、Esd)均大于对照处(P均<0.05)。见表2。46处JLS活动性病变皮肤与其周围皮肤弹性应变率比值为4.25(2.61,4.97),所有弹性应变率比值均大于2。

2.4 SWE与LoSAI及LoSDI的相关性 JLS活动性病变皮肤杨氏模量个体Emax总和、个体Emin总和及个体Emean总和均与LoSAI呈中度秩相关(rs=0.63、0.69、0.68,P均<0.001),而与LoSDI无明显秩相关(rs=0.30,P=0.172;rs=0.30,P=0.123;rs=0.33,P=0.095)。

2.5 重复性 观察者内测量Emean及弹性应变率比值的一致性较好,ICC分别为0.99和0.98(P均<0.05)。

3 讨论

JLS是儿童最常见硬皮病类型,所致损害相比成人LS更为严重[7],可分为活动期、硬化期及萎缩期。活动期病变主要表现为皮肤和皮下组织胶原纤维增多,伴血管改变和炎性细胞浸润;硬化期表现为皮肤和皮下组织内的增生纤维组织胶原化,炎症细胞减少,血管管壁增厚、管腔变窄;萎缩期皮肤附属器明显减少、萎缩或消失[8]。本研究中多数JLS活动性病变皮肤及皮下组织回声均较对照处增强,与既往研究[9]一致,可能与活动期炎症细胞及结缔组织浸润有关。LI等[10]报道,LS活动性病变皮肤及皮下组织血流信号均增加;本研究仅少数JLS活动性病变皮肤及皮下组织血流信号较对照处更为丰富,可能与硬化期或萎缩期病变再次出现炎症改变有关[11];多数病变皮下组织厚度小于对照处,但皮肤厚度无明显差异,可能与原处于萎缩期的病变显示出活动性有关;少数病变皮肤厚度大于对照处,可能与初期病灶处于活动期有关。

治疗JLS需及时监测病变活动性,对此目前临床主要采用LoSAI、LoSDI予以评估。TESKE等[4]认为LS具有轻度、中度和重度活动性对应于LoSAI由低到高的分级,但后者无法反映病变内部情况,且具有主观性。超声弹性成像技术可定量或半定量评估组织硬度[12-13]。本研究46处JLS病变皮肤硬度较对照处显著增加,病变与其周围皮肤弹性应变率比值均大于2。

LoSAI通过皮肤厚度、皮肤僵硬、紧绷程度等指标评估LS活动程度。ZIEMEK等[14]研究表明硬皮病病变皮肤紧绷、硬化与病理所见皮肤纤维化及皮肤炎症相关。本研究中JLS患儿个体杨氏模量总和与LoSAI呈中度秩相关(rs=0.63～0.69,P均<0.05),即病变皮肤硬度越高,临床对于JLS活动性的评分结果越高、活动程度越重,提示超声弹性成像可辅助评估JLS活动程度;但本研究中JLS病变处皮肤厚度与对照处无明显差异,此或为SWE所测病变皮肤硬度与关乎皮肤厚度的LoSAI未达高度相关的原因。本研究患儿个体杨氏模量总和与LoSDI无明显秩相关,原因可能在于以SWE评估皮肤硬度与以LoSDI评估皮肤属性的关注点不完全相同,且本研究未以SWE评估皮下组织硬度,或可能与本组病程较短有关。

JLS病变经治疗后可逆,触诊皮肤硬度显著减轻[15]。相比具有明显主观性的触诊,弹性成像作为客观指标更适用于评估治疗JLS效果。

综上,相比相应对侧对照处,JLS活动性病变皮下组织厚度减低、皮肤硬度增高,且病变皮肤硬度越高,则JLS病变活动程度越高。但本研究为单中心观察且样本量较小,未能评估皮下组织硬度,有待后续进一步观察。