2023年10月27日
超声成像在临床和科研环境中的可及性日益提高,采用一致的检查方案将有助于不同研究之间的比较以及临床解读。本超声评估方案是一种有效且可靠的评估方法,可用于健康、肌腱病及断裂跟腱形态学的评价。
我们的研究致力于理解跟腱损伤的复杂性,特别是跟腱病和跟腱断裂。因此,我们评估跟腱健康的多个方面,如疼痛与症状、功能、跟腱结构以及心理因素,以全面识别损伤表现和恢复过程中的个体差异。目前,在评估结构与评估其他跟腱健康指标(如症状和功能)的人员之间存在脱节。
因此,结合其他评估方法来综合评价肌腱健康的各个领域,该方案将有助于深入理解结构、功能、症状、损伤后结构恢复情况,以及健康个体与不同损伤或合并症患者之间结构特征的相互关系。我们实验室的研究结果以及超声成像技术的应用,为认识跟腱断裂后肌腱延长现象、肌腱愈合过程中长度增加的影响,以及最大限度减少这种延长对促进康复的重要性奠定了重要基础。此外,这些结果还帮助我们深入理解了跟腱病患者在康复过程中个体差异所引发的新科学问题。
首先,准备进行超声成像。使用B型超声仪,配备5厘米线性阵列探头。为观察腓肠肌复合体,将频率设置为10兆赫兹,测量深度设置为3.5厘米。
调整焦点至0.75至1.75厘米之间,增益调至49,以获得组织的最佳可视化效果。在跟骨后部涂抹超声耦合剂。将探头置于长轴位,观察跟骨近端切迹。
将切迹与超声探头中点对齐后,在皮肤上标记此位置。为确定健康个体跟腱厚度的测量位置,从跟骨近端切迹向近端测量2厘米,并在皮肤上标记该位置。对于患有跟腱病的个体,使用超声探头沿长轴观察跟腱最厚的部分,并在皮肤上标记该位置。
对于无明显梭形增厚的跟腱病患者,应触诊肌腱并确定疼痛最明显的位置,在皮肤上标记该位置。对于跟腱断裂的患者,应使用超声探头在长轴方向观察断裂部位,并在皮肤上标记该位置。
对于对侧肢体,在距近端跟骨切迹与患侧肢体相同距离处做皮肤标记。测量腓肠肌腱长度时,将探头置于长轴方向。使用扩展视野成像,从跟骨开始获取图像,观察跟腱止点。
沿跟腱中线滑动探头,向腓肠肌腱中点标记处移动,直至观察到肌腱结合部。在此处结束成像,并采集三幅图像。然后使用扩展视野测量比目鱼肌腱长度,从跟骨处开始成像,通过可视化跟腱止点进行。
将探头沿跟腱中线方向滑动,直至小腿三头肌的标记处,观察到比目鱼肌肌腱结合部为止。采集三幅跟腱游离段长度的图像。接下来,为测量跟腱厚度,将探头置于皮肤标记处的长轴方向。
使用B型超声模式,采集跟腱厚度的三幅图像。测量跟腱的横截面积。在皮肤标记处放置凝胶垫作为声学隔离垫。
将探头置于短轴位置,采集跟腱横截面的三幅图像。随后将探头沿腓肠肌标记处的长轴方向放置,测量比目鱼肌厚度。在B型模式下观察比目鱼肌的前缘边界,并采集三幅用于评估比目鱼肌厚度的图像。
为了区分比目鱼肌与长屈趾肌,要求受试者主动屈伸大脚趾。观察长屈趾肌纤维的运动情况,而比目鱼肌纤维则无运动。测量腓肠肌横截面积时,将超声探头置于短轴平面,并与腓肠肌标记位置对齐。
观察内侧腓肠肌的内侧边界,并将探头从内侧向外侧滑动,直至显示外侧腓肠肌的外侧边界。为了捕捉到内侧腓肠肌最内侧的部分,可要求受试者外展双腿并轻微内旋髋关节。使用B型模式观察跟腱内的钙化情况。
钙化灶与跟骨不相连,在多个观察平面中表现为下方伴有声影的强回声区域。接下来,通过超声观察跟腱深面、近端跟骨处是否存在低回声区域,以判断是否存在跟后滑囊炎。为了评估跟腱内的新生血管情况,应使用超声的多普勒模式。
将多普勒框置于肌腱上,并保持超声探头静止,避免按压或下压组织。沿跟腱游离段的长度进行扫描,确保在探头无移动的情况下评估肌腱的每一部分,以防止产生伪影。如果在肌腱内或与肌腱接触处可见血管结构,应在血流最丰富的区域分别采集三段各持续三秒的视频。
在测量前,首先进行超声记录。测量腓肠肌腱长度时,打开较长的扩展视野肌腱图像。从肌腱附着点的最远端位置(即跟骨近端切迹)开始,测量至腓肠肌肌腱结合处。
接下来,打开较短的扩展视野跟腱图像,以测量比目鱼肌腱的长度。从近端跟骨切迹测量至比目鱼肌肌腱连接处。然后,从近端跟骨切迹开始测量至两厘米处,测量终点位于跟腱深部边界。
从此点测量至肌腱浅表直接表面,以获得两厘米处的肌腱厚度。对于跟腱病,若在此两厘米距离处肌腱增厚,则应在游离肌腱中寻找健康区域,并从近端跟骨切迹处进行此测量。接下来,通过视觉识别跟腱的边界,并勾画肌腱周长以测量肌腱横截面积。
在图像中心,从跟腱的浅层边界到深层边界进行测量,以获得跟腱厚度。同时,从比目鱼肌的浅层边界到深层边界进行测量,以获得比目鱼肌厚度。此外,为测量腓肠肌的横截面积,需清晰显示腓肠肌内侧头和外侧头的边界,并将其勾画出来。
该数据集的人口统计学特征显示,跟腱断裂个体中女性所占比例较低,而跟腱病个体中男性和女性的分布较为均衡。此外,健康受试者的年龄低于跟腱病和跟腱断裂个体。健康受试者的跟腱平均厚度为0.47厘米,横截面积(CSA)为0.58平方厘米。
对于健康个体,左右肢体及跟腱长度的测量值之间无显著差异。然而,对于患有跟腱病的个体,与无症状肢体相比,其跟腱更厚且横截面积(CSA)更大。此外,跟腱断裂术后个体的患侧肢体与非患侧肢体相比,表现出跟腱延长以及跟腱横截面积(CSA)增大。
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本研究介绍了一种用于评估跟腱形态的超声检查方案,适用于健康、跟腱病及跟腱断裂的跟腱。旨在弥合结构评估与其他跟腱健康指标之间的差距。
基于定量超声的腓肠肌形态学评估能够对跟腱结构在健康和损伤状态下的情况进行客观评价。该方案有助于对损伤严重程度、恢复监测和功能预后做出可靠预测,直接为早期发现和转化研究的关键节点提供依据。可靠的结构量化对于肌肉骨骼治疗开发及生物标志物策略中的项目决策至关重要。
该超声成像方案贯穿从早期发现到临床前验证的全过程,支持肌肉骨骼研究流程中的假设验证和转化生物标志物的开发。