剪切波弹性成像在周围神经病变中的应用进展
2022-11-07 来源:医学影像学杂志

作者:党文珠,童明辉,兰州大学第二医院超声科

 

周围神经病变是指至少累计一条外周神经并导致神经支配区域运动、感觉或自主功能受损的一类疾病。常见病因包括全身性疾病、神经卡压或缺血、炎症、外伤、病毒感染等。超声检查因具有应用范围广、费用相对低廉等优势而成为诊断周围神经病变的首选影像学检查方式。

 

目前,二维灰阶超声能够对神经内部回声、血流灌注状态、活动性等作出准确评估,但不能提供神经弹性信息,无法在亚临床阶段对可疑患有周围神经病变的患者进行早期诊断。剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)技术作为一种定量评估组织弹性的新技术,已广泛应用于肌肉骨骼及神经系统疾病的诊断与鉴别诊断,本文就SWE的基本原理及在周围神经系统中的应用进展做一综述。

 

1.SWE简介

 

剪切波弹性成像技术是通过探头发射聚焦超声束,即声辐射力脉冲序列,对靶区组织施加激励,使组织中产生横向剪切波,利用高帧频成像技术可以检测到组织中合成的剪切波,并对被检组织的剪切波速度进行定量测量,然后将剪切波速度进行彩色编码并叠加于二维灰阶图像上即可得到彩色弹性图谱。同时,该剪切波速度可用于计算组织弹性,得出相应的杨氏模量值(E,单位kPa,E=3ρc2,其中ρ为组织密度,c为剪切波速度)。组织硬度越大,剪切波在组织中的传播速度越快,对应的杨氏模量值越大。在剪切波弹性图中,通常用红色表示较硬的组织,蓝色表示较软的组织,绿色和黄色表示中等硬度的组织。

 

2.SWE在周围神经系统中的应用

 

2.1卡压性周围神经病变

 

目前SWE在周围神经系统中的研究及应用已非常广泛,SWE能够定量评估组织生物力学特性,且简单易重复等诸多优势,使其在卡压性神经疾病筛查方面具有广阔的临床应用前景。临床上较为常见的神经卡压综合征包括腕管综合征、肘管综合征和尺管综合征,其中腕管综合征是上肢最常见的卡压性神经疾病。

 

Kantarci等对腕管综合征患者和健康人腕管处正中神经弹性模量值进行比较分析发现,腕管综合征患者正中神经弹性模量值(66.7kPa)明显高于健康人(32.0kPa),重度或极重度患者(101.4kPa)明显高于轻、中度患者(55.1kPa),即表明卡压部位正中神经硬度增加,增加程度与病情严重程度呈正相关。

 

另有研究发现腕管综合征患者正中神经硬度增加与腕管内压力升高有关,升高的腕管压力可能会增加剪切波的传播速度,从而导致正中神经弹性模量值增大,但腕管内压力和SWE测量结果的相关性还需进一步探讨。

 

在SWE出现以前,对于怀疑患有腕管综合征的患者,临床上往往通过电生理检查来对其进行诊断和分类,但该方法属于有创检查,且会出现假阴性结果,因此,寻找一项能够代替电生理检查的检测手段是很有必要的。Moran等的研究显示联合使用常规超声和SWE诊断中、重度腕管综合征患者的特异性可达100%,因此,SWE有望成为电生理检查的替代方法用于腕管综合征的诊断,但还需要研究来进一步证实。

 

此外,Paluch等的研究首次证明SWE也可用于肘管综合征的诊断,他们选择了尺神经3个不同的横断面,分别为肘管处(CT)、臂远端(DA)和臂中部(MA)进行了扫查,结果显示肘管综合征患者的尺神经弹性模量值在各个检测水平均高于健康人,且肘管卡压部位的测量值(96.38kPa)明显高于臂远端(38.79kPa)和臂中部(39.06kPa)。

 

当尺神经弹性模量的最佳截断值为61.0kPa,CT/DA硬度比为1.68,CT/MA硬度比为1.75时,SWE诊断肘管综合征的特异性和敏感性均可达100%,Paluch等的另一项研究证实SWE也有助于尺管综合征的检出。以上发现均提示SWE有望成为临床检测卡压性神经病变的常规诊断工具。

 

2.2糖尿病周围神经病变

 

糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy,DPN)是糖尿病患者最常见的远期并发症之一,电生理检查是诊断DPN的金标准。随着弹性成像技术的不断发展,SWE越来越多的被用作电生理检查的补充方法用于DPN的诊断,且在与DPN的临床相关性方面,SWE甚至优于电生理检查。

 

Dikici等为了评价SWE在糖尿病胫神经病变中的诊断价值,对DPN患者、非DPN患者和健康人内踝近端4cm处胫神经弹性进行了测量,发现DPN患者的胫神经弹性模量值明显高于非DPN患者和健康人,且观察者之间和观察者内部具有良好的一致性。值得注意的是,非DPN患者与健康人的胫神经弹性测量值之间也存在显著差异,这一发现提示虽然非DPN患者临床检查和电生理检查结果均为阴性,但可能已经存在亚临床神经病变。

 

Jiang等也进行了类似的研究,进一步证实了SWE在亚临床神经病变的检出中具有潜在应用价值。同时,他们的研究结果显示胫神经弹性模量平均值和最小值在识别DPN方面较弹性模量最大值具有更高的准确性,但该结果与陈雅丽等的研究结果存在较大差异,因此,使用哪一测量指标更有利于DPN的诊断还需进一步探讨。

 

赵威等将糖尿病患者的胫神经SWE测量结果与临床检查和电生理检查结果相关联,发现胫神经弹性模量值与疼痛视觉模拟量表评分呈正相关(r=0.82),与运动神经传导速度呈负相关(r=-0.70),表明SWE的检测结果具有良好的临床相关性,能够间接反映胫神经病变的严重程度,为DPN的诊断提供了新方法。此外,SWE在糖尿病正中神经病变的早期发现和治疗监测方面亦具有较好的应用价值。

 

穆晶晶等采用SWE技术对2型糖尿病患者和健康人腕横纹上方5cm处正中神经进行了对比研究,发现DPN患者正中神经弹性模量值及剪切波速度明显高于非DPN患者和健康人,且DPN患者体内糖化血红蛋白含量与弹性测量值呈显著正相关,提示糖化血红蛋白可能是导致DPN患者正中神经硬度增加的重要因素。以上研究表明SWE在糖尿病周围神经病变的诊断中具有较高的应用价值,有望发现糖尿病患者存在的亚临床神经病变,从而为疾病的早期诊断提供重要参考。

 

2.3其他周围神经病变

 

慢性腰腿痛(俗称坐骨神经痛)是一种常见的神经疾病,患病率为1.6%~43%。Neto等采用SWE技术对该类患者坐骨神经硬度进行了测量,结果显示患侧坐骨神经弹性模量值明显高于健侧,他们还发现神经松动术(临床上常用于评估和治疗下肢神经疾病的方法)具有降低坐骨神经硬度的潜力,这种作用可以利用SWE进行量化,从而为医疗工作者诊断坐骨神经病变提供有价值的信息。

 

近年来,SWE也逐步在眼眶、眶周结构及视神经的活体评估中开展应用,由于视神经是眼器官中最重要的结构,在病理情况下,视神经的生物力学特性会发生变化,因此受到了学者们的广泛关注。事实上,在许多眼部疾病中,如青光眼、白塞病、多发性硬化症等,都可以通过弹性成像技术来评估视神经的弹性变化,从而为疾病的诊断提供重要信息。

 

Guazzaroni等的研究显示青光眼患者的视神经及脉络膜-视网膜复合体弹性模量值均高于健康人,并且视神经与眶周脂肪组织的弹性比值也与健康人具有明显的差异,提示SWE有助于青光眼的早期诊断。此外,Inal等的研究发现白塞病患者的视神经弹性模量值明显升高,并且白塞病患者视神经弹性图以2型(蓝绿色)为主,健康人以3型(绿色)为主,因此,根据SWE测得的视神经弹性特征即可有效区分白塞病患者是否存在眼部受累。

 

Sahan等与Inal等的研究发现,偏头痛患者与多发性硬化症患者的视神经弹性图也以2型(蓝绿色)为主,并伴有视神经弹性模量值升高,提示SWE在上述疾病中也具有潜在的诊断价值,值得进一步研究。

 

3.展望与不足

 

现有研究表明,SWE可以较为准确地诊断许多类型的周围神经病变,甚至在某些疾病的亚临床阶段即可发现异常。由于神经变性的起始和临床明显的功能障碍之间通常存在滞后阶段,因此能够在亚临床阶段及早发现周围神经病变的发生是至关重要的。SWE相较于其他弹性成像技术而言,能够提供定量结果并且对操作员的依赖性小,因此,SWE在周围神经弹性的评估方面具有较好的可靠性和可重复性。

 

但在SWE可以常规应用于周围神经病变的评估之前,仍有一些问题亟待解决,其中关键问题之一是在SWE测量过程中,受不同测量方法和生物混杂因素的影响,不同研究的测量结果存在一定差异,显示不同神经、不同体位、不同性别及不同部位均会对周围神经SWE测值产生影响,但目前国内外尚无统一测量标准,因此,尽早建立周围神经正常弹性值参考范围及规范周围神经弹性值的测量方法是很有必要的;其次,还需要确定影响SWE测量结果的异质性来源,如骨骼产生的硬化伪影会对SWE的测量产生何种影响,应在必要时引入相应的改进措施。

 

总之,为了SWE能尽早广泛应用于临床,今后应进一步行大样本量、多中心纵向研究为制定SWE的诊断标准奠定基础。

 

来源:党文珠,童明辉.剪切波弹性成像在周围神经病变中的应用进展[J].医学影像学杂志,2022,32(01):164-166.


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