Авторы: Xiang-Mei Chen, Li-Gang Cui, Ping He, Wei-Wei Shen, Ya-Jun Qian, Jin-Rui Wang
Вступление
Цели
Целью данного исследования было изучить возможность использования эластографии сдвиговой волны для оценки функциональной целостности ахилловых сухожилий и суммировать изменения в эластичности поврежденных ахилловых сухожилий по сравнению со здоровыми.
Методы
Исследование проводилось на 36 здоровых сухожилиях и 14 поврежденных. С помощью эластографии сдвиговой волны с использованием линейного датчика с частотой 4–15 МГц.
Эластография в настоящее время регулярно используется в медицинской практике. Этот метод позволяет оценивать эластические свойства тканей, а также нашел клиническое применение при диагностике поражений молочной железы, щитовидной железы, лимфатических узлов, и предстательной железы.
Основной принцип эластографии заключается в том, чтобы производить смещение ткани путем физического нажатия. Сравнивая изображения, полученные до и после применения компрессии, эластография может показать различные степени смещения.
Однако жесткость ткани можно получить только путем сравнения ее с окружающими нормальными тканями. Степень компрессии, применяемая врачом, может изменить результаты эластографии.
Эластография сдвиговой волны (ЭСВ) – это относительно новый метод, основанный на автоматической генерации и анализе переходных поперечных волн.
Изображения получают путем генерации импульсов акустического излучения через ткани, чтобы получить модуль упругости, после чего следует локальное измерение.
Основное преимущество ЭСВ по-сравнению с компрессионной заключается в том, что ЭСВ является количественным исследованием, в режиме реального времени и не зависит от навыков врача.
Материалы и методы
Изучение населения
Исследование было одобрено Институциональным контрольным советом. Все пациенты и зачисленные здоровые добровольцы дали устное и письменное информированное согласие.
Было исследовано 14 разорванных ахилловых сухожилий (все мужчины; возрастной диапазон 28–44 года; 10 правой стороны и 4 левой стороны) и 36 нормальных сухожилий (25 мужчин и 11 женщин; возрастной диапазон 28–36 лет; все правой стороны). У здоровых добровольцев, зарегистрированных в этом исследовании, не было травм сухожилий, операций или каких-либо болезненных эпизодов, не было выявлено отклонений в B-режиме и цветовой допплерографии.
Среди разорванных сухожилия было 2 на стадии заживления и 12 недавно разорванных сухожилий, которые полностью разорвались в течение 24 часов. В 12 сухожилиях с полным разрывом полной толщины среднее расстояние ± SD между двумя концами составляло 0,78 ± 0,76 см. Ни один из участников ни в одной из групп не имел диабета, гипотиреоза или заболеваний сосудов.
Протокол экспертизы
Каждое сухожилие сканировали в положении лежа, при этом нога свисала с края кровати для осмотра в нейтральном положении, чтобы избежать напряжения сухожилия. Сухожилия были исследованы в продольной плоскости. Датчик был размещен так, чтобы ультразвуковой луч был перпендикулярен сухожилию во избежание анизотропии.
Цветовая шкала значений эластичности, отображаемых справа от изображения, варьировалась от 0 до 160 кПа, причем красный цвет обозначал твердость, а синий – мягкость.
Анализ данных
Значение эластичности каждого ахиллова сухожилия в продольном разрезе измеряли с помощью Q-Box. Ее диаметр был установлен от 3,0 до 4,0 мм. Максимальные, минимальные и средние значения эластичности тканей в коробке были рассчитаны системой автоматически. Средняя эластичность каждого сухожилия была измерена 3 раза для статистического анализа.
Результаты
Количественная эластография сдвиговой волны нормальной ткани сухожилия четко очертила различные структуры. Карта эластичности нормальных ахилловых сухожилий была однородной и соответствовала форме на изображении в B-режиме (Рис. 1). Средние значения эластичности, полученные из этих карт, составили 291,91 ± 4,38 кПа (диапазон 260,99–300 кПа; примечание: это измерения насыщенного типа, поскольку максимальный выходной сигнал системы AixPlorer составляет 300 кПа; поэтому фактическое значение нормального сухожилия должно быть > 300 кПа) для нормальных сухожилий и 56,48 ± 68,59 кПа (диапазон 3,45–228,26 кПа) для разорванных сухожилий (Рис. 2).
Рисунок 1: Продольные сканы ахиллова сухожилия у здорового добровольца. А, ЭСВ показывает, что нормальное сухожилие твердое (красное) и однородное. Более мягкую ткань на передней стороне легко отличить. УЗИ в режиме B, B имеет отличную корреляцию с ЭСВ. Было 3 разных места измерения, но мы выбрали значения средней Q-Box и измерили 3 раза, чтобы рассчитать среднюю эластичность.
Рисунок 2: Продольные снимки недавно разорванного ахиллова сухожилия. А, ЭСВ показывает, что разрыв сухожилия мягкий (синий), а свежая гематома не обладает эластичностью. УЗИ в режиме B, B показывает, что сухожилие опухшее с безэховой гематомой между разорванными концами. Боксы представляют собой области интереса для количественного измерения.
Анатомическое строение разорванных сухожилий было легко различить на карте упругости. Свежая гематома между двумя концами разорванного сухожилия была безэховой и имела значение эластичности 0 (сигнал не был извлечен из областей с жидкостью). При ЭСВ сухожилие на стадии заживления также выглядело мягким и неоднородным с неопределенным разграничением между сухожилием и более мягкой тканью на передней стороне (Рис. 3). Значения эластичности нормальных ахилловых сухожилий были значительно выше, чем у разорванных (P = 0,006).
Рисунок 3: Продольные снимки разорванного ахиллова сухожилия в стадии заживления. А, ЭСВ показывает, что сухожилие мягкое (синее) и неоднородное. Разграничение между сухожилием и более мягкой тканью на передней стороне является неопределенным. УЗИ в режиме B, B показывает, что сухожилие утолщено и неоднородно. Боксы представляют собой области интереса для количественного измерения.
Обсуждение
Ахиллово сухожилие является самым сильным и самым большим сухожилием в организме человека. Оно также подвергается нагрузке на весь вес тела и поэтому подвержено травмам и может часто разрываться. УЗИ и МРТ широко используются в диагностике их разрывов. Оба метода имеют преимущества многоосевой визуализации, а также высокое разрешение визуализации мягких тканей. Они показывают хорошую структурную детализацию и могут определить точное место и степень разрыва. Однако информация, собранная этими методами, является в основном статичной и чисто анатомической. Действительно, не было обнаружено корреляции между этими рентгенологическими данными и клиническими параметрами, такими как мышечная сила, выносливость и диапазон движений.
Модуль упругости ахиллова сухожилия является хорошим параметром для оценки его механических характеристик. Тем не менее, большинство предыдущих исследований модуля упругости сухожилий измеряли эластичность сухожилий с помощью гистологического наблюдения или теста на растяжение сухожилия. В некоторых исследованиях использовалась кривая сила-удлинение для расчета модуля Юнга сухожилия.
Результаты нашего исследования показали, что количественная карта ЭСВ нормальной ткани сухожилия четко очерчивает различные структуры. Было обнаружено, что здоровые ахилловы сухожилия являются твердыми и однородными. Контур нормального ахиллова сухожилия соответствовал контуру изображения в B-режиме. Напротив, разорванные сухожилия показали более низкую и неоднородную эластичность по сравнению со здоровыми. При остром разрыве свежая гематома является жидкой структурой, у которой нет сигнала. Низкая и неоднородная эластичность также наблюдалась в сухожилиях во время заживления в подострой стадии, что предполагает потерю эластичность, несмотря на клиническое излечение. Эти результаты могут быть объяснены изменениями в гистологическом строении нормальных и разорванных сухожилий.
Таким образом, эластография сдвиговой волны является перспективным методом для оценки эластичности ахиллова сухожилия. Он может предоставить больше функциональной информации, чем традиционные методы визуализации, при оценке процесса заживления после разрыва сухожилия, что может помочь оптимизировать лечение при функциональной реабилитации разорванного сухожилия.
14.10.2019
Валерий