超声剪切波弹性成像在猪离体肌腱模型中定量表征肌腱病的研究成果

《European Radiology Experimental》：Ultrasound quantitative characterization of tendinopathy with shear wave elastography in an ex vivo porcine tendon model

研究人员为更好地量化肌腱病结构损伤，利用剪切波弹性成像（SWE）开展研究，发现 SWE 可检测肌腱病相关损伤。

　　肌腱是连接肌肉和骨骼的重要组织，在人体运动中发挥着关键作用。然而，肌腱病却成为困扰人们的一大难题。传统的超声成像在诊断肌腱病时，只能依据肌腱增厚、低回声、充血等定性形态学变化来判断，这不仅存在观察者之间的差异，导致对肌腱病严重程度的分级不够准确，而且诊断的假阴性和假阳性率也较高。同时，现有的诊断方法无法提供肌腱强度方面的信息，难以全面评估肌腱的健康状况。

为了突破这些困境，来自美国威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）的研究人员开展了一项针对肌腱病的研究。他们旨在通过一种先进的技术 —— 剪切波弹性成像（Shear wave elastography，SWE），在猪离体肌腱模型中定量表征肌腱病，评估 SWE 在量化肌腱病（包括肌腱退变和肌腱撕裂）方面的能力。该研究成果发表在《European Radiology Experimental》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，获取 84 条猪数字屈肌腱，将其分为测试组和对照组，并依据孵育时间和切割深度进一步细分。通过向测试组肌腱注射 1.5% 胶原酶溶液，模拟肌腱退变，对照组则注射生理盐水。利用 Mark-10 拉伸机械测试系统和定制水浴装置，结合 Aixplorer? 超声扫描仪及 SL 15 - 4 线性阵列换能器测量剪切波速度（Shear wave speed，SWS）。同时，使用 MTS 机器进行拉断测试获取极限拉伸应力。最后，运用 R 软件对数据进行统计分析。

研究结果如下：

• SWS 与切割深度的关系：控制注射类型和时间时，切割深度越大，SWS 越小。25% 切割深度的肌腱与 50%、75% 切割深度的肌腱 SWS 存在显著差异，而 50% 和 75% 切割深度的肌腱 SWS 无明显差异。这表明 SWE 有助于量化肌腱损伤程度，但在区分不同深度的深部部分肌腱撕裂方面存在一定局限性。
• SWS 与孵育时间的关系：控制切割深度时，胶原酶处理的肌腱 SWS 低于生理盐水对照组。在胶原酶处理组中，孵育时间越长，SWS 越低，而生理盐水对照组则无此变化。这说明 SWE 能够识别肌腱内的损伤，并可量化损伤程度，模拟不同程度的肌腱退变。
• 肌腱强度与孵育时间的关系：控制切割深度时，生理盐水处理的肌腱在破裂时所需的力显著高于胶原酶处理的肌腱。在胶原酶处理组中，孵育 7h 的肌腱破裂所需力明显小于孵育 3.5h 的肌腱，而生理盐水处理组的肌腱强度不受孵育时间影响。
• 肌腱强度与切割深度的关系：控制孵育时间时，胶原酶处理的肌腱在 25%、50%、75% 切割深度下，肌腱强度均低于生理盐水对照组。在生理盐水和胶原酶处理组中，随着切割深度增加，肌腱强度逐渐降低，且从 25% 到 75%、50% 到 75% 切割深度时，肌腱强度下降具有统计学意义。

研究结论和讨论部分指出，在猪离体肌腱模型中，SWE 能够检测与实验性异常相关的结构损伤，具有在临床上定量测量肌腱损伤和弹性的潜力。这一研究为肌腱病的诊断和监测提供了新的思路和方法，若未来的体内临床研究能够证实 SWE 在测量肌腱病方面的有效性，有望通过常规筛查和调整活动，预防高危患者的肌腱断裂。不过，该研究也存在一些局限性，如每组肌腱数量较少、未测试未注射的肌腱、未分析猪死亡与肌腱处理之间的间隔时间、未进行重复性分析以及离体模型与体内结果可能存在差异等。但这些结果仍为未来的体内研究设计提供了重要参考。