王丽芸 邱 逦*

骨骼肌是一种动态变化的组织，各项身体活动的完成需要不同肌群收缩和舒张的配合。肌肉功能的评估对于神经肌肉系统疾病的诊断、治疗效果的判断均具有重要意义。

1 肌肉功能评估的方法

传统的临床触诊和体格检查可以大致了解病人肌肉的饱满程度、肌张力情况以及肌力评级，常用的Lovett分级法和MRC量表即是在此基础上对肌力进行半定量评估，但这种方法主观性较强[1-2]。随着背力计、握力计的出现，使得定量评估肌力成为趋势。在20世纪60年代后期，美国Cybex公司制造出世界上第一台等速肌力测试仪，近年来国内许多医院也引进了等速测试仪，其优势在于能测定肌肉运动并进行量化，但仍存在操作过程较复杂、病人活动障碍时无法测定等缺点[3]。肌电图可以反映肌肉的电生理特性，但检查范围有限、结果易受干扰。以上这些检查均很难对具体某块肌肉进行精确地评估。

在肌肉影像检查方面，CT对肌肉占位性病变有一定的诊断价值，但对肌肉本身的分辨力有限，在肌力评估中的应用较少。MRI在肌骨系统疾病的诊断中应用广泛，MR弹性成像 （MR elastography,MRE）可以测量肌肉的硬度[4-5]，但仅能在平卧位进行检查，耗时较长，无法对有幽闭恐惧症以及金属植入的病人检查。

肌骨系统超声发展迅速，高频超声在肌肉疾病中的诊断应用已久，特别是在各种肌肉占位、炎性及萎缩性疾病中的应用，具有可重复、实时、动态观察，安全无创，不受病人体位限制等优点[6-7]。高频超声可以分辨浅表组织的细微结构和回声改变，能够对肌肉进行精确定位，对肌肉的肌纤维长度、厚度、横截面积、羽状角等参数进行测量，还可实时、动态观察肌肉在运动过程中的变化。研究发现，通过高频超声对肌肉结构参数的测量，可以评估脑卒中、脑瘫等病人的肌肉功能和肌痉挛的情况[6,8]。

2 超声弹性成像原理

1998年，Sarvazyan等[9]提出了用声辐射力进行剪切波弹性成像（shear waveelastography，SWE）的概念。随后，多种超声弹性成像技术被用于骨骼肌的检查。目前常用的有3种技术：应变弹性成像（strain elastography，SE）、声辐射力脉冲成像（acoustic radiation forceimpulse，ARFI）和 SWE。在 SE 检查时，操作者持超声探头手动压迫病人身体表面使组织产生形变，质软的组织形变较大，因此应变较大；而质硬的组织则相反，与静息状态时的应变比较可以得出应变率。这种半定量的检查方法最大的问题在于操作者每次施加的压力很难保持一致[10]。不同于SE的手动压迫，ARFI由超声探头发射声束对组织施加压力，因此会更为可靠[11]。SWE采用剪切波技术定量评估组织硬度，与SE和ARFI都不同的是，其结果分析时不需要知道最初施加的压力。在SWE技术中，组织弹性值通过公式E=3ρC2计算，其中E为杨氏模量值或组织弹性值，ρ为组织密度，C为剪切波速度，可直接用杨氏模量值（单位为帕斯卡）来表示组织机械特性，但该公式应用前提通常为组织为各向同性的、有弹性且局部为同质的，如肝脏、甲状腺或乳腺。因此，有研究者认为像肌肉这种横断面上具有明显各向异性的组织，测量剪切波速度比杨氏模量值更为准确[12]。

弹性超声在骨骼肌机械特性的评估中有很大的应用前景，但与临床评估和其他检查方法的比较，在众多测量参数中如何进行选择，以及如何规范检查过程等仍然是需要研究的问题。

3 超声弹性成像在肌肉硬度评估中的应用

超声弹性成像技术在肝脏、乳腺、甲状腺等领域应用较为成熟，但在肌骨系统疾病，特别是肌肉疾病弹性评估的应用还有待进一步研究。临床很多疾病仅累及肌肉，如肌肉萎缩、胶原蛋白病变、脑性麻痹等，传统肌骨疾病检查手段只能将关节、肌肉、肌腱或神经血管作为整体来评价，但超声弹性成像却能够定量、动态评估具体某块肌肉弹性值的变化，通过评估肌肉的黏弹性特征，可以获取各种状态下被动（静态）肌肉硬度、动态肌肉硬度和主动收缩时肌肉硬度的变化情况[2]。超声弹性成像用于骨骼肌的研究旨在了解健康人群肌肉硬度评估的影响因素和在不同病理状态下肌肉硬度的变化情况。

3.1 健康人群肌肉硬度的评估 目前，应用超声弹性成像评估健康人群不同部位骨骼肌硬度的研究越来越多。评估影响肌肉硬度的主要因素可分为人口学特征[如性别、年龄、体质量指数（BMI）等]和体位（或肌肉收缩状态）的影响。另外，对肌肉硬度测量的方法学研究也越来越多。

3.1.1 超声弹性成像测量肌肉硬度的方法 Brandenburg等[13]对儿童腓肠肌的研究发现操作者间和操作者内的可靠性均很高，证明了超声弹性成像是定量评估肌肉硬度的可靠方法。Yoshitake等[14]发现超声弹性成像对肱二头肌测量的可靠性很高（组内相关系数均大于0.9）。Rosskopf等[15]也发现超声弹性成像对冈上肌测量的可靠性很高（组内相关系数均大于0.8）。以上研究都从方法学角度充分证明了超声弹性成像对肌肉硬度的评估是有效、可靠的。

当探头声束方向与肌纤维排列的夹角不同时，剪切波传播速度也不同，剪切波与肌纤维方向平行时其传播速度比垂直时更快[16]。Chino等[17]比较了在纵、横断面上SWE测量腓肠肌、股直肌、肱二头肌和腹直肌的肌肉硬度，结果显示，除肱二头肌外所有肌肉纵断面的影像稳定性均高于横断面，测量纵、横断面的可重复性无明显差异[17]。因此，超声弹性成像在肌骨系统的应用都应考虑声束方向对结果的影响，特别是在骨骼肌这种具有明显各向异性的组织中。

3.1.2 人口统计学指标对肌肉超声弹性成像测量的影响 一些研究者[18-19]用SWE测量正常腓肠肌硬度时发现，放松位时男女之间无明显差异；杨等[18]研究还发现各年龄组之间均无差异；但在紧张位时，男性硬度值明显高于女性，且与年龄呈负相关。Brandenburg等[13]对儿童腓肠肌的研究则有不同的结果，他发现不同体位下的腓肠肌弹性与性别、年龄、左右侧、BMI均无关。Eby等[20]对正常肱二头肌的硬度进行了研究，发现超声弹性成像测量值在老年人群（60岁以上）中受性别和年龄影响较大，女性高于男性，且硬度值随年龄增加而增加；但BMI、运动频率与肌肉硬度无关。可以看出，人口统计学指标对肌肉硬度的影响在不同研究中差别很大，这可能与不同肌肉各自的特征、各个研究所纳入人群的不同以及测量过程存在差异等因素有关。

3.1.3 运动状态对肌肉超声弹性成像测量的影响 Nakamura等[21]发现被动拉伸时腘绳肌的剪切波速度增加，但Brandenburg等[13]对儿童腓肠肌的研究发现硬度与体位无关。Yoshitake等[14]发现肱二头肌的弹性模量值仍然与肘关节的屈曲程度和肌肉收缩强度呈线性相关。以上研究表明，通常情况下肌肉收缩时的弹性测量较放松时高，但体位与肌肉收缩状态对肌肉超声弹性成像测量的影响在不同研究中结果也有差异，这可能与不同部位肌肉的生理功能不同相关，可能也与研究中采用的体位不完全一致有关。

3.2 不同病理状态下肌肉硬度的评估 许多疾病都会存在骨骼肌的受累，导致其硬度的改变。通常，根据发病原因的不同，肌肉疾病可分为神经源性肌病和肌骨系统疾病，不同类型的病变有其各自的特点。神经源性肌病指的是上、下运动神经元性病变导致相应肌肉的异常，上运动神经元性病变（包括脑血管病、颅脑外伤、肿瘤、脑瘫、帕金森等）会表现为瘫痪肌肉张力增高，但不出现萎缩；下运动神经元性病变（包括周围神经炎性病变、损伤或卡压、神经丛病变、脊髓前角细胞病变等）会表现为对应神经支配的肌肉张力减低，肌肉萎缩明显。引发肌肉病变的肌骨系统疾病种类繁多，包括各种先天性肌肉病变 （如进行性肌营养不良、先天性肌性斜颈等），系统性疾病（如多发性肌炎、皮肌炎等），外伤，感染等。因此，对于如何准确量化病变肌肉的硬度改变对于临床医生诊断、评估治疗效果和随访都有重要的意义。

3.2.1 对神经源性肌病的评估 近来，超声弹性成像在上运动神经元性病变所致的肌痉挛性疾病的评估中体现了较大的应用潜力。有研究[22-23]发现，腓肠肌的剪切波速度在痉挛性脑瘫的患儿高于对照组儿童，且与临床Ashworth量表评分显著相关；通过评估A型肉毒毒素治疗前后患儿的腓肠肌硬度发现，治疗后弹性测量值下降，并且也与临床改良Ashworth量表评分显著相关。Lee等[24]发现脑卒中病人瘫痪侧肱二头肌硬度高于对侧，且这种肌肉硬度差异与卒中病程长短有关。脑瘫患儿中受累更严重的肢体，其肌肉硬度高于对侧[25]。Eby等[26]发现在被动拉伸时慢性卒中病人肱二头肌硬度值增加。以上研究表明上运动神经元性病变引起的肌痉挛是可以通过弹性超声成像检查发现的。

3.2.2 对肌骨系统疾病的评估 超声弹性成像用于肌骨系统疾病引起的肌肉病变中的研究越来越多。Lacourpaille等[27]对杜氏肌营养不良病人（Duchenne muscular dystrophy，DMD） 的研究发现，DMD病人腓肠肌、胫前肌、股外侧肌等的肌肉硬度均较正常人增高。杨等[28]对比了放松位和紧张位时肌肉萎缩病人和正常人肱二头肌的硬度，结果表明，放松位时两者差别不大，但紧张位时肌肉萎缩病人肱二头肌硬度较正常人小，提示某些疾病状态下，肌肉硬度仅在收缩时改变，今后评估肌肉硬度时还需考虑肌肉运动的影响。在肩袖病变的运动员中，所有体位下其斜方肌的弹性测量值均高于无肩袖损伤的运动员[29]。

如何客观、定量地评估肌肉疼痛情况一直是临床医生亟待解决的问题。慢性腰背痛病人多裂肌的硬度在直立位、25°和45°弯腰位时较无症状人群增高，但在俯卧位时无明显差异[30]。超声弹性成像在检测迟发性肌痛中也有应用前景，研究[31]发现志愿者在运动后腓肠肌和比目鱼肌弹性测量值增加。经过肌肉拉伸等物理治疗后，存在肩后群肌紧张的棒球运动员，其冈下肌和小圆肌的硬度下降[32]。这些研究都为超声弹性成像评估急、慢性肌肉疼痛中肌肉硬度的改变以及治疗效果评估提供了基础。

4 讨论

超声弹性成像技术在肌肉硬度评估中有着独特的优势，可以反映肌肉的黏弹性等机械特征。其对正常肌肉结构的显示和硬度正常值的确定能为临床医生在肌病的诊断、疗效判断和随访上提供更多的信息。因此，如何规范肌肉超声弹性值的测量过程，包括测量部位的选择、病人的体位和仪器设置等，以及建立不同肌肉的正常参考值范围是亟待解决的问题。相信随着研究的深入和技术的发展，超声弹性成像技术在肌肉评估方面一定会有越来越大的应用价值。