高頻超聲測量掌指關(guān)節(jié)軟骨厚度穩(wěn)定性的影響因素

孫 超，李 挺，扶 瓊，郭惠芳，靳洪濤，彭晨星

(1.河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院風濕免疫科，河北 石家莊 050000；2.上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院風濕科，上海 200011)

掌指關(guān)節(jié)(metacarpophalangeal joints， MCP)由掌骨小頭與近節(jié)指骨底構(gòu)成，是類風濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis， RA)常見累及關(guān)節(jié)之一。RA病變以第2掌指關(guān)節(jié)(the second metacarpophalangeal joint， MCP2)處滑膜增生、滑膜炎及骨侵蝕為主，在關(guān)節(jié)病變發(fā)生前，其表面覆蓋的軟骨往往早于骨皮質(zhì)出現(xiàn)破壞。通過超聲監(jiān)測關(guān)節(jié)軟骨厚度(cartilage thickness， CTh)變化，可以判斷關(guān)節(jié)損傷情況，但目前測量CTh尚無統(tǒng)一標準，且臨床工作中操作者經(jīng)驗、儀器、參數(shù)(頻率、增益)及測量時是否包含軟骨上方亮線(bright line， BL)均可影響測量結(jié)果的穩(wěn)定性。本研究采用高頻超聲，在不同條件下測量右側(cè)MCP2的CTh，探討測量結(jié)果穩(wěn)定性的影響因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年1月—2017年9月行手部高頻超聲掃查的120名健康志愿者，男24名，女96名，年齡23～45歲。納入標準：手關(guān)節(jié)無腫脹、疼痛、活動受限癥狀。排除標準：①關(guān)節(jié)炎患者；②全身性疾病伴隨關(guān)節(jié)癥狀者；③手部外傷、手關(guān)節(jié)畸形者。本研究經(jīng)河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，所有受試者均簽屬知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，LA435寬頻探頭，頻率6～18 MHz；Esaote Mylab ONE超聲診斷儀，SL3235寬頻探頭，頻率10～18 MHz。由1名低年資(2年)醫(yī)師(醫(yī)師A)及1名高年資(10年)醫(yī)師(醫(yī)師B)共同完成所有超聲掃查。掃查時，囑受試者取坐位，右手握拳使掌指關(guān)節(jié)保持最大屈曲位。將超聲探頭沿第2近節(jié)指骨縱向放置，超聲掃查距焦點1個，脈沖重復頻率750 Hz，深度15 mm。

1.2.1 不同操作者及不同時間測量 采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，在頻率18 MHz、增益60%條件下，首先由醫(yī)師A掃查受試者右側(cè)MCP2，分別測量包含BL(測量范圍在軟骨與BL)及不含BL(測量范圍在軟骨與BL內(nèi))的CTh(第1次測量)；再由醫(yī)師B在相同儀器、相同參數(shù)條件下進行測量(第2次測量)；最后由醫(yī)師A于第1次測量24 h后再次進行超聲掃查及測量(第3次測量)。

1.2.2 同一操作者采用不同儀器以相同參數(shù)測量 由醫(yī)師A分別采用Esaote Mylab 90及Esaote Mylab ONE超聲診斷儀，在頻率 18 MHz、增益60%條件下測量所有受試者右側(cè)MCP2包含BL及不含BL的CTh。

1.2.3 同一操作者相同儀器、不同參數(shù)測量 由醫(yī)師A采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，分別在頻率18 MHz、增益分別為40%、60%、90%條件下，以及頻率6 MHz、增益60%條件下，測量所有受試者右側(cè)MCP2包含BL及不含BL的CTh(圖1)。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示，二者間比較采用配對樣本t檢驗；三者間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗。以變異系數(shù)評價數(shù)據(jù)的離散程度。以Pearson相關(guān)分析評價不同條件下CTh測量結(jié)果間的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

相同儀器及參數(shù)條件下，不同操作者(醫(yī)師A、B)于不同時間(醫(yī)師A，間隔>24 h)3次測量所有受試者右側(cè)MCP2的CTh，結(jié)果見表1。包含BL的CTh，3次測量結(jié)果平均值為(0.50±0.09)mm，不包含BL則為(0.38±0.09)mm，差異有統(tǒng)計學意義 (t=-18.528，P<0.001)，二者的變異系數(shù)分別為4.44%和5.78%。無論包含或不包含BL，不同操作者及不同時間測量結(jié)果間差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。包含BL的CTh測量結(jié)果顯示，第1次與第2次(r=0.683，P<0.01)、第2次與第3次 (r=0.701，P<0.01)、第1次與第3次(r=0.710，P<0.01)測量結(jié)果間均存在相關(guān)性；不包含BL的CTh測量結(jié)果顯示，第1次與第2次(r=0.703，P<0.01)、第2次與第3次(r=0.680，P<0.01)、第1次與第3次(r=0.722，P<0.01)測量結(jié)果間均存在相關(guān)性。

表1 不同操作者及不同時間測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm，±s，n=120)

表1 不同操作者及不同時間測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm，±s，n=120)

項目包含BL的CTh不包含BL 的CTh第1次測量0.51±0.090.39±0.08第2次測量0.50±0.100.38±0.09第3次測量0.49±0.090.37±0.08F值1.9521.164P值0.1440.313

同一操作者相同參數(shù)條件下，采用Esaote Mylab 90與Esaote Mylab ONE超聲診斷儀測量右側(cè)MCP2的CTh結(jié)果見表2。不同儀器CTh測量包含和不包含BL的結(jié)果差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，且存在相關(guān)性(r=0.619、0.609，P均<0.01)。

表2 不同儀器測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

表2 不同儀器測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

儀器包含BL的CTh不包含BL的CThEsaote Mylab 900.51±0.090.39±0.08Esaote Mylab ONE0.46±0.070.28±0.06t值3.9528.060P值0.0480.005

同一操作者相同儀器條件下，采用不同參數(shù)測量右側(cè)MCP2的CTh結(jié)果見表3、4。僅相同頻率、不同增益條件下，不包含BL的測量結(jié)果間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。無論包含或不包含BL，不同增益、頻率下CTh測量結(jié)果間均存在相關(guān)性，見表5。

表3 頻率18 MHz、不同增益下測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

表3 頻率18 MHz、不同增益下測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

增益包含BL的CTh不包含BL的CTh40%0.51±0.100.39±0.0960%0.51±0.090.39±0.0890%0.52±0.100.34±0.08*F值0.36710.506P值0.693<0.001

注：*：與增益40%比較，P<0.05

表4 增益60%、不同頻率下測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

表4 增益60%、不同頻率下測量右側(cè)MCP2的CTh比較(mm,±s，n=120)

頻率包含BL的CTh不包含BL的CTh18 MHz0.51±0.090.39±0.086 MHz0.51±0.110.32±0.09t值1.5940.422P值0.2080.517

表5 不同參數(shù)條件下右側(cè)MCP2的CTh測量結(jié)果間相關(guān)性

3 討論

超聲利用人體對超聲波的反射進行成像，以灰度反映切面的解剖結(jié)構(gòu)，圖像明暗取決于回波幅度，不同的組織具有不同的超聲表現(xiàn)。超聲掃查肌肉、骨骼時通常采用變頻或?qū)掝l線陣探頭，根據(jù)探查部位的深度選擇不同頻率(通常為4～13 MHz或6～18 MHz)，小針腳的高頻探頭更有利于檢查小關(guān)節(jié)——頻率越高，波長越短，軸向分辨率越好，越能清晰顯示皮膚、皮下組織、肌腱、神經(jīng)、軟骨及骨皮質(zhì)。增益可用于控制回聲，放大或縮小接收到的信號，整體圖像隨增益大小變明或變暗[1]。增益越大，圖像越亮，但同時噪聲信號也增高，圖像質(zhì)量降低；增益過低則可造成圖像不飽和，導致信號丟失。

圖1 采用Esaote Mylab 90超聲診斷儀，測量正常右側(cè)MCP2的CTh A.頻率18 MHz，增益60%，箭示BL； B.頻率18 MHz，增益40%； C.頻率18 MHz，增益90%； D.頻率6 MHz，增益60%

正常透明軟骨外觀呈乳白色、透明，由軟骨細胞組成，含水量超過70%。超聲對正常透明軟骨具有良好的穿透性，正常聲圖像表現(xiàn)為骨皮質(zhì)與軟組織之間的一條均勻一致的不可壓縮的無回聲帶。探頭垂直于關(guān)節(jié)表面放置時，聲束與骨完全垂直的部分發(fā)生反射，在軟骨表面形成BL。關(guān)節(jié)腔內(nèi)少量積液時，BL格外明顯，稱為“軟骨界面征”，是鑒別積液與關(guān)節(jié)軟骨的重要征象。通過超聲檢查能夠發(fā)現(xiàn)軟骨面毛糙、凹凸不平、連續(xù)性中斷、軟骨表面及軟骨內(nèi)晶體沉積等，以及骨關(guān)節(jié)炎[2]、痛風[3-4]和假性痛風[5]引起的軟骨特征性改變。但目前超聲測量軟骨真實厚度較為困難，且測量CTh的方法尚未統(tǒng)一。

X線是檢測RA的常規(guī)影像學方法，但對早期病變敏感度較低[6]。在一些超聲難以掃查到軟骨全貌的部位(如肩部)，超聲對骨侵蝕的檢測不及MRI，但仍優(yōu)于常規(guī)X線[7]；與MRI相比，超聲對肩關(guān)節(jié)疼痛的RA患者肩袖全層撕裂具有較高診斷敏感度和準確率[8]。既往研究[9-10]顯示，應用超聲評估RA患者MCP滑膜炎、骨侵蝕的敏感度優(yōu)于臨床查體，且第2及第3 MCP是評估RA活動性的敏感部位，觀察者間一致性較好(Kappa=0.76)。M?ller等[11]認為超聲測量MCP的CTh有望替代傳統(tǒng)X線檢查。

本研究結(jié)果顯示，不同操作者及不同時間3次測量右側(cè)MCP2包含和不包含BL的CTh平均值分別為(0.50±0.09)mm和(0.38±0.09)mm，差異有統(tǒng)計學意義(t=-18.528，P<0.001)，二者的變異系數(shù)分別為4.44%和5.78%，提示是否包含BL可影響測量結(jié)果。且本研究中，在相同儀器及參數(shù)條件下，不同操作者及不同時間無論包含BL或不包含BL的測量結(jié)果間差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)；同一操作者在相同參數(shù)條件下應用不同儀器對右側(cè)MCP2的CTh進行測量，無論是否包含BL，測量結(jié)果間差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，提示儀器對測量結(jié)果影響較大。雖然本研究中不同次檢查所用的超聲設備為同一品牌產(chǎn)品，但配置不同，分辨率及圖像質(zhì)量也有較大差別，對測量結(jié)果影響仍較為明顯。本研究同一操作者采用相同儀器、不同參數(shù)對右側(cè)MCP2的CTh進行測量，包含BL的測量結(jié)果顯示其與頻率變化的相關(guān)性最小(r=0.676)，與增益變化的相關(guān)性最大(r=0.820)，提示頻率較增益對測量結(jié)果的影響更大。

本研究還發(fā)現(xiàn)不同操作者、時間、儀器、參數(shù)條件下，包含BL的測量結(jié)果間，按相關(guān)系數(shù)r由小至大排列分別為儀器(r=0.619)、頻率(r=0.676)、操作者(r=0.683)及增益(r=0.820)，提示更換超聲儀器對測量結(jié)果的影響最大，而增益變化對測量結(jié)果的影響較小。