剪切波彈性成像檢測屈光近視患者眼球壁及眼周組織彈性的臨床研究

李 芳 吳 蓉 陳 靜 姚明華 馬 驥 張志華

超聲彈性成像通過檢測不同組織在受力后的形變程度，從而無創(chuàng)地反映不同組織的生物力學(xué)特征；其包括實時組織彈性成像、聲輻射力脈沖彈性成像、剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）等，其中SWE通過檢測不同組織在探頭發(fā)射的聲輻射脈沖作用下產(chǎn)生不同的剪切波速度，進而反映不同生物組織彈性楊氏模量值及組織的病變狀態(tài)［1-2］。SWE在甲狀腺、肝臟、乳腺等方面應(yīng)用廣泛［3］，但其在眼部及眼周組織應(yīng)用的研究報道較少。研究［4］表明，眼部多種疾病的發(fā)生、發(fā)展與眼球壁及眼周組織生物力學(xué)變化有關(guān)，但臨床尚無無創(chuàng)測量眼球壁及眼周組織彈性的方法。本研究應(yīng)用SWE檢測屈光近視患者眼球壁及眼周組織彈性參數(shù)，并評價測量結(jié)果的可重復(fù)性。

資料與方法

一、研究對象

選取2021年3～9月在我院行術(shù)前檢查的屈光近視患者52例（屈光近視組），其中男24例，女28例，年齡19～37歲，平均（25.5±4.4）歲；另選同期接受眼部SWE檢查的健康志愿者33例（健康對照組），其中男13例，女20例，年齡16～28歲，平均（22.6±2.8）歲。排除眼部手術(shù)史、外傷史，以及活動性炎癥、器質(zhì)性疾病、糖尿病、結(jié)締組織疾病等全身性疾病。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有受試者均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.SWE檢測：使用佳能Aplio 900彩色多普勒超聲診斷儀，i18LX5探頭，頻率5～18 MHz，機械指數(shù)0.02；調(diào)至眼部掃描條件。囑受檢者取平臥位，輕閉雙眼，在雙側(cè)眼瞼處涂抹適量的凝膠，整個檢查過程中盡量保持雙眼珠不動。先行二維超聲掃查，選取水平位眼軸最大切面，當(dāng)能夠清晰顯示視神經(jīng)顳側(cè)1～2 mm處的球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體時，切換至SWE模式，待圖像穩(wěn)定后進行測量。當(dāng)顏色充滿取樣框的90%以上時，存儲圖像用于后續(xù)分析，同時啟用Q-BOX功能，測量感興趣區(qū)（ROI）內(nèi)楊氏模量均值（Emean值），ROI直徑為1 mm圓形；使用同樣的方法測量視神經(jīng)、球后脂肪墊、內(nèi)直肌、外直肌最厚處Emean值，均重復(fù)測量5次，取平均值。

2.重復(fù)性檢驗：由2名分別具有5年及2年工作經(jīng)驗的檢查者（檢查者A及檢查者B）完成，具體為：先由檢查者A于當(dāng)日上午測量所有研究對象Emean值，間隔10 min后再由檢查者B采用同樣方法進行測量；當(dāng)日下午及1周后同一時間由檢查者A再次對所有研究對象進行測量。均重復(fù)測量5次，取平均值。分析同一檢查者同日2次、同一檢查者不同日2次、不同檢查者同日所測Emean值的一致性。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

一、兩組眼球壁及眼周組織Emean值比較

屈光近視組球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體Emean值低于健康對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；兩組視神經(jīng)、球后脂肪墊、內(nèi)直肌、外直肌Emean值比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1和圖1，2。

圖1 健康對照組（女，35歲）SWE圖

圖2 屈光近視組（女，33歲）SWE圖

表1 兩組眼球壁及眼周組織Emean值比較（） kPa

表1 兩組眼球壁及眼周組織Emean值比較（） kPa

組別屈光近視組健康對照組t值P值球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體39.26±2.78 45.26±0.89 11.46 0.00視神經(jīng)11.10±0.83 10.87±0.85-1.22 0.23球后脂肪墊9.49±0.27 9.23±0.97 1.55 0.13內(nèi)直肌10.46±0.81 10.83±1.05-1.72 0.09外直肌9.78±2.51 10.56±1.80-1.62 0.11

二、組內(nèi)重復(fù)性檢驗

1.同一檢查者同日2次重復(fù)性檢驗：同一檢查者同日上午與下午所測球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體、視神經(jīng)、球后脂肪墊、內(nèi)直肌、外直肌Emean值的ICC分別為0.82、0.85、0.86、0.83、0.84；Blant-Altman分析法顯示同一檢查者同日上午與下午所測Emean值的差值與均值呈一致性變化趨勢。見圖3A。

2.同一檢查者不同日2次重復(fù)性檢驗：同一檢查者間隔一周2次所測球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體、視神經(jīng)、球后脂肪墊、內(nèi)直肌、外直肌Emean值的ICC分別為0.79、0.82、0.82、0.80、0.78。Blant-Altman分析法顯示同一檢查者間隔一周2次所測Emean值的差值與均值呈一致性變化趨勢。見圖3B。

三、組間重復(fù)性檢驗

不同檢查者同日所測球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體、視神經(jīng)、球后脂肪墊、內(nèi)直肌、外直肌Emean值的ICC分 別為0.71、0.75、0.79、0.73、0.75；Blant-Altman分析法顯示不同檢查者同日所測Emean值的差值與均值呈一致性變化趨勢。見圖3C。

圖3 同一檢查者同日、不同日及不同檢查者同日所測球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體Emean的Blant-Altman分析圖

討 論

SWE操作時無需施壓，通過捕獲不同組織的剪切波傳播速度來獲取該處組織彈性，克服了實時組織彈性成像重復(fù)性差、人為依賴性大等缺點［5］。秦芩等［6］應(yīng)用SWE定量評估甲狀腺相關(guān)性眼外肌病變患者眼外肌彈性，用以監(jiān)測眼外肌肌肉硬度的改變。Dikici等［7］應(yīng)用SWE定量檢測青光眼患者視神經(jīng)彈性，用以評價其視神經(jīng)生物力學(xué)性能。近視的發(fā)生與鞏膜生物力學(xué)特征密切相關(guān)，鞏膜變薄變長，彈性減低，進而導(dǎo)致高度近視［8］。本研究旨在應(yīng)用SWE定量檢測屈光近視患者眼球壁及眼周組織彈性。

本研究結(jié)果顯示，屈光近視組球后壁視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜復(fù)合體Emean值低于健康對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。表明應(yīng)用SWE可以無創(chuàng)、便捷地測量屈光近視患者球后壁復(fù)合體彈性值變化，間接評估鞏膜彈性，為監(jiān)測近視進展提供了新的指標(biāo)。Markov等［9］應(yīng)用廣角X射線衍射觀察健康者與高度近視患者鞏膜中膠原蛋白，研究發(fā)現(xiàn)高度近視患者鞏膜膠原蛋白微觀結(jié)構(gòu)變化很大，鞏膜生物力學(xué)減弱，進而導(dǎo)致眼組織變形和軸向伸長。本研究結(jié)論與之一致，分析原因：隨著眼部近視程度的加劇，鞏膜內(nèi)基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制因子之間的動態(tài)平衡遭到破壞，鞏膜組織細胞外基質(zhì)代謝異常，整合素及受體表達異常，膠原纖維類型和分布發(fā)生改變，代謝增加，合成減少，導(dǎo)致鞏膜彈性減低［10］。

眼球作為一個具有黏彈性組織器官，其眼球壁及眼周組織彈性對維持眼球的生物力學(xué)均具有一定作用［11］。鞏膜彈性減低，眼球擴張是近視發(fā)生、發(fā)展的重要原因［8］。目前對眼球壁及眼周組織彈性的相關(guān)研究［6，11-12］仍處于初始階段，尚無一種精準(zhǔn)的定量方法。本研究采用組內(nèi)ICC和Blant-Altman分析法對SWE在眼球壁及眼周組織組織檢測結(jié)果的重復(fù)性進行驗證，研究結(jié)果表明，SWE在眼球壁及眼周組織檢查結(jié)果具有較好的可重復(fù)性。檢查者無需長期培訓(xùn)，即可操作該項檢查。此外，SWE檢測方法的組內(nèi)重復(fù)性明顯高于組間重復(fù)性，且同一檢查者同日測量視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜球后壁復(fù)合體、視神經(jīng)、球后脂肪墊、內(nèi)直肌、外直肌Emean值的ICC高于不同日檢測，可能與檢查者對同一操作的記憶有關(guān)，但同一檢查者同日與不同日ICC差異并不大，說明該項檢查的可重復(fù)性及可操作性均較好，在大規(guī)模人群篩查背景下可協(xié)助臨床評估屈光近視發(fā)展進程。

本研究的局限性：①樣本量小，尚需增加樣本量，進行多中心研究；②因國內(nèi)外對眼部組織超聲彈性評估較少，所得研究數(shù)據(jù)參考值范圍缺乏對比性；③年齡較小者配合度較低，尚需提高操作的熟練度及操作流程的便捷性。

綜上所述，應(yīng)用SWE可無創(chuàng)、可重復(fù)性地定量評估屈光近視患者眼球壁及眼周組織彈性，間接反映其眼球壁及眼周組織病變狀態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，為臨床監(jiān)測屈光近視進展提供了新方法。