剪切波超声弹性成像与痉挛临床评估的相关性分析

(SWV),并探索SWV值与痉挛临床评估指标是否有相关性$方法 选取2019年06月〜2020年2月总医院收治的脑 卒中偏瘫患者35例，应用剪切波弹性超声成像技术分别测量痉挛侧BBM屈肘90\"和完全伸肘时浅层和深层的SWV值，并进行

改良Ashworth量表、改良Tardieu量表、Fugl-Meyer上肢运动功能、关节活动范围等临床评估，采用Spearman分析SWV值和临

床评估指标之间的相关性$结果 不论浅层或深层，屈肘90\"时BBM的SWV值与改良Tardieu分级、Fugl-Meyer上肢评分均有 显著相关性，与改良Ashworth分级、痉挛角%肘关节被动关节活动度(PRO M)无显著相关性；当完全伸肘时#BBM的SWV值与 改良Ashworth分级、改良Tardieu分级、痉挛角、Fugl-Meyer上肢评分、肘关节被动关节活动范围均有显著相关性；SWV值与肘

关节主动关节活动范围无显著相关性$结论 剪切波弹性超声成像技术可定量评估脑卒中后痉挛BBM的痉挛程度，为帮助临

床决策和指导干预手段提供了可能$［关键词］剪切波弹性成像&痉挛&肱二头肌；改良Ashworth量表&改良Tardieu量表［中图分类号］R743

［文献标识码］A DOI： 10.3969/j.issn.1674-3245.2020.05.008Analysis of correlation between shear wave ultrasound elastography and clinical spasticity scalesGuo Xueyuan, Wang Yuexiang, Cui Jianbo, et al(Department of Rehabilitation Medicine, the First Medical Center, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853 , China)

Corresponding author：Zhang Lining,E-mail:******************［Abstract］ Objective To quantitatively evaluate the shear wave velocity (SWV) of spastic biceps brachii muscle (BBM) at

different angles of elbow flexion and layers by real-time shear wave ultrasound elastography, and to explore the relationship between

SWV and clinical spasticity scales.Methods Thirty five patients with post -stroke hemiplegia were included.The SWV of spastic BBM at different angles of elbow flexion and layers were measured.At the same time, clinical spasticity scales such as modified Ashworth scale, Modified Tardieu scale, Fugl-Meyer Assessment for upper extremity and the range of motion of elbow were carried

out.Analyzed the relationship between SWV and clinical spasticity scales by spearman.Results The SWV of BBM was significantly correlated with Modified Tardieu Scale and Fugl-Meyer Assessment score at 90\" elbow flexion at whether superficial layer or deep layer, but not significantly with Modified Ashworth Scale, spasm Angle or passive range of motion.When the elbow at fully extended, the SWV of BBM was significantly correlated with modified Ashworth scale, Modified Tardieu Scale, spasm Angle, Fugl -Meyer Assessment for upper extremity and passive range of motion.There was no significant correlation between SWV and active range of

motion.Conclusion The real-time shear wave ultrasound elastography can quantitatively evaluate the spasticity in BBM of patients with post-stroke hemiplegia, which may contribute to clinical decision and intervention.［Key words］ Shear-wave elastography； Spasticity； Biceps brachii muscle； Modified Ashworth Scale； Modified Tardieu Scale脑卒中后神经肌肉功能状态及其评估是临床 估单个肌肉的痉挛程度上受到了$剪切波弹性超声（SWE）是一种精准测量软组

织硬度的新兴手段，在评估肌肉痉挛状态方面有潜 在的应用价值\"4-5#$本研究旨在通过测量脑卒中患

上被广泛关注的问题，其中痉挛是脑卒中后最常见

的肌张力增高的表现形式，被认为是影响脑卒中患

者日常生活功能以及制约康复进程的重要因素[1]o改良Ashworth量表（MAS）和改良Tardieu量表 者不同体位、不同深度的痉挛肱二头肌（BBM&中的 剪切波速度（SWV）值，探索SWV值是否能与MAS

（MTS&因其易操作性在痉挛的临床评估上被广泛使

用\"2-3#$然而由于两量表均属于序数分级量表并且 受评测者主观感觉的影响，缺乏量化与痉挛相关的

分级、MTS分级以及Fugl-Meyer评分等临床评估指

标建立相关性，为量化肌肉痉挛以及肉毒素注射的

异常肌肉激活和硬度变化所需的敏感性,尤其在评 精准治疗提供进一步证据。基金项目：国家重点研发计划项目（2019YFB1311400）;总医院军事医学科研项目（CX19005）作者单位：100853北京，总医院第一医学中心康复医学科（郭雪园，崔建博，解涛，贾子善，张立宁），超声科（王月香） 通信作者：张立宁，E-mail ：******************・482・中华保健医学杂志 2020 年 10 月第 22 卷第5 期 Chin J Health Care Med,October 2020,Vol 22,No. 51对象与方法1.1 对象 选取2019年06月~ 2020年2月就诊

于总医院的脑卒中患者35例,其中男性27 名，女性8名，年龄22 ~ 75岁，平均年龄(.4 士

12.5)岁；脑梗死20例，脑出血15例；左侧19例，右

侧16例；病程2 ~ 168月，平均病程(28.0 士 38.8) 月；MAS分级1级8例，1.5级12例，2级10例，3

级5例；MTS分级1级1例，2级30例，3级4例；

Fugl-Meyer上肢评分范围7 ~ 35分,平均(16.9 士

10.9)分；平均肘关节被动关节活动范围(PROM) (174.0 士 12.3)。。所有受试者均在测试前签订知情

同意书。纳入标准：(1)影像学检查结果符合《中国脑卒 中早期康复治疗指南2017》脑卒中偏瘫相关西医诊 断标准；(2)首次发生的单侧皮层或皮层下脑卒中；(3)年龄!80岁；(4)病程\"2个月；(5)上肢屈肘肌 MAS分级1 ~ 3级；(6)能够理解并可配合医生的检

查与评估：(7)可独坐10 min以上+排除标准：(1)生

命体征不稳定、认知障碍、语言障碍；(2)肌张力障 碍、强直；(3)颅脑损伤、蛛网膜下腔出血、脑出血开

颅术及肿瘤患者；(4)MAS分级4级；(5)双侧肢体

瘫痪；(6)接受药物、支具等抗痉挛处理史。1.2 方法采用法国Supersonic Imagine公司生产

的ShearWave剪切波弹性成像超声诊断仪进行试

验，使用L10-2线阵探头，频率2 ~ 10 MHz。所有

受试者采取坐位,放置肩关节于外展30。、前臂中 立位+先使用常规二维超声确定肌肉精确位置，然

后切换至SWE沿肌束方向纵向检查BBMO将目标 区设置为10 mm $ 10 mm,当信号稳定后分别在浅

层(0.8 ~ 1.8 cm)和深层(2.0 ~ 3.0 cm)截取直径 为7 mm的圆形区域,Q-box系统会自动计算区域 内最大、最小和平均SWV值，测量痉挛侧屈肘90°

和完全伸肘、浅层和深层的SWV,单侧肢体的同一

体位分别测量3次,将平均SWV值进行统计+所有 检查均在同一医师在相同室温下进行+1.3临床评估(1)MAS量表评估:对受试者的屈

肘肌群进行MAS评定，根据快速牵伸的阻力程度, MAS评定分级为0、1、1 +、2、3、4共6级,1+级设定

为1.5级便于数据统计+ (2)MTS量表评估:对屈肘

肌施于缓慢而有力的牵伸，获得最大被动活动角度 XV1；然后以最快的速度牵伸屈肘肌,获得卡绊角度 XV3；计算获得痉挛角X(XV1-XV3)；描述XV3处

观察到的肌肉反应类型和强度Y。(3)Fugl-Meyer 运动功能评估:采用Fugl-Meyer(FMA)的方法评定

受试者痉挛侧上肢的运动功能，上肢部分总分66 分+ (4)关节活动范围测量:用量角器中手动测量

PROM和主动关节活动范围(AROM) +1.4统计学处理 采用SPSS 25.0统计软件建立数

据库进行数据分析,计数资料采用(％)表示；计量资

料采用(！ 士 \")表示；相关因素分析采用Spearman相 关系数。以P < 0.05为差异有统计学意义+2 结果35名受试者均完成了 BBM剪切波弹性超声测

定和肢体功能评估+不论浅层或深层，痉挛侧上肢

屈肘 90°BBM 的 SWV 值与 MTS 分级Fugl-Meyer 上肢功能评分有显著相关性，与MAS、MTS痉挛角、

肘关节PROM无明显相关性；当完全伸肘时,BBM

的SWV值与MAS分级、MTS痉挛角、MTS分级、

Fugl-Meyer上肢评分、肘关节PROM均有显著相关

性+另外，当痉挛侧完全伸肘时,BBM浅层的SWV

与MAS分级显著相关,BBM深层的SWV与MAS

分级紧密相关；BBM的SWV与肘关节AROM均无

显著相关性。见表1、表2。表1 35例脑卒中患者屈肘90°时BBM不同肌层SWV值

与各指标之间的相关性临床评估指标均值BBM浅层BBM深层&值

%值

&值%值

MAS0.2490.1500.2780.106MTS痉挛角X(°)72.6 士:23.90.2960.0840.1940.2MTS痉挛分级Y2.1 士0.40.3460.0420.3350.049Fugl-Meyer16.9 士10.9-0.5130.002-0.5320.001AROM (°)144.4 :士 29.0-0.2090.228-0.0130.939PROM(°)174.0 :士 12.3-0.2490.149-0.1840.2表2最大伸肘位时BBM不同肌层SWV值与各指标之间的相关性临床评估指标均值BBM 浅层BBM深层

$值

%值

&值%值

MAS0.5650.0000.7460.000MTS 痉挛角 X(°)72.6 士23.90.4570.0060.4340.009MTS 痉挛分级 Y2.1 士0.40.6340.0000.10.000Fugl-Meyer16.9 士10.9-0.7050.000-0.4410.008AROM(°)144.4士 29.0-0.2960.084-0.2770.108PROM(°)174.0士 12.3-0.4900.003-0.4300.0103讨论改良Ashwroth量表(MAS)是临床上评估肌肉

痉挛最为常用的量表，而SWV是剪切波在物质中

传导的速度,SWV的大小与物质的硬度密切相关, SWV在硬度大的物质中移动更快，另外,SWV还取

决于肌肉激活水平，与健侧肌肉相比,痉挛侧BBM 的SWV增加[6-8]o本研究中发现，痉挛侧肢体完全伸肘时,BBM中华保健医学杂志 2020 年 10 月第 22 卷第5 期 Chin J Health Care Med,October 2020, Vol 22,No. 5-483 -浅层的SWV与MAS分级有显著的线性相关，并且 在BBM深层表现得更为突出；而屈肘90°时，与 MAS分级并无相关性#脑卒中后痉挛肌硬度增大是

反射介导和肌肉机械特性变化叠加的效果。中枢神

经损伤后痉挛的产生本质上是一种牵张反射的亢

进,即当骨骼肌受到外力牵拉长度改变时，可反射 地引起肌肉收缩导致痉挛肌硬度增加#另一方面,

骨骼肌会根据疾病状态出现可塑性变化#因此，脑 卒中后完全伸肘位痉挛侧BBM的SWV会比正常

肌肉大，随着痉挛程度的增加而增加,并与MAS分

级线性相关,这与李良芳$9%的研究结果类似；而在

BBM处于放松位时，由于减少了牵张发射的诱发,

因而与MAS相关性并不显著#另外还发现BBM完

全伸肘时深层肌与MAS分级高度相关，这可能是因

为相比于BBM浅层肌，深层肌的痉挛程度更严重

所导致的#作为另一种国际上常用的痉挛评估量表，改良

Tardieu量表(MTS)更加关注与痉挛有关的速度相

关特征# MTS评估的结果记录为痉挛角和痉挛分

级#在本研究中,MTS量表中的痉挛角与患侧屈肘

90°时BBM的SWV值没有相关性,与完全伸肘时

BBM的SWV值显著相关;而痉挛分级与屈肘90°时

BBM的SWV有显著相关性,并且与完全伸肘时 BBM的SWV值显示高度相关,这与Wu等问的研

究结果是一致的#在研究中发现,不管是MAS抑或是MTS量表,

与完全伸肘时BBM的SWV的相关性都要明显高

于屈肘90°时的相关性，原因可能是当痉挛肌处于 被拉长状态时会导致牵张反射亢进而引起肌肉硬

度增加，使得关节被动阻力增大#Fugl-Meyer量表根据脑损伤运动功能的恢复

过程和Brunnstrom的脑损伤6阶段恢复理论进行

量化评分，在评估患者上肢运动功能方面显示出良 好的可靠性、有效性和响应性［11］o曾有学者做过研

究,Fugl-Meyer分数与脑卒中患者15°足背屈时胫 前肌的SWV呈负相关［12］；Lee等⑺发现卒中患者痉

挛侧与健侧的SWV差异与Fugl-Meyer分数显著负 相关。本研究结果显示屈肘90°或是完全伸肘时，痉 挛 BBM 浅深层 SWV 与 Fugl-Meyer 评分均有显著

负相关性，这说明痉挛BBM的材料特性变化与运

动功能损伤程度广泛相关。肌肉的材料特性变化通常被认为是神经损伤

继发性的结果。最初静止状态下痉挛肌的硬度取决

于肌肉反射机制以及肌肉的被动机械特性变化，这

两种特点可能共同导致挛缩，表现为关节活动范围 的减少#而随着关节活动范围的减少，会进一步导

致功能的受损。因而在伸肘位时,痉挛侧BBM浅深 层的SWV与PROM角度显著负相关#综上所述，剪切波弹性超声SWV值与多个痉

挛临床评估参数之间存在显著的相关性，为了解痉

挛肌的机械特性以帮助临床决策和指导干预手段

提供了可能。参考文献[1] Lance JW. Symposium synopsis [M]. Feldman RG,Young RR,

Koella WP. Spasticity：disordered motor control. Miami,FL：Year Book Medical Publishers, 1980 ：485-494.[2]

Bohannon RW,Smith MB. Interater reliability of a modified

Ashworth scale of muscle spasticity [J]. Phys Ther, 1987,67 (2): 206-207.[ 3] Ansari NN, Naghdi S, Hasson MH, et al. The Modified Tardieu

Scale for the measurement of elbow flexor spasticity in adult

patients with hemiplegia [J]. Brain Inj, 2008,22 (13-14): 1007- 1012.[4] Brandenburg JE,Eby SF,Song P,et al. Quantifying passive

muscle stiffness in children with and without cerebral palsy

using ultrasound shear wave elastography [J]. Dev Med and Child Neurol,2016,58(12) ：1288-1294.[5]

Chen J,O'Dell M ,He W,et al. Ultrasound shear wave

elastography in the assessment of passive biceps brachii muscle stiffness： influences of sex and elbow position[J]. Clin Imaging, 2017, 45： 26-29.[6] Leng Y,Wang Z,Bian,R,et al. Alterations of elastic property of

spastic muscle alterations of elastic property of spastic muscle with its joint resistance evaluated from Shear Wave Elastography and biomechanical model[J]. Front Neurol, 2019, 10： 736.[7] Lee SMM,Jakubowski KL,Spear SC,et al. Muscle material

properties in passive and active stroke-impaired muscle [J]. J

Biomech,2019,83：197-204.[ 8] Lapole T, Tindel J, Galy R, et al. contracting biceps brachii

elastic properties can be reliably characterized using supersonic shear imaging[J]. Eur J Appl Physiol,2015,115(3)：495-505.[9]李良芳.剪切波弹性成像超声评估肌肉硬度与肌张力分级的

相关性研究[D].广州：广州中医药大学，2016.[10] Wu CH, Ho YC,Hsiao MY,et al. Evaluation of post -stroke

spastic muscle stiffness using shear wave ultrasound elastography

[J]. Ultrasound Med Biol,2017,43(6)：1105-1111.[ 11 ] Santisteban L, Teremetz M, Bleton JP, et al. Upper limb outcome

measures used in stroke rehabilitation studies： a systematic

literature review[J]. PLoS One,2016,11 (5)：e01792.[12] Jakubowski KL,Terman A, Santana RVC, et al. Passive material

properties of stroke -impaired plantarflexor and dorsiflexor muscles[J] . Clin Biomech, 2017, 49： 48-55.(收稿日期:2020-04-21 ；修回日期：2020-06-15)