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慢性肌筋膜激痛点大鼠模型的剪切波弹性模量研究

·实验研究·

慢性肌筋膜激痛点大鼠模型的剪切波弹性模量研究

  吕恒勇1 李真1 王月香2 李迎新1 吴金鹏1

    1. 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所激光医学实验室, 天津 300192;

    2. 解放军总医院超声科, 北京 100853

 

【摘要 目的  研究弹性超声在大鼠肌筋膜激痛点鉴定中的应用价值,为肌筋膜疼痛综合征等**的诊断研究提供依据。 方法24 只雄性SD 大鼠(7 周龄),随机分成对照组和模型组,模型组采取钝性打击结合离心运动的实验方法对其进行连续8 周的干预,造模结束后,模型组与对照组均正常饲养4 周,12 周结束后通过电生理检测技术进行模型鉴定,并对激痛点行超声检查,检测激痛点的剪切波弹性模量, 进一步分析比较组间差异。 结果模型组大鼠股内侧肌肌电表现出异常自发电位,证明激痛点的存在;激痛点病灶区的剪切波弹性模量明显高于临近区(P <0.05),且模型组激痛点病灶区与临近区组织弹性模量均高于对照组。 结论 剪切波弹性模量测量方法可以量化激痛点的硬度特征,且提示激痛点病灶区硬度显著增大,可为临床触诊提供客观依据,实现对病灶区与临近区的有效鉴别,为鉴定激痛点动物模型提供了一种新方法,对于肌筋膜激痛点相关**的临床诊断与疗效评价具有重要的研究与应用价值。

【关键词】激痛点; 弹性模量; 超声弹性成像

【中图分类号】R312 【文献标识码】A 【DOI】10.13418/j.issn.1001-165x.2017.01.012

 

肌筋膜激痛点(Myofascial trigger point, MTrP)是骨骼肌内的过度应激点,伴随着紧绷带内可触摸的过度敏感结节出现,受到压迫时会引起疼痛,并引发特征性引传痛、引传压痛、运动功能障碍和自主神经现象[1],是肌筋膜疼痛综合征等多种软组织**的重要触诊依据之一。临床上表现为感觉、运动和自主神经性症状,流行病学调查显示85%疼痛门诊患者的疼痛症状与此相关[2]。

肌筋膜激痛点以收缩结为主要病理学特征。通过对犬类[3]、大鼠模型[4] 及尸体[5] 的骨骼肌激痛点作组织切片观察,均发现横截面可见多个增大的圆形肌细胞,纵截面肌纤维排列紊乱,收缩结部位纤维直径显著增加。研究人员认为含有收缩结的肌纤维所受张力明显增加,这种持续的张力会使周边紧绷肌带附着处的结缔组织附着结构发生局部的机械性超负荷,由此导致的持续性组织损伤会引起敏化剂的释放,使局部伤害感受器敏化,造成局部压痛,同时由于激痛点包含多个“肿胀”的收缩结,触诊时比正常肌纤维更硬[1]。这种局部压痛与硬度增加的特征为激痛点触诊提供了依据。目前,对于肌筋膜激痛点的诊断研究尽管已在影像学方面取得了一些成果,如对激痛点部位筋膜厚度[6]、血流环境[7] 等因素的研究,但围绕压痛与硬度的客观化测量尚未取得突破。其中压痛测量研究主要集中在压痛阈值测量方面,易受主观因素影响,因此未能成为共识性的诊断方法;组织硬度测量虽是触诊的重要依据,但由于未能找到有效的测量技术,使该研究始终处于空白。本研究首次将剪切波弹性成像技术用于肌筋膜激痛点硬度研究,通过对大鼠模型的激痛点弹性模量进行测量,比较激痛点病灶区与邻近区及其与对照组的弹性模量差异,尝试为激痛点动物模型鉴定提供一种新方法,同时也为肌筋膜激痛点相关**的临床诊断与疗效评价探索新的客观化方法。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

雄性SD 大鼠 24 只,体重 220~250 g,7 周龄,购于北京维通利华实验动物技术有限公司。应用随机数字表法将 24 只大鼠随机分成对照组和模型组,每组12 只,普通环境饲养。全部动物实验过程均遵守实验动物伦理学规定,并遵循国家实验动物护理和使用指南。

1.2 主要仪器

钝性打击 )[8];大 鼠实验跑 DB030,北京智鼠多宝生物科技有限公司);桌面式小动物麻醉机型号 R510IP,深圳市瑞沃德生命科技有限公司);肌电图/诱发电位仪(型号 YRKJ-X200X,珠海益瑞科技有限责任公司);剪切波弹性成像超声诊断仪(型号 AixPlorer,法国声科影像公司 Supersonic Imagine)。

1.3 慢性肌筋膜激痛点大鼠模型的建立

大鼠造模方法采用黄强民等人提出的钝性打击结合离心运动的方法[8]。每周第1 天在呼吸麻醉后对大鼠左侧股内侧肌给予钝性打击处理,钝性木棒从20 cm 高度垂直落下,动能为 2.352 J,第 2 天完成离心跑台运动训练 90 min,其余时间正常喂养,不进行其他干预,持续 8 周。此后连续休息 4 周,正常喂养,正常活动,不采取实验干预。

通过电生理检测技术对造模结果进行鉴定[8]。对大鼠腹腔注射 10%水合氯醛(0.3 ml/100 g 体重)进行麻醉,随后在手术台上固定并充分暴露左侧股内侧肌,由一位触诊经验丰富的临床医师在股内侧肌上行触诊检查,将探查到的膨大结节认定为可能的激痛点,并作标记后进行电生理检测,首先插入参考电极, 其次在膨大结节和旁开1~2 cm 处各插入1 根针电极, 记录静息状态下肌电信号[9]。通过肌电图仪观察静息状态下大鼠股内侧肌区域是否出现异常自发电位, 若出现则表明激痛点的存在,证明造模成功。

1.4 剪切波弹性模量测量

采用 10%的水合氯醛(0.3 ml/100 g 体重)对大鼠进行腹腔麻醉后,取仰卧位,由有丰富触诊经验的临床医师对模型组大鼠打击侧股内侧肌进行激痛点触诊并标记,同时标记对侧相同位置。在对照组大鼠左侧股内侧肌相同位置也进行标记。采用剪切波弹性成像超声诊断仪,线阵探头(频率4~15 MHz),弹性模量值范围为 0~180 kPa,对标记位置行超声检查,在灰阶超声中,以股骨为标志,找到股内侧肌,打开弹性成像模式并设置成像区域,待取样框图像稳定后对图像进行冻结。根据经验在弹性模量较高的区域确定病灶区,以直径为 2 mm 的Q-box 作为感兴趣区,并在成像区域内选取同一肌纤维水平的临近区,直径与病灶区相同。读取每个Q-box 内弹性模量的均值、*小值、*大值、标准差(见图 1)。每个位置重复测量 3 次,取均值作统计分析。对于弹性模量分布较均匀的图像,选取 2 个直径为 2 mm 的Q-box,均值较大的作为病灶区分析,另一个作为临近区分析。

1.5 统计学分析

采用SPSS 22.0 软件进行统计分析,计量资料以均数±标准差(x±s表示。两独立样本 t 检验比较组间弹性模量差异,配对 t 检验比较模型组激痛点病灶区与邻近区之间弹性模量差异及模型组左右两侧自身对照差异。

2 结果

2.1 各组大鼠股内侧肌肌电活动表现

经对大鼠股内侧肌肌电图观察发现,对照组在静息状态下无异常自发电位( 2A),证明该组股内侧肌无激痛点存在;模型组均记录到异常自发电位(图2B),放大后表现为振幅相对较高的峰电位(图2C)和高频低幅的背景电位( 2D),表明模型组大鼠股内侧肌激痛点存在,证明模型组大鼠造模成功(图2)。

2.2 各组大鼠股内侧肌剪切波弹性模量比较

经对两组大鼠股内侧肌剪切波弹性模量检测,获得模型组两侧激痛点病灶区与邻近区及对照组对应位置Q-box 内弹性模量值( 1)。同时弹性图像显示,对照组股内侧肌弹性模量分布较为均匀,弹性模量值相对较低( 1);模型组表现出明显的高硬度区域(图3)。

 


 

 

其中,经对模型组大鼠激痛点病灶区及邻近区比较,激痛点病灶区 Q-box 内弹性模量均值、*小、*大、标准差均明显高于邻近区,差异具有统计学意义(P<0.01);对照组弹性模量分布较为均匀,病灶区与邻近区Q-box 内弹性模量无明显差异(P>0.05)。

经对模型组与对照组大鼠激痛点病灶区弹性模量比较,模型组激痛点病灶区 Q-box 内弹性模量均值、*小、*大、标准差均明显高于对照组(P<0.01); 对模型组与对照组大鼠激痛点邻近区弹性模量比较,模型组激痛点邻近区Q-box 弹性模量 均值、*小、*大、标准差亦明显高于对照组(P<0.01)。

经对模型组大鼠打击侧(左侧)与对侧(右侧)股内侧肌进行对照,左侧股内侧肌病灶区及邻近区 Q- box 内弹性模量均值、*小、*大、标准差均明显高于右侧;右侧股内侧肌病灶区 Q-box 内弹性模量均值、*小、*大、标准差略高于邻近区,但差异不具有统计学意义。

模型组右侧股内侧肌弹性模量与对照组相比,差异不具有统计学意义。

 


     3 讨论

根据肌筋膜激痛点的临床研究进展,肌筋膜激痛点的病因可分为诱发因素和持续因素两类,诱发因素主要包括各种创伤、反复性微小损伤、力学性损伤、运动控制失误等,可直接引发肌肉活性激痛点的产生; 持续因素则包括营养物质缺乏等[10],是激痛点的易感因子。黄强民、姚明华[4,8] 等人根据激痛点的形成机制,探索了钝性打击结合离心运动建立慢性肌筋膜激痛点大鼠模型的方法,进一步采用临床认同的紧张带结节、激痛点自发电位、抽搐反应 3 项指标及组织切片观察对模型进行验证,分别证实了可触摸结节、异常自发电位、抽搐反应的存在,组织切片的形态学特征也与Simons 等假设的激痛点形态一致。本研究结果中模型组激痛点病灶区弹性模量明显高于邻近区, 模型组股内侧肌打击侧弹性模量明显高于对侧及对照组,与收缩结的触诊结论、肌电检测结论一致,且弹性超声具有客观、无创、实时、便捷、直观等优势,可为慢性肌筋膜激痛点大鼠模型提供一种新的鉴定方法。

目前对肌筋膜激痛点的诊断主要依据Simons 等人提出的诊断标准,以医师触诊、疼痛主诉、抽搐反应观察及肌电图验证为依据,涉及四个必要标准及四个证实性观察内容[1]。总体而言,该标准易受主观因素影响,间信度低。因此一些研究人员积极采用影像学方法对激痛点开展研究,尝试探索激痛点诊断的客观标准。目前已有采用灰阶超声[6]、多普勒超声[7]、磁共振弹性成像[11]、声弹性成像[12]、红外热成像[13]等技术对激痛点开展研究的报道,主要涉及激痛点相关的肌肉厚度、筋膜厚度、血流情况、振动幅度等内容。但这些影像方法对激痛点特征的测量结果存在灵敏性差或操作复杂等不足,与临床诊断需求存在较大差距。剪切波弹性成像技术是近年来迅速发展起来的一种组织硬度评估方法,已凭借其独特优势在肝脏、甲状腺、乳腺、前列腺、肾脏、血管[14-16] 等**的组织硬度测量方面发挥了重要作用。本研究首次将该技术应用于激痛点硬度测量,证明了激痛点弹性模量明显高于非激痛点,可以实现对激痛点与正常组织的明确区分, **次将传统触诊经验中的硬度特征加以量化,为探索建立新的肌筋膜激痛点诊断标准提供了新依据。

 


 总体而言,本研究仅对大鼠激痛点模型开展了测量研究,初步证实了激痛点与非激痛点在硬度特征上的差异,尚未对多因素影响下人体的复杂激痛点形态开展深入研究,但也显示了剪切波弹性成像技术在激痛点硬度差异、硬度范围、硬度边界等特征测量方面具有进一步研究的意义,提示该技术完全可以用于肌筋膜激痛点复杂形态的定量测量与诊断,这对于以激痛点为阳性体征的肌筋膜疼痛综合征等多种**的诊断及评价具有重要的研究价值与应用前景。

致谢:感谢黄强民教授及其团队在本实验大鼠造模过程中给予的指导与帮助!