Эластография опорно-двигательного аппарата

Структуры с анизотропией обладают разными акустическими свойствами в разных направлениях, как только что упоминалось. Важно располагать преобразователь перпендикулярно структуре, чтобы угол падения луча был близок к 90 градусам. Когда угол падения не приближается к 90 градусам, структура может быть гипоэхогенной из-за рефракции без возврата поперечных волн и может имитировать патологию. Влияние анизотропии на сухожилия или мышцы продемонстрировано на  рис. 10.1. На  рис. 10.1а датчик помещен на изогнутое сухожилие. На ультразвуковом изображении  рис. 10.1б часть сухожилия, перпендикулярная ультразвуковому лучу (черная), будет выглядеть нормально, при этом можно будет определить линейную структуру сухожилия. Однако в части, где угол падения не равен 90 градусам (красный), линейная структура сухожилия не будет идентифицирована, и сухожилие может казаться гипоэхогенным и ненормальным.

Рис. 10.1 Схема, демонстрирующая эффект непараллельности датчика волокнам сухожилия или мышцы. (a) Датчик помещается на сухожилие с изображенными параллельными волокнами.(b) На полученном ультразвуковом изображении визуализируются волокна, параллельные датчику (черные линии). Однако там, где сухожилие не перпендикулярно датчику, волокна сухожилия не визуализируются (красные линии).

Для системы MSK применялись как эластография деформацией (SE), так и эластография поперечной волной (SWE). В главе 2 подробно описаны основы эластографии деформацией и поперечной волной, а также другие ссылки.³ Здесь мы выделим уникальные особенности, необходимые для выполнения адекватной эластографии по системе MSK. Существуют уникальные особенности эластографии, выполняемой по системе MSK.

Заболевание изменяет биомеханические свойства мышц и сухожилий. Эластичность тканей системы MSK изменяется при опухолевых состояниях и неопластических нарушениях (например, травме, растяжении и/или растяжении связок, разрыве тканей), таких как тендинопатия, нервно-мышечные заболевания или во время заживления ран.^4,5,6,7,8

После обсуждения принципов деформации и сдвиговых волн, уникальных для системы MSK, мы рассмотрим различные области применения эластографии в системе MSK. Доступно несколько обзорных работ по эластографии системы MSK.^9,10,11

10.2 Визуализация деформаций

10.2.1 Методы

При эластографии деформации (SE) к ткани прикладывается напряжение (датчик является источником сжатия), и то, как ткань реагирует на это напряжение, измеряется с помощью ультразвука В режиме B. Жесткие ткани деформируются незначительно, в то время как мягкие ткани деформируются значительно. Степень сжатия–снятия, используемая для создания напряжения, варьируется в зависимости от каждой ультразвуковой системы: для некоторых требуется минимальное сжатие или его отсутствие, а для других требуется сжатие на 1-2 мм и снятие. Большинство систем имеют доверительную шкалу, которая позволяет пользователям отслеживать величину смещения; поэтому для получения точных эластограмм необходимо применять соответствующую степень сжатия.¹²

SE — относительный метод. Жесткость ткани, представляющей интерес для тензоэластографии, определяется относительно других тканей в поле зрения (FOV). Для отображения относительной жесткости тканей в поле зрения используются оттенки серого или цветовая шкала. Поскольку сухожилия и связки твердые, если они не повреждены, использование цветного дисплея с синим для обозначения твердых и переходом к зеленому, а затем к красному для обозначения мягких может быть полезным для индикации травмы и / или заболевания. При использовании цветного дисплея изображение в режиме B может отображаться за цветной эластограммой для подтверждения местоположения ткани. В настоящее время SE может быть выполнена только тогда, когда ткани неподвижны. Эластограмма SE не может быть получена, когда ткань движется (например, сухожилие движется в пределах своего диапазона движений). Однако эластограмму можно получить, когда ткань MSK находится на различных стадиях своего диапазона движения или сокращения.

Поскольку деформация относительна, точную жесткость тканей определить невозможно. Следовательно, для оценки жесткости ткани ее сравнивают с жесткостью другой ткани. Например, жесткость аномального сухожилия можно сравнить с жесткостью нормального сухожилия или любой нормальной ткани. Деление величины деформации исследуемой ткани на величину деформации нормальной ткани (той, которая имеет стабильную деформацию, такой как жир или расслабленные мышцы) вычисляет коэффициент деформации исследуемой ткани. Коэффициент деформации может быть использован в качестве полуколичественного измерения эластичности тканей.

Для выполнения SE в системе MSK датчик следует держать перпендикулярно исследуемой области, чтобы напряжение равномерно распределялось по тканям. Датчик должен быть ориентирован в соответствии с ориентацией тканей; то есть он должен быть параллелен сухожилиям или мышечным пучкам. Поскольку большинство тканей MSK анизотропны, результаты эластографии будут отличаться, если датчик установлен под углом и не параллельно нормальной анатомии ткани. Получение короткой кинематографической петли полезно для того, чтобы при просмотре можно было определить наилучшее изображение. Надавливание с помощью датчика увеличивает жесткость тканей и приводит к неточным результатам. Эластограмма должна быть получена при минимальном давлении датчика.¹³ Для получения точных эластограмм необходимы твердая рука и мягкие прикосновения.

Полезно иметь в поле зрения несколько тканей, чтобы обеспечить соответствующий динамический диапазон жесткости для масштабирования результатов. Если требуется коэффициент деформации, в поле зрения следует включать как интересующую, так и эталонную ткань. Старайтесь не включать кость в поле зрения эластографа; поскольку из-за ее выраженной жесткости это повлияет на масштабирование эластографического изображения.

Поскольку большинство применений MSK включают сканирование поверхностных тканей, предпочтительным является использование высокочастотного линейного преобразователя. Когда исследуемая ткань находится очень поверхностно (всего в нескольких миллиметрах под кожей), рекомендуется использовать достаточное количество соединительного геля или ограничивающую прокладку, чтобы увеличить расстояние между датчиком и исследуемой тканью.¹⁴

10.2.2 Советы и рекомендации

1. Совместите датчик с нормальными анатомическими особенностями ткани MSK.
2. Поддерживайте ткань или область интереса в поле зрения во время исследования.
3. Следите за состоянием ткани MSK. Эластичность меняется в зависимости от степени сокращения мышц и нагрузки на сухожилие.
4. Не применяйте предварительную компрессию.
5. Сведите к минимуму движения при сканировании (как пациента, так и сонолога).

10.2.3 Артефакты и подводные камни

Для большинства применений MSK-эластографии датчик должен соответствовать нормальной анатомической структуре исследуемой ткани.  Рис. 10.2 демонстрирует разницу в результатах, если датчик не выровнен должным образом с тканью. Поскольку изображение SE рассчитывается на основе изменений сигнала В режиме B с добавлением напряжения, плохие изображения в режиме B приведут к плохим или неточным эластограммам.

Рис. 10.2 Когда датчик не параллелен сухожилию или мышечным волокнам, получаются неадекватные изображения. Изображение в режиме B не только ухудшается, но и эластограмма является неточной. В этом случае сухожилие демонстрирует нормальную жесткость там, где оно параллельно датчику, но там, где сухожилие изгибается, изображение в режиме B ухудшается, сухожилие выглядит гипоэхогенным, а двумерное изображение поперечной волны не позволяет рассчитать значение жесткости (цветовое кодирование отсутствует).

В идеале было бы полезно получить изменение жесткости ткани в течение диапазона ее движения. Однако это невозможно сделать динамически с помощью SE, но можно оценить интересующую ткань в различных точках диапазона ее движения.

10.2.4 Интерпретация результатов

Подробное обсуждение того, как интерпретировать результаты, представлено в разделе 10.4 » Приложения » . В общем, SE сравнивает жесткость интересующей ткани либо с нормальной формой этой ткани, либо с другой тканью, которая имеет относительно одинаковую жесткость у всех пациентов. Рассчитанный коэффициент деформации может быть использован в качестве полуколичественного метода оценки жесткости. Что касается сухожилий и мышц, то многие патологические состояния более мягкие, чем нормальная ткань. При опухолях злокачественные поражения обычно более жесткие, чем нормальные ткани. Использование цветной или силовой допплерографии также может предоставить дополнительную информацию, демонстрирующую гиперемию и заживление ткани.

10.3 Визуализация сдвиговой волной

10.3.1 Методы

При эластографии поперечными волнами (SWE) к ткани прикладывается низкочастотный мощный толкающий импульс, называемый импульсом силы акустического излучения (ARFI), предназначенный для генерации поперечных волн. Затем ультразвук в режиме B используется для мониторинга смещения тканей, вызванного поперечной волной при ее прохождении через ткань, и с помощью этого можно рассчитать скорость поперечной волны. Скорость поперечной волны увеличивается в более жестких тканях и замедляется в более мягких тканях. Таким образом, SWE обеспечивает количественное измерение жесткости тканей. Эту жесткость можно выразить как скорость сдвиговой волны в метрах в секунду (м / с) или преобразовать в модуль Юнга в килопаскалях (кПа), сделав некоторые предположения относительно ткани.¹²

Существует два типа SWE: точечная эластография сдвиговой волной (p-SWE) и двумерная эластография сдвиговой волной (2D-SWE). В p-SWE на интересующую ткань накладывается небольшой ROI, и при активации получается значение жесткости при этом небольшом ROI. С помощью 2D-SWE большое поле обзора размещается над интересующей областью, и при активации скорости поперечной волны для каждого пикселя вычисляются и отображаются в виде карты с цветовой кодировкой. Затем может быть применен небольшой коэффициент рентабельности инвестиций для получения значения жесткости в определенном месте. 2D-SWE может выполняться либо в виде одного снимка (одно изображение), либо в режиме реального времени (с непрерывным обновлением эластографических измерений). Однако при использовании 2D-SWE в реальном времени датчик должен оставаться в одном месте в течение нескольких секунд, чтобы получить стабильное и точное измерение.

Сухожилия очень жесткие, и скорость сдвиговой волны в них довольно высока. Необходимо выбрать соответствующие настройки по умолчанию, чтобы система могла отслеживать высокие скорости сдвиговой волны. Жесткая ткань также ослабляет поперечные волны по мере их распространения. Следовательно, для точного измерения сухожилий необходимы более близкие импульсы ARFI.

Как и в случае с SE, предварительная компрессия с помощью датчика увеличит жесткость всех тканей. Исследование должно проводиться при минимальном давлении, оказываемом датчиком. Часто очень помогает достаточное количество связующего геля.

10.3.2 Советы и рекомендации

1. При использовании 2D-SWE в реальном времени датчик должен оставаться в одном месте в течение нескольких секунд, чтобы изображение стабилизировалось для точного измерения жесткости.
2. Отрегулируйте шкалу максимальной жесткости так, чтобы она соответствовала интересующей ткани ( рис. 10.3).
3. Не применяйте предварительную компрессию.
4. Следите за движением (как пациента, так и сонолога).

Рис. 10.3 Ткани опорно-двигательного аппарата имеют широкий диапазон жесткости — от очень мягкого жира до очень жестких сухожилий. Для адекватной визуализации интересующих тканей цветовую шкалу при двумерном изображении поперечной волной можно скорректировать для выявления изменений жесткости тканей. В этой серии изображений шкала жесткости скорректирована от 180 кПа (a) до 120 кПа (b), до 90 кПа, (c) до 60 кПа (d). Обратите внимание, что с уменьшением диапазона жесткости можно выявить большую вариабельность жесткости тканей.

10.3.3 Артефакты и подводные камни

1. Если не выбрана соответствующая настройка, количество и интервал между импульсами ARFI могут быть недостаточными для получения точных измерений ( рис. 10.4). При очень жестких тканях поперечная волна может рассеяться перед следующим импульсом ARFI и дать чередующийся рисунок жесткости, за которым следует мягкость.
2. Импульс ARFI аналогичен другим ультразвуковым импульсам и может отражаться или преломляться. Для получения точной эластограммы необходимо соответствующее совмещение с тканью.
3. В ближнем поле импульс ARFI может быть очень сильным и иметь реверберации, которые могут привести к образованию области высокой жесткости непосредственно под датчиком. Это называется артефактом взрыва ( рис. 10.5). Это также может произойти, когда применяется слишком сильное предварительное сжатие.

Рис. 10.4 Для выполнения двумерной визуализации сдвиговых волн используются многократные импульсы акустического излучения (ARFI), а скорости сдвиговых волн при каждом импульсе ARFI измеряются на протяжении нескольких миллиметров. Если импульсы ARFI расположены слишком далеко для исследуемой ткани, поперечные волны могут ослабляться между импульсами ARFI, и, следовательно, показания скорости могут быть неточными или их вообще не может быть, и поэтому цветовое кодирование эластограммы в этой области не видно. Также импульсы отслеживания В режиме B должны быть размещены надлежащим образом для точного измерения ожидаемой скорости сдвиговой волны. Это происходит, особенно когда оцениваются очень жесткие ткани, такие как сухожилия. Необходимо выбрать соответствующую предустановку, чтобы иметь соответствующее количество и интервал между импульсами ARFI, а также интервал между импульсами отслеживания В режиме B. В этом примере, где для жесткого сухожилия использовалась предустановка для мягких тканей, обратите внимание на “полосатость” цветовой маркировки (стрелки). В этом случае импульсы ARFI push были слишком разнесены, а низкие значения жесткости между импульсами обусловлены ослаблением. Это можно исправить, выбрав соответствующую настройку.

Рис. 10.5 При слишком сильном предварительном сжатии или плохом сцеплении датчика с кожей в ближнем поле видна область повышенной жесткости — артефакт удара. Применение меньшего количества предварительной компрессии и использование достаточного количества связующего геля может устранить этот дефект.

10.3.4 Интерпретация результатов

С помощью SWE получают количественный показатель жесткости. Это значение можно использовать для определения того, является ли ткань нормальной или ненормальной. Отношение жесткости интересующей ткани к нормальным тканям также можно использовать, как в SE. В общем случае для опухолей можно получить пороговое значение, чтобы отличить доброкачественные поражения от злокачественных. Пороговые значения и сравнение с нормальными тканями также можно использовать для определения повреждения и мониторинга заживления.

10.4 Приложения

10.4.1 Сухожилия

В большинстве сухожилий их натяжение оказывает воспроизводимое и трудно контролируемое влияние на визуализацию. Например, когда сухожилие надколенника сокращено, оно остается равномерно жестким. Однако в расслабленном состоянии даже нормальное сухожилие может демонстрировать мягкие участки и более относительные провисания. Контроль натяжения сухожилия важен для получения стабильных результатов. Мягкие участки сухожилий соответствуют отеку, тендиниту и / или неоваскуляризации.

Ахиллово сухожилие

Большая часть работ с эластографией сухожилий проводилась на ахилловом сухожилии. Тендинопатия ахиллова сухожилия обычно возникает в 3-5 см от места введения. Вторая по распространенности локализация — в месте введения. Реже это происходит в миотендинозном соединении икроножной мышцы.^15,16 Считается, что ахиллова тендинопатия начинается с микроразрывов, приводящих к каскаду дегенеративных изменений.^15,16 ^{Тендинопатия — это дегенеративный процесс с отделением коллагеновых волокон, повышенной клеточностью, неоваскуляризацией и жировой инфильтрацией.,,17} Этот процесс размягчает и ослабляет сухожилия и в конечном итоге приводит к самопроизвольному разрыву сухожилия.^18,19

Эластография, как методом растяжения, так и методом сдвиговой волны, может быть использована для выявления размягчения сухожилия при тендинопатии. Ахиллово сухожилие в норме очень жесткое. Величина жесткости сухожилия зависит от степени растяжения сухожилия. Обри и соавторы измерили среднее значение жесткости ахиллова сухожилия как 104 кПа при разгибании, 464 кПа в нейтральном положении и 410 кПа при максимальном тыльном сгибании в продольной плоскости.²⁰ При использовании 2D-SWE напряжение ахиллова сухожилия у здоровых добровольцев в положении покоя составляло 51,5 кПа.²¹

Чувствительность и специфичность эластографии при выявлении тендинопатии составила более 90% по сравнению с клиническими данными.²²

Эластография деформации при хирургически зашитых разрывах ахиллова сухожилия была исследована с использованием цветовой шкалы. У здоровых добровольцев ахиллово сухожилие имело однородную жесткую структуру, в то время как у пациентов с полным разрывом сухожилия через 38 месяцев после хирургического вмешательства была обнаружена жесткая эластограмма с неоднородным рисунком.⁴

 На рис. 10.6 показан пример пациента с ахилловым тендинитом с использованием SE.  На рис. 10.6a показано изображение в режиме B.  Рис. 10.6b находится чуть выше аномальной зоны, а  рис. 10.6c — область тендинопатии. Сухожилие мягкое (красное) в области тендинита и небольших разрывов, в то время как в нормальных областях оно жесткое (синее). Результаты эластографии аналогичны результатам магнитно-резонансной томографии (МРТ) ( рис. 10.6d).  Рис. 10.6e — объединенные изображения МРТ и SE. Аномальные результаты схожи для обоих методов. Этот пациент находился под наблюдением во время лечения, и SE смог контролировать заживление сухожилия ( рис. 10.6f).

Рис. 10.6 (a) На изображении бегуна в режиме В, у которого болит ахиллово сухожилие, видна гипоэхогенная область, соответствующая небольшому разрыву или тендинозу. (b) Изображение SE непосредственно над гипоэхогенной областью демонстрирует, что сухожилие жесткое (синее), но становится мягче по мере приближения к гипоэхогенной области. (c) В области гипоэхогенности сухожилие становится очень мягким (красное). (d) Соответствующее Т2-взвешенное магнитно-резонансное (МР) изображение, сделанное в то же время, демонстрирует область повышенного сигнала в месте гипоэхогенности на УЗИ. (e) Слияние изображения эластографии деформации (SE) и Т2-взвешенного МР-изображения подтверждает, что области аномалий при обоих методах идентичны. После двух месяцев лечения пациент вернулся для (f) повторного SE-снимка, который показывает, что сухожилие вернулось к почти нормальному состоянию с небольшим участком мягкости (зеленый).

На рис. 10.7а показано нормальное ахиллово сухожилие, а на  рис. 10.7б — аномальное ахиллово сухожилие на 2D-SWE. Обратите внимание на жесткость (красный) сухожилия в нормальном состоянии и мягкость (синий) сухожилия в ненормальном состоянии.

Рис. 10.7 Представлены двухмерные изображения эластографии сдвиговой волной (a) нормального и (b) аномального ахиллова сухожилия. Обратите внимание, что нормальное сухожилие жесткое (красное), в то время как аномальное сухожилие мягкое (синее).

Латеральный эпикондилит

Боковой эпикондилит (теннисный локоть) включает частичные разрывы сухожилий, пролиферацию сосудов, фиброз, а также мукоидную и кальцифицирующую дегенерацию.⁵ Причиной латерального эпикондилита является сухожилие разгибателя лучевой кости.

Общие признаки и симптомы латерального эпикондилита включают боль и ослабление силы захвата, усиливающиеся при нагрузке на предплечье. Симптомы обычно развиваются постепенно.²³

Эластография использовалась для оценки латерального эпикондилита.²⁴ Как и в случае с другими сухожилиями, нормальное сухожилие однородно жесткое. При латеральном эпикондилите наблюдается неравномерное размягчение в начале разгибателя.

 На рис. 10.8 показан случай латерального эпикондилита. Более мягкая (красная) область — тендинит, в то время как жесткая область (синяя) — нормальное сухожилие. У того же пациента после лечения сухожилие стало жестким (синее) в области предшествующего тендинита.

Рис. 10.8 Изображение компрессионной деформации 58-летнего мужчины, который пожаловался на боль в левом локте. При первоначальном обследовании сухожилие было мягким (красного цвета), что соответствовало латеральному эпикондилиту. После лечения пациент вернулся на повторное обследование, которое подтвердило, что тендинит прошел и сухожилие полностью одеревенело (синий).

По сравнению с клиническим обследованием 38 локтей с латеральным эпикондилитом обычное ультразвуковое исследование в режиме B (УЗИ) имело чувствительность 95%, специфичность 89% и точность 91%, тогда как эластография имела чувствительность 100%, специфичность 89% и точность 94%.²⁴

Тендинопатия надколенника

Тендинопатия надколенника характеризуется мукоидным перерождением сухожилия надколенника и включает аномальный коллаген, теноциты и сосудистую структуру.²⁵

УЗИ в режиме B может отображать гипоэхогенные области в сухожилии с тендинопатией надколенника.²⁶ Однако также сообщалось, что у спортсменов с бессимптомным течением заболевания наблюдалась аномальная морфология сухожилий, включая гипоэхогенные участки, при УЗИ В режиме B,^27,28 и что это не помогло предсказать последующее развитие симптомов.²⁹

В одном исследовании сухожилия с симптомами оказались значительно мягче по сравнению с несимметричными.³⁰

 На рис. 10.9 показано сухожилие верхней части надколенника у пациента с недавней травмой колена. Обратите внимание, что на сухожилии есть очень мягкие участки (красные), представляющие собой небольшие разрывы и / или тендинопатию.

Рис. 10.9 На снимках эластографии деформации, полученных 45-летним мужчиной, который ударился коленом о дерево, катаясь на лыжах, видна большая область размягчения (красного цвета) в надпателлярном сухожилии, представляющая тендинит.

Тендинопатия вращательной манжеты

УЗИ В режиме В не позволяет легко отличить субакромиальный бурсит от дегенерированного и увеличенного надостного сухожилия.³¹ Однако эластография может улучшить дифференцировку мягкой субакромиальной сумки от более жесткого сухожилия вращательной манжеты.³¹

 Рис. 10.10 — 2D-SWE пациента с кальцифицирующим тендинитом вращательной манжеты. Обратите внимание, что на эластографии кальцификация очень жесткая. Само сухожилие относительно мягкое, что соответствует тендинозу.

Рис. 10.10 Двумерные изображения эластографии сдвиговой волной, полученные 64-летним мужчиной с жалобами на боль в плече. На изображениях в режиме В в надостном сухожилии отмечены два эхогенных очага, представляющих кальцифицирующий тендинит. На эластографии кальцификация очень жесткая (обозначена красным цветом > 500 кПа), а прилегающее сухожилие бирюзового цвета, что соответствует нормальной жесткости сухожилия. Синие участки мягкие и представляют тендинит.

Разрыв сухожилия пальца и симптомы щелчка спускового крючка

Бак и соавторы³² использовали эластографию деформации для выявления небольших разрывов, таких как повреждения пальцевых сухожилий, путем оценки полосок сухожилий пальцевых сгибателей у лошадей с учетом диагностически значимых количественных измерений.

Считается, что причиной симптомов перелома пальцев на спусковом крючке является повышенная жесткость первого кольцевого шкива. Коэффициент деформации подкожно-жировой клетчатки по отношению к поврежденному первому кольцевому шкиву пальца на спусковом крючке и соседнему нормальному пальцу составляет 4,2 и 2,4 соответственно. Через три недели после инъекции кортикостероидов защелкивание исчезло у всех пациентов, а коэффициент растяжения пораженного кольцевого шкива пальца на спусковом крючке снизился с 4,2 до 2,5, что является нормой.³³

10.4.2 Подошвенный фасциит

Подошвенный фасциит является частой причиной боли в пятке. Этиология подошвенного фасциита многофакторна, основными факторами считаются механическая перегрузка и дегенерация.³⁴ При диагностической оценке подошвенного фасциита используется обычное УЗИ В режиме B, которое показывает увеличение толщины и потерю эхогенности подошвенной фасции.^35,36,37

Эластография продемонстрировала значительно более мягкую подошвенную фасцию у здоровых пациентов старшего возраста (> 50 лет) в более молодой группе (18-50 лет). У пациентов с подошвенным фасциитом наблюдалась более мягкая подошвенная фасция, чем у здоровых людей.³⁸ Sconfienza и соавторы³⁹ обнаружили, что SE может указывать на подошвенный фасциит, повышает диагностическую эффективность УЗИ B-режима и помогает в случаях неубедительных результатов УЗИ B-режима.

 Рис. 10.11 56-летний мужчина жалуется на боль в правой пятке. На  рис. 10.11а болезненная правая подошвенная фасция мягкая (красная), в то время как на левой стопе на  рис. 10.11б безболезненная подошвенная фасция жесткая (синяя). После нескольких месяцев лечения правая подошвенная фасция стала нормальной (жесткой, синей), и боль у пациента прошла ( рис. 10.11с).

Рис. 10.11 Снимки эластографии деформации у 56-летнего мужчины, у которого болит правая пятка. На (a) болезненная правая подошвенная фасция мягкая (красная), в то время как на (b) безболезненная левая подошвенная фасция жесткая (синяя). После нескольких месяцев лечения в (с) правая подошвенная фасция стала жесткой (синей), что является нормальным явлением, и боль у пациента прошла.

10.4.3 Мышцы

Оценку механических свойств и функции мышц можно контролировать с помощью эластографии.

2D-SWE использовался для определения жесткости мышц при различных степенях сокращения. Величина жесткости икроножной мышцы составляет 16,5 кПа в покое и 225,4 кПа во время сокращения; камбаловидной мышцы — 14,5 кПа в покое и 55,0 кПа во время сокращения; и передней большеберцовой мышцы — 40,6 кПа в покое и 268,2 кПа во время контрактуры.⁴⁰

Буйяр и соавторы⁴¹ сравнили поверхностную электромиографию и SWE при оценке мышечной силы и обнаружили, что SWE обеспечивает более точную оценку (R2 = 0,98 по сравнению с R2 = 0,95).

Изменения мышц, вызванные физической нагрузкой, оценивались с помощью эластографии. Янагисава и др. оценивали мышцы до и после тренировки. Используя коэффициенты деформации, они определили, что мышечная ригидность увеличилась во время тренировки и вернулась к уровню до тренировки через 30 минут после тренировки.⁴²

Ушибы, растяжения или разрывы мышц более мягкие, чем нормальные мышцы. Повреждения мышц в результате травмы или ишемии и / или неврологической дисфункции могут быть оценены с помощью эластографии.⁷ Эластография также может контролировать заживление.⁴³

Берко и др.⁴⁴ оценили нормальный диапазон эластичности мышц у детей. Они обнаружили, что эластичность мышц в состоянии покоя у детей значительно ниже в двуглавой мышце плеча, чем в прямой мышце бедра, и в недоминирующей двуглавой мышце плеча, чем в доминирующей двуглавой мышце плеча. Эластичность значительно повышается сразу после выполнения упражнения в обеих группах мышц; различия в эластичности двуглавой мышцы плеча и прямой мышцы бедра в состоянии покоя, а также эластичность доминирующей и недоминирующей двуглавой мышцы плеча после тренировки не сохраняются. Изменение эластичности мышц при физической нагрузке выше у детей младшего возраста.

 Рис. 10.12 демонстрирует изменение жесткости мышцы по мере ее сокращения.  Рис. 10.12a — расслабленная мышца, в то время как  рис. 10.12b и  рис. 10.12c — мышца с возрастающей степенью сокращения. Обратите внимание на увеличение жесткости, которое можно количественно оценить с помощью 2D-SWE.

Рис. 10.12 Эта серия изображений демонстрирует увеличение жесткости мышц при сокращении. В (a) мышца находится в состоянии покоя, в то время как (b) и (c) показывают усиление мышечных сокращений. Обратите внимание на заметное увеличение жесткости при сокращении мышц.

Изображения 72-летней женщины, которая “потянула мышцу”, представлены на  рис. 10.13. На изображении в режиме В ( рис. 10.13а) показана гипоэхогенная область, предполагающая разрыв мышцы с гематомой. Эластограмма деформации подтверждает наличие мягкой области, представляющей собой разрыв мышцы и гематому на SE ( рис. 10.13b) и на 2D-SWE ( рис. 10.13c).

Рис. 10.13 72-летняя женщина повредила верхнюю часть бедра. (a) Изображение в режиме B показывает область гипоэхогенности с возможным наличием некоторого количества жидкости в мышце, что соответствует разрыву мышцы. (b) На снимке SE область разрыва мышцы мягкая (красный и зеленый) по сравнению с нормальной мышцей (синий). (c) Изображение 2D-SWE в том же месте демонстрирует аналогичные результаты с областью разрыва зеленого цвета со значением жесткости 2,07 м / с, в то время как нормальная мышца имеет значения жесткости приблизительно 3,6 м / с.

Эластография была оценена при лечении боли. Было показано, что тугая полоса при миофасциальном болевом синдроме более жесткая, чем прилегающая нормальная ткань.^45,46 Эластография может помочь определить области, необходимые для лечения.

Врожденная мышечная дистрофия включает ряд генетических нарушений, характеризующихся мышечной слабостью и контрактурами.⁴⁷ В нескольких исследованиях оценивалась эластичность мышц при мышечной дистрофии. При качественной цветной визуализации деформации анализ врожденной миопатии Бетлема показал, что гиперэхогенные участки на периферии и в центральной части пораженных мышц более жесткие, чем участки, которые кажутся нормальными.⁴⁸

Эластография может отображать сокращение мышц у пациентов с церебральным параличом, чтобы выбрать место для инъекции ботулинического токсина. Одно исследование показало, что расслабленные мышечные структуры при спастическом церебральном параличе кажутся мягкими, в то время как сокращенные или дегенерированные мышечные волокна на эластографии кажутся жесткими.⁴⁹

Ранние исследования показывают, что эластография может способствовать пониманию взаимосвязи между функцией мышц и механическими свойствами.

10.4.4 Выявление язв под давлением

Эксперименты показали, что эластография является многообещающим методом выявления пролежней. Эластография деформации показала различия между здоровыми участками и участками на ранних стадиях развития пролежней, характеризующимися более мягкими участками вблизи слоя кожи и более жесткими участками вблизи кости.⁵⁰

10.4.5 Ревматология

Для оценки артрита все чаще используются традиционные ультразвуковые исследования В режиме В и цветная или силовая допплерография.⁵¹ На сегодняшний день проведено мало исследований, позволяющих определить, можно ли использовать эластографию для оценки артрита.

10.4.6 Опухоли опорно-двигательного аппарата

В общем, эластографию можно использовать для характеристики образований как доброкачественных или злокачественных. Доброкачественные поражения обычно более мягкие и имеют однородную жесткость по всей поверхности, в то время как злокачественные поражения более жесткие и имеют неоднородную жесткость.⁵² В других главах этой книги обсуждается жесткость при опухолях других органов. Опубликовано очень мало работ об опухолях MSK или опухолевидных образованиях. Pierucci и др. написали обзор опухолей и опухолевидных поражений системы MSK.⁵³

Одним из отличных приложений является возможность диагностировать липому с помощью эластографии из-за чрезвычайной мягкости липомы.  Рис. 10.14 является примером подмышечной липомы. Обратите внимание на чрезвычайную мягкость липомы как на 2D-SWE ( рис. 10.14а), так и на SE ( рис. 10.14б).

Рис. 10.14 У 28-летней женщины обнаружена пальпируемая аномалия в правой подмышечной впадине. (a) На изображении 2D-SWE очаг поражения очень мягкий (синий) со значением жесткости 1,2 м / с, что меньше, чем у окружающих тканей. (b) На SE то же самое поражение очень мягкое (белое). Данные эластографии являются диагностическими для этой липомы, подтвержденной биопсией.

Существует мало литературы по характеристике опухолей мягких тканей.  Рис. 10.15 представляет собой пример плоскоклеточного рака, проявляющегося в виде образования в верхней части руки. Пальпируемое образование в предплечье этого пациента на ультразвуковом исследовании представляет собой неоднородную массу с большей гипоэхогенностью в центре и с областью легкой гиперэхогенности, окружающей образование, которое может быть отеком ( рис. 10.15а). При цветном допплерографическом исследовании в опухоли наблюдается некоторый внутренний кровоток ( рис. 10.15б). SE демонстрирует, что масса является жесткой, включая область, окружающую предполагаемый отек ( рис. 10.15c). Неоднородность массы тела можно лучше оценить с помощью виртуальной сенсорной визуализации (VTi, Siemens Ultrasound, Mountain View, Калифорния) ( рис. 10.15d). В этом методе для смещения ткани используется толкающий импульс ARFI и измеряется смещение (а не скорость сдвиговой волны). Следовательно, это метод деформации. На 2D-SWE ( рис. 10.15e) подтверждается, что жесткость массы неоднородна, с наибольшим значением жесткости, превышающим шкалу 6,5 м / с, в то время как более нормальная ткань имеет значение жесткости 2,65 м / с. Внешний вид образования на МРТ с добавлением гадолиния показан на  рис. 10.15f.

Рис. 10.15 У 38-летней женщины обнаруживается пальпируемое образование в области предплечья. (a) На ультразвуковом исследовании В режиме B образование неоднородное, с более гипоэхогенной центральной областью и краем повышенной гиперэхогенности. Масса имеет размеры 4,1 см. (b) На цветной допплерографии это демонстрирует наличие умеренного кровотока в массе. (c) На SE масса, включая периферическую зону гиперэхогенности, очень жесткая. Очаг поражения имеет неоднородный характер жесткости. (d) Изображение деформации, полученное с использованием технологии ARFI (VTI, Siemens Ultrasound, Mountain View, Калифорния), похоже на изображение SE. (e) Масса на 2D-SWE неоднородна по жесткости с максимальным значением жесткости > 6,5 м / с. (f) Та же масса на Т1-взвешенной МРТ с добавлением гадолиния демонстрирует увеличение массы по периферии. При хирургической патологии было обнаружено, что опухоль представляет собой плоскоклеточный рак.

10.5 Опубликованные рекомендации

Клинические рекомендации Европейской федерации обществ ультразвука в медицине и биологии (EFUSMB) рекомендуют эластографию деформации в качестве дополнительного инструмента к традиционному ультразвуковому сканированию для повышения достоверности диагностики ахилловой тендинопатии. Тензоэластография может использоваться для отображения изменений жесткости при врожденной мышечной спастичности.⁵⁴

10.6 Заключение

Эластография — относительно новый метод диагностической визуализации для ультразвукового исследования опорно-двигательного аппарата. Благодаря уникальной адаптации методов визуализации деформации сжатия и поперечной волны мы можем оценить ранее не исследованные свойства мягких тканей. Повреждение тканей, будь то хронические дегенеративные изменения сухожилий или острый разрыв связки или сухожилия, часто связано со снижением растягивающих свойств структуры и связанной с этим мягкостью. Эластография может обеспечить относительную количественную оценку этих изменений, предоставляя сонографическую обратную связь об этих свойствах. Это новое измерение повреждения тканей, ранее глубоко не исследованное.

Кроме того, естественный процесс заживления связан с соответствующим увеличением прочности на растяжение, консолидации тканей и плотности. Эти свойства заживления тканей также демонстрируются эластографией.

Начальное состояние метода не лишено недостатков. Это очень зависит от оператора. Для получения точных измерений требуется твердая рука и глубокое понимание относительных свойств сократительных тканей. Оператор должен понимать оптимальную технику исследования ткани, независимо от того, находится ли она в сжатом состоянии или расслаблена.

Кроме того, избыточное давление (предварительное сжатие) оказывает сильное влияние на точность получаемого изображения. Применение правильного сжатия, несомненно, является приобретенным навыком.

При нынешнем состоянии эластографии можно собирать полезную диагностическую информацию о здоровых и поврежденных тканях. Однако дальнейшие разработки в этой области могут сделать ультразвуковое исследование опорно-двигательного аппарата более удобным для оператора. Низкая стоимость и доступность ультразвуковой эластографии может позволить проводить последовательные последующие исследования для мониторинга реакции на лечение и заживления повреждений сухожилий и мышц. Было проделано мало работы, чтобы определить, могут ли результаты эластографии помочь в подборе режимов физиотерапии.