肌筋膜疼痛綜合征的影像學研究進展

李真檀秀香吳金鵬李迎新

300192天津，中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院生物醫(yī)學工程研究所

肌筋膜疼痛綜合征的影像學研究進展

李真檀秀香吳金鵬李迎新

300192天津，中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院生物醫(yī)學工程研究所

肌筋膜疼痛綜合征（MPS）是以肌筋膜激痛點（MTrPs）的存在為特征的一種常見骨骼肌疼痛及功能障礙疾病。目前臨床上對該病的診斷主要依靠觸診，激痛點定位信度較低，且臨床治療效果評估也缺乏客觀手段。因此，對MPS特征的客觀化研究成為熱點，已開展的研究手段包括超聲成像、磁共振成像及紅外熱像等，主要從激痛點的硬度、筋膜厚度、激痛點位置的表面溫度等方面進行研究。綜述了MPS在影像學方面的研究進展及研究方法，旨在為該病種的臨床診斷及療效評估客觀化提供依據(jù)。

肌筋膜疼痛綜合征；超聲成像；磁共振成像；紅外熱像；彈性模量

0 引言

肌筋膜疼痛綜合征（myofascial pain syndrome, MPS）是由肌筋膜激痛點（myofascial trigger points, MTrPs）所造成的感覺、運動和自主神經(jīng)性癥狀，以激痛點的存在為特征[1]，是疼痛門診、骨科、康復科較為常見的疼痛癥，多發(fā)于運動員、勞動強度高及長期固定姿勢工作人群。流行病學調(diào)查顯示，85%疼痛門診患者的疼痛癥狀是由MTrPs引起，甚至95%的慢性疼痛也與此相關(guān)[2-3]。臨床上對MPS的診斷主要依據(jù)Simons等[1]提出的診斷標準，需要滿足5個主要標準和至少1個次要標準。主要標準包括區(qū)域性疼痛、感覺異常、可觸及緊繃帶、點狀劇痛及活動受限；次要標準包括按壓激痛點產(chǎn)生疼痛和感覺異常、局部抽搐反應、藥物注射能夠緩解疼痛，這就要求臨床醫(yī)師需具有豐富的臨床觸診經(jīng)驗。研究結(jié)果表明，激痛點檢查各評判者間信度較低[4]，只有檢查者均經(jīng)驗豐富又訓練有素才能得出重復率較高的結(jié)果；此外，各種干預手段對該病種的療效評價缺乏客觀指標。因此，MPS的特征客觀化成為研究熱點，一些研究者積極采用影像學方法開展研究。本文綜述了采用常規(guī)超聲、多普勒超聲、彈性超聲、磁共振彈性成像及紅外熱像等技術(shù)研究MPS特征的研究進展。

1 超聲成像研究

激痛點是骨骼肌緊繃肌帶內(nèi)的過度應激點，包含多個收縮結(jié)節(jié)，收縮結(jié)部位肌纖維直徑顯著增加，且比正常肌纖維更硬、更緊張。激痛點可分為活化激痛點和隱性激痛點兩類，按壓時均會引起疼痛，但活化激痛點會引起自發(fā)性疼痛。激痛點綜合假說認為，創(chuàng)傷等意外事件或終板的乙酰膽堿過度釋放導致肌節(jié)攣縮，能量消耗增加，肌纖維持續(xù)短縮會壓迫局部血管，能量供給減少，造成局部能量危機；穿過該區(qū)域的自主神經(jīng)和感覺神經(jīng)相互作用的物質(zhì)被釋放，反過來又造成乙酰膽堿從神經(jīng)末梢過度釋放，形成惡性循環(huán)（圖1）。基于該假說，激痛點部位具備3個明顯特點：①因能量消耗增加，同時血液循環(huán)受損又影響散熱，溫度會高于周圍的肌肉組織。②因缺血而出現(xiàn)嚴重缺氧。③存在短縮肌節(jié)。激痛點的超聲研究主要是通過灰階超聲、彩色多普勒超聲、彈性超聲研究肌筋膜厚度、骨骼肌厚度、激痛點周圍血流情況及肌肉硬度等。

圖1 激痛點綜合假說

1.1 灰階超聲

灰階超聲是基于生物組織的聲阻抗差異成像，根據(jù)回聲反射情況判斷組織特征。在二維灰階圖像上，可觸摸結(jié)節(jié)對應位置出現(xiàn)橢圓形的低回聲區(qū)，且回聲不均勻[3]，如圖2所示，表明該位置組織回聲反射情況發(fā)生局部變化，可見到斜方肌內(nèi)獨立的結(jié)節(jié)或幾個結(jié)節(jié)同時存在。從二維灰階圖像上測量得到激痛點大小為（0.16±0.11）cm2，且活化激痛點與隱性激痛點大小無明顯差異[3]。在三維灰階圖像的橫向、縱向和冠狀圖像上離散激痛點亦清晰可見，結(jié)節(jié)的回聲不均勻，與正常肌肉組織圖像紋理均勻的等回聲超聲特性有明顯差異[3]（圖3）。在此基礎(chǔ)上，Turo等[5]對灰階超聲圖像處理后能更直觀地反映激痛點的超聲特征，運用MATLAB平臺圖像處理工具箱對二維灰階圖像進行熵濾波，根據(jù)圖像的灰度分布情況反映回聲特性（圖4），探索通過感興趣區(qū)域平均熵、整個感興趣區(qū)內(nèi)熵值小于4的區(qū)域面積等指標及其組合鑒別活化激痛點、隱性激痛點與正常組織，能夠區(qū)分活化激痛點與正常組織。Perez-Palomares等[6]研究肩周炎、肩峰下撞擊綜合征與MPS在診斷和治療方面的聯(lián)系時，用超聲掃描法作為對激痛點的物理檢查定位可靠性的評估手段。此外，有學者用灰階超聲研究MPS患者受累肌肉、筋膜的厚度，并將此作為評估干預手段治療效果的方法。Stecco等[7]比較健康人與頸部慢性疼痛患者的筋膜厚度、肌肉厚度，分析按摩、激光等治療效果，治療后疼痛程度和筋膜厚度均有所減小，且根據(jù)健康人與慢性疼痛患者的胸鎖乳突肌筋膜厚度，得到0.15 cm可作為判定頸部肌筋膜疼痛的臨界值。Mahyar等[8]研究干針治療對上斜方肌MPS的治療效果時采用上斜方肌和筋膜的最大厚度作為評價指標，并通過超聲彈性成像研究治療過程中的應變率。

1.2 彩色多普勒超聲

圖2 二維灰階圖像上的激痛點

圖3 三維灰階圖像上的激痛點

圖4 熵濾波前后圖像對比

彩色多普勒超聲一般是用自相關(guān)技術(shù)進行多普勒信號處理，把自相關(guān)技術(shù)獲得的血流信號經(jīng)彩色編碼后實時疊加在二維圖像上，即形成彩色多普勒超聲血流圖像。根據(jù)激痛點綜合假說，肌節(jié)持續(xù)收縮，局部血管受壓迫，血液循環(huán)受損，一些學者利用彩色多普勒超聲研究激痛點位置的血流情況，涉及的血流動力學指標包括收縮期峰值速度（peak systolicvelocity,PSV）、舒張期最小血流速度（minimum diastolicvelocity,MDV）、阻力指數(shù)（resistiveindex，RI）、搏動指數(shù)（pulsatilityindex，PI）、加速時間（acceleration time，AT）和時間平均峰值速度（timeaveraged peak velocity，TAPV），其中RI可以表征血管床阻力，通常情況下肌肉組織內(nèi)RI為1，表明沒有舒張流，RI小于1表明血管床阻抗減小，大于1則表示增大。Sikdar等[3]通過研究斜方肌激痛點周圍血流情況，檢測橫向頸動脈的上行分支和激痛點附近動脈或擴張小動脈的PSV和MDV，發(fā)現(xiàn)了活化激痛點與隱性激痛點之間的差異。33個激痛點位置中有27個存在明顯血管，且有血管直接穿過激痛點，多普勒血流波形顯示，69%的活化激痛點位置的動脈具有舒張期逆流的高阻抗血流，結(jié)果表明，活化激痛點位置血管床有高阻抗性，而隱性激痛點位置和正常位置很少出現(xiàn)該現(xiàn)象。激痛點位置動脈血流的PSV、MDV、PI與正常肌肉組織位置明顯不同，其附近血流波形表現(xiàn)為PSV增大，MDV減小，并出現(xiàn)舒張期持續(xù)逆流、早期震蕩流動等現(xiàn)象[9]（圖5）。活化激痛點位置血管阻力的增加，證實了激痛點綜合假說，氧化應激引起的攣縮或激痛點持續(xù)收縮均會壓迫血管，可能導致局部灌注不足、缺氧和其他病理生理的發(fā)展，導致活化激痛點位置的疼痛、壓痛和結(jié)節(jié)的生成。此外，Sikdar等[9]還建立了集總參數(shù)室模型，分析該種血流波形的生理起源，縮窄的血管床和擴大的血管容量可以解釋觀察到的流量波形與逆行舒張流。

1.3 彈性超聲

彈性超聲主要是基于剪切波傳播法測量組織彈性，根據(jù)剪切波的產(chǎn)生方式分為采用連續(xù)振動源的聲彈性成像技術(shù)、采用脈沖式振動源的瞬時彈性成像技術(shù)、聲輻射力彈性成像技術(shù)[10]。Sikdar等[3]和Shah等[5]研究團隊采用聲彈性成像技術(shù)研究激痛點的彈性特征；聲科影像公司的剪切波彈性成像超聲診斷儀和西門子公司的Acouson S2000系統(tǒng)中則采用了聲輻射力彈性成像技術(shù)；已有研究采用聲科影像彈性超聲診斷系統(tǒng)量化激痛點的組織硬度[11-13]。

聲彈性成像技術(shù)通過振動幅度大小、剪切波速度和相位量化組織彈性。在聲彈性圖像上，激痛點振動幅度低于正常組織。有研究結(jié)果證明了采用振動聲彈性成像定位激痛點的可行性。其先后采用100～250 Hz、92 Hz的外部振源使斜方肌組織產(chǎn)生振動，通過彩色多普勒技術(shù)獲得振動圖像，再根據(jù)頻譜多普勒分析量化振幅[3，14]。在彩色圖像上，激痛點表現(xiàn)為振動幅度減小的局部區(qū)域（圖6），振幅比正常組織低27%。將彈性彩色圖像導入ImageJ中進行二值化處理，自動選出暗區(qū)，再在裁剪基礎(chǔ)上算出振動幅度減小區(qū)域的面積，根據(jù)聲彈性圖像中激痛點面積對激痛點進行分類[14]，提出用序數(shù)分數(shù)描述組織硬度。此后又提出根據(jù)剪切波速度和相位角量化組織硬度的方法[15]，采用可在60、110、160、200 Hz 4個頻率工作的手持直流電動機作為外部振動源，以522幀/s的高幀頻收集原始射頻數(shù)據(jù)。每幀包括64個掃描線，50%扇區(qū)大小，成像深度為2.5 cm，通過MATLAB在線處理射頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生剪切波相位角圖像，對射頻信號進行希爾伯特變換、自相關(guān)算法等處理，估算剪切波速度，進一步計算組織的彈性模量。采用該方法在凝膠假體和人體肱二頭肌做實驗驗證，凝膠假體的實驗結(jié)果表明，該方法能以＜20%的錯誤率量化剪切模量；檢測到的正常肱二頭肌的剪切模量也在公開發(fā)表的范圍內(nèi)，在高頻（＞100 Hz）激勵下活化激痛點及周圍肌肉組織的剪切波速度明顯高于正常組織[15]（圖7）。

聲科影像的剪切波彈性成像超聲診斷儀和西門子公司的Acouson S2000均采用聲輻射力彈性成像技術(shù)。聲波在傳播路徑上被反射或吸收時會產(chǎn)生聲輻射力，聲輻射力的方向與聲波傳播方向相同，在焦點處產(chǎn)生的脈沖聲輻射力會使該處的組織粒子產(chǎn)生振動，從而產(chǎn)生剪切波。二者都是通過聲輻射力產(chǎn)生剪切波的波前傳播情況，測其波速以計算組織的剪切模量。西門子公司的Acouson S2000超聲系統(tǒng)使用單點的聲輻射力激勵，包含利用聲輻射力進行剪切波傳播速度測量的功能，稱為“虛擬觸診組織量化”。其方法是首先在B模圖像上選取某一感興趣區(qū)域，然后在其附近產(chǎn)生聲輻射力激勵，測量剪切波傳播到該感興趣區(qū)域所需的時間計算剪切波速度。測量顯示的是區(qū)域平均測量值。聲科影像的剪切波彈性成像超聲診斷儀采用多點激勵，使聲輻射力從點源變?yōu)榫€源，再用超高速超聲成像技術(shù)追蹤各點位移，計算組織楊氏模量。該技術(shù)已廣泛應用于肝臟、甲狀腺、乳腺、前列腺[16-19]等疾病的診斷。研究小組采用剪切波彈性成像技術(shù)量化腰背部MPS患者激痛點病灶區(qū)與鄰近組織的彈性模量差異，分析年齡、部位等因素對激痛點硬度的影響[11]。Maher等[12]采用該技術(shù)量化干針治療、姿勢對上斜方肌激痛點彈性的影響。在干針治療前、后分別檢測坐位、俯臥位同一激痛點的剪切模量，干針治療后硬度明顯減小，與觸診的組織硬度相一致，且俯臥位時激痛點硬度低于坐位（圖8）。郭玲等[13]開展了剪切波超聲彈性成像技術(shù)在頸肩MPS中的應用研究，用楊氏模量作為客觀指標評價中醫(yī)手法治療的療效。

2 磁共振成像

由于磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）對軟組織分辨力高，有學者用MRI研究激痛點特征。Landgraf等[20]研究由激痛點引起偏頭痛患者的斜方肌MRI圖像變化，通過MRI使緊繃帶可視化來闡述偏頭痛的潛在生理病理學過程。經(jīng)驗豐富的臨床醫(yī)師對斜方肌緊繃帶定位后，用硝酸甘油膠囊做標記，用3T MR掃描儀對頸部肌肉掃描，緊繃帶MR信號發(fā)生改變，研究結(jié)果表明，收縮肌纖維或細胞外基質(zhì)發(fā)生了改變。雖然T2加權(quán)序列的高信號主要取決于水和蛋白的比例，可能表征組織黏彈性或黏度的變化，但MRI用于檢測激痛點的硬度并不直觀，因此有學者通過磁共振彈性成像研究激痛點彈性。

磁共振彈性成像（magnetic resonance elastography，MRE）是另外一種能夠用作評估激痛點硬度的方法，是基于MR的對比成像技術(shù)探測外部振動源引起組織振動的位移大小，通過相位對比檢測組織硬度，最初用于肝纖維化的診斷。其基本原理是通過外部振動源向組織引入剪切波，當波通過組織感興趣區(qū)域時獲得相位變化圖，觀察組織的畸變，通過圖像計算得到波長、波速，再用反演算法來重建組織的剪切模量。肌筋膜緊繃帶的硬度比周圍肌纖維高，剪切波傳播較快，波長較長。Chen等[21-22]通過自制的聲驅(qū)動氣壓傳感器振動源產(chǎn)生振動，對凝膠假體緊繃帶成像，建立有限元模型分析，驗證該方法的正確性，并對人體斜方肌緊繃帶進行預實驗。將MRI線圈放置在斜方肌，在Z方向獲得偏移8個相位的MRE圖像（圖9）。MPS患者肌肉緊繃帶的硬度比周圍肌肉組織高50%以上，可以通過MRE對緊繃帶進行探測，并量化硬度。雖然MRE能夠鑒別剪切波在緊繃帶和正常組織傳播模式的差異，但是不能鑒別緊繃帶中激痛點。

3 紅外熱成像

紅外測溫能否準確定位激痛點還存在很大爭議。齊峰等[23]研究結(jié)果表明，激痛點的體表溫度明顯高于對側(cè)正常點，溫度平均升高為（1.3±0.4）℃。Cojocaru等[24]用紅外測溫儀檢測激痛點溫度，結(jié)果顯示，激痛點區(qū)域表現(xiàn)為溫度較高，周圍區(qū)域溫度較低；但亦有研究結(jié)果表明，激痛點與非激痛點溫度沒有明顯差異，且溫度和壓力閾值之間沒有明顯相關(guān)性[25]。紅外熱成像的測量深度為皮下幾毫米，所測溫度為皮膚表面而非皮膚下面血液循環(huán)變化情況，在熱像圖上發(fā)現(xiàn)一個熱點并不足以確認下面存在一個激痛點，神經(jīng)根疾病、關(guān)節(jié)功能障礙、局部皮下感染都可能出現(xiàn)熱點。此外，Dibai-Filho等[26]提出一種斜方肌激痛點的近紅外圖像分析方法，在激痛點位置放置4個標記物，取得近紅外圖像，通過快速報告軟件對激痛點區(qū)域溫度進行點、線和面分析，評判者內(nèi)信度和間信度均較高，認為此方法可適用于臨床和科研中。

4 結(jié)語

在MPS的臨床診斷中，激痛點的定位尤其重要。由于臨床醫(yī)師觸診評判者間信度差，尋求客觀成像手段定位激痛點成為研究熱點。在超聲成像方面，灰階超聲圖像上可看到激痛點，通過對灰階圖像進行濾波處理，增強了激痛點與周圍組織的對比度，但其靈敏度還不夠。研究人員還通過多普勒成像研究激痛點的血管環(huán)境，研究結(jié)果表明，部分血流動力學指標在含激痛點的組織和正常組織之間表現(xiàn)出明顯差異性，但并非所有激痛點附近均能找到明顯血管，在激痛點的臨床定位中還需做進一步的檢查。彈性超聲可以測量激痛點的硬度，其硬度明顯高于周圍組織，這讓研究者們看到希望，但是仍處于初級階段，在應用于臨床之前還需要對圖像的獲取方法和數(shù)據(jù)處理作進一步規(guī)范化；而MRE的高成本限制了在MPS診斷中的應用。

綜上所述，本文對MPS的影像學研究進行了分類總結(jié)，雖然這些方法還不能夠完全應用于臨床診斷，但是隨著成像技術(shù)和圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，運用影像學手段診斷MPS指日可待。

利益沖突無

（圖6～9見插頁6-12，圖5見封三）

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[26]Dibai-Filho AV,Guirro EC,Ferreira VT,et al.Reliability of different methodologies of infrared image analysis of myofascial trigger points in the upper trapezius muscle[J].Braz J Phys Ther, 2015,19(2):122-128.DOI:10.1590/bjpt-rbf.2014.0076.

Research progress on imageology of myofascial pain syndrome

Li Zhen,Tan Xiuxiang,Wu Jinpeng,Li Yingxin
Institute of Biomedical Engineering,Chinese Academy of Medical Sciences&Peking Union Medical College,Tianjin 300192,China

Myofascial pain syndrome(MPS)is a common skeletal muscle pain and dysfunction,characterized by the presence of myofascial pain points(MTrPs).At present,the main method of locating MTrPs is palpation which has lower intra-rater reliability,and lacks an objective evaluation approach for therapeutic effects.Therefore,the research on objective evaluation of the characteristics of MPS has been receiving great attention.These studies involve stiffness of trigger points,fascia thickness,surface temperature and other aspects through various methods, such as ultrasonic imaging,magnetic resonance imaging,infrared thermal imaging.In this paper,the research progress and methods of MPS in imaging were surveyed,which can provide the basis for the clinical diagnosis and objective evaluation of therapeutic effects.

Myofascial pain syndrome;Ultrasound imaging;Magnetic resonance imaging;Infrared thermal imaging;Elastic madulus

Li Yingxin,Email:yingxinli2005@126.com

2016-07-28）

李迎新，Email：yingxinli2005@126.com

10．3760/cma．j．issn．1673-4181．2016．06．013