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【摘要】 目的：初步探讨实时超声弹性成像对测量跟腱组织弹性模量的应用价值；为跟腱运动性损伤的预防和早期诊断提供参考依据。方法：本研究采用新西兰大白兔21只，雄性，体重1.5±0.1kg，5月龄；随机均分成三组（n=7,A组：中等训练强度组，B组：高强度训练组，C组：对照组）。结果：根据ARFI成像结果对ABC三组跟腱数据定量分析：经过ARFI成像可得出经过8周训练后B组的弹性模量显著降低，A组较对照组C组弹性模量略有降低。结论：ARFI能够直观、清楚的反映兔跟腱组织的生物力学变化；对运动训练及运动性损伤的预防和早期诊断有实际性的应用价值。
【关键词】 实时超声弹性成像；跟腱组织；生物力学
【中图分类号】R445 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2018）34-0378-02
1.材料与方法
1.1 实验动物
新西兰大白兔21只，雄性，体重1.5±0.1kg，5月龄自由进食，饮水，以国家标准啮齿类动物饲料喂养[1]。
1.2 设备
采用DSPT-202动物专用跑台脉冲电刺激笼实施训练；iMago C21彩色多普勒超声诊断仪、B超机（彩超）、2D和3D线阵探头。利用Matlab软件、信号处理软件、图像处理软件等。
1.3 实验分组、干预
按体重均衡原则将新西兰大白兔随机分为三组，每组7只，即对照组C组、中等强度训练的A组和高强度训练的B组。预先对实验组大白兔进行跑台适应性训练1周，按25m/min的速度在跑台上跑步训练；对照组自由活动。A组训练4周，B组训练8周，B组训练4周后，A组开始训练，这样训练可同时结束、同时取材。A组每天跑步40min，B组每天跑步40min-休息40min-跑步40min，每周训练5天；标准饲料饲养，自由进食、水[1]。
1.4 测试方法
1.4.1肌肉组织弹性图像评分标准 根据HITACHI公司的弹性成像标准加以修改，HITACHI公司的弹性成像标准主要为5分法[2]，由于肌肉组织组成成分的特殊性，肌肉组织主要由肌纤维组成，而乳腺组织则主要由脂肪组织和纤维组织组成，相比较而言，跟腱本身组织稍硬，因此对标准评分法加以修改，修改后的肌肉组织弹性图像评分标准为4级分法:弹性图像显示为蓝绿相间，兼有少许红色，评分为O分；弹性图像显示为蓝绿相间，绿色为主，评分为1分；弹性图像显示为蓝绿相间，蓝绿相当，评分为2分；弹性图像显示蓝绿相间，蓝色为主，评分为3分。
1.4.2实时组织超声弹性成像测试 应用具有弹性成像功能的iMago C21彩色多普勒超声诊断仪，应用线阵探头，频率10MHz。将兔用兔板俯卧位固定，将双后肢分别固定在一定角度，随机分组，实验前先对本组21只大白兔右侧跟腱行弹性成像扫查，先观察常规二维灰阶图像，再应用双幅实时显像功能，同时观察二维灰阶图像与弹性图像，获得稳定的弹性图像后，选择感兴趣区(regionofinterest，Rol)，选取的ROI面积大致相同，选取的部位尽量处在距体表相同水平，计算两者应变率的比值(Ratlo)，即比较两者产生应变的大小，应变(strain)为外力作用于物体后物体内部产生的形态或体积的改变[3，4]。根据弹性图像评分标准予以评分，弹性图像中显示的红黄绿蓝代表从软到硬。仪器显示屏上压力指数1～7代表所加外力的大小，即压力从小到大。实验结束后，再次测量与评分。使用实验室研发的B超机（彩超）进行数据收集，使用MatLab和VC++进行数据处理，对各项实验中收集到的超声B-Mode数据和RF数据进行运动追踪和弹性成像，验证成像算法的可行性、实时性及成像效果，并进行信噪比、分辩力、对比度噪声比进行分析。
2.统计学处理
数据结果以-x±s表示，组间比较采用SPSS13.0软件进行单因素方差分析，进一步两两比较采用SNK-q检验。P＜0.05为差异有统计学意义。
3.实验及结果
对大白兔跟腱在不同训练模式下生物力学特性的改变，我们使用系统计算得到的原始位移数据，在相同作用力的条件下，位移越大表示该组织弹性模量越小。
以下的跟腱区域位移是由每只兔子跟腱区域选择3个ROI框平均得到的（表1）。
实验结果：
表1 跟腱区域位移（um）
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*A组：低强度训练组；B组：高强度训练组；C组：对照组。P＜0.05。
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图1 为A组图像及位移示意图
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图2 为B组图像及位移示意图
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图3 为C组图像及位移示意图
由表1可看出经过训练后三组大白兔的跟腱位移均出现变化；其中高强度训练组位移变化明显，低强度训练组较对照组也出现变化，但无B组明显，说明训练强度大小对跟腱的生物力学特性影响明显。ABC组间均存在显著性差异。ABC三组的平均位移是通过在跟腱区域选择3个不同采样ROI平均得到的，如图1-3所示，可以看到不同组别得到的位移有明显差异，分别为0.617，1.724和0.23，高强度训练组由于跟腱水肿更为严重，组织弹性模量降低，利用ARFI成像得到的位移最大，而无损伤的对照组则位移最小对应较大的弹性模量。
4.结论
（1）实时超声弹性成像对跟腱的生物力学变化非常明感，可以直观的观察到不同训练状态下的大白兔跟腱位移之间的区别，通过组间比较，不同训练强度下大白兔跟腱的ARFI图像位移存在明显差异，能够清晰反映出不同训练强度对跟腱的生物力学特性的影响。
（2）实时超声弹性成像能够直观、简洁测量跟腱组织跟腱位移从而得出其弹性模量。
【参考文献】
[1]李敏.跑台运动对大鼠跟腱的影响及其机制研究[D].苏州：苏州大学，2008.
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[3]詹嘉，朱绫琳，朱隽，柴启亮，陈林，陈悦.超声弹性成像对比声脉冲辐射力成像鉴别诊断良恶性甲状腺结节[J].中国医学影像技术，2012，28(10):1815-1818.
[4]高兴华，侯之启，刘永轶，赵卫东.两种缝合跟腱断裂方法的生物力学研究[J].广州医药，2014，45(2):20-24.
论文作者:程杰,周凌
论文发表刊物:《医药前沿》2018年34期
论文发表时间:2018/12/14
标签：跟腱论文; 弹性论文; 位移论文; 超声论文; 弹性模量论文; 组织论文; 图像论文; 《医药前沿》2018年34期论文;