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2020年3月14日 星期六

[運醫] 用超音波透視肌肉損傷的微小變化



過去門診遇到不少肌肉拉傷的病人,最令我印象深刻的是2017年支援台北世大運時,一位國外水球選手的腹肌拉傷,當我將探頭放在那堅若磐石的八塊腹肌上,超音波顯示典型的第二級肌肉拉傷,當下跟他的放射科隊醫討論起他受傷時的動作,更加確定我們的診斷。

肌肉損傷是最常見的運動傷害,根據統計,它所佔的比例可能接近三分之一,過去對於肌肉損傷的診斷,大部分的醫師根據的是病史與理學檢查,隨著醫學影像進步,有越來越多檢查對於肌肉拉傷有更多發現。

常見的肌肉損傷機轉


肌肉拉傷(muscle strain)是過度使用或過度伸展造成,出現僵硬、痠痛等問題,比較常見受傷位置在肌腱末端的肌肉肌腱交接處MTJ(myotendinous junction),運動員最常見的肌肉拉傷是在下肢,當肌肉在離心收縮的時候,加上一個被動拉扯的力量,肌肉纖維有可能在這時受到破壞,不少跑步選手,常見的受傷位置就在大腿後側膕旁肌肌群(hamstring muscle)的肌肉肌腱交接處。

間接機轉造成的肌肉損傷跟某些活動因素有相關
  • 離心收縮
  • 較多快縮肌肉纖維(fast twitch type II)的快速收縮
  • 肌肉功能突然轉變
  • 跨多關節的肌肉(例如:股二頭肌、股直肌與腓腸肌)無法完全吸收來自地面或其他肌群產生的力量

臨床上我們可以將肌肉拉傷(muscle strain)分為三個等級
  • 第一級:沒有明顯纖維撕裂、功能或力量的喪失(或者比例<5%
  • 第二級:MTJ組織損傷,力量跟功能略微影響
  • 第三級:MTJ處的完全撕裂,功能與力量明顯喪失

另一種受傷機轉是直接撞擊,大多是鈍傷(Blunt trauma)所造成的肌肉(muscle contusion),例如足球、橄欖球等碰撞比較多的運動,如果撞擊力道夠強,通常是直接對深層肌肉與骨頭造成影響。

臨床上,我們將肌肉挫傷( muscle contusion)也分為三個等級,大部分挫傷的症狀少於拉傷
  • 輕度:關節活動度的喪失範圍小於1/3
  • 中度:關節活動度的喪失範圍介於1/3-2/3
  • 重度:關節活動度的喪失範圍大於2/3
p.s 以上等級在不同研究中定義會略有不同


超音波儀器的進展


過去幾年超音波的技術進展快速,目前的硬體與軟體搭配已經可以看到200um以下的解析度跟厚度0.5-1mm左右的切片厚度,已經超過很多MRI對於肌肉影像評估所能看到的細緻程度,這樣的標準如果搭配有經驗的操作醫師,加上超音波原本的優點:動態評估、相對節省時間、也可以看清楚MRI下有時被水腫訊號所掩蓋的肌肉結構,更容易進行後續恢復的評估。

超音波掃描通常會在同個病灶位置,旋轉探頭去觀察結構,主要會以兩個方向:縱向(longitudinal view)跟橫向(transverse view),另外使用的超音波探頭會根據掃描區域的深淺選用不同頻率,如果比較表淺,可以選用線性(linear)探頭,如果比較深的構造,需要選用弧形(curved)探頭,另外掃描時,可搭配動態的主動與被動肌肉收縮,觀察肌肉與周邊組織是否有異常的形變。

超音波下的結構


正常的肌肉纖維組織呈現低回音的平行束狀結構,周圍有些結締組織包覆,包括
  • 肌外膜(epimyosium):肌外膜在肌肉的兩端與肌腱相連結肌肉纖維,
  • 肌束膜(perimysium) :包覆每個肌束
  • 肌內膜(endomysium):包覆每個肌纖維
來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Perimysium

超音波下我們可見肌外膜跟肌束膜呈現高回音的表現,而在它們之間低回音的就是肌纖維聚集而成的肌肉部分,每塊肌肉之間高回音是筋膜所在的位置。

肌肉損傷的超音波影像表現

第一級拉傷:會看到局部、邊緣有點模糊不清的區域,也可能在這區域中找到低回音性的肌肉拉傷,占肌肉橫截面面積不到5%,另外訓練後的遲發性肌肉痠痛(DOMS)在超音波下可能是正常或者接近第一級的表現,但與肌肉拉傷的時間歷程略有不同

DOMS通常在訓練後的24-48小時開始出現症狀,並在第三天左右達到高峰,經過適當保守治療後大多在一週左右緩解,而拉傷在受傷當下出現症狀,緩解的時間則較久。


第二級拉傷:看到大於橫截面面積5%(但不到100%)的肌肉纖維有撕裂的狀況,通常會超音波下可見肌纖維與筋膜周圍的不連續性(discontinuity of the echogenic perimysial striae),肌肉內有血腫也歸類在第二級

在受傷後的24-48小時,肌肉內的血腫會開始凝固,超音波下會變成高回音,72小時之後會再變成低回音性,並逐漸擴大。如果有肌纖維撕裂的狀況恢復時間會較久,過早回到運動場上,有再度撕裂的風險。

第三級拉傷:可以見到肌肉肌腱交接處的完全斷裂,這樣的病變在臨床上症狀明顯,肌肉處通常可以摸到一個間隙,超音波下會看到肌肉筋膜旁的大量積液,積液可出現在任一等級的肌肉拉傷,不過第一級的少量積液有時候不容易察覺

挫傷的超音波表現與拉傷略有不同,因為受到鈍器的立即傷害,受傷處會呈現邊緣模糊的高回音區域,比較嚴重的時候區域會跨過肌肉與肌肉之間的筋膜界線,幾天後血腫逐漸形成可能變成血塊與積液,形成低回音的或高低音混雜的區域。


肌肉損傷後的恢復過程


  • 第一階段發炎期:受傷後的立即發炎,出現肌肉纖維壞死與血腫的產生
  • 第二階段修復期:第2-3天開始出現修復,包括吞噬細胞清理壞死組織,伴隨產生結締組織疤痕,與血管逐漸增生,也刺激肌肉細胞逐漸再生
  • 第三階段重塑期:再生的肌肉纖維成熟、疤痕組織重組、組織水腫消褪以及肌肉功能逐漸恢復

肌筋膜是這幾年的熱點,因為陸續有研究發現骨骼肌跟肌腱不是唯一傳遞跟承受力量負荷的結構,在某些肌肉裡面,只有不到20%的肌纖維完整連接整條肌肉的起始跟終點,大部分的纖維可能在肌腹中連結,這種狀況可能代表肌肉與肌肉之間的筋膜,在力量傳遞與吸收扮演緊密聯接的關鍵角色,所以肌肉拉傷可能不只有肌肉,肌筋膜的損傷也要考慮。

過去用超音波診斷肌筋膜問題是件很難的事,近幾年開始有學者開始發表相關研究,例如增生學會邀請過的Dr. Brad Fullerton曾發表thoracolumbar myofascial system相關研究,而2019年有篇統合分析搜尋過去相關文獻,試著了解常見的肌肉損傷位置,這篇研究涵蓋了15篇研究(比較可惜的是其中14篇診斷工具是核磁共振影像,超音波只有1篇)。

肌筋膜(myofascial)病變的佔32.1%,肌肉肌腱交接處MTJ佔超過一半的68.4%,單純肌肉病變的佔12.7%,而大部分的文獻都發現如果同時有筋膜的問題,回場的時間就會較久,雖然有些文獻認為天數沒有統計上的顯著差異,但這個訊息仍值得持續關注。

恢復過程中超音波的角色?


第一級肌肉損傷:有超過50%以上的比例看到超音波的回音逐漸增強

第二級以上:原本血腫或積液的區域,逐漸減少,原本低回音損傷的區域縮小,但可能會出現邊緣的高回音疤痕組織,找出疤痕組織是件困難但是重要的事,因為廣泛性的疤痕組織的力學強度比正常的肌腱還強,容易造成反覆性的受傷

另外MRI對於細胞外液的敏感度較高,對於損傷後水腫的變化超音波的判斷可能比不上MRI,而超音波的優勢在於肌肉收縮前後的動態評估,對於後續治療與復健佔有更重要的角色


超音波下的魔鬼藏在小細節


使用超音波診斷肌肉損傷是件不容易的事,要注意不少問題

  • 因為假影anisotrphy 導致較低回音的區域:需要反覆調整探頭去減少假影產生
  • 肌肉內血管看起來像小的肌肉損傷:建議搭配doppler以及追蹤血管走向去辨認
  • 筋膜變厚或結疤會造成陰影acoustic shadowing:要反覆雙側或周圍組織比較
  • 小心運動期間的肌肉跟血流會增加的狀況:運動時通過肌肉跟結締組織的血流量會增加20倍,導致肌肉腫脹(體積可能增加10-15%)和筋膜改變的狀況

隨著遇到越來越多的案例,看到不同肌肉損傷的各種變化,但不變的是,從過去到現在,用超音波診斷肌肉損傷這件事,仍有很多可以學習

小結

過去只能透過理學檢查來診斷肌肉損傷,在超音波這幾年的進展下有更多的突破,超音波診斷肌肉損傷並不是件容易的事,有時不易用肉眼看出,有時候又過度診斷,需要豐富的超音波與臨床經驗相輔相成。

搭配合適的治療方式,包括適度減少運動強度、儀器治療、徒手治療、增生治療、PRP注射、以及交叉訓練、功能評估與運動訓練等,搭配超音波觀察後續的復原狀況,相信未來在運動醫學領域,超音波的角色將會越來越重要。


參考資料
  • Sonography  of  lower limb  muscle  injury. AJR Am J Roentgenol. 2004 Feb;182(2):341-51.
  • Imaging  of  Muscle  Injuries  in  Sports Medicine:  Sports  Imaging  Series. Radiology. 2017 Dec;285(3):1063.
  • Muscle injuries: ultrasound evaluation in the acute phase. J Ultrasound. 2013 Dec; 16(4): 209–214.
  • Is It All About the Fascia? A Systematic Review and Meta-analysis of the Prevalence of Extramuscular Connective Tissue Lesions in Muscle Strain Injury. Orthop J Sports Med.  2019 Dec 24;7(12):2325967119888500.
  • Prolotherapy for the Thoracolumbar Myofascial System. Phys Med Rehabil Clin N Am.  2018 Feb;29(1):125-138.

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