건강한 삼두근과 부상당한 삼두근 수래 형태 측정

요약

초음파 영상은 임상 및 연구 환경에서 점점 더 접근성이 높아지고 있으며, 일관된 프로토콜은 연구 간 비교 및 임상 해석에 도움이 될 것입니다. 초음파 평가를 위한 이 프로토콜은 건강한 건병증성 힘줄 및 파열된 힘줄에서 아킬레스건 형태를 평가하는 유효하고 신뢰할 수 있는 방법입니다.

초록

아킬레스건 손상은 일생 동안 발생하며 삶의 질과 전반적인 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 아킬레스 건병증은 일반적으로 방추형 힘줄 비후화, 신생혈관 형성 및 간질 힘줄 변성과 관련된 과사용 부상으로 분류됩니다. 현재 문헌에 따르면 이러한 구조적 변화는 장기적으로 증상 및 하지 기능뿐만 아니라 증상 및 신체 활동 수준 저하와 관련이 있습니다. 수술 및 비수술적 관리로 관리되는 아킬레스건 파열은 힘줄 단면적(CSA)이 증가하고 아킬레스건이 길어집니다. CSA가 클수록 기능을 긍정적으로 예측하는 반면, 힘줄 연장이 증가하면 아킬레스건 파열 후 기능이 감소할 것으로 예측되기 때문에 두 구조적 결과 모두 임상적 의미가 있습니다. 아킬레스건 손상과 관련된 구조적 변화가 부상 중증도와 부상 회복 사이의 관계를 고려할 때, 아킬레스건 구조를 신뢰할 수 있고 정확하게 정량화할 수 있는 것이 중요합니다. Silbernagel의 그룹은 삼두근, 수라, 근육 및 힘줄 구조를 효율적으로 평가하기 위한 유효하고 신뢰할 수 있는 방법을 확립했습니다. 이 프로토콜에서는 B-모드 근골격계 초음파 영상을 사용하여 아킬레스건 두께 및 CSA, 가자미 두께, 추가 소견(석회화 및 활액낭염)의 존재를 포함한 삼두근 구조를 측정합니다. B 모드 확장 시야는 아킬레스 건 길이와 비복 해부학적 CSA를 측정하는 데 사용됩니다. 마지막으로, 파워 도플러는 건내 신생혈관 형성을 식별하는 데 사용됩니다. 삼두근 구조의 정량화는 건강한 개인과 아킬레스건 손상이 있는 사람들을 위한 운동 및 치료에 대한 종단 변화뿐만 아니라 팔다리 간의 비교를 가능하게 합니다. 이 프로토콜은 현재까지 많은 연구에서 사용되어 왔으며 힘줄 구조와 부상 발달, 중증도 및 회복 간의 관계를 이해하는 데 가치가 있음이 입증되었습니다. 초음파 장치가 점점 더 저렴하고 휴대가 간편해짐에 따라 이 프로토콜은 빠르고 효율적인 방법을 감안할 때 임상 도구로 유망한 것으로 입증되었습니다.

서문

아킬레스건은 비복근과 가자미근의 근건성 접합부에서 시작되어 종골 뒤쪽에 삽입됩니다. 아킬레스건은 주로 인장강도를 최대화하기 위해 계층적으로 배열된 조밀하고 조직화된 콜라겐 조직으로 구성되어 있다¹. 강한 힘을 견딜 수 있는 능력에도 불구하고 아킬레스건은 일생 동안 여러 유형의 부상에 취약합니다. 아킬레스 건병증 및 아킬레스 건 파열과 같은 이러한 부상은 종종 삼두근 수와 주변 조직의 구조 변화를 동반합니다. 아킬레스 건병증에서 환자는 종종 방추형 힘줄이 두꺼워지고, 건증, 콜라겐 무질서화, 혈관 및 신경 조직이 힘줄로 증식하는 과정인 신생혈관형성(neovascularization)을 보인다². 또한 아킬레스 건병증과 관련된 병리학적 변화에는 부건염, 건내 및/또는 내막 석회화 및 활액낭염 ^2,3이 포함됩니다. 아킬레스건 파열 후 치료와 관계없이 구조적 변화가 흔하게 발생하며, 아킬레스건이 두꺼워지고 힘줄 길이가 늘어나는 등의 증상이 나타난다 ^4,5. 또한, 삼두근 수라 근위축증(triceps surae muscular atrophy)과 같은 근육 변화도 일반적으로 아킬레스건 손상과 관련이 있다 ^5,6.

삼두근 및 주변 조직 구조를 평가할 수 있는 능력은 증상, 기능 및 예후와 관련된 것으로 알려진 구조적 무결성, 조직 품질 및 크기에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다 4,7,8,9. 초음파 영상은 아킬레스건 길이¹⁰, 두께 ^10,11, 단면적(CSA)¹², 비복근 해부학적 CSA¹³ 및 신생혈관 형성(^14,15)을 포함하되 이에 국한되지 않는 이러한 구조에 대한 신뢰할 수 있고 유효한 평가 도구입니다. 이러한 측정에 대한 평가는 건강한 삼두근 조직에 대한 이해뿐만 아니라 부상 위험, 중증도 및 회복을 평가하기 위한 구조적 변화의 정량화뿐만 아니라 건강한 조직의 품질을 이해하는 데 귀중한 통찰력을 제공한다¹⁶.

삼두근 구조를 평가하는 데 있어 초음파 영상의 임상 및 연구 유용성에도 불구하고, 임상 및 연구 연구 간에 영상 기법과 측정 매개변수에 차이가 있는 경우가 많다^17,18. 그 결과, 연구 간의 비교가 어렵습니다. 따라서 이 방법 논문의 목적은 근골격계 초음파 영상을 사용하여 삼두근 및 힘줄 구조를 효율적으로 평가하기 위한 유효하고 신뢰할 수 있는 프로토콜을 설명하는 것입니다. 이 프로토콜은 이 도구를 건강 및 부상당한 개인의 전체 또는 특정 부분으로 연구 및 임상 환경에 통합할 수 있는 가능성을 입증하는 것을 목표로 합니다. 또한, 건강한 삼두근과 부상당한 삼두근에 대한 대표 가치를 제공합니다.

프로토콜

다음 프로토콜은 안전하고 윤리적인 인간 피험자 연구를 보장하기 위해 University Institutional Review Board에서 정한 지침을 따르고 승인되었습니다. 모든 피험자는 연구 참여 및 데이터 보급에 대해 정보에 입각한 동의를 제공했습니다. 전체 프로토콜은 숙련된 초음파 검사자가 수행하는 데 약 20분이 걸립니다. 그러나 평가 필요에 따라 개별 측정을 수행할 수 있습니다.

1. 피부의 마킹

1. 참가자에게 다리를 테이블에 매달고 받침대 끝에 앉도록 요청합니다.
2. 내측 경골 고원과 내측 연골의 가장 원위부를 양측으로 촉진하고 표시합니다. 경골 길이를 결정하기 위해 동측 표시 사이의 거리를 측정합니다.
3. 경골 길이의 25%를 계산합니다. 내측 경골 고원에서 원위부로 이 거리를 측정하고 표시하여 비복근 측정 위치를 나타냅니다(그림 1).
4. 경골 길이의 30%를 계산합니다. 내측 연골의 가장 원위 측면에서 근접한 이 거리를 측정하고 표시하여 가자미 측정 위치를 나타냅니다(그림 1).
5. 향후 평가 중에 동일한 위치를 종단으로 측정하기 위해 25% 및 30% 경골 길이를 기록합니다.
6. 참가자에게 무릎을 완전히 펴고 발을 받침대 가장자리에서 편안하게 매달고 발목을 쉬는 자세로 받침대에서 엎드린 자세로 이동하도록 요청합니다(그림 2).
7. 비복근(gastrocnemius)과 가자미(soleus) 표시를 다리 아래쪽의 뒤쪽으로 옮깁니다. 비복근(gastrocnemius, 두 근육 배 사이의 가장 말단 지점)의 중간 지점을 촉진하고 표시합니다. 참가자에게 이 위치를 촉진하기 위해 수동 저항에 대해 부드럽게 발바닥 굴곡을 요청하십시오.

그림 1: 피부 측정 표시. 경골 길이는 내측 경골 고원에서 내측 경골의 가장 말단부까지의 거리로 측정됩니다. 솔레우스 근육 두께는 내측 연골(파란색 표시)의 가장 원위부에 가까운 경골 길이의 30%에서 측정됩니다. 비복근 CSA는 내측 경골 고원(빨간색 표시)에서 원위부인 경골 길이의 25%에서 측정됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 초음파 이미징을 위한 참가자 포지셔닝. 참가자는 무릎을 완전히 펴고 발을 주각 가장자리에서 발목을 쉬는 자세로 편안하게 매달려 엎드려 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

2. 초음파 영상

참고: 모든 이미지는 양쪽 다리로 촬영됩니다. 모든 이미지는 아킬레스건의 정중선을 따라 촬영해야 합니다. 아킬레스건의 내측 및 외측 경계를 촉진하여 정중선 위치를 결정합니다.

1. 삼두근의 시각화를 위해 매개변수가 설정된 5cm 선형 어레이 변환기와 함께 B 모드 초음파를 사용합니다. 시각화를 위해 주파수를 10MHz로, 측정 깊이를 3.5cm로 설정합니다. 조직의 최적 시각화를 위해 게인을 0.75cm에서 1.75cm 사이로 조정하고 게인을 49로 조정합니다.
   참고: Depth, foci 및 gain은 시각화에 맞게 조정할 수 있습니다.
2. 초음파 젤을 후종골에 놓습니다. 프로브를 장축으로 잡고 근위 종골 노치를 시각화하고 노치를 초음파 프로브의 중간점에 맞춥니다. 피부에 이 위치를 표시하십시오(그림 3).
3. 아킬레스 건 두께와 CSA 측정을 위해 피부에 표시하는 것은 참가자에 따라 다릅니다. 다음 지침을 사용하여 이 위치를 결정합니다.
   1. 건강한 사람의 경우 근위 종골 노치에서 근위 2cm를 측정하고 이 위치를 피부에 표시하십시오.
   2. 아킬레스 건병증이 있는 개인의 경우 장축의 초음파 프로브를 사용하여 아킬레스 건의 가장 두꺼운 부분을 시각화하고 이 위치를 피부에 표시합니다. 향후 평가 중에 동일한 위치를 세로로 측정하기 위해 근위 종골 노치에서 이 표시까지의 거리를 기록하십시오.
   3. 눈에 띄는 방추형 두꺼워짐이 없는 아킬레스 건병증이 있는 개인의 경우, 촉진 시 힘줄이 가장 많이 아픈 위치의 피부를 표시하십시오. 향후 평가 중에 동일한 위치를 종단으로 측정하기 위해 근위 종골 노치에서 이 표시까지의 거리를 기록하십시오.
   4. 아킬레스건 파열 후 개인의 경우 장축의 초음파 프로브로 파열 위치를 시각화하고 이 위치를 피부에 표시합니다. 향후 평가 중에 동일한 위치를 종단으로 측정하기 위해 근위 종골 노치에서 이 표시까지의 거리를 기록하십시오.
   5. 관련되지 않은 사지의 경우 관련된 사지와 근위 종골 노치에서 동일한 거리에 피부 표시를 만듭니다.
4. 비복근 힘줄 길이(전체 힘줄 길이): 확장된 시야를 사용하고 프로브를 장축에 잡고 아킬레스건 삽입을 시각화하여 종골에서 이미지를 시작합니다. 근건성 접합부가 시각화될 때까지 아킬레스건의 정중선을 따라 비복근 중앙점의 표시를 향해 프로브를 근위로 미끄러지듯 움직입니다. 이렇게 하면 이미지가 끝납니다. 아킬레스건의 전체 힘줄 길이에 대한 세 가지 이미지를 촬영합니다(그림 4).
5. 솔레우스 힘줄 길이(자유 힘줄 길이): 확장된 시야를 사용하고 프로브를 장축에 잡고 아킬레스건 삽입을 시각화하여 종골에서 이미지를 시작합니다. 가자미근 접합부가 시각화될 때까지 아킬레스 힘줄의 정중선을 따라 가자미의 표시를 향해 프로브를 근위로 미끄러지듯 움직입니다. 아킬레스건의 자유 힘줄 길이에 대한 세 가지 이미지를 촬영합니다.
6. 아킬레스건 두께: B 모드 보기를 사용하여 아킬레스건 두께 및 CSA를 위해 만들어진 피부 표시의 긴 축에 프로브를 놓습니다(2.3단계). 아킬레스건 두께의 이미지 3장을 촬영합니다.
7. 아킬레스건 단면적: B-모드 보기를 사용하여 아킬레스건 두께와 CSA를 위해 만들어진 피부 표시에 젤 스탠드오프 패드를 놓습니다(2.3단계). 프로브를 짧은 축에 잡고 아킬레스건 단면의 이미지 3개를 촬영합니다.
   참고: 힘줄은 이방성 품질입니다. 음파의 각도에 따라 반사되어 밝게 보이거나 반사되어 어둡게 보입니다(그림 5). 따라서 프로브를 앞뒤로 전환하면 힘줄의 경계를 시각화하는 데 도움이 됩니다.
8. 솔레우스 두께: B-모드 보기를 사용하여 가자미(soleus)를 위해 만들어진 피부 표시의 장축에 프로브를 놓습니다(내측 연골의 원위 측면에서 경골 길이의 30%). 가자미근의 전방 경계를 시각화합니다. 가자미 두께¹⁹에 대한 3개의 이미지를 촬영합니다.
   1. 발바닥과 장굴근 환각근을 구별하려면 참가자가 엄지발가락을 적극적으로 구부리고 펴도록 합니다. 이것은 가자미 섬유를 움직이지 않고 굴곡근 환각근의 섬유를 움직이게 합니다.
9. 비복근 단면적: 확장된 시야를 사용하여 초음파 프로브를 짧은 축에서 비복근 표시(내측 경골 고원에서 경골 길이의 25%)와 일치하도록 잡습니다. 내측 비복근의 내측 경계를 시각화하고 외측 비복근의 외측 경계가 시각화될 때까지 프로브를 내측에서 외측으로 미끄러지듯 이동시켜 이미지를 시작합니다. 비복근미증 CSA¹³에 대한 3개의 이미지를 촬영합니다.
   1. 내측 비복근의 가장 내측 측면을 포착하려면 참가자에게 다리를 외전하고 엉덩이를 약간 안쪽으로 회전하도록 요청해야 할 수 있습니다. 이것이 필요한 경우 측정에 영향을 미치므로 참가자가 발을 발바닥으로 구부리지 않는지 확인하십시오.
10. B-모드 보기를 사용하여 아킬레스건(그림 6D) 및/또는 아킬레스건 삽입(enthesis; 그림 6C). 이러한 석회화는 종골에서 분리되어 있지 않으며 아래에 그림자가 있는 초반향 영역으로 나타나며 여러 시야 평면에 존재합니다. 결과를 확인하기 위해 이미지를 촬영합니다. 석회화가 아킬레스건 내에서 발생하는지 아니면 내막에서 발생하는지 주목하십시오.
11. B-모드 보기를 사용하여 활액낭염의 유무를 확인합니다. 이것은 근위 종골에서 아킬레스건 깊숙한 저에코 영역(후종골 활액낭염) 및/또는 아킬레스건 삽입(피하 종골 활액낭염)에 의해 시각화됩니다. 결과를 확인하기 위해 이미지를 촬영합니다(그림 6B).
12. 초음파의 도플러 설정을 사용하여 아킬레스건 내 신생혈관화의 유무를 평가합니다.
    1. 힘줄의 도플러 상자(즉, 관심 영역)를 배치하고, 초음파 프로브를 움직이지 않게 하고, 혈류를 막고 시각화를 방해할 수 있으므로 조직을 누르거나 팽창시키지 마십시오.
    2. 아킬레스 자유 힘줄의 길이를 스캔하고 아티팩트를 방지하기 위해 프로브의 움직임 없이 힘줄의 각 부분을 평가해야 합니다. 힘줄 내부 또는 힘줄과 접촉하는 혈관 구조가 보이는 경우 혈류가 최대인 영역에서 3, 3초 비디오를 촬영합니다(그림 6A).

그림 3: 아킬레스건 두께 및 CSA 측정 위치. (A) 건강한 (B) 건병증성 아킬레스건의 확장된 시야 초음파 이미지. 점선은 힘줄의 경계를 나타냅니다. 빨간색 화살표는 측정 위치를 나타냅니다. 노란색 선은 근위 종골 노치(흰색 화살표)까지의 근위 거리를 나타냅니다. 2cm 표시(B)에서 두꺼워지는 경우 자유 힘줄(파란색 화살표)의 건강한 영역에서 건강한 힘줄 두께를 측정해야 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: 아킬레스건 길이 측정. 아킬레스 건의 확장된 시야 초음파 이미지. 자유 힘줄의 길이(노란색 선)는 근위 종골 노치의 근위 아킬레스건 삽입에서 가자미 근건성 접합부(MTJ)까지 측정됩니다. 전체 힘줄의 길이(빨간색 선)는 근위 종골 노치의 근위 아킬레스건 삽입에서 비복근 근건성 접합부(MTJ)¹⁰까지 측정됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 5: 힘줄 이방성. 아킬레스건 이방성은 초음파가 구조물에 수직이 아닐 때 발생합니다. 초음파 프로브를 기울이면 힘줄 구조가 힘줄에 대한 초음파의 관계에 따라 (A) 과반향 또는 (B) 저에코로 나타납니다. 점선은 힘줄의 경계를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6: 추가적인 초음파 영상 소견. (A) 신생혈관화, (B) 후종골 활액낭염, (C) 내측 석회화, (D) 건내 석회화. 빨간색과 노란색으로 표시된 영역은 관심 힘줄 영역(노란색 상자) 내의 혈류를 나타냅니다. 점선은 부르사 테두리를 나타냅니다. 화살표는 석회화를 나타냅니다²⁰. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

3. 초음파 측정

알림: 초음파 측정은 각 초음파 기계의 설정 및 도구에 따라 기계에서 수행할 수 있습니다. Osirix DICOM 뷰어와 같은 소프트웨어에서 측정하기 위해 이미지를 내보낼 수도 있습니다. 각 측정값에 대한 3개 시행의 평균이 분석에 사용됩니다.

1. 비복근 힘줄 길이(전체 힘줄 길이): 더 길게 확장된 시야각 힘줄 이미지(2.4단계에서 촬영)를 엽니다. 힘줄 삽입의 가장 근위 지점(근위 종골 노치)에서 비복근 접합부(gastrocnemius myotendinous junction)까지 측정합니다(그림 4).
2. 솔레우스 힘줄 길이(자유 힘줄 길이): 더 짧고 확장된 시야각 힘줄 이미지(2.5단계에서 촬영)를 엽니다. 힘줄 삽입의 가장 근위 지점(근위 종골 노치)에서 가자미 근건성 접합부까지 측정합니다(그림 4).
3. 2cm에서 힘줄 두께: 쇼터 확장 시야 힘줄 이미지를 엽니다. 힘줄 삽입의 가장 근위 지점(근위 종골 노치)에서 2cm까지 측정하고 측정 끝은 힘줄의 깊은 경계에서 측정합니다. 힘줄의 깊은 경계에 있는 이 지점에서 힘줄의 직접적인 표면 측면까지 측정하여 2cm 힘줄 두께를 얻습니다. 이 측정값은 건강한 힘줄 두께를 나타내야 합니다(그림 7A).
   1. 아킬레스 건병증의 경우, 힘줄이 이 2cm 거리에서 두꺼워지면 자유 힘줄에서 이 측정을 수행할 수 있는 건강한 영역을 찾아 근위 종골 노치로부터의 거리를 문서화합니다(그림 7B).
      참고: 두께는 가장 표면적인 것부터 깊은 것까지 힘줄의 원시 두께를 설명하는 데 사용됩니다.
4. 힘줄 단면적: 2.7단계에서 촬영한 이미지를 엽니다. 아킬레스 건(Achilles tendon)의 경계를 시각적으로 식별하고 힘줄의 둘레를 윤곽을 그립니다(그림 8A).
5. 힘줄 두께: 2.6단계에서 촬영한 이미지를 엽니다. 이미지 중앙에서 표재성 경계에서 힘줄의 깊은 경계까지 아킬레스건을 측정합니다(그림 8B).
6. Soleus 두께: 2.8단계에서 촬영한 이미지를 엽니다. 이미지 중앙에서 표면 경계에서 가자미근의 깊은 경계까지 측정합니다(그림 9).
7. Gastrocnemius cross-sectional area: 2.9단계에서 촬영한 이미지를 엽니다. 비복근의 내측두와 외측두의 경계를 시각화하고 내측 비복근두와 외측 비복근두의 윤곽을 그립니다(그림 10).
8. 아킬레스 건 비후: 이 계산을 사용하여 아킬레스 건병증에서 힘줄이 두꺼워지는 정도를 결정합니다. 2cm(또는 조정된 위치)에서 두께를 뺍니다. 그림 7A) 힘줄 두께(그림 7B)에서 힘줄 두꺼워짐을 얻습니다(3.5단계 측정에서 3.3단계 측정을 뺀 값).

그림 7: 아킬레스건 비후화. 아킬레스건이 두꺼워지는 것은 힘줄의 가장 두꺼운 부분의 두께(³¹)에서 힘줄의 건강한 부분의 두께(A)를 빼서 계산합니다. 점선은 힘줄의 경계를 나타냅니다. 빨간색 선은 힘줄의 두께를 나타냅니다. 노란색 선은 근위 종골 노치에서 근위 2cm 거리를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 8: 아킬레스건의 단면적과 두께. 아킬레스 건의 초음파 이미지 (A) 단면과 (B) 가장 두꺼운 부분의 종단도. 점선은 힘줄의 경계를 나타냅니다. 빨간색 선은 힘줄의 두께를 나타냅니다. 힘줄의 단면은 명확성을 위해 테두리가 있거나 없는 상태로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 9: 발바닥근 두께. 가자미근의 초음파 이미지. 점선은 근육 테두리를 나타냅니다. 빨간색 선은 근육 두께를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 10: 비복근 단면적. 확장된 시야: 단면에서 내측 및 외측 비복근의 초음파 이미지. 점선은 힘줄의 경계를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

결과

이 프로토콜의 조치는 신뢰할 수 있고 유효한 것으로 입증되었습니다^10,20. 확장된 시야에서 비복근까지의 아킬레스건 길이(ICC: 0.944) 및 아킬레스건에서 가자미까지의 길이(ICC: 0.898)에 대한 탁월한 신뢰성이 보고되었습니다¹⁰. 아킬레스건 길이 측정에 대한 그룹 수준(MDC_그룹)에서 감지 가능한 최소 변화는 비복근까지의 길이에 ...

토론

방법의 타당성과 신뢰성을 보장하기 위한 프로토콜의 중요한 단계에는 초음파 검사를 안내하기 위해 참가자의 피부 표시를 사용하고 연구 연구에 사용되는 측정을 수행하는 개인에 대한 필수 교육이 포함됩니다. 문서화된 특정 위치의 피부 표시는 시간이 지남에 따라 동일한 개인의 동일한 위치에서 관심 변수를 일관되고 정확하게 평가하는 데 도움이 됩니다. 또한, 동일한 체계적인 방식으로 ?...

자료

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Aquasonic ultrasound Gel	Parker Laboratories	E8365AF
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LOGIC e Ultrasound	GE Healthcare	E8349PA
Osirix Dicom Viewer	Pixmeo SARL		Software for measurements