剪切波弹性成像定量评估下肢慢性静脉疾病患者皮肤弹性早期改变

　　本刊推荐：本研究创新性地应用剪切波弹性成像（SWE）技术，定量分析不同CEAP分级下肢慢性静脉疾病（CVD）患者皮肤弹性模量变化，发现SWE参数与炎症指标（MMP-2、IL-6）显著正相关，为CVD早期皮肤病变提供了客观影像学评估手段。

　　

研究背景

下肢慢性静脉疾病（CVD）是一种涉及表皮、真皮和皮下组织的慢性炎症性皮肤病理性改变。早期检测和治疗对控制疾病进展至关重要，但现有临床评估工具存在主观性局限，缺乏对皮肤病变的定量影像学评估方法。剪切波弹性成像（SWE）通过评估剪切波传播速度计算组织杨氏模量（Young’s modulus），可实现组织硬度的定量测量，数值越高表明组织硬度越大、弹性越低。该技术此前已证明在评估下肢淋巴水肿中具有良好的诊断性能。

研究方法

这项回顾性研究纳入2024年1月至2025年4月期间就诊的112例下肢CVD患者，根据2020年临床-病因学-解剖学-病理生理学（CEAP）分类标准分为四组：C₂组（静脉曲张组，n=33）、C₃组（水肿组，n=35）、C_4a组（湿疹或色素沉着组，n=24）和C_4b组（脂性硬皮病组，n=20）。另招募30名健康个体作为对照组。收集参与者基线临床特征，检测空腹静脉血白细胞（WBC）计数和血清炎症标志物，包括C反应蛋白（CRP）、基质金属蛋白酶2（MMP-2）、白细胞介素6（IL-6）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）。

使用迈瑞Resona R9超声诊断系统配备L20-5U线阵探头（频率：20MHz）进行检测。测量位置为内踝上10cm处，使用超声固体凝胶垫确保探头垂直于人体长轴且不施加压力。在肌肉骨骼模式下测量真皮厚度（DT）和皮下组织厚度（SCTT）——DT定义为从表皮高回声下界（即真皮-表皮连接处）到真皮-皮下组织连接处的距离，SCTT定义为从真皮-皮下组织连接处到肌筋膜的距离。

随后启动SWE模式，将感兴趣区（ROI）尺寸调整为20mm×10mm，量程调整为0–250kPa。在真皮层和皮下组织层分别放置两个直径1mm的Q-Box：真皮层Q-Box沿平行于皮肤表面的中线放置，皮下组织层Q-Box沿平行于皮肤表面且位于真皮-皮下组织连接处下方1mm处放置。系统自动计算真皮层和皮下组织层的最大杨氏模量（D-Emax, SCT-Emax）、平均杨氏模量（D-Emean, SCT-Emean）和最小杨氏模量（D-Emin, SCT-Emin）。进行重复性检验显示测量具有极佳的信度（组内和组间相关系数ICC>0.90）。

研究结果

基线临床特征和实验室参数显示，五组在基线临床特征和WBC计数方面无统计学显著差异。与对照组和C₂组相比，C₃、C_4a和C_4b组的CRP、MMP-2、IL-6和TNF-α水平显著升高，且从C₃组、C_4a组到C_4b组依次增加。C₂组与对照组之间的实验室参数无显著差异。

常规超声和SWE参数分析发现，与对照组、C₂组和C₃组相比，C_4a组和C_4b组的DT、D-Emax、D-Emean和D-Emin显著更高，且C_4b组高于C_4a组。与对照组和C₂组相比，C₃、C_4a和C_4b组的SCTT、SCT-Emax、SCT-Emean和SCT-Emin显著更高，且从C₃组、C_4a组到C_4b组依次增加。

相关性分析显示，在所有患者组中，D-Emax、D-Emean和D-Emin与MMP-2（r_s=0.763, 0.766, 0.765）和IL-6（r_s=0.752, 0.755, 0.754）呈正相关。同样，SCT-Emax、SCT-Emean和SCT-Emin与MMP-2（r_s=0.819, 0.813, 0.801）和IL-6（r_s=0.838, 0.833, 0.822）也呈正相关。

讨论分析

本研究应用SWE评估了不同严重程度CVD患者的皮肤弹性。结果显示C₂组真皮层和皮下组织层的SWE参数与对照组无显著差异；C₃组皮下组织层SWE参数显著增加而真皮层数值保持不变；C_4a和C_4b组真皮层和皮下组织层的SWE值均显著增加，且C_4b组值显著高于C_4a组。

这些变化的关键病理机制是下肢慢性静脉高血压。持续性静脉高血压诱导血管剪切应力变化，导致内皮功能障碍和白细胞积聚，从而启动炎症反应。白细胞释放的炎症细胞因子（如IL-6和TNF-α）会增加更多炎症细胞，加剧组织炎症浸润，最终导致真皮层和皮下组织层微循环障碍。炎症细胞因子还刺激炎症细胞过度表达基质金属蛋白酶（如MMP-2），降解细胞外基质（ECM）成分（如胶原蛋白、弹性蛋白），导致ECM结构蛋白改变，严重时可导致表皮基底膜胶原降解和表皮完整性丧失，可能进展为溃疡形成。

另一方面，下肢静脉高血压和炎症反应共同作用诱导静脉壁重塑和血管通透性增加，导致红细胞、白细胞、纤维蛋白原等大分子外渗，最终引发广泛的慢性炎症反应。红细胞外渗后，血红蛋白被降解转化为含铁血黄素，其在皮肤中的沉积不仅导致色素沉着过度，还导致组织缺氧，最终降低真皮层和皮下组织的弹性。

C_4b组比C_4a组更高的DT、SCTT和SWE参数归因于纤维蛋白原外渗增加，这些外渗的纤维蛋白原形成“毛细血管周围纤维蛋白袖带”，阻碍真皮层和皮下组织层的氧气和营养摄取，导致局部皮肤营养不良和严重纤维化，临床表现为皮肤增厚和硬化，称为脂性硬皮病（LDS）。C₂组与对照组之间各种参数无显著差异，是因为C₂组的炎症反应仅限于血管结构，尚未诱导真皮层和皮下组织层的炎症浸润或血清学变化。同样，C₃组的DT和真皮层SWE参数与对照组和C₂组无显著差异，是因为在水肿阶段，只有部分液体、蛋白质和血细胞外渗到皮下组织层而未侵入真皮层，因此主要表现为皮下组织层水肿。

研究结论

本研究使用SWE定量评估了不同CEAP分级CVD患者的皮肤弹性。结果显示C_4a和C_4b组患者的真皮层和皮下组织层弹性显著降低；C₃患者仅皮下组织层弹性降低；C₂患者真皮层和皮下组织层未观察到显著变化。最重要的是，SWE参数与实验室参数呈统计学正相关。

研究表明，SWE能够定量评估下肢慢性静脉疾病患者皮肤弹性的早期变化，为CVD的早期诊断和病情监测提供了有价值的影像学工具。炎症激活驱动真皮层和皮下组织层病理变化的进展，SWE参数与MMP-2和IL-6水平的正相关提供了额外证据，表明SWE可有效评估CVD患者真皮层和皮下组织层皮肤弹性变化。这一无创技术为诊断和监测皮肤病变提供了有前景的替代方案。