多参数高频定量超声非侵入性监测周围神经缺损修复后的再生过程

《Scientific Reports》：Multi-parametric quantitative ultrasound imaging evaluation of rat sciatic nerve regeneration

　　

摘要

周围神经损伤是一种常见病症，会显著影响患者的感觉运动功能。对周围神经再生进行非侵入性监测可作为改进手术干预时机和有效性的有价值临床工具。我们提出了一种多参数高频定量超声评估方法，用于非侵入性地追踪大鼠坐骨神经缺损经早期（n?=?16）和延迟（n?=?15）自体神经移植修复后的时间和空间再生过程，并与假手术对照组（n?=?8）进行比较。使用Vevo MD UHF 48探头在神经近端、移植段和远端位置采集多种超声参数，包括：基于背向散射系数（BSC）光谱的测量值（积分BSC和中带拟合斜率）、同混K包络统计量（μ和\(\kappa \)）、灰度共生矩阵（GLCM）纹理特征以及B模式形态学测量值，分别在修复后1、2和3个月进行采集。每个时间点从每个实验组中提取4个坐骨神经样本。采用组织病理学分级方案将神经切片分为轻度、中度和重度病理等级。采用主成分分析（PCA）结合支持向量机（SVM）分类方法建立病理组之间的决策边界。四个参数（μ、横截面积、归一化积分BSC、中带拟合斜率）在具有不同病理严重程度的组间表现出显著差异。PCA-SVM分析在区分轻微与重度病理损伤神经方面取得了优异的分类性能，ROC曲线下面积为0.93，准确率为0.85。这些结果表明，多参数定量超声（qUS）通过整合不同结构尺度上微结构变化的互补信息，能够有效表征神经病变，有望提供对再生微环境的全面非侵入性评估。