超聲極速成像脈搏波技術(shù)評(píng)估青中年2型糖尿病病人頸動(dòng)脈彈性的價(jià)值

許繼梅，馬芳，楊亞菲，吳夢(mèng)琳，卞福勤，楊巍巍，張新秀，陳建豐

2型糖尿病（T2DM）是嚴(yán)重威脅人類健康的內(nèi)分泌與代謝疾病之一。目前青中年T2DM的患病率逐年升高［1］，其血管并發(fā)癥是導(dǎo)致病人致死、致殘的重要原因之一。動(dòng)脈粥樣硬化（AS）是T2DM血管并發(fā)癥的主要病理基礎(chǔ)。AS早期即發(fā)生動(dòng)脈彈性功能改變，進(jìn)一步發(fā)展表現(xiàn)為內(nèi)中膜厚度（IMT）增厚和斑塊形成等動(dòng)脈管壁結(jié)構(gòu)的異常［2］。因此，早期預(yù)測(cè)和評(píng)估動(dòng)脈管壁彈性功能在預(yù)防與治療青中年T2DM病人血管疾病方面有著重要的意義。頸動(dòng)脈位置表淺、檢查便捷，且病變水平與其他重要血管（如冠狀動(dòng)脈、腦動(dòng)脈等）病變水平呈正相關(guān)［3］，從而被視為反映全身AS的重要窗口。

超聲極速成像脈搏波（ultrasound ultrafast pulse wave velocity，ufPWV）是一種無(wú)創(chuàng)檢測(cè)頸動(dòng)脈彈性的新技術(shù)，該技術(shù)可以檢測(cè)頸動(dòng)脈收縮期開始時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度（beginning-systole pulse wave velocity，BS-PWV）和收縮期結(jié)束時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度（end-sys‐tole pulse wave velocity，ES-PWV）。本研究通過(guò)ufP‐WV定量測(cè)量青中年T2DM病人（病例組）和健康體檢者（對(duì)照組）的頸動(dòng)脈彈性即BS-PWV和ESPWV，并探討病例組糖化血紅蛋白（HbA1c）增高組與正常組和在不同IMT組間頸動(dòng)脈彈性有無(wú)差異，為早期控制青中年T2DM病人AS的發(fā)生、發(fā)展提供客觀的依據(jù)，以便臨床及早干預(yù)，改善病人預(yù)后。

1 資料與方法

1.1一般資料選擇2019年9月至2020年7月合肥市第二人民醫(yī)院內(nèi)分泌科收治的77例青中年T2DM住院病人為病例組，同期該院77例健康體檢者為對(duì)照組。收集研究對(duì)象的一般資料，如性別、年齡、身高、體質(zhì)量等。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡范圍為18～60歲，根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的標(biāo)準(zhǔn)，<45歲為青年亞組，≥45歲為中年亞組（其中病例組青年亞組29例，中年亞組48例；對(duì)照組青年亞組33例，中年亞組44例）。選擇頸動(dòng)脈走行平直、二維超聲圖像清晰、IMT<1.0 mm者進(jìn)行頸動(dòng)脈彈性指標(biāo)的測(cè)量。病例組符合2019年WHO的診斷標(biāo)準(zhǔn)：空腹血糖≥7.0 mmol/L或糖負(fù)荷后2 h血糖≥11.1 mmol/L，改日再?gòu)?fù)查一次；典型的糖尿病癥狀加上隨機(jī)的靜脈血漿葡萄糖濃度≥11.1 mmol/L或空腹血糖≥7.0 mmol/L，具備這三項(xiàng)條件之一即診斷為T2DM；對(duì)照組為無(wú)各種慢性疾病的體檢者。排除標(biāo)準(zhǔn)：1型糖尿病、惡性腫瘤、高血壓、血液系統(tǒng)疾病、肺部及腎臟疾患、近3個(gè)月內(nèi)發(fā)生過(guò)心腦血管疾病及其他內(nèi)分泌代謝性疾病等。本研究獲合肥市第二人民醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（編號(hào)2019-科研-077；版本號(hào)V1.0/2019.08.28），病人或其近親屬已簽署知情同意書。

1.2儀器與方法病例組和對(duì)照組共154例的308條頸動(dòng)脈進(jìn)行常規(guī)彩色多普勒超聲（簡(jiǎn)稱“彩超”）檢查及ufPWV檢測(cè)。（1）儀器設(shè)備：采用法國(guó)聲科（聲紅系列）SuperSonic Imagine AixPlorer彩色多普勒超聲診斷儀，配有SL10-2線陣探頭；選擇Vascu‐lar/Carotid條件，內(nèi)置ufPWV檢測(cè)菜單。（2）IMT的測(cè)量：病人保持靜息仰臥，頭部后仰偏向?qū)?cè)，采集雙側(cè)頸動(dòng)脈的二維聲像圖、彩色及頻譜多普勒?qǐng)D像；分別選取左和右側(cè)頸總動(dòng)脈分叉近心段1～2 cm管壁平直段，清晰顯示管腔內(nèi)膜交界面與中膜外膜交界面，點(diǎn)擊IMT菜單，儀器自動(dòng)計(jì)算該段選定血管的平均IMT值，存儲(chǔ)圖像。（3）PWV的測(cè)量：在上述頸動(dòng)脈走行平直段，清晰顯示該段頸總動(dòng)脈前壁，圖像穩(wěn)定后再點(diǎn)擊“PWV”成像模式，這時(shí)囑病人嚴(yán)格屏氣不動(dòng)，操作者探頭位置固定，當(dāng)屏幕下方顯示“Acquiring”時(shí)，進(jìn)入圖像采集期，約2 s后進(jìn)入“Processing”即圖像處理過(guò)程，探頭可以移除。選擇描記線與頸總動(dòng)脈前壁重合（外壁貼合良好的節(jié)段），點(diǎn)擊SELECT鍵，獲取BS-PWV、ES-PWV測(cè)值及頸動(dòng)脈壁的運(yùn)動(dòng)速度-時(shí)間的彩色圖像并存儲(chǔ)于儀器上。同一側(cè)頸總動(dòng)脈重復(fù)測(cè)量3次，對(duì)BS-PWV及ES-PWV分別記錄并取平均值作為該側(cè)的測(cè)量值。若3次均無(wú)法測(cè)出符合上述標(biāo)準(zhǔn)的BS-PWV和ES-PWV，則剔除。最終獲得308條頸總動(dòng)脈的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并記錄存儲(chǔ)在Excel表中。再根據(jù)左、右側(cè)頸總動(dòng)脈IMT、BS-PWV和ES-PWV之和的平均值作為該研究對(duì)象的最終測(cè)量值。

1.3實(shí)驗(yàn)室檢查空腹血糖、HbA1c的測(cè)定由檢驗(yàn)科分別用“日立7600”和“美國(guó)伯樂(lè)VARIANTⅡ”的儀器統(tǒng)一化驗(yàn)并記錄。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示，兩組間比較采用成組t檢驗(yàn)；多組間比較使用單因素方差分析+LSD法，并使用Polynomial檢驗(yàn)BS-PWV、ES-PWV隨IMT升高的線性趨勢(shì)分析。計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05判為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1兩組一般資料及超聲測(cè)量參數(shù)比較病例組男性46例，女性31例，年齡（46.99±7.62）歲；對(duì)照組男性37例，女性40例，年齡（44.40±10.30）歲；按照年齡分為青年亞組和中年亞組后，病例組與對(duì)照組在性別、年齡和BMI上均差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）。病例組左、右側(cè)IMT、BS-PWV、ES-PWV及雙側(cè)IMT、BS-PWV、ES-PWV的均值均高于對(duì)照組（均P<0.05）。見(jiàn)表1，2。

表1 病例組與對(duì)照組青年亞組（<45歲）一般資料和超聲測(cè)量參數(shù)的比較

表2 病例組與對(duì)照組中年亞組（≥45歲）一般資料和超聲測(cè)量參數(shù)的比較

2.2青中年T2DM病人HbA1c增高組與HbA1c正常組頸動(dòng)脈彈性指標(biāo)的比較77例糖尿病病人中，HbA1c增高組68例，正常組9例；按照年齡分組后進(jìn)行HbA1c增高組和HbA1c正常組間比較。結(jié)果顯示：無(wú)論是青年亞組還是中年亞組，除左側(cè)BSPWV外，其余指標(biāo)在HbA1c增高組和HbA1c正常組間均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。見(jiàn)表3。

表3 青中年T2DM病人HbA1c增高組與正常組頸動(dòng)脈彈性指標(biāo)的比較/（m/s，±s）

表3 青中年T2DM病人HbA1c增高組與正常組頸動(dòng)脈彈性指標(biāo)的比較/（m/s，±s）

注：T2DM為2型糖尿病，HbA1c為糖化血紅蛋白，BS-PWV為收縮期開始時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度，ES-PWV為收縮期結(jié)束時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度。

變量青年亞組（<45歲）例數(shù)右側(cè)BS-PWV左側(cè)BS-PWV雙側(cè)BS均值右側(cè)ES-PWV左側(cè)ES-PWV雙側(cè)ES均值中年亞組（≥45歲）例數(shù)右側(cè)BS-PWV左側(cè)BS-PWV雙側(cè)BS均值右側(cè)ES-PWV左側(cè)ES-PWV雙側(cè)ES均值HbA1c正常組6 3.67±0.37 5.27±0.81 4.47±0.36 4.63±1.09 5.30±0.86 4.97±0.91 3 3.74±0.25 4.93±0.34 4.34±0.13 6.11±0.20 5.37±2.05 5.74±0.92 HbA1c增高組23 4.85±1.01 5.39±0.83 5.12±0.63 5.90±1.25 6.87±1.45 6.38±0.98 45 5.00±1.21 5.89±1.41 5.44±0.96 7.40±2.02 8.27±1.90 7.83±1.66 t值2.77 0.31 2.41 2.26 2.51 3.21 5.42 1.17 6.82 4.00 2.55 2.15 P值0.010 0.760 0.023 0.032 0.018 0.003<0.001 0.249<0.001<0.001 0.014 0.037

2.3青中年T2DM病人IMT組間頸動(dòng)脈彈性指標(biāo)的比較77例糖尿病病人中，根據(jù)IMT數(shù)值分為三個(gè)亞組進(jìn)行單因素方差分析顯示，無(wú)論是青年亞組還是中年亞組，不同IMT組間的BS-PWV和ES-PWV均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）；且隨著IMT的增高，BS-PWV和ES-PWV均有上升的趨勢(shì)（均P<0.05）。見(jiàn)表4。

表4 青中年T2DM病人IMT組間頸動(dòng)脈彈性指標(biāo)的比較/（m/s，±s）

表4 青中年T2DM病人IMT組間頸動(dòng)脈彈性指標(biāo)的比較/（m/s，±s）

注：T2DM為2型糖尿病，IMT為內(nèi)中膜厚度，BS-PWV為收縮期開始時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度，ES-PWV為收縮期結(jié)束時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度。①與<0.50 mm組比較，P<0.05。②與0.50～0.60 mm組比較，P<0.05。

IMT分組<0.50 mm 0.50～0.60 mm>0.60 mm F值P值趨勢(shì)F值趨勢(shì)P值青年亞組（<45歲）例數(shù)6 13 10 BS-PWV 4.23±0.37 5.16±0.62①5.21±0.56①8.07 0.002 13.50 0.001 ES-PWV 4.96±0.88 6.00±1.03①6.89±0.66①②9.00 0.001 17.75<0.001中年亞組（≥45歲）例數(shù)2 27 19 BS-PWV 3.66±0.43 5.39±0.91①5.54±0.94①3.86 0.028 7.71 0.008 ES-PWV 5.03±0.39 7.40±1.43①8.41±1.75①②5.43 0.008 8.56 0.005

3 討論

T2DM是我國(guó)的常見(jiàn)病和多發(fā)病，其中大部分是青中年病人。研究顯示，在T2DM的早期，發(fā)生AS性心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)增加［4］。頸動(dòng)脈AS為AS最常見(jiàn)且非常重要的表現(xiàn)形式。IMT是由光滑的內(nèi)膜和富有彈性的中膜組成的，它是頸動(dòng)脈彩超評(píng)估AS的一種可重復(fù)性和非侵入性的檢查指標(biāo)［5-6］。彩超測(cè)量IMT應(yīng)用廣泛，通常以IMT>1.0 mm作為診斷頸動(dòng)脈AS的超聲標(biāo)準(zhǔn)，IMT增厚是AS的中后期的表現(xiàn)之一，但是對(duì)于青中年T2DM病人來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的常規(guī)超聲測(cè)量絕大多數(shù)頸動(dòng)脈IMT<1.0 mm即在正常范圍內(nèi)，這種常規(guī)方法對(duì)于早期預(yù)測(cè)AS靈敏度低，可行性不高。動(dòng)脈管壁功能的改變?cè)缬谄浣Y(jié)構(gòu)的變化。ufPWV是法國(guó)聲科公司近年來(lái)推出的一種定量檢測(cè)動(dòng)脈彈性功能的新技術(shù)。它是利用組織多普勒原理，以每秒高達(dá)20 000 Hz的幀頻極速采集頸動(dòng)脈管壁的運(yùn)動(dòng)速度和方向，自動(dòng)計(jì)算該處的BS-PWV和ES-PWV，該技術(shù)是唯一通過(guò)單次采集即可測(cè)量頸動(dòng)脈彈性的檢查手段。PWV被公認(rèn)為能準(zhǔn)確無(wú)創(chuàng)反映動(dòng)脈彈性的指標(biāo)，并且是心血管疾病發(fā)病率預(yù)測(cè)因子之一［7］。

本研究顯示，青中年T2DM病人青年亞組和中年亞組的BS-PWV和ES-PWV均較對(duì)照組增大，說(shuō)明青中年T2DM病人頸動(dòng)脈彈性較同年齡組健康人下降。分析原因可能如下：血糖增高通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的線粒體氧化應(yīng)激導(dǎo)致人體血管內(nèi)膜層的內(nèi)皮細(xì)胞損傷和功能障礙，使不應(yīng)滲入到內(nèi)中膜層的某些物質(zhì)進(jìn)入后，引起中膜的彈性纖維、平滑肌細(xì)胞因缺氧而變性、壞死；膠原纖維增生慢慢替代，動(dòng)脈壁變硬，這些病理變化最終導(dǎo)致內(nèi)中膜漸漸變厚，隨之血管壁吸收的脈搏波減少，順應(yīng)性變小、血管壁的彈性降低，從而表現(xiàn)為BS-PWV、ES-PWV增大。另外一方面，血糖增高可以引起動(dòng)脈壁糖基化終末產(chǎn)物堆積，促進(jìn)或加重AS的發(fā)生、發(fā)展。動(dòng)脈的管徑在收縮期開始和收縮期結(jié)束這兩個(gè)時(shí)段擴(kuò)張速度和回縮速度最快。因此，ufPWV技術(shù)所測(cè)的局部BS-PWV、ES-PWV最能全面反映頸動(dòng)脈的彈性功能變化，可為臨床早期防治青中年T2DM病人的血管并發(fā)癥提供一定的依據(jù)。

HbA1c是由紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白與血糖結(jié)合生成的，它不僅是T2DM的診斷或篩查工具，還是評(píng)估血糖長(zhǎng)期控制水平的指標(biāo)［8］，它可以穩(wěn)定可靠地反映病人近8～12周的血糖控制情況，同時(shí)能較好地預(yù)測(cè)糖尿病的并發(fā)癥［9］。其濃度越高，說(shuō)明平均血糖含量越高，糖尿病病情越嚴(yán)重［10］。本研究應(yīng)用uf‐PWV技術(shù)中的兩個(gè)重要指標(biāo)即BS-PWV和ES-PWV定量測(cè)量青中年T2DM病人的頸動(dòng)脈彈性，發(fā)現(xiàn)無(wú)論在青年亞組還是中年亞組，HbA1c增高組的頸動(dòng)脈PWV較HbA1c正常組增快。這與Lee等［11］的研究結(jié)果存在異曲同工之處。HbA1c增高能在多方面影響人體的代謝，其中最主要的是它可以改變紅細(xì)胞對(duì)氧的親和力，使組織與細(xì)胞缺氧，進(jìn)而損傷血管內(nèi)膜層的內(nèi)皮細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞釋放炎性介質(zhì)、黏附分子等物質(zhì)，誘導(dǎo)單核細(xì)胞與其黏附及進(jìn)入內(nèi)皮，使內(nèi)皮功能受損，這樣血液中的某些物質(zhì)（如糖類、脂質(zhì)）容易沉積在血管內(nèi)膜；同時(shí)中膜層的平滑肌在生長(zhǎng)因子的影響下，由中層向內(nèi)膜方向趨附的同時(shí)開始增生，使血管壁增厚及纖維化［12］，從而導(dǎo)致管壁彈性的下降、僵硬度增高。

研究顯示，測(cè)量頸總動(dòng)脈IMT是一種判斷AS的可靠方法，但不足以量化AS［13］。單獨(dú)用IMT評(píng)估AS現(xiàn)已不能滿足臨床早期診斷的要求，ufPWV技術(shù)獲取的BS-PWV和ES-PWV這兩個(gè)指標(biāo)，可以定量測(cè)量頸動(dòng)脈彈性的數(shù)值，從而可以進(jìn)行量化分析。本研究將青中年T2DM病人的IMT（均<1.0 mm）分三個(gè)亞組進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈管壁彈性值BSPWV和ES-PWV隨著IMT的增高有上升的趨勢(shì)，表明T2DM病人的頸動(dòng)脈彈性功能改變較形態(tài)學(xué)變化更超前，其與黃輝等［14］的研究結(jié)果一致。并且，在IMT正常的情況下，評(píng)估青中年T2DM病人頸動(dòng)脈彈性方面，ES-PWV似乎是比BS-PWV更好的指標(biāo)，這與Fsp等［15］的觀點(diǎn)相同，可能是因?yàn)镋S-PWV在測(cè)量精度方面優(yōu)于BS-PWV。人體血管內(nèi)膜層的內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)血糖的變化十分敏感，內(nèi)皮功能障礙可引起動(dòng)脈彈性降低、僵硬度增加及動(dòng)脈順應(yīng)性下降。PWV是反映動(dòng)脈彈性的經(jīng)典指標(biāo)，PWV增快，表明動(dòng)脈僵硬度增高，研究認(rèn)為其與AS有關(guān)［16］。因此，ufPWV技術(shù)可以作為頸動(dòng)脈AS的早期預(yù)測(cè)和評(píng)估的有效檢查方法之一。

本研究亦有一定局限性，首先是小樣本量數(shù)據(jù)，其得出結(jié)論有待多中心、大數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；其次，對(duì)于心率慢的病人，應(yīng)用ufPWV技術(shù)無(wú)法捕獲到一個(gè)完整的心動(dòng)周期。

總之，ufPWV技術(shù)測(cè)定PWV是較新的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)青中年T2DM病人頸動(dòng)脈彈性功能的一種新技術(shù)，能夠快速、無(wú)創(chuàng)、定量評(píng)估頸動(dòng)脈彈性功能的變化，可以明顯早于傳統(tǒng)超聲的內(nèi)中膜增厚的結(jié)構(gòu)變化，這對(duì)于臨床更早地了解血管彈性情況，及時(shí)干預(yù)并定期隨訪具有一定的應(yīng)用價(jià)值，值得推廣。