2型糖尿病視網膜病變眼部血管血流動力學超聲檢測及其發生發展相關因素分析

袁江峰,明 敏

2型糖尿病視網膜病變眼部血管血流動力學超聲檢測及其發生發展相關因素分析

袁江峰,明 敏

作者單位:(435200)中國湖北省陽新縣人民醫院眼科

目的:利用彩色多普勒超聲檢測2型糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy,DR)患者的滑車上動脈(supratrochlear artery,STCA)與球后相關動脈的血流動力學變化,并分析影響2型糖尿病DR發生發展的因素,以為糖尿病患者早期發現DR發病趨勢、預防DR發生、采取有效干預措施阻止DR進展提供依據。

STCA;球后動脈;彩色多普勒超聲;血流動力學;糖尿病視網膜病變;相關因素

引用:袁江峰,明敏.2型糖尿病視網膜病變眼部血管血流動力學超聲檢測及其發生發展相關因素分析.國際眼科雜志2015;15 (11):1938-1941

0 引言

糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病患者常見的并發癥之一,嚴重損害患者的視力甚至導致失明。我國糖尿病患者中近一半人數罹患糖尿病視網膜病變,其中8%的患者發生失明[1]。高血糖 狀態導致全身微血管損害并累及視網膜毛細血管,微循環障礙與視網膜血管血流動力學改變是DR發生的基礎。目前根治DR并沒有較好的方法,因此做好DR的預防工作是降低DR發病率與致盲率的關鍵,早期發現并采取有效干預措施可有效阻止尚未發生病理學改變的視網膜病變。檢眼鏡、眼底血管造影等常用于DR診斷與分期的技術易受多種因素的干擾而造成漏診[2],彩色多普勒超聲可以直觀地顯示出眼底血管的血流動力學狀態,有利于早期發現DR的病變基礎。近年來相關研究報道[3],在DR的發生發展過程中,糖尿病病程以及患者血糖、血脂、血壓水平等全身性因素與眼壓、眼底血管神經狀態等眼部局部因素均有關,表明DR發病機制復雜,病程受各種因素影響,既往單純從控制血糖入手的方法并不能完全阻止疾病的進展。在本研究中,我們利用彩色多普勒超聲檢測DR患者的滑車上動脈(supratrochlear artery,STCA)與球后相關動脈(視網膜中央動脈、睫狀后動脈)的血流動力學變化,并分析影響2型糖尿病DR發生發展的因素,為糖尿病患者早期發現DR發病趨勢、預防DR發生、采取有效干預措施阻止DR進展提供依據。

1 對象和方法

1.1 對象選取我院內分泌科2014-01/12收治的2型糖尿病患者106例106眼右眼為觀察組對象,所有患者經眼底鏡、眼底血管造影檢查區分為糖尿病視網膜病變組(DR組)56例56眼右眼、糖尿病無視網膜病變組(NDR組)50例50眼右眼。DR組男32例,女24例,年齡49～73(平均60±12.1)歲;NDR組男28例,女22例,年齡42～72(平均57±11.3)歲。選取同期于我院門診體檢的健康志愿者40例40眼右眼作為對照組(HC組),其中男25例,女15例,年齡47～72(平均58±11.9)歲。三組病例性別、年齡的差異無統計學意義(P＞0.05)。入選標準:觀察組(DR組和NDR組)所有患者均符合1999年世界衛生組織(WHO)的2型糖尿病診斷標準[4];DR與NDR的診斷符合中華醫學會眼科分會制定的《糖尿病性視網膜病變臨床分期標準》[5];所有觀察組對象排除有青光眼、屈光不正、白內障、眼部外傷及手術史等其他眼病;所有對照組(HC組)對象排除有糖尿病、原發性或繼發性眼部疾病、腎病、高血壓等。

1.2 方法

1.2.1 超聲檢測方法采用麥迪遜A70彩超機,L5-13IS線陣探頭,頻率8.0MHz,收集三組研究對象右眼的STCA、視網膜中央動脈(central retinal artery,CRA)與睫狀后動脈(posterior ciliary artery,PCA)彩色多普勒血流信息。患者取仰臥位,瞳孔直視前方,雙眼閉合,于右眼上眼瞼處均勻涂抹耦合劑,手握探頭輕置于眼瞼上。先于眉毛內側端1/3處的眼眶上緣內側,即STCA于眶上孔出顱的部位,探頭取橫切面或斜切面檢測STCA。探頭于眼瞼上保持水平軸位掃查,在眼球后三角區可清晰顯示出視盤與視神經眶內段暗區,于視盤中心與視神經暗區匯合處后方約3mm左右處檢測CRA,并于CRA水平面上緊靠視神經兩側,取視神經暗區顳側球后約3.5～6.0mm處檢測PCA。引出各眼部動脈的彩色血流信號,觀察其頻譜形態,于最佳頻譜時凍結圖像,測量各眼部動脈收縮期峰值血流速(peak systolic blood flow velocity,PSV)、舒張末期血流速度(end diastolic blood flow velocity,EDV)與血管阻力指數(vascular resistance index,RI)三個參數,每個參數測量3次后取平均值。

1.2.2 觀察方法觀察三組各眼部動脈的頻譜形態,比較血流參數PSV、EDV、RI的變化情況;所有研究對象于安靜狀態下坐位測量右上肢血壓,取非同日三次血壓平均值;所有研究對象于清晨空腹采集靜脈血5mL送檢,檢測空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein-cholesterol,HDL-C);采取問卷調查方式記錄DR組與NDR組的糖尿病病程、體重指數(body mass index,BMI)、既往病史(高血壓、糖尿病、高血脂等)、家族遺傳病史、吸煙飲酒史等。

統計學分析:所有數據均采用SPSS 17.0統計學軟件進行處理,計數資料采用率表示,組間比較采用χ2檢驗;計量資料采用均數±標準差(±s)的形式表示,采用單因素方差分析,多組數據間兩兩比較采用LSD-t檢驗、SNK-q檢驗等方法;對相關因素做非條件Logistic多因素回歸分析;以P＜0.05為差異有統計學意義。

圖1 正常STCA超聲血流頻譜圖。圖2 正常CRA超聲血流頻譜圖。圖3 正常PCA超聲血流頻譜圖。

表1 三組眼部動脈STCA、CRA、PCA的血流動力學參數比較±s

表1 三組眼部動脈STCA、CRA、PCA的血流動力學參數比較±s

注:aP＜0.05 vs HC組;bP＜0.05 vs DR組。

眼部動脈血流參數DR組(n=56)NDR組(n=50)HC組(n=40)F P STCA PSV(cm/s)26.03±6.07a26.95±7.62a,b0.52±0.06 2.864 0.01 32.62±5.30 6.724 0.03 EDV(cm/s)4.97±1.56a6.59±3.54a,b9.80±1.76 5.912 0.03 RI 0.82±0.04a0.78±0.05a,b0.71±0.04 2.176 0.01 CRA PSV(cm/s)10.59±2.35a12.13±2.47a,b13.41±3.54 6.172 0.02 EDV(cm/s)2.67±1.23a3.99±1.16a,b4.31±1.23 4.331 0.01 RI 0.74±0.05a0.68±0.03a,b0.54±0.04 2.097 0.01 PCA PSV(cm/s)11.67±1.93a13.23±2.14a,b13.70±4.54 4.295 0.00 EDV(cm/s)4.78±1.84a5.69±1.35a,b6.78±2.45 3.138 0.02 RI 0.71±0.07a0.61±0.05a,b

表2 DR發生發展相關因素的統計

2 結果

2.1 糖尿病患者眼部動脈的血流頻譜形態改變糖尿病患者106例106眼右眼STCA均檢出,彩色血流信號顯示清晰,呈紅條狀或花色條狀,正常STCA血流頻譜(圖1)的兩個收縮峰SP1峰與SP2峰形態關系為SP1峰下降后的凹陷處形成略上凸的SP2峰,SP1峰大于SP2峰,DR組STCA血流頻譜表現為SP1峰形態圓鈍,SP2增高,部分SP1峰與SP2峰發生融合,部分SP2峰大于SP1峰;正常CRA與PCA血流頻譜(圖2、3)相似,均表現為動脈搏動性,陡直上升,頂部圓鈍,下降放緩呈斜坡型,表明血管內血流呈高速低阻狀態,DR組以CRA血流頻譜改變較為明顯,S峰降低、變圓鈍,D峰降低、寬大低平或不顯現,呈“沙堆樣”頻譜改變。NDR組中31例(62%)出現與DR組類似的動脈血流頻譜改變,19例(38%)未發生明顯血流頻譜的改變。

2.2 糖尿病患者與健康對照組STCA、CRA、PCA的血流動力學參數比較三組眼部動脈血流參數值見表1; STCA、CRA、PCA的PSV、EDV在CH組、NDR組、DR組依次下降,RI依次上升,以DR組的PSV、EDV值最低,RI最高;NDR組、DR組眼部動脈各血流參數值與HC組相比差異均有統計學意義(P＜0.05),DR組STCA、CRA、PCA的PSV、EDV、RI與NDR組相比較,差異有統計學意義(P＜0.05)。

2.3 影響DR發生發展的多因素分析所有研究對象的各相關因素統計結果見表2;統計結果表明DR組與NDR組相比較,糖尿病病程、高血壓病史與高血脂病史例數、舒張壓、空腹血糖、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇的差異有統計學意義(P＜0.05);糖尿病家族病史、吸煙飲酒史、BMI指數、收縮壓、血清總膽固醇、HDL-C的差異無統計學意義(P＞0.05)。以五項相關因素糖尿病病程、舒張壓、FBG、TG、LDL-C為自變量,DR為應變量,行Logistic逐步回歸,見表3。

表3 DR發生發展相關因素的Logistic逐步回歸

3 討論

DR是糖尿病患者常見的眼部并發癥,也是重要的致盲眼病之一,是糖尿病微血管病變在眼局部的體現[6]。DR形成的機制,一方面,糖尿病患者長期的高血糖狀態造成視網膜毛細血管的損害,內皮細胞的增生、基底膜的肥厚使血管迂曲、硬化,管腔狹窄甚至閉塞,引起視網膜的缺血缺氧;另一方面,糖基化產物長期堆積于機體各系統組織,破壞血紅蛋白的攜氧能力、促進紅細胞的聚集與黏附,在加重視網膜缺血缺氧的同時,使視網膜相關血管內血流阻力增加、速度下降,微循環障礙引起各種功能紊亂[7],逐漸形成不可逆轉的視網膜病理改變。

視網膜微循環障礙、眼底血流動力學的異常改變是DR發生的基礎,而DR一旦發生,目前尚沒有特效治療方法來逆轉疾病的發展,因此監測與評估糖尿病患者視網膜微循環狀態,可以為采取積極措施預防DR、早期發現DR以及阻止DR進展提供依據。相關研究報道[8],眼底血管血流動力學參數改變在糖尿病早期、視網膜尚未發生明顯病變時即可發生,且其改變程度與視網膜病變程度呈正相關。彩色多普勒超聲運用多普勒血流成像技術(CDFI)清晰顯示出眼底血管的血流動力學情況,在視網膜發生明顯病變之前即可提示血流動力學的異常改變,因此已被廣泛應用于糖尿病患者眼部血管血流的監測中。在本研究中,超聲檢測NDR組的STCA、PRA、PCA的血流參數值與健康對照相比有明顯差異,表明血流動力學參數的改變可發生在視網膜明顯病變之前。眼部動脈血流低速高阻狀態導致視網膜發生缺血性病變,隨疾病病變程度的加重,又可進一步降低血流速度、增加阻力,使得DR的發展呈惡性循環的進行性改變。

STCA為眼動脈的終末支,位置表淺較恒定,不易受探頭角度、取樣深度以及眼球轉動等因素的影響,因此是彩色多普勒超聲檢測面部出顱血管血流的首選[9]。相關研究表明[10],糖尿病患者的STCA的SP2峰明顯升高甚至超過SP1峰,SP1峰形態變圓鈍,部分SP1峰與SP2峰融合,這與本研究中觀察DR患者與NDR患者STCA血流頻譜形態改變是一致的,在血流動力參數方面,DR組的STCA的PSV、EDV、RI較NDR組改變更為顯著,表明其視網膜微循環障礙在三組中最為嚴重。CRA是營養視網膜、維持視覺的重要眼部動脈,其血流檢測可以直接反映視網膜病變的情況,PCA為視網膜、脈絡膜、睫狀體等組織供應營養[11];在三個主要血流動力學參數中,PSV反映血管內血流的充盈情況,EDV反映組織的血液供應狀況,RI則反映微血管內阻力的變化。在本研究中,DR組與NDR組各眼部動脈的PCA、PSV較正常組均顯著降低,表明糖尿病時眼部血管血流強度降低、組織灌注下降,RI顯著升高,說明血管內血流呈高阻低速狀態;DR組與NDR組眼部動脈各血流動力學參數相比較,DR組的PCA、PSV顯著低于NDR組,RI顯著高于DR組,差異均有統計學意義,表明在視網膜發生明顯病變之前眼部血管血流動力學即可發生異常改變,且其改變程度與視網膜病變程度呈正相關。

另外,通過本研究我們發現DR的發生發展與糖尿病病程、血糖、血脂、血壓的控制水平具有密切關系,病程越長,或血糖、血脂、血壓的水平越高,則DR發病的幾率越高、病變程度越重,可能的機制在于高血糖以及糖基化產物對全身微血管造成長期損害,高血脂、高血壓進一步加重血流的高阻低速狀態,累及視網膜血管,血流緩慢、淤滯[12],造成微循環障礙加重,導致DR發生或加重DR的病情進展。

綜上,超聲檢測眼部滑車上動脈、球后動脈血流動力學變化可以評估視網膜微循環狀況,對于糖尿病患者,我們應將超聲檢測血流動力學作為早期預防DR、早期發現DR的主要手段,視網膜發生明顯病變之前眼部血管血流動力學即可發生異常改變,且其改變程度與視網膜病變程度呈正相關。DR的發生發展與血糖、血壓、血脂水平以及糖尿病病程有密切關系。因此,積極控制血糖、血壓、血脂等多種因素,對預防DR發生、延緩DR進展有重要意義。

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Analysis of the changes of ocular vascular hemodynamics ultrasonic detection and the occurrence and developmen of related factors in type 2 diabetic retinopathy

Jiang-Feng Yuan,Min Ming

Department of Ophthalmology,Yangxin County People's Hospital, Yangxin 435200,Hebei Province,China

Min Ming.Department of Ophthalmology, Yangxin County People's Hospital,Yangxin 435200,Hebei Province,China.10527982@qq.com

·AIM:To observe hemodynamic changes of supratrochlear artery(STCA)and posterior ball related artery in type 2 diabetic retinopathy(DR)by color Doppler ultrasound detection,analyze the occurrence and development of related facto rs,and provide the evidences to find the DR incidence trends at early stage,prevent the occurrence of DR and adopt effective interventions to prevent progression of DR.·METHODS:A total of 106 cases(106 eyes)with type 2 diabetes mellitus were divided in to DR group(56 eyes of 56 cases),non-diabetic retinopathy group(NDR group, 50 eyes of 50 cases),healthy volunteers were selected in our hospital outpatient medical examination in 40 cases (40 eyes)as control group(HC group).Color Doppler ultrasound was used to detect the hem odynamic changes of STCA,central retinal artery(CRA),posterior ciliary artery(PCA)of all research subjects.The changes of blood spectrum morpho logy and hemodynamics parameters including peak systolic diastolic blood flow velocity(PSV),end diastolic blood flow velocity(EDV) and vascular resistance index(RI)in diabetics were observed.Fasting blood glucose(FBG),serum total cholesterol(TC),triglyceride(TG),low density lipoprotein-cholesterol(LDL-C),high density lipoproteincho lesterol(HDL-C)in a ll research subjects were detected.The duration of diabetes,body m ass index (BM I),past medical history(hypertension,diabetes, hyperlipidemia,etc.),family genetic history,smoking and d rinking history were recorded.Non-conditional Logistic regression analysis was used to analyze the related factors.·RESULTS:The results show ed that the changes of b lood spectrum morphology in DR and NDR group were significant.In term s of hem odynamic parameters,STCA, CRA,PCA,PSV,EDV decreased sequentially and RI increased sequentially in the CH and NDR,DR group. Com pared the eye artery hem odynamic parameters of DR and NDR group with HC group,the differences were statistically significant(P＜0.05).The differences on STCA,CRA PCA,PSV,EDV,RI betw een DR and NDR group had statistical significance(P＜0.05).In aspect of the occurrence and development of related factors, d iabetes du ration,hypertension history,the number of cases w th hyperlipidemia history,diastolic blood pressure,fasting blood glucose,trig lyceride,and low density lipoprotein cholesterol of DR group were statistically different with NDR group(P＜0.05).·CONCLUSION:For patients with diabetes, hemodynamics ultrasonic detection can be used as the principal means of early prevention and detection of DR. Hemodynamic ocular vascular abnormalities can occur before the retina obvious lesions,and its change degree is positively correlated with retinal lesions.Blood glucose,blood pressure,blood lipid level and duration of diabetes and other related facto rs are closely related to the occurrence and development of DR.

supratrochlear artery;posterior ball related artery;color Doppler ultrasound;hemodynamics;diabetic retinopathy;related facto rs

袁江峰,男,主治醫師,研究方向:眼科臨床。

明敏,主治醫師,研究方向:眼科臨床.10527982@ qq.com

2015-07-30

2015-10-22

:Yuan JF,Ming M.Analysis of the changes of ocular vascular hemodynamics ultrasonic detection and the occurrence and development of related factors in type 2 diabetic retinopathy.Guoji Yanke Zazhi(Int Eye Sci)2015;15(11):1938-1941

10.3980/j.issn.1672-5123.2015.11.27

Received:2015-07-30 Accepted:2015-10-22

方法:選取2型糖尿病患者106例106眼,區分為糖尿病視網膜病變組(DR組)56例56眼右眼、糖尿病無視網膜病變組(NDR組)50例50眼右眼,選取同期于我院門診體檢的健康志愿者40例40眼右眼作為對照組(HC組);彩色多普勒超聲檢測所有研究對象的STCA、視網膜中央動脈(central retinal artery,CRA)、睫狀后動脈(posterior ciliary artery,PCA)的血流動力學變化,觀察糖尿病患者血流頻譜形態與血流動力學參數收縮期峰值血流速(peak systolic blood flow velocity,PSV)、舒張末期血流速度(end diastolic blood flow velocity,EDV)與血管阻力指數(vascular resistance index,RI)的改變情況;檢測所有研究對象空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein-cholesterol, HDL-C);記錄DR組與NDR組的糖尿病病程、體重指數(body mass index,BMI)、既往病史(高血壓、糖尿病、高血脂等)、家族遺傳病史、吸煙飲酒史,對相關因素做非條件Logistic多因素回歸分析。

結果:在血流頻譜形態方面,DR組與NDR組均發生了較明顯的頻譜形態改變;在血流動力學參數方面,STCA、CRA、PCA的PSV、EDV在CH組、NDR組、DR組依次下降,RI依次上升;NDR組、DR組眼部動脈各血流參數值與HC組相比差異均有統計學意義(P＜0.05),DR組STCA、CRA、PCA的PSV、EDV、RI與NDR組相比較,差異有統計學意義(P＜0.05);在DR發生發展相關因素方面,DR組與NDR組相比較,糖尿病病程、高血壓病史與高血脂病史例數、舒張壓、FBG、TG、LDL-C的差異有統計學意義(P＜0.05)。

結論:對于糖尿病患者,超聲檢測血流動力學可作為早期預防DR、早期發現DR的主要手段,視網膜發生明顯病變之前眼部血管血流動力學即可發生異常改變,且其改變程度與視網膜病變程度呈正相關,DR的發生發展與血糖、血壓、血脂水平以及糖尿病病程等相關因素有密切關系。