2D-STI技術評價T2DM患者股總動脈彈性變化及管壁功能的應用價值

王 超 曹 霞 楊 絮 金 松 何其勇 張新艷 孫 欣 榮 蓉 王 薇 鄭春梅

(佳木斯大學附屬第一醫院，黑龍江 佳木斯 154000)

流行病學研究顯示糖尿病大血管病變在2型糖尿病(T2DM)患者中發生率最高〔1〕，是T2DM患者的嚴重并發癥之一，也是糖尿病致殘的主要病因。T2DM患者的下肢疼痛、感覺異常、間歇性跛行等癥狀是下肢血管病變診斷的標準之一。股動脈管壁的彈性變化與下肢血管疾病的癥狀密切相關〔2〕。應變和應變率是組織本身性質的反映，可克服傳統超聲易受呼吸、心跳及周圍組織干擾的局限性〔3〕。本研究應用二維斑點追蹤技術(2D-STI)測量T2DM患者股總動脈短軸方向的整體及各節段的圓周應變及圓周應變率，以成為評價T2DM患者股動脈彈性一種新方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取我院在2012年1月至2013年12月內分泌科門診及病房住院的T2DM患者中選取病例組60例，以具有間歇性跛、下肢腿痛及感覺異常患者定義為周圍血管病(PVD，當與神經源性疾病難于鑒別時不被診斷為PVD癥狀)。病例組分為PVD癥狀組30例(其中25例臨床表現為間歇性跛行，5例臨床表現為下肢腿痛及感覺異常)和無PVD癥狀組30例。年齡30～79〔平均(47±16.5)〕歲，其中男48例，女12例，排除有高血壓、高血脂、心臟病病史者及心電圖結果不正常者。對照組為健康受檢者30例。

1.2 圖像采集與處理 儀器:飛利浦IE33型超聲診斷儀，探頭頻率10 MHz和2.5 MHz。方法:所有受檢者保持平靜狀態約5 min后，去枕平臥測量右側上肢血壓。先用二維超聲10 MHz探頭測量股總動脈距離分叉處約1.5 cm處短軸切面內中膜(IMT)厚度，M型超聲測量并記錄股總動脈的收縮期內徑(Ds)、舒張期內徑(Dd)，多普勒超聲測量收縮期峰值血流速度(PSV)、舒張末期血流速度(EDV)，阻力指數(RI)。然后用2.5 MHz探頭連續記錄3個心動周期動態圖像，幀頻150～200幀/s，存儲圖像后處理。啟動QLAB工作站，勾畫出血管內膜緣曲線，隨后調整感興趣區寬度，使其與血管壁厚度一致。二維斑點追蹤技術自動將血管短軸分為6個節段，分別為1～3點、3～5點、5～7點、7～9點、9～11點、11～1點，測量并計算整體及各節段收縮期峰值圓周應變及圓周應變率，同時根據公式β=ln(SBP/DBP)/Cs計算得出僵硬度參數β。因15 MHz超聲探頭對血管前壁(9～11點、3～5點)內膜顯示不清，故將其排除于研究對象之外。

1.3 統計學方法 應用SPSS16.0軟件進行t檢驗，相關性采用直線相關分析。

2 結果

2.1 T2DM病例組與正常對照組常規參數比較 股總動脈IMT在病例組及正常對照組之間比較厚度增加，ΔD在病例組較正常對照組減低(P＜0.05);RI較對照組增高，差異無統計學意義(P＞0.05)。在有PVD癥狀組和無PVD癥狀組間股總動脈IMT無明顯差異(P＞0.05)，在ΔD數值略減小，無統計學意義(P＞0.05)。見表1。

表1 病例組與正常對照組常規超聲測值比較(±s，n=30)

表1 病例組與正常對照組常規超聲測值比較(±s，n=30)

與有PVD癥狀組比較:1)P＜0.05;與無PVD癥狀組比較:2)P＜0.05;與正常對照組比較:3)P＜0.05;下表同

RI IMT正常對照組 0.57±0.181)2) 2.26±0.76 0.42±0.061)2)組別 ΔD無PVD癥狀組 0.30±0.18 2.12±0.56 0.54±0.10有PVD癥狀組 0.24±0.163) 2.02±0.45 0.71±0.163)

2.2 病例組與正常對照組動脈彈性參數的比較 T2DM病例組(PVD組與無PVD組)與對正常照組股總動脈彈性參數比較，收縮期峰值的整體Cs、Cs應變率(CSR)及收縮期峰值11～1點、7～9點Cs、CSR均較對照組降低，β值增加(P＜ 0.01)，與無PVD癥狀組比較，PVD癥狀組收縮期峰值整體CS、CSR及收縮期峰值11～1點、5～7點、7～9點Cs、CSR略低，β值增高(均P＜0.05)。見表2;圖1。

2.3 T2DM患者股動脈PVD癥狀組與β值、ΔD、RI、整體CS及整體CSR的相關性 PVD癥狀與整體CS、整體CSR呈負相關(r= －0.456、－0.509，P ＜0.01)、與 β 呈正相關(r=0.315，P＜0.05)，與股動脈 IMT厚度、RI、ΔD無顯著相關性(r=0.267，0.197，0.112，P ＞0.05)。

表2 T2DM病例組與正常對照組股總動脈彈性參數的比較(±s，n=30)

表2 T2DM病例組與正常對照組股總動脈彈性參數的比較(±s，n=30)

分組CSR 11～1點 7～9點 3～5點 整體 11～1點 7～9點 3～5點 整體 β值CS正常對照組 8.82±0.691)2)7.44±1.92 8.39±1.632)5.51±1.261)2)1.97±0.401)2)2.18±1.12 2.16±0.592)0.97±0.181)2)5.60±1.401)2)有PVD癥狀組 6.25±1.091)2)5.38±0.981)5.16±1.302)3)2.07±1.082)3)1.01±0.142)3)1.52±1.082)1.02±0.412)3)0.32±0.082)3)11.84±4.882)3)無PVD癥狀組 7.57±0.421)3)6.74±0.733)6.78±0.811)3)3.72±0.781)3)1.43±0.341)3)1.14±0.641)1.97±0.821)3)0.61±0.281)3)8.47±2.621)3)

圖1 T2DM患者的時間-圓周應變、時間-圓周應變率曲線

3 討論

糖尿病下肢血管病變是糖尿病患者致殘的主要原因，是T2DM患者最常見的并發癥。糖尿病下肢血管病變的病理改變主要是IMT厚度增加，內皮功能的損害，管腔狹窄，管壁順應性降低，血管內膜不規則的粥樣硬化斑塊形成，最終繼發閉塞〔4〕。糖尿病患者IMT較非糖尿病患者明顯增厚，IMT增厚是動脈硬化主要診斷標準。而IMT厚度的測量僅反映管壁的形態學信息，反映動脈管壁功能信息有僵硬度、擴張性和順應性系數。2D-STI是一種用來評價動脈彈性功能的具有較高可重復性且不受角度的依賴的新技術，可以準確反映局部組織的形變情況。本研究是應用2D-STI技術通過自動跟蹤T2DM患者股總動脈管壁在短軸方向心動周期中的內膜運動軌跡，選定一定組織范圍的感興趣區，分析軟件根據組織灰階自動追蹤上述感興趣區內不同像素的組織在每一幀圖像中的位置，并與上一幀圖像中的位置相比較，計算整個感興趣區內各節段組織的變形〔5〕，分析血管壁功能變化。

正常動脈壁是一個高度非線性彈性介質，具有變異度低，動脈彈性與硬度指數、擴張性具有良好的相關性。圓周應力是血管壁承受的三種不同的應力之一，是血液流動致使血管回縮和擴張產生的應力，在彈性范圍內，血管應力與應變成正比〔6〕，故應變值可以較好地反映動脈管壁應力變化。因為測量中收縮期峰值的Cs及CSR為正值，表明在收縮期峰值時血管壁長度方向是伸長的，而圓周方向是擴張的。RI取決于微血管壁的阻抗，能間接反映血管內皮功能。Leiter等〔7〕對T2DM分析結果顯示，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)與動脈粥樣硬化密切相關，巨噬細胞內LDL過多的積聚導致泡沫細胞形成，噬細胞浸潤，中膜平滑肌細胞增生并向內膜下遷移，提示從致病因素開始作用到動脈管壁發生形態學改變是一個漫長的隱匿過程〔8〕。實驗證明Cs、CSR可以反映股總動脈彈性變化，穩定性更優于常規超聲參數。通過對比分析，發現PVD癥狀與僵硬度參數β、Cs、CSR密切相關，而與股總動脈 IMT、ΔD 、RI無明確相關性。2D-STI技術能在T2DM患者血管壁形變前發現股總動脈血管壁的功能改變，對下肢血管病變進行早期發現和減緩治療具有重要的臨床價值，能改善T2DM患者的生活質量。

1 王 妲，楊永年.糖尿病現代治療學〔M〕.北京:科學出版社，2005:1-14.

2 李恒青，徐小麗，郭順華，等.血管回聲跟蹤技術檢測2型糖尿病患者股動脈彈性〔J〕.嶺南心血管病雜志，2009;15(1):21-3.

3 朱 英，鄧又斌，畢小軍，等.超聲二維應變技術評價動脈粥樣硬化頸動脈壁彈性〔J〕.中國醫學影像技術，2008;9(24):1379-81.

4 陳 靜.彩色多普勒超聲對2型糖尿病下肢血管病變的臨床價值〔J〕.當代醫學:2009;15(22):73-4.

5 Korinek J，Wang J，Sengupta PP，et al.Two-dimensional strain:a Dopplerindependent ultrasound method for quantitation of regional deformation:validation in vitro and in vivo〔J〕.J Am Soc Echocardiogr，2005;18(12):1247-53.

6 Zhang W，Wang C，Kassab GS.The mathematical formulation of a generalized Hooke＇s law for blood vessels〔J〕.Biomaterials，2007;28(24):3569-78.

7 Leiter LA，Ceriell OA，Davidson JA，et al.Postprandial glucose regulation:new data and new impications〔J〕.Clin Ther，2005;27(1B):42-6.

8 Stone PH，Coskun AU，Yeghiazarians Y.Prediction of sites ofcoronary atherosclerosis progression:in vivo profiling of endothelial shear stress，lumen，and outer vessel wall characteristics to predict vascular behavior〔J〕.Curr Opin Cardiol，2003;18(6):458-70.