超聲極速成像脈搏波技術評估青中年2型糖尿病病人頸動脈彈性的價值

許繼梅，馬芳，楊亞菲，吳夢琳，卞福勤，楊巍巍，張新秀，陳建豐

2型糖尿?。═2DM）是嚴重威脅人類健康的內分泌與代謝疾病之一。目前青中年T2DM的患病率逐年升高［1］，其血管并發癥是導致病人致死、致殘的重要原因之一。動脈粥樣硬化（AS）是T2DM血管并發癥的主要病理基礎。AS早期即發生動脈彈性功能改變，進一步發展表現為內中膜厚度（IMT）增厚和斑塊形成等動脈管壁結構的異常［2］。因此，早期預測和評估動脈管壁彈性功能在預防與治療青中年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（如冠狀動脈、腦動脈等）病變水平呈正相關［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）是一種無創檢測頸動脈彈性的新技術，該技術可以檢測頸動脈收縮期開始時脈搏波傳導速度（beginning-systole pulse wave velocity，BS-PWV）和收縮期結束時脈搏波傳導速度（end-sys‐tole pulse wave velocity，ES-PWV）。本研究通過ufP‐WV定量測量青中年T2DM病人（病例組）和健康體檢者（對照組）的頸動脈彈性即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組間頸動脈彈性有無差異，為早期控制青中年T2DM病人AS的發生、發展提供客觀的依據，以便臨床及早干預，改善病人預后。

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院內分泌科收治的77例青中年T2DM住院病人為病例組，同期該院77例健康體檢者為對照組。收集研究對象的一般資料，如性別、年齡、身高、體質量等。納入標準：年齡范圍為18～60歲，根據世界衛生組織（WHO）的標準，<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；對照組青年亞組33例，中年亞組44例）。選擇頸動脈走行平直、二維超聲圖像清晰、IMT<1.0 mm者進行頸動脈彈性指標的測量。病例組符合2019年WHO的診斷標準：空腹血糖≥7.0 mmol/L或糖負荷后2 h血糖≥11.1 mmol/L，改日再復查一次；典型的糖尿病癥狀加上隨機的靜脈血漿葡萄糖濃度≥11.1 mmol/L或空腹血糖≥7.0 mmol/L，具備這三項條件之一即診斷為T2DM；對照組為無各種慢性疾病的體檢者。排除標準：1型糖尿病、惡性腫瘤、高血壓、血液系統疾病、肺部及腎臟疾患、近3個月內發生過心腦血管疾病及其他內分泌代謝性疾病等。本研究獲合肥市第二人民醫院倫理委員會的批準（編號2019-科研-077；版本號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照組共154例的308條頸動脈進行常規彩色多普勒超聲（簡稱“彩超”）檢查及ufPWV檢測。（1）儀器設備：采用法國聲科（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，內置ufPWV檢測菜單。（2）IMT的測量：病人保持靜息仰臥，頭部后仰偏向對側，采集雙側頸動脈的二維聲像圖、彩色及頻譜多普勒圖像；分別選取左和右側頸總動脈分叉近心段1～2 cm管壁平直段，清晰顯示管腔內膜交界面與中膜外膜交界面，點擊IMT菜單，儀器自動計算該段選定血管的平均IMT值，存儲圖像。（3）PWV的測量：在上述頸動脈走行平直段，清晰顯示該段頸總動脈前壁，圖像穩定后再點擊“PWV”成像模式，這時囑病人嚴格屏氣不動，操作者探頭位置固定，當屏幕下方顯示“Acquiring”時，進入圖像采集期，約2 s后進入“Processing”即圖像處理過程，探頭可以移除。選擇描記線與頸總動脈前壁重合（外壁貼合良好的節段），點擊SELECT鍵，獲取BS-PWV、ES-PWV測值及頸動脈壁的運動速度-時間的彩色圖像并存儲于儀器上。同一側頸總動脈重復測量3次，對BS-PWV及ES-PWV分別記錄并取平均值作為該側的測量值。若3次均無法測出符合上述標準的BS-PWV和ES-PWV，則剔除。最終獲得308條頸總動脈的各項數據，并記錄存儲在Excel表中。再根據左、右側頸總動脈IMT、BS-PWV和ES-PWV之和的平均值作為該研究對象的最終測量值。

1.3實驗室檢查空腹血糖、HbA1c的測定由檢驗科分別用“日立7600”和“美國伯樂VARIANTⅡ”的儀器統一化驗并記錄。

1.4統計學方法采用SPSS 23.0統計。符合正態分布的計量資料用±s表示，兩組間比較采用成組t檢驗；多組間比較使用單因素方差分析+LSD法，并使用Polynomial檢驗BS-PWV、ES-PWV隨IMT升高的線性趨勢分析。計數資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗。P<0.05判為差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩組一般資料及超聲測量參數比較病例組男性46例，女性31例，年齡（46.99±7.62）歲；對照組男性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，病例組與對照組在性別、年齡和BMI上均差異無統計學意義（均P>0.05）。病例組左、右側IMT、BS-PWV、ES-PWV及雙側IMT、BS-PWV、ES-PWV的均值均高于對照組（均P<0.05）。見表1，2。

表1 病例組與對照組青年亞組（<45歲）一般資料和超聲測量參數的比較

表2 病例組與對照組中年亞組（≥45歲）一般資料和超聲測量參數的比較

2.2青中年T2DM病人HbA1c增高組與HbA1c正常組頸動脈彈性指標的比較77例糖尿病病人中，HbA1c增高組68例，正常組9例；按照年齡分組后進行HbA1c增高組和HbA1c正常組間比較。結果顯示：無論是青年亞組還是中年亞組，除左側BSPWV外，其余指標在HbA1c增高組和HbA1c正常組間均差異有統計學意義（均P<0.05）。見表3。

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

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

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

變量青年亞組（<45歲）例數右側BS-PWV左側BS-PWV雙側BS均值右側ES-PWV左側ES-PWV雙側ES均值中年亞組（≥45歲）例數右側BS-PWV左側BS-PWV雙側BS均值右側ES-PWV左側ES-PWV雙側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組間頸動脈彈性指標的比較77例糖尿病病人中，根據IMT數值分為三個亞組進行單因素方差分析顯示，無論是青年亞組還是中年亞組，不同IMT組間的BS-PWV和ES-PWV均差異有統計學意義（均P<0.05）；且隨著IMT的增高，BS-PWV和ES-PWV均有上升的趨勢（均P<0.05）。見表4。

表4 青中年T2DM病人IMT組間頸動脈彈性指標的比較/（m/s，±s）

表4 青中年T2DM病人IMT組間頸動脈彈性指標的比較/（m/s，±s）

注：T2DM為2型糖尿病，IMT為內中膜厚度，BS-PWV為收縮期開始時脈搏波傳導速度，ES-PWV為收縮期結束時脈搏波傳導速度。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F值趨勢P值青年亞組（<45歲）例數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是我國的常見病和多發病，其中大部分是青中年病人。研究顯示，在T2DM的早期，發生AS性心血管疾病的風險已經增加［4］。頸動脈AS為AS最常見且非常重要的表現形式。IMT是由光滑的內膜和富有彈性的中膜組成的，它是頸動脈彩超評估AS的一種可重復性和非侵入性的檢查指標［5-6］。彩超測量IMT應用廣泛，通常以IMT>1.0 mm作為診斷頸動脈AS的超聲標準，IMT增厚是AS的中后期的表現之一，但是對于青中年T2DM病人來說，傳統的常規超聲測量絕大多數頸動脈IMT<1.0 mm即在正常范圍內，這種常規方法對于早期預測AS靈敏度低，可行性不高。動脈管壁功能的改變早于其結構的變化。ufPWV是法國聲科公司近年來推出的一種定量檢測動脈彈性功能的新技術。它是利用組織多普勒原理，以每秒高達20 000 Hz的幀頻極速采集頸動脈管壁的運動速度和方向，自動計算該處的BS-PWV和ES-PWV，該技術是唯一通過單次采集即可測量頸動脈彈性的檢查手段。PWV被公認為能準確無創反映動脈彈性的指標，并且是心血管疾病發病率預測因子之一［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均較對照組增大，說明青中年T2DM病人頸動脈彈性較同年齡組健康人下降。分析原因可能如下：血糖增高通過細胞內的線粒體氧化應激導致人體血管內膜層的內皮細胞損傷和功能障礙，使不應滲入到內中膜層的某些物質進入后，引起中膜的彈性纖維、平滑肌細胞因缺氧而變性、壞死；膠原纖維增生慢慢替代，動脈壁變硬，這些病理變化最終導致內中膜漸漸變厚，隨之血管壁吸收的脈搏波減少，順應性變小、血管壁的彈性降低，從而表現為BS-PWV、ES-PWV增大。另外一方面，血糖增高可以引起動脈壁糖基化終末產物堆積，促進或加重AS的發生、發展。動脈的管徑在收縮期開始和收縮期結束這兩個時段擴張速度和回縮速度最快。因此，ufPWV技術所測的局部BS-PWV、ES-PWV最能全面反映頸動脈的彈性功能變化，可為臨床早期防治青中年T2DM病人的血管并發癥提供一定的依據。

HbA1c是由紅細胞內的血紅蛋白與血糖結合生成的，它不僅是T2DM的診斷或篩查工具，還是評估血糖長期控制水平的指標［8］，它可以穩定可靠地反映病人近8～12周的血糖控制情況，同時能較好地預測糖尿病的并發癥［9］。其濃度越高，說明平均血糖含量越高，糖尿病病情越嚴重［10］。本研究應用uf‐PWV技術中的兩個重要指標即BS-PWV和ES-PWV定量測量青中年T2DM病人的頸動脈彈性，發現無論在青年亞組還是中年亞組，HbA1c增高組的頸動脈PWV較HbA1c正常組增快。這與Lee等［11］的研究結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胞對氧的親和力，使組織與細胞缺氧，進而損傷血管內膜層的內皮細胞，內皮細胞釋放炎性介質、黏附分子等物質，誘導單核細胞與其黏附及進入內皮，使內皮功能受損，這樣血液中的某些物質（如糖類、脂質）容易沉積在血管內膜；同時中膜層的平滑肌在生長因子的影響下，由中層向內膜方向趨附的同時開始增生，使血管壁增厚及纖維化［12］，從而導致管壁彈性的下降、僵硬度增高。

研究顯示，測量頸總動脈IMT是一種判斷AS的可靠方法，但不足以量化AS［13］。單獨用IMT評估AS現已不能滿足臨床早期診斷的要求，ufPWV技術獲取的BS-PWV和ES-PWV這兩個指標，可以定量測量頸動脈彈性的數值，從而可以進行量化分析。本研究將青中年T2DM病人的IMT（均<1.0 mm）分三個亞組進行比較，發現頸動脈管壁彈性值BSPWV和ES-PWV隨著IMT的增高有上升的趨勢，表明T2DM病人的頸動脈彈性功能改變較形態學變化更超前，其與黃輝等［14］的研究結果一致。并且，在IMT正常的情況下，評估青中年T2DM病人頸動脈彈性方面，ES-PWV似乎是比BS-PWV更好的指標，這與Fsp等［15］的觀點相同，可能是因為ES-PWV在測量精度方面優于BS-PWV。人體血管內膜層的內皮細胞對血糖的變化十分敏感，內皮功能障礙可引起動脈彈性降低、僵硬度增加及動脈順應性下降。PWV是反映動脈彈性的經典指標，PWV增快，表明動脈僵硬度增高，研究認為其與AS有關［16］。因此，ufPWV技術可以作為頸動脈AS的早期預測和評估的有效檢查方法之一。

本研究亦有一定局限性，首先是小樣本量數據，其得出結論有待多中心、大數據進行驗證；其次，對于心率慢的病人，應用ufPWV技術無法捕獲到一個完整的心動周期。

總之，ufPWV技術測定PWV是較新的無創檢測青中年T2DM病人頸動脈彈性功能的一種新技術，能夠快速、無創、定量評估頸動脈彈性功能的變化，可以明顯早于傳統超聲的內中膜增厚的結構變化，這對于臨床更早地了解血管彈性情況，及時干預并定期隨訪具有一定的應用價值，值得推廣。