基于超聲極速成像技術的脈搏波傳導速度對糖尿病前期及糖尿病患者頸動脈硬化評估的臨床意義

康淵強，李光源，王永槐，關正宇，高明宇

（1. 遼寧省金秋醫院干部保健科，沈陽 110067； 2. 遼寧中醫藥大學附屬醫院心內科，沈陽 110033； 3. 中國醫科大學附屬第一醫院心血管超聲科，沈陽 110001； 4. 遼寧中醫藥大學附屬醫院超聲心電中心，沈陽 110033； 5. 沈陽藥科大學，沈陽 110016）

國際糖尿病聯盟統計數據［1-2］表明，2019年全球約有4.63億人患有糖尿病，而糖尿病前期患者約為糖尿病患者的3倍。研究［3］表明，高血糖可引起動脈內皮損傷，導致動脈硬化；而動脈硬化是高血壓、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等心腦血管疾病的主要危險因素。心腦血管疾病是糖尿病患者死亡的主要原因。因此盡早發現糖尿病前期及糖尿病患者動脈硬化情況，對于預測心血管疾病發生、發展，指導臨床早期干預具有重要意義。

以往研究［4］顯示，患者早期動脈硬化多采用內-中膜厚度 （intimate-media thickness，IMT） 或肱-踝脈搏波傳導速度 （brachial-ankle pulse wave velocity，baPWV） 來評估；此2種方法存在誤差大、檢查時間長等局限性，臨床應用受限。超聲極速成像 （ultrafast imaging，UFI） 技術是近年來發展起來的可以準確評估頸動脈脈搏波傳導速度 （pulse wave velocity，PWV）的新技術［5］。UFI基于超高幀頻可準確獲取脈搏波的精細運動，能夠無創、實時測量動脈收縮期起始時PWV （PWV begin-systole，PWV-BS） 和收縮期結束時PWV （PWV end-systole，PWV-ES）。本研究采用UFI技術檢測糖尿病前期及糖尿病患者頸動脈PWV情況，進一步分析血糖水平對PWV的影響，旨在明確UFI的臨床應用價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料及分組

選取2020年5月至2021年7月于遼寧省金秋醫院就診的糖尿病患者為糖尿病組。選擇同期年齡、性別、體質量指數 （body mass index，BMI） 及血壓均匹配的糖尿病前期患者為糖尿病前期組。選擇同期年齡和性別匹配的健康人群為對照組。本研究獲得遼寧省金秋醫院倫理委員會批準 （2023008），所有患者均簽署知情同意書。

納入標準：（1） 糖尿病患者需符合糖尿病診斷標準［6］，即符合以下任意條件，空腹血糖 （fasting blood glucose，FPG） ≥7.0 mmol/L；口服葡萄糖耐量試驗 （oral glucose tolerance test，OGTT） 2 h后血糖 （2hPG）水平≥11.1 mmol/L；糖化血紅蛋白 （glycosylated hemoglobin，HbA1c） ≥6.5% （48 mmol/mol）；有典型高血糖癥狀患者中，隨機血糖≥11.1 mmol/L。 （2） 糖尿病前期患者需符合糖尿病前期診斷標準［7］，即符合以下任意條件，FPG介于5.6～6.9 mmol/L之間為空腹血糖受損 （impaired fasting plasma glucose，IFG）；2hPG介于7.8～11.0 mmol/L之間為糖耐量受損 （impaired glucose tolerance，IGT）；HbA1c為5.7%～6.4% （39～47 mmol/mol）。

排除標準：（1） 伴有糖尿病急性并發癥，如酮癥酸中毒、高血糖高滲狀態等；（2） 妊娠期婦女；（3） 急性心肌梗死、惡性心律失常、心力衰竭；（4） 急性感染性疾病、外傷、腫瘤、自身免疫性疾病；（4） 高血壓、高血脂；（5） 嚴重肝、腎功能不全；（6） BMI＞40 kg/m2。

最終糖尿病組納入54例，糖尿病前期組納入60例，對照組納入60例。

1.2 檢測指標

收集并記錄患者年齡、性別、吸煙史、身高、體質量，計算BMI，于頸動脈彩色多普勒超聲檢查前記錄患者收縮壓、舒張壓、心率、收集患者入院時甘油三酯 （triglyceride，TG）、總膽固醇 （total cholesterol，TC）、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）、FPG、2hPG、HbA1c等指標。

1.3 PWV檢查

采用AixPlorer型彩色多普勒超聲診斷儀 （法國SuperSonic Imagine公司） 檢測患者頸總動脈PWV。SL10-2線陣探頭 （頻率2～10 MHz）。囑受試者仰臥位，平靜呼吸，充分暴露頸部，檢查雙側頸動脈。根據中華醫師協會血管超聲檢查指南［8］測量以下參數：頸總動脈遠段 （頸動脈分叉部下1.0～1.5 cm）IMT、收縮末期內徑 （diameter，D） 及收縮期峰值速度（peak systolic velocity，PSV）。

將探頭平行于頸總動脈縱切面，動脈管壁顯示清晰，保持探頭穩定不動，“PWV”一鍵獲取動脈管壁運動信息，軟件自動計算，獲得雙側頸總動脈PWV-BS和PWV-ES參數，同一參數測量3次，取平均值。見圖1。

圖1 3組頸總動脈PWV-BS和PWV-ES測量結果

1.4 統計學分析

采用SPSS 19.0統計軟件進行分析。所有計量資料采用±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗或單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法；計數資料采用率 （%） 表示，組間比較采用χ2檢驗。血糖水平對PWV的影響采用Pearson相關分析。P＜ 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組一般臨床指標比較

結果顯示，3組患者BMI、FPG、2hPG及HbA1c水平比較有統計學差異 （均P＜ 0.05）；而3組年齡、性別、血壓、血脂等指標比較無統計學差異 （均P＞ 0.05）。與對照組比較，糖尿病組及糖尿病前期組患者BMI、FPG、2hPG及HbA1c水平均顯著增高 （均P＜ 0.05）；與糖尿病前期組比較，糖尿病組BMI、FPG、2hPG及HbA1c水平均顯著增高 （P＜ 0.05）。見表1。

表1 3組一般臨床指標比較 （±s）

1）與對照組比較，P ＜ 0.05；2） 與糖尿病前期組比較，P ＜ 0.05.

項目糖尿病組 （n = 54） 糖尿病前期組 （n = 60） 對照組 （n = 60） P年齡 （歲） 52.3±6.5 53.0±6.2 52.0±4.70.342男［n （%） ］37 （68.5） 35 （63.6） 36 （60.0） 0.237 BMI （kg/m2） 29.40±2.211），2） 25.31±1.871） 23.43±2.080.008心率 （次/min） 70.7±9.8 72.3±8.2 67.3±6.90.132收縮壓 （mmHg） 132.31±12.36130.42±11.35128.44±11.810.062舒張壓 （mmHg） 76.23±8.13 75.33±8.32 74.27±8.620.158吸煙［n （%） ］12 （22.22） 11 （20.00） 12 （20.00） 0.314 TG （mmol/L） 1.31±0.70 1.26±0.52 1.22±0.430.132 TC （mmol/L） 4.63±0.82 4.72±0.71 4.55±0.790.241 HDL-C （mmol/L） 1.26±0.59 1.24±0.52 1.27±0.620.151 LDL-C （mmol/L） 2.72±0.77 2.93±0.65 2.80±0.550.092 FPG （mmol/L） 9.83±0.771），2） 6.02±0.641） 5.04±0.46＜0.001 2hPG （mmol/L） 12.32±1.431），2） 8.21±1.031） 6.84±0.56＜0.001 HbA1c （mmol/L） 46.57±5.181），2） 40.25±5.011） 36.14±3.42＜0.001

2.2 3組頸動脈超聲指標比較

結果顯示，3組PWV-BS及PWV-ES比較有統計學差異 （均P＜ 0.05）。與對照組比較，糖尿病組及糖尿病前期組PWV-BS及PWV-ES均顯著增高 （均P＜0.05）；與糖尿病前期組比較，糖尿病組PWV-BS及PWV-ES均顯著增高 （均P＜ 0.05）。各組間D、IMT和PSV比較均無統計學差異 （均P＞ 0.05），見表2。

表2 3組頸動脈超聲指標比較 （±s）

表2 3組頸動脈超聲指標比較 （±s）

1） 與對照組比較，P ＜ 0.05；2） 與糖尿病前期組比較，P ＜ 0.05.

項目糖尿病組 （n = 54） 糖尿病前期組 （n = 60） 對照組 （n = 60） P D （mm） 6.41±0.70 6.62±0.82 6.55±0.770.245 PSV （cm/s） 76.13±16.0275.98±15.2775.98±15.270.423 IMT （mm） 0.65±0.18 0.59±0.15 0.60±0.130.077 PWV-BS （m/s） 6.11±1.631），2） 5.51±1.311） 5.03±1.070.018 PWV-ES （m/s） 9.70±1.921），2） 8.11±1.681） 6.97±1.730.004

2.3 血糖水平對PWV的影響

結果顯示，糖尿病及糖尿病前期患者PWV-BS和PWV-ES與FPG、2hPG及HbA1c呈顯著正相關 （均P＜ 0.01），見表3。

表3 糖尿病及糖尿病前期患者PWV-BS和PWV-ES與血糖指標的相關分析 （r）

3 討論

研究［7］顯示我國糖尿病發病率呈逐年上升趨勢。動脈硬化是糖尿病最常見的并發癥之一，其引發的心血管疾病是糖尿病患者首要致死原因［8］。臨床上測量PWV的方法很多，包括頸-股PWV、baPWV和心-主PWV等，但這些方法易受到測量距離、心率以及計算復雜等因素的影響，存在一定局限性［9-11］。而UFI是在短時間內描記頸動脈前壁的運動軌跡，自動計算PWV-BS和PWV-ES，無需進行血壓、心電監測，PWV使測量更加簡便、敏感、準確［12-13］。已有研究［14］顯示，對于有動脈粥樣硬化危險因素的患者，UFI檢測PWV可進行早期定量評價。YIN等［15］多中心、大樣本研究首次建立UFU檢測PWV正常參考值范圍，為臨床評估早期動脈硬化提供更有效的參考值。

動脈硬化的血管功能改變早于結構改變［16］，IMT僅反映血管結構改變，而PWV反映血管壁的彈性功能［17］，因而UFI檢測PWV可更早期評價動脈硬化。本研究結果顯示，3組常規超聲指標比較均無統計學差異 （均P＞ 0.05），而PWV-BS及PWV-ES3組比較均有統計學差異 （均P＜ 0.05） 。與對照組比較，糖尿病組和糖尿病前期組PWV-BS及PWV-ES均顯著升高 （均P＜ 0.05），且糖尿病組較糖尿病前期組增高更顯著 （P＜ 0.05），說明PWV指標更敏感，可早期檢測出動脈硬化，與以往研究結果一致。本研究結果顯示，PWV與血糖水平呈正相關，血糖水平越高，患者動脈硬化程度越重，與ZHANG等［18］研究結果一致，其可能機制是高血糖加劇機體氧化應激，通過介導氧自由基參與血管內皮功能失調、平滑肌細胞增殖及遷移、炎癥反應、脂質沉積等，進而引起血管動脈硬化。

綜上所述，糖尿病患者及糖尿病前期患者均已發生動脈硬化，且動脈硬化程度隨著血糖水平升高而增高。UFI技術可快速、敏感、準確測量糖尿病及糖尿病前期患者頸動脈PWV，是臨床上檢測患者早期動脈硬化的有效手段。本研究為單中心小樣本研究，且未對患者進行隨訪，未獲得血糖變化對PWV的長期影響，今后將擴大樣本、聯合多家醫療機構進一步論證。