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(河北省人民醫(yī)院，河北 石家莊 050031)

應(yīng)用速度向量成像技術(shù)評(píng)價(jià)糖尿病對(duì)頸動(dòng)脈彈性的影響

?；勖簦t元，劉 欣，于明月，焦榮紅

(河北省人民醫(yī)院，河北 石家莊 050031)

目的 探討速度向量成像技術(shù)對(duì)糖尿病患者頸動(dòng)脈彈性的影響。方法 應(yīng)用速度向量成像技術(shù)對(duì)糖尿病組(頸總動(dòng)脈無(wú)斑塊，30例)及正常對(duì)照組(30例)行回顧性分析，計(jì)算短軸切面不同截?cái)喔鞅诘淖畲髲较蜻\(yùn)動(dòng)速度(Vs)、最大切向應(yīng)變(Smax)及最大切向應(yīng)變率(SRmax)。結(jié)果 正常組頸總動(dòng)脈距分叉處1.5 cm及2.5 cm處管壁的軸向速度、應(yīng)變及應(yīng)變率組內(nèi)比較無(wú)顯著性差異(P>0.05)。糖尿病組頸總動(dòng)脈距分叉處1.5 cm及2.5 cm處管壁的軸向速度、應(yīng)變及應(yīng)變率組內(nèi)比較無(wú)顯著性差異(P>0.05)。正常組頸總動(dòng)脈管壁的運(yùn)動(dòng)速度向量較糖尿病組增大。正常組頸總動(dòng)脈各壁的軸向速度及應(yīng)變率數(shù)值均大于糖尿病組(P<0.05)；2組頸總動(dòng)脈各壁應(yīng)變的測(cè)值比較無(wú)顯著性差異(P>0.05)。結(jié)論 速度向量成像技術(shù)可以作為一項(xiàng)新的無(wú)創(chuàng)檢查頸動(dòng)脈的方法，用于評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈的力學(xué)狀態(tài)。短軸切面的軸向速度、軸向應(yīng)變率可以作為評(píng)價(jià)糖尿病患者頸動(dòng)脈力學(xué)改變的指標(biāo)，而軸向應(yīng)變則不能作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

速度向量；糖尿??；頸動(dòng)脈；應(yīng)變；應(yīng)變率

2型糖尿病患者慢性并發(fā)癥最常見(jiàn)的是動(dòng)脈血管病變，其發(fā)生率是非糖尿病患者的7～10倍，是影響糖尿病患者生活質(zhì)量的主要并發(fā)癥之一[1]。如何早期檢測(cè)動(dòng)脈彈性的改變已成為有關(guān)動(dòng)脈粥樣硬化研究的焦點(diǎn)。近年來(lái)，速度向量成像(VVI)技術(shù)應(yīng)用于血管壁彈性的研究亦逐步展開(kāi)。本研究旨在討論速度向量成像技術(shù)評(píng)價(jià)2型糖尿病患者頸動(dòng)脈力學(xué)狀態(tài)的可行性，為進(jìn)一步研究糖尿病患者頸動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化演變過(guò)程中血管力學(xué)狀態(tài)的改變打下基礎(chǔ)。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇河北省人民醫(yī)院2011年3月—2012年1月糖尿病住院患者30例作為糖尿病組，均經(jīng)臨床確診，符合1999年WHO制訂的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn), 經(jīng)病史、實(shí)驗(yàn)室檢查、心電圖、胸片及超聲心動(dòng)圖檢查排除合并高血壓、冠心病及腎臟疾病，甲狀腺疾病等。其中男19例，女11例；年齡28～72(51.1±11.9)歲，空腹血糖7.90～16.8(9.64±2.37)mmol/L。此組均為經(jīng)頸動(dòng)脈超聲常規(guī)篩查無(wú)動(dòng)脈硬化斑塊形成的患者。隨機(jī)選取同期來(lái)我院檢查的30例健康體檢者作為正常對(duì)照組，經(jīng)病史、體檢、心電圖、胸片、實(shí)驗(yàn)室檢查及超聲心動(dòng)圖檢查排除糖尿病、高血壓、高血脂、冠心病、嚴(yán)重的肝腎疾病、甲狀腺疾病、妊娠等?？崭寡?、餐后2h血糖均在正常范圍。其中男20例，女10例，年齡30～65(48.2±18.1)歲。

1.2 儀器設(shè)備 采用Siemens公司的Sequoia512超聲診斷儀, 探頭頻率為8.0～12.0MHz，配備VVI成像技術(shù)軟件及脫機(jī)分析軟件。

1.3 方法 ①患者取仰臥位，暴露頸部，并連接導(dǎo)聯(lián)心電圖。②以二維灰階實(shí)時(shí)顯示左側(cè)頸動(dòng)脈圖像，依次檢查頸總動(dòng)脈、頸總動(dòng)脈分叉處、頸內(nèi)動(dòng)脈和頸外動(dòng)脈，觀察血管管壁有無(wú)斑塊、血管內(nèi)～中膜有無(wú)增厚。③啟動(dòng)VVI模式后，以3beat狀態(tài)，于左側(cè)頸動(dòng)脈距分叉處1.5 cm(此處稱為a點(diǎn))及距分叉處2.5 cm(此處稱為b點(diǎn))處，分別取短軸切面的圖像，聲學(xué)采集連續(xù)三個(gè)心動(dòng)周期的二維動(dòng)態(tài)灰階圖像后儲(chǔ)存圖像。④將儲(chǔ)存圖像導(dǎo)入VVI成像工作站進(jìn)行脫機(jī)分析。于左側(cè)頸總動(dòng)脈短軸切面手動(dòng)勾畫(huà)內(nèi)膜，取8個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，分析軟件根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別和跟蹤血管內(nèi)膜，并在每2個(gè)標(biāo)記點(diǎn)中間自動(dòng)添加3個(gè)取樣點(diǎn)，將管壁均分為32個(gè)節(jié)段，外上壁、外下壁、內(nèi)下壁與內(nèi)上壁各8個(gè)節(jié)段，原點(diǎn)置于管腔中心。軟件自動(dòng)分析各節(jié)段的運(yùn)動(dòng)速度、應(yīng)變及應(yīng)變率。測(cè)量上述各節(jié)段的收縮期最大徑向運(yùn)動(dòng)速度(Vs)、最大切向應(yīng)變(Smax)及最大切向應(yīng)變率(SRmax)，并取各壁8個(gè)節(jié)段測(cè)值的平均值。

2 結(jié) 果

2.1 正常組

2.1.1 定性分析 左頸總動(dòng)脈距分叉處1.5 cm及2.5 cm處管壁的速度向量大小方向均趨于一致(見(jiàn)圖1)。動(dòng)脈管壁軸向速度曲線可見(jiàn)收縮期高聳的負(fù)向速度峰值，舒張期多個(gè)較小的正向峰(見(jiàn)圖2)。軸向應(yīng)變曲線整體趨勢(shì)為正向單峰曲線(見(jiàn)圖3)。軸向應(yīng)變率曲線收縮期可見(jiàn)高聳的正向應(yīng)變率峰值，舒張期則可見(jiàn)多個(gè)小的負(fù)向峰(見(jiàn)圖4)。

2.1.2 定量分析 左側(cè)頸總動(dòng)脈距分叉處1.5 cm及2.5 cm處管壁的軸向速度、應(yīng)變及應(yīng)變率組內(nèi)比較無(wú)顯著性差異(P>0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 糖尿病組

圖1 正常對(duì)照組短軸切面速度向量圖

圖2 正常對(duì)照組速度曲線圖

圖3 正常對(duì)照組應(yīng)變曲線圖

圖4 正常對(duì)照組應(yīng)變率曲線圖

部位運(yùn)動(dòng)速度/(×10-2cm/s)1．5cm2．5cm應(yīng)變/%1．5cm2．5cm應(yīng)變率/s-11．5cm2．5cm外上12．24±3．7611．87±3．78①3．64±1．563．06±1．67②0．35±0．100．38±0．12③外下7．27±2．797．89±3．15①5．48±2．605．84±2．59②0．35±0．110．29±0．11③內(nèi)下6．81±1．906．67±2．02①3．88±2．264．59±2．51②0．41±0．180．38±0．19③內(nèi)上11．15±4．6112．26±5．68①3．93±3．114．77±1．82②0．29±0．100．31±0．15③

注：①與同測(cè)量值1.5組比較，P>0.05;②與同測(cè)量值1.5組比較，P>0.05；③與同測(cè)量值1.5組比較，P>0.05。

2.2.1 定性分析 左頸總動(dòng)脈距分叉處1.5 cm及2.5 cm處管壁的速度向量大小方向均基本趨于一致。軸向應(yīng)變曲線整體趨勢(shì)為正向單峰曲線，收縮期可見(jiàn)高尖的正向應(yīng)變率峰值，舒張期則可見(jiàn)多個(gè)鋸齒狀負(fù)向峰。見(jiàn)圖5。

圖5 糖尿病組短軸速度向量圖

2.2.2 定量分析 左側(cè)頸總動(dòng)脈距分叉處1.5 cm及2.5 cm處管壁的軸向速度、應(yīng)變及應(yīng)變率組內(nèi)比較無(wú)顯著性差異(P均>0.05)。見(jiàn)表2。

2.3 指標(biāo)分析

2.3.1 定性分析 2組各研究斷面軸向速度、應(yīng)變、應(yīng)變率曲線形態(tài)分別趨于一致。

2.3.2 定量分析 正常組左頸總動(dòng)脈管壁的運(yùn)動(dòng)速度向量較糖尿病組增大。正常組左側(cè)頸總動(dòng)脈各壁的軸向速度及應(yīng)變率數(shù)值均大于糖尿病組(P<0.05)；2組頸總動(dòng)脈各壁應(yīng)變的測(cè)值比較無(wú)顯著性差異(P>0.05)。見(jiàn)表3～5。

3 討 論

VVI技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),它采用斑點(diǎn)跟蹤技術(shù)、像素跟蹤技術(shù)、周期監(jiān)測(cè)技術(shù)、時(shí)空矯正技術(shù)、聲學(xué)采集技術(shù)以及速度、應(yīng)變、應(yīng)變率的彩色三維成像技術(shù)等，獲得含時(shí)相與空間定位信息的原始成像資料[2]。VVI的成像原理避免了空間分辨力、角度依賴、幀頻的限制、單點(diǎn)采集等影響因素，通過(guò)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)跟蹤運(yùn)算法，跟蹤每幀圖像上的像素點(diǎn)，能在二維的高幀頻灰階圖像上得到其運(yùn)動(dòng)速度和方向的變化曲線，克服了角度依賴性，故可用來(lái)研究動(dòng)脈管壁的運(yùn)動(dòng)[3]。

初步研究表明，頸動(dòng)脈有明顯規(guī)律的速度向量，動(dòng)脈壁的運(yùn)動(dòng)速度、應(yīng)變及應(yīng)變率反映的是彈性動(dòng)脈的機(jī)械特性，即動(dòng)脈管壁在心臟泵血后形變的能力[3]，與動(dòng)脈壁的彈性直接相關(guān)。在微觀結(jié)構(gòu)力學(xué)上應(yīng)變——反應(yīng)局部動(dòng)脈管壁肌纖維在心動(dòng)周期中的變化，在心臟的收縮期，動(dòng)脈管壁與心臟的應(yīng)變是相反的：心臟呈向心性收縮，肌纖維是收縮的；而動(dòng)脈管壁呈擴(kuò)張狀態(tài)，肌纖維是拉長(zhǎng)的。應(yīng)變率——反映的是在單位時(shí)間內(nèi)局部動(dòng)脈管壁肌纖維縮放的力效。達(dá)峰速度與達(dá)峰時(shí)間——反映動(dòng)脈管壁在軸向、徑向、圓周方向達(dá)到50%，75%，100%的峰值速度和時(shí)間。它極敏感地反映出整體與局部的同步性，起到精確定位的作用。

表2 糖尿病組左頸總動(dòng)脈各指標(biāo)測(cè)值對(duì)比分析

注：①與同測(cè)量值1.5組比較，P>0.05;②與同測(cè)量值1.5組比較，P>0.05；③與同測(cè)量值1.5組比較，P>0.05。

表3 2組各截?cái)嗨俣葴y(cè)值比較 cm/s)

注：①與組內(nèi)其他3個(gè)壁比較，P<0.05；②與正常組比較，P<0.05。

表4 2組各截?cái)鄳?yīng)變測(cè)值比較±s，%)

注：①與正常組比較，P>0.05;②與正常組比較，P>0.05。

表5 2組各截?cái)鄳?yīng)變率測(cè)值比較±s，s-1)

注：①與正常組比較，P<0.05;②與正常組比較，P<0.05。

本研究顯示，頸動(dòng)脈距膨大部1.5 cm及距膨大部2.5 cm處管壁速度、應(yīng)變、應(yīng)變率，正常組與糖尿病組組內(nèi)比較均無(wú)顯著性差異，表明此兩截面動(dòng)脈管壁局部運(yùn)動(dòng)速度、及管壁形變能力無(wú)顯著性差異。 可以認(rèn)為，應(yīng)用頸總動(dòng)脈任一截面的軸向速度、應(yīng)變、應(yīng)變率都可以作為評(píng)價(jià)頸總動(dòng)脈管壁力學(xué)狀態(tài)的指標(biāo)。同時(shí)研究結(jié)果顯示正常組的頸總動(dòng)脈短軸觀外上壁與內(nèi)上壁的最大徑向運(yùn)動(dòng)速度均明顯高于同組的外下壁與內(nèi)下壁，分析這種現(xiàn)象可能與頸總動(dòng)脈的解剖位置及周圍毗鄰的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，頸總動(dòng)脈外下壁與內(nèi)下壁與甲狀腺組織和頸椎橫突相鄰近，運(yùn)動(dòng)幅度受到一定的限制且相對(duì)固定，與汪奇等[4]的研究結(jié)果一致。同組動(dòng)脈各壁間應(yīng)變及應(yīng)變率相比較無(wú)顯著性差異，因?yàn)閼?yīng)變、應(yīng)變率反映的是動(dòng)脈管壁局部的形變能力，受到周圍組織牽拉作用的影響較小。

動(dòng)脈彈性減退是多種心血管危險(xiǎn)因素對(duì)血管壁損害的綜合表現(xiàn)，臨床上可以通過(guò)檢測(cè)動(dòng)脈彈性來(lái)反映動(dòng)脈的病理改變。只有早期發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化，才有可能更好地干預(yù)其發(fā)展，進(jìn)而有效預(yù)防心、腦血管疾病的發(fā)生[5]。近年來(lái)許多學(xué)者認(rèn)為糖尿病患者的大動(dòng)脈硬化性并發(fā)癥，其硬化可始于糖尿病發(fā)生之前[6-7]。由于頸動(dòng)脈走形明確，位置表淺，便于超聲檢查，因此臨床上常將頸動(dòng)脈作為監(jiān)測(cè)2型糖尿病患者大血管病變的窗口，目前臨床上多將超聲測(cè)量頸總動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度(IMT)作為監(jiān)測(cè)早期動(dòng)脈粥樣硬化的敏感指標(biāo)[8-9]。

本研究發(fā)現(xiàn)，正常組與糖尿病組左側(cè)頸總動(dòng)脈各壁的最大運(yùn)動(dòng)速度、應(yīng)變率比較均有顯著性差異，表明2型糖尿病患者在頸總動(dòng)脈發(fā)生形態(tài)學(xué)改變之前，即已存在血管內(nèi)皮功能的損傷，在單位時(shí)間內(nèi)糖尿病組的動(dòng)脈形變能力下降，這與張靜等[10]的研究一致。因此，應(yīng)用速度向量成像測(cè)定動(dòng)脈內(nèi)膜運(yùn)動(dòng)速度及應(yīng)變率對(duì)糖尿病血管病變有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，可為早期發(fā)現(xiàn)、預(yù)防和治療糖尿病血管并發(fā)癥提供依據(jù)。正常組與糖尿病組動(dòng)脈各壁的應(yīng)變比較均無(wú)顯著性差異，考慮是因?yàn)樘悄虿?duì)血管的損傷還在初期，血管的形變能力仍存在，故應(yīng)變與正常組差異不大。但血管達(dá)到最大形變的時(shí)間發(fā)生改變，故形變速度減低，即應(yīng)變率較正常組減低。所以應(yīng)變無(wú)法反映單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)脈彈性的改變，不能作為評(píng)價(jià)糖尿病頸動(dòng)脈病變的指標(biāo)。VVI技術(shù)可測(cè)量評(píng)價(jià)糖尿病頸動(dòng)脈管壁運(yùn)動(dòng)。作為一種新的檢測(cè)手段，可較早檢出臨床未發(fā)現(xiàn)的血管形態(tài)學(xué)改變的糖尿病患者功能障礙。對(duì)不同形態(tài)的縱向和橫向運(yùn)動(dòng)速度、應(yīng)變、應(yīng)變率結(jié)合動(dòng)脈搏動(dòng)時(shí)間變化的分析，尚待進(jìn)一步研究。

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2013-11-04