剪切波弹性成像诊断2型糖尿病正中神经病变的价值

穆晶晶，杨华睿，王媛，王引弟，童明辉，陈斌娟

兰州大学第二医院超声科，甘肃兰州 730000；

糖尿病是一种代谢性疾病，其最常见的并发症为糖尿病周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy，DPN），发病率高达51.1%～61.8%[1]。DPN不仅影响患者的生活质量，也是糖尿病患者致残的重要原因。因此，早期发现并及时治疗是预防和控制并发症的关键。目前，神经电生理检查是诊断DPN的可靠方法，但其为有创检查，患者多难以耐受。近年来，超声弹性成像已成为超声领域研究的热点，其能够无创地提供组织弹性，并定量分析弹性值的变化，进而反映组织硬度[2]。目前在肿瘤鉴别诊断等方面已经取得了显著成果[3-5]，但其在外周神经疾病中的研究较少。因此，本研究拟探讨剪切波弹性成像（shear wave elastrography，SWE）技术对诊断2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）患者糖尿病性正中神经病变的临床应用价值，并分析 T2DM 患者糖化血红蛋白（HbA1c）与正中神经弹性模量值及剪切波速度（shear wave velocity，SWV）的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2017年9－12月因T2DM于兰州大学第二医院内分泌科住院治疗的120例患者，其中男62例，女58例，均符合2015年美国糖尿病协会的诊断标准[6]。根据DPN诊断标准[5]，将患者分为糖尿病周围神经病变组（DNP组）60例，其中男33例，女27例，平均年龄（52.73±11.97）岁；糖尿病非周围神经病变组（非DNP组）60例，其中男29例，女31例，平均年龄（53.18±10.46）岁。另选取同期门诊健康体检的非糖尿病及神经病变者60名作为对照组，其中男25例，女35例，平均年龄（49.25±12.09）岁。排除1型糖尿病与脑血管病患者、手臂外伤者、上肢动脉缺血者、颈椎或腰椎病所致神经病变、腕管综合征等患者，且患者神经病变出现晚于糖尿病。所有受检者均签署知情同意书。3组受检者年龄（F=2.091）与性别（χ2=2.136）比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。

1.2 仪器与方法 应用法国声科Aixplorer型彩色多普勒超声诊断仪（Supersonic Imagine，AixenProvence），SL4-15线阵探头，频率4～15 MHz，具有剪切波弹性成像功能。

采用单盲法测量，所有受检者均由同一位专业从事肌骨超声的主治医师检查。受检者均取坐位，掌心向上，上肢放松置于检查床。将医用超声耦合贴片置于前臂，探头轻触贴片，勿施压。首先行常规二维超声检查，于前臂腕横纹上5 cm处分别测量正中神经厚径与宽径。手动描绘横截面积（cross-sectional area，CSA）及周长；再将探头旋转 90°，保持探头平稳，待正中神经长轴显示清晰后固定探头并切换至 SWE模式，图像稳定后冻结图像，回放，选取合格的图像，测量感兴趣区（ROI）内神经组织的弹性模量值及SWV，测量区域统一设置为直径2 mm圆形并置于神经内，所有参数均测量3次，取平均值。合格图像标准：①彩色取样框内有颜色填充且颜色稳定；②正常神经组织的颜色为偏浅蓝色；③彩色取样框上方无明显的压迫伪像。记录受检者入院时HbA1c水平。

电生理检查采用Medelec Synergy神经诱发电位仪。患者在恒温、放松、安静的条件下双手平放于检查床上。应用电极刺激对正中神经的感觉、运动神经传导速度、潜伏期及波幅进行检测，由神经内科电生理主治医师做出诊断。

1.3 统计学方法 应用SPSS 23.0软件，3组受检者年龄及正中神经的厚径、宽径、CSA、周长及弹性模量值、SWV比较采用单因素方差分析；组间性别比较采用χ2检验。以电生理检查为“金标准”，绘制剪切波弹性成像指标评估 T2DM 患者正中神经病变的受试者工作特性（ROC）曲线。采用Spearman相关分析判断DPN组患者HbA1c与弹性模量值及SWV的相关性。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 正中神经各参数比较 3组患者正中神经的厚径、非DPN组较对照组患者宽径、CSA、周长比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。但非DPN组患者弹性模量值及SWV分别与对照组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。DPN组与对照组、非DPN组相比，其宽径、CSA、周长均增大，差异均有统计学意义（P<0.05）；且DPN组的弹性模量值及SWV值分别高于对照组与非 DPN组，差异有统计学意义（P<0.01）。见表1。

2.2 正中神经SWE图像特征 SWV快的组织弹性模量值亦较大，表明组织较硬。DPN组表现为黄绿蓝色夹杂且分布不均匀（图1）；非DPN组表现为深蓝色夹杂少许绿色且分布欠均匀（图2）；对照组表现为均匀浅蓝色（图3）。

表1 3组受检者正中神经各参数测量值比较（ ±s）

表1 3组受检者正中神经各参数测量值比较（ ±s）

注：与对照组比较，*P<0.05；与DPN组比较，#P<0.05。SWV：剪切波速度

图1 男，52岁，DPN。杨氏模量值为159.1 kPa，SWV为7.3 m/s，图像表现为黄蓝绿色夹杂，分布不均匀

图2 女，50岁，非DPN。杨氏模量值为53.9 kPa，SWV为4.1 m/s，图像表现为深蓝色夹杂少许绿色

图3 女，48岁，健康体检者。杨氏模量值为37.7 kPa，SWV为3.5 m/s，图像表现为均匀浅蓝色

2.3 ROC曲线分析 弹性模量值诊断正中神经病变的曲线下面积为0.822（95%CI0.748～0.896），取Youden指数最大时，其对应的诊断截点值为 61.25 kPa，相应的敏感度及特异度分别为78.3%、70.0%。SWV诊断正中神经病变的曲线下面积为 0.835（95%CI0.764～0.907），取Youden指数最大时，其对应的诊断截点值为 4.45 m/s，特异度为 71.7%、敏感度为80.0%。见图4。

图4 非DPN组与DPN组SWV及弹性模量值的ROC曲线

2.4 DPN组患者 HbA1c与 SWE参数的相关性DPN组患者HbA1c与正中神经的弹性模量值及SWV呈显著正相关。随HbA1c增加，弹性模量值及SWV逐渐增大（r=0.677，P<0.001；r=0.713，P<0.001）。

3 讨论

患有DPN的T2DM患者主要表现为对称性四肢麻木、疼痛、溃疡甚至截肢，严重影响患者的生活质量。目前临床诊断DPN主要依靠体征及电生理检查。神经电生理检查的诊断依据为神经的动作电位幅度减低或缺失，传导速度减低[7]。但电生理检查为创检查，存在一定的禁忌证，且不能提供神经形态学改变。此外，密歇根神经病变筛查评分系统和多伦多临床评分系统作为临床常见的外周神经检查方法通过问答及体格检查形式判断糖尿病周围神经受损情况，可对DPN患者进行初步筛查。但因患者存在个体差异及受检者操作的影响，检查结果缺乏客观性；且DPN初期患者无明显的临床症状和体征，因此需其他检查辅助临床更准确、及时地诊断DPN。

高频超声能够显示外周神经的结构及回声改变，近年在外周神经疾病的诊断方面已得到广泛认可[8]。本研究结果发现，与对照组及非DPN组相比，DPN组患者正中神经的宽径、周长及CSA平均值均增大，差异均有统计学意义，与文献报道结果相似[9-10]，推测T2DM患者周围神经各径线同时增大，其病理原因可能为长期慢性高血糖可使神经组织代谢障碍而导致其缺血、缺氧，神经营养因子缺乏[11]；且持久的高血糖激发多元醇通路活性，使大量的山梨醇在细胞内堆积，引起神经细胞内渗透压增高，从而使神经细胞水肿，神经增粗[12]。但本研究结果显示3组正中神经的厚径差异无统计学意义，可能与样本量较少及操作者检查误差有关。本研究中，非DPN组与对照组比较，其平均宽径、周长、CSA差异均无统计学意义，与Dikici等[13]的研究结果类似。该结果提示高频超声可以通过典型的神经形态学改变区分正常与存在病变的外周神经，但并非所有的DPN患者均有较典型的神经形态学改变，且改变程度亦不同，仅在较严重的DPN患者中才出现。因此，尽管高频超声可以显示神经的形态改变，但不利于周围神经病变的早期诊断。

SWE作为一项新兴的弹性成像技术，通过发射声辐射激励 ROI组织并在其内产生远低于声速的剪切波[14]。采用高速成像技术获得剪切波的高时间分辨率图像，根据杨氏模量与剪切波的关系E=3ρc²（E：杨氏模量；c：剪切波传播速度；ρ：组织密度）自动计算出杨氏模量值，同时定性绘制出弹性图。通过定量分析系统得到ROI的杨氏模量值，全面反映观察区域的弹性信息[15-16]。本研究结果示，3组弹性模量值及SWV比较，差异均有统计学意义，同时发现由于神经水肿和神经束内压力增高导致神经弹性减低，硬度增大，表现为SWV增大，弹性模量值增高。以电生理结果为“金标准”分别绘制非DPN组与DPN组弹性模量值及SWV的ROC曲线，得到弹性模量值诊断 DPN的最佳截断值为 61.25 kPa，其敏感度为78.3%、特异度为70.0%；SWV诊断DPN的最佳截断值为4.45 m/s，其敏感度为80%、特异度为71.7%。该结果表明，通过SWE对神经组织的弹性模量值及SWV的测量评估DPN具有较高的准确度、敏感度及特异度，且真实性较好，可作为DPN的临床诊断依据。此外，非DPN组的弹性模量值及SWV较对照组增大，差异有统计学意义，提示T2DM患者在出现临床症状及电生理改变之前，其周围神经可能已经有受损表现，因此SWE技术可直接反映神经的硬度，为本病的早期诊断与治疗提供重要参考。

HbA1c近年来逐渐成为临床评价糖尿病管理效果的重要指标。HbA1c升高提示糖尿病大血管及微血管病变发生的可能性增大，最终导致DPN的可能性也增大[17]。本研究结果显示，T2DM患者的HbA1c与正中神经的弹性模量值及SWV均呈显著正相关，进一步证实HbA1c增高可以影响糖尿病患者正中神经的硬度，与DPN具有密切关系。

本研究也存在一定的局限性：①正中神经在前臂走行较表浅。本研究使用导声垫以减少探头造成的压力伪像，但仍不可避免地受到外力的影响。②选取正中神经腕横纹上5 cm处作为研究点，认为在该点测量图像稳定性较好；但神经在前臂及腕部走行时其形态具有差异，故对于神经整体的形态改变及弹性的变化缺乏一定的客观性[18]。今后的研究中可选取正中神经的不同点测量其形态变化及弹性值，并进行对比分析，可能会更加客观地反映糖尿病患者正中神经的改变，为临床诊断提供更准确的参考信息。

总之，SWE对正中神经具有良好的成像效果，在高频超声观察神经形态学的基础上较客观地评估神经组织硬度，为临床诊断及电生理检查提供补充信息，具有较高的临床应用价值。