高频超声及弹性成像评估2型糖尿病周围神经病变的临床价值

杨晓丽 李明星

四川省西南医科大学附属医院超声医学科（四川泸州 646000）

糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病，据估计，2019年全球有4.63亿糖尿病患者［1］，半数以上的患者都有不同程度的神经病变［2］，糖尿病周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy，DPN）是最严重的糖尿病慢性并发症之一，是糖尿病患者足部溃疡和下肢非创伤性截肢的主要原因［3］。DPN引起远端肌肉萎缩，高频超声可清晰显示足部固有肌的结构变化，声辐射力脉冲成像（acoustic radiation force impulse imaging，ARFI）的 VTQ（virtual touch quantification）技术可以量化组织硬度［4］，发现足固有肌萎缩，值得注意的是，足部肌肉萎缩的程度是对神经病变过程的可靠测量［5］，因此，超声检测足固有肌萎缩的程度有助于评估神经病变过程。本研究旨在通过高频超声和弹性成像在2型糖尿病患者足固有肌检查中的应用，探讨其在评估糖尿病周围神经病变中的临床价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 筛选2018年11月至2019年6月于我院内分泌科住院治疗的2型糖尿病DPN患者30例，平均年龄为（58.0±7.9）岁，平均体质量指数为（22.2± 1.8）kg/m2；无DPN的患者30例，平均年龄为（58.0±6.6）岁，平均体质量指数为（22.6±1.5）kg/m2，以及由我院体检中心招募的健康受试者30例，平均年龄为（58.0±6.1）岁，平均体质量指数为（22.6±1.1）kg/m2。所有受试者均能自行行走，均已签署知情同意书。排除1型及其他特殊类型糖尿病患者；中枢神经系统疾病及已知与糖尿病无关的神经病变患者；外周下肢血管疾病患者（动脉粥样硬化引起跛行症状和周围脉搏消失、踝肱指数ABI＜0.7）；足部畸形及开放性病变患者，如截肢、足部溃疡、大面积感染等；任何其他严重慢性疾病患者，如肝肾功能不全、心脑血管疾病等，以及肥胖和恶性肿瘤者。

1.2 方法

1.2.1 在临床检查后进行确认周围神经病变的存在 糖尿病 DPN诊断标准：（1）明确的糖尿病病史；（2）诊断糖尿病时或之后出现的神经病变；（3）临床症状和体征与DPN的表现相符；（4）有临床症状（疼痛、麻木、感觉异常等）者，5项检查（踝反射、针刺痛觉、震动觉、压力觉、温度觉）中任1项异常；无临床症状者，5项检查中任2项异常，临床诊断为DPN。如根据以上检查仍不能确诊，需要进行鉴别诊断，可以做神经肌电图检查［6］。

糖尿病患者都接受了肌电图检测，记录胫神经及腓总神经传导速度（NCV）及动作电位波幅（CMAP）；采用生物感觉测量法检测振动感知阈值（VPT）和使用10 g Semmes-Weinstein单丝（SWM）（5.07）检测压力感知。

1.2.2 肌肉骨骼超声数据采集 （1）仪器：采用西门子彩色多普勒超声诊断仪ACUSON S2000，9L4探头，频率7～12 MHz，预设条件为甲状腺条件。（2）超声检查：所有超声检查均由同一名检查人员完成。检查过程中，受试者仰卧，保持踝关节中立位，超声探头垂直于肌肉表面，轻轻地放置在皮肤上。通过垂直于外踝和第五跖骨粗隆间直线中点水平横切扫查EDB厚度和横截面积（图1），MIL（第一骨间背侧肌、拇收肌和第一蚓状肌）的厚度测定超声探头的位置是由第一和第二跖趾关节之间的一条线和标记第一和第二跖骨的两条线确定，通过纵向扫查测量（图2）。在超声扫查过程中，首先要求患者进行肌肉的主动收缩，以便确定边界，然后放松，对EDB和MIL进行仔细观察，同时记录超声图像并测量。常规二维超声扫查EDB、MIL后，切换至ARFI中VTQ模式，嘱患者屏住呼吸，静置3～5 s，待图像稳定后，确定感兴趣区位置（感兴趣区大小5 mm×5 mm），测量剪切波速度，重复测量3次，取平均值。

图1 趾短伸肌横截面积Fig.1 The cross-sectional area of the extensor digitorum brevis muscle：EDB-csa

图2 第一、二跖骨间肌肉群厚度Fig.2 The thickness of the muscle group between the first and second metatarsal bone：MIL-t

1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0软件对数据进行分析，定量资料若服从正态分布用均数±标准差描述，不服从正态分布用中位数（M）和上下四分位数（P25，P75）描述；定性资料用率或构成比描述；两组间定量资料比较按是否服从正态分布采用两独立样本t检验或两独立样本秩和检验，以P＜0.05为统计学差异有显著性；多组间的比较采用单因素方差分析。构建受试者ROC曲线，计算曲线下面积，以α=0.05为检验水准。

2 结果

所有患者均由经验丰富的医师根据临床观察和仪器检测结果，按照2017年中国2型糖尿病防治指南中神经病变的判定标准［6］，将患者分为A组和DPN组。

2.1 临床和电生理等检查结果 3组个体间性别构成、年龄、身高、体质量指数差异均无统计学意义。DPN组和A组单丝试验、病程、震动感知阈值、胫神经和腓总神经运动、感觉传导速度及动作电位振幅差异均有统计学意义。见表1。

2.2 常规超声检查结果 3组间EDB-t、EDB-csa、MIL-t差异均有统计学意义（P＜0.05），A组及DPN组厚度较C组显著减少，这些指标在A组和DPN组间差异无统计学意义。见表2。

2.3 EDB及MIL剪切波速度均值（E）结果 3组间E值差异均有统计学意义。EDB-E：C组＜A组＜DPN组，三组每两组组间相比有统计学差异。MIL-E：C组＜A组和DPN组，A组和DPN组间差异无统计学意义，见表2、图3。

2.4 超声各指标对预测糖尿病周围神经病变的ROC 曲线分析 EDB-t、EDB-csa、MIL-t、EDB-E、MIL-E均可用于诊断糖尿病及DPN，曲线下面积均有统计学意义。诊断DPN约登指数最高为EDB-E（AUC=0.899，灵敏度83.3%，特异度83.3%）和MILE（AUC=0.888，灵敏度73.3%，特异度93.3%），所对应的E值为诊断DPN的最佳截断值，分别为0.91、2.58 m/s。见表3。

表1 A组与DPN组临床和电生理指标比较Tab.1 Comparison of clinical and electrophysiological indexes between group A and group DPNM（P25，P75）

表2 各组超声指标比较Tab.2 Comparison of ultrasonic indexes in each group ±s

表2 各组超声指标比较Tab.2 Comparison of ultrasonic indexes in each group ±s

注：“▲”代表与健康对照组差异有统计学意义；“△”代表与无神经病变组差异有统计学意义；“□”代表与神经病变组差异有统计学意义

指标EDB-t（mm）EDB-csa（mm2）EDB-E（m/s）MIL-t（mm）MIL-E（m/s）C组5.17 ± 0.88△□189.1 ± 36.7△□0.82 ± 0.18△□34.4 ± 3.1△□2.27 ± 0.22△□A组4.50± 0.74▲161.8± 38.5▲1.15 ± 0.39▲□29.1± 3.7▲2.71± 0.50▲DPN组4.15± 0.94▲147.9± 50.7▲1.37 ± 0.45▲△28.7± 4.7▲2.76± 0.36▲F值10.819 7.341 17.945 20.271 15.395 P值＜0.001 0.001＜0.001＜0.001＜0.001

表3 各超声指标诊断2型糖尿病周围神经病变效能Tab.3 Diagnostic efficacy of various ultrasound indexes in peripheral neuropathy of Type 2 Diabetic

图3 健康对照组与DPN组足固有肌超声弹性成像图Fig.3 Ultrasound elastography of foot intrinsic muscle in control group and DPN group

3 讨论

足底软组织起着保护、承受负荷和吸收机械应力的作用，而足固有肌提供动态控制和足部的稳定性［7］。足固有肌可在糖尿病代谢和微血管的病理改变中受损，晚期周围神经病变可导致下肢保护性感觉缺失，远端肌肉萎缩和运动功能障碍，从而引起足部畸形、足踝关节生物力学机制改变，足部压力重分配，局部胼胝形成、脂肪垫萎缩等［8-10］，这些变化被认为会增加足部溃疡的风险［7，11-12］，增加糖尿病足截肢患者的发生率及病死率［13］。因此早期检测出神经病变具有重要意义。

在KUMAR等［14］的研究中，利用高频超声发现T2DM患者的足固有肌厚度明显减少，然而，有DPN和无DPN的T2DM患者的固有足肌肉厚度没有明显不同，本研究与此结果一致。

组织的弹性与它的生物学特性关系密切，会随着组织内部结构的变化而变化。声触诊组织定量技术（VTQ）通过检测剪切波速度，定量评估组织硬度，判断其弹性变化，在临床上应用已经较为广泛，比如肝［15］、胰腺［16］、甲状腺［17］、肾脏［18］等等，量化肌肉弹性也已经是超声弹性成像的一个研究热点［19］，但本研究是首次应用VTQ技术检测糖尿病患者足肌肉弹性，我们发现DPN患者足部肌肉EDB和MIL硬度较健康人显著增加，与电生理检查结果和临床诊断一致，而且与无DPN的T2DM患者之间也有明显差异，这与WANG等［20］在没有任何明确神经病变迹象患者中发现了足部肌肉萎缩的研究结果是一致的，表明足部肌肉萎缩可能是检测神经病变的敏感参数，即使在早期阶段，临床检测不到神经病变，足固有肌弹性已经改变，这也说明糖尿病患者的足部肌肉萎缩是进行性的。

目前应用于糖尿病神经病变的临床标准对早期神经病变的检测不够敏感，DPN筛查和诊断推荐多种方法联合使用［3］。检测DPN的方法较多，影像学检查的相关研究及报道甚少，MRI由于良好的软组织对比度能够检测到足肌肉大小和结构的变化，但检查费用高、费时，超声检查经济、方便、对软组织有较高的分辨率，高频超声可检测T2DM患者足固有肌结构变化，弹性成像可以检测足固有肌硬度，量化判断糖尿病神经病变的损伤程度，我们推荐高频超声和弹性成像这一新技术可以与神经电生理及感觉定量检测等方法联合使用检测糖尿病神经病变，有利于早期发现损害，进行有效控制血糖和特异性的干预治疗。

综上所述，高频超声和弹性成像技术能够发现早于神经功能异常的足肌肉弹性改变，这在目前糖尿病患者的足部检查中具有重要意义。本研究的局限性在于病例数相对较少，二维超声联合弹性成像是否会提高神经病变的诊断效能将在下一步增加样本量进一步研究。