二维及彩色多普勒超声评价2 型糖尿病患者跟下脂肪垫的异常改变

丁乙桐，张宇虹，张萍，苏本利

（大连医科大学附属第二医院，辽宁 大连 116023）

糖尿病可引起肌肉骨骼系统的并发症，既往有学者应用超声检查[1-3]对其进行了相关研究。足部作为糖尿病患者肌肉骨骼系统经常受累的部位，近年来有研究报道了与糖尿病足相关的跟下脂肪垫性能的改变[4-5]。既往文献主要从病理及功能两方面进行研究，目前国内外鲜见关于应用超声检查技术评价糖尿病患者跟下脂肪垫内部回声改变的研究及随病程进展内部结构异常改变的相关报道。高分辨率超声可直接检查并测量跟下脂肪垫的厚度，并显示其内部回声，故可有效评估跟下脂肪垫结构的异常改变[6]。本研究应用二维及彩色多普勒超声检查技术评估2 型糖尿病（Type 2 diabetes mellitus，T2DM）患者跟下脂肪垫随病程变化的异常改变，并探讨其临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院内分泌科2020 年11 月—2021 年6月住院治疗的T2DM 患者104例，均符合1999 年世界卫生组织（WHO）制定的T2DM 诊断标准。根据糖尿病病程将其分为两组：<10 年为B 组（50 例），其中男24例，女26例，年龄41～80岁，平均（60.12±8.84）岁，体质量指数（25.00±2.72）kg/m2；≥10 年为C 组（54 例），其中男29例，女25例，年龄42～79岁，平均（62.5±8.93）岁，体质量指数（24.85±2.83）kg/m2。另以38 名健康志愿者为对照组A组，其中男19例，女19例，年龄42～78岁，平均（60.63±8.78）岁，体质量指数（24.25±2.54）kg/m2。各组年龄、身高、体质量指数及性别比例的差异均无显著统计学意义（P 均>0.05）。排除标准：①1 型糖尿病、特殊类型糖尿病及妊娠糖尿病；②运动员；③每日站立时间>8 h；④体质量指数>30 kg/m2；⑤足部畸形、外伤或手术史；⑥近3 月足跟接受类固醇注射；⑦风湿性疾病。

1.2 仪器与方法

1.2.1 超声检查

使用迈瑞Resona 8 彩色多普勒超声诊断仪，线阵探头L14-5WU，频率为5～14 MHz。受试者取俯卧位，双脚悬在诊查床的末端，用酒精清洁足底皮肤，以提高超声穿透率。在足底皮肤上沿着连接第二足趾和足跟中部的方向画一条标记线，从而定位探头的位置。将大量耦合剂涂抹在探头表面，然后沿标记线将探头矢状切面垂直放置于足底皮肤上，分别对双侧跟下脂肪垫进行扫查。

跟下脂肪垫内部回声检测：应用二维超声进行纵切面扫查，观察其内部回声的改变。图像远端的强回声伴后方声影的结构为跟骨结节，其浅方为跟下脂肪垫，由一较高回声的纤维隔膜分为两层：浅层较薄，为微腔室层（Microchamber layer）；深层较厚，为大腔室层（Macrochamber layer）。正常跟下脂肪垫二维超声检查表现为高低回声相间、均匀分布，即高回声的纤维间隔在低回声脂肪区之间穿插排列[7]，而微腔室此种排列更为致密和规则，因此微腔室的内部回声较大腔室更均匀（图1）。

跟下脂肪垫内部回声异常的判定[8]：当出现内部回声不均匀、局灶性回声减低、内部回声显示欠清楚或不清楚、大腔室和微腔室分界欠清楚或不清楚时，即判定为内部回声异常。跟下脂肪垫厚度的测量：进行二维超声纵切面扫查，当在图像中清晰显示跟骨结节、微腔室、大腔室及二者的分界时，即可测量微腔室厚度（Thickness of microchamber layer，Tmic）、大腔室厚度（Thickness of macrochamber layer，Tmac）和整个跟下脂肪垫的厚度（Thickness of the entire heel pad，Tentire）（图1）。连续测量3 次取平均值，测量由同一人完成。

跟下脂肪垫内部血流检测：使用能量多普勒超声显示血流信号。采用改良的Ohberg 评分[9]进行半定量分级：①0级，无血流信号；②1级，1 支血管；③2级，2 支血管；④3级，3 支血管；⑤4级，3 支以上血管（图2）。

1.2.2 实验室检查

获取空腹血糖（FBS）、糖化血红蛋白（HbA1c）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）。

1.3 统计学分析

应用SPSS 26.0 软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差（）表示，采用单因素方差分析；两两比较，满足方差齐性者行LSD 检验，不满足方差齐性者行Dunnett-t 检验；计数资料比较行χ2检验；多个独立样本比较及等级资料比较行Kruskal-Walis H 检验。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组跟下脂肪垫回声异常改变比较

与A 组相比，B、C 组跟下脂肪垫更易出现内部回声异常改变，A 组跟下脂肪垫内部回声异常改变4 例（7.1%），B 组19 例（19.0%），C 组46 例（42.6%）。3 组比较：B、C 组均大于A组，具有显著性差异（P均<0.05）；A 组大于B组，具有显著性差异（P<0.05）（图3）。

2.2 各组跟下脂肪垫厚度比较

3 组间Tmic比较，B、C 组均较A 组增厚，具有显著性差异（P 均<0.05），B 组与C 组间比较无显著性差异（P>0.05）。3 组间Tmac及Tentire比较，B 组较A、C组增厚，具有显著性差异（P 均<0.05），A 组与C 组间比较无显著性差异（P>0.05）（表1）。

表1 各组跟下脂肪垫厚度比较（）

表1 各组跟下脂肪垫厚度比较（）

注：1：与A 组比较，P 均<0.05；2：与C 组比较，P<0.05。

2.3 各组跟下脂肪垫血流等级比较

能量多普勒超声显示3 组间血流等级比较，B、C 组血流数目均小于A组，具有显著性差异（P 均<0.05），C 组血流数目小于B组，具有显著性差异（P<0.05）（表2）。

表2 各组跟下脂肪垫能量多普勒血流等级比较

3 讨论

跟下脂肪垫为跟骨结节下方特殊的弹性脂肪组织，它由密封的螺旋不饱和脂肪腔组成，包含在纤维弹性组织内，并固定在真皮和跟骨上，其功能是遇到挤压和冲击时吸收震荡，以保护足底骨骼、肌肉、血管及神经[10]。跟下脂肪垫在解剖上可以分为两层，即表面较薄的微腔室层和深部较厚的大腔室层[11]。微腔室主要含有弹性纤维，大腔室含有等量的胶原和弹性纤维[12]。跟下脂肪垫呈各向异性特征，且两个腔室的生理功能不同，微腔室起到固有的后跟杯状结构的作用，以保持跟骨下方大部分的大腔室组织，并防止大腔室的过度变形；大腔室主要起到减震及缓冲作用，即组织在变形后恢复其形状的能力[12]。糖尿病足是由高血糖症引发的一系列级联反应的终点[5]。有研究结果[13]显示，由跟下脂肪垫内纤维结构变化引起的足部机械性能改变可能会在一定程度上促进糖尿病足的进展。因此，对糖尿病患者跟下脂肪垫的内部结构进行评价是很有必要的。

本研究应用二维及彩色多普勒超声对正常成人及T2DM 患者的跟下脂肪垫进行评估，结果显示，T2DM 患者的跟下脂肪垫更易出现内部回声的异常改变，即出现内部回声不均匀、局灶性回声减低、内部回声显示欠清楚或不清楚、大腔室和微腔室分界欠清楚或不清楚。本研究结果表明，随着糖尿病病程延长，跟下脂肪垫内部结构的异常改变逐渐加重。二维超声检查显示T2DM 患者跟下脂肪垫回声的异常改变与其病理改变密切相关。糖尿病患者跟下脂肪垫的病理研究结果显示跟下脂肪垫中胶原纤维分布不均匀，大部分纤维呈扭曲、碎裂状[5]，胶原纤维条带的周期性消失、呈无序排列，且由于糖基化效应在胶原单位细胞内速率不同，所以胶原纤维受到的影响并不均匀[5]。对于跟下脂肪垫的血流，本研究结果显示随着病程进展，跟下脂肪垫内血流信号逐渐减少。跟下脂肪垫、足底筋膜或跟骨下有新生血管的存在。有研究结果[8]表明，超声能量多普勒显示的阳性结果（即有新生血管存在）很可能反映了跟下脂肪垫对慢性机械应力的正常适应性变化，本研究对照组中几乎都可以观察到大于3 支的血流信号，与该结果相吻合。但本研究中病程≥10 年组的跟下脂肪垫内血流信号明显少于病程<10 年组，其原因可能与糖尿病所致的血管硬化、动脉狭窄以及外周组织的缺血、缺氧有关。

本研究结果同时显示，病程<10 年组糖尿病患者的Tentire较对照组明显增加。糖尿病的组织损伤和慢性并发症主要与脂蛋白异常、蛋白糖基化、氧化和内皮功能障碍及相互关联的过程有关。高血糖症可促进蛋白质的糖基化，使晚期糖基化终产物（Advanced glycation end products，AGEs）在组织的基底膜中积聚，从而导致组织增厚；此外，糖尿病患者多合并高胆固醇血症，胆固醇在脂肪垫组织细胞的沉积亦增加了跟下脂肪垫的厚度[14]。也有研究结果[15]显示，跟下脂肪垫的增厚可能与反复累积的微小创伤所致的组织水肿有关。关于糖尿病患者Tentire的研究较少，结果也并不一致，有文献[14]显示糖尿病患者Tentire较年龄匹配的正常对照组增加，但亦有文献[16]显示与年龄匹配的对照组相比，Tentire不变。造成这种差异的原因可能与跟下脂肪垫的测量部位、样本量、分组标准等不同及糖尿病合并其他并发症有关。

本研究中，病程≥10 年组患者的跟下脂肪垫并没有增厚，反而变薄。其原因可能为：①与受力（如行走）时的组织回弹不良有关。有研究结果[15]表明，随着糖尿病病程的延长，能量耗散率（Energy dissipation ratio，EDR）增高，EDR 增高的原因可能与跟下脂肪垫回弹不良有关，而回弹不良的病理机制可能与长期糖尿病所致的胶原纤维的混乱有关[5]，从而造成跟下脂肪垫在压缩形变后恢复其原始厚度的能力下降。②长期的糖尿病加速了跟下脂肪垫的退化，具体表现为跟下脂肪垫内纤维组织隔膜破裂、脂肪组织含量下降，胶原纤维逐渐分解、丢失，弹性纤维组织及水分含量减少。关于微腔室和大腔室的具体厚度，本研究结果显示，B、C 组的Tmic均大于A组，差异具有显著统计学意义，但B、C 组间比较无显著性差异；而Tmac与Tentire具有相同的变化趋势，B 组较A、C 组增厚，具有显著性差异，A 组与C 组间比较无显著性差异。该结果表明，T2DM 患者Tentire的减少主要由大腔室引起，这可能与大腔室内含有胶原纤维有关。

本研究的不足之处：样本量较小；使用降糖药物的影响；未将糖尿病患者合并其他并发症的因素考虑在内。

综上所述，二维及彩色多普勒超声检查技术能够准确、客观的评估T2DM 患者跟下脂肪垫随病程进展其内部回声、厚度及血流信号的异常改变，对糖尿病足的早期预防、诊治及改善预后等具有重要的临床意义。