剪切波彈性成像觀察糖尿病周圍神經(jīng)病變患者脛神經(jīng)

趙 威，郭瑞君，吳 玥，曹 文，盧瑞剛，呂朝陽，尹 莉，呂秀章

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，2.神經(jīng)內(nèi)科，3.心臟超聲科，北京 100020)

近年糖尿病的發(fā)病率逐年升高[1]，糖尿病周圍神經(jīng)病變(diabetic peripheral neuropathy， DPN)已成為糖尿病最常見的慢性并發(fā)癥之一，發(fā)病率高達50%[2]。DPN早期臨床癥狀多以雙側(cè)肢體對稱性遠(yuǎn)端感覺異常為主，后期可出現(xiàn)麻木、疼痛等癥狀，下肢重于上肢，遠(yuǎn)端重于近端，且夜間疼痛嚴(yán)重[3]。電生理檢查是診斷DPN的“金標(biāo)準(zhǔn)“，但由于其耗時長、患者有疼痛感、不能精準(zhǔn)觀察神經(jīng)形態(tài)學(xué)改變等，臨床應(yīng)用受到一定限制[4]。目前高頻超聲已逐漸用于診斷DPN，研究[5]表明，與MRI相比，高頻超聲有更高的診斷敏感度和特異度。剪切波彈性成像(shear wave elastography， SWE)技術(shù)通過彩色編碼可直觀顯示組織硬度，通過彈性模量值(楊氏模量)可定量評價組織硬度，目前已廣泛用于部分淺表器官疾病的診斷。本研究采用SWE技術(shù)評價2型糖尿病患者DPN脛神經(jīng)的形態(tài)及硬度變化，并探討其臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年2月—2018年2月在我院接受診治的60例2型糖尿病患者的資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合2015年美國糖尿病協(xié)會提出的糖尿病診斷和分類標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：1型糖尿病，遺傳性、酒精性、代謝性因素引發(fā)或炎性、毒性因素引發(fā)的多發(fā)性神經(jīng)病，干擾神經(jīng)傳導(dǎo)的皮膚損傷或腫脹，糖尿病足潰瘍和壞疽，有下肢骨折或手術(shù)病史，腰椎管狹窄，周圍血管病變嚴(yán)重者。根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會糖尿病學(xué)分會2013版《中國2型糖尿病防治指南》的DPN診斷標(biāo)準(zhǔn)將其分為2組：DPN(+)組，為2型糖尿病伴周圍神經(jīng)病變組，30例，男15例，女15例；DPN(-)組，為2型糖尿病不伴周圍神經(jīng)病變組，30例，男15例，女15例。另選同期血糖正常、無相關(guān)性神經(jīng)疾病的30名健康志愿者作為對照組，男15名，女15名。

1.2 儀器與方法 對DPN(+)組患者的疼痛程度進行視覺模擬量表(visual analogue scale， VAS)評分，評分范圍0～10分。

由具有10年以上神經(jīng)內(nèi)科診斷經(jīng)驗的電生理醫(yī)師，采用Dantec KEYPOINT誘發(fā)電位儀對所有受檢者行電生理檢查，受檢者在恒溫、放松、安靜條件下仰臥，輕度外旋下肢，以電極刺激脛神經(jīng)，測量運動神經(jīng)傳導(dǎo)速度(motor nerve conduction velocity， MCV)并進行診斷。

由具有5年以上診斷經(jīng)驗的超聲科醫(yī)師對所有受檢者進行超聲檢查，采用Supersonic Imagine Aixplorer彩色超聲診斷儀，L4-15線陣探頭，頻率4～15 MHz，具有SWE功能。囑受檢者仰臥，使下肢處于松弛中立位置，足踝略向外旋轉(zhuǎn)。在同一天內(nèi)，首先進行二維超聲檢查，將探頭置于內(nèi)踝關(guān)節(jié)近端4 cm處掃查脛神經(jīng)，于橫斷面測量脛神經(jīng)橫截面積(cross-sectional area， CSA)，之后將探頭旋轉(zhuǎn)90°沿神經(jīng)長軸掃查；切換至SWE模式，ROI為直徑2 mm圓形，置于脛神經(jīng)內(nèi)，測量ROI內(nèi)脛神經(jīng)彈性模量均值(Emean)，取值范圍為0～150 kPa；每點重復(fù)測量6次，取平均值；順序為先檢查右側(cè)脛神經(jīng)，再測量左側(cè)脛神經(jīng)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料均符合正態(tài)分布，以±s表示。3組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗；2組間比較采用獨立樣本t檢驗；左、右側(cè)脛神經(jīng)比較采用配對t檢驗。 采用Pearson相關(guān)分析評價2型糖尿病患者脛神經(jīng)CSA、MCV及DPN(+)組患者VAS與Emean的相關(guān)性。以電生理檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制Emean診斷2型糖尿病患者DPN的ROC曲線，獲得AUC及最佳截斷值，計算敏感度及特異度。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

DPN(+)組糖化血紅蛋白高于DPN(-)組(P<0.01)。3組間年齡、體質(zhì)量指數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)；DPN(+)組與DPN(-)組病程差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.22)。見表1。

2.1 脛神經(jīng)CSA及Emean每組均測量脛神經(jīng)60支。

表1 3組受檢者一般資料比較(±s，n=30)

表1 3組受檢者一般資料比較(±s，n=30)

組別年齡(歲)體質(zhì)量指數(shù)(kg/m2)2型糖尿病病程(年)糖化血紅蛋白(%)DPN(+)組58.4±8.124.06±1.5210.73±3.629.57±1.46DPN(-)組57.8±9.624.66±1.4912.03±4.448.43±1.25對照組59.3±7.123.44±1.69——F/t值0.242.99-1.233.21P值0.780.060.22<0.01

圖1 2型糖尿病患者，男，53歲，DPN(+)組 A、B.SWE測量脛神經(jīng)CSA為0.35 cm2、Emean為70.0 kPa

圖2 2型糖尿病患者，男，60歲，DPN(-)組 A、B.SWE測量脛神經(jīng)CSA為0.28 cm2、Emean為35.1 kPa

圖3 健康志愿者，女，53歲，對照組 A、B.SWE測量脛神經(jīng)CSA為0.17 cm2、Emean為14.0 kPa

3組間CSA、Emean總體差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01)，見表2及圖1～3。3組受試者左、右側(cè)脛神經(jīng)CSA及Emean差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表3。

2.2 SWE診斷2型糖尿病患者DPN的效能 以Emean=47.4 kPa為最佳截斷值，其診斷2型糖尿病患者DPN的AUC為0.946，敏感度為94.2%，特異度為80.0%(圖4)。

2.3 相關(guān)性分析 2型糖尿病患者脛神經(jīng)CSA與Emean呈正相關(guān)(r=0.64，P<0.05)，脛神經(jīng)MCV與Emean呈負(fù)相關(guān)(r=-0.70，P<0.05)；DPN(+)組VAS與Emean呈正相關(guān)(r=0.82，P<0.05)。

3 討論

本研究顯示，2型糖尿病患者無論是否已發(fā)生DPN，其脛神經(jīng)CSA均較對照組增大，與既往研究[6]結(jié)果相符；DPN為慢性病變，長期高血糖狀態(tài)導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞腫脹、體積增大，進而出現(xiàn)神經(jīng)結(jié)構(gòu)變化[7]。本研究DPN(+)組較DPN(-)組脛神經(jīng)CSA增大，考慮與糖化血紅蛋白值略高相關(guān)，糖化血紅蛋白反映近2～3個月空腹血糖水平，此結(jié)果可進一步證明高血糖狀態(tài)對神經(jīng)結(jié)構(gòu)的影響。但亦有研究[8]表明，由于外周神經(jīng)回聲及橫截面積變化范圍很大，單一應(yīng)用高頻超聲診斷DPN的前景并不明確。

組織硬度越大，SWE測量的彈性模量值越高。本研究結(jié)果顯示DPN(+)組脛神經(jīng)Emean較DPN(-)組及對照組升高，DPN(-)組脛神經(jīng)Emean較對照組升高。目前診斷DPN需結(jié)合臨床癥狀及神經(jīng)電生理檢查結(jié)果。相較于電生理檢查，SWE具有直觀、簡單、無創(chuàng)、對患者自身及周圍環(huán)境無嚴(yán)格限制等優(yōu)勢。對臨床已出現(xiàn)疼痛等DPN相關(guān)癥狀，但不適用、不耐受電生理檢查的糖尿病患者，SWE技術(shù)可通過測量彈性模量值評價神經(jīng)硬度改變程度，判斷疾病發(fā)展速度。本研究結(jié)果顯示，Emean為47.4 kPa時，其診斷2型糖尿病患者DPN的敏感度為94.2%，特異度為80.0%，提示SWE技術(shù)有望成為一種新的替代檢查，為診斷DPN提供相對可靠的支持。目前DPN的治療除藥物控制外，還包括外科手術(shù)，其中神經(jīng)減壓術(shù)是治療2型糖尿病患者出現(xiàn)外周神經(jīng)卡壓的有效方法，并可減緩自然病程，預(yù)防糖尿病足[9]；而SWE技術(shù)可提供神經(jīng)硬度變化的數(shù)據(jù)，判斷手術(shù)效果更加直觀。既往研究[10]報道，SWE所測腕管綜合征患者受到卡壓的正中神經(jīng)的彈性模量值明顯高于對照組。2型糖尿病患者脛神經(jīng)的纖維增粗，與腕管綜合征中的正中神經(jīng)病變相似。此外，神經(jīng)軸突變性、脫髓鞘，施萬細(xì)胞增生，神經(jīng)內(nèi)膜微血管變性、缺血等2型糖尿病外周神經(jīng)的病理生理變化均會導(dǎo)致神經(jīng)鞘結(jié)構(gòu)改變，而神經(jīng)外膜、神經(jīng)束膜以及神經(jīng)內(nèi)膜纖維化等各種膜類結(jié)構(gòu)改變均可影響神經(jīng)纖維的功能，并導(dǎo)致其機械應(yīng)力改變[11]，從而使外周神經(jīng)硬度增加。

表2 3組間脛神經(jīng)CSA及Emean比較(±s，n=30)

表2 3組間脛神經(jīng)CSA及Emean比較(±s，n=30)

組別CSA(cm2)Emean(kPa)DPN(+)組0.35±0.02?#58.65±13.68?#DPN(-)組0.31±0.03?34.78±7.14?對照組0.23±0.0314.90±2.76F值141.29171.66P值<0.01<0.01

注：*：與對照組比較，P<0.01；#：與DPN(-)組比較，P<0.01

表3 3組左、右側(cè)脛神經(jīng)CSA、Emean比較(±s，n=30)

組別CSA(cm2)Emean(kPa)DPN(+)組 左側(cè)0.35±0.0260.02±15.52 右側(cè)0.35±0.0357.27±14.13 t值0.10-0.71 P值0.920.49DNP(-)組 左側(cè)0.32±0.0335.02±7.12 右側(cè)0.31±0.0434.54±8.07 t值-0.68-0.24 P值0.490.81對照組 左側(cè)0.23±0.0414.73±3.51 右側(cè)0.22±0.0315.07±2.52 t值-0.500.42 P值0.620.67

圖4 Emean診斷2型糖尿病患者DPN的ROC曲線

本研究還發(fā)現(xiàn)2型糖尿病DPN患者左、右側(cè)脛神經(jīng)Emean無明顯差異，可能與DPN癥狀多雙側(cè)對稱性出現(xiàn)相關(guān)。本研究采用VAS評分評估DPN患者疼痛等癥狀[3]，發(fā)現(xiàn)隨VAS評分升高，脛神經(jīng)Emean升高，VAS與Emean呈正相關(guān)(r=0.82，P<0.05)，提示Emean可間接反映癥狀嚴(yán)重程度。神經(jīng)電生理檢查中，運動傳導(dǎo)速度檢測及感覺傳導(dǎo)速度檢測已被廣泛用于診斷DPN；但檢查過程中皮膚溫度及濕度可影響神經(jīng)傳導(dǎo)速度的測值。曾有報道[12]提出感覺神經(jīng)傳導(dǎo)速度在一些2型糖尿病患者中無法測量，不適合以之作為研究外周神經(jīng)病變的參數(shù)，故本研究僅對運動神經(jīng)傳導(dǎo)參數(shù)進行檢測；發(fā)現(xiàn)隨著脛神經(jīng)MCV下降，CSA增大，Emean升高，即傳導(dǎo)速度越慢、神經(jīng)越粗，則其硬度越高。糖尿病外周神經(jīng)相應(yīng)病理生理學(xué)變化在改變神經(jīng)結(jié)構(gòu)的同時，亦可影響其功能；若將電生理檢查與超聲檢查相結(jié)合，有望為DPN診斷提供更加準(zhǔn)確的依據(jù)，并提高其早期診斷的特異度及敏感度。

目前SWE在淺表器官及肌骨系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用研究已有很多報道[4,10]，但結(jié)果仍受技術(shù)自身發(fā)展水平及操作者熟練程度等多種因素的影響。其要點在于：①對2型糖尿病患者脛神經(jīng)進行SWE時，對其下肢體位一致性有較高要求，應(yīng)避免下肢關(guān)節(jié)屈曲或外旋角度不同引起神經(jīng)拉伸而增加其彈性模量值，造成假性硬度增加[13]；②受檢者體質(zhì)量指數(shù)宜小于30 kg/m2，以避免過厚的脂肪組織對神經(jīng)硬度的影響[14]；③應(yīng)由經(jīng)驗豐富的醫(yī)師進行多次測量，以減少誤差。相信隨著更大樣本量以及針對不同神經(jīng)多種位置的參數(shù)分析，SWE會為臨床評估病情并選擇治療方法提供更有價值的信息。

綜上所述，SWE技術(shù)可以利用彈性模量值評估2型糖尿病患者病變神經(jīng)的硬度，為診斷DPN提供新的指標(biāo)。