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第22章 糖尿病动脉内皮功能和动脉
一、糖尿病动脉内皮功能的超声波检查
动脉血管内皮具有活跃的内分泌和代谢功能,糖尿病由于糖代谢紊乱、糖基化异常和脂质代谢障碍等,引起血管内皮损伤继而发生血管病变,因此,血管内皮功能的异常是糖尿病性血管并发症的始发和促动因素。早期而又准确的评价动脉血管内皮功能障碍对糖尿病血管病变的诊断、治疗和预后具有重要价值。
目前,用于动脉血管内皮功能检测的影像学方法主要有冠状动脉造影、血管内超声检查和超声测量肱动脉血流(或硝酸甘油)介导的血管扩张功能(flow-mediated dilation,FMD)。由于前二者属于有创检查,其临床应用受到一定限制,而FMD是无创检测动脉血管内皮功能的方法,具有良好的精确度和可重复性。本章主要介绍血管内皮功能的超声检测方法。
选择右侧肱动脉作为靶血管,检测血管内皮舒张功能。检查前患者休息10分钟,仰卧,右上肢外展,采用5~12MHz的线阵探头,置于鹰嘴上约2~10cm,显示肱动脉的长轴切面,二维清楚显示肱动脉前后壁内膜,测量其基础状态下的舒张末期内径(肱动脉前后壁内膜之间的垂直距离D 0,同步心电图显示R波时,以下同);再于上臂袖带充气加压到280mmHg(以阻断血流),持续4分钟,突然放气,导致反应性充血,测量放气后45~60秒内的血管舒张末期内径(D1)(血流介导的内皮依赖性舒张功能endothelium-dependent dilation,EDD)(图22-1)。再休息至少15分钟,待血管恢复到试验前状态后,再次测量肱动脉舒张末期内径(D2);于舌下含服硝酸甘油500μg后4~5分钟第四次测量肱动脉的内径(D3)(硝酸甘油介导的内皮非依赖性舒张功能endothelium-independent dilation,EIDD)。每次分别测量3个心动周期,取平均值。在整个测试过程中,超声探头始终处于固定位置,每次测量肱动脉内径取相同位置。按[反应性充血(或舌下含服硝酸甘油)肱动脉内径-基础状态下肱动脉内径]/基础状态下肱动脉内径×100%,计算动脉内径变化百分率(%)即血管内皮舒张功能,其正常值为10%~20%。
图22-1 2型糖尿病肱动脉血管内皮功能检测
A.基础状态肱动脉内径4. 10mm;B.反应性充血时肱动脉内径4. 44mm,肱动脉内径变化百分率为EDD=8. 3%
目前,还有一种专门用于血管内皮功能检测的B型超声检测仪,其具有一个特殊的高频线阵探头,呈H型,可以同时显示两个动脉横断面和一个纵断面的灰阶超声图像,取样门可自动跟踪动脉前后壁,仪器通过其内置的软件自动计算出肱动脉内径变化率,从而减少了人为因素导致的测量误差。
研究表明,糖尿病前期(葡萄糖耐量减低IGT和空腹血糖调节受损IFG)EDD即较正常对照组明显减低,EIDD与正常对照组无显著性差异,说明即使在糖尿病前期,患者已有动脉粥样硬化的表现,并存在血管内皮舒张功能障碍,且血管内皮舒张功能障碍出现于动脉内膜-中层(IMT)增厚之前。所以,通过超声检查动脉内皮功能,能更早发现糖尿病血管病变,为早期治疗预防心血管事件提供更多的临床依据。
二、糖尿病动脉弹性的超声波检查
动脉弹性即动脉顺应性,反映的是动脉舒张功能,其检查方法包括冠状动脉造影、动脉内导管等有创方法和其他无创性检查方法。本章主要介绍基于超声检查的血管回声跟踪(echo tracking,ET)技术。ET原理为实时跟踪描记动脉血管收缩期和舒张期的运动轨迹,通过射频信号相位差法计算和测量血管壁实时位移,结合患者血压,自动计算出反映动脉血管弹性变化的相应参数,包括压力-应变弹性系数Ep、硬度指数β、顺应性AC、膨大指数AI(%)、脉搏波传导速度PWVβ(m/s)等,以曲线形式加以显示(图22-2、图22-3)。
图22-2 颈总动脉前、后管壁回声跟踪描计和内径变化曲线
图22-3 颈总动脉内径变化曲线及相应参数测值分析界面
Ep=( Ps-Pd) /[( Ds-Dd) /Dd]
β=In( Ps/Pd) /[( Ds-Dd) /Dd]
AC=π( Ds×Ds-Dd×Dd) /[4( Ps-Pd)]
AI= P /PP
PWVβ=
其中,Ps为收缩压,Pd为舒张压,Ds为收缩期内径,Dd为舒张期内径,P为收缩期峰值血压与折点间压差; PP为脉压,P为舒张压,ρ为血液密度。Ep代表动脉血管的弹性,发生动脉硬化时,该数值升高;β代表动脉血管的硬化程度,发生动脉硬化时,该数值也升高; AC代表动脉血管的顺应性,发生动脉硬化时,该数值降低; AI( %)代表膨大指数,动脉弹性减低时,该数值升高; PWVβ( m/s)代表脉搏波传导速度,动脉弹性减低时,该数值升高。国人颈总动脉、肱动脉弹性正常值见表22-1。
表22-1 4812例健康人颈总动脉、肱动脉弹性正常值( M±SD) *
注: *资料源于国人动脉弹性正常值测量多中心协作项目组
ET技术为无创性评价动脉弹性的检查方法,其测量精确度高,达0. 007~0. 013mm,可快速、准确、自动获得动脉血管功能参数,可在动脉血管壁出现形态学损害之前,评价动脉血管弹性的早期变化,为动脉硬化性疾病的长期随访和疗效评估发挥重要作用。
(郭发金)