張 紅,徐 薇 (長江大學臨床醫(yī)學院 荊州市第一人民醫(yī)院超聲科,湖北 荊州 434000)

超聲評價糖尿病足患者的血管內皮舒張功能

張 紅,徐 薇 (長江大學臨床醫(yī)學院 荊州市第一人民醫(yī)院超聲科,湖北 荊州 434000)

糖尿病足是指糖尿病患者由于合并下肢末梢血管病變及神經病變而導致其感染、潰瘍和深組織損傷的病變。糖尿病足是糖尿病發(fā)展過程中的一個嚴重階段。超聲可以檢測血管內皮舒張功能,對早期預防、診斷和治療糖尿病足的血管病變具有重要的臨床意義。

糖尿病足；血管內皮舒張功能；超聲

糖尿病的3大并發(fā)癥：血管病變、神經病變和感染,通常單獨出現(xiàn)或合并出現(xiàn)[1]。大量的臨床病例證實糖尿病患者致殘致死最主要的原因是血管病變。血管病變、神經病變、感染等因素所導致的糖尿病患者下肢組織破壞的病變被稱為糖尿病足。相關研究證實糖尿病患者的下肢截肢率是非糖尿病的15倍。據(jù)統(tǒng)計平均半分鐘就會有1人因糖尿病而截肢[2],而50%的截肢患者在4年內行對側截肢。美國糖尿病住院患者因足部疾病住院的約為20%[3]。至今糖尿病足的發(fā)病機理尚不明確。近年血管內皮功能的研究不斷增多,研究表明對于糖尿病足的發(fā)生,血管內皮功能障礙起到一定的作用。采用高頻超聲儀檢測糖尿病足患者的血管內皮功能,深入研究糖尿病足患者血管內皮功能的改變[4],有助于揭示糖尿病足的發(fā)病機理。

1 糖尿病足概述

1.1糖尿病足的發(fā)生與危害

糖尿病足(diabetic foot,DF)指糖尿病患者由于合并下肢末梢血管病變及神經病變而導致其感染、潰瘍和深組織損傷的病變,是糖尿病患者并發(fā)的一種累及神經、血管、皮膚、肌腱及骨骼,以致壞死的慢性進行性疾病。臨床所見的糖尿病患者的壞疽,不僅局限于足部, 96%均發(fā)生在四肢的末端,以足部為主,因此國際上統(tǒng)稱為“糖尿病足”[5]。在臨床上,糖尿病患者由于長期受高血糖影響,下肢血管逐漸硬化，血管壁不斷增厚，從而致血管彈性下降,血管極易形成血栓,并結成粥樣斑塊,造成下肢血管的閉塞、肢端神經的損傷,造成下肢組織病變。而“足”離心臟最遠,閉塞現(xiàn)象最為嚴重,從而引起水腫、發(fā)黑、腐爛、壞死。糖尿病發(fā)病率正呈日益增加趨勢,約12%～25%的糖尿病病人在病程的進展中并發(fā)足部潰瘍[6],其高發(fā)病率與致殘率己成為一個重要的社會問題[7]。目前,各大醫(yī)院對糖尿病足患者一般均采取截肢、搭橋或干細胞移植手術[8]。

1.2糖尿病足的診斷標準

①肢端供血不足表現(xiàn)：皮膚發(fā)涼、感覺遲鈍或喪失以致紫紺及疼痛,足的畸形等；②肢端糜爛,化膿或變黑壞死；③濕性壞疽或干性壞疽；④踝/肱血壓指數(shù)小于0.9；⑤彩色多譜勒檢查表現(xiàn)肢端血管變細,血流量減少；⑥血管造影：血管腔狹窄或阻塞；⑦電生理檢查：周圍神經傳導速度減慢或肌電圖、體感誘發(fā)電位異常；⑧X線檢查：骨質疏松或破壞,骨髓炎、關節(jié)病變、足畸形等。具備前3條結合或后5條任何一條之一者即可確診[9]。

1.3糖尿病足的分級

糖尿病足的經典分級方法為Wagner分級法[10],共分6個級別：0級有發(fā)生足潰瘍的因素,但目前無足潰瘍；1級為足表面有潰瘍，臨床上無感染；2級有較深的足潰瘍,常合并軟組織炎,無膿腫或骨的感染；3級有深度的感染,伴有骨組織病變或膿腫；4級有局限性壞疽( 趾、足跟或前足背)；5級為全足壞疽。

2 超聲檢測血管內皮功能

2.1原理

血管內皮舒張功能(FMD)的兩種形式：一是內皮依賴性的血管舒張功能(EDD),這是指用乙酰膽堿等藥物與內皮細胞表面的受體相結合從而刺激內皮細胞的合成及分泌內皮衍生性的舒張因子，或者通過血流量量增加時所產生的剪切力等非受體介導作用而引起的EDRF的合成,從而引起血管的舒張,其依賴結構完整和功能正常的血管內皮組織；二是非內皮依賴性的血管舒張功能(EID),硝酸甘油是NO的前體藥物,不依賴于血管內皮而直接釋放出NO,作用于血管的平滑肌細胞從而引起血管舒張[11]。高分辨率的超聲檢測儀器可以檢測血管內皮功能是通過測量反應性的充血前及充血后和舌下含服硝酸甘油前、后的血管內徑變化來確定的。

2.2血管內皮舒張功能的超聲測量方法

但Black等[15]試驗后發(fā)現(xiàn),在氣囊放氣的50～70s或70～90s后測量出的肱動脈內徑,42%～100%的受試者所測得的值比肱動脈內徑擴張的峰值低,即使是在氣囊放氣90s后測量肱動脈內徑,老年人(53～63歲)受試者中則有42%達不到峰值,而在氣囊放氣后的120s時,所有的受試者基本上都能達到峰值,研究認為氣囊放氣后的120～160s才是測量內皮依賴性血管舒張功能的最適宜時期。而Thelen等[16]則研究了服用硝酸甘油后達到肱動脈內徑擴張峰值所需要的時間,認為服藥后3～5min測量肱動脈內徑擴張峰值可能低估了動脈真實的擴張能力,因此提出在服用硝酸甘油后的5min測量會比較準確。

最近,Craiem 等[17]應用超聲二維圖像質量的提高以及邊緣描畫等新技術進行肱動脈內徑的測量,具有更高的準確性和可重復性?？偠灾?通過計算機及其衍生的新技術來分析處理肱動脈的超聲斷面圖像,很大程度上提高了自動測量技術檢測的準確性。Gemignani等[18]對健康志愿者的最新研究表明,受試者在有無心電圖監(jiān)控條件下所測得的血管內皮舒張功能并沒有顯著的差異,因此認為在無心電圖監(jiān)控的條件下測量血管內皮舒張功能亦是可行的。

2.2.2 ET實現(xiàn)的FMD檢測技術 康利紅等[19]運用高分辨率超聲回聲跟蹤技術實現(xiàn)的肱動脈的血管內皮舒張功能。檢查方法如下: 同樣在清晨空腹安靜的狀態(tài)下進行,被研究者仰臥位休息約10min后, 使其右上肢外展約15°,將血壓計的袖帶縛于右前臂近肘窩處,連接心電圖后,將超聲探頭置于右肘窩上方約2～10cm 處,清晰探出肱動脈的縱切面,囑被研究者固定體位不動,調節(jié)超聲儀的探測深度和增益大小,直至能清晰顯示肱動脈血管壁的中內膜,調節(jié)超聲聲束與被探測肱動脈血流方向間的夾角小于60°,盡量平行以減少誤差。在該狀態(tài)下調節(jié)其跟蹤門,獲取基礎狀態(tài)下的血管內徑跟蹤圖,在研究者者心電圖正常時進行反應性的充血試驗: 用相同的方法將血壓計的袖帶充氣至200～250mmHg 處持續(xù)約5min,放氣后引起肱動脈血管反應性的充血,血管內徑值隨之增大。儀器將全程自動跟蹤記錄肱動脈內徑的變化數(shù)值,并自動的計算出反應性充血后的肱動脈內徑的變化率[FMD(%)] =[(反應性充血后的肱動脈內徑-基礎狀態(tài)的肱動脈內徑)/基礎狀態(tài)的肱動脈內徑]×100%,得出FMD結果分析的界面圖。該實驗全程超聲探頭均由特定的設備固定,測量同一部位的血管內徑,超聲儀器使用的參數(shù)均一致,所有的記錄數(shù)值均全程自動記錄,并存于工作站中以備其后的研究分析。 該技術通過血壓計的窄袖帶的加壓使肱動脈反應性充血,在血流量增加的同時刺激血管內皮釋放活性因子,從而導致內皮依賴性血管擴張。傳統(tǒng)技術與該檢測技術的對比,見表1。

表1 傳統(tǒng)的FMD檢測技術與ET實現(xiàn)的FMD檢測技術的比較

總而言之,ET實現(xiàn)的FMD檢測技術,它的優(yōu)越性在于穩(wěn)定性能好，操作簡捷，可以連續(xù)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的獲取量較大，可重復分析數(shù)據(jù)，測量精確度較高等。

2.2.3 非侵入性測量方法 由于常規(guī)的FMD的測量方法需要超聲檢測等高水平的技術,費用較高,Teiji Ukawa等研究[20]測量FMD的新方法,即最新的非侵入性測量方法,封閉式血流介導的血管內皮功能檢測 (ezFMD)。

該測量方法由兩個假設組成。假設1：相關的血管擴張的程度:與反應性充血增大,肱動脈的截面積也增加。假設2：由于肱動脈的橫截面的面積增大,振蕩幅度也增加。這項研究發(fā)現(xiàn)血管擴張程度,反應性充血與震蕩振幅的增加存在明顯的相關性,因此，ezFMD可以用來評估血管內皮功能,反復的ezFMD的測量等于或優(yōu)于傳統(tǒng)測量方法。

3 糖尿病足患者的血管內皮舒張功能

血管內皮功能受損是動脈粥樣硬化的病理基礎之一。相關研究[21]證實,糖尿病患者的血管內皮舒張功能受損在糖尿病大血管及微血管病變出現(xiàn)之前發(fā)生,且能加速其動脈粥樣硬化的進度。內皮依賴性的血管舒張功能由于其依賴于正常的血管內皮,當血管內皮細胞受損時,NO釋放減少,血管擴張就會隨之降低。相關研究發(fā)現(xiàn)[2]EDD可充分反映血管內皮細胞的損傷情況,應用高分辨率的彩色多普勒超聲來評價血管內皮舒張功能,其操作簡便無創(chuàng),具有潛在的臨床適用性[23]。廖潔等[24]發(fā)現(xiàn)大鼠血糖的波動可經過多種途徑對血管的功能造成不同程度的損害,可以加劇大鼠血管舒張功能的紊亂,進一步加速大鼠動脈粥樣硬化的進程。

相關研究[25]表明,糖尿病足患者的血管均存在內皮依賴性及非依賴性舒張功能的受損。正常的血管內皮細胞的功能是合成及分泌多種活性物質,不僅能調節(jié)血管的收縮及舒張功能,而且能夠維持血液的流動。當血管內皮細胞受損時,血管內皮舒張因子減少,血管內皮收縮因子增加,促進血管痙攣，導致動脈粥樣硬化與血栓形成甚至栓塞。

評價血管內皮功能的方法主要包括血管壁中內膜厚度(IMT)、血管內皮舒張功能、血一氧化氮(NO)、內皮素、pt-選擇素濃度以及內皮型一氧化氮合酶(NOS)表達水平等等。應用高分辨率的彩色多普勒超聲檢測血管內皮舒張功能,主要通過觀察血管的內皮依賴性舒張和非內皮依賴性舒張。內皮依賴性舒張(EDD)是指內皮細胞在藥物或生理作用下釋放血管活性物質,如血一氧化氮等,引起正常功能及結構血管的舒張。其方法是將血壓計的袖帶縛于正常肱動脈的中上段, 觸及肱動脈搏動的最強點,在血壓計內充氣加壓約為280mmHg,以阻斷正常的肱動脈5min后,肱動脈內徑會擴張10%～20%,而有內皮功能受損的血管用相同的方法試驗,其擴張率明顯減少或無擴張。非內皮依賴性舒張(EID),指外源性血一氧化氮供體如硝酸甘油、硝普鈉等會直接提供一氧化氮,作用于血管的平滑肌細胞從而導致血管舒張[26]。Celermajer等的方法,應用高分辨率的超聲技術,分別對正常人、2型糖尿病患者不伴足部疾病、2型糖尿病患者伴足部疾病3種人群進行肱動脈內皮依賴性舒張功能和非內皮依賴性舒張功能的檢測,結果顯示2型糖尿病患者伴足部疾病患者的EDD和EID較不伴足部疾病糖尿病患者的EDD和EID降低,2型糖尿病患者不伴足部疾病患者的EDD和EID較正常對照組降低,結果表明糖尿病患者的血管內皮舒張功能隨病情加重損害的程度不斷加重,與國內外的多數(shù)文獻報道結果一致[27]。進一步證實了血管內皮功能的損害與糖尿病足的發(fā)生發(fā)展有關,其嚴重程度決定了病變的嚴重程度[28-29]。

綜上所述,糖尿病足是糖尿病患者重要的血管并發(fā)癥之一。眾所周知,血管造影是診斷血管病的金標準,但它最大的缺點是創(chuàng)傷性和費用高；相比之下高分辨率的彩色多普勒超聲則具有靈敏度高、檢查便捷、費用低,可重復等優(yōu)點,更易為病人所接受。超聲檢查可早期發(fā)現(xiàn)患者的血管病變,例如血管變細,血流量減少、流速減低、動脈粥樣硬化、中內膜增厚、血栓形成等,明顯提高血管病變的檢出率[30]。而且超聲可以檢測血管內皮舒張功能,對早期預防、診斷和治療糖尿病足的血管病變具有重要的臨床意義。

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2013-05-11

張紅(1979-),女,主治醫(yī)師,碩士生,主要從事超聲醫(yī)學診斷工作；通訊作者：徐薇,E-mail：xuwei700919@sina.com。

R445.1；R587.1

A

1673-1409(2013)24-0100-05

[編輯] 一 凡