陳凱帆，林佳釧，王 平

(南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，廣東 廣州 510630)

微血管病變是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus， T2DM)常見并發(fā)癥之一，不僅累及腎臟、視網(wǎng)膜和神經(jīng)，也會累及人體其他周圍微血管床如骨骼肌及皮膚等。骨骼肌微血管灌注依賴于正常內(nèi)皮細(xì)胞對胰島素的反應(yīng)。在糖尿病前期，多種因素導(dǎo)致的血管內(nèi)皮功能障礙均可對胰島素介導(dǎo)的微血管反應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致微血管出現(xiàn)胰島素抵抗，減少骨骼肌攝取葡萄糖[1-2]。目前用于量化骨骼肌微血管灌注的方法均存在一定局限性，如MR灌注成像[3]耗時且費用較高，無法作為常規(guī)檢查；1-甲基黃嘌呤是黃嘌呤氧化酶的作用底物，通過液相色譜法測量其代謝可量化微血管灌注，但人體骨骼肌微循環(huán)中的黃嘌呤氧化酶活性較低，使其應(yīng)用受限[4-5]。便捷、有效地動態(tài)量化微血管血流，對于探究肌肉微血管反應(yīng)與代謝活動之間的關(guān)系具有重要意義。超聲造影(contrast enhanced ultrasound， CEUS)已廣泛用于評估微細(xì)血管及血流，如評價瘤內(nèi)新生血管、斑塊新生血管等[6]，并能實時評估和量化骨骼肌微循環(huán)[7]。本文就骨骼肌CEUS成像原理及其評估T2DM患者骨骼肌微循環(huán)灌注的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 CEUS及半定量分析技術(shù)

CEUS通過靜脈注射造影劑作為血管內(nèi)示蹤劑，利用微泡的背向散射效應(yīng)增強并量化血管灌注。不同于CT和MR對比劑，超聲造影劑生物耐受性好，且不經(jīng)腎臟代謝[8]；其所示信號強度與循環(huán)中的微泡濃度及ROI內(nèi)的微血管血容量(microvascular blood volume， MBV)呈正比。CEUS中，用于獲取血流動力學(xué)信息時，可采用團(tuán)注或持續(xù)輸注造影劑[7,9]；前者指單次注射造影劑后成像，通過軟件分析獲得特定區(qū)域的時間-強度曲線(time-intensity curve， TIC)，進(jìn)而獲取其定量灌注特征參數(shù)，如達(dá)峰時間(time to peak， TTP)、峰值強度及平均通過時間等；后者則待造影劑循環(huán)穩(wěn)定構(gòu)建微泡破壞后的TIC并擬合函數(shù)Y=A(1-eβt)，其中A值為曲線的平臺點即MBV，β值為曲線速率常數(shù)即微血管血流速率(microvascular flow velocity， MFV)，通過計算MBV和MFV的乘積可得到微血管血流量(microvascular blood flow， MBF)用于量化微循環(huán)。

2 CEUS評估T2DM骨骼肌微循環(huán)

2.1 靜息態(tài)下 周長江等[10]以CEUS測得腓腸肌病變區(qū)域的峰值強度為(30.02±5.60)dB，呈低灌注增強模式，同時提示CEUS反映病變骨骼肌形態(tài)結(jié)構(gòu)變化的價值高于高頻超聲。有學(xué)者[11]采用薈萃分析，發(fā)現(xiàn)TTP、MBV及MBF等肌肉微循環(huán)灌注指標(biāo)均能有效評估T2DM患者骨骼肌灌注，但 TTP更多反映的是近心大血管灌注情況。DUERSCHMIED等[12]提出一種優(yōu)化方法，即以不同ROI劃分腓腸肌微血管床，通過造影劑渡越時間(contrast transit time， CTT)——即造影劑到達(dá)不同組織時間的差值，間接反映肌肉微循環(huán)灌注情況；該研究中T2DM組患者肌肉至靜脈、動脈至靜脈中位CTT分別為34.5 s及42.5 s，顯著長于外周動脈疾病組，而組間TTP差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示CTT更適合用于量化微循環(huán)受損程度。

鄭偉坤等[13]對16只新西蘭糖尿病模型兔的骨骼肌行CEUS及骨骼肌穿刺活檢，發(fā)現(xiàn)其肌肉病變程度與動脈至靜脈CTT、肌肉組織平均通過時間相關(guān)，證實T2DM骨骼肌形態(tài)學(xué)改變與微循環(huán)障礙之間存在相關(guān)性，而CEUS用于早期評估糖尿病肌病具有應(yīng)用價值。隨后該團(tuán)隊[14]以短暫肢體加壓阻斷血流后解壓的方式來代替肌肉運動，發(fā)現(xiàn)CEUS結(jié)合短暫動脈閉塞后所測CTT還可反映T2DM微血管病變患者的動脈血流儲備功能。

2.2 代謝相關(guān)干預(yù)后 運動可有效增加健康人骨骼肌微血管血流量[15]，減輕攝入高糖引起的肌肉微血管灌注損傷[16]。2016年美國糖尿病協(xié)會建議糖尿病患者每周至少進(jìn)行150 min中等強度體力活動[17]。CEUS可用于評估T2DM微血管功能障礙人群運動時微血管攝取葡萄糖的變化。RUSSELL等[18]以6周阻力訓(xùn)練為運動干預(yù)方式，應(yīng)用CEUS評估17例T2DM患者右前臂深屈肌MBF，結(jié)果顯示訓(xùn)練顯著提高了骨骼肌MBF；混合線性回歸分析顯示骨骼肌微血管反應(yīng)增強與整體血糖改善密切相關(guān)，運動后患者空腹血糖、糖化血紅蛋白及胰島素抵抗指數(shù)均顯著降低，提示通過阻力訓(xùn)練可改善肌肉內(nèi)微血管反應(yīng)、提高胰島素敏感性，進(jìn)而改善血糖水平。PARKER等[16]則發(fā)現(xiàn)8周步行訓(xùn)練(每周5次，每次45 min)并不足以改善T2DM患者股外側(cè)肌微血管灌注情況，且肌肉活檢結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)骨骼肌胰島素信號改變。不同運動方式對糖尿病患者骨骼肌代謝作用的機制可能不同，結(jié)合CEUS進(jìn)行動態(tài)血流評估，尋找最有效的運動模式幫助患者血糖控制將是未來研究的重點。

進(jìn)食刺激胰島素分泌，但胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下，與膳食相關(guān)的微血管血流量顯著減少可鈍化胰島素介導(dǎo)的骨骼肌攝取葡萄糖[5]。CEUS可量化微血管功能，評估進(jìn)食后骨骼肌灌注反應(yīng)。RUSSELL等[19]觀察混合營養(yǎng)餐干預(yù)后受試者右前臂屈肌的微血管灌注情況，發(fā)現(xiàn)有T2DM家族史的健康人餐后肌肉MBF并未增加，即T2DM高危人群骨骼肌微血管已出現(xiàn)對胰島素的鈍化反應(yīng)，提示微血管反應(yīng)受損可能是T2DM早期變化之一。因此，對于高危人群，早期糾正微血管缺陷可能是有效的干預(yù)策略。上述研究[19]系通過持續(xù)輸注造影劑行CEUS，對于團(tuán)注方式下CEUS可否反映進(jìn)食刺激的微血管反應(yīng)變化尚不清楚。MERTZ等[20]經(jīng)肘前靜脈注射2.0 ml聲諾維，隨即以10 ml 0.9%生理鹽水沖洗，以峰值強度和平均第一相平臺信號強度評估股外側(cè)肌的MBV，結(jié)果顯示通過大劑量團(tuán)注造影劑行CEUS無法檢出餐后股外側(cè)肌MBV變化，但可測量運動后MBV變化。以上結(jié)果提示，注射造影劑方式與所獲組織灌注信息有關(guān)，應(yīng)視不同情況善加選擇。

2.3 藥物干預(yù)后 胰島素通過刺激NO合成而擴(kuò)張毛細(xì)血管前小動脈，以增加肌肉微血管灌注；NO合成受到抑制會減少胰島素介導(dǎo)的肌肉微血管募集，甚至可致葡萄糖攝取下降40%[21]。根據(jù)CEUS提供的血流動力學(xué)信息，可評估藥物干預(yù)糾正此類血管缺陷是否有助于骨骼肌攝取、利用葡萄糖。

伊洛前列素為前列環(huán)素2類似物，可產(chǎn)生類似于胰島素介導(dǎo)血管擴(kuò)張的生理效應(yīng)。EMANUEL等[22]對比觀察12例T2DM在應(yīng)用高胰島素-正常血糖鉗夾技術(shù)期間經(jīng)伊洛前列素干預(yù)前、后的肌肉微血管灌注情況；CEUS顯示藥物干預(yù)前、后骨骼肌MBV、外周胰島素敏感性均無顯著變化，但干預(yù)后從空腹?fàn)顟B(tài)到高胰島素血癥時的肌肉MBV變化明顯高于干預(yù)前，表明伊洛前列素雖未能改善外周葡萄糖水平，但可有效減輕骨骼肌MBV降低。目前研究尚未能證明短期改善微血管灌注對于葡萄糖攝取的積極作用，但不排除藥物長期干預(yù)可間接改善骨骼肌攝取葡萄糖的可能性。作為治療T2DM的首選藥物，已有研究[23]證實二甲雙胍可改善健康機體肌肉微血管對胰島素的敏感性。CEUS可幫助探索藥物作用于微血管的機制，而用于T2DM患者尚需更多研究。

3 小結(jié)與展望

骨骼肌是胰島素作用的重要主體，理解骨骼肌微血管反應(yīng)作用機制有助于預(yù)防或治療相關(guān)疾病。CEUS不僅對于量化T2DM患者骨骼肌灌注、評價代謝狀態(tài)及藥物干預(yù)效果具有重要價值，還可觀察靶向治療后T2DM小鼠骨骼肌灌注改善情況[24]。利用造影劑微泡攜帶基因，微泡在目標(biāo)組織的微血管中破裂后可起到靶向增強基因轉(zhuǎn)染作用[25]。CEUS用于靶向治療T2DM骨骼肌微循環(huán)具有廣闊應(yīng)用前景，但仍需更多臨床研究支持。

另一方面，CEUS亦存在其局限性。骨骼肌靜息態(tài)下MBF較低，低功率CEUS成像產(chǎn)生的信噪比相對較低，高功率雖可獲得更高信號，但會導(dǎo)致微泡破壞[26]。隨著超聲超分辨率微血流成像[27]、多模態(tài)多功能超聲造影劑以及3D對比成像等的出現(xiàn)與發(fā)展， CEUS用于評估T2DM骨骼肌微循環(huán)將獲得新的應(yīng)用空間[28]。