极速脉搏波技术评价糖化血红蛋白水平与2型糖尿病患者颈动脉脉搏波传导速度的相关性

马英，李玉宏*，杨芳，王晓禹

1.锦州医科大学附属第一医院超声科，辽宁锦州 121001；2.鞍山市中心医院超声科，辽宁鞍山 114001；*通讯作者 李玉宏 yuhong_jiahui@163.com

我国糖尿病患病人数逐年增加，以2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）为主。心血管疾病是糖尿病患者致死、致残的主要原因。糖尿病患者心血管疾病的发生率较正常人明显升高，且预后、病变严重程度更差，发病年龄更早[1]。动脉粥样硬化患者首先发生动脉弹性的改变，并早于动脉结构的改变。因此，在动脉结构变化前即内-中膜尚未增厚、斑块尚未形成时发现动脉弹性的变化，对于动脉粥样硬化的临床早期干预及预后，具有重要意义。糖化血红蛋白（glycated hemoglobin A1c，HbA1c）是葡萄糖和血红蛋白非酶促反应的结合物，与葡萄糖浓度成正比，并与心脑血管等大血管病变密切相关[2]。目前研究表明，极速脉搏波技术（ultrafast pulse wave velocity，UFPWV）是一种定量评估动脉弹性的成像方法[3]。本研究拟探讨T2DM患者HbA1c 与颈动脉脉搏波传导速度之间的关系，利用HbA1c水平间接评价动脉硬化早期血管内皮弹性功能的变化。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2018年6月—2019年6月于锦州医科大学附属第一医院内分泌科就诊的T2DM患者677例，所有患者均符合中国T2DM 防治指南（2017年版）中诊断标准[4]，病史3～5年。根据《血管和浅表器官超声指南》，排除颈动脉存在内-中膜增厚及斑块者[5]。最终纳入101例作为研究组，其中男49例，女52例；年龄35～74岁，平均（52.5±8.5）岁。根据HbA1c水平将患者分为A组（HbA1c≥7%）51例及B组（HbA1c<7%）50例。同时选取年龄和性别与研究组相匹配的健康体检成年人55例为对照组，其中男23例，女32例；年龄39～65岁，平均（53.4±6.2）岁。排除患有高血压、严重心脑血管疾病、肝肾器质性疾病、内分泌代谢疾病及其他系统性疾病以及有吸烟、酗酒史、近期使用影响动脉弹性药物和肥胖者。

1.2 仪器与方法 使用Supersonic Imagine Aixplorer型超声诊断仪，内置UFPWV，选取SL10-2探头，频率6～9 MHz，条件为Carotid。嘱受试者休息20 min后取仰卧位，充分暴露颈部。首先行常规颈动脉二维超声检查，选取距离颈动脉分叉处约2.0 cm 处颈总动脉长轴图像，良好显示内-中膜，量取内-中膜厚度（intimamedia thickness，IMT）后启动PWV，嘱受试者屏住呼吸，保持探头稳定2 s，按“SELECT”键，系统自动计算收缩期开始时的脉搏波速度（beginning of the systole，BS）、收缩期结束时的脉搏波速度（ending of the systole，ES）及各自的标准差（Δ±）。以Δ±≤10%为测量有效的纳入标准[6]。同一侧颈总动脉测量3次取平均值，且所有测量工作均由2名主治医师及以上超声诊断医师完成。患者BS、ES检测见图1、2。

图1 女，59岁，T2DM患者HbA1c值正常颈动脉BS 6.82 m/s，ES 8.42 m/s

图2 男，64岁，T2DM患者HbA1c值增高颈动脉BS 6.71 m/s，ES 11.19 m/s

所有受试者静息20 min后测量收缩压（systolic blood pressure，SBP）、舒张压（diastolic blood pressure，DBP），并于早晨空腹抽取静脉血检测空腹血糖（fasting plasma glucose，FPG）、HbA1c、三酰甘油（triglycerides，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（lowdensity lipoprotein cholesterol，LDL-C）。

1.3 统计学方法 应用SPSS 23.0软件，计量资料以表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用方差分析，相关性分析采用Pearson 相关分析；影响因素分析采用多元线性回归分析，入选和剔除标准分别为0.10和0.15。根据BS和ES值绘制受试者工作特征（ROC）曲线，通过曲线下面积（AUC）计算不同截断点的敏感度与特异度，确定临界值作为参考值。P<0.05表示有统计学意义。采用组内相关系数（ICC）评价各检测一致性。

2 结果

2.1 一致性检验结果 2名医师有效测量BS、ES 结果检查者间或检查者内的一致性较好（ICC 均>0.75）。

2.2 研究组与对照组指标比较 研究组HbA1c、FPG、TC、TG、LDL-C、IMT、BS 及ES均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；HDL-C 低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05，表1）。

2.3 各组HbA1c、IMT、BS、ES比较 A组、B组HbA1c、IMT、BS、ES均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。A组HbA1c、BS、ES均高于B组，差异有统计学意义（P<0.05）；两组IMT 差异无统计学意义（P>0.05，表2）。

2.4 相关性分析 BS与SBP、DBP、HbA1c、FPG、TC、TG、LDL-C、IMT 均呈正相关（P<0.05），与HDL-C 呈负相关（P<0.05）。ES与SBP、DBP、HbA1c、FPG、TC、TG、LDL-C、IMT 均呈正相关（P<0.05），与HDL-C 呈负相关（P<0.05，表3）。

2.5 影响因素分析多元线性回归分析结果显示，影响BS的指标包括HbA1c、TG、SBP、FPG、TC、HDL-C；影响ES的指标包括HbA1c、TG、LDL-C、HDL-C、FPG、DBP（表4、5）。

表1 研究组与对照组临床指标与超声结果比较（±s）

表1 研究组与对照组临床指标与超声结果比较（±s）

注：SBP为收缩压，DBP为舒张压，HbA1c为糖化血红蛋白，FPG为空腹血糖，TC总胆固醇，TG为三酰甘油，HDL-C为高密度脂蛋白胆固醇，LDL-C为低密度脂蛋白胆固醇，IMT为内-中膜厚度，BS为收缩期开始时的脉搏波速度，ES为收缩期结束时的脉搏波速度

变量 研究组（n=101）对照组（n=55）t值 P值年龄（岁）52.54±8.51 53.36±6.15 1.53 0.13 SBP（mmHg）124.06±5.96 121.44±5.42 2.71 ＜0.05 DBP（mmHg）80.20±4.00 77.67±4.11 3.73 ＜0.05 HbA1c（%）8.14±2.06 4.80±0.71 14.73 ＜0.05 FPG（mmol/L）9.94±3.24 4.85±0.62 15.25 ＜0.05 TC（mmol/L）4.67±0.88 3.96±0.54 6.13 ＜0.05 TG（mmol/L）2.29±0.57 1.01±0.42 15.98 ＜0.05 HDL‑C（mmol/L）1.13±0.23 1.40±0.08 ‑10.63 ＜0.05 LDL‑C（mmol/L）2.97±0.52 2.44±0.28 8.32 ＜0.05 IMT（mm）0.63±0.09 0.52±0.08 8.20 ＜0.05 BS（m/s）5.86±0.73 4.76±0.73 9.07 ＜0.05 ES（m/s）9.76±1.03 6.81±0.66 21.58 ＜0.05

表2 对照组、A组、B组HbA1c、IMT、BS、ES比较

表3 BS、ES与各临床因素的相关性分析

表4 BS与临床指标的多元线性回归分析（n=156）

表5 ES与临床指标的多元线性回归分析（n=156）

2.6 UFPWV 参考值范围 T2DM患者发生颈动脉弹性变化的临界值分别为BS≤5.29 m/s和ES≤7.85 m/s。BS的敏感度及特异度分别为76.2%、85.5%；ES的敏感度及特异度分别为93.1%、80.0%（图3）。

图3 BS与ES值诊断T2DM患者发生颈动脉弹性变化的ROC曲线

3 讨论

慢性高血糖会导致大量微血管和大血管并发症[2]。动脉粥样硬化是脑卒中、冠心病、外周血管疾病的主要致病原因[7]。针对脑卒中的治疗给患者本身及家庭造成了极大的负担[8]。

常规颈动脉超声检查可检测颈动脉IMT增厚情况，并作为动脉粥样硬化早期病变的主要指标。有研究表明，IMT增厚与评估高血压患者靶器官损害密切相关[9]。颈动脉IMT 无明显增厚时动脉弹性变化的检出对临床进行早期干预意义重大。UFPWV测量是衡量动脉僵硬度的最常用指标之一，是心血管事件发生风险和预后的独立预测因子[10]。UFPWV能以每秒高达20000 Hz的极高速帧频采集并记录2 s 内颈动脉管壁的细微运动方向和速度，精确计算BS与ES。脉搏波传导速度越快，动脉弹性越差[11]。传统的PWV测量方法包括颈-股、颈-桡、肱-踝、股-踝、心-主动脉等，但由于检测方法复杂、缺乏代表性及指标重复性，在评价动脉弹性中未能广泛应用于临床。本研究中的重复性检验结果表明，UFPWV的可重复性高、稳定性好，有望作为临床检测动脉弹性变化的重要方法。

本研究将T2DM患者与健康体检者进行对比，发现T2DM患者的颈动脉IMT、UFPWV值均高于健康体检者，表明UFPWV能够早期发现动脉弹性的变化，对于临床早期治疗及干预具有重要意义，其机制可能为长期高血糖环境首先破坏了血管内皮保护层，内皮细胞分泌内皮素-1 促进炎症因子分泌，加重内皮损伤。本研究结果表明，T2DM患者TC、TG、LDL-C 均较健康体检者增高，从而通过氧化应激反应产生过多的超氧阴离子和氧自由基而促进血管壁炎症，形成动脉硬化[12]。当粥样硬化斑块逐渐增大并发生破裂阻塞血管，即出现心肌梗死及脑梗死，严重威胁患者的生命。动脉弹性减低直接影响血管的弹性储备功能，长期发展，外周动脉也会出现渐进性的血流减少，严重者可引起下肢动脉（尤其是足背动脉）搏动减弱或消失[13]。

本研究显示，T2DM组中A组、B组与对照组比较，HbA1c、IMT、BS、ES均较对照组增高（P<0.05）；与B组比较，A组HbA1c、BS、ES均显著增高（P<0.05），但两组颈动脉IMT 差异无统计学意义（P>0.05），提示A组与B组动脉弹性均已发生改变；但IMT作为评价动脉硬化的传统指标，难以早期发现HbA1c增高者与HbA1c正常者之间动脉硬化程度的差异。UFPWV可通过BS、ES值反映动脉弹性的变化，表明在T2DM患者中，UFPWV可用于早期预测血糖近期控制不良患者的动脉弹性变化。HbA1c指标升高，引起组织缺氧，血浆LDL-C、纤维蛋白原、血小板以及组织胶原蛋白酶增高可导致血黏度增加、抗凝机制异常、自由基产量增加等，诱发动脉粥样硬化，从而增加糖尿病患者并发心脑血管疾病的风险。此外，HbA1c是一个独立危险因素，可能作为颈动脉疾病的预后指标[14]。Stefano 等[15]研究显示，HbA1c 每降低1%，任何与糖尿病相关的疾病病死率降低21%、微血管并发症下降37%。因此，其作为反映近期血糖控制情况的有效指标，在T2DM的管理和控制中也应受到高度重视。本研究显示，BS 及ES值与FPG、HbA1c均呈正相关，且两者均为BS 及ES的影响因素，亦表明高血糖、长期高血糖环境会使动脉弹性发生变化，增加发生动脉粥样硬化的风险。

本研究应用ROC曲线计算BS、ES的临界值及相应的敏感度和特异度，但本研究样本量较少，每例T2DM患者血糖的稳定性难以统一；且病例来源比较局限，因此无法完全作为临床工作中预测颈动脉弹性发生改变的参考值。今后将增加样本量，并对T2DM患者进行更深入的研究，为临床治疗提供更科学的依据。

总之，T2DM患者随HbA1c 增高，BS、ES值也增高，动脉弹性越差。UFPWV可为HbA1c 增高的T2DM患者早期诊断动脉硬化提供有利的依据。颈动脉作为观察机体大动脉粥样硬化的一个窗口血管，UFPWV 操作简便快捷、无创、可重复性高，在临床上作为早期评价动脉僵硬度改变的便捷工具。