基于超声弹性成像观察2型糖尿病患者股四头肌肌腱改变

孙友胜,陈 杰,张建勇,金 霞,盛 剑,经朝龙,张 辉

(1.扬州市中医院超声医学科,2.内分泌科,江苏 扬州 225001)

糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病,可合并多器官并发症。高血糖状态可引起蛋白质重构,进而导致胶原纤维形态、结构改变而影响肌腱硬度与功能[1]。MRI是诊断肌腱病变的金标准,但因重复性欠佳、检查耗时等而临床应用受限。超声对软组织具有高分辨力,已成为诊断肌腱病变的首选影像学方法。超声弹性成像是新型无创成像技术,可评估组织硬度,为早期诊断肌腱病变提供定量依据。本研究采用超声弹性成像观察2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者股四头肌肌腱改变。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性选取2022年1月—2023年1月扬州市中医院80例T2DM患者(T2DM组),男44例、女36例,年龄41～84岁、平均(59.4±10.3)岁,病程1～25年、中位病程12.6年。纳入标准:①符合《美国糖尿病协会2016版指南》诊断糖尿病标准;②无糖尿病肾病、糖尿病脑血管病、糖尿病心脏病、糖尿病神经病变或糖尿病足等并发症;③体质量指数(body mass index, BMI)为18.5～24 kg/m2。排除标准:①膝关节损伤及膝关节手术史;②影响股四头肌肌腱弹性的其他疾病,如关节炎、强直性脊柱炎、胆固醇增高症、滑膜炎及滑囊炎等;③其他全身性疾病,如其他内分泌疾病、恶性肿瘤、肝硬化、慢性肝炎等;④高血压控制不良,收缩压>140 mmHg和/或舒张压>90 mmHg;⑤特殊运动功能锻炼史;⑥孕妇。选取同期80名健康体检者为对照组,男40名、女40名,年龄39～81岁、平均(59.9±10.3)岁;排除标准同上。本研究院伦理委员会批准(2021伦审第36号)。

1.2 仪器与方法 由曾经接受弹性成像检查规范化培训及针对性练习的主治及副主任医师各1名,采用GE Logiq E9彩色多普勒超声诊断仪、频率5～9 MHz9L线阵探头进行检查。嘱受试者平卧、使膝关节屈曲 30°,常规扫查股四头肌肌腱;选择清晰显示肌腱纵向正中部的二维图像,启动弹性成像功能,使取样框包含检靶肌腱及其上方1～2 cm处肌肉,使探头垂直于肌腱做轻压-释放动作,持续3～5 s,于压力指示标尺满格或接近满格时获取稳定图像,针对双幅实时显示弹性图进行弹性评分,以同侧股前脂肪垫为参照物,测量肌腱-肌肉移行处(近段)、肌腱-骨面连接处(远段)及二者中点处(中段)应变率(stain ratio, SR):勾画股四头肌肌腱近、中、远段处轮廓及同侧股前脂肪垫,分别获取其E值(A1、A2、A3、B),计算SR:SR=A/B;重复测算3次后取平均值,以2名医师测值的平均值作为最终结果。

1.3 实验室检查 测定空腹血糖及糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin, HbA1c)。

1.4 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。以±s表示正态分布计量资料,组间行配对t检验。行Pearson相关性分析观察超声弹性成像参数与病程和HbA1c的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 T2DM组空腹血糖及HbA1c均明显高于对照组(P均<0.05),其他一般资料组间差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

表1 T2DM 患者与健康人一般资料比较

2.2 组间股四头肌肌腱SR 与对照组相比,T2DM组股四头肌肌腱近段、中段及远段的SR均明显增高(P均<0.05),尤以远段和近段SR增高更为显著(t=6.01、5.92)。见表2、图1。

图1 超声弹性成像显示股四头肌肌腱 A.T2DM组; B.对照组 (圆圈1为股四头肌肌腱近段、2为中段、3为远段,圆圈4为股前脂肪垫)

表2 T2DM 患者与健康人股四头肌肌腱各段SR比较

2.3 相关性分析 T2DM组股四头肌肌腱近段、中段及远段SR均与T2DM病程(r=0.45、0.20、0.43)及HbA1c(r=0.44、0.40、0.33)呈正相关(P均<0.05)。见图2。

图2 T2DM 患者股四头肌肌腱近段、中段、远段SR相关性分析散点图 A.SR与T2DM病程; B.SR与HbA1c

3 讨论

糖尿病主要表现为血糖代谢异常及伴发的慢性并发症。既往研究[2]显示糖尿病可累及骨骼肌肉系统,但对其引发肌腱端病变的机制尚存争议。多数学者认为高血糖状态可引起蛋白质非酶基化,使糖基化终产物在肌肉、软骨、肌腱和韧带等组织中累积[3],促进成纤维细胞显著增殖,导致肌腱厚度和硬度改变[4],进而造成其生物力学特性改变,严重时甚至可致肌腱断裂[5]。

糖尿病所致肌腱端病变临无特异性临床表现,目前亦无有效手段评价其生物力学改变。超声弹性成像可通过分析组织或病灶弹性模量与其生物学特性的相关性进行成像,清晰显示肌腱硬度,具有较大诊断优势。本课题组[6]曾以二维超声及CDFI评价糖尿病患者下肢肌腱端病变,结果显示糖尿病组下肢肌腱端厚度明显增加,以股四头肌肌腱最为明显;且糖尿病所致肌腱端病变最常累及股四头肌肌腱。基于此,本研究利用超声弹性成像以T2DM患者股四头肌肌腱为靶点进行分析。

高血糖并不直接影响肌腱的机械性能,但高血糖状态可增加受累肌腱的细胞密度[7],导致其硬度增加,进而影响其机械性能。COUPPÉ等[8]通过组织病理学检查发现T2DM患者的肌腱僵硬程度明显高于对照组。本研究发现T2DM组股四头肌肌腱近段、中段及远段SR均明显升高,以远段和近段更为显著,可能与肌腱血供特点有关:肌腱-骨面连接处及肌腱-肌肉移行处血供相对丰富,受高血糖影响较大,导致肌腱成纤维细胞稳态被破坏,而肌腱中段血供来源于腱周组织,血供相对较少[9]。

HbA1c可有效反映既往8～12周平均血糖水平,影响因素少、重复性好;既有助于诊断糖尿病,亦可评估并发症发生风险[10-11]。既往研究[12]表明,糖尿病患者HbA1c每下降1%,则其相关严重并发症发生率下降21%。本研究结果显示,T2DM组股四头肌肌腱近段、中段及远段SR均与HbA1c呈正相关(r=0.44、0.40、0.33,P均<0.05),提示HbA1c水平有助于预测糖尿病患者肌腱端并发症风险,为临床诊疗提供客观依据。

本研究的主要不足:①为单中心回顾性分析,且样本量有限;②缺乏病理诊断支持;③糖尿病可累及全身多处肌腱端,本研究仅针对股四头肌肌腱,有待进一步观察。

综上所述,超声弹性成像可用于检测T2DM患者股四头肌肌腱SR;T2DM患者股四头肌肌腱SR明显增高,且与病程及HbA1c水平均呈正相关。

利益冲突:全体作者声明无利益冲突。

作者贡献:孙友胜研究设计、研究实施、撰写文章;陈杰研究实施、数据分析;张建勇查阅文献、统计分析;金霞和盛剑数据分析、修改文章;经朝龙图像处理和分析;张辉审阅文章、修改文章。