2型糖尿病下肢神经损伤的剪切波弹性成像评估

李艳飞，郑敏娟，高 枫*

(1.延安大学医学院，陕西 延安 716000；2.空军军医大学第一附属医院超声医学科，陕西 西安 710032)

2型糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy,DPN)是糖尿病最常见的慢性并发症之一，发病率可高达60%～90%。其典型特征是病程隐匿且预后较差，严重影响患者的生活质量。DPN是导致跌倒和骨折的主要原因，也是发生Charcot关节、糖尿病足溃疡甚至截肢的高危因素[1]。

早期明确诊断DPN，严格加强对血糖的控制可减少足部溃疡、感染、坏疽甚至截肢的发生率。临床常用神经电生理检查诊断DPN，但该检查不能明确病变的严重程度和具体发病位置，敏感度较低，且DPN患者多存在皮肤溃烂使该项检查受限。高频超声目前已广泛应用于周围神经病变诊断，尤其是近年来兴起的剪切波弹性成像(shear wave elastic maging technology,SWE)技术可无创性地提供组织弹性信息及其量化指标，成为超声领域的研究热点，但已有的DPN周围神经研究重点关注胫神经弹性改变，对下肢其他运动神经特别是感觉神经病变报道相对少见[2]。因此，本研究探讨2型糖尿病DPN患者下肢感觉及运动神经SWE特征，以期为临床早期诊断DPN提供相应依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集空军军医院大学第一附属医院2020年1-6月接收诊治的2型糖尿病周围神经病患者44例，设为病例组(DPN)，其中男性31例，女性13例，年龄35～73岁，平均年龄(55.36±9.26)岁，均符合2015年美国糖尿病协会提出的诊断标准[2]。排除标准：I型糖尿病、颈椎病变、腰椎病变等引起的神经病变及占位压迫引起的神经病变。选取同期门诊体检中心健康查体血糖正常、无神经相关性疾病的健康人群者32例，设为对照组，其中男16例，女16例，年龄35～79岁，平均(51.69±11.79)岁，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器和方法

采用Super Sonicimagine Aixplorer型SWE超声诊断仪，线阵探头频率9～14 MHz。检查设置为肌肉骨骼条件，适当调节增益及深度，保持所得图像为最清晰状。患者取俯卧位，双腿处于自然放松状态，充分暴露双侧大腿、小腿，检查过程中始终保持双腿静止，小腿足外旋位状态。将超声探头置于腘窝上方先行常规高频检查，从大腿根部至脚踝处分别采用横切、纵切连续扫查的方法观察胫神经、腓总神经及腓肠神经，图像需清晰显示“筛网状”结构。观察神经的走行、内部的回声、包膜、周围组织与该神经的关系，判断是否存在损伤、断裂、包块等。首先二维超声下测量腘窝水平胫神经与腘动、静脉伴行处的直径及横截面积(cross-sectional area，CAS)，然后切换至SWE模式，图像稳定后冻结。启动取样框(Q-b0x)功能测量，再启用仪器自带的弹性扫描技术。检查过程中始终保持探头垂直于检查神经，不加压、移动，选择感兴趣区和颜色过饱和区内神经组织的弹性模量取其均值。操作过程中需通过补充较厚的耦合剂来尽量避免施加探头的压力。设置SWE的胫神经Q-Box直径为3.0 mm，腓总神经的直径为2.0 mm。腓肠神经设置为最小取样框，弹性量程均取100 kPa。采集储存图像，当图像表现为均匀且一致分布的蓝色时，系统自动计算该神经的杨氏模量最大kPa值和平均kPa值，另外获取该神经剪切波传导最大速度值(Vmax，m/s)和平均速度值(Vmean，m/s)。同样测量记录双侧下肢腓总神经、腓肠神经参数。本研究中所有数据均由同一名从事肌骨超声检查的高年资医师独立进行测量，图像及数据存储于超声工作站。评价时不知疾病分期及其他检查结果(见图1)。

图1 两组患者腓总神经剪切波弹性成像图

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 一般资料比较

DPN组与健康者两组性别的构成比、年龄及BMI差异均无统计学意义(P均>0.05)，DPN组身高、体重高于正常组(P<0.05，见表1)。

表1 DPN患者与健康者一般资料比较

2.2 SWE参数比较

胫神经的直径、CAS、杨氏模量Mean(kPa)、Max(kPa)及剪切波传导速度Max(m/s)均高于正常组(P均<0.05)；腓总神经直径、CAS、Mean(kPa)、Max(kPa)、Mean(m/s)及Max(m/s)均高于正常组(P均<0.05)；腓肠神经的直径高于正常组(P<0.05)。两组胫神经的Mean(m/s)及腓肠神经的CAS、Mean(kPa)、Max(kPa)、Mean(m/s)、Max(m/s)差异则无统计学意义(P均>0.05，见表2)。

表2 胫神经、腓总神经及腓肠神经的SWE参数比较

2.3 SWE参数的诊断效能

以糖化血红蛋白(HbAlc)升高作为金标准(2010年美国糖尿病学会ADA指南已经将HbAlc≥6.5%作为糖尿病诊断标准之一)[3]，结果表明胫神经直径、胫神经CAS、腓总神经CAS、腓总神经Mean(kPa)、腓总神经Max(kPa)、腓总神经Vmean(m/s)及腓总神经Vmax(m/s)的AUC具有中等诊断性能(0.70

表3 二维高频超声及SWE参数对DPN的诊断效能

3 讨论

已经有研究显示糖尿病病程和高血糖是糖尿病周围神经病的独立危险因素[4-5]。糖尿病患者长期持续处于高血糖状态导致机体代谢紊乱及神经微血管病变损伤，造成肢体运动神经及感觉神经受损。糖尿病周围神经病变通常起病隐匿，出现临床症状时周围神经已经发生不可逆的病理学改变。且病变可发生在任何部位的神经，其中下肢较上肢神经更易受累，下肢受累神经中又以运动神经较为常见。

目前检查周围神经病变的方法很多，定量感觉检查可作为细小神经纤维功能的评估，振动觉阈值检查可作为足溃疡风险的评估，但上述检查不能直视到神经的形态学改变。皮肤活检及神经活检可观察神经的病理学改变，但其具有创伤性，临床应用严重受限。MRI的组织分辨率高，可获得周围神经病变的影像学征象，但因其扫描时间过长，数据处理较为复杂且缺乏统一的诊断标准，诊断准确性低，而且价格较高，故临床应用较少。神经电生理检查作为诊断神经受损的金标准[6]，可以评估粗神经纤维传递信号的能力，但电生理检查存在费用高，耗时长，只能反映有髓粗神经纤维的功能状态，而对鉴别细神经纤维及脱髓鞘的神经纤维病变不敏感[7]。

超声检查中二维图像能够清晰地显示组织结构的形态及位置毗邻关系，周围神经的检查应用高频扫查不仅可观察到其位置、结构及回声，同时可测量其直径、横截面积等相关数据，目前已被广泛应用于神经肌肉疾病常规的检查诊断及治疗中。剪切波弹性成像(SWE)技术是近年来超声领域研究的热点，是利用马赫锥原理，追踪剪切波在组织中的传播速度，计算出组织的弹性值，从而得到组织的硬度信息[8]。一般情况下，SWE值越高，表示组织的弹性越差，即硬度越高。联合应用高频超声扫查及超声SWE不仅可以尽早发现神经病变的具体位置，还可同时评估神经功能变化的情况，且超声检查具有费用低、可实时动态观察等优势，为早期的糖尿病周围神经病变提供有价值的诊断依据。

本研究发现，下肢感觉及运动神经中腓总神经最为敏感，SWE参数诊断效能最佳，可作为DPN的重点观察指标。胫神经及腓总神经的横截面积增大明显，且具有中等诊断性能，二者的神经外膜增厚、界限不清，神经束横切面神经筛网状模糊不清，与毗邻组织界限不清。分析其原因可能是糖尿病患者长期处于高血糖状态引起新陈代谢紊乱，葡萄糖在醛糖还原酶的作用下转化为山梨醇，引起糖基化终产物的大量堆积，再加上氧化应激反应等，最终导致外周神经肿胀，出现神经前后径及CSA的增加[9]。SWE中只有腓总神经Mean(kPa)、Max(kPa)、Vmean(m/s)及Vmax(m/s)的AUC具有中等诊断性能。原因可能是糖尿病症状出现之前周围神经就已经出现病变，长期处于高血糖状态使得神经微血管系统通透性增加、离子平衡破坏，导致K+外流增加而Na+内流增加，细胞水肿，增加神经内的压力，使神经硬度增加[10-11]。另外，腓肠神经与健康组对比除了直径增宽为低诊断性能，其他结果无明显差异，分析原因可能:①本次样本数量较少，与对照组没有差异，后期我们将继续补充病例数量再次评价结果；②腓肠神经自身内径细，超声二维纵切面神经束回声较低，横截面筛网状结构模糊，与相邻组织分界不清导致测量误差较大，剪切波SWE测量取样框(Q-box)设置仪器最小值测量数值同样不敏感；③腓肠神经属于下肢周围神经感觉神经，肢体感觉敏感。而糖尿病神经损伤主要分布在周围运动神经中，对胫神经、腓总神经较为敏感[12]。

本研究局限性：样本量较小，只选择下肢感觉神经、运动神经进行研究，没有测量上肢神经的相关数据；糖尿病周围神经病变是一种慢性且会累及多种脏器的多种周围神经的疾病，影像学超声弹性成像剪切波技术评价糖尿病患者周围神经损伤意义重大，但是没有进行活体组织切片的病理学检查，最终不能成为糖尿病患者胫神经、腓总神经硬度的评估提供完整的依据。

综上所述，SWE用于2型糖尿病神经病变诊断的敏感度高，可为临床及时发现病情、尽早干预、控制周围神经病变并发症提供重要的依据。