基于超聲彈性成像觀察2型糖尿病患者股四頭肌肌腱改變

孫友勝,陳 杰,張建勇,金 霞,盛 劍,經朝龍,張 輝

(1.揚州市中醫院超聲醫學科,2.內分泌科,江蘇 揚州 225001)

糖尿病是以高血糖為特征的代謝性疾病,可合并多器官并發癥。高血糖狀態可引起蛋白質重構,進而導致膠原纖維形態、結構改變而影響肌腱硬度與功能[1]。MRI是診斷肌腱病變的金標準,但因重復性欠佳、檢查耗時等而臨床應用受限。超聲對軟組織具有高分辨力,已成為診斷肌腱病變的首選影像學方法。超聲彈性成像是新型無創成像技術,可評估組織硬度,為早期診斷肌腱病變提供定量依據。本研究采用超聲彈性成像觀察2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者股四頭肌肌腱改變。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性選取2022年1月—2023年1月揚州市中醫院80例T2DM患者(T2DM組),男44例、女36例,年齡41～84歲、平均(59.4±10.3)歲,病程1～25年、中位病程12.6年。納入標準:①符合《美國糖尿病協會2016版指南》診斷糖尿病標準;②無糖尿病腎病、糖尿病腦血管病、糖尿病心臟病、糖尿病神經病變或糖尿病足等并發癥;③體質量指數(body mass index, BMI)為18.5～24 kg/m2。排除標準:①膝關節損傷及膝關節手術史;②影響股四頭肌肌腱彈性的其他疾病,如關節炎、強直性脊柱炎、膽固醇增高癥、滑膜炎及滑囊炎等;③其他全身性疾病,如其他內分泌疾病、惡性腫瘤、肝硬化、慢性肝炎等;④高血壓控制不良,收縮壓>140 mmHg和/或舒張壓>90 mmHg;⑤特殊運動功能鍛煉史;⑥孕婦。選取同期80名健康體檢者為對照組,男40名、女40名,年齡39～81歲、平均(59.9±10.3)歲;排除標準同上。本研究院倫理委員會批準(2021倫審第36號)。

1.2 儀器與方法 由曾經接受彈性成像檢查規范化培訓及針對性練習的主治及副主任醫師各1名,采用GE Logiq E9彩色多普勒超聲診斷儀、頻率5～9 MHz9L線陣探頭進行檢查。囑受試者平臥、使膝關節屈曲 30°,常規掃查股四頭肌肌腱;選擇清晰顯示肌腱縱向正中部的二維圖像,啟動彈性成像功能,使取樣框包含檢靶肌腱及其上方1～2 cm處肌肉,使探頭垂直于肌腱做輕壓-釋放動作,持續3～5 s,于壓力指示標尺滿格或接近滿格時獲取穩定圖像,針對雙幅實時顯示彈性圖進行彈性評分,以同側股前脂肪墊為參照物,測量肌腱-肌肉移行處(近段)、肌腱-骨面連接處(遠段)及二者中點處(中段)應變率(stain ratio, SR):勾畫股四頭肌肌腱近、中、遠段處輪廓及同側股前脂肪墊,分別獲取其E值(A1、A2、A3、B),計算SR:SR=A/B;重復測算3次后取平均值,以2名醫師測值的平均值作為最終結果。

1.3 實驗室檢查 測定空腹血糖及糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin, HbA1c)。

1.4 統計學分析 采用SPSS 25.0統計分析軟件。以±s表示正態分布計量資料,組間行配對t檢驗。行Pearson相關性分析觀察超聲彈性成像參數與病程和HbA1c的相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 T2DM組空腹血糖及HbA1c均明顯高于對照組(P均<0.05),其他一般資料組間差異均無統計學意義(P均>0.05)。見表1。

表1 T2DM 患者與健康人一般資料比較

2.2 組間股四頭肌肌腱SR 與對照組相比,T2DM組股四頭肌肌腱近段、中段及遠段的SR均明顯增高(P均<0.05),尤以遠段和近段SR增高更為顯著(t=6.01、5.92)。見表2、圖1。

圖1 超聲彈性成像顯示股四頭肌肌腱 A.T2DM組; B.對照組 (圓圈1為股四頭肌肌腱近段、2為中段、3為遠段,圓圈4為股前脂肪墊)

表2 T2DM 患者與健康人股四頭肌肌腱各段SR比較

2.3 相關性分析 T2DM組股四頭肌肌腱近段、中段及遠段SR均與T2DM病程(r=0.45、0.20、0.43)及HbA1c(r=0.44、0.40、0.33)呈正相關(P均<0.05)。見圖2。

圖2 T2DM 患者股四頭肌肌腱近段、中段、遠段SR相關性分析散點圖 A.SR與T2DM病程; B.SR與HbA1c

3 討論

糖尿病主要表現為血糖代謝異常及伴發的慢性并發癥。既往研究[2]顯示糖尿病可累及骨骼肌肉系統,但對其引發肌腱端病變的機制尚存爭議。多數學者認為高血糖狀態可引起蛋白質非酶基化,使糖基化終產物在肌肉、軟骨、肌腱和韌帶等組織中累積[3],促進成纖維細胞顯著增殖,導致肌腱厚度和硬度改變[4],進而造成其生物力學特性改變,嚴重時甚至可致肌腱斷裂[5]。

糖尿病所致肌腱端病變臨無特異性臨床表現,目前亦無有效手段評價其生物力學改變。超聲彈性成像可通過分析組織或病灶彈性模量與其生物學特性的相關性進行成像,清晰顯示肌腱硬度,具有較大診斷優勢。本課題組[6]曾以二維超聲及CDFI評價糖尿病患者下肢肌腱端病變,結果顯示糖尿病組下肢肌腱端厚度明顯增加,以股四頭肌肌腱最為明顯;且糖尿病所致肌腱端病變最常累及股四頭肌肌腱。基于此,本研究利用超聲彈性成像以T2DM患者股四頭肌肌腱為靶點進行分析。

高血糖并不直接影響肌腱的機械性能,但高血糖狀態可增加受累肌腱的細胞密度[7],導致其硬度增加,進而影響其機械性能。COUPPé等[8]通過組織病理學檢查發現T2DM患者的肌腱僵硬程度明顯高于對照組。本研究發現T2DM組股四頭肌肌腱近段、中段及遠段SR均明顯升高,以遠段和近段更為顯著,可能與肌腱血供特點有關:肌腱-骨面連接處及肌腱-肌肉移行處血供相對豐富,受高血糖影響較大,導致肌腱成纖維細胞穩態被破壞,而肌腱中段血供來源于腱周組織,血供相對較少[9]。

HbA1c可有效反映既往8～12周平均血糖水平,影響因素少、重復性好;既有助于診斷糖尿病,亦可評估并發癥發生風險[10-11]。既往研究[12]表明,糖尿病患者HbA1c每下降1%,則其相關嚴重并發癥發生率下降21%。本研究結果顯示,T2DM組股四頭肌肌腱近段、中段及遠段SR均與HbA1c呈正相關(r=0.44、0.40、0.33,P均<0.05),提示HbA1c水平有助于預測糖尿病患者肌腱端并發癥風險,為臨床診療提供客觀依據。

本研究的主要不足:①為單中心回顧性分析,且樣本量有限;②缺乏病理診斷支持;③糖尿病可累及全身多處肌腱端,本研究僅針對股四頭肌肌腱,有待進一步觀察。

綜上所述,超聲彈性成像可用于檢測T2DM患者股四頭肌肌腱SR;T2DM患者股四頭肌肌腱SR明顯增高,且與病程及HbA1c水平均呈正相關。

利益沖突:全體作者聲明無利益沖突。

作者貢獻:孫友勝研究設計、研究實施、撰寫文章;陳杰研究實施、數據分析;張建勇查閱文獻、統計分析;金霞和盛劍數據分析、修改文章;經朝龍圖像處理和分析;張輝審閱文章、修改文章。