彩色多普勒超声对糖尿病颈动脉病变的观察

河北医科大学硕士学位论文彩色多普勒超声对糖尿病颈动脉病变的观察姓名：孙凌申请学位级别：硕士专业：影像医学与核医学指导教师：李涛20080301河北医科大学学位论文使用授权及知识产权归属承诺本学位论文在导师（或指导小组）的指导下，由本人独立完成。 本学位论文研究所获的研究成果，其知识产权归河北医科大学所有。 河北医科大学有权对本学位论文进行交流、公开和使用。凡发表与学 位论文主要内容相关的论文，第一署名单位为河北医科大学，试验材 料、原始数据、申报的专利等知识产权均归河北医科大学所有。否则， 承担相应的法律责任。研究生签名&导师签名: 知/ 学院领导签名：年；月水日河北医科大学研究生学位论文独创性声明本论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了 文中特别加以标注和致谢等内容外，文中不包含其他人己经发表或撰 写的研究成果，指导教师对此进行了审定。本论文由本人独立撰写， 文责自负。研究生签名:导师签名：知义年3月水日中文摘要彩色多普勒超声对糖尿病颈动脉病变的观察摘 要目的：本研究主要是利用彩色多普勒超声技术观察糖 尿病患者颈动脉的结构及血流的异常改变，力争能早期提示 临床，力争使糖尿病患者能够在糖尿病发生的早期即可得到 适当的治疗，降低其心脑血管病发病率，提高糖尿病患者的 生活质量。同时为了更密切联系临床，更好的为临床服务, 测定糖尿病患者的血液生化指标，分析其与超声所检测到的 糖尿病人颈动脉病变情况的相关性，从而指导临床。方法:1选择河北医科大学第二医院2006年一2007年 收治的糖尿病患者100例，以同时期住院的无糖尿病患者 100例作为对照组。2应用ATL-HDI 5000型彩色多普勒超声诊断仪检查受 试者颈总动脉、颈内动脉，观察其频谱形态，并观测血管内 径、内一中膜厚度（IMT)、收缩期血流峰值速度（PSV)、舒 张末期血流速度（EDV)、阻力指数（RI)等指标，同时观察 颈动脉硬化粥样斑块的发生情况，有无管腔狭窄或闭塞。3颈动脉IMT的测量:无论在离体或是在体的B型超声 研究1均显示正常动脉管壁特征性三层结构：内外两条强 回声线被中间一低回声带分离。两条强回声线分别代表管腔 与内膜的界面及中层与外膜间的界面，两界面间的距离即 IMT。这是最初由Pignoli2等提出的，迄今己得到公认的动 脉壁厚度，且得到尸检证实3。在动脉壁结构显示最清楚处， 测量后壁的内膜表面经中层与外膜相移行处的距离，该距离 为动脉后壁的IMT,连续测量3次，取平均值。.4对照组与病例组分别按年龄阶段分组，再按颈动脉病变程度分级，通过对照分析，探讨对照组与病例组各年龄段 颈动脉分级病变情况，以及糖尿病组各年龄段之间颈动脉病 变情况。5收集血标本测定糖化血红蛋白(HbAlc)收集空腹血样本测定空腹血糖(FBG)、甘油三酯 (TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)、高密度 脂蛋白胆固醇(HDLC)分组：以1.0mm为划分界限，将糖尿病患者组分为 IMTCl.Omm和IMT彡1.0mm两组，比较其实验室检查结果。结果：1糖尿病患者颈动脉血管壁较正常人回声明显增 强，内膜增厚，管壁不光滑，49%的患者颈动脉可探及硬化 斑块回声，内膜增厚率约为24%,对照组有15%的人颈动脉 内膜有斑块检出。糖尿病患者颈动脉的病变发生率高于对照 组，且程度比对照组严重。2糖尿病患者各年龄段颈动脉病变情况:糖尿病组中40 岁以上的II、III级病变占总例数的45%,而40岁以下的糖 尿病患者II、III级病变发生率为4%。糖尿病组中40岁以上 的年龄组较40岁以下的年龄组的II、III级病变发生率高。3糖尿病患者IMTC1.0刪和IMT彡1.0mm两组比较中， 两组实验室参数均有差异。其中IMT彡1.0mm中空腹血糖 (FBG)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固 醇(LDLC)、糖化血红蛋白(HbAlc)均增高，高密度脂蛋白胆 固醇(HDLC)则减低。结论：1彩色多普勒超声不仅可以确定糖尿病颈动脉病变患者病变的部位和程度，而且对早期无症状者也可为其 提供诊断依据，对临床有重要意义。但彩色多普勒超声在对 血管疾病的诊断中，也存在一些不足，诸如血管全貌的观察 不如动脉造影，检查所花费的时间长，检测中尚有技术因素 等应注意。2彩色多普勒超声对糖尿病颈动脉病变的诊断是一种 无创伤、实时、敏捷的诊断方法。3糖尿病病人颈动脉病变的发生率和程度均重于对照 组，且年龄越大，病变程度越重。4对照组40岁左右的人有发生早期颈动脉病变的可 能。5糖尿病患者的空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)、总胆 固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)、糖化血红蛋白(HbAlc) 等生化指标增高与糖尿病颈动脉病变有着密切联系。关键词：彩色多普勒超声;糖尿病;颈动脉病变;分级； 生化指标3英文摘要The observation of color Doppler ultrasoundregarding diabetic patientscarotidpathological changesABSTRACTObjective: The purpose of this study is the use of color Doppler ultrasound in patients with diabetes mellitus carotid artery blood flow and the structure of the abnormal change, and strive to be the early clinical tips，and strive to diabetic patients in the early stage of diabetes receive appropriate treatment, reduced the incidence of cardiovascular and cerebrovascular diseases and improve the quality of life of diabetic patients. Meanwhile，in order to more closely link clinical and clinical services for the better, the blood of patients with diabetes biochemical indicators, analysis and ultrasound detected by the diabetes carotid artery lesions in the relevance of clinical guidance.Methods:1 Select Hospital of Hebei Medical University,the second in 2006 - 2007 data of 100 patients with diabetes to the same period in hospital with 100 patients with diabetes as a control group.2 Application ATL HDI 2-5000 Color Doppler ultrasonic machine inspection subjects carotid artery and internal carotid artery, to observe the spectral patterns, and observation of vascular diameter, in the - in membrane thickness (IMT), systolic blood peak velocity (PSV), end-diastolic velocity (EDV), resistance index (RI), at the same time observe the occurrence of carotid atherosclerosis plaque, there luminal stenosis or occlusion.3 Carotid IMT measurement: whether in vitro or in vivo study of the B-mode ultrasonography have shown that the normal artery wall characteristics of the three-tier structure: two outside lines were strong echoes among streamer - a vocal separation. Two-line echo, on behalf of the lumen and endometrial interface and the outer membrane with the membrane interface, the interface between two of the distance or IMT. This is the first from Pignoli C23 and so on, have been recognized artery wall thickness, and the autopsy confirmed by C3 . In the arterial wall structure shows that most clearly, the intimal surface of the posterior wall of measuring the transitional middle and the outer membrane of the distance, the distance between the posterior wall of the artery IMT, continuous measurement three times and take the average.4 Cases and the control group by age group phase group, and click the carotid artery disease classification, through comparative analysis of the patient group and control group of all ages, grade carotid artery disease, diabetes, as well as between the group of all ages carotid artery lesions.5 Collecting blood samples of glycosylated hemoglobin (HbAlc)Collected fasting blood samples of fasting blood glucose(FBG)，triglycerides (TG), total cholesterol (TC), low-density lipoprotein cholesterol (LDLC), high density lipoprotein cholesterol (HDLC)Packet: 1.0 mm for dividing lines, will be divided into diabetic patients IMT 5年者。(2) 无感染、酮症等急性并发症者。糖尿病组100例，男性60例，女性40例，年龄在38-80 岁之间，平均（59.7711.65)岁，糖尿病病史5-30年不 等。其中，有继发性糖尿病并发症的55例。对照组100例， 同时期入院病人，自身因素与糖尿病组有可比性，一级亲属 均无糖尿病病史，排除其他可能影响颈动脉病变的疾病，空 腹血糖（FBG)、餐后两小时血糖、糖化血红蛋白（HbAlC) 均在正常范围之内。其中，男性62例，女性38例，年龄在 35-78岁之间，平均（54.5713.48)岁。将对照组与糖尿 病组两组再分成3个年龄亚组：A或a组40岁，B或b组 41-60岁，C或c组彡61岁。糖尿病组3个年龄亚组分别为2例、33例、47例。对照组3个年龄亚组分别为18例、 42例、40例。2仪器使用使用美国ATL HDI-5000型彩色多普勒超声诊断仪，探 头频率为5-12MHZ。3方法3.1超声检查与测量3.1.1扫查方法：受检者仰卧位，颈后置一低枕，头略向后 仰，略偏向检查的对侧。探头置于胸锁乳突肌前缘至后缘， 从颈动脉起始处开始，至颈内动脉入颅显示不清为止。先横 切再纵切，在两维切面图上，观察血管解剖结构，走行情况； 在纵切面上，加彩色多普勒观察整个管腔的血流动力学情 况；取脉冲多普勒，调整好取样容积，置于管腔中央、颈总 动脉中段，颈内动脉，于距颈动脉分叉处约1.0-1. 5cm处测 量。多普勒取样线与血流方向轴线夹角60度。3.1.2检查内容与测量：观测颈动脉内径有无增宽和狭窄、 内-中膜厚度、腔内有无斑块、血栓等病变。内-中膜厚度（IMT)是指颈动脉后壁的内膜内表面至中 层外表面之间的垂直距离。颈总动脉内径和内膜厚度的测定 位置在颈总动脉远端，颈内、外动脉分叉部水平下方的1. 0-1. 5cm处。颈内动脉内径和内膜厚度的测定应在颈动脉 分叉处，颈内、外动脉起始部远端1.0-1. 5cm的部位。在两维图像的基础上观察彩色血流情况，有无局限性充 盈缺损或血流信号的消失等血流阻塞样病变的存在。在彩色血流图像的基础上，进行多普勒频谱的观察，检 测血流动力学情况，观察频谱形态，测定收缩期最大血流速度（PSV)、舒张末期血流速度（EDV)、阻力指数（RI)等。 3.2根据颈动脉超声测量结果，将其病变程度分为4级4 0级：内膜正常，厚度1. Omm，回声均匀。I级：内膜局限性增厚彡1. 0晒,1. 4mm，回声增强，管腔不规 则。III级：内膜增厚，且见明显凸入管腔的粥样斑块，伴 钙化或血栓附着，或伴管腔狭窄。将II、UI级病变归为“斑块”。3.3糖尿病组实验室检查指标收集血标本测定糖化血红蛋白(HbAlc)收集空腹血样本测定空腹血糖(FBG)、甘油三酯 (TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)、高密度 脂蛋白胆固醇LC)分组：以1. 0mm为划分界限，将糖尿病患者组分为IMT 1. 0mm和IMT彡1. 0mm两组，比较其临床与实验室检查结 果。4 统计学处理采用SAS统计分析软件，运用方差分析、卡方检验等方 法。以Plmm，病变部分内膜回声增强 (Fig. 2)。当病变进一步发展，内膜的动脉粥肿增大，累及 中层和外膜形成动脉粥样硬化斑块（Fig. 3),此时，病变的 颈动脉管壁的强-弱-强三层结构不清、呈不规则的强回声, 可见局限的、形态各异的、大小不均、回声不等斑块凸入管 腔造成不同程度的狭窄（Fig. 4);当血栓形成时，引起管腔不同程度的狭窄，严重者管腔被完全阻塞。2.2彩色血流图像改变各段动脉管腔正常处血流充 盈均匀，血流参数正常，斑块处血流充盈缺损，狭窄处血流 呈多彩状（Fig. 5),闭塞处无血流信号显示。2.3多普勒图像频谱改变斑块造成管腔明显狭窄 时，在狭窄部位可出现湍流频谱,收缩期最大流速明显增加、 舒张期流速增快，而狭窄远端血流频谱为最大峰速不同程度 减低，严重阻塞的病例测不到血流频谱（Fig. 6)。对照组大部分受检者颈动脉左右两侧对称，管壁结构清 楚，回声均匀，内膜平滑，连续性好，仅24例颈动脉内一 中膜稍增厚，15例颈动脉内膜异常增厚，并伴有斑块形成。 其中，2例管腔轻度狭窄者，但并未造成血流动力学变化。 糖尿病组患者多表现为动脉内膜面不平滑，管壁增厚，回声 增强。多数糖尿病患者颈动脉内膜面附着有单个或多个大小 不等的斑块，（颈动脉斑块发生率约为49%),最大斑块达 12.0X3.5rnm。其中5例颈动脉因斑块而造成狭窄，局部管 腔血流束变细，狭窄段血流增快而使血流信号颜色变亮可形 成湍流，即“五彩镶嵌”样血流。另有2例颈动脉腔内呈极 重度狭窄近乎闭塞时，显示零星样、断续状血流信号。3统计分析结果糖尿病组较对照组颈动脉病变发生率高，程度重（P 0. 05)。糖尿病组三个年龄组之间比较，B、C组较A组II、 III级病变发生率高（P0.05)。（见Tablel )5糖尿病组实验室生化指标检查结果糖尿病患者IMTCl.Omm和IMT彡1. Omm两组比较中， 两组实验室参数均有差异（P0.05)。其中IMT彡1.0mm中研究论文空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂 蛋白胆固醇(LDLC)、糖化血红蛋白（HbAlc)均增高，高密度 脂蛋白胆固醇(HDLC)则减低。（见Table2 )17Fig. 1 Normal carotid endarterectomy normal luminal patencyFig.2 Intimal thickening of carotid artery lesions, echo enhancedFig.3 Intimal thickening of carotid artery disease, atherosclerotic plaque formationFig.4 Endovascular carotid artery lesions larger plaque formation, convex into the lumen, causing luminal stenosisFig.5 Carotid artery plaque formation caused luminal stenosis, the narrowing of blood beam, almost occludedFig. 6 Goods flow narrow spectrum of abnormal blood flow研究论文附 表Table 1 Diabetic group and the control group compared carotid artery lesions (%)分组n0IIIIII对照组100A2020(100)000B3319(57.6)11(33.3)2(6.0)1(3.0)C4721(44.7)即7_7)9(19.1)3(6.3)糖尿病组100a187 (38.9)7 (38.9)3 (16.7)1 (5.6)b4213, (30.0)10 (23.8)$ (19.0)11 (26.2)c407 (17.5)7 (17.5)10 (25.0)16 (40.0)A or a : 60years Diabetes compared with the control group P0.05 Diabetes and the control group compared between the various age groups P0.0519研究论文Table2 Diabetes Group IMT 1.0mm and IMT 1.0mm laboratory parameters compared (mm)参数IMT 1.0mmIMT 1.0mm空腹血糖9.41 士 6.0910.97 土 3.27总胆固醇5.16 士 1.005.24 士 1.49甘油三酯2.061.152.58 土 2.90高密度脂蛋白胆固醇1.12土 0.061.21 士 0.23低密度脂蛋白胆固醇1.97 士 0_902.590.97Diabetes Group IMT 1.0mm and IMT 彡 1.0mm compared P0.0560 -4022. 2%200Diabetes GroupFig. 7 Control group with diabetes plaque detection rates (61 years)Diabetes Group Control group研究论文讨 论颈动脉病变是糖尿病的主要并发症之一，其病理改变主 要是动脉粥样硬化，其发病机理未明，可能原因之一是因血 管内血流成分发生改变，其中酯类、粘多糖代谢紊乱，血糖、 胆固醇及甘油三酯浓度均增高，氧化应激增加，增加了白细 胞与内皮之间的相互作用，增加了低密度脂蛋白氧化和糖苷 化反应，从而使糖化烃产物沉积，引起了一系列链式反应5。 而糖尿病患者的持续高血糖状态加速了糖化烃产物的形成 过程，增加了糖化烃产物的形成量，导致患者组织内糖化烃 产物的积聚，平滑肌细胞和单核巨噬细胞对侵入动脉壁的低 密度脂蛋白胆固醇反应而形成斑块，导致血管腔不同程度狭 窄。本研究中糖尿病组颈动脉发生内膜增厚以及致斑块形 成者占总例数的73%，对照组占39%。其中，49%的患者颈动 脉可探及硬化斑块回声，糖尿病患者颈动脉的内膜增厚率约 为24%，对照组斑块检出率约为15%。糖尿病患者颈动脉病 变发生率高于对照组。糖尿病组中各年龄亚组间颈动脉病变 程度明显不同，3个年龄组依次表现为C组6组六组（见 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9)。结果显示：糖尿病患者颈动脉病变程 度明显重于对照组，而且年龄越大，病变程度越重。I级病 变以动脉内膜增厚为判定依据，图像显示内膜粗糙，内一中 膜增厚，回声可增强，病变程度尚数轻度。从对照组来看， 发生动脉内膜增厚者的年龄皆在40岁以上，40岁以下未见 明显异常。提示其该年龄段有发生早期动脉病变的可能。II 级病变的超声图像表现为动脉内膜异常增厚，管腔不规则， 回声增强，或有小斑块形成，即主要以动脉壁结构及厚度改 变的病理性改变为主，但尚未造成动脉管腔狭窄、阻塞或血 流动力学紊乱。但若动脉病变达到这种程度，一般治疗也不 易将其逆转。随着病变程度的逐渐加重，部分患者出现III级 病变，血管正常功能状态受到影响。由于较大斑块造成管腔 狭窄，使血流量减少，严重者临床出现心血管症状。糖尿病 组中40岁以上的患者发生II、:III级病变的较40岁以下者明 显增加，这表明40岁_左右患者动脉病变有加重趋势。因此， 我们推测：在对糖尿病患者颈动脉病变的分级诊断中，II级 病变可作为判定动脉病变程度加重的一个指标。确定II级以 下病变，对临床早期治疗、控制病情发展有实际意义。而对 颈动脉病变程度达II级以上的患者应特别提示临床注意预 防心血管疾病。施仲伟等6报道颈总动脉或颈内动脉 IMTl.Omm,或者分叉部IMT1. Omm时，提示早期动脉粥 样硬化改变。颈动脉粥样硬化病变与心脑血管疾病高度相 关。每当IMT增厚0.1mm,发生急性心肌梗死的危险性就增 加11%7。本研究表明，彩色多普勒超声检查能客观反映糖 尿病患者的颈动脉病变情况，对跟踪观察动脉病变的变化， 指导临床治疗等具有重要价值。糖尿病由于血糖升高，胰岛素相对缺乏，胰岛素抵抗， 使游离脂肪酸升高，加之脂蛋白酶活性降低，卵磷脂胆固醇 转酰酶（LCAT)等活性降低，肝脂酶活性升高等，从而出现 脂代谢紊乱8。糖尿病患者的颈动脉病变是糖尿病相关死亡 的主要原因，尤其是颈动脉的粥样硬化9。II型糖尿病患者 颈动脉粥样硬化多与代谢紊乱密切相关，其动脉粥样硬化始 于糖尿病发病之前，一旦步入血糖增高阶段，其过程加速_。脂代谢异常是动脉粥样硬化形成的关键，血中胰岛素水平越 高，高密度脂蛋白含量越低，高密度脂蛋白可通过竞争机制 抑制低密度脂蛋白与血管内皮细胞结合，使低密度脂蛋白进 入内膜减少，因此具有抗动脉硬化的作用。所以，高密度脂 蛋白含量越低，加速了动脉硬化的进程11。本研究测定糖尿 病患者空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低 密度脂蛋白胆固醇(LDLC)、糖化血红蛋白(HbAlc)等实验室 参数，分析得出糖尿病颈动脉病变的发生与之有着密切关 系。因此，控制血糖、血脂等，纠正脂代谢紊乱，是防治糖 尿病颈动脉粥样硬化病变的重要措施，可以进一步预防心脑 血管疾病的发生。31结 论1彩色多普勒超声不仅可以确定糖尿病颈动脉病变患 者病变的部位和程度，而且对早期无症状者也可为其提供诊 断依据，对临床有重要意义。但彩色多普勒超声在对血管疾 病的诊断中，也存在一些不足，诸如血管全貌的观察不如动 脉造影，检查所花费的时间长，检测中尚有技术因素等应注o2彩色多普勒超声对糖尿病颈动脉病变的诊断是一种 无创伤、实时、敏捷的诊断方法。3糖尿病病人颈动脉病变的发生率和程度均重于对照 k,且年龄越大，病变程度越重。4对照组40岁左右的人有发生早期颈动脉病变的可 能。5糖尿病患者的空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)、总胆 固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇（LDLC)、糖化血红蛋白 (HbAlc)等生化指标增高与糖尿病颈动脉病变有着密切联小 结糖尿病是一种全身性疾病，随着生活水平的提高，糖尿 病发生率呈上升趋势。糖尿病患者的病理过程主要是糖代 谢紊乱、糖耐量异常、脂质代谢障碍等，代谢紊乱导致大动 脉的结构和功能发生广泛改变，引起血管病变的基础是血 管内皮细胞的损伤，在未出现动脉粥样硬化的病理改变之 前，血管内皮细胞己发生功能异常12。糖尿病患者最严重的 并发症为血管病变，颈动脉IMT增厚是早期动脉粥样硬化的 可靠指标13。糖尿病患者有大动脉粥样硬化，动脉粥样硬 化是动脉硬化中常见的一种，其特点是动脉管壁发生了非 炎症性、退行性和增生性的病变，以及内膜细胞内外脂质的 聚积，导致管壁增厚变硬。动脉粥样硬化可使动脉内膜及中 层增厚，而大动脉的病变中以颈动脉的病变发生率最高14, 且其病变往往早于冠状动脉及脑动脉。本研究表明糖尿病 病人颈动脉病变的发生率和程度均重于对照组，且年龄越 大，病变程度越重。由于糖尿病患者的血小板活化程度明 显增高15,循环血液中处于静息状态的血小板受到生物或 物理因素刺激后，刺激物与血小板上GP lib / Ilia纤维蛋 白原受体结合，使血小板胞桨内的颗粒膜糖蛋白释放并与 脂膜融合，血小板膜表面糖蛋白发生数量重排和构象变化 而成为活化血小板，发生聚集，与血浆纤维蛋白原结合，形 成血栓，微小血栓积聚于血管壁，从而促进动脉粥样硬化的 发生。另外高胰岛素血症刺激血管平滑肌细胞增殖，脂代谢 紊乱及低密度脂蛋白糖基化和氧化修饰以及高血糖损伤血 管内皮细胞等，也使糖尿病患者动脉粥样硬化的发生率显 著增加。本研究还分析了糖尿病患者的空腹血糖(FBG)、甘 油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)、 糖化血红蛋白(HbAlc)等生化指标与糖尿病颈动脉病变的 关系，表明上述生化指标与糖尿病颈动脉病变有着密切的 联系。颈动脉的超声检测不仅能提供动脉粥样硬化存在及发 展变化的依据，而且还可以提供动脉粥样硬化形成后血液 动力学改变的佐证。尤其对于无症状，而存在心血管危险者， 对于预防和治疗大中动脉粥样硬化，减少心脑血管并发症 有重要的临床价值。参考文献1 Reino 0，Raninen Ultrasound imaging for arterial wall thickness measuremeng:An in vito study with steremicrosc- opic ccorrelation J ,Utlrasound in Med&Bid, 1998, 24 (6):838-8392 Pignoli P ,Tmmdi E，Pol A，ET AL.Intimal pius nedial thichness of the orteriol wall : A direct measuremeng with ultrasound imagine，Circulation, 1986,74:13393 Garipy J，Wassonneau W，Levenso J，et al. 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