超声新技术对2型糖尿病肾脏和肢端微血管病变的研究

摘要

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是目前人类健康的第三位杀手，已发展为一种世界范围内威胁人类健康的重要疾病。糖尿病肾损害(diabetic nephropathy，DN)、肢端坏疽是常见而严重的微血管病变，也是糖尿病患者致死、致残的常见原因。早期微血管病变是可逆的、功能性的改变，早期干预能阻止或延缓肾脏损害的进展，因此提供早期诊断微血管病变的依据成为医学领域学者面临的重要课题，对于肾脏微血管病变的研究也成为关注的热点。
　　 肾损害的发生、发展常引起血流灌注的改变或与血流灌注改变有关，因而如能寻找有效评价其血流灌注的方法，正确评估肾血流灌注对判断肾功能的状态、肾损害的严重程度及其转归有重要意义。
　　 研究证实，超声造影是近年来兴起的一种评价血流灌注的新方法，由于新型造影剂SonoVue的微泡小于红细胞，可顺利经过肺循环，经外周静脉注射后随血流可达到肾实质毛细血管网，增强并显示肾内微小血管的血流信号，有利于观察肾的血流灌注情况，具有能实时显像、无电离辐射、可多次重复检查、价格相对低廉等优点，且有更好的空间和时间分辨力。超声造影剂微泡的血流动力学与红细胞基本相似，通过研究造影剂微泡在肾脏的灌注及排泄规律，分析造影时间一强度曲线，可在一定程度上定量分析肾脏的血流灌注特点。
　　 e-Flow技术是基于传统能量多普勒技术的新一代血流成像模式，与彩色多普勒相比，该技术对极低速度血流的敏感度明显增加，“外溢”伪像减少，清晰度增加，因此可真实地显示肢端末梢微小血管的血流充盈状态，提供较传统彩色多普勒和能量多普勒技术更敏感的血流信息。
　　 本研究内容分为五部分，前三部分为动物实验，采用超声造影与形态学对比研究，观察自发性糖尿病(Goto-Kakisaki Wistar Rats， GK)大鼠肾脏的血流灌注变化和组织病理学改变，四、五部分为临床研究，采用超声造影、e-Flow成像新技术，探索糖尿病肾损害和肢端微血管病变的发生发展规律，为临床早期诊断微血管病变提供依据。
　　 第一部分自发性糖尿病大鼠肾脏的形态学实验研究
　　 目的：研究自发性糖尿病(GK)大鼠早期肾脏组织病理学特点，以及随病程进展的动态变化规律，为探讨2型糖尿病肾脏血流灌注变化以及糖尿病肾损害的早期诊断提供形态学基础。
　　 方法：①自发性糖尿病(GK)雄性大鼠30只，按周龄分为3组，4周龄、12周龄、20周龄每组各10只。另选周龄与GK大鼠相匹配的Wistar雄性大鼠30只作为对照。②采用尾部光电测压法测量收缩压。③心腔取血，测血糖、尿素氮、肌酐、总胆固醇、甘油三酯等项血生化指标。④膀胱穿刺取尿，BCA法测定尿蛋白浓度。SDS-PAGE电泳法分析尿蛋白成分。⑤肾脏取材后，常规石蜡制片、电镜制片，分别行光学显微镜、电子显微镜观察。
　　 结论：自发性糖尿病(GK)大鼠4周龄时即出现高血糖，12周出现肾小球增大、局灶性硬化、系膜区扩张、肾小球毛细血管基底膜增厚和肾小管变性等典型的肾损害病理学变化，且随病程延长呈进行性加重。这些形态学异常可能是早期肾小球高滤过的病理学基础。自发性糖尿病大鼠是研究2型糖尿病肾损害的理想模型。
　　 第二部分自发性糖尿病大鼠肾脏微血管密度的定量研究
　　 目的：探讨自发性糖尿病大鼠肾内微血管密度的变化规律，及其与2型糖尿病发生、发展的相关关系，为肾脏血流灌注的研究提供形态学基础。
　　 方法：雄性GK大鼠4周龄、12周龄、20周龄各10只，周龄相匹配的Wistar大鼠各10只作为对照组，用免疫组化法染色。每只大鼠标本选5张切片，每张切片分别对皮质区和髓质区各随机采集18个视野。图像分析系统对皮质区和髓质区微血管密度分别进行定量分析。另在每张切片皮质区随机选取5个肾小球，采用不规则方式分割，对肾小球毛细血管密度、肾小球面积和周长进行分析。
　　 结论：GK大鼠存在肾微血管稀少的现象，因微血管稀少发生在糖尿病形成之后，并随糖尿病程的延长逐渐明显，推测它可能是糖尿病引起的一种继发性改变。幼年GK大鼠的肾髓质微血管稀少，提示微血管稀少的现象也可能与遗传因素有关。
　　 第三部分超声造影增强显像对自发性糖尿病大鼠肾脏血流灌注的实验研究
　　 目的：探讨自发性2型糖尿病大鼠(GK)肾实质血流灌注特点及变化规律，为临床糖尿病肾损害的早期诊断和干预提供理论依据。
　　 方法：自发性2型糖尿病雄性大鼠(GK)30只，按周龄分为3组，4周龄10只，12周龄10只，20周龄10只。Wistar雄性大鼠30只，按周龄分为3组，4周龄10只，12周龄10只，20周龄10只作为对照。经股静脉插管，团注法快速注射超声造影剂SonoVue，剂量为0.028ml/100g体重。实时观察实验大鼠肾实质显影情况，观察并存储注射造影剂后0～5 min的动态图像，时间—强度曲线(time intensity curve，TIC)分析肾实质的灌注特点。
　　 结论：实时超声造影增强显像可以有效地观察自发性糖尿病大鼠肾实质血流灌注特点及变化规律，自发性糖尿病大鼠早期即存在肾实质微循环的灌注异常。
　　 第四部分超声造影增强显像对2型糖尿病合并肾损害肾脏血流灌注的临床研究
　　 目的：探讨实时超声造影增强显像及定量分析技术评价糖尿病肾损害肾脏血流灌注改变的临床价值。
　　 方法：选取对照组(健康成人21例)、早期肾损害组(CKD1-2期)19例、晚期肾损害组(CKD4-5期)14例，所有受检者造影前1天检测血清肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)等血液生化指标。检查时经肘静脉团注SonoVue(0.03 ml/kg)行肾脏实时超声造影增强显像，观察并存储注射造影剂后0～5 min的动态图像，观察肾皮质的灌注过程，选择拟合度(Goodness of Fitness Index，GOF)85％以上的灌注曲线，应用定量分析软件对时间—强度曲线(TIC)进行脱机分析，分别计算3组基础强度(Basic intensity，BI)，强度增量(A1)，下降支斜率(Sloperate of descending curve，A2)，上升支斜率(Sloperate of ascending curve，A3)、显影时间(Arriving Time，AT)、达峰时间(timeto peak intensity，TTP)、造影剂平均通过时间(mean trasit time，MTT)、峰值强度(peakintensity，PI)、曲线下总面积(area under the curve，AUC)，包括上升段曲线下面积AUC1与下降段曲线下面积AUC2。对以上检测结果进行统计学分析，并进行达峰时间、曲线下面积与肾小球滤过率GFR的相关性检验。
　　 结论：超声造影技术可较敏感地反映糖尿病肾损害肾血流灌注的变化特点，有望成为一种评价肾脏血流动力学及血流灌注的改变，提示早期肾损害，评估病变程度，反映肾小球滤过率、提供肾损害分级标准，预测预后的精确、无创、简便、敏感地临床实用技术。
　　 第五部分e-FIow成像对2型糖尿病患者指、趾端微循环状态的评价
　　 目的：研究指、趾腹小动脉和甲床微动脉的结构及血流动力学参数，评价糖尿病患者手指、足趾端微循环状态。
　　 方法：73例2型糖尿病患者按病程由短到长分为3组，正常对照组40例。采用e-flow成像显示末节指、趾腹小动脉和甲床微动脉，获得多普勒指标，用血管像素比估算血管数量。
　　 结论:糖尿病早期(病程5年内)即可出现指、趾端微血管血流动力学改变，晚期血管数量减少。肢端末梢微血管受损早于肢端缺血症状的出现。趾端血管损害出现较指端更早，程度更重。e-Flow可作为评价肢端早期微血管病变的有效方法。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要缩写词中英文对照简表

声明

前言

第一部分 自发性糖尿病大鼠肾脏形态学的实验研究

引言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第二部分 自发性糖尿病大鼠肾脏微血管密度的实验研究

引言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第三部分 超声造影增强显像对自发性糖尿病大鼠肾脏血流灌注的实验研究

引言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第四部分 超声造影增强显像对2型糖尿病合并肾损害患者肾脏血流灌注的临床研究

引言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第五部分 e-Flow成像对2型糖尿病患者指、趾端微循环状态的评价

引言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

全文总结

综述 糖尿病血管病变的影像学研究进展

博士期间发表的论文

致谢