肌少癥的CT、MR診斷及臨床意義

齊萌 張思偉 劉波

廣東省中醫(yī)院影像科，廣東 廣州 510120

肌少癥是一種以骨骼肌肌量減少及功能減退為主要特點(diǎn)的綜合征, 與機(jī)體老化密切相關(guān)，多種慢性疾病也會導(dǎo)致此癥發(fā)生[1-3]。人口老齡化已成為突出的社會問題，同時(shí)肌少癥也得到了越來越多的關(guān)注[4]。但目前肌少癥發(fā)病原因、發(fā)病機(jī)制等尚待進(jìn)一步明確，因此深入對肌少癥的系統(tǒng)研究對相關(guān)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義。

肌少癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)目前仍存在爭議，使用較多的標(biāo)準(zhǔn)多為歐洲老年肌少癥研究組[5]、國際肌少癥工作組[6]、美國國立衛(wèi)生研究院基金會等機(jī)構(gòu)提出。臨床和研究中肌量的測量主要以雙能X線吸收儀(dual energy x ray absorptiometry，DXA)、生物電阻抗分析(bioelectrical impedancean alysis，BIA)、周邊定量CT(peripheral quantitative CT)、CT、MR等作為檢查方法。DXA具有中等成本和復(fù)雜性，重現(xiàn)性好。生物電阻抗分析在大多數(shù)醫(yī)療環(huán)境中較便宜且易于實(shí)現(xiàn)，是臨床實(shí)踐的首選方法。但上述兩種方法的精確性及針對性均較差，受檢查環(huán)境及身體其他成分的影響較大[7]。定量CT測量結(jié)果差距較大，在興趣區(qū)和測量方案選擇一致性上受到限制[8]。CT與MR目前被認(rèn)為是評估身體成分的金標(biāo)準(zhǔn)，二者的掃描可提供精確的解剖細(xì)節(jié)，特別是可用于評估骨骼肌體積。此外，它們是唯一可以直接評估內(nèi)臟和皮下脂肪含量的檢查方法。且臨床實(shí)踐中患者進(jìn)行CT、MR檢查的同時(shí)即可觀察骨骼肌情況，并不增加輻射量及費(fèi)用。對其進(jìn)行深入研究對臨床診斷、治療及康復(fù)訓(xùn)練均有重大意義。本文就肌少癥的CT、MR診斷及兩者的臨床意義做一綜述。

1 肌少癥的CT診斷

CT測量肌量是基于肌肉與其他組織CT值的差異，圖形軟件可對此加以區(qū)別并自動(dòng)測量。目前國外文獻(xiàn)CT測量的部位包括腹部、大腿及上臂等，最常用的部位為第3腰椎層面，包括測量肌肉橫斷面面積(cross sectional area，CSA)及骨骼肌指數(shù)(skeletal muscle index，SMI)，即CSA與身高比值的平方[9]。一般由第三方軟件根據(jù)CT值進(jìn)行半自動(dòng)輪廓勾畫，由研究者手動(dòng)對骨骼肌邊緣進(jìn)行修整，再由軟件計(jì)算出輪廓內(nèi)面積。

CT診斷肌少癥尚無統(tǒng)一閾值。目前大部分文獻(xiàn)采用的肌少癥診斷閾值范圍為SMI[10]:女性≤39.5～42.1 cm2/m2；男性≤42.2～43.0 cm2/m2(體質(zhì)指數(shù)<25 kg/m2)，≤52.0～55.4 cm2/m2(體質(zhì)指數(shù)≥25 kg/m2)。其中最早出現(xiàn)是由Prado等[11]定義的閾值，男性SMI≤52.4 cm2/m2，女性≤38.5 cm2/m2，也是后期文獻(xiàn)中使用較多的界定值。近期，Carey等[12]通過大型多中心研究推薦使用男性SMI≤50 cm2/m2，女性SMI≤39 cm2/m2作為診斷終末期肝病患者肌少癥的標(biāo)準(zhǔn)，由此可見針對不同疾病，肌肉減少癥診斷的閾值也可能存在差異，這也需要更多臨床試驗(yàn)或循證方法來驗(yàn)證不同疾病肌少癥診斷閾值的可靠性及結(jié)局預(yù)測的準(zhǔn)確性。

CT在量化脂肪及評估脂肪浸潤的肌肉方面是非常可靠的。然而CT的骨骼肌測量需要高度專業(yè)化的研究人員、專業(yè)的軟件和相對較長的時(shí)間，在廣泛應(yīng)用的過程中也受到高昂成本的阻礙；雖然圖像采集所需的時(shí)間比MRI更短，但也應(yīng)該考慮到CT涉及的輻射暴露問題[13]。

2 肌少癥的MRI診斷

MR圖像具有非常高的軟組織分辨率，可將肌肉與脂肪組織清晰區(qū)別，形成明確的肌肉輪廓，測量簡單且準(zhǔn)確；測量重復(fù)性好，對組織結(jié)構(gòu)和成分變化較敏感[14]，適用于長期隨訪和療效監(jiān)測。另外，MR圖像還可顯示水腫、炎性病變、脂肪浸潤、纖維化等改變[15]，這是其他影像方法難以做到的。故MR可作為骨骼肌形態(tài)學(xué)測量及成分評估的金標(biāo)準(zhǔn)。

評估影像的序列常用T1WI，因?yàn)樵撔蛄袌D像可清楚區(qū)分肌肉和脂肪，使肌肉量化測量更精確。與CT相比，MR對骨骼肌的測量多應(yīng)用于四肢肌肉，也用于部分頭頸部肌肉測量[16]。以股骨近端至遠(yuǎn)端為大腿全長測量范圍，其中間1/3段的測量在目前絕大多數(shù)文獻(xiàn)中都是可實(shí)現(xiàn)的，Yang等[17]認(rèn)為其中間50%層面測量的肌肉面積，最能代表整個(gè)大腿肌肉體積，且與肌少癥的臨床標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系最密切。MR常規(guī)圖像即可對顳肌厚度進(jìn)行測量，結(jié)果與乳腺癌及非小細(xì)胞肺癌腦轉(zhuǎn)移患者的生存率息息相關(guān)[16]。除常規(guī)MR對肌肉進(jìn)行測量或評估外，其余MR技術(shù)也可用于肌肉的評估[18-19]，彌散張量成像、彈性成像、超短回波時(shí)間成像等，有望在影像學(xué)層面解釋骨骼肌解剖和功能之間關(guān)系[19]；血氧水平依賴成像可對肌肉微循環(huán)進(jìn)行評估，T2mapping可測評肌萎縮狀況；高分辨率磁共振光譜可以檢測小鼠骨骼肌代謝物與年齡的相關(guān)變化[20]，從而為未來肌少癥的代謝組學(xué)調(diào)查鋪平了道路。但這些先進(jìn)的MR技術(shù)均較為復(fù)雜，就目前大多數(shù)臨床機(jī)構(gòu)來講應(yīng)用有限，其前景需要進(jìn)一步驗(yàn)證[21]。

雖然MR不涉及放射線暴露并具有優(yōu)良的定量測量精度，同時(shí)能更精確地對脂肪成分進(jìn)行識別及評估，但由于其成本高，技術(shù)困難和空間需求限制了其在臨床和研究中的應(yīng)用，為獲取高質(zhì)量掃描所需的后期處理時(shí)間進(jìn)一步阻礙了大規(guī)模應(yīng)用。另外心臟起搏器、金屬假體等檢查禁忌縮小了MR的應(yīng)用范圍，不同的數(shù)據(jù)采集協(xié)議也影響了MR肌量評估的統(tǒng)一及標(biāo)準(zhǔn)化。MR目前更適合于小規(guī)模研究中肌肉數(shù)量和質(zhì)量的準(zhǔn)確測量[13]。

3 臨床意義

3.1 與骨質(zhì)疏松及脆性骨折密切相關(guān)

多項(xiàng)前瞻性研究[22-24]已證實(shí)肌少癥與骨質(zhì)疏松癥均是導(dǎo)致骨折的獨(dú)立危險(xiǎn)因子。肌少癥是繼骨質(zhì)疏松癥之后的臨床研究靶點(diǎn)[24]。Bokshan等[25]認(rèn)為肌少癥患者常發(fā)生骨質(zhì)疏松，而且是獨(dú)立于骨質(zhì)疏松的脆性骨折的預(yù)測因素，故需要在骨科患者中進(jìn)行診斷、治療和預(yù)防肌肉減少癥的舉措。

肌少癥在嚴(yán)重的老年髖臼骨折患者中非常常見，與機(jī)體能量減低、前柱骨折和1年死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)[26]。大多數(shù)骨折由跌倒直接誘發(fā)，而肌少癥可顯著增加跌倒風(fēng)險(xiǎn)。一方面肌量減少引起力學(xué)負(fù)荷減低，可造成廢用性骨量降低；另一方面由于II型肌肉纖維量減少，可降低肌肉強(qiáng)度，引起身體平衡力下降，更容易導(dǎo)致跌倒發(fā)生。

肌少癥與骨質(zhì)疏松癥分別累及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的兩大器官，二者有著密不可分的關(guān)系，內(nèi)在的聯(lián)系更是錯(cuò)綜復(fù)雜[27]，主要包括以下方面：①力學(xué)影響。骨骼肌的收縮可帶動(dòng)骨骼運(yùn)動(dòng)，力學(xué)刺激可同時(shí)引起肌肉細(xì)胞及成骨細(xì)胞的分化，相反肌力減低可造成骨骼廢用性骨量減少，故老年人或營養(yǎng)不良患者肌少癥和骨質(zhì)疏松常常同時(shí)存在；②內(nèi)分泌調(diào)控[24]。部分內(nèi)分泌因子如維生素D的缺乏、雄激素的剝奪等，內(nèi)分泌疾病如皮質(zhì)醇增多癥、糖尿病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎[28]等可同時(shí)導(dǎo)致肌量和骨量的減低；③代謝調(diào)節(jié)。Wnt/β-catenin[29]、PI3K/Akt信號通路已被證實(shí)是肌細(xì)胞及成骨細(xì)胞調(diào)節(jié)的共同通路[30]。

總之，肌肉與骨骼受以上方面影響，明顯增加老年人肌少癥和骨質(zhì)疏松癥的患病率，使得肌少癥不但與低骨量密切相關(guān)，同時(shí)明顯增加跌倒與骨折的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 預(yù)后及結(jié)局預(yù)測

CT及MR檢查在臨床實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用，對于腫瘤患者而言，無論是病變的檢查、術(shù)前評估還是術(shù)后的評價(jià)及復(fù)查，都不可避免地需要進(jìn)行CT或MR檢查，這也為肌少癥CT及MR診斷的研究提供了大量的病例基礎(chǔ)。近幾年國外已有不少文章對肌少癥及各種腫瘤指標(biāo)及預(yù)后的關(guān)系進(jìn)行了初步探討，但在國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)。

使用CT或MR圖像中肌肉面積測量作為判斷肌少癥的指標(biāo)，然后對腫瘤或腫瘤治療后結(jié)局指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，是近幾年國外文獻(xiàn)中普遍使用的研究思路。在這類文獻(xiàn)分析中得出結(jié)論，肌少癥與胃癌[31]、食管癌[32]、結(jié)直腸癌[33]、胰腺癌[34]、肝癌[35]、小細(xì)胞肺癌[36]、淋巴瘤[37]、腎癌[38]治療后的不良結(jié)局有顯著相關(guān)關(guān)系，并成為大部分腫瘤預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測因子。例如Nakashima等[39]近期通過分析食管癌切除術(shù)患者的資料，發(fā)現(xiàn)肌少癥患者吻合口漏和院內(nèi)死亡的發(fā)生率明顯增高，是食管吻合口漏的危險(xiǎn)因子，也是對不良生存預(yù)后的顯著影響因素。Prado等[40]總結(jié)了CT及MR等新興應(yīng)用的臨床價(jià)值，突出了肌肉、脂肪等軟組織作為發(fā)病率和死亡率獨(dú)立預(yù)測因子的重要性，身體組成的健康對于非臨床和臨床狀態(tài)的治療決策、預(yù)后生活質(zhì)量至關(guān)重要。Shachar等[10]通過對38個(gè)肌少癥相關(guān)研究進(jìn)行Meta分析，通過循證方法亦證實(shí)了上述結(jié)論。

另外對于非腫瘤性病變，如肝硬化[1]、呼吸衰竭[41]、腹膜疝修復(fù)[42]、動(dòng)脈瘤修復(fù)[43]、緊急剖腹手術(shù)[44]預(yù)后亦有明顯的預(yù)測作用。

3.3 機(jī)會性篩查

臨床實(shí)踐中CT或MR應(yīng)用廣泛，尤其是對于老年人，進(jìn)行CT及MR檢查的機(jī)會非常多。在這些情況下進(jìn)行的CT或MR檢查，除了可以解決臨床的實(shí)際問題和達(dá)到檢查目的，還可以同時(shí)利用獲得圖像對骨骼肌進(jìn)行面積或成分的測量。由此得出的是否患有肌少癥的判斷，對患者短期及長期生存率的預(yù)測均有非常高的參考價(jià)值。

Kaplan等[45]通過機(jī)會性篩查肌少癥、骨質(zhì)疏松與老年創(chuàng)傷患者1年死亡率關(guān)系的研究，指出肌少癥與骨質(zhì)疏松兩者均為增加老年創(chuàng)傷后患者1年死亡率的獨(dú)立影響因素，同時(shí)提出老年人肌少癥及骨質(zhì)疏松的篩查，對識別創(chuàng)傷后患者的高風(fēng)險(xiǎn)結(jié)局，具有潛在的指向性干預(yù)作用。早期結(jié)直腸癌老年患者中，肌少癥普遍存在，在對患者病變進(jìn)行CT評估的同時(shí)，對肌少癥患者進(jìn)行識別并及時(shí)干預(yù)，有利于生存率及生活質(zhì)量的提高[46]。對于需要進(jìn)行緊急剖腹手術(shù)的急腹癥患者，術(shù)前的CT不但可以對病變進(jìn)行定位及評估，同時(shí)進(jìn)行的肌少癥分析在單變量分析中顯著預(yù)測死亡率，而且不會額外增加風(fēng)險(xiǎn)或成本，方便用于術(shù)前風(fēng)險(xiǎn)評估和咨詢[44]。

3.4 身體成分監(jiān)測

隨著年齡增加，肌少癥發(fā)病率逐漸增高，研究并監(jiān)測身體組成的興趣日益增加。監(jiān)測身體組成對于營養(yǎng)和醫(yī)療介入是非常有用的。由于MR圖像測量的準(zhǔn)確性、無輻射性等優(yōu)勢，已成為此類研究的首選檢查方法[13]。

MR圖像精確區(qū)分肌肉和骨骼、肌肉與肌肉之間的關(guān)系，通過對年輕人及老年人大腿組織MR圖像的測量及對比，Maden-Wilkinson等[47]發(fā)現(xiàn)四頭肌比其他大腿肌肉相對地受老化影響更大。

對比測量血流阻力低強(qiáng)度阻力訓(xùn)練(BFR-RT)前后磁共振成像股四頭肌的肌肉橫截面積(CSA)及心血管指數(shù)的變化，得出這種運(yùn)動(dòng)可以改善肌肉CSA以及最大肌肉力量，但不會對老年人的動(dòng)脈硬化或肱骨凝血因子產(chǎn)生負(fù)面影響[48]。另外通過磁共振成像獲得的大腿中段橫截面圖像的監(jiān)測，證明緩慢和強(qiáng)阻力運(yùn)動(dòng)可以增加健康老年人的肌肉尺寸和強(qiáng)度[49]。

4 小結(jié)

目前來講，使用CT、MR進(jìn)行骨骼肌量測量的方法、部位均沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各地區(qū)、各人種使用的具體診斷閾值也不盡相同，但是使用這兩種方法對肌少癥進(jìn)行評價(jià)的準(zhǔn)確性，對臨床結(jié)局進(jìn)行預(yù)測的價(jià)值是肯定的。通過對骨骼肌量的精確監(jiān)測，可以對肌少癥的治療和干預(yù)效果進(jìn)行評估，從而改善患者的預(yù)后，對臨床治療及康復(fù)具有重大意義。