肌肉質(zhì)量測定方法的研究新進展

黃馳歡 劉靜 徐道明 許華寧 季發(fā)權 陳銘 曹雅娜 劉蘭英

南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，江蘇 南京210029

肌少癥的患病率隨人口老齡化發(fā)展逐年上升，據(jù)統(tǒng)計全球肌少癥患病率將從目前的5 000萬人增加到2050年的5億人左右[1]。肌少癥的影響不僅表現(xiàn)在軀體活動上，對人體代謝、內(nèi)分泌等均產(chǎn)生一定的影響，甚至降低預期壽命[2-3]。歐洲老年肌少癥工作組[4](European Working Group on Sarcopenia in Older People，EWGSOP)建議肌少癥的診斷應包含肌肉質(zhì)量、肌肉力量及功能的綜合性評估，同時將肌少癥前期定義為只有單純肌肉質(zhì)量的減少但不伴肌肉力量及功能的減退。有研究[5-6]指出人類在25歲左右肌肉質(zhì)量達到峰值，30歲后肌肉質(zhì)量開始緩慢減少，60歲后快速進入衰弱狀態(tài)并且以每年2 %速度下降。因此，肌肉質(zhì)量評估對肌少癥的診斷、早期干預及避免其帶來的不良后果至關重要。下面將對臨床常用于肌肉質(zhì)量檢測方法進行系統(tǒng)性闡述，為肌少癥臨床診斷與評估提供一定的參考。

1 雙能X線吸收測定法(dual-energy X-ray absorptiometry , DXA)

雙能X線于1998年最先被Baumgartner等[7]用于肌肉質(zhì)量的檢測，其原理是通過人體不同組織對射入X線光子能量衰減來確定骨礦含量和人體組織成分占比[8]。2019年亞洲肌少癥工作組[9](Asian Working Group for Sarcopenia, AWGS)以DXA測得的四肢骨骼肌含量來計算骨骼肌質(zhì)量指數(shù)(skeletal muscle index，SMI)[四肢骨骼肌含量(kg)/身高的平方(m2)]評估肌少癥，將女性< 5.4 kg/m2、男性<7.0 kg/m2定為診斷肌少癥的截止值。DXA以其可以量化單個身體部位的脂肪量、骨骼肌含量、骨礦物質(zhì)含量的優(yōu)勢，且操作簡單、經(jīng)濟和低輻射等成為臨床評估肌肉質(zhì)量的常用技術[10]。但DXA存在設備體積較大，不便于進行社區(qū)肌少癥流行病學篩查。此外，DXA在進行肌肉質(zhì)量測定時，將肌肉組織外的其他組織如皮膚、水、骨髓、結締組織等質(zhì)量也被包含在內(nèi)，從而影響DXA測量的結果[11]。有研究[12-13]將DXA與生物阻抗譜相結合進行肌肉質(zhì)量檢測結果優(yōu)化，彌補DXA因人體組織成分變化所帶來的測量誤差。

2 計算機斷層掃描(computed tomography，CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)

CT、MRI對骨骼肌、脂肪等組織分辨率高且能提供精確的解剖細節(jié)，通過脂肪浸潤程度來獲得肌肉量信息，被認為是評估肌肉質(zhì)量的金標準[14]。CT在繪制跟蹤的感興趣區(qū)內(nèi)獲得骨骼肌的橫截面積(cross-sectional area，CSA)反映局部的肌肉質(zhì)量，臨床常以L3椎體水平CT腹部掃描獲取CSA[15]。也有用L3椎體平面骨骼肌指數(shù)(L3skeletal muscle index，L3SMI)[L3椎體平面骨骼肌面積(L3skeletal muscle area，L3SMA)與身高平方(ht2)比：L3SMA/ht2]來反反映肌少癥肌肉質(zhì)量[16]。左玉強等[17]提出L3SMA與體表面積(body surface area，BSA)標準化(L3SMA/BSA)比與ht2標準化，對肌少癥肌肉質(zhì)量置信度更高。外周骨定量CT(pQCT)和高分辨pQCT(HR-pQCT)在標準CT基礎上發(fā)展而成，也可用于肌肉的定量評估[8,18]。與CT相比，pQCT和HR-pQCT具有更高的空間分辨率且耗時少及輻射量低的優(yōu)點[19-20]。但pQCT和HR-pQCT在肌肉質(zhì)量測量中缺乏統(tǒng)一共識標準且費用較高、操作復雜等局限性限制臨床推廣使用[17,21]。近期有研究[22]使用雙能CT量化骨骼肌內(nèi)的脂肪比例來檢測肌肉質(zhì)量，其結果與MRI肌肉質(zhì)量測量結果同一性較好。

與CT相比，MRI在分析組織結構和組織成份方面更加精確，如可量化單個肌群的體積和質(zhì)量，同時提供組織水腫、肌肉炎癥、纖維化等信息[17,23]。有研究[24]將L3椎體水平的磁共振擴散加權成像表觀擴散系數(shù)值(DWI-ADC)反映圍絕經(jīng)期肌少癥婦女肌肉質(zhì)量，此值減少了因個體差異導致的誤差。MRI在肌肉質(zhì)量評估具有安全、無電離輻射和結果精準性優(yōu)勢，但費用較高、操作復雜，其推廣具有一定局限性。

3 生物電阻抗分析(bioimpedance analysis，BIA)

BIA通過測量骨骼肌中富含電解質(zhì)液體(例如水)與富含脂質(zhì)液體(例如脂肪組織)對電流阻抗大小來衡量肌肉質(zhì)量。于1996年，較先被Heber等[25]用于肌少癥肌肉質(zhì)量的評估。有研究[26]以DXA結果為標準來驗證BIA評估肌肉質(zhì)量方面的準確性，其結果存在較高相似性，推薦用于社區(qū)老年人群篩查。有研究通過不同的BIA預測方程來評估肌肉質(zhì)量。Yamada等[27]開發(fā)了8電極MF-BIA四肢骨骼肌含量(appendicular lean mass，ALM)評估方程，避免了因年齡因素導致BIA評估ALM準確性問題。Xu等[28]基于DXA和MRI結果驗證了四個BIA預測方程，將身高、體重、性別、年齡、種族等變量因素納入方程分析以評價肌肉質(zhì)量，減少了測量結果的差異性，并預測此方程有潛力成為量化骨骼肌質(zhì)量的實用方法。有研究[29]認為，使用預測方程減少BIA肌肉質(zhì)量值的誤差。BIA擁有安全、無創(chuàng)、便攜等優(yōu)勢，但其測量結果會受到水合狀態(tài)、食物攝入和運動等因素的干擾，目前BIA被推薦用于社區(qū)篩查[30-31]。

4 超聲

2011年肌少癥、惡病質(zhì)和消瘦障礙學會[32](The Society on Sarcopenia, Cachexia and Wasting Disorders，SCWD)將超聲納入肌少癥肌肉質(zhì)量評估工具中。Yuguchi等[33]通過超聲量化腓腸內(nèi)側肌厚度反映肌肉質(zhì)量，Neira等[34]研究驗證了超聲測量腓腸肌厚度與低骨骼肌質(zhì)量具有良好的相關性，并提出其最佳的厚度在橫切面為18.5 mm，在縱切面為17.3 mm。除使用肌肉厚度(muscle thickness，MT)來評估肌肉質(zhì)量外，Barbosa-Silva等[35]運用超聲與人體測量學組合，開發(fā)出四肢肌肉質(zhì)量的預測方程：[(2個MTS)+ 2個長度(+ 2周長)= 4個肢體的肌肉質(zhì)量(兩個“長度”(身高和臂長)、兩個周長(手臂和大腿)和兩個超聲測量的MT(手臂和大腿)]，此方程得出的肌肉質(zhì)量與DXA測量的肌肉質(zhì)量值相似(P分別為0.13 和 0.09)，推測此方程有望成為老年人肌肉質(zhì)量評估的替代方案。Narici等[36]通過超聲在股骨遠端長度的35 %處測量股外側肌束長度(Lf)和厚度(Tm)，計算 Lf/Tm 的比率即超聲指數(shù)(USI)反映肌肉質(zhì)量，并與DXA進行比較，發(fā)現(xiàn)DXA衍生的SMI與USI相關(r= 0.61，P< 0.000 1)

肌肉形態(tài)學的評價是超聲臨床應用的優(yōu)勢之一，通過超聲測量肌肉形態(tài)學來評估肌肉質(zhì)量，由于測量過程中需人工提取肌肉厚度，其測量點缺乏統(tǒng)一標準定位，易受主觀因素影響，限制了其作為評估肌肉質(zhì)量的工具在臨床廣泛使用。隨著超聲技術的不斷發(fā)展，肌骨超聲在康復領域的成熟應用，近年來，超聲對肌肉功能評價的報道越來越多。2021中國老年人肌少癥診療專家共識[37]指出肌肉超聲不僅可以直接測量肌肉厚度、橫截面積、肌纖維長度等形態(tài)學指標，而且對反映肌肉功能的羽狀角和楊氏模量的檢測具有很好的信度和效度，推薦其為一種更便捷的肌肉質(zhì)量檢測方法。Zhu等[38]的研究中指出，通過肌肉超聲測量女性的腓骨后部MT、尺骨前部MT和腓腸肌內(nèi)側肌羽狀角，男性的脛骨后部MT和尺側前部MT，此組合是評估中國老年肌肉質(zhì)量很有前景的一種方法。也有研究通過超聲動態(tài)實時反映肌肉收縮狀態(tài)與松弛狀態(tài)的剛度值更加準確提供肌肉性能，可為肌少癥的臨床評估與治療提供確切依據(jù)[39]。

5 D3-肌酸稀釋法

肌酸是一種胍基化合物，大部分被肌細胞主動吸收，在肌酸激酶的催化下轉化為高能代謝物磷酸肌酸，由于肌酸通過不可逆反應轉化為肌酐并隨尿液排出體外，因此口服D3-肌酸可使尿液中富含D3-肌酐，D3-肌酐量化提供了對全身肌酸池大小的測量，再通過一系列換算最終得出肌肉質(zhì)量[8]。

Clark等[40]研究表明D3-肌酸稀釋法提供了與MRI相關性很好的肌肉質(zhì)量估計值(r=0.91，P< 0.000 1 )。Duchowny等[41]研究指出D3-肌酸稀釋法在測量和檢測肌肉質(zhì)量變化方面提供更高的準確性，能夠提供肌肉質(zhì)量隨時間下降的情況，同時還可預測因肌肉質(zhì)量較低而可能帶來的風險。2011 SCWD 指出D3-肌酸稀釋法可能會解決其他肌肉質(zhì)量檢測方法的局限性。Zanker 等[42]將D3-肌酸稀釋法測量肌肉質(zhì)量用于預測老年人健康風險的工具，并推薦用于急性和長期護理環(huán)境中。任燕等[43]對D3-肌酸稀釋法相關的文獻研究進行回顧，發(fā)現(xiàn)它不受水分、骨骼肌中的脂肪和纖維組織等干擾，可彌補其他影像技術的缺陷。D3-肌酸稀釋法可直接評估全身肌肉質(zhì)量[44]，受試者只需口服一定劑量D3-肌酸膠囊和收集尿樣本，與高輻射CT相比受試者易于接受。綜上，D3-肌酸稀釋法在未來肌少癥研究中，很有可能作為一種常用的生物檢查方法。

6 小結與展望

肌少癥作為老年人的常見病，常伴隨其他衰老性疾病如原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥。兩者都是與增齡相關的疾病，擁有類似的發(fā)病基礎。肌肉附著于骨骼上，為肢體活動產(chǎn)生動力，骨骼則為肌肉提供力學支撐，二者在結構上相互依存，在功能上相互為用。持續(xù)肌肉質(zhì)量減少易發(fā)展為肌少癥，同時肌肉質(zhì)量減少對原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生發(fā)展有重要的影響。肌肉質(zhì)量的減少已被認為是兩者共同的發(fā)病因素。因此早期對肌肉質(zhì)量的評估來預測其帶來肌骨共病發(fā)生的風險，對老年人增齡相關疾病的防治意義重大。

在肌肉質(zhì)量評定的方法中，DXA被推薦為肌肉質(zhì)量測定的首選方法，在便攜性方面比較欠缺。CT和MRI在肌肉與脂肪分辨率上較DXA更勝一籌，但價格不具有優(yōu)勢性，不適用于流行病學的篩查。BIA與上述3種技術相比，其操作簡單、價格低且易于在社區(qū)篩查，但受干擾因素較多，結果易受影響。

隨著功能超聲的快速發(fā)展，實時剪切波彈性成像技術在肌肉骨骼領域的應用有了長足的發(fā)展，其不僅具有無創(chuàng)、經(jīng)濟、便捷等優(yōu)勢，還可實時動態(tài)評價肌肉功能。通過超聲評價肌肉的楊氏模量值和羽狀角，可實時反映肌肉的收縮狀態(tài)與松弛狀態(tài)的剛度值，為肌肉質(zhì)量的評估提供了一個更加便捷的工具。D3-肌酸稀釋法作為評價肌肉質(zhì)量的生化指標新方法，雖然該技術檢測耗時較長，計算程序復雜，但隨著近年來檢測技術水平的進步，該方法不易受被檢測者軀體疾病影響，同時安全、無創(chuàng)且可動態(tài)反映全身肌肉質(zhì)量變化趨勢的優(yōu)點被越來越多的臨床專家所接受，可為預測肌肉質(zhì)量降低帶來的風險和及時反映治療效果提供參考依據(jù)。

綜上所述，超聲技術和D3-肌酸稀釋法在肌肉質(zhì)量檢測中能彌補其他檢測方法的局限性，在未來臨床和科研使用中具有廣闊前景。