肌少癥的定量測(cè)量現(xiàn)狀及研究進(jìn)展

晏乘曦 唐光才* 程曉光

1.西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，四川 成都 646000 2.北京積水潭醫(yī)院放射科，北京 100035

肌少癥是一種新定義的老年性疾病，是一種隨年齡增長(zhǎng)而發(fā)生骨骼肌質(zhì)量減少及其功能障礙的退行性病變，因此又被稱為年齡相關(guān)性肌肉減少癥[1]。肌少癥前期患者僅有肌肉質(zhì)量下降，肌肉力量和功能尚保持正常，患者能維持獨(dú)立生活。此期對(duì)肌少癥前期患者進(jìn)行及時(shí)干預(yù)，預(yù)防肌肉力量及功能下降效果更好。肌肉質(zhì)量的測(cè)定是肌少癥篩查的關(guān)鍵要素，是目前肌少癥研究的熱點(diǎn)之一。本文介紹具有代表性的關(guān)于肌少癥定量測(cè)量的方法及其應(yīng)用進(jìn)展，并比較各種方法的優(yōu)劣，為肌少癥研究者及老年醫(yī)學(xué)臨床工作人員提供一定的參考。

1 肌少癥的定義及骨、肌、脂三者的關(guān)系簡(jiǎn)述

“Sarcopenia”一詞最早由美國(guó)塔夫茨大學(xué)教授Rosenberg于1988年提出，該術(shù)語(yǔ)源于希臘語(yǔ)，“sarco”指肌肉(希臘文sarx)，“penia”意指流失或減少，“sarcopenia”意為肌肉減少[2]。最初，它僅指的是骨骼肌的質(zhì)量和力量隨著年齡的增長(zhǎng)而流失[3]。然而對(duì)于科研和臨床實(shí)踐來(lái)說(shuō)，肌少癥仍然缺乏被廣泛認(rèn)可的定義。直到Olde Rikkert等[4]建議將它視為老年綜合征的一種，這一新觀點(diǎn)推動(dòng)了對(duì)肌少癥的認(rèn)識(shí)和治療，盡管是在肌少癥的病理機(jī)制尚未被完全研究透徹的情況下提出的。肌少癥的常見(jiàn)病因有老齡化、幼年發(fā)育影響、后期營(yíng)養(yǎng)不良、長(zhǎng)期臥床或久坐的生活方式、慢性消耗性疾病以及特定藥物的攝取等[5-7]。然而肌少癥的概念并不僅限于老化，幾乎所有年齡階段都有可能發(fā)生；同時(shí)在老年病患中，也可能合并存在除年齡以外的其他多種病因[8]。綜合既往研究成果，2010 年由歐洲老年醫(yī)學(xué)會(huì)、歐洲臨床營(yíng)養(yǎng)和代謝學(xué)會(huì)、國(guó)際老年醫(yī)學(xué)聯(lián)合會(huì)歐洲分會(huì)和國(guó)際營(yíng)養(yǎng)與老化聯(lián)合會(huì)組成的老年肌少癥歐洲工作組(European working group on sarcopenia in older people，EWGSOP)和2011年國(guó)際肌少癥會(huì)議工作組(International sarcopenia consensus conference working group，ISCCWG)對(duì)sarcopenia的定義和診斷分類達(dá)成共識(shí)，將其定義為以廣泛的、漸進(jìn)性的骨骼肌質(zhì)量和力量的減少，并且導(dǎo)致了機(jī)體生理功能障礙及生活質(zhì)量下降、甚至死亡為特點(diǎn)的綜合征[9-10]。這種退行性改變不僅導(dǎo)致肌肉纖維型分布的轉(zhuǎn)變，同時(shí)伴有肌纖維被結(jié)締組織及脂肪組織替代[11]。因此，脂肪含量與肌肉含量有緊密的聯(lián)系，對(duì)肌少癥的評(píng)估同樣重要。近年來(lái)，有學(xué)者指出，肌少癥與骨質(zhì)疏松有著相同病理生理學(xué)基礎(chǔ)，即兩者都是年齡相關(guān)的肌肉/骨質(zhì)質(zhì)量和數(shù)量的減少，并且都會(huì)對(duì)健康造成不利影響[12]。骨骼與肌肉相互作用機(jī)制主要有兩方面：(1)骨骼與肌肉均有內(nèi)分泌功能，多種內(nèi)分泌因子協(xié)同作用與骨肌系統(tǒng)的合成與分解；(2)肌肉收縮促進(jìn)骨生成，骨量減少又改變了肌肉生物力學(xué)作用，影響肌肉的形態(tài)和功能[13-15]。骨骼與脂肪同樣相互作用。研究表明，骨母細(xì)胞和脂肪細(xì)胞有著非常密切的解剖關(guān)系，成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞均是在骨髓內(nèi)由間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)育而來(lái)。成熟骨細(xì)胞能夠分泌各種細(xì)胞因子，既能夠影響胰島素的敏感性，也能夠通過(guò)影響如脂肪細(xì)胞因子等其他因子來(lái)調(diào)控成骨細(xì)胞分化[16-17]。雖然目前對(duì)于肌少癥的評(píng)估尚沒(méi)有統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)，然而診斷指標(biāo)是一致的，即需要對(duì)肌肉的質(zhì)量、力量、活動(dòng)能力進(jìn)行評(píng)估[18]。根據(jù)疾病的嚴(yán)重程度將肌少癥分為3期：肌少癥前期：僅有肌肉質(zhì)量減少；肌少癥期：肌肉質(zhì)量減少伴隨肌肉力量下降或身體活動(dòng)能力降低；重度肌少癥期：肌肉質(zhì)量減少伴隨肌肉力量下降和身體活動(dòng)能力降低[8]。因此，肌肉的測(cè)量是篩查肌少癥的關(guān)鍵因素，也是目前影像學(xué)研究肌少癥的熱點(diǎn)。

2 骨骼肌的定量測(cè)量

2.1 生物電阻抗方法

生物電阻抗方法(bioelectrical impedance analysis，BIA)通過(guò)向體內(nèi)引入小量交流電，計(jì)算電流在體內(nèi)肌肉中的水傳導(dǎo)及阻抗信息，進(jìn)而推算出體內(nèi)肌肉含量。不同國(guó)家或地區(qū)、不同學(xué)會(huì)以BIA為測(cè)量工具診斷肌少癥標(biāo)準(zhǔn)有所不同，EWGSOP[9]、ISCCWG[10]將四肢骨骼肌質(zhì)量指數(shù)(skeletal muscle mass index，SMI)閾值定為<健康年輕人平均值2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(SD)，并且以男性SMI=8.87 kg/m2，女性SMI=6.42 kg/m2為截點(diǎn)診斷肌少癥；對(duì)60歲以上的老年人進(jìn)行肌少癥的分級(jí)，男性：SMI≤8.50 kg/m2，8.51 kg/m2

2.2 雙能X線吸收測(cè)定法

DXA是目前臨床上最常用、成本最低廉的測(cè)量身體成分、估計(jì)肌肉質(zhì)量的技術(shù)之一[26]。它通過(guò)X射線球館產(chǎn)生兩種能量的弱X線(高能：80～100 KeV，低能：40～50 KeV)，依據(jù)身體成分對(duì)X線吸收率不同來(lái)區(qū)分骨骼和軟組織，隨著技術(shù)改進(jìn)，其可借助光密度計(jì)將軟組織進(jìn)一步分為瘦體組織和脂肪組織，進(jìn)而得到瘦體組織的質(zhì)量[27]。若以DXA為測(cè)量工具診斷肌少癥，EWGSOP[8]將四肢肌量身高指數(shù)的男女診斷閾值分別定為7.26 kg/m2和5.44 kg/m2；ISCCWG[9]定為7.23 kg/m2和5.67 kg/m2；AWGS[18]將身高校正后肌量的男女診斷閾值分別定為7.0 kg/m2和5.4 kg/m2。Gallagher等[28]較早將DXA用于年齡相關(guān)的肌肉衰減橫斷面研究中，該研究證實(shí)了在校正了身高及質(zhì)量的健康老年人中，骨骼肌質(zhì)量隨年齡的增長(zhǎng)而減少。隨后，該學(xué)者[29]在一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)近5年的前瞻性隨訪研究中指出，60歲以上老年人四肢骨骼肌逐漸丟失，以下肢為主，男性下肢肌肉丟失比例大于女性，并指出肌少癥是一個(gè)漸進(jìn)性的過(guò)程，老年男性表現(xiàn)更明顯，甚至可以不伴有明顯的體重丟失。然而，DXA測(cè)量的瘦體組織并不全是肌肉，它還包括了脂肪、骨礦物質(zhì)、筋膜等身體成分，因此，當(dāng)將瘦體組織籠統(tǒng)地作為肌肉計(jì)算時(shí)會(huì)高估肌肉的質(zhì)量[30]。Bredella等[31]將DXA與CT進(jìn)行對(duì)比研究，評(píng)估DXA在絕經(jīng)期婦女肌肉測(cè)量中的精確度，結(jié)果顯示，隨著體重的增加，DXA傾向于高估大腿肌肉質(zhì)量。儀器的精度隨著測(cè)量條件改變而改變。國(guó)內(nèi)陳蓉等[32]用LUNAR PRODIGY型骨密度儀(美國(guó)GE公司)對(duì)10名成年健康女性志愿者進(jìn)行身體成分精確度測(cè)定，指出全身體成分測(cè)定的變異系數(shù)(CV)在0.7%～1.2%，局部測(cè)量CV在1%～1.5%，局部測(cè)量精度不如全身測(cè)量。此外，受設(shè)計(jì)的限制，如果受檢者平躺時(shí)身長(zhǎng)超出掃描區(qū)域長(zhǎng)度或兩臂間寬度超出掃描區(qū)域?qū)挾?，都將影響測(cè)量的精準(zhǔn)度。

2.3 超聲

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的超聲圖像只能測(cè)量肌肉厚度，超聲測(cè)量肌肉質(zhì)量的依據(jù)是肌肉厚度與肌纖維橫截面積以及四肢肌肉有著形態(tài)學(xué)及功能上的相關(guān)性[33]。Ikai等[34]運(yùn)用特制的圓形復(fù)合掃描儀測(cè)量上臂的橫截面積。Sipila等[35]也用圓形復(fù)合掃描儀測(cè)得的上臂肱二頭肌橫截面積與CT進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)超聲測(cè)得的肌肉面積比CT少了30%。而Miyatani等[36]的研究表明，普通超聲掃描儀測(cè)得的23～40歲的男性，肱二頭肌、肱三頭肌厚度與磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)測(cè)得的相應(yīng)肌肉體積之間有明顯的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r分別為0.893、0.734。而在一系列軀干肌的研究中，超聲測(cè)得的不同的軀干肌厚度與MRI測(cè)得的相應(yīng)肌肉橫截面積有明顯的相關(guān)性(胸大肌、腰大肌、岡上肌)[37-39]。Abe等[40]研究表明，與DXA相比，超聲在體脂含量大于30%的人群中能更準(zhǔn)確地評(píng)估肌肉含量，并且與DXA相比，超聲測(cè)得的肌肉含量更純粹，因?yàn)樗芎芎玫乇荛_(kāi)皮膚、結(jié)締組織等。然而，肌少癥研究專家并沒(méi)有推薦超聲作為評(píng)價(jià)肌少癥方法，首先超聲測(cè)量的是肌肉厚度，并且測(cè)量的部位由操作者決定，主觀性強(qiáng)，重復(fù)性差；其次，由肌肉厚度推測(cè)出的肌肉質(zhì)量本身并不直觀，方程的精確性也有待探討[26]。

2.4 磁共振成像

早在20余年前，國(guó)內(nèi)外便將MRI用于骨骼肌檢查，近年來(lái)，MRI在肌肉定量測(cè)量中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。它可以精確評(píng)估骨骼肌的形態(tài)、容積和組織結(jié)構(gòu)，顯示肌肉的脂肪化、水腫以及代謝改變。不同組織在MRI圖像上灰度存在很大差異，這些差異是診斷各種骨骼肌疾病以及定量測(cè)量骨骼肌含量的影像學(xué)基礎(chǔ)[41]。肌肉體積(muscle volume，MV)是通過(guò)計(jì)算連續(xù)層面肌肉的橫斷面獲得的，這依賴于對(duì)肌肉的準(zhǔn)確分割和測(cè)量，耗時(shí)較長(zhǎng)。肌少癥的主要表現(xiàn)為肌肉內(nèi)脂肪浸潤(rùn)，肌肉脂肪化程度的MRI評(píng)估測(cè)量技術(shù)包括T2 映射、三點(diǎn)Dixon 技術(shù)和T1WI 肉眼直視分級(jí)法以及色階直方圖評(píng)估[42-46]，T2 映射方法、T1WI肉眼直視分級(jí)方法比起以往的非定量MRI有所發(fā)展，然而它們測(cè)量的都是信號(hào)的強(qiáng)度，而非肌肉內(nèi)脂肪的具體含量。三點(diǎn)Dixon 技術(shù)可以定量測(cè)量組織內(nèi)脂肪含量，是目前肌肉量化最可靠的辦法。色階直方圖評(píng)估法可用于超聲檢查中肝脂肪化程度的評(píng)估，也可用于MRI肌肉水腫程度的評(píng)估以及肌肉超聲的圖像分析[47-49]，該方法是否可以用于骨骼肌的脂肪化分析目前還缺乏研究。

2.5 計(jì)算機(jī)體層攝影和定量CT

計(jì)算機(jī)體層攝影(computer tomography，CT)和定量CT(quantitative computer tomography，QCT)測(cè)量肌肉主要依據(jù)肌肉CT值(hounsfield unit，Hu)，通過(guò)閾值或者灰度值的方法將肌肉分割出來(lái)，測(cè)量其一個(gè)層面的面積和容積，并根據(jù)體溫狀態(tài)下肌肉密度(1.04 g/cm3)得到肌肉的質(zhì)量。與MRI一樣是斷面成像，CT被認(rèn)為是精準(zhǔn)測(cè)量組織含量的儀器，所以被作為診斷肌肉質(zhì)量的金標(biāo)準(zhǔn)，但檢查成本及輻射劑量等問(wèn)題限制其在研究及臨床中的應(yīng)用。CT得到的圖像是三維的，任意層面都可成像，可以直觀地觀察到肌肉組織。由于是在原始圖像基礎(chǔ)上測(cè)量，因此，掃描參數(shù)也會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果，質(zhì)量控制很重要[50]。定量CT在常規(guī)CT掃描基礎(chǔ)上加墊5樣本體模，校正CT掃描時(shí)產(chǎn)生的線束偽影，同時(shí)排除了CT值不穩(wěn)定對(duì)測(cè)量造成的影響，測(cè)量時(shí)直接得到肌肉的密度值，方便用于之后的質(zhì)量計(jì)算。

肌肉閾值國(guó)內(nèi)外說(shuō)法不一，國(guó)內(nèi)朱翠玲等[51]將CT值在-30～100 Hu組織當(dāng)作肌肉，國(guó)外Cooper等[52]認(rèn)為肌肉的CT值應(yīng)該大于0 Hu。QCT能用于軀干肌肉測(cè)量，較早研究證實(shí)，QCT對(duì)于腹部脂肪以及軀干肌肉的測(cè)量有著較好的重復(fù)性和穩(wěn)定性[53-55]。蔡韋等[54]在證實(shí)QCT對(duì)于椎后肌群的測(cè)量重復(fù)性較好的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了中老年男性腰椎后肌群的脂肪浸潤(rùn)情況和肌肉含量，認(rèn)為年齡是決定椎后肌群內(nèi)肌肉面積變異的重要影響因素，也是影響肌群脂肪面積、肌肉脂肪浸潤(rùn)的重要因素。汪偉等[56]對(duì)685名年齡在20～80歲的由于各種原因測(cè)量骨密度的患者，豎脊肌及腰大肌密度以及腰椎骨密度中，認(rèn)為椎后肌群與骨密度有相關(guān)性，椎后肌群的密度對(duì)骨密度起正性作用。目前尚沒(méi)有CT診斷肌少癥的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，既往的大樣本(2115例)研究采用分層的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，表明L3椎體平面骨骼肌質(zhì)量指數(shù)診斷肌少癥的截點(diǎn)值男性為52.4 cm2/m2，女性為38.5 cm2/m2[57]。由于肌少癥對(duì)老年人行動(dòng)造成不便，肌力減少后又容易引發(fā)老年人髖部骨折，因此，多將CT用于四肢肌肉的測(cè)量。一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)12年的隨訪研究表明，大腿中段的肌肉面積定量損失是肌肉力量隨年齡損失的主要因素[58]。除了對(duì)肌肉的測(cè)量，CT可以通過(guò)閾值的方法分割脂肪組織，得到肌間脂肪組織質(zhì)量，從而排除了因肥胖、疾病導(dǎo)致的肌纖維間脂肪組織浸潤(rùn)而影響測(cè)量結(jié)果，使肌肉質(zhì)量的測(cè)定數(shù)據(jù)更加精確，同時(shí)得到的肌肉間隙內(nèi)脂肪含量，可以從另一個(gè)角度研究肌少癥，方便研究者全方位認(rèn)為肌肉減少的機(jī)制。有研究將大腿中段的脂肪分成3個(gè)成分，利用CT閾值的方法測(cè)量皮下脂肪、筋膜下脂肪、肌間隙內(nèi)脂肪，分別探討3個(gè)不同位置的脂肪與胰島素敏感度和2型糖尿病的關(guān)系，結(jié)果表明肌肉間隙內(nèi)脂肪與胰島素敏感度相關(guān)性最明顯[59]。然而CT 輻射劑量限制了其在肌少癥社區(qū)篩查中的廣泛應(yīng)用，在骨骼肌質(zhì)量的研究中主要應(yīng)用是作為金標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)其他方法。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，肌少癥檢測(cè)方法主要是對(duì)骨骼肌質(zhì)量。理想的肌肉質(zhì)量測(cè)定工具應(yīng)具備精確、安全、便攜、價(jià)廉的特點(diǎn)。從精確這一特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，CT/QCT可實(shí)現(xiàn)精確分割骨骼肌的功能，是公認(rèn)的測(cè)量肌肉含量的金標(biāo)準(zhǔn)。MRI雖然能進(jìn)行精確測(cè)量，然而耗時(shí)長(zhǎng)，費(fèi)用高昂，阻礙了其在臨床上推廣。超聲有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、高效等優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)體成分的檢測(cè)價(jià)值有限。DXA和BIA是目前公認(rèn)篩查肌少癥的手段，并且有診斷的閾值，然而精確性欠佳。總之，及早篩查肌少癥并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)可延緩失能的進(jìn)程，因此相關(guān)定量測(cè)量研究應(yīng)致力于肌肉質(zhì)量，為在老年人中普遍開(kāi)展肌少癥篩查提供較為理想的測(cè)量工具。