肌少癥的定量測量現(xiàn)狀及研究進展

晏乘曦 唐光才* 程曉光

1.西南醫(yī)科大學附屬醫(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，患者能維持獨立生活。此期對肌少癥前期患者進行及時干預，預防肌肉力量及功能下降效果更好。肌肉質(zhì)量的測定是肌少癥篩查的關(guān)鍵要素，是目前肌少癥研究的熱點之一。本文介紹具有代表性的關(guān)于肌少癥定量測量的方法及其應用進展，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)系簡述

“Sarcopenia”一詞最早由美國塔夫茨大學教授Rosenberg于1988年提出，該術(shù)語源于希臘語，“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而流失[3]。然而對于科研和臨床實踐來說，肌少癥仍然缺乏被廣泛認可的定義。直到Olde Rikkert等[4]建議將它視為老年綜合征的一種，這一新觀點推動了對肌少癥的認識和治療，盡管是在肌少癥的病理機制尚未被完全研究透徹的情況下提出的。肌少癥的常見病因有老齡化、幼年發(fā)育影響、后期營養(yǎng)不良、長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)學會、歐洲臨床營養(yǎng)和代謝學會、國際老年醫(yī)學聯(lián)合會歐洲分會和國際營養(yǎng)與老化聯(lián)合會組成的老年肌少癥歐洲工作組(European working group on sarcopenia in older people，EWGSOP)和2011年國際肌少癥會議工作組(International sarcopenia consensus conference working group，ISCCWG)對sarcopenia的定義和診斷分類達成共識，將其定義為以廣泛的、漸進性的骨骼肌質(zhì)量和力量的減少，并且導致了機體生理功能障礙及生活質(zhì)量下降、甚至死亡為特點的綜合征[9-10]。這種退行性改變不僅導致肌肉纖維型分布的轉(zhuǎn)變，同時伴有肌纖維被結(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，對肌少癥的評估同樣重要。近年來，有學者指出，肌少癥與骨質(zhì)疏松有著相同病理生理學基礎，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，并且都會對健康造成不利影響[12]。骨骼與肌肉相互作用機制主要有兩方面：(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)肌肉收縮促進骨生成，骨量減少又改變了肌肉生物力學作用，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，骨母細胞和脂肪細胞有著非常密切的解剖關(guān)系，成骨細胞和脂肪細胞均是在骨髓內(nèi)由間充質(zhì)干細胞發(fā)育而來。成熟骨細胞能夠分泌各種細胞因子，既能夠影響胰島素的敏感性，也能夠通過影響如脂肪細胞因子等其他因子來調(diào)控成骨細胞分化[16-17]。雖然目前對于肌少癥的評估尚沒有統(tǒng)一的診斷標準，然而診斷指標是一致的，即需要對肌肉的質(zhì)量、力量、活動能力進行評估[18]。根據(jù)疾病的嚴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能力降低[8]。因此，肌肉的測量是篩查肌少癥的關(guān)鍵因素，也是目前影像學研究肌少癥的熱點。

2 骨骼肌的定量測量

2.1 生物電阻抗方法

生物電阻抗方法(bioelectrical impedance analysis，BIA)通過向體內(nèi)引入小量交流電，計算電流在體內(nèi)肌肉中的水傳導及阻抗信息，進而推算出體內(nèi)肌肉含量。不同國家或地區(qū)、不同學會以BIA為測量工具診斷肌少癥標準有所不同，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個標準差(SD)，并且以男性SMI=8.87 kg/m2，女性SMI=6.42 kg/m2為截點診斷肌少癥；對60歲以上的老年人進行肌少癥的分級，男性：SMI≤8.50 kg/m2，8.51 kg/m2

2.2 雙能X線吸收測定法

DXA是目前臨床上最常用、成本最低廉的測量身體成分、估計肌肉質(zhì)量的技術(shù)之一[26]。它通過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X線吸收率不同來區(qū)分骨骼和軟組織，隨著技術(shù)改進，其可借助光密度計將軟組織進一步分為瘦體組織和脂肪組織，進而得到瘦體組織的質(zhì)量[27]。若以DXA為測量工具診斷肌少癥，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)量隨年齡的增長而減少。隨后，該學者[29]在一項長達近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漸進性的過程，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，當將瘦體組織籠統(tǒng)地作為肌肉計算時會高估肌肉的質(zhì)量[30]。Bredella等[31]將DXA與CT進行對比研究，評估DXA在絕經(jīng)期婦女肌肉測量中的精確度，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。儀器的精度隨著測量條件改變而改變。國內(nèi)陳蓉等[32]用LUNAR PRODIGY型骨密度儀(美國GE公司)對10名成年健康女性志愿者進行身體成分精確度測定，指出全身體成分測定的變異系數(shù)(CV)在0.7%～1.2%，局部測量CV在1%～1.5%，局部測量精度不如全身測量。此外，受設計的限制，如果受檢者平躺時身長超出掃描區(qū)域長度或兩臂間寬度超出掃描區(qū)域?qū)挾龋紝⒂绊憸y量的精準度。

2.3 超聲

一個標準的超聲圖像只能測量肌肉厚度，超聲測量肌肉質(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)學及功能上的相關(guān)性[33]。Ikai等[34]運用特制的圓形復合掃描儀測量上臂的橫截面積。Sipila等[35]也用圓形復合掃描儀測得的上臂肱二頭肌橫截面積與CT進行對比，發(fā)現(xiàn)超聲測得的肌肉面積比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)測得的相應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，超聲測得的不同的軀干肌厚度與MRI測得的相應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%的人群中能更準確地評估肌肉含量，并且與DXA相比，超聲測得的肌肉含量更純粹，因為它能很好地避開皮膚、結(jié)締組織等。然而，肌少癥研究專家并沒有推薦超聲作為評價肌少癥方法，首先超聲測量的是肌肉厚度，并且測量的部位由操作者決定，主觀性強，重復性差；其次，由肌肉厚度推測出的肌肉質(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，國內(nèi)外便將MRI用于骨骼肌檢查，近年來，MRI在肌肉定量測量中發(fā)揮著越來越重要的作用。它可以精確評估骨骼肌的形態(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量骨骼肌含量的影像學基礎[41]。肌肉體積(muscle volume，MV)是通過計算連續(xù)層面肌肉的橫斷面獲得的，這依賴于對肌肉的準確分割和測量，耗時較長。肌少癥的主要表現(xiàn)為肌肉內(nèi)脂肪浸潤，肌肉脂肪化程度的MRI評估測量技術(shù)包括T2 映射、三點Dixon 技術(shù)和T1WI 肉眼直視分級法以及色階直方圖評估[42-46]，T2 映射方法、T1WI肉眼直視分級方法比起以往的非定量MRI有所發(fā)展，然而它們測量的都是信號的強度，而非肌肉內(nèi)脂肪的具體含量。三點Dixon 技術(shù)可以定量測量組織內(nèi)脂肪含量，是目前肌肉量化最可靠的辦法。色階直方圖評估法可用于超聲檢查中肝脂肪化程度的評估，也可用于MRI肌肉水腫程度的評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 計算機體層攝影和定量CT

計算機體層攝影(computer tomography，CT)和定量CT(quantitative computer tomography，QCT)測量肌肉主要依據(jù)肌肉CT值(hounsfield unit，Hu)，通過閾值或者灰度值的方法將肌肉分割出來，測量其一個層面的面積和容積，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被認為是精準測量組織含量的儀器，所以被作為診斷肌肉質(zhì)量的金標準，但檢查成本及輻射劑量等問題限制其在研究及臨床中的應用。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上測量，因此，掃描參數(shù)也會影響測量的結(jié)果，質(zhì)量控制很重要[50]。定量CT在常規(guī)CT掃描基礎上加墊5樣本體模，校正CT掃描時產(chǎn)生的線束偽影，同時排除了CT值不穩(wěn)定對測量造成的影響，測量時直接得到肌肉的密度值，方便用于之后的質(zhì)量計算。

肌肉閾值國內(nèi)外說法不一，國內(nèi)朱翠玲等[51]將CT值在-30～100 Hu組織當作肌肉，國外Cooper等[52]認為肌肉的CT值應該大于0 Hu。QCT能用于軀干肌肉測量，較早研究證實，QCT對于腹部脂肪以及軀干肌肉的測量有著較好的重復性和穩(wěn)定性[53-55]。蔡韋等[54]在證實QCT對于椎后肌群的測量重復性較好的基礎上進一步研究了中老年男性腰椎后肌群的脂肪浸潤情況和肌肉含量，認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、肌肉脂肪浸潤的重要因素。汪偉等[56]對685名年齡在20～80歲的由于各種原因測量骨密度的患者，豎脊肌及腰大肌密度以及腰椎骨密度中，認為椎后肌群與骨密度有相關(guān)性，椎后肌群的密度對骨密度起正性作用。目前尚沒有CT診斷肌少癥的統(tǒng)一標準，既往的大樣本(2115例)研究采用分層的統(tǒng)計學方法，表明L3椎體平面骨骼肌質(zhì)量指數(shù)診斷肌少癥的截點值男性為52.4 cm2/m2，女性為38.5 cm2/m2[57]。由于肌少癥對老年人行動造成不便，肌力減少后又容易引發(fā)老年人髖部骨折，因此，多將CT用于四肢肌肉的測量。一項長達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]。除了對肌肉的測量，CT可以通過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、疾病導致的肌纖維間脂肪組織浸潤而影響測量結(jié)果，使肌肉質(zhì)量的測定數(shù)據(jù)更加精確，同時得到的肌肉間隙內(nèi)脂肪含量，可以從另一個角度研究肌少癥，方便研究者全方位認為肌肉減少的機制。有研究將大腿中段的脂肪分成3個成分，利用CT閾值的方法測量皮下脂肪、筋膜下脂肪、肌間隙內(nèi)脂肪，分別探討3個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)篩查中的廣泛應用，在骨骼肌質(zhì)量的研究中主要應用是作為金標準來校準其他方法。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，肌少癥檢測方法主要是對骨骼肌質(zhì)量。理想的肌肉質(zhì)量測定工具應具備精確、安全、便攜、價廉的特點。從精確這一特點來說，CT/QCT可實現(xiàn)精確分割骨骼肌的功能，是公認的測量肌肉含量的金標準。MRI雖然能進行精確測量，然而耗時長，費用高昂，阻礙了其在臨床上推廣。超聲有經(jīng)濟、簡便、高效等優(yōu)點，但其對體成分的檢測價值有限。DXA和BIA是目前公認篩查肌少癥的手段，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行運動干預可延緩失能的進程，因此相關(guān)定量測量研究應致力于肌肉質(zhì)量，為在老年人中普遍開展肌少癥篩查提供較為理想的測量工具。