L3椎体平面骨骼肌和脂肪化程度与老年肌少症关系的CT定量研究

2021-06-30左玉强柳青高志红王正关兴殷玉玲杨旭冯平勇

实用医学杂志 2021年11期

左玉强柳青高志红王正关兴殷玉玲杨旭冯平勇

河北医科大学第二医院1体检中心，2放射科，3呼吸科（石家庄050000）；4石家庄市人民医院体检中心（石家庄050000）

肌少症是与年龄相关的肌肉质量减少，同时还存在肌肉力量和/或躯体功能下降，严重危害老年人健康及功能，会导致临床不良事件增加，如跌倒、再住院和死亡等，因此早期识别高危人群、早期干预显得尤为重要［1-3］。目前，临床医师常用L3 椎体平面骨骼肌指数（L3 skeletal muscle index，L3 SMI）即：L3 椎体平面骨骼肌面积（L3 skeletal muscle area，L3 SMA）与身高（m）平方进行标准化来预测肌少症，但由于身高难以全面反映患者体型、BMI、骨量等成分；故有学者［4-6］提出采用不同方法，包括体表面积（body surface area，BSA）或L3椎体横截面积等不同方法对L3 SMA 进行不同标准化方法来预测肌少症，且取得一定进展。以往文献报道中多采用L3 SMA、L3 SMI、L3 SMA 经BSA 标准化结果（L3 SMB）及L3 SMA 经椎体横截面积标准化结果（L3 SMR）来预测肌少症，但有关L3 SMA 及不同标准化结果预测肌少症效能的横向比较尚未见诸报道［4-6］。本研究旨在通过回顾性分析16 例经临床确诊为肌少症的老年体检者上腹部CT 中L3 SMA 及不同标准化结果预测肌少症效能进行横向比较，探寻基于CT 定量测量预测老年肌少症的最佳指标，以进一步提高老年肌少症的诊断正确率。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性分析2020年1月至2020年8月期间于河北医科大学第二医院体检中心进行年度体检且经临床诊断为肌少症的16 例老年人的临床及CT 影像资料。纳入标准：（1）年龄≥60 岁；（2）生物电阻抗法检查结果符合“亚洲肌少症工作组标准”诊断标准［2］；（3）行上腹部CT扫描；（4）能配合握力实验和步速实验者。排除标准：（1）合并肿瘤、血液病等恶病质者；（2）合并有糖尿病、慢性肝病、慢性阻塞性肺部疾病等代谢性疾病者；（3）身体残疾或合并有神经-肌肉系统疾病者，如帕金森、重症肌无力、瘫痪等；（4）存在短时间内导致身体成分发生急剧变化性疾病者，如脱水、感染、水肿等。收集同时期进行健康体检老年人184 例作为对照组，纳入标准：年龄≥60 岁，其余同肌少症纳入标准（3）、（4）及排除标准。本研究经医院伦理委员会审查通过，并与所有纳入者签署知情同意书。

1.2 CT 扫描条件与部位采用美国GE 公司Optima 64 排螺旋CT 扫描仪（CT-660）进行上腹部扫描。扫描范围自膈顶至脐水平。扫描时患者取仰卧位，双手平举过头，于深吸气末屏气进行扫描。扫描参数如下：管电压120 kV、管电流100～400 mA自适应调节、常规扫描层厚5 mm。所有图像经PACS 发送至GE ADW 4.6 工作站。

1.3 L3 椎体平面骨骼肌及脂肪定量测量在GE ADW 4.6 工作站上选定上腹部横断面CT 图像中L3 椎体中心平面，采用GE ADW 4.6 工作站自带“X Section”软件手动勾画该层面骨骼肌及脂肪组织边缘，分别设定骨骼肌及脂肪组织CT 值范围为-29～150 HU、-190～-30 HU［7-8］，软件自动计算勾画范围内相应组织的面积及平均CT 值。L3 椎体面积测量时手动勾画椎体边缘，CT 值阈值范围为30～2 000 HU［8］。分别测量L3 SMA（cm2）、L3椎体平面骨骼肌密度（skeletal muscle density，L3 SMD）（HU）、骨骼肌间隙脂肪面积（cm2）、骨骼肌间隙脂肪平均CT 值（HU）及L3 椎体横截面积（cm2）；测量方法（图1）。体表面积（Body Surface Area，BSA）计算采用MOSTELLER［9］于1987年提出的公式：BSA（m2）=身高（cm）×体质量（kg）÷3 600，该公式因准确、可靠、简单易用而被广泛应用于临床［10］。所有L3 SMA、L3 SMD，骨骼肌间隙脂肪面积、密度及椎体横截面积的测量均由2 名CT 影像主治医师进行单独测量，最终结果取两者测量值的平均值。计算L3 椎体平面骨骼肌指数（skeletal muscle index，SMI）=L3 SMA÷［身高（m）］2，并计算L3 SMA 与BSA 的比值（L3 SMB）、L3 SMA 与L3 椎体横截面积比值（L3 SMR）。

图1 CT 定量测量示意图Fig.1 Sketch map of CT quantitative measurement

1.4 统计学方法所有数据采用SPSS 22.0 软件进行统计学分析，计数资料采用例（%）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher 精确检验。正态分布的计量资料采用（）表示，偏态分布的计量资料采用M（P25，P75）表示；计量资料组间比较采用独立样本t检验或非参数秩和检验（Mann-WhitneyU检验）。应用组内相关系数（intra-class correlation coefficient，ICC）检验两名测量者测量结果之间的一致性。采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析L3 SMA 及不同标准化结果诊断老年肌少症的效能。制图使用Graphpad Prism 8.0。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组体检者基本资料及两名CT 定量测量者结果间一致性比较肌少症组16 例，其中男6 例，女10 例；非肌少症组184 例，其中男92 例，女92例；两组间性别构成比差异无统计学意义（P=0.337）；肌少症组平均年龄高于非肌少症组体检者，但组间差异无统计学意义（P= 0.276），而肌少症组BMI 低于非肌少症组，两组间差异有统计学意义（P= 0.001，表1）。两名CT 影像主治医师测量L3 SMA、L3 SMD、肌间隙脂肪面积、骨骼肌间隙脂肪密度、L3 椎体横截面积平均值一致性较好，ICC 均＞0.75（表2）。

表1 两组患者一般资料比较Tab.1 Comparison of general information for two groupsM（P25，P75）

表2 CT 定量测量L3 椎体水平骨骼肌及脂肪化程度的重复性检测Tab.2 Repeatability of CT quantitative measurement of skeletal muscle and fatty infiltration degree in L3 plane±s

测量项目L3 SMA（cm2）L3 SMD（HU）L3 椎体水平骨骼肌间隙脂肪面积（cm2）L3 椎体水平骨骼肌间隙脂肪密度（HU）L3 椎体横截面积（cm2）测量者1 110.89±26.44 32.64±7.26 17.20±7.83-64.54±3.93 15.23±2.86测量者2 112.82±27.09 33.08±6.35 17.59±7.46-64.89±3.93 16.02±2.73 ICC 0.927 0.898 0.888 0.884 0.799

2.2 两组老年体检者CT 定量测量结果比较肌少症组老年体检者L3 SMA、L3 SMD 低于非肌少症组，但仅L3 SMA 在两组间差异有统计学意义（P＜0.05）；而肌少症组老年体检者骨骼肌间隙脂肪面积及肌间隙脂肪平均密度均高于非肌少症组；但两组间差异均无统计学意义（P＞0.05，表3）。

表3 两组老年体检者CT 定量测量结果比较Tab.3 Comparison of CT quantitative measurement results between the two groups±s

指标L3 SMA（cm2）L3 SMD（HU）肌间隙脂肪面积［M（P25，P75），cm2］肌间隙脂肪密度（HU）肌少症组76.19±12.28 30.89±8.10 14.95（8.87，17.85）-64.12±2.28非肌少症组114.96±24.85 33.03±6.52 16.23（12.83，22.11）-64.77±3.93 t/U 值-7.667-0.872-0.616 0.458 P 值＜0.001 0.385 0.538 0.648

2.3 L3 SMA 及不同标准化结果诊断老年肌少症的ROC曲线分析将L3 SMA经［身高（m）］2、BSA、L3椎体横截面积进行不同方式标准化得到L3 SMI、L3 SMB 和L3 SMR 结果，利用ROC 曲线分析L3 SMA及不同标准化结果诊断老年肌少症效能，结果显示L3 SMB 诊断老年肌少症及不同性别老年肌少症的曲线下面积（area under curve，AUC）均为最大，提示其诊断效能最高（表4、图2）。

表4 L3 SMA 及不同标准化结果诊断老年肌少症ROC 曲线分析Tab.4 ROC curve analysis of L3 SMA and different standardized results in the diagnosis of sarcopenia in the elderly

图2 L3 SMA 及不同标准化诊断老年肌少症ROC 曲线分析Fig.2 ROC curve analysis of L3 SMA and different standardization in the diagnosis of sarcopenia in the elderly

3 讨论

L3 SMA 被认为是全身骨骼肌量及多种疾病预后不良的标志，但有关L3 SMA 如何标准化预测肌少症效能最高尚未形成统一认识［5-6，11-14］。SIMPSON等［6］将腰大肌横截面积分别经BSA、身高平方及椎体横截面积进行标准化探寻不同标准化结果预测肌少症效能，结果发现腰大肌横截面积经椎体横截面积进行标准化预测肌少症效能最高，若将L3 SMA 分别经不同方法进行标准化，其结果是否会优于临床常用的L3 SMI，目前尚未有类似研究报道。

本研究中，两组患者基线资料间比较结果显示性别构成比、年龄间差异均无统计学意义（P＞0.05），而肌少症组患者BMI 低于非肌少症组，且组间差异有统计学意义（P＜0.05）；该结果与以往研究结果［15-17］基本一致，且以上研究通过二元多因素logisitic 回归分析发现低BMI 患者发生肌少症的风险更高，BMI 是肌少症的保护因素；笔者分析导致该结果的病理生理学机制可能是由于BMI 可在一定程度上反应患者的营养状况，而肌少症患者可能存在一定程度营养不良状态。因此，临床工作中，临床医师应更加关注低BMI 患者。

本研究对两名测量者CT 定量测量结果（包括：L3 SMA、L3 SMD、L3 椎体水平骨骼肌间隙脂肪面积、L3 椎体水平骨骼肌间隙脂肪密度及L3 椎体横截面积）进行重复性检测，结果发现两者测量结果之间具有较高的一致性（ICC 均＞0.75），这与部分学者［18-19］研究结果一致，再次说明CT 定量测量L3 椎体水平骨骼肌及骨骼肌间隙脂肪相关参数具有较高的可重复性，同时也进一步验证了CT定量测量对L3 椎体平面骨骼肌及脂肪化程度分析的可靠性。

本研究中两组体检者L3 椎体平面CT 定量测量结果中仅L3 SMA 在组间差异有统计学意义（P＜0.05），笔者将L3 SMA 分别经身高、BSA 和同层椎体横截面积进行标准化以探讨不同标准化结果对老年肌少症的诊断效能，结果显示L3 SMB 诊断老年肌少症的效能最高，且其诊断不同性别老年肌少症患者效能均为最高，这与以往普遍认为的L3 SMI 能较好的反应骨骼肌状况的结论存在一定差异；亦不同于SIMPSON 等［6］认为L3 椎体平面腰大肌横截面积与L3 椎体横截面积比值更能反应全身肌肉情况的结论。笔者分析导致该结果的原因可能在于：（1）单纯经身高、L3 椎体横截面积进行标准化，难以全面反应患者的体型及全身骨骼肌含量及脂肪分布；有研究［20-21］显示不同肥胖类型人群其对骨骼肌浸润程度不同，其中腹型肥胖者脂肪细胞活性更高，对椎后肌群的脂肪浸润程度更高，而椎后肌群正是L3 SMA 最主要的组成部分；（2）不同人群及不同生活方式可导致全身骨骼肌状态相差较大，而相比之下，身高及L3 椎体横截面积的相差则较小；这可能导致经身高、L3 椎体横截面积标准化结果存在较大偏差，这可能也是导致以往研究［21］所报道的欧美人群与日韩人群诊断肌少症所采用的L3 SMI 标准差异较大的原因；（3）由BSA 的计算公式可看出BSA 计算可有效校正单纯身高、体质量所导致的偏差，从而使L3 SMB 的预测价值更高。以往有学者［22-24］指出肌少症并非由肌肉量减少而是由于骨骼肌脂肪化导致的，并指出骨骼肌脂肪化程度对于肌少症的预测价值可能更高；但本研究中L3 SMD 及L3 椎体平面骨骼肌间隙脂肪面积、密度在两组间差异均无统计学意义（P＞0.05）；这与以上学者结果相矛盾，导致该结果的原因可能是L3 SMD 及L3 椎体平面肌间隙脂肪面积、密度不能全面反映骨骼肌脂肪化程度。

本研究为回顾性横断面研究，存在一定局限性：（1）本研究为单中心研究，纳入对象较为局限、样本量较少、人群范围较小，不能全面反映老年人情况；有待于未来联合多中心、大样本量、更大人群进行更为全面的评估；（2）本研究基于单次、单一层面CT 结果分析，未能动态观察骨骼肌肉量的变化；今后将加强高危人群随访，动态评估其骨骼肌肉量变化，为其提供有效的干预方案以期延缓或减少肌少症的发生；（3）未将年龄、慢性病病程等可能对骨骼肌肉量有影响的因素纳入并对骨骼肌肉量进行纵向研究，未来将基于更大样本量基础上进行更加精细分组并进行纵向研究；（4）本研究中仅采用L3 SMD、L3 椎体平面骨骼肌间隙脂肪面积及密度作为骨骼肌脂肪化的指标进行研究，今后将对骨骼肌脂肪化程度进行更加准确评估以探讨骨骼肌脂肪化对肌少症的预测效能。

综上所述，老年人肌少症患病率较高，CT 定量测量骨骼肌信度较高，L3 SMB 预测老年肌少症效能较L3 SMA、L3 SMI 及L3 SMR 更高，且适用于不同性别老年人，为老年肌少症的筛查提供参考。L3 SMB 对于欲行上腹部手术患者较为容易获得，且不增加经济负担及辐射剂量，其对上腹部疾病患者手术预后的预测效能将是今后研究方向之一。