L3椎體平面骨骼肌和脂肪化程度與老年肌少癥關系的CT定量研究

左玉強 柳青 高志紅 王正 關興 殷玉玲 楊旭 馮平勇

河北醫科大學第二醫院1體檢中心，2放射科，3呼吸科（石家莊050000）；4石家莊市人民醫院體檢中心（石家莊050000）

肌少癥是與年齡相關的肌肉質量減少，同時還存在肌肉力量和/或軀體功能下降，嚴重危害老年人健康及功能，會導致臨床不良事件增加，如跌倒、再住院和死亡等，因此早期識別高危人群、早期干預顯得尤為重要［1-3］。目前，臨床醫師常用L3 椎體平面骨骼肌指數（L3 skeletal muscle index，L3 SMI）即：L3 椎體平面骨骼肌面積（L3 skeletal muscle area，L3 SMA）與身高（m）平方進行標準化來預測肌少癥，但由于身高難以全面反映患者體型、BMI、骨量等成分；故有學者［4-6］提出采用不同方法，包括體表面積（body surface area，BSA）或L3椎體橫截面積等不同方法對L3 SMA 進行不同標準化方法來預測肌少癥，且取得一定進展。以往文獻報道中多采用L3 SMA、L3 SMI、L3 SMA 經BSA 標準化結果（L3 SMB）及L3 SMA 經椎體橫截面積標準化結果（L3 SMR）來預測肌少癥，但有關L3 SMA 及不同標準化結果預測肌少癥效能的橫向比較尚未見諸報道［4-6］。本研究旨在通過回顧性分析16 例經臨床確診為肌少癥的老年體檢者上腹部CT 中L3 SMA 及不同標準化結果預測肌少癥效能進行橫向比較，探尋基于CT 定量測量預測老年肌少癥的最佳指標，以進一步提高老年肌少癥的診斷正確率。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2020年1月至2020年8月期間于河北醫科大學第二醫院體檢中心進行年度體檢且經臨床診斷為肌少癥的16 例老年人的臨床及CT 影像資料。納入標準：（1）年齡≥60 歲；（2）生物電阻抗法檢查結果符合“亞洲肌少癥工作組標準”診斷標準［2］；（3）行上腹部CT掃描；（4）能配合握力實驗和步速實驗者。排除標準：（1）合并腫瘤、血液病等惡病質者；（2）合并有糖尿病、慢性肝病、慢性阻塞性肺部疾病等代謝性疾病者；（3）身體殘疾或合并有神經-肌肉系統疾病者，如帕金森、重癥肌無力、癱瘓等；（4）存在短時間內導致身體成分發生急劇變化性疾病者，如脫水、感染、水腫等。收集同時期進行健康體檢老年人184 例作為對照組，納入標準：年齡≥60 歲，其余同肌少癥納入標準（3）、（4）及排除標準。本研究經醫院倫理委員會審查通過，并與所有納入者簽署知情同意書。

1.2 CT 掃描條件與部位采用美國GE 公司Optima 64 排螺旋CT 掃描儀（CT-660）進行上腹部掃描。掃描范圍自膈頂至臍水平。掃描時患者取仰臥位，雙手平舉過頭，于深吸氣末屏氣進行掃描。掃描參數如下：管電壓120 kV、管電流100～400 mA自適應調節、常規掃描層厚5 mm。所有圖像經PACS 發送至GE ADW 4.6 工作站。

1.3 L3 椎體平面骨骼肌及脂肪定量測量在GE ADW 4.6 工作站上選定上腹部橫斷面CT 圖像中L3 椎體中心平面，采用GE ADW 4.6 工作站自帶“X Section”軟件手動勾畫該層面骨骼肌及脂肪組織邊緣，分別設定骨骼肌及脂肪組織CT 值范圍為-29～150 HU、-190～-30 HU［7-8］，軟件自動計算勾畫范圍內相應組織的面積及平均CT 值。L3 椎體面積測量時手動勾畫椎體邊緣，CT 值閾值范圍為30～2 000 HU［8］。分別測量L3 SMA（cm2）、L3椎體平面骨骼肌密度（skeletal muscle density，L3 SMD）（HU）、骨骼肌間隙脂肪面積（cm2）、骨骼肌間隙脂肪平均CT 值（HU）及L3 椎體橫截面積（cm2）；測量方法（圖1）。體表面積（Body Surface Area，BSA）計算采用MOSTELLER［9］于1987年提出的公式：BSA（m2）=身高（cm）×體質量（kg）÷3 600，該公式因準確、可靠、簡單易用而被廣泛應用于臨床［10］。所有L3 SMA、L3 SMD，骨骼肌間隙脂肪面積、密度及椎體橫截面積的測量均由2 名CT 影像主治醫師進行單獨測量，最終結果取兩者測量值的平均值。計算L3 椎體平面骨骼肌指數（skeletal muscle index，SMI）=L3 SMA÷［身高（m）］2，并計算L3 SMA 與BSA 的比值（L3 SMB）、L3 SMA 與L3 椎體橫截面積比值（L3 SMR）。

圖1 CT 定量測量示意圖Fig.1 Sketch map of CT quantitative measurement

1.4 統計學方法所有數據采用SPSS 22.0 軟件進行統計學分析，計數資料采用例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗或Fisher 精確檢驗。正態分布的計量資料采用（）表示，偏態分布的計量資料采用M（P25，P75）表示；計量資料組間比較采用獨立樣本t檢驗或非參數秩和檢驗（Mann-WhitneyU檢驗）。應用組內相關系數（intra-class correlation coefficient，ICC）檢驗兩名測量者測量結果之間的一致性。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析L3 SMA 及不同標準化結果診斷老年肌少癥的效能。制圖使用Graphpad Prism 8.0。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組體檢者基本資料及兩名CT 定量測量者結果間一致性比較肌少癥組16 例，其中男6 例，女10 例；非肌少癥組184 例，其中男92 例，女92例；兩組間性別構成比差異無統計學意義（P=0.337）；肌少癥組平均年齡高于非肌少癥組體檢者，但組間差異無統計學意義（P= 0.276），而肌少癥組BMI 低于非肌少癥組，兩組間差異有統計學意義（P= 0.001，表1）。兩名CT 影像主治醫師測量L3 SMA、L3 SMD、肌間隙脂肪面積、骨骼肌間隙脂肪密度、L3 椎體橫截面積平均值一致性較好，ICC 均＞0.75（表2）。

表1 兩組患者一般資料比較Tab.1 Comparison of general information for two groupsM（P25，P75）

表2 CT 定量測量L3 椎體水平骨骼肌及脂肪化程度的重復性檢測Tab.2 Repeatability of CT quantitative measurement of skeletal muscle and fatty infiltration degree in L3 plane±s

表2 CT 定量測量L3 椎體水平骨骼肌及脂肪化程度的重復性檢測Tab.2 Repeatability of CT quantitative measurement of skeletal muscle and fatty infiltration degree in L3 plane±s

測量項目L3 SMA（cm2）L3 SMD（HU）L3 椎體水平骨骼肌間隙脂肪面積（cm2）L3 椎體水平骨骼肌間隙脂肪密度（HU）L3 椎體橫截面積（cm2）測量者1 110.89±26.44 32.64±7.26 17.20±7.83-64.54±3.93 15.23±2.86測量者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 兩組老年體檢者CT 定量測量結果比較肌少癥組老年體檢者L3 SMA、L3 SMD 低于非肌少癥組，但僅L3 SMA 在兩組間差異有統計學意義（P＜0.05）；而肌少癥組老年體檢者骨骼肌間隙脂肪面積及肌間隙脂肪平均密度均高于非肌少癥組；但兩組間差異均無統計學意義（P＞0.05，表3）。

表3 兩組老年體檢者CT 定量測量結果比較Tab.3 Comparison of CT quantitative measurement results between the two groups±s

表3 兩組老年體檢者CT 定量測量結果比較Tab.3 Comparison of CT quantitative measurement results between the two groups±s

指標L3 SMA（cm2）L3 SMD（HU）肌間隙脂肪面積［M（P25，P75），cm2］肌間隙脂肪密度（HU）肌少癥組76.19±12.28 30.89±8.10 14.95（8.87，17.85）-64.12±2.28非肌少癥組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 及不同標準化結果診斷老年肌少癥的ROC曲線分析將L3 SMA經［身高（m）］2、BSA、L3椎體橫截面積進行不同方式標準化得到L3 SMI、L3 SMB 和L3 SMR 結果，利用ROC 曲線分析L3 SMA及不同標準化結果診斷老年肌少癥效能，結果顯示L3 SMB 診斷老年肌少癥及不同性別老年肌少癥的曲線下面積（area under curve，AUC）均為最大，提示其診斷效能最高（表4、圖2）。

表4 L3 SMA 及不同標準化結果診斷老年肌少癥ROC 曲線分析Tab.4 ROC curve analysis of L3 SMA and different standardized results in the diagnosis of sarcopenia in the elderly

圖2 L3 SMA 及不同標準化診斷老年肌少癥ROC 曲線分析Fig.2 ROC curve analysis of L3 SMA and different standardization in the diagnosis of sarcopenia in the elderly

3 討論

L3 SMA 被認為是全身骨骼肌量及多種疾病預后不良的標志，但有關L3 SMA 如何標準化預測肌少癥效能最高尚未形成統一認識［5-6，11-14］。SIMPSON等［6］將腰大肌橫截面積分別經BSA、身高平方及椎體橫截面積進行標準化探尋不同標準化結果預測肌少癥效能，結果發現腰大肌橫截面積經椎體橫截面積進行標準化預測肌少癥效能最高，若將L3 SMA 分別經不同方法進行標準化，其結果是否會優于臨床常用的L3 SMI，目前尚未有類似研究報道。

本研究中，兩組患者基線資料間比較結果顯示性別構成比、年齡間差異均無統計學意義（P＞0.05），而肌少癥組患者BMI 低于非肌少癥組，且組間差異有統計學意義（P＜0.05）；該結果與以往研究結果［15-17］基本一致，且以上研究通過二元多因素logisitic 回歸分析發現低BMI 患者發生肌少癥的風險更高，BMI 是肌少癥的保護因素；筆者分析導致該結果的病理生理學機制可能是由于BMI 可在一定程度上反應患者的營養狀況，而肌少癥患者可能存在一定程度營養不良狀態。因此，臨床工作中，臨床醫師應更加關注低BMI 患者。

本研究對兩名測量者CT 定量測量結果（包括：L3 SMA、L3 SMD、L3 椎體水平骨骼肌間隙脂肪面積、L3 椎體水平骨骼肌間隙脂肪密度及L3 椎體橫截面積）進行重復性檢測，結果發現兩者測量結果之間具有較高的一致性（ICC 均＞0.75），這與部分學者［18-19］研究結果一致，再次說明CT 定量測量L3 椎體水平骨骼肌及骨骼肌間隙脂肪相關參數具有較高的可重復性，同時也進一步驗證了CT定量測量對L3 椎體平面骨骼肌及脂肪化程度分析的可靠性。

本研究中兩組體檢者L3 椎體平面CT 定量測量結果中僅L3 SMA 在組間差異有統計學意義（P＜0.05），筆者將L3 SMA 分別經身高、BSA 和同層椎體橫截面積進行標準化以探討不同標準化結果對老年肌少癥的診斷效能，結果顯示L3 SMB 診斷老年肌少癥的效能最高，且其診斷不同性別老年肌少癥患者效能均為最高，這與以往普遍認為的L3 SMI 能較好的反應骨骼肌狀況的結論存在一定差異；亦不同于SIMPSON 等［6］認為L3 椎體平面腰大肌橫截面積與L3 椎體橫截面積比值更能反應全身肌肉情況的結論。筆者分析導致該結果的原因可能在于：（1）單純經身高、L3 椎體橫截面積進行標準化，難以全面反應患者的體型及全身骨骼肌含量及脂肪分布；有研究［20-21］顯示不同肥胖類型人群其對骨骼肌浸潤程度不同，其中腹型肥胖者脂肪細胞活性更高，對椎后肌群的脂肪浸潤程度更高，而椎后肌群正是L3 SMA 最主要的組成部分；（2）不同人群及不同生活方式可導致全身骨骼肌狀態相差較大，而相比之下，身高及L3 椎體橫截面積的相差則較小；這可能導致經身高、L3 椎體橫截面積標準化結果存在較大偏差，這可能也是導致以往研究［21］所報道的歐美人群與日韓人群診斷肌少癥所采用的L3 SMI 標準差異較大的原因；（3）由BSA 的計算公式可看出BSA 計算可有效校正單純身高、體質量所導致的偏差，從而使L3 SMB 的預測價值更高。以往有學者［22-24］指出肌少癥并非由肌肉量減少而是由于骨骼肌脂肪化導致的，并指出骨骼肌脂肪化程度對于肌少癥的預測價值可能更高；但本研究中L3 SMD 及L3 椎體平面骨骼肌間隙脂肪面積、密度在兩組間差異均無統計學意義（P＞0.05）；這與以上學者結果相矛盾，導致該結果的原因可能是L3 SMD 及L3 椎體平面肌間隙脂肪面積、密度不能全面反映骨骼肌脂肪化程度。

本研究為回顧性橫斷面研究，存在一定局限性：（1）本研究為單中心研究，納入對象較為局限、樣本量較少、人群范圍較小，不能全面反映老年人情況；有待于未來聯合多中心、大樣本量、更大人群進行更為全面的評估；（2）本研究基于單次、單一層面CT 結果分析，未能動態觀察骨骼肌肉量的變化；今后將加強高危人群隨訪，動態評估其骨骼肌肉量變化，為其提供有效的干預方案以期延緩或減少肌少癥的發生；（3）未將年齡、慢性病病程等可能對骨骼肌肉量有影響的因素納入并對骨骼肌肉量進行縱向研究，未來將基于更大樣本量基礎上進行更加精細分組并進行縱向研究；（4）本研究中僅采用L3 SMD、L3 椎體平面骨骼肌間隙脂肪面積及密度作為骨骼肌脂肪化的指標進行研究，今后將對骨骼肌脂肪化程度進行更加準確評估以探討骨骼肌脂肪化對肌少癥的預測效能。

綜上所述，老年人肌少癥患病率較高，CT 定量測量骨骼肌信度較高，L3 SMB 預測老年肌少癥效能較L3 SMA、L3 SMI 及L3 SMR 更高，且適用于不同性別老年人，為老年肌少癥的篩查提供參考。L3 SMB 對于欲行上腹部手術患者較為容易獲得，且不增加經濟負擔及輻射劑量，其對上腹部疾病患者手術預后的預測效能將是今后研究方向之一。