胸部肌群評估在老年慢阻肺合并肌少癥早期診斷的應用進展

張靜 王亞林 朱慕云

慢性阻塞性肺疾病是一種以不完全可逆且進行性加重的氣流受限為特征的肺部疾病，由于長期的慢性氣道炎癥、氣道重塑及氣道狹窄等因素，患者氣道阻力較正常人增加、肺順應性下降，造成患者呼吸做功增多，同時因增齡因素，老年人本就存在肌肉逐漸萎縮、呼吸肌功能生理性下降的情況，最終導致呼吸肌功能受累，肺功能逐漸下降，嚴重影響老年慢阻肺患者生活自理能力。

骨骼肌消耗是穩定期老年慢阻肺患者最常見的肺外表現之一，已有研究表明老年慢阻肺患者更容易產生衰弱，這與患者其長期處于慢性炎癥、運動減少、營養缺乏、低氧狀態以及增齡等因素有關，早期發現老年慢阻肺患者的肌肉衰減并及時給予肺康復等干預措施，對減少患者急性加重，提高生活質量有重要的臨床意義。本文就胸部肌群的影像學評估在老年慢阻肺合并肌肉減少癥患者早期診斷的臨床應用進行綜述。

肌少癥與老年慢阻肺

肌少癥是一種與年齡相關，并以骨骼肌肌量減少、肌力下降和骨骼肌功能下降為主要特征的老年綜合征[1]，低肌肉數量和質量的檢測是診斷肌少癥的一個重要指標[2]。隨著醫療手段和生活水平的提高，人口老齡化程度也不斷提高，老年人群的衰老過程中伴隨著肌肉質量及相關功能的下降，導致活動能力減退，骨質疏松、跌倒、殘疾等不良后果，對全身器官，尤其是心、肺功能形成重大的影響。

增齡也是COPD的獨立易患因素，老年群體中患COPD的概率更高[3]。Benz等人最近的一項薈萃分析報告稱，老年慢阻肺患者的肌少癥患病率約21.6%，遠高于非慢阻肺患者[4]，60歲以上的老年慢阻肺患者肌肉質量每年下降1%～2%。相比較年輕的慢阻肺患者，老年慢阻肺患者因增齡因素，出現軀體功能下降、肌肉逐漸萎縮，更容易表現為嚴重肺氣腫或肺動脈高壓、以及可致殘的呼吸困難。與該疾病相關的慢性炎癥隨著病情加重，已不再局限于肺部，還可導致心血管疾病、精神疾病等，其中對骨骼肌產生的不良影響包括呼吸肌功能礙，四肢肌肉減少等相關肌少癥癥狀已引起國內外學者的關注。

COPD和肌少癥是老年人群體中高發的兩種慢性疾病，皆與年齡增長有關。老年COPD合并肌少癥，不僅會導致慢阻肺病人運動耐量和生活質量下降，還會加速慢阻肺病人肺功能惡化，是增加慢阻肺病死率的獨立危險因素。因此，早期診斷和積極防治老年COPD患者合并的肌少癥尤為重要。

老年COPD合并肌少癥的機制

肌少癥是老年COPD加重的危險因素，老年COPD又會導致肌少癥的發生，兩者相互影響，相互加重。

一、氣道阻力(能耗、消耗增加)

長期且不可逆的氣流受限為老年慢阻肺的特征性改變，其引起的氣道阻力增加導致呼吸功耗增加、肌肉蛋白慢性消耗、質量下降，造成患者活動耐力及運動能力下降的惡性循環[5]。

二、長期(慢性)缺氧

老年慢阻肺病人由于進行性的氣流受限，機體常處于慢性缺氧狀態。低氧可導致多器官的不良后果，如骨骼肌損傷、心腦血管疾病等[3]。病人長期缺氧的狀態，促使肌肉組織代謝失衡，加速肌肉分解及消耗；消化系統慢性缺氧導致消化吸收不良、蛋白質的合成代謝減少[6]；同時慢阻肺患者氧化應激增加，可直接作用并破壞許多生化大生分子，如蛋白質、脂質、核酸等，促使肌肉衰減。

三、炎癥因子

慢性炎癥是慢阻肺的特征性改變，由于長期活躍的促炎細胞因子[7]，特別是腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-6水平的增加，促進了骨骼肌及其胸部肌群蛋白質的分解代謝，使慢性阻塞性肺病患者的肌肉損失增加，加重胸部肌群的衰弱。

四、胸壁幾何形狀改變

慢阻肺患者由于小氣道病變、氣道阻力異常增高，肺內含氣容量明顯增多，改變了胸壁幾何形狀，而各種制動、營養不良和吸煙等因素，激活細胞分解進程導致骨骼肌蛋白質損失，進一步損害了通氣肌肉功能。慢阻肺患者在病情急性加重時，產生更多的乳酸和二氧化碳，呼吸代償致使呼吸肌群運動加速，加重生理儲備非常有限的呼吸肌衰竭[8]。

五、增齡

人體骨骼肌與骨量均隨年齡的增長而不斷減少,導致老年人肌肉減少、骨質疏松加重。加之老年人胃底松弛下降和膽囊收縮素增加引起的進食量減少、食物中蛋白質的攝入量不足、運動量減少，更容易患營養不良。有研究表明[9]，隨著慢阻肺的加重，老年慢阻肺患者還可能表現出骨代謝動力學特征，表現為骨轉換低，成骨功能障礙，肌纖維發生改變，肌肉間質膠原纖維增加，最終導致呼吸肌萎縮，變薄，呼吸運動減弱。

胸部肌群評估在老年慢阻肺合并肌少癥患者早期診斷的臨床應用

近年來，老年慢阻肺合并肌肉衰減的臨床重要性已得到越來越多海內外學者的關注，評估肌肉衰減的研究也日益增多。通過影像學技術來評估胸部肌群，以早期發現老年慢阻肺患者合并肌肉衰減，已得到了國內外眾多研究的證實。

一、常規評估方法

1 步速評估法：指以日常步速步行一定距離( 3～6m) 所需的時間，是肌肉功能評估最常用的方法，亞洲肌肉減少癥工作組(AWGS)推薦肌肉功能不佳的標準是 6米步速<1.0 m/s[10]。

2 握力實驗：指雙手握持物品的重量，手握力<28 kg(男性)和<18 kg(女性)定義為低肌力。下肢肌力的測量可以用椅上坐-站測試評定股四頭肌群的肌力，即在不使用手臂情況下，完成 5 次從坐到站所用的時間，時間大于12 秒，即可診斷為肌力下降[2]。

常規評估方法雖簡單易行，但具有較強的主觀因素，評估結果與患者的配合度有很大的關系，其診斷準確性不穩定，僅供篩查或臨床參考。

二、影像學評估方法

1 膈肌超聲：膈肌是一組重要的呼吸肌，負責60%～80%的呼吸工作負荷[11]，其主要決定通氣功能狀況。COPD患者常有因肺過度充氣導致膈肌活動度降低的情況,且由于長期的氣流阻力增大，肺充氣過度，使得膈肌的肌小節結構損害、肌肉間質膠原纖維增加，最終導致膈肌形態和膈肌功能發生改變[12]。有學者研究表明，呼吸肌的力量與周圍骨骼肌的力量和功能可靠相關，并且所有呼吸肌肉的面積與周圍骨骼肌的質量顯著相關[13]。

膈肌超聲可以觀察膈肌形態及運動情況，并通過測量膈肌厚度(TD)、膈肌增厚率(DTF)、膈肌活動度(DE)等評估膈肌功能，可以預估患者的周圍骨骼肌，進而早期診斷老年慢阻肺的肌肉衰減。超聲較方便且無輻射，但超聲測量結果還受檢查者主觀性的影響，干擾測量數據的可重復性和可比性，且該檢查尚未列為慢阻肺患者的常規檢查，其診斷慢阻肺合并肌肉衰減目前沒有統一的標準，還有待于進一步研究。

2 雙能X光吸收法(DXA):雙能X光吸收法(DXA)是利用兩種能量等級的X射線，通過測定不同組織X線吸收衰減程度來量化全身身體成分的一種影像學技術。該技術主要通過區分骨骼質量、脂肪質量和無脂肪骨骼質量(如皮膚，肌腱及結締組織)來評估骨骼肌質量。DXA能夠確定區域和全身肌肉數量，提供肌肉長度的絕對值以及肌肉長度指數，如附屬骨骼肌質量(ASMM)，用ASMM的絕對值：ASMM男性< 20公斤，ASMM女性< 15公斤為診斷為肌少癥的一種方法[14]。

DXA具有安全、廉價、可重復的優點，并且提供低輻射暴露,還可通過測量骨密度來評估老年COPD患者的活動耐力。但DXA也有一些局限性，不能量化肌肉內和肌肉周圍的脂肪組織，受檢查環境和身體成分的影響較大，精確性和針對性較差，目前多用于臨床和研究環境中的初級保健[15]。

3 磁共振成像(MRI)：MRI是一種根據解剖分子不同，對不同軟組織成分(肌肉、脂肪及水)進行高分辨成像的一項技術，可詳細評估肌肉解剖變化，包括肌肉萎縮，脂肪變性和水腫，被廣泛認為是研究肌肉的最合適和最可靠的技術之一。隨著 MRI 技術的進步，組織化學成分的評估也成為可能。MR光譜學(MRS)是一種代表性的 MR 技術，用于評估組織的化學成分[16]。基于 DIXON 的 MRI 是一種最新的MRI 技術，它通過使用化學位移來選擇性重建僅脂肪信號和水信號的圖像，從而挑戰了 MRS，使用基于DIXON 的 MRI 進行的定量分析顯示，MRS 具有極好的相關性，在檢測肌肉脂肪含量方面優于視覺評估[17]。這些脂肪定量 MRI 技術可以根據老年慢阻肺的肌肉質量評估，應用于肌肉減少癥的評估。此外，有研究表明，磁共振成像的功能參數可以描述肺通氣時間及肺灌注[18]，并可以捕獲膈肌運動及其胸部肌群受損情況。

盡管MRI有很多優點，但MRI的空間分辨率較低，并且由于缺乏氫離子，該技術在肺部表現不佳[18]。磁共振技術具有高成本、復雜性和有限性的特點使其在肌少癥的應用中受限，也未被推薦作為老年慢阻肺的常規檢查手段，使MRI在早期診斷老年慢阻肺患者的肌肉衰減中的研究中尚有不少挑戰。

4 計算機斷層掃描(CT)：CT是一種依據肌肉與其他組織CT值不同來測量肌肉質量的一項技術，可以將脂肪與其他軟組織分開的精確成像研究，這使得其為評估脂肪和骨骼肌質量提供了可能。在CT評估骨骼肌質量的研究中，有研究人員將重點放在腹部的特定標志上，通過測量L3 水平的骨骼肌橫截面，對該切面的豎脊肌、腹直肌、腰大肌等肌群進行研究[19]，Kazuya Tanimura等人對慢阻肺患者的豎脊肌作了CT定量評估，發現COPD 患者的豎脊肌橫截面積明顯低于吸煙控制人群，并且與疾病嚴重程度顯著相關，比體重指數更準確地反映 COPD 患者的骨骼肌質量[20]。并將第三腰椎肌肉的單個橫截面積(L3MA)作為評估全身骨骼肌質量的金標準[21]。但L3 水平的腹部CT在臨床上不作為慢阻肺患者的常規檢查，對于老年慢阻肺患者來說，是一項額外的輻射暴露，還會增加費用負擔，臨床應用受到限制。

近年來，在CT評估骨骼肌質量的研究中，越來越多的研究將老年慢阻肺患者的肌肉衰減評估集中在胸部肌群上。研究胸部CT上的胸大肌區域，通過軸向計算機斷層掃描(CT)成像計算單個胸部肌群的橫截面積(CSA)和密度，來判斷老年慢阻肺患者的肌肉衰減和程度。有研究表明CT測量主動脈弓橫截面上的胸大肌區域與全身骨骼肌質量呈正相關，且胸部CT上的胸大肌區域能可靠地預測全身骨骼肌質量[22]。McDonald等人的研究報告表明：胸部CT圖像上胸大肌的橫截面積與COPD相關的特征有關，包括肺功能測定，呼吸困難和6分鐘步行距離等[23]；CT測得的胸大肌面積(PMA)是COPD相關結果的重要預測因子，較小的PMA是嚴重氣流受限、生活質量較低和運動能力下降的相關病因，同時，評估胸大肌的密度(PMD)也有重要意義，較低的肌肉密度反映了富含脂肪的骨骼肌，而PMD過低時，反應患者胸大肌肉變薄，肌纖維發生改變。PMA和PMD較低的患者年齡更大，表現出肺功能下降和更嚴重的肺氣腫[24]。

同時，胸部CT還可直觀呈現肺組織、支氣管及肺血管的影像形態結構及變化特點，李艷等人通過研究COPD的兩種表型:支氣管炎型和肺氣腫型，發現隨著COPD的GOLD分級升高，COPD 患者肺功能參數、平均肺密度逐漸下降，相反，% LAA-950(-950 HU 低密度衰減區占兩肺體積百分比)則隨 GOLD 分級增高逐漸上升[25]。So Hyeon Bak等人研究表明PMA下降10 cm2, 是患者死亡的有力預測指標；而PMD增加10HU，可使肺氣腫指數(低于-950HU的肺體積分數%，EI)減少2.58%。表明了慢阻肺患者病情逐漸加重，其胸大肌密度及面積則逐漸下降，而其患者的骨骼肌質量與數量也逐漸降低，肌肉消瘦是這些患者低運動能力的重要原因之一。

胸部CT檢查是老年COPD患者常規檢查手段之一，且胸大肌由于其解剖學特征，具有易于標定和量化的優點，在評估老年慢阻肺患者的肌肉衰減方面展現出越來越大的優勢。

綜上所述，肌少癥是老年慢阻肺患者最常見的肺外并發癥之一，骨骼肌的衰減，導致患者活動耐力下降，與患者的衰弱及預后不良嚴重相關。胸部CT是老年慢阻肺的常規檢查手段，通過胸部CT掃描的單個軸向切片確定的胸部肌群面積及密度，成為老年慢阻肺人群中評估骨骼肌質量的主要指標[15]，可早期發現老年慢阻肺患者的肌肉衰減，識別可能需要營養或康復干預措施的患者，及時給予綜合肺康復等干預措施，對減少老年慢阻肺患者急性加重，提高生活質量有重要的臨床意義。