雙能X線和胸部CT測定健康體檢者骨骼肌質量的比較研究

廖晨芳 徐宗政 祁慧娟 李慶祝 王德國

肌少癥(sarcopenia)是老年人骨骼肌量減少、肌力及功能進行性減退的臨床綜合征,常引起跌倒、衰弱及死亡[1]。肌量減少是重要的客觀指標,可以通過生物阻抗法(bio-impedance analysis,BIA)、雙能X線(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)及CT/MRI影像法測定,各國指南均推薦DXA法界定肌量減少[2-3]。CT是臨床最常用的檢查手段之一,常以第3-4腰椎(L3-4)橫截面肌肉面積定義肌量減少[4]。然而臨床上胸部CT比腹部CT檢查更多,如肺癌篩查及近年來因肺炎進行的胸部CT掃描等[5-6]。有研究顯示,第12胸椎(T12)及第1腰椎(L1)截面肌肉面積及其密度(CT值)與L3截面顯著相關[7]。因此,本研究選擇了同時行DXA和胸部CT掃描的老年體檢者,比較兩種檢查方法在判斷肌量減少上是否具有一致性,各參數間是否具有相關性,以期挖掘老年人胸部CT影像學信息在老年肌少癥中的臨床應用價值。

1 研究方法

1.1 研究對象 回顧性分析2017年9月至2019年12月在我院健康體檢中心體檢的60歲以上體檢者80例。納入標準:除常規體檢外均接受了DXA體成分檢查及低劑量胸部CT檢查。排除標準:惡性腫瘤化療中、合并原發性甲狀旁腺功能亢進癥、正在接受激素治療、嚴重臥床、未完成相關檢查的病人。

1.2 一般資料 通過醫院His系統收集老年體檢者性別、年齡及既往高血壓、高血脂及糖尿病等病史資料。根據病人身高、體質量計算BMI。

1.3 DXA測定及肌量減少標準 囑被檢者穿著輕薄貼身的衣物,頭朝檢測儀平躺進入雙能X射線骨密度檢測儀(Prodiqy Advance 350018MA),仰臥體位接受兩次掃描,機器自動提供檢查者包括四肢在內的全身肌肉的含量分布數據。通過測量體檢者身高,計算四肢骨骼肌質量指數(appendicular skeletal mass index,ASMI),ASMI =ASM/身高2(kg/m2)。根據2019年亞洲肌少癥工作組發布的共識2標準(Asian working group for sarcopenia, AWGS2)判定肌肉質量減少:ASMI男性<7.0 kg/m2,女性<5.4 kg/m2[2]。

1.4 胸部CT影像特征提取及分析 根據既往研究[7],運用開源3D-slicer軟件半自動測定各橫斷面的肌肉面積及CT值,計算肌肉指數(定義為肌肉面積/身高2)。從CT影像存儲庫中調取胸部CT圖像文件,選擇T12、L1椎體,主動脈弓層面,分析各個部位的骨骼肌CT值。以3D-slicer軟件標準化后選擇segment editor命令定義肌肉(CT值設定為-29～150 Hu),并以“paint”命令對T12和L1層面肌肉賦色,“quantitative reporting”命令定量T12和L1層骨骼肌面積、T12椎旁肌和主動脈弓胸肌面積,計算肌肉指數。根據文獻,選擇T12骨骼肌CT值定義肌量減少:男性<37.5 Hu,女性<31.5 Hu[8]。

2 結果

2.1 體檢者不同肌肉質量組一般資料比較 DXA診斷的肌量減少19例(23.75%),與肌量正常組相比,肌量減少組身高、體質量、BMI顯著降低(P<0.05)。2組間年齡、性別,合并高血壓、糖尿病及高脂血癥的情況差異無統計學意義(P>0.05)。肌量減少組總肌量、四肢肌量及ASMI顯著低于肌量正常組(P<0.05)。2組間CT測定的T12、L1、主動脈弓胸肌面積及身高校正后的肌肉指數差異無統計學意義(P>0.05);肌量減少組T12肌肉及T12椎旁肌CT值顯著降低(P<0.05),L1層面肌肉及主動脈弓胸肌CT值差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 DXA測定肌量減少組與肌量正常組一般資料比較

2.2 ASMI與相關因素的相關性分析 鑒于DXA用ASMI界定肌量減少,因而分析ASMI的相關因素。ASMI與年齡(r=-0.031,P=0.782)、性別(r=-0.124,P=0.271)無相關性;與體質量、BMI、總肌量、四肢肌量呈顯著正相關(r分別為0.761、0.636、0.808、0.850,P<0.001),與身高呈顯著負相關(r=-0.641,P<0.001)。ASMI與T12、L1層肌肉CT值,主動脈弓層面胸肌面積呈正相關(r分別為0.288、0.214及0.231,P<0.05)。

2.3 DXA法和CT值定義的肌量減少的一致性分析 基于T12層面骨骼肌CT值定義的肌量減少為30例,Pearson卡方檢驗顯示兩種方法定義肌量減少的陽性率差異有統計學意義(P=0.043),CT法陽性率高于DXA法(37.5%比23.75%)。Kappa一致性檢驗顯示,CT與DXA法定義的肌量減少一致性較差(Kappa為0.281,P=0.008)。見表2。

表2 DXA法和CT值定義的肌量減少一致性分析

2.4 CT測定的肌量減少的相關因素分析 由于DXA與CT測定二者間判斷肌量減少的一致性較差,進一步分析T12層面肌肉CT值的相關因素,結果顯示,T12肌肉CT值與年齡和性別呈顯著負相關(P<0.01),與L1、T12椎旁肌、主動脈弓胸肌CT值、肌肉面積、肌肉指數均呈顯著正相關,但與身高、體質量及BMI無顯著相關性(P>0.05)。見表3。

表3 T12層面肌肉CT值的相關因素分析

3 討論

肌少癥是老年人死亡、失能及反復住院的重要原因[9]。肌量減少是肌少癥的重要特征,常用測定方法有DXA和BIA。DXA法測定的ASMI被多個共識推薦為肌量減少的金標準[2, 10-11]。CT和MRI不僅可測定肌肉體積,也可以評價肌質量及脂肪浸潤程度,但相關研究處于初步階段,缺乏公認的標準[12]。本研究比較了CT與DXA診斷肌量減少的一致性。

本研究中,DXA和胸部CT值定義的肌量減少的檢出率不同(23.75%比37.5%)。前者是根據三室模型將人體組織分為脂肪、骨及肌肉組織,而后者直接根據CT值對局部肌肉進行定量評價[12-13]。增齡引起的肌量減少除肌萎縮外,還與肌肉間隙脂肪浸潤有關,導致肌肉組織CT值降低,肌面積和密度可較早地反映骨骼肌功能異常及病人預后[14-15]。本研究觀察到DXA肌量減少組CT肌肉面積及肌肉指數與正常組差異無統計學意義,可見胸部CT肌肉面積參數不能提示DXA肌量減少。另外,T12層面肌肉CT值在2組間差異有統計學意義,而另一些部位如L1及主動脈弓胸肌CT值差異無統計學意義。因此,本研究提示胸部CT缺乏簡便有效的參數用于判斷DXA診斷的肌量減少。

DXA和胸部CT值定義的肌量減少診斷一致性較差。相關性分析顯示,ASMI與身高、體質量、BMI、四肢肌量等顯著相關,而與年齡、性別無相關性。眾所周知,肌量減少呈現增齡性改變,很難解釋本研究中ASMI與年齡無關的結果。筆者推測可能是ASMI中身高校正因素引起,即增齡過程中的身高縮短速度超過肌肉質量減少程度。因此,有研究以最高身高或者脛骨長度作為校正因素,可提高DXA肌量指數的準確性[16-17]。對CT值相關因素分析發現,T12肌肉CT值與年齡呈顯著負相關,而與身高、體質量及BMI無顯著相關性。這與老年人肌量隨年齡增長而減少的臨床實踐符合。

本研究還顯示,基于胸部CT值的肌量判斷具有潛在臨床價值。T12層肌肉CT值與其他層面CT值呈顯著正相關。這可能由于增齡引起的骨骼肌密度降低或脂肪組織浸潤是全身性的,通過不同位置的肌肉CT值可評價肌質量。L3～L4腰大肌作為CT診斷肌量減少的標準層面,但在臨床實踐上較少進行常規腹部CT掃描。近年來,健康體檢及流行的肺部感染性疾病引起胸部CT掃描數量激增,進一步挖掘胸部CT影像信息對節約醫療衛生資源有重要意義。例如新近研究顯示,胸部肌量低的老年新型冠狀病毒感染病人延遲出院及重癥轉化率顯著增高[6]。

本研究尚有不足。第一,本研究中高齡者數量較少且不能代表社區人群;第二,作為回顧性研究無法進行肌肉功能性測定,如步速、握力等;第三,雖然記錄了基本慢性疾病,但無詳盡的疾病資料。

總之,胸部CT與DXA定義的肌量減少檢出率差異較大,兩者一致性不高,可能與CT值及ASMI的相關影響因素不同有關;胸部肌肉CT值在不同層面一致性較好,體現了良好的增齡效應。因此,機會性胸部CT掃描可提供受檢者肌肉質量的客觀證據,從而有效評價是否有肌少癥風險,結合臨床老年綜合評估,對老年人健康維護有重要的臨床價值。