影像學在重癥監護病房獲得性肌無力應用中的研究進展

陳 靜 綜述,朱 潔 審校

(重慶市急救醫療中心超聲科,重慶 400014)

重癥監護病房獲得性肌無力(intensive care unit-acquired weakness,ICUAW)是指在ICU治療后發生的至少一種近端肌無力癥狀,和/或末梢感覺異常、感覺遲鈍或疼痛癥狀,與其他疾病無聯系,如果有能引發多發性神經病變的特定疾病(如糖尿病),必須是在ICU治療后出現以上癥狀惡化或改變[1],才能診斷ICUAW。ICUAW的概念在1993年被提出,研究人員認為是神經肌肉功能紊亂導致肌無力。隨著研究的深入,ICUAW被分類為危重性多性神經病變(CIP)、危重性肌病(CIM)、多性神經肌病(CIPNM)[2]。臨床上以CIPNM最為常見[3],主要表現為各種肌病及神經病變樣癥狀組合;CIP多表現為疼痛、感覺障礙和感覺異常;CIM多表現為肌肉無力,特別是近端肌肉,面部肌肉少有累及,眼肌麻痹更少見[4]。ICUAW的短期發病率為9%～82%[5],患者在ICU治療7 d或以上后其發生率為49%～77%[6]。相關報道顯示,膿毒血癥或全身感染患者ICUAW發生率約為70%[7];合并多器官衰竭患者ICUAW發生率可高達100%,急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)患者發生率約為67%[8];ICU住院患者臨床評估ICUAW發生率為25%～33%,電生理評估發生率約58%[9]。ICUAW的危險因素包括全身炎癥反應綜合征、藥物(如糖皮質激素、神經肌肉阻滯劑、血管加壓劑等)、ICU住院/臥床時間、患者年齡及機械通氣等[10-11]。ICUAW的診斷和治療不是重癥監護的重點,但ICUAW阻礙了ICU患者的治療和康復,存在ICUAW的患者再插管發生率是無ICUAW患者的兩倍[12],會增加患者的ICU住院時間、醫院死亡率、180 d死亡率,降低出院后生活質量[13-14]。因ICU的環境復雜、缺少易于應用的檢測工具且沒有能被普遍接受的“金標準”,故ICUAW的診斷具有挑戰性。本文就影像學在ICUAW評估中的應用進展做一綜述,分析影像學診斷ICUAW的價值。

1 CT

CT可以通過評估肌肉密度和形態快速和準確地評估肌肉變化。目前認為第3～4腰椎(L3～L4)水平圖像最能反映全身組織分布[15],故CT用于ICUAW患者的肌肉質量評估中多選用L3～L4水平,也有選用L3水平或股骨肌肉水平,測得椎旁肌肉群或腹壁的骨骼肌面積(SMA),然后通過計算機軟件或公式計算全身骨骼肌的體積和質量[16],并計算得出骨骼肌指數(SMI)。謝永鵬等[17]驗證了利用CT影像勾畫并計算第12胸椎水平左右豎脊肌總橫截面積診斷ICUAW的價值。CT圖像上感興趣組織的平均亨氏單位(Hounsfield unit,HU)值可作為肌肉質量的替代值[18],也可以利用HU值繪制肌肉直方圖及HU值的比例來計算肌肉體積,并進行動態監測。CASAER等[19]使用CT掃描ICU患者的股骨肌肉,顯示入院后前7 d肌肉厚度減少最明顯。目前一些圖像分析軟件也可以對CT圖像進行精確的灰度分析及面積測量,提供較準確的肌肉質量信息。CT評估肌肉質量不依賴于操作者,但需要盡量保持設備和測量技術人員的一致性,其可以對深層肌肉進行評估,并且對于ICU患者CT圖像比MRI更容易獲得。但通過公式通常會高估ICUAW患者的肌肉量,因為這些公式多根據健康人群和慢性疾病患者建立。且根據CT的分辨率不同,L3～L4水平可能存在多個切片,每次分析必須確保一致的圖像采集及患者體位才能準確測量骨骼肌橫截面積。此外,CT存在輻射、耗時、需要特殊軟件及水腫會增加診斷難度等缺點。

2 MRI

MRI可以提供良好的軟組織特征,它可以評估骨骼肌的形狀、體積和形態學特征,確定肌肉的脂肪變性。選擇骨盆及大腿部位進行MRI,能反映ICUAW最常累及的近端肌肉情況[20]。MRI也能測量骨盆及股骨水平肌肉的橫截面積,通過計算可得到肌肉體積,ICUAW患者的肌肉體積通常隨住院時間減少。在信號上ICUAW所累肌肉多表現為T1加權和脂肪抑制T2加權圖像上肌肉彌漫性萎縮、水腫及利用順磁性造影劑釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA)后增強,若表現為T2/短時反轉恢復(STIR)信號增加和T1增強則提示CIM[21],該表現與肌肉活檢結果相關。CIP中的肌肉去神經水腫和CIM中的多灶性肌內水腫樣信號在STIR圖像中均表現為高信號病變[22-23],反映了ICUAW患者肌肉脂肪浸潤和萎縮。嚴重膿毒癥并發ICUAW的患者MRI可表現出肌肉萎縮、纖維變化等結構改變[24]。肌肉MRI沒有輻射,對病變敏感,可成為ICUAW的支持性診斷工具。但MRI成本高、檢查時間長、噪音大、可檢查的區域有限且有金屬植入物禁忌。

3 超聲

肌肉在超聲中有明顯且特殊的回聲表現,它可以無創地提供關于肌肉質量和結構的信息,用于ICUAW患者的肌肉評估安全可行,檢查者間獲取的肌肉信息無明顯差異[25]。目前主要應用二維超聲觀察肌肉厚度、橫截面積、回聲等,M型超聲觀察肌肉震顫,彈性成像觀察肌肉硬度,彩色多普勒觀察肌肉血流情況。超聲評估ICUAW肌肉質量和數量的有效性已被證實[26],ICUAW超聲采集部位多是股四頭肌,測量點一般位于股骨的2/3處,位于髕骨上棘和髂前上棘連線的中下1/3。超聲測量肌肉厚度有較高的可靠性和重現性。ICUAW患者肌肉厚度會隨著時間推移減少,且與ICU住院時間呈負相關[27]。NG等[28]認為CIP與肌肉萎縮有關,而CIM肌肉厚度通常不變。采用超聲測量橫截面積來評估ICU患者肌肉力量比肌力測試更可行。PARRY等[29]發現ICUAW患者的肌肉橫截面積也會隨著時間的推移減少。PAOLO等[30]發現,股四頭肌羽狀角丟失對ICUAW具有很高的診斷準確性。在ICUAW中肌肉回聲被半定量分為4個級別[31]：均質低回聲(1級)、肌肉不均質低回聲(2級)、脂肪浸潤(3級)及筋膜炎和/或壞死(4級)。分級回聲與活檢肌肉病理變化相關[32],也有學者提出CIM多表現為肌肉回聲均勻增強,CIP多表現為肌肉回聲不均勻。相比于回聲分級,通過軟件計算肌肉的平均灰度水平來進行量化更為準確和客觀。ICUAW被認為是肌肉被脂肪和結締組織替代過程,肌肉血管生成降低導致肌肉彩色多普勒血流減少[33]。超微血管成像技術(SMI)可以檢測多普勒超聲無法觀察到的肌肉細微血管化的微小變化,可以代表肌肉的生存能力,對ICUAW預后有重要意義,通過SMI可以檢測到ICUAW患者肌肉的微血管生成活性明顯減低[33]。肌肉剪切波彈性成像(SWE)可用于評估ICUAW患者肌肉硬度[34],SWE值與肌肉纖維化有關,ICUAW患者肌肉的SWE值明顯增加[35]。也有研究認為,高剪切模量值與肌肉僵硬有關,而低剪切模量值與慢性肌病的肌肉萎縮有關[35]。超聲造影可檢測出輕微的肌肉損傷,ICUAW患者肌肉股四頭肌灌注水平明顯減低[33]。FISSE等[3]研究發現,CIPNM患者腘窩脛神經的平均橫截面積高于無CIPNM患者,腓腸神經橫截面積更小。超聲實時監測膈肌的厚度、活動度等參數來評估ICUAW患者的膈肌功能[36],用于檢測膈肌功能障礙,預測拔管成功或失敗,監測呼吸工作量,并評估膈肌萎縮情況。超聲測量肌肉厚度會低估ICU患者肌肉萎縮,而水腫會使橫截面積被高估,肥胖、皮下水腫、肌肉深度、探頭角度、檢查時對肌肉的按壓等可影響肌肉超聲回聲、面積測量及結構,可能會導致肌肉損失被低估或高估,同時目前超聲對測量肌肉的區域和算法缺乏統一的方法和共識,對ICUAW缺乏縱向的驗證。

4 雙能X射線吸收測定法(DXA)

DXA是根據不同能量的X射線通過人體組織的衰減和吸收狀況,測定人體骨骼、體脂和肌肉含量的方法,檢測時患者需仰臥,掃描時間在15 min內。該方法對水合狀態敏感,因此要求患者在測量前24 h內避免飲酒或劇烈運動,在隔夜禁食后于次日早晨進行測量[37],適合ICU患者。此外,DXA輻射輕微[16],且用其測量ICUAW患者肌肉質量操作方便、成本低[38],已在研究中被用于測量肌肉質量[39]。但由于DXA只能在固定設備間操作,若患者體重超過限制則不適用,同時結果可能受水腫、皮膚溫度的影響。

5 中子活化分析

中子活化分析是確定身體成分,尤其是化學成分的最古老方法之一。當原子暴露于中子時,可能會具有放射性并釋放伽馬輻射,通過伽馬能譜法可檢測。使用鉀同位素可以測量全身鉀含量,并可用于確定去脂體重[40]。該方法不受嚴重體液潴留的影響[41],是一種非常準確的測量方法,約需要1 h[40]。但很多醫院沒有該項設備和技術,且因該方法有一定量的輻射且耗時,不適合重復監測肌肉損失[42],更不適合生命支持設備繁多的ICU患者。

6 生物阻抗

生物阻抗利用1個(單頻)或多個(多頻)射頻的低幅度交變電流來表征身體的導電和非導電流體和組織成分[15,43]。多頻技術有助于提高診斷的準確性[44]。脂肪、骨骼和含氣組織傳導電流能力不佳,而富含水和電解質的組織,如肌肉和血液,是極好的電流導體[45]。通過將生物阻抗發生器放置在手和腳背4個表面觸覺電極上測量電阻,并用公式推導肌肉質量[46]。研究表明,生物阻抗和CT測得的SMM相關度很高[15]。該技術便宜、無輻射且可在床邊進行,為ICUAW的臨床應用提供了可能[47],但仍存在一定的缺陷,如依賴變量方程式,對ICUAW患者需要進一步細化算法,與身體可提供的成分密切相關等。

7 小 結

ICUAW是重癥患者常見的并發癥,臨床最常用肌力測試評估ICUAW,多采用醫學研究委員會評分(MRC)為標準,評估下肢多個肌肉群的功能,總分低于48分則認為存在ICUAW;此外,還可采用手握力測定、呼吸肌力測定等,它們最理想的測量狀態要求患者四肢松弛、清醒并配合,但ICU患者通常不能滿足,同時通過局部肌力代表整體肌肉力量也受到質疑。實驗室檢查也可作為ICUAW的診斷參考,如血漿神經絲、肌酐激酶水平升高,但無特異性。目前處于實驗室階段的內源性代謝物測量是通過收集24 h尿液的肌酐濃度作為身體骨骼肌質量的間接測量,但飲食、運動、感染、創傷、腎功能不全等因素會影響其準確性。肌肉病理活檢是診斷ICUAW的金標準,可以直觀地顯示病變,但由于具有侵入性、價格昂貴,并可能導致并發癥,故不能適用于所有患者。

隨著影像技術的發展,影像學方法廣泛應用于ICUAW的評估,尤其是CT、MRI及超聲都能對ICUAW患者肌肉進行定性(肌肉無力)、定量(肌肉質量減少)評估,憑借其無創、便攜、精確、可多次重復的優勢,成為ICUAW診斷及監測的有力工具,并可作為侵入性檢查前的篩查方法。其中,超聲更能快速、重復地進行床邊評估,新型超聲技術的出現增加了評估的完整性,是很有前途的ICUAW診斷工具。但各種影像學手段尚沒有最佳觀察指標和診斷臨界值,且各種影像學檢查方式的可重復性、可靠性,以及檢測結果與臨床、電生理和病理結果之間的相關性仍需要進一步研究。