賈小輝 顧華麗 許曉霞 錢衛(wèi)琴 薛桂萍

(1南通市第二人民醫(yī)院內(nèi)科，江蘇 南通 226000；2南通市第一人民醫(yī)院內(nèi)科)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種常見的呼吸系統(tǒng)疾病之一，25%～50%的COPD患者由于能量攝入不足、基礎(chǔ)代謝率和(或)活動(dòng)能量消耗增加而出現(xiàn)體重丟失，與骨質(zhì)疏松、運(yùn)動(dòng)能力下降、急性加重程度上升、發(fā)病率和死亡率增加有關(guān)〔1,2〕。研究顯示〔3〕，體力活動(dòng)水平(PAL)是COPD患者全因死亡率的最強(qiáng)預(yù)測(cè)因子，增加PAL對(duì)于改善預(yù)后具有重要意義，而能量消耗測(cè)量是評(píng)估體力活動(dòng)的重要手段。準(zhǔn)確評(píng)估COPD患者能量消耗對(duì)于促進(jìn)PAL具有積極效應(yīng)。目前，國(guó)內(nèi)外研究中主要使用體重指數(shù)(BMI)進(jìn)行COPD臨床評(píng)價(jià)，但降低了作為肌肉質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)的可靠性，而骨骼肌評(píng)估比BMI更能準(zhǔn)確反映COPD的嚴(yán)重程度〔4,5〕。雙標(biāo)水(DLW)法是評(píng)估COPD患者總能量消耗(TEE)的金標(biāo)準(zhǔn)〔6〕。單層軸向CT測(cè)量骨骼肌是評(píng)估身體成分(包括局部骨骼肌)的一種重要方法，且在常規(guī)臨床實(shí)踐中使用CT評(píng)估COPD患者疾病嚴(yán)重程度、排除其他潛在疾病和評(píng)估肺外表現(xiàn)。本研究擬分析COPD患者或風(fēng)險(xiǎn)患者軀干肌肉CT測(cè)量參數(shù)與能量消耗水平的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1一般資料 因風(fēng)險(xiǎn)患者COPD評(píng)估試驗(yàn)評(píng)分和低密度衰減區(qū)域與COPD患者相似，本研究將風(fēng)險(xiǎn)患者納入觀察。選擇2019年10月至2021年9月在南通市第二人民醫(yī)院就診的COPD患者或風(fēng)險(xiǎn)患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合COPD全球倡議(GOLD)〔7〕分類標(biāo)準(zhǔn)，其中GOLD 1、2、3、4級(jí)定義為COPD患者，GOLD 0級(jí)定義為風(fēng)險(xiǎn)患者；前4 w內(nèi)病情穩(wěn)定無急性加重；知曉本研究目的并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：感染性疾病、糖尿病或其他干擾身體體力活動(dòng)的嚴(yán)重疾病；正在使用影響能量消耗(如甲狀腺激素、β-受體阻滯劑)或水平衡(鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)體-2阻滯劑)的藥物；過去3個(gè)月內(nèi)體重減輕超過體重的5%。本研究最終納入172例患者，其中GOLD 0級(jí)38例、1級(jí)29例、2級(jí)66例、3～4級(jí)39例；男127例，女45例；年齡60～82歲，平均(70.4±5.9)歲。本研究已通過我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2軀干肌肉CT掃描采集與分析 本研究軀干肌肉采集與分析包括胸肌(PM)、腹直肌(RAM)、豎脊肌(EAM)的面積、密度及面積密度乘積〔PM面積(PMA)、PM密度(PMD)、PMA×PMD、RAM面積(RAMA)、RAM密度(RAMD)、RAMA×RAMD、EAM面積(EAMA)、EAM密度(EAMD)、EAMA×EAMD〕。采用Somatom Emotion 16螺旋CT儀(德國(guó)西門子公司生產(chǎn))進(jìn)行CT掃描數(shù)據(jù)采集。掃描參數(shù)：準(zhǔn)直(16×1.2)mm，峰值130 kV，掃描時(shí)間600 ms/rot，螺距1.05，自動(dòng)曝光控制(質(zhì)量參考mAs為100)。為定量分析肌肉，采用縱隔重建CT圖像，重建內(nèi)核B41f，重建層厚1.5 mm，測(cè)量胸主動(dòng)脈弓頂端胸肌、第一腰椎腹直肌、Th12腰椎豎脊肌單層CT橫斷面的橫截面積和密度。采用自動(dòng)體積計(jì)算軟件Synapse3D(日本東京富士膠片醫(yī)療公司生產(chǎn))進(jìn)行CT掃描數(shù)據(jù)分析，掃描成像后，使用-950個(gè)霍斯菲爾德單位(Hu)截止值確定低密度衰減區(qū)域，使用預(yù)定義的衰減范圍(50 Hu和90 Hu)識(shí)別左、右肌肉并手動(dòng)著色，測(cè)量?jī)蓚?cè)肌肉面積，將肌肉面積表示為左右兩塊肌肉的總和，肌肉密度定義為繪制區(qū)域內(nèi)的平均衰減。

1.3能量消耗測(cè)量 能量消耗包括TEE和PAL。采用DLW法測(cè)量每例患者13～15 d的TEE，在第1天上午采集患者血和尿樣后，患者口服2H2O(每千克體重0.1 g)和H218O(每千克體重0.2 d)，用藥后4 h采血，用藥后2、3、4 h采尿，第13～15天早晨隨訪2次(每次采血1次，尿液2次，間隔1 h)，再進(jìn)行同位素分析，并使用Weir公式(TEE=3.941×rO2+1.106×rCO2-2.17×UN)計(jì)算TEE，其中rO2為O2消耗速率，rCO2為CO2產(chǎn)生速率，UN為每日尿氮量。PAL采用基于TEE及基礎(chǔ)代謝率(BMR)的公式計(jì)算，PAL=用DLW方法估計(jì)的TEE/用間接熱量法測(cè)量的BMR，其中BMR采用間接熱量測(cè)定法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量前12 h禁食，測(cè)量時(shí)間為上午8∶30～10∶00，患者清醒平臥于床上休息30 min，采用metamax 3B心肺功能儀(德國(guó)Cortex公司)測(cè)量耗氧量(VO2)、二氧化碳排出量(VCO2)，測(cè)量15 min，并使用Weir公式(BMR=3.9×VO2+1.1×VCO2)計(jì)算BMR。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS24.0軟件進(jìn)行方差分析、Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié) 果

2.1不同GOLD分級(jí)COPD患者PM、RAM、EAM參數(shù)比較 PMA、PMD、PMA×PMD、RAMA、RAMD、RAMA×RAMD、ESMA、ESMD、ESMA×ESMD組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)，見表1。

2.2不同GOLD分級(jí)COPD患者TEE、PAL比較 不同GOLD分級(jí)COPD患者TEE、PAL比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)，見表2。

2.3COPD患者或風(fēng)險(xiǎn)患者軀干肌肉CT測(cè)量參數(shù)與能量消耗的相關(guān)性 PM、RAM、ESM面積、密度及面積密度乘積與TEE顯著相關(guān)，其中RAMA×RAMD與TEE相關(guān)性最高(P<0.05，P<0.01)；PMD、PMA×PMD、RAMD、RAMA×RAMD、ESMD與PAL顯著相關(guān)，其中PMD與PAL相關(guān)性最高(P<0.05)，見表3。

表1 不同GOLD分級(jí)COPD患者PM、RAM、EAM肌肉參數(shù)比較

表2 不同GOLD分級(jí)COPD患者TEE、PAL比較

表3 COPD患者或風(fēng)險(xiǎn)患者軀干肌肉CT測(cè)量參數(shù)與能量消耗的相關(guān)性

3 討 論

患者軀干肌肉差異：COPD患者骨骼肌功能障礙同時(shí)影響通氣性和非通氣性肌群，由功能、代謝和解剖學(xué)改變的復(fù)雜因素組合導(dǎo)致，骨骼肌質(zhì)量是COPD臨床相關(guān)預(yù)后的重要預(yù)測(cè)因子，在COPD疾病加重期，肌肉功能障礙隨之逐漸惡化〔7〕。本研究結(jié)果顯示PM、RAM、ESM肌肉面積、密度及面積密度乘積組間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與Shirahata等〔8〕研究結(jié)果類似，分析其原因可能包括：(1)PM通常起吸氣輔助肌肉的作用，但也可起呼氣輔助肌肉的作用，PM參數(shù)與身高、男性、年齡越小呈正相關(guān)，與BMI相比，PMA與COPD相關(guān)特征(包括肺活量、呼吸困難和6 min步行距離)的相關(guān)性更顯著，GOLD分級(jí)更高的COPD患者其氣流受限及靜息氧飽和度下降程度更嚴(yán)重〔9〕，導(dǎo)致在組間比較中出現(xiàn)差異；(2)腹直肌在呼氣時(shí)輔助橫膈膜抬高，在咳痰、嘔吐、吞咽、排尿和排便過程中起協(xié)助作用，COPD疾病程度更重的患者其氣流阻塞增加和靜態(tài)肺過度膨脹的風(fēng)險(xiǎn)更大，從而影響胸壁及膈肌的工作負(fù)荷，使RAM處于幾何和機(jī)械劣勢(shì)，導(dǎo)致RAM結(jié)構(gòu)改變〔10〕；(3)ESM通常起反重力肌肉的作用(參與維持正常姿勢(shì)，在不活動(dòng)的情況下容易萎縮)，但在膈肌運(yùn)動(dòng)受限的情況下作為呼吸輔助肌肉，COPD患者ESM質(zhì)量隨病情及時(shí)間呈下降趨勢(shì)〔11〕。在COPD疾病惡化期間，肌肉萎縮、纖維類型和新陳代謝改變及軀干呼吸肌重構(gòu)，導(dǎo)致軀干肌肉功能障礙進(jìn)一步惡化，使患者日常生活能力逐漸降低，與不良預(yù)后有關(guān)，因此，在病情穩(wěn)定及急性加重后使用肌肉恢復(fù)措施，包括肺康復(fù)、優(yōu)化營(yíng)養(yǎng)和其他策略組合，都與更好預(yù)后相關(guān)〔12〕。

患者能量消耗差異：COPD的特點(diǎn)是氣流受限，以1 s用力呼氣容積百分比(FEV1)作為病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)，但引入BMI、氣流阻塞、呼吸困難、運(yùn)動(dòng)能力指數(shù)進(jìn)行全因比較后，發(fā)現(xiàn)低PAL是預(yù)測(cè)COPD預(yù)后不良的最佳指標(biāo)，而能量消耗差異對(duì)于促進(jìn)體力活動(dòng)具有重要意義〔3〕。本研究結(jié)果顯示不同GOLD分級(jí)患者TEE、PAL有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與Sato等〔13〕研究結(jié)果類似，分析其原因可能包括：(1)在社區(qū)沒有參加任何體育活動(dòng)的人群，其TEE為2 308 kCal/d，PAL為1.85〔14〕，與本研究中GOLD 1和2的COPD患者的結(jié)果相似，而在GOLD 3～4的COPD患者中呈下降趨勢(shì)，雖然PAL與GOLD 0～4級(jí)氣流受限程度呈正比，但COPD患者的TEE主要由肌肉力量和運(yùn)動(dòng)能力決定，而肺功能貢獻(xiàn)相對(duì)較小，COPD患者疾病程度越高，肌肉功能下降越顯著，其能量消耗下降；(2)隨著疾病嚴(yán)重程度的增加，COPD患者體力活動(dòng)減少，TEE降低，靜息代謝率增加，PAL減少與FEV1%預(yù)測(cè)值、全身炎癥和左心功能不全呈顯著正相關(guān)，PAL隨病情加重而降低〔15〕。能量代謝是一個(gè)復(fù)雜的過程，受多種因素影響，在COPD等慢性病患者中，這一過程更加復(fù)雜，患者性別、年齡和疾病嚴(yán)重程度，并在給予營(yíng)養(yǎng)治療時(shí)對(duì)患者進(jìn)行隨訪?；颊哕|干肌肉CT測(cè)量參數(shù)與能量消耗的相關(guān)性：雖然現(xiàn)階段在治療COPD癥狀和預(yù)防急性加重方面取得顯著進(jìn)展，但在改善疾病進(jìn)程或影響死亡率方面進(jìn)展甚微，而增加PAL是減輕疾病負(fù)擔(dān)進(jìn)一步加重的關(guān)鍵因素之一，探索軀干肌肉測(cè)量參數(shù)與能量消耗的相關(guān)性具有積極效應(yīng)。本研究結(jié)果表明基于CT的軀干肌肉測(cè)量在評(píng)估COPD患者能量消耗方面具有重要作用，分析其原因可能包括：(1)在GOLD 0～4級(jí)COPD患者中，因存在的吸煙史及呼吸道癥狀，導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的氣流受限，而軀干肌肉測(cè)量與氣流受限指數(shù)存在相關(guān)性，低非脂肪組織含量和CT衍生的肌肉面積與COPD患者的癥狀、活動(dòng)度和呼吸損害程度存在更大相關(guān)性，從而影響COPD患者的身體活動(dòng)及能量消耗；(2)COPD患者肺部和氣道機(jī)械特性改變減少呼氣流量，限制呼氣時(shí)間，特別是在體力消耗時(shí)，導(dǎo)致呼氣末肺容積增加，身體活動(dòng)中不適感明顯增加時(shí)，患者可能會(huì)限制活動(dòng)，以避免呼吸困難的負(fù)面體驗(yàn)，從而導(dǎo)致軀干肌肉停用，能量消耗隨著肌肉功能下降而下降〔15〕。但本研究由于研究周期及研究樣本量的局限，未對(duì)患者特征進(jìn)行分層次研究，后期可延長(zhǎng)研究時(shí)間及擴(kuò)大樣本量，探究不同臨床特征COPD患者的能量消耗相關(guān)性。

綜上，COPD患者或風(fēng)險(xiǎn)患者軀干肌肉CT測(cè)量的PM、RAM、ESM面積、密度及面積密度乘積與COPD能量消耗具有較強(qiáng)的相關(guān)性，可作為COPD能量消耗的一種有效替代評(píng)估方法。