楊 怡,董彥杰,李 茜

肌肉減少癥是一種與年齡相關(guān)的臨床疾病,表現(xiàn)為進行性、全身性的骨骼肌質(zhì)量流失及功能衰退[1]。隨著人口老齡化加劇,世界范圍內(nèi)肌肉減少癥的發(fā)病率呈逐年上升趨勢[2]。預(yù)計到2050年,全球?qū)⒂?0億肌肉減少癥患者[3]。肌肉減少癥增加老年群體衰弱、失能、殘疾及死亡等不良結(jié)局風險,損害老年個體的生活質(zhì)量,加重社會醫(yī)療負擔[4]。因營養(yǎng)狀態(tài)、原發(fā)疾病及手術(shù)麻醉打擊的影響,外科手術(shù)患者是肌肉減少癥的高危人群[5～7]。近年來,隨著肌肉減少癥被引入圍術(shù)期醫(yī)學(xué),大量循證醫(yī)學(xué)證據(jù)提示圍術(shù)期肌肉減少癥與患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率及死亡率有密切相關(guān)性[8,9]。因人種、地區(qū)不同,肌肉減少癥的診斷標準各異且流程復(fù)雜。歐洲老年肌肉減少癥工作組(European Working Group on Sarcopenia in Older People, EWGSOP)于2018年提出的EWGSOP2共識是目前最常用的診斷標準,其包括了肌肉力量、肌肉量/肌肉質(zhì)量及身體功能三個評價維度,涵蓋了肌肉減少癥的篩查、確診及嚴重程度分層,其實施需一系列身體功能測試及影像學(xué)手段[10]。因圍術(shù)期的時間特殊性,社區(qū)肌肉減少癥診斷流程常無法順利實施。如何在圍術(shù)期早期、高效地識別出肌肉減少癥患者,進行及時干預(yù)以改善其預(yù)后為學(xué)界所熱議。本文就圍術(shù)期肌肉減少癥評估診斷技術(shù)的研究進展進行總結(jié),以期為后續(xù)科學(xué)研究及臨床實踐提供參考。

1 身體成分分析

1.1 雙能X線吸收法(dual energy X-ray absorptiometry, DXA)DXA通過兩種不同能量水平的X射線衰減特性評估受試者身體成分,可提供骨礦含量、脂肪含量及瘦體重等參數(shù),是肌肉減少癥及骨質(zhì)疏松等疾病的常用診斷評估工具[11, 12]。Joshi等[13]在老年心臟擇期手術(shù)患者中研究了DXA診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的能力。其通過DXA獲得患者四肢骨骼肌量,采用EWGSOP2共識推薦的診斷截點,證明DXA是可客觀診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的工具,且可預(yù)測老年患者心臟手術(shù)術(shù)后全因死亡率。然而,該研究中DXA作為肌肉量評估手段,需結(jié)合身體功能測試才能確診圍術(shù)期肌肉減少癥。此外,DXA不是心臟手術(shù)術(shù)前常規(guī)的影像學(xué)檢查手段,該技術(shù)最常應(yīng)用于下肢骨科手術(shù)的術(shù)前檢查。有研究[14]顯示,通過DXA獲取髖部骨折患者的骨骼肌指數(shù)(skeletal muscle index, SMI)能夠診斷存在圍術(shù)期肌肉減少癥的患者。綜上所述,DXA可以作為圍術(shù)期肌肉減少癥的診斷手段,但作為一種非便攜的影像學(xué)設(shè)備,主要適用于下肢骨折手術(shù)等特定的臨床場景,缺乏推廣性。

1.2 生物電阻抗分析法(bioelectrical impedance analysis,BIA)BIA是一種簡單無創(chuàng)的身體成分評估方法,不僅可提供類似于DXA的身體成分參數(shù),還可提供諸如阻抗或相位角等人體電阻抗指標[15],是肌肉減少癥社區(qū)診斷的常用方法。Nambara等[16]回顧性地分析了術(shù)前通過BIA測量的SMI結(jié)果與食管癌手術(shù)患者術(shù)后肺炎的關(guān)系。研究中圍術(shù)期肌肉減少癥診斷標準采用EWGSOP2共識及亞洲肌肉減少癥工作組(Asian Working Group for Sarcopenia, AWGS)推薦的診斷截點,通過受試者工作特征曲線分析出與術(shù)后肺炎密切相關(guān)的,敏感性與特異性最大的SMI診斷截點。其中,男性患者的SMI診斷截點較共識推薦的8.87上升至9.53,而女性患者的SMI診斷截點不變。該研究提示圍術(shù)期肌肉減少癥與社區(qū)肌肉減少癥的檢出標準存在差異,且圍術(shù)期肌肉減少癥的診斷截點常以患者術(shù)后不良結(jié)局為導(dǎo)向。因此,構(gòu)建圍術(shù)期肌肉減少癥特有的診斷評估工具是很有必要的。另有研究發(fā)現(xiàn)十二指腸手術(shù)患者術(shù)后早期出現(xiàn)骨骼肌功能衰退,同時伴隨有BIA測定的相位角下降,提示相位角可能是圍術(shù)期肌肉減少癥的診斷參數(shù)之一[17]。上述研究提示,BIA也可作為圍術(shù)期肌肉減少癥的診斷評估工具,判斷患者在手術(shù)前后的肌肉量變化狀況。但BIA與DXA存在同樣的缺陷,其非大部分手術(shù)術(shù)前常規(guī)的檢查項目,可推廣性不佳。此外,BIA重復(fù)測量結(jié)果的一致性受測量操作和檢查準備的影響(如禁食狀態(tài)、液體含量及女性的激素循環(huán)等)[18]。

2 影像學(xué)手段

2.1 電子計算機斷層掃描(computed tomography, CT)

2.1.1CT在圍術(shù)期診斷肌肉減少癥的應(yīng)用 CT評估圍術(shù)期肌肉減少癥常通過計算單個CT層面上的肌肉橫截面積進行,是圍術(shù)期肌肉減少癥的最常用診斷工具,被認為是目前肌肉質(zhì)量評估的“金標準”[12]。其中,腹壁肌肉是常見評估對象,而L3椎體是最常用的CT定位層面,SMI是最常用的評價參數(shù),但其診斷截點在報道中不盡相同,男性患者常為43、53及 55 cm2/m2;女性患者常為39及41 cm2/m2[19]。

Xie等[20]開展的納入了19項隊列研究的薈萃分析探討了通過術(shù)前CT計算L3層面SMI診斷的圍術(shù)期肌肉減少癥與結(jié)直腸癌患者術(shù)后并發(fā)癥和長期預(yù)后的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前CT識別的圍術(shù)期肌肉減少癥患者有更高的術(shù)后并發(fā)癥風險、更低的術(shù)后腫瘤特異性生存率及更短的術(shù)后無病生存期,提示術(shù)前CT診斷的圍術(shù)期肌肉減少癥可作為術(shù)后并發(fā)癥和術(shù)后死亡率的預(yù)測因子。另外,薈萃分析發(fā)現(xiàn),術(shù)前CT診斷的圍術(shù)期肌肉減少癥與肝癌患者肝切除術(shù)后術(shù)后較短的總體生存期和無病生存期密切相關(guān)[21]。由此可見,術(shù)前CT篩查的圍術(shù)期肌肉減少癥具有極高的預(yù)后預(yù)測價值。CT作為一種術(shù)前疾病分期判斷的常用手段及術(shù)后常規(guī)隨訪篩查手段,與DXA及BIA不同,無需患者再行其他與治療目的無關(guān)的檢查,具有很好地推廣性,特別適合腫瘤手術(shù)患者圍術(shù)期肌肉減少癥的篩查。同時,CT診斷圍術(shù)期肌肉減少癥,也適用于急診開腹手術(shù)?；仡櫺匝芯堪l(fā)現(xiàn),CT明確的圍術(shù)期肌肉減少癥患者在接受急診開腹手術(shù)后將有更高的術(shù)后90天死亡率和術(shù)后重癥監(jiān)護病房轉(zhuǎn)入率。術(shù)前CT診斷的圍術(shù)期肌肉減少癥也能預(yù)測急診開腹手術(shù)患者的長期預(yù)后[22]。雖然各研究診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的CT參數(shù)不同,但薈萃分析同樣證實了通過術(shù)前CT明確的圍術(shù)期肌肉減少癥患者不僅有更高的術(shù)后短期不良結(jié)局發(fā)生率,還有更高的術(shù)后1年的死亡率[23]。

2.1.2CT在圍術(shù)期診斷肌肉減少癥的優(yōu)勢及缺點 術(shù)前CT是診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的常用、有效工具,具有推廣性,不僅適用于擇期腫瘤手術(shù)的術(shù)前篩查和術(shù)后隨訪,也適用于急診開腹手術(shù)的風險預(yù)測,是以預(yù)后為導(dǎo)向的優(yōu)質(zhì)的圍術(shù)期肌肉減少癥診斷工具。然而也有一定的局限性。首先,術(shù)前CT對圍術(shù)期肌肉減少癥的判斷僅通過單層的肌肉面積計算完成,一方面無法反映全身的骨骼肌質(zhì)量狀態(tài),另一方面也不適用于由于神經(jīng)肌肉病變引起目標肌肉萎縮的人群。其次,人工計算某一CT層面的肌肉面積不夠精確。已有研究采用人工智能輔助的方式進行術(shù)前CT對圍術(shù)期肌肉減少癥的診斷[24],這是未來可能的發(fā)展方向。此外,肌肉脂肪浸潤等更精細評估指標的CT測量結(jié)果仍沒有有效的閾值,尚需進一步研究。

2.2 MRIMRI具有高組織分辨率,能夠多平面、多參數(shù)成像,是骨骼、肌肉及脂肪等組織的理想檢測設(shè)備。不僅如此,MRI還可以提供肌肉水腫、肌纖維浸潤、肌纖維彈性及收縮性等更多參數(shù)[12]。雖然如此,目前MRI對圍術(shù)期肌肉減少癥的檢測也僅通過L3層面的肌肉面積實現(xiàn)。Higgins等[25]通過術(shù)前CT或MRI掃描腎切除術(shù)患者L3椎體層面計算的SMI,發(fā)現(xiàn)其與更低的術(shù)后總體生存期、腫瘤特異生存期和更低的無復(fù)發(fā)生存期獨立正相關(guān)。而MRI作為其使用的一項圍術(shù)期肌肉減少癥診斷評估工具,未能體現(xiàn)出較CT的優(yōu)勢。由于MRI檢查耗時長、處理時間長、使用成本高且缺乏專有的肌肉減少癥診斷參數(shù)及標準,其在診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的應(yīng)用鮮有報道。但因MRI具有無輻射暴露和多參數(shù)測量的優(yōu)點,極具精確診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的潛力,可應(yīng)用于無法使用CT檢查的人群和常規(guī)選擇MRI檢查或隨訪的人群如肝臟或膽道腫瘤患者[26]。

2.3 超聲超聲具有無創(chuàng)、簡便、易獲取、快速、低成本、易重復(fù)易學(xué)習掌握及可在床旁實施的特點,相較于DXA、BIA、CT及MRI,無疑更適合于臥床的危重患者和快節(jié)奏的圍術(shù)期工作。

2.3.1單一超聲參數(shù)在圍術(shù)期診斷肌肉減少癥的應(yīng)用 超聲對肌肉減少癥的診斷往往依賴于四肢淺表肌肉掃描,如股四頭肌等。研究發(fā)現(xiàn),通過超聲掃描股直肌橫截面積診斷的圍術(shù)期肌肉減少癥與外科重癥監(jiān)護室患者住院期間死亡率及院外療養(yǎng)機構(gòu)轉(zhuǎn)入率密切相關(guān)[27]。Canales等[28]也結(jié)合了虛弱量表評估,對比了超聲測量下的股直肌橫截面積、股四頭肌深度與CT診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn),超聲測量的股直肌橫截面積并非圍術(shù)期肌肉減少癥及術(shù)前虛弱的有效診斷方式,而超聲測量的股四頭肌深度具有和CT類似的圍術(shù)期肌肉減少癥及虛弱的診斷能力,且與術(shù)后不良結(jié)局密切相關(guān)。該研究通過虛弱量表客觀篩查出了存在虛弱的人群,而肌肉減少癥是虛弱的一種表型,因此得到的結(jié)論更加可靠,但由于研究樣本量少,其結(jié)果真實性尚需更大樣本的研究證實。

2.3.2多超聲參數(shù)在圍術(shù)期診斷肌肉減少癥的應(yīng)用 采用淺表大肌肉橫截面積、肌肉深度或肌肉厚度等單一參數(shù)進行圍術(shù)期肌肉減少癥的篩查似乎限制了超聲的使用,聯(lián)動多個超聲參數(shù)或許能產(chǎn)生更好的結(jié)果。Narici等[29]報告了一種基于肌肉幾何比例變化的肌肉減少癥超聲診斷指標:肌肉減少癥超聲指數(shù)(ultrasound sarcopenic index, USI)。其在股骨遠端測量股外側(cè)肌肌束長度及厚度,以二者的比值計算獲得USI。通過獲取67名可進行中度活動的老年對象、109名喜久坐的老年對象、43名活動受限的老年對象及60名健康年輕對照的USI,研究發(fā)現(xiàn)USI與性別、年齡、身高及體重無關(guān),可對肌肉減少癥患者進行診斷和嚴重程度分層,且USI與受試者DXA計算出的SMI有密切相關(guān)性。另外,肌肉超聲的其他參數(shù)如:肌肉體積、肌肉硬度、肌肉收縮潛力及肌肉微循環(huán)[30]等也是具有潛力的圍術(shù)期肌肉減少癥診斷指標。

2.3.3超聲在圍術(shù)期診斷肌肉減少癥的優(yōu)勢及缺點 總之,超聲在圍術(shù)期評估診斷肌肉減少癥具有其它設(shè)備無法替代的優(yōu)勢和巨大潛力。但目前超聲在圍術(shù)期肌肉減少癥應(yīng)用的報道較少,相關(guān)研究樣本量較小、未涉及肥胖人群且僅采取單個超聲參數(shù)。未來的研究可聚焦于大樣本、多人群的前瞻性應(yīng)用研究及聯(lián)合多個超聲參數(shù)或新興肌肉超聲參數(shù)的應(yīng)用研究。

3 可穿戴設(shè)備

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,以個體化醫(yī)療為核心理念的可穿戴醫(yī)學(xué)設(shè)備產(chǎn)業(yè)正方興未艾?？纱┐髟O(shè)備目前在圍術(shù)期遠程心電監(jiān)護、血流動力學(xué)監(jiān)測及日常活動監(jiān)測中被大量應(yīng)用。近年來,陸續(xù)有研究探討了可穿戴設(shè)備在圍術(shù)期肌力評估的可行性,有關(guān)表面肌電圖(surface electromyography,sEMG)的報道較多。sEMG是骨骼肌機械收縮時肌肉電活動在皮膚表面形成的綜合時空信號[31]。EMG的時域特征和頻域特征可以識別出老年群體和年輕群體背部伸肌的年齡差異,具有診斷肌肉減少癥的潛力[32]。Leone等[33]首次構(gòu)建出了一款基于sEMG的肌肉減少癥病情評估的工作平臺并研發(fā)出了一款旨在診斷肌肉減少癥的可穿戴設(shè)備。該設(shè)備可獲取腓腸肌外側(cè)肌和脛骨前肌的表面肌電信號,分析肌肉的力量的變化,實現(xiàn)了可穿戴設(shè)備對肌肉減少癥的評估。然而,雖然該研究采用了EWGSOP2共識推薦的肌肉力量評估手段,但并未采用CT等肌肉質(zhì)量評估工具以明確該可穿戴設(shè)備診斷肌肉減少癥的有效性和準確性。Yoo等[34]采用AWGS共識推薦的肌肉減少癥診斷流程對髖部骨折手術(shù)的患者進行了術(shù)后下肢肌力測量、DXA測量以及sEMG測量。研究證實,sEMG的平均振幅與髖部骨折患者術(shù)后的股直肌和股二頭肌力具有密切相關(guān)性,提示sEMG可以作為圍術(shù)期肌肉減少癥的診斷工具。目前,可穿戴設(shè)備在圍術(shù)期肌肉減少癥評估診斷的相關(guān)研究較少,但可穿戴設(shè)備作為一種可在圍術(shù)期對患者進行實時、動態(tài)及連續(xù)監(jiān)測的技術(shù),在圍術(shù)期肌肉減少癥的早期篩查、病情分層、預(yù)后預(yù)測及療效評價方面都具有獨特優(yōu)勢和潛力。未來的研究方向可能如下:第一,通過開展大樣本多中心的前瞻性對比研究,以國際廣為接受的肌肉減少癥診斷流程如EWGSOP2共識或AWGS共識為指導(dǎo),明確可穿戴設(shè)備在圍術(shù)期肌肉減少癥診斷的可行性和準確性;第二,隨著學(xué)界對肌肉減少癥的深入研究,目前已發(fā)現(xiàn)肌肉減少癥的病變不僅僅局限于骨骼肌本身,其還涉及其他宏觀結(jié)構(gòu)改變,如去神經(jīng)病變或中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂;以及其他微觀結(jié)構(gòu)紊亂,如線粒體結(jié)構(gòu)及功能異常等。因此,未來可聯(lián)合其他生物傳感器,設(shè)計出可對患者進行多維度監(jiān)測的圍術(shù)期可穿戴設(shè)備,對圍術(shù)期肌肉減少癥進行更精確和個體化的評估。

4 生物標志物

隨著對肌肉減少癥病理生理機制的深入研究,部分學(xué)者開始尋找與肌肉減少癥相關(guān)的生物標志物。目前,生物標志物多與患者術(shù)前的營養(yǎng)狀態(tài)相關(guān)。在存在肌肉減少癥的胃腸道和肝膽胰腺惡性腫瘤患者中顯著升高,并與血白蛋白、前白蛋白、體重指數(shù)、膽堿酯酶、骨骼肌體積指數(shù)和皮下脂肪體積呈負相關(guān)[35]。該研究提示肌聯(lián)蛋白N末端片段濃度可能是評估胃腸道和肝膽胰腺惡性腫瘤患者圍術(shù)期肌肉減少癥和營養(yǎng)狀況的一種新型生物標志物。但相關(guān)研究樣本量較少,此結(jié)論仍需更多大樣本多中心研究加以驗證。此外,一項分析與肌肉減少癥患者相關(guān)的119種生物標志物的系統(tǒng)評價表明目前仍無確切證據(jù)支持各種生物標志物水平與成人肌肉減少癥患者下肢肌肉功能障礙之間的關(guān)系[36]。識別與圍術(shù)期不良結(jié)局相關(guān)的,用于預(yù)防、診斷及治療肌肉減少癥的生物標志物,將有利于改善手術(shù)患者的預(yù)后。然而由于肌肉減少癥的發(fā)病機制復(fù)雜,這一探尋精確生物標志物的過程必將是漫長而艱辛的。

5 總結(jié)與展望

圍術(shù)期肌肉減少癥與患者術(shù)后不良結(jié)局密切相關(guān),如何對此類患者進行早期識別尤為重要。相較于社區(qū)肌肉減少癥的復(fù)雜診斷流程,圍術(shù)期肌肉減少癥的診斷應(yīng)力求簡單且以患者預(yù)后為導(dǎo)向。目前,針對圍術(shù)期的肌肉減少的評估診斷工具已有許多。首先,DXA與BIA由于非圍術(shù)期常規(guī)檢查項目,缺乏可推廣性。其次,MRI雖有獨特的肌肉組織高分辨率,但其使用的時間成本和經(jīng)濟成本較大,現(xiàn)暫無專有的MRI肌肉減少癥診斷指標,同樣缺乏推廣性。再次,CT作為目前圍術(shù)期肌肉減少癥診斷的最常用工具,具備明確地準確性、有效性和預(yù)后相關(guān)性,推薦在臨床實踐中使用此手段進行圍術(shù)期肌肉減少癥評估診斷。此外,超聲作為新穎的圍術(shù)期肌肉減少癥診斷工具,較CT具有諸多優(yōu)勢,但超聲在圍術(shù)期肌肉減少癥的應(yīng)用仍局限于實驗階段,其臨床價值尚有待更多科學(xué)研究證實。同樣地,可穿戴設(shè)備作為一種評估診斷圍術(shù)期肌肉減少癥的新興手段,其可行性和有效性也尚待證明。最后,由于肌肉減少癥復(fù)雜的病理生理機制,是否存在可以用于圍術(shù)期肌肉減少癥診斷的生物標志物也還需要不斷探索。在未來,理想的圍術(shù)期肌肉減少癥評估診斷工具應(yīng)可將肌肉減少癥患者的肌肉力量評估、肌肉量/肌肉質(zhì)量評估和身體功能評估三者整合,實現(xiàn)肌肉減少癥的初篩、確診及病情分層相統(tǒng)一,擁有實時、動態(tài)及連續(xù)監(jiān)測圍術(shù)期肌肉減少癥的能力,適用于術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后三個圍術(shù)期醫(yī)學(xué)場景。