床旁超声量化评估重症患者肌肉的研究进展

李若祎，孙建华，何怀武，李奇，刘华平

1.中国医学科学院，北京协和医学院护理学院，北京市 100144；2.中国医学科学院，北京协和医院重症医学科，北京市 100730

重症监护室获得性衰弱(intensive care unit-acquired weakness,ⅠCU-AW)是ⅠCU患者常见的神经肌肉并发症，发病率高达25%～100%[1]。脓毒症、多器官功能衰竭、高血糖、长期制动、机械通气、疾病严重程度、激素和肌肉松弛剂的应用、高龄及女性均是ⅠCU-AW的危险因素[2-4]，可使肌蛋白合成减少而分解增加[5]，导致神经肌肉功能障碍，延长机械通气时间、总住院时间，增加死亡率和经济负担[6-8]。

依据医学研究委员会(Medical Research Council,MRC)评分量表进行的徒手肌力测试是目前最常用的诊断方法[9-10]。但只有27%～35%的ⅠCU患者处于清醒且非谵妄状态，能够遵嘱配合完成MRC肌力评估；60%患者觉醒后仍无法完成肌力评估[11-12]，或在入ⅠCU后第2～6天，待患者清醒配合时才能进行首次评估[13]，而神经肌肉功能障碍在入ⅠCU 24～72 h内即可发生[14-15]，易延误诊断时机，使早期识别ⅠCU-AW面临一定的挑战。

近年来，床旁超声逐渐引起ⅠCU医护人员的重视，成为动态评估患者病情、指导诊疗方向的有力武器。肌肉超声具有非侵入性、易操作等特点，且无需患者配合，在二维图像中可获取肌肉横截面积、厚度、回声强度和羽状角等结构性参数，能够动态识别患者肌肉质量的变化，是ⅠCU医护人员可用来早期识别、辅助诊断肌肉功能障碍有价值的工具。本文描述肌肉超声量化评估肌肉功能的研究现况，为ⅠCU医护人员评估患者肌力提供借鉴，促进肌肉超声在临床的进一步应用，以早期识别ⅠCU-AW。

1 超声测量下ICU患者肌肉参数的变化特点

1.1 横截面积

肌肉的横截面积与肌力之间呈显著正相关，即肌肉的横截面积越大，肌力越大。Maganaris等[16]在健康人群中通过比较胫骨前肌和比目鱼肌的横截面积与肌力之间的关系，进一步验证肌力主要取决于肌肉的横截面积。Borges等[13]探索ⅠCU脓毒症患者股直肌横截面积随时间的变化及其与肌力之间的关系，发现患者在ⅠCU前10 d内横截面积减少14.5%，其中机械通气患者和非机械通气患者分别减少17.25%和10.76%，即无论是否接受机械通气，脓毒症患者在住院期间股直肌横截面积每天减少1.45%，且ⅠCU期间肌肉横截面积减少越多，患者肌力越差。

由于研究人群的异质性，不同研究之间肌肉横截面积减少程度不同。Puthucheary等[17]纳入63例机械通气时间≥48 h且ⅠCU住院时间超过7 d的ⅠCU患者，结果发现第7天股直肌横截面积减少12.5%，第10天减少17.7%。亦有研究发现[18-19]，在入ⅠCU 1周内，患者股直肌横截面积减少14.9%～23.2%。肌肉横截面积减少程度与器官衰竭的严重程度也存在一定的相关性，多器官功能衰竭患者的股直肌横截面积的减少明显多于单器官功能衰竭患者[17]。

与股直肌厚度相比，股直肌横截面积更能够准确评估肌肉萎缩的程度，可认为股直肌横截面积的改变是ⅠCU患者下肢肌肉损失和膝伸肌无力的标志[17]。因此，肌肉横截面积是一项可用于评估ⅠCU患者肌肉萎缩的可靠指标。超声评估肌肉横截面积为实时、动态监测患者肌肉情况的变化提供了便利，为早期辅助判断患者肌力水平提供了可能，有助于早期识别ⅠCUAW，进而制定有效的预防或治疗措施。

1.2 肌肉厚度

ⅠCU患者肌肉厚度与ⅠCU住院时长之间存在高度显著负相关，且肌肉质量的损失远远多于非ⅠCU患者[20-21]。Campbell等[22]使用超声观察ⅠCU中多器官功能衰竭的机械通气患者，入ⅠCU第5～11天，前臂、中上臂和大腿前侧肌肉的厚度下降速率2.0%/d～9.2%/d。Reid等[23]在前者基础上扩大样本量，纳入50例机械通气＞5 d且患有多器官功能衰竭、全身炎症反应综合征或败血症的ⅠCU患者，发现48例患者肌肉厚度平均以1.6%/d的速率下降；当患者存在严重液体潴留时，超声仍然能够准确识别肌肉萎缩。超声可有效监测到ⅠCU患者肌肉厚度的变化，为肌肉萎缩提供参考依据。

此外，肌肉厚度亦可在一定程度上反映患者肌力和活动水平。Hayes等[24]观察接受体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)治疗的ⅠCU患者，发现从入ⅠCU第1天到第20天，股中间肌厚度减少26.7%，股直肌厚度减少34.9%；第20天时患者的肌肉厚度与MRC肌力评分呈中度正相关(r=0.56,P＜0.05)，且与活动水平呈正相关(r=0.59,P＜0.05)。

肌肉厚度可直接反映肌肉含量，是评估肌肉功能的有效方法。随着ⅠCU住院时间增加，不同肌肉的厚度显著减少，伴肌力水平和活动水平下降。因此，超声评估肌肉厚度可以用作量化肌肉损失和肌无力的手段，指导预防及治疗策略的制定。

1.3 回声强度

回声强度可用来评估肌肉的结构。正常的肌肉相对为低回声，不同的肌肉因纤维组织的比例或肌纤维走形不同可有不同的超声表现，如胫骨前肌通常比股直肌回声更高。Annetta等[14]使用视觉分析法评估回声强度发现，从入ⅠCU到第5天，回声强度逐渐增加。需要注意的是，肌肉回声强度变化的准确识别有赖于检查者的经验，特别是使用视觉分析进行半定量评估时；计算机辅助技术可克服以上问题，其中灰阶分析可快速、准确定量分析回声强度[25]。Parry等[26]使用灰阶分析评估后发现，在ⅠCU前10 d内，股直肌和股中间肌回声强度分别增加13%和25%；出现回声强度增强的患者肌力有所下降。Berry等[27]使用灰阶分析法对ⅠCU中13例急性呼吸衰竭患者进行回声强度评估，发现膝伸肌肌力与股外侧肌回声强度具有相关性。因此，当患者由于镇静或其他原因而无法进行肌力测试时，超声评估肌肉的回声强度可能有助于早期识别肌肉无力。

1.4 羽状角

羽状角是肌束与深层筋膜所形成的角度，决定肌肉中收缩组织启动的数目。羽状角的角度越大，能启动的收缩组织越多，肌肉的发力能力越强[28]。因此羽状角常用来评估肌肉的收缩情况，以及肌肉状态与力量间的关系。Turton等[29]对22例机械通气患者同时使用超声评估肘屈肌、腓肠肌内侧肌、股外侧肌厚度和羽状角随时间的变化，发现在入ⅠCU第5天和第10天时，股外侧肌羽状角分别减少14.31%和28.47%，厚度分别减少10.66%和28.81%，可认为肌肉厚度的变化伴随着羽状角的变化。因此，在测量肌肉厚度时，同时监测肌肉结构的变化，可能会更有效地评估和早期识别肌肉丢失。

2 超声评估肌肉的可靠性

Pardo等[30]发现，两名经过培训的医生分别在入ⅠCU第1天、第3天、第5天、第7天和第21天时独立评估患者股四头肌厚度时，选择髂前上棘和髌骨上缘之间连线的中点作为评估部位，重测组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ⅠCC)为0.74，观察者间ⅠCC为0.83；而在选择髂前上棘和髌骨上缘连线的2/3处作为评估部位时，重测和观察者间ⅠCC分别为0.76、0.81。赵东升等[31]发现，测量股直肌横截面积及厚度、股中间肌厚度的重测ⅠCC为0.84～0.99，观察者间ⅠCC为0.93～0.99。

由此可见，超声对股四头肌的厚度及横截面积评估具有良好的信度，是医生识别ⅠCU-AW的利器。然而这也给ⅠCU医生增加了额外的工作量。Hadda等[32]通过培训ⅠCU护士使用超声评估患者肌肉，大大减轻ⅠCU医生的负担。研究显示，经过短期培训后，ⅠCU护士能够较好掌握肌肉超声操作，重测ⅠCC为0.997～0.998，与ⅠCU医生间ⅠCC为0.963～0.992。表明超声测量的易操作性，便于在临床广泛开展。

3 超声量化评估肌肉在ICU中的应用

超声量化评估ⅠCU患者肌肉对预测虚弱、住院时间和出院结局有一定的价值。虚弱是肌少症的表现之一。Mueller等[33]使用股四头肌横截面积评估患者是否发生肌少症，使用虚弱指数(frailty index,FⅠ)评估虚弱情况，发现股四头肌横截面积预测ⅠCU患者虚弱的ROC曲线下面积为75%，最佳临界值为5.2 cm2，敏感性和特异性分别为73%、69%；还发现肌少症是不良出院结局和住院时间的独立预测因子。

但也有研究显示超声量化评估肌肉对ⅠCU-AW的诊断价值不佳。Witteveen等[34]使用MRC评估患者肌力以判断ⅠCU-AW，同时获取超声测量下的肌肉厚度和回声强度，结果显示，回声强度在ⅠCU-AW与非ⅠCU-AW患者之间并无显著性差异，而肌肉厚度诊断ⅠCU-AW的ROC曲线下面积仅为54.6%。这项研究仅获取患者首次觉醒时的肌肉参数，而肌肉参数随时间的变化对ⅠCU-AW可能更有诊断价值。Formenti等[35]回顾文献认为，重症患者入ⅠCU时即应该进行超声评估肌肉留取基线数据，在入ⅠCU 7～10 d，患者仍无法完成MRC肌力评分时，若发现肌肉厚度减少20%、横截面积减少10%、回声强度增加8%、羽状角减少5%，则认为该患者极有可能发生ⅠCU-AW。因此，建议在以后的研究中，进一步探索肌肉参数的变化幅度对ⅠCU-AW的诊断和预测价值。

4 面临的挑战

关于使用床旁超声获取肌肉质量以评估ⅠCU-AW的最佳方案尚未达成共识，而多项研究也未报告具体操作方法，易造成测量误差。使用超声进行动态连续评估时，需将患者置于放松的体位以避免肌肉收缩，每次评估时必须选择相同的解剖位置。肥胖和水肿是超声评估的重要挑战之一[35]，可显著改变肌肉的形状和质量，难以获得清晰的图像，影响肌肉辨别和肌肉参数的评估。检查者施加的力度和探头的角度也会带来误差。此外，虽然多数研究对股直肌进行评估，但对ⅠCU患者的最佳测量部位仍未明确。因此，仍需继续进行探索，建立实用的标准化评估方案，减少测量误差。

5 小结

肌肉功能障碍对ⅠCU幸存者的近期及远期结局均有不良影响，早期识别并制定预防和治疗措施对改善患者预后和生活质量至关重要。从上世纪60年代起，国外已开始尝试使用超声评估肌肉形态和结构的变化[36]，简便、无创的特点为ⅠCU医护人员评估肌肉带来便利，可对肌肉进行连续、动态、有效地评估，以尽早识别ⅠCU-AW。同时，ⅠCU医生或护士经过短期培训后，使用超声评估肌肉均具有较高的可靠性。但仍需对标准化的超声评估方案展开进一步探索，开展大样本研究，探讨超声对ⅠCU-AW的诊断和预测价值。