超声在ICU获得性肌无力量化评估中应用的研究进展

刘 杨，罗 健*，刘 苗，周兴婷，丁韫晗，胡梦阳

1.华中科技大学同济医学院附属协和医院，湖北 430022;2.长江大学医学部；3.武汉轻工大学；4.华中科技大学同济医学院

ICU 获得性肌无力（intensive care unit acquired weakness,ICUAW）是ICU 幸存者表现出的主要问题之一，可在病人疾病康复后持续存在。根据病理生理改变分为重症肌病（critical illness myopathy,CIM）、危重症神经病（critical illness polyneuropathy,CIP）或两者并存[1]。作为影响重症病人疾病预后的严重并发症，早期评估和预防是降低其发生率的有效途径。随着影像技术的发展，超声在重症医学领域覆盖范围越来越大，其显影定量、可连续性测量、容易操作的特点及较强的抗干扰能力使其越来越受到医务工作者的欢迎。这些特点与重症监护的要求有着明显的一致性[2]，已被用于观察肌肉质量与功能、评估机械通气撤机、鉴别休克类型、评估营养不良、监测胃残余量、筛查静脉血栓、引导穿刺等方面[3-6]。肌肉消耗是ICU 医生关注的重点之一，它不仅能反映疾病的严重程度、进展速度，还可以预测病人预后。现有研究对超声评估ICUAW 的可靠性的认知尚不统一。本研究的目的就是分析ICUAW 早期评估的困境及超声在肌肉测量方面的应用，综述超声评估ICUAW 的价值。

1 ICUAW 的主要评估方法及局限性

徒手肌力测试——医学研究委员会评分（Medical Research Council,MRC）是ICUAW 最常用的评估工具，可评估四肢共12 组肌肉的力量，共60 分，总分低于48 分则可认为存在ICUAW[7]。其局限性在于仅能反映病人存在肌力下降，但无法指出原因[8]；其次，MRC的评估也会受到病人意识的影响，往往会因肌松、镇静药物的使用、ICU 谵妄的发生等延迟评估时间。研究表明，MRC 测量时间通常是在病人病情稳定可唤醒后，这段时间大概是在7～10 d[9-10]，但ICUAW 在入监护室24 h 内即可发生。延迟评估可低估ICUAW 的临床发病率。此外，MRC 评估较为主观，观察者之间存在差异[11]。

电生理检查（electrophysiological,EP）通常包括神经传导、直接肌肉刺激、针刺肌电图等检测[12]。相比于MRC，EP 可区分CIM 和CIP。CIM 主要特征是复合肌肉动作电位（compound muscle action potentials,CMAPs）波幅异常降低，持续时间延长，感觉神经动作电位（sensory nerve action potentials,SNAPs）正常，直接肌肉刺激时肌肉兴奋性降低，针状肌电图上显示肌病运动单位电位；CIP 表现为CMAPs 正常或轻度降低，SNAPs 振幅降低，伴有正常或轻度神经传导速度降低[13]。EP 可在病人清醒且具有合作性前进行检测，具有早期识别ICUAW 的优势。但完整的电生理学检查需要45～90 min 才能完成，耗时长[14]。尽管简化的电生理测试也能准确识别CIM/CIP，但依旧无法解决组织水肿对检查结果的影响，同时检查结果受ICU 环境中及病人自身放电设备（起搏器等）的电干扰。且该项检查需要专业技师实施才能确保结果的可靠性。

组织学检查是评估ICUAW 和鉴别分型的金标准，CIP 表型的组织学改变为急性肌肉去神经支配伴1型和2 型纤维萎缩，CIM 病人活检最常见的现象为选择性的粗肌丝（肌球蛋白）丢失和不同程度的坏死[13]。相比于电生理改变，组织学改变出现更晚。尽管神经传导研究结果异常，但CIP 病人感觉神经轴突变性仅在病程后期才明显[15]。组织学检查因其有创性、痛苦性、成本高且需要病理专家对结果进行解释等限制了其在临床应用。

2 肌肉超声在ICU 中的应用

超声技术具有测量肌肉数量和质量的巨大潜力，超声无创检测肌纤维坏死与组织学检测结果一致。超声可通过测量横截面积和肌肉厚度得到近似肌肉质量，也可以通过肌肉回声的灰度分析得到近似肌肉质量[16]。骨骼肌超声早在几十年前便已应用到ICU 环境中，用于评估危重病人营养状况、预测临床结局、诊断肌肉疾病等[17]。重症病人在疾病早期即可出现肌肉消耗，股四头肌横截面积与肌肉消耗程度呈反比，与股四头肌中心腱厚度呈正比。且股四头肌最大等长自主收缩（quadriceps maximal isometric voluntary contraction,QMVC）与急慢性生理评分之间的密切关系表明，QMVC 可能随着疾病的严重程度而下降[18-19]。研究表明，呼吸衰竭病人第1 周就可观察到股四头肌快速丢失，横截面积减少约10%。在脓毒症病人中，肌肉超声能够检测出93%病人的神经病变[20]。早期肌肉超声主要用于床旁超声测量骨骼肌质量以观察病人营养状况和预测不良结局。大多数的研究表明，肌肉的退化可能与不良的预后有关，导致机械通气和住院时间延长，增加医院死亡率。由此可见，超声技术不仅显示肌肉的结构变化，还可以提供更多的生理见解。但肌肉结构和数量的改变与发生ICUAW 之间缺乏必然联系，即肌肉结构和数量的改变不等同于ICUAW 的发生。而最近已有研究开始讨论骨骼肌厚度变化与肌力之间的相关性。用骨骼肌厚度变化评估ICUAW 的灵敏度和特异度也很可观。

膈肌超声已经在ICU 病人中常规使用，用于评估和监测膈肌功能，帮助预测机械通气病人拔管时间和撤机成功率。胸部X 线、X 线、CT 也可用于观察膈肌结构，但无法显示膈肌的运动状态，且具有一定的辐射性，无法重复使用。MRI 可对膈肌的移动进行定量评估，但对技术人员的依赖性强，必须在特定空间内完成检查，且费用高，不便在短期内重复检查[21-22]。超声检查膈肌的优势在于便携、无辐射、重复性好、操作简便、可连续动态观察。研究表明，超声测量的膈肌厚度与尸检直接测量的膈肌厚度一致，超声测量膈肌移动度与X 线、MRI 测量结果也是一致的，说明用超声评估膈肌的结构和活动是可靠的[22-23]。

另外，标准化超声图像的获取与操作者水平密切相关，是准确评估的基础。大量文献报道，使用超声评估肌肉时，研究者内和研究者间的一致性高。且研究表明，无论操作者专业技术水平如何，都具有出色的观察者间和观察者内可靠性[24-25]。北京协和医院重症医学科对ICU 护士进行了16 h 的超声培训，培训后护士超声评估正确率为92.53%，提示床旁超声上手快，经过规范化培训的人员均可以正确实施床旁超声且研究者内部一致性高[26]。

3 超声测量肌肉变化对评估ICUAW 的价值

3.1 四肢肌肉变化对ICU 获得性肌无力的评估价值 肌肉质量减少是ICUAW 发生的直接原因之一。超声对ICUAW 的研究主要集中在股四头肌上，通常测量点选取的解剖位置为髂前上棘与髌骨上缘连线的中下1/3，但也有研究报道在两者连线3/5 或1/2 处[6]。Cartwright 等[27]在一组呼吸衰竭病人中进行灰度测量，评估回声纹理，发现胫前肌的灰度平均值增加，肌肉回声增强。胫前肌和股直肌的灰度标准差显著降低，表明肌肉衰竭增加。但肌肉微观结构的变化并不一定能引起宏观改变，不能代表ICU 获得性肌无力的发生。2015年Parry 等[10]发现股中间肌回声强度与MRC 得分呈负相关，回声强度越高，病人MRC 得分越低。但他未进一步计算回声强度诊断ICUAW 的临界值，这可能是因为研究样本量不足。一项系统评价结果显示超声评估ICUAW 的可靠性尚未完全建立[28]。之后Witteveen 等[9]为了探究神经肌肉超声评估ICUAW 的准确性，以MRC 作为评估“金标准”，按照流行病学诊断试验方法，通过床旁超声观察肱二头肌、桡侧腕屈肌、股直肌、胫前肌、正中神经、腓神经，对床旁超声评估ICUAW 的真实性、可靠性进行评价，发现神经肌肉超声评估ICUAW 的准确性较差。肌肉超声显示，即使ICUAW 病人肱二头肌和桡侧腕屈肌的厚度显著降低，桡侧腕屈肌的回声强度更高，但三者对有无ICUAW病人的区分度低（AUC 分别为0.680，0.645，0.608），而其他肌肉间在两组病人中差异无统计学意义。同样，神经超声显示，在ICUAW 病人中正中神经横截面积较小，但其区分度依旧较低（AUC 为0.667）。另一个与其类似的研究发现，床旁超声测量桡侧腕屈肌厚度＜1.17 cm 时，AUC=0.742，敏感度为73.75%，特异度为73.1%；测量股四头肌厚度＜1.98 cm 时，AUC=0.787，敏感度为86.7%，特异度为73.1%；测量胫前屈肌的厚度＜2.04 cm 时，AUC=0.817，敏感度为86.7%，特异度为69.2%；三者对机械通气病人并发ICUAW 具有诊断价值，而肱二头肌厚度对ICUAW 无诊断价值[29]，这与Witteveen 等[9]的结论不一致。这两组实验仅测量了一个时间段的肌肉结构，这种结果的差异可能是检查时间段不同而导致的。Formenti 等[30]认为以入院超声结果为基线，若在ICU 期间肌肉厚度减少20%，横截面积减少10%，羽状角减少5%，回声强度增加至少8% 或可成为评估ICUAW 的合理指标。2019年王茂生等[31]发现超声下股直肌横截面积下降9.24%可作为评估ICUAW 的新工具。2020年李若祎[32]连续1 周使用超声观察重症病人股四头肌的变化发现：当ICU 病人住院3 d 股直肌横截面积减少6.0%，或住院5 d 股直肌厚度减少14.5%，或住院7 d 股中间肌厚度减少19.9%，可以较好地鉴别ICUAW 病人（AUC＞0.75）。该项研究的优点在于作者不仅讨论了单个肌肉参数与ICUAW 的关系，还观察了肌肉参数随时间变化的连续过程。

3.2 膈肌变化对ICU 获得性肌无力的评估价值 除四肢外，膈肌也是ICUAW 累及的肌肉之一，病人可表现为困难拔管、机械通气时间延长、呼吸衰竭，膈肌力量同样是影响ICU 死亡率的主要决定因素[33]。反之，长期机械通气也是ICUAW 的已知危险因素之一，不当的通气模式可导致膈肌功能紊乱，氧化应激和蛋白水解可导致膈肌萎缩[34-35]，神经肌肉阻滞剂的肌松作用和神经毒性也会影响膈肌的功能。膈肌萎缩从机械通气1 d 后就可发生，最大的厚度下降发生在机械通气72 h 内。一项研究显示，膈肌厚度在机械通气1 d 后下降了9%，2 d 和3 d 后分别下降了21%和26%，且ICU重症病人膈肌的消耗速度比四肢肌肉更快，膈肌功能障碍的发病率是ICUAW 的两倍，尤其是在脓毒血症病人中[36-38]。超声可以充分展现膈肌的特殊性，不仅可以测量动态和静态的膈肌厚度，还可测量膈肌收缩速度和幅度[38]。一般认为最佳的隔膜超声检查是在病人存在自主呼吸或非机械通气期间。也有研究在机械通气过程中寻找合适的膈肌超声参数，尽可能消除机械通气对膈肌的影响。

超声下膈肌无力（diaphragmatic weakness,DW）被定义为膈肌移动＜11 mm，或膈肌运动矛盾。但研究表明DW 与ICUAW 的相关性并不高，也就是说DW≠ICUAW。想通过膈肌超声评估ICUAW，还需进一步研究。杨莉[22]发现，在机械通气病人膈肌超声相关指标中，呼气末膈肌厚度（thickness at end expiration,TEE）和膈肌收缩度（diaphragmatic thickness fraction,DTF）是最敏感的指标，能够很好地反映膈肌功能，可作为早期评估ICUAW 的工具：DTF=16.3%作为临界值时，AUC=0.84，评估ICUAW 的灵敏度为0.86，特异度为0.80；TEE=0.17 cm 作为临界值时，AUC=0.80，评估ICUAW 的灵敏度为0.71，特异度为0.74。尽管上述研究具有较好的灵敏度和特异度，但相关研究数量少，膈肌超声评估ICUAW 的价值还需更多的研究支持。

4 小结

超声凭借无创、便携、精确的优势，成为危重病治疗中有吸引力的工具，其对ICUAW 的评估价值也得到了一定的肯定。骨骼肌力量丧失是危重病人的典型症状，也是ICUAW 的临床表现之一。超声评估四肢肌肉和膈肌不仅可以早期评估ICUAW，还可以预测危重病人的不良结局。但超声最佳观察指标和诊断临界值尚不统一，如何突破肥胖和水肿带来的成像问题，如何正确利用超声参数，都需要进一步研究。即便有些参数在现有研究中被认为是没有意义的，但其动态变化，或与其他参数之前的函数关系，可能会在评估ICUAW 上有一定价值。超声可能会成为及早识别ICUAW 的有用工具。