基于胸部CT分析基线骨骼肌含量对ICU患者预后的影响

王楠?吴尧卉?徐运天?张赫?吴庭苗?刘伟

【摘要】目的 探讨危重患者入ICU时基线骨骼肌含量与病情危重程度及预后的相关性。方法 纳入在ICU治疗时间≥48 h的危重患者79例，测量其入ICU时胸部CT第七胸椎（T7）水平横断面胸肌面积（PMA），分析PMA与90 d病死率、90 d内生存率、28 d内非ICU生存日数、28 d内无机械通气生存日数、ICU病死率、院内病死率等指标的相关性。结果 在校正性别、危重症营养风险评分、  Charlson共病指数、血红蛋白等因素后，基线PMA较大患者90 d病死率更低，90 d内生存率更高，28 d内非ICU生存日数更多，院内病死率也更低，与基线PMA较小患者比较差异均具有统计学意义（P均< 0.05）。结论 危重患者入ICU时的基线骨骼肌含量可用于预测病情严重程度、需要体外生命支持和ICU治疗的时间和临床预后。

【关键词】重症监护病房;胸部计算机体层成像;基线骨骼肌含量;骨骼肌;病死率

Correlation between baseline skeletal muscle mass and prognosis of patients in comprehensive ICU based on chest CT scan Wang Nan， Wu Yaohui， Xu Yuntian， Zhang He， Wu Tingmiao， Liu Wei. Department of Critical Care Medicine， the Fourth Affiliated Hospital of Anhui Medical University， Hefei 230012， China

Corresponding author， Wang Nan， E-mail： 523601821@ qq. com

【Abstract】Objective To investigate the correlation between the baseline skeletal muscle mass and the severity and prognosis of critical patients in ICU. Methods Seventy-nine patients admitted to ICU for≥48 h were recruited in this study. The （T7） level cross-sectional pectoral muscle area （PMA） upon admission to ICU was measured. The correlation between PMA and 90 d mortality， survival rate to 90 d， ICU-free survival to 28 d， ventilator-free survival to 28 d， ICU mortality and hospital mortality was analyzed. Results After the adjustment of gender， NUTRIC score， Charlson comorbidity index （CCI） and hemoglobin， patients with larger baseline PMA still obtained significantly lower 90 d mortality， higher survival rate to 90 d and ICU-free survival to 28 d， and lower hospital mortality compared with their counterparts with smaller baseline PMA （all P < 0.05）. Conclusions Upon admission to ICU， baseline skeletal muscle mass of critical patients can be utilized to predict the severity of illness， the duration of ventilator use， the length of ICU stay and clinical prognosis of patients.

【Key words】ICU;Chest computed tomography;Baseline skeletal muscle mass;Skeletal muscle;

Mortality

危重患者在ICU治療期间、好转转出ICU后甚至出院后会存在严重程度和持续时间不等的骨骼肌功能障碍，包括骨骼肌萎缩和虚弱，被称为ICU获得性衰弱，其与患者病死率、机械通气脱机困难及ICU再入院的相关性已有较多论

证[1-2]。近年来，整体临床诊疗水平显著提升使众多慢性疾病患者的生存期明显延长，社会人口老龄化现象也更为普遍，有国外学者注意到部分患者因疾病危重状态而入ICU前已存在不同程度肌肉损失，入ICU时的骨骼肌基线状态与病死率及其他临床结局存在关联性，但目前相关报道较少，而针对国人的相关分析更为缺乏。在本研究中，我们采集危重患者入ICU时经胸部CT分析所得的胸肌面积作为骨骼肌含量基线信息，分析其与90 d病死率及其他次要临床研究终点之间是否存在相关性，探讨是否能通过测量危重患者入ICU时的基线胸肌面积进一步判断患者病情严重程度及临床预后。

对象与方法

一、研究对象

收集2019年9月1日至2020年6月30日于安徽医科大学第四附属医院ICU治疗48 h以上的成年危重患者（≥18岁）的临床资料，将在入ICU前1 d至后4 d接受过胸部CT检查者纳入研究。排除标准：①妊娠期;②存在基础慢性神经肌肉疾病史。本研究经安徽医科大学第四附属医院伦理委员会审核批准（批准号PJ-YX2020-014），患者本人或其授权委托人均知情同意。

二、基于胸部CT的身体成份分析

将在入ICU前1 d至后4 d间进行的胸部CT结果视为基线，选取第7胸椎（T7）水平单层胸部CT的纵隔窗图像，通过Mimics Medical 20.0软件进行图像分析，使用不同范围的HU值（Hounsfield）来划分不同身体成份，肌肉组织的HU值范围为-29 ～ +150，肌间脂肪组织和皮下脂肪组织的HU值范围为-190 ～ -30[3-4]。结合解剖结构描记出感兴趣区（ROI），借助软件分别测量患者胸大肌面积（PMA）、胸大肌密度（PMD）、基于PMA以身高平方校正的骨骼肌指数（SMI）和皮下脂肪组织（SAT）面积，见图1。如果CT扫描质量太低或者因为创伤、包含人工制品等因素导致图像无法有效分析则排除，通过T7水平的椎体骨性标志来保证测量的准确性和可重复性。

三、资料收集

记录纳入对象的年龄、性别、基础疾病、Charlson共病指数（CCI），住院和收住ICU的主要病因、入ICU后24 h的急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ（APACHE Ⅱ）评分、急性生理（APS）评分、序贯器官衰竭（SOFA）评分和危重症营养风险（NUTRIC）评分、相关实验室指标，以及入ICU后的初始主要治疗措施（生命及器官功能支持治疗）、28 d内非ICU生存日数、28 d内无机械通气生存日数、ICU内及院内生存情况以及随访至入ICU后90 d的生存情况[5]。

四、统计学处理

采用SPSS 23.0作统计分析。对计量资料进行正态性检验，符合正态分布者以表示，2组间比较采用独立样本t检验;不符合正态分布者以M（P25， P75）表示，采用Mann-Whitney U检验进行分析。分类变量采用例（%）表示，2组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法。采用Cox回归分析PMA、PMD及骨骼肌指数与90 d病死率之间的关联，采用logistic及线性回归分析PMA与ICU病死率、在院病死率及28 d内非ICU生存日数、28 d内无机械通气生存日数的关系。采用Kaplan-Meier曲线图分析不同PMA与90 d内生存率的关系，采用log-rank检验比较组间生存曲线。所有数据均为双侧P < 0.05为差异具有统计学意义。

结果

入ICU前1 d至后4 d进行过胸部CT检查患者共128例，其中临床信息采集不完整38例，胸部CT图像质量不满足分析要求8例，失访3例，剔除不合要求者后最终纳入79例进行分析，其平均年龄61.8岁。

一、90 d存活者与未存活者临床资料及基线骨骼肌比较

90 d存活者与未存活者性别、年龄、CCI、入ICU后24 h的APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、APS评分、NUTRIC评分、血红蛋白含量比较差异有统计学意义（P均 < 0.05）。两者的PMA、PMD、SMI和SAT数据均呈正态分布，其中两者的PMA 及SMI比较差异有统计学意义（P均 < 0.05），见表1。

二、基线PMA与患者90 d病死率相关性分析

以90 d病死率为主要终点目标，对患者信息进行Cox回归分析，结果显示较大PMA与较低90 d病死率相关（HR = 0.640， 95%CI：0.884 ～ 0.975， P = 0.003），將性别、NUTRIC评分、CCI及血红蛋白视为混杂变量进行校正后分析，PMA与90 d

病死率依然有关联（HR = 0.943， 95%CI：0.896 ～ 0.992， P = 0.023），然而无论校正与否，PMD与患者90 d病死率均无关联（P > 0.05），鉴于APACHE Ⅱ评分、SOFA评分及年龄因素已包含在NUTRIC评分中，故未再分别作为单独变量进行校正，见表2。

三、基线PMA对患者生存时间的影响

以PMA均数（25.38 cm2）为截点将纳入研究的患者分为较大PMA组和较小PMA 组，分别绘制90 d Kaplan-Meier生存曲线，分析表明2组间差异存在统计学意义（χ2 = 4.899，P = 0.027），提示较大PMA与较长生存时间相关，见图2。

四、PMA与次要终点目标相关性分析

将28 d内非ICU生存日数、28 d内无机械通气生存日数、ICU病死率、院内病死率等作为评估病情严重程度的次要终点目标进行观察，发现79例患者的28 d内非ICU生存日数为19（0， 23）d，28 d内无机械通气生存日数为22（0，26）d，

其中转出ICU时存活患者66例（83.5%），存活出院患者62例（78.5%），将以上指标数据与PMA进行线性和logistic回归分析，结果显示PMA较大的患者28 d内非ICU生存日数、28 d内无机械通气生存日数更长，ICU病死率和院内病死率更低，见表3。将NUTRIC评分、CCI及血红蛋白视为混杂变量进行校正后，PMA大小与28 d内非ICU生存日数和院内病死率的相关性依然显著（P < 0.05），PMA每增加1 cm2，患者28 d内非ICU生存日数可能相应增加0.323 d，见图3。

五、患者入ICU前基础疾病状态对基线PMA的影响

对比不同基础疾病状态ICU患者的基线PMA，CCI≥5的患者较CCI < 5者PMA更低，两者比较差异有统计学意义（t = 2.784，P = 0.007）;肿瘤患者PMA明显小于非肿瘤患者，两者比较差异有统计学意义（t = -2.520，P = 0.014）;合并糖尿病与否对基线PMA未产生显著影响（t = -0.218，P = 0.828），见图4。

讨论

ICU患者基础营养状态的评估既是重症医学临床研究的热点也是难点。在使用BMI这一传统指标时，学者们发现与非肥胖患者相比，肥胖重症患者发生严重脏器损伤的风险更高，似乎提示肥胖患者病情更重，但随访分析结果却显示，肥胖患者的30 d和1年病死率均明显低于正常BMI者，此现象被称为“肥胖悖论”（obesity paradox），提示BMI并不是评估ICU患者预后的合适指标[6]。

近年来以骨骼肌含量入手进行营养状态评估的做法被逐渐采纳。人体骨骼肌自30岁开始逐渐损失，高龄及疾病状态可能加快肌肉流失速度[7]。随着医疗保障体系的完善和日益明显的社会老龄化趋势，需要收住ICU进行生命支持的患者也呈现出合并多种基础疾病和老龄化现象[8-9]。目前诊断“肌少症”通常是应用双能X线吸收仪或电阻抗法测定肌量，结合手握力测定肌力，以及步速或简易体能状况量表测定[10]。但这些方法显然不适用于病情危重且需接受镇静镇痛治疗的ICU患者。已有国内外研究证实人体CT扫描横断面胸肌面积与电阻抗法测量全身骨骼肌质量具有良好相关性[11-12]。

本研究组拟通过胸部CT身体成份分析，测量危重患者入ICU时的基线骨骼肌含量，对其进行基础营养状态及预后评估。被纳入的79例患者平均年龄61.8岁，预计均已存在不同程度的生理性肌肉损失，结合基础疾病分析，那些有肿瘤病史和CCI≥5的患者，入ICU时的基线PMA更小，提示这些患者在出现危及生命的严重疾病状态之前，就已存在更加显著的肌肉损失。

已有研究显示，患者骨骼肌含量下降与多种疾病不良预后明确相关，如慢性心力衰竭、COPD、肺癌等[13-15]。本研究组对收住ICU的危重患者随访90 d，发现以PMA和SMI作为评估项目，存活组患者的骨骼肌含量明显高于未存活组，2组间PMD和SAT面积未见明显差异。进而校正性别、NUTRIC评分（其中包含APACHE Ⅱ评分、SOFA评分及年龄因素）、CCI及血红蛋白等混杂因素，ICU患者中更大PMA与更低90 d内病死率仍然显著相关，提示骨骼肌含量可作为判断ICU患者预后情况的指标。将患者的PMA均数为截点进行分组，制作生存曲线，发现PMA大于均值患者的90 d内生存期高于PMA小于均值的患者，提示骨骼肌含量与危重患者的生存期呈正相关。再将PMA结合次要临床研究终点进行分析，发现PMA较大患者的ICU内和院内病死率更低，28 d内非ICU生存日数、28 d内无机械通气生存日数更多，校正混杂因素后，仍提示基线PMA与危重患者病情严重程度相关，因此我们认为，骨骼肌含量较少的患者总体病情更加危重，需要生命支持和ICU治疗的时间更长，并且临床预后更差。

综上所述，本研究显示，通过测量危重患者入ICU时胸部CT单层横断面PMA，将其与各种临床信息综合分析研究发現，基线PMA与危重患者病情严重程度具有相关性，并且对临床转归具有一定预测价值，而合并肿瘤或基础疾病较多（CCI≥5）的患者通常存在基线PMA减少的情况，提示在临床工作中需对骨骼肌含量少的患者加强生命支持和营养治疗等以改善救治效果。本研究的不足之处在于纳入病例数量较少，结论尚有待于更大规模的临床研究进一步证实，另外本研究组还计划设计分子、基因水平的研究，以期更加深入地探讨骨骼肌含量低与ICU患者病情重、预后差相关的内在机制。

参 考 文 献

[1] Goligher EC， Dres M， Fan E， Rubenfeld GD， Scales DC， Herridge MS， Vorona S， Sklar MC， Rittayamai N， Lanys A， Murray A， Brace D， Urrea C， Reid WD， Tomlinson G， Slutsky AS， Kavanagh BP， Brochard LJ， Ferguson ND. Mechanical ventilation-induced diaphragm atrophy strongly impacts clinical outcomes. Am J Respir Crit Care Med，2018，197（2）：204-213.

[2] Herridge MS， Chu LM， Matte A， Tomlinson G， Chan L， Thomas C， Friedrich JO， Mehta S， Lamontagne F， Levasseur M， Ferguson ND， Adhikari NK， Rudkowski JC， Meggison H， Skrobik Y， Flannery J， Bayley M， Batt J， Santos CD， Abbey SE， Tan A， Lo V， Mathur S， Parotto M， Morris D， Flockhart L， Fan E， Lee CM， Wilcox ME， Ayas N， Choong K， Fowler R， Scales DC， Sinuff T， Cuthbertson BH， Rose L， Robles P， Burns S， Cypel M， Singer L， Chaparro C， Chow CW， Keshavjee S， Brochard L， Hebert P， Slutsky AS， Marshall JC， Cook D， Cameron JI; RECOVER Program Investigators （Phase 1： towards RECOVER）; Canadian Critical Care Trials Group. The RECOVER Program： disability risk groups and 1-year outcome after 7 or more days of mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med，2016，194（7）：831-844.

[3] Looijaard WG， Dekker IM， Stapel SN， Girbes AR， Twisk JW， Oudemans-van Straaten HM， Weijs PJ. Skeletal muscle quality as assessed by CT-derived skeletal muscle density is associated with 6-month mortality in mechanically ventilated critically ill patients. Crit Care，2016，20（1）：386.

[4] Dolan RD， Almasaudi AS， Dieu LB， Horgan PG， McSorley ST， McMillan DC. The relationship between computed tomography-derived body composition， systemic inflammatory response， and survival in patients undergoing surgery for colorectal cancer. J Cachexia Sarcopenia Muscle， 2019，10（1）：111-122.

[5] Glasheen WP， Cordier T， Gumpina R， Haugh G， Davis J， Renda A. Charlson comorbidity index： ICD-9 update and ICD-10 translation. Am Health Drug Benefits，2019，12（4）：188-197.

[6] Abhyankar S， Leishear K， Callaghan FM， Demner-Fushman D， McDonald CJ. Lower short-and long-term mortality associated with overweight and obesity in a large cohort study of adult intensive care unit patients. Crit Care，2012，16（6）：R235.

[7] 姚思宏， 孙卫平. 肌少症与骨质疏松症相关性研究进展. 新医学， 2019， 50（3）：153-156.

[8] Wang S， Allen D， Kheir YN， Campbell N， Khan B. Aging and post-intensive care syndrome： a critical need for geriatric psychiatry. Am J Geriatr Psychiatry，2018，26（2）：212-221.

[9] 王春耀， 杜斌. 老齡化社会对重症医学的新挑战. 老年医学与保健， 2017， 23（1）：1-2.

[10] Addison O， Prior SJ， Kundi R， Serra MC， Katzel LI， Gardner AW， Ryan AS. Sarcopenia in periphveral arterial disease： prevalence and effect on functional status. Arch Phys Med Rehabil，2018，99（4）：623-628.

[11] Kim YS， Kim EY， Kang SM， Ahn HK， Kim HS. Single cross-sectional area of pectoralis muscle by computed tomography- correlation with bioelectrical impedance based skeletal muscle mass in healthy subjects. Clin Physiol Funct Imaging，2017，37（5）：507-511.

[12] 邹殿俊， 李永. CT定量分析COPD患者胸大肌面积与全身骨骼肌质量相关性. 中国数字医学， 2017， 12（5）： 84-87.

[13] 呼改凤， 田建华， 杨劲， 付海霞，刘洁. 骨骼肌减少症对70岁及以上慢性心力衰竭患者远期预后的影响. 中华内科杂志， 2018， 57（3）：212-215.

[14] Sepúlveda-Loyola W， Osadnik C， Phu S， Morita AA， Duque G， Probst VS. Diagnosis， prevalence， and clinical impact of sarcopenia in COPD： a systematic review and meta-analysis. J Cachexia Sarcopenia Muscle，2020 ，11（5）：1164-1176.

[15] 刘映霞， 陈培锦. 肺康复治疗对重度和极重度慢性阻塞性肺疾病患者的疗效. 中山大学学报（医学版）， 2019， 40（3）： 453-458.

（收稿日期：2021-04-26）

（本文编辑：洪悦民）