基于定量CT分析肝硬化患者肌少症、腰椎骨密度和肝脏脂肪含量的相关性

李云成，翟建，吕磊，李培，刘艳，赵亚子

肝硬化是重要的公共卫生问题，在世界范围内发病率和死亡率均较高[1]。肌少症和骨质疏松是肝硬化患者的常见并发症。骨质疏松是指骨量减少和骨组织微结构破坏，而肌少症是指肌肉质量、力量和功能的丧失[2-3]。在长期炎症作用下，肝硬化患者原来正常的肝实质被纤维化组织和再生结节取代而导致肝功能减退，继而引起脂质代谢异常，肝实质内脂肪沉积。随着影像设备和技术的不断发展，定量CT(quantitative CT，QCT)技术在骨骼、肌肉和腹部脂肪含量的定量分析方面显示出较大优势，已广泛应用于肌少症、骨质疏松和脂肪肝的诊断。本研究基于QCT探究肝硬化患者中肌少症、腰椎骨密度(bone mineral density，BMD)和肝脏脂肪含量的相关性。

材料与方法

1.研究对象

搜集2019年7月-2021年12月在院就诊且符合研究要求的163例肝硬化患者的病例资料。纳入标准：①病例资料完整；②行腹部CT平扫；③根据《肝硬化诊疗指南》[4]，符合肝硬化诊断。排除标准：①因图像质量等因素影响测量；②有介入治疗或肝脏切除术病史；③任何原因导致的恶病质；④有抗骨质疏松药物、激素等影响骨代谢药物治疗史。

同期选取年龄、性别相匹配、人口学资料完整且行腹部CT平扫的100例健康体检者作为正常对照组。

2.研究方法

记录每例被试者的临床资料及肝硬化患者的实验室指标(总胆红素、白蛋白及凝血酶原时间延长)。对肝硬化患者采用Child-Pugh评分评估其肝功能。本研究中Child-Pugh A级62例、B级66例、C级35例。

所有研究对象均行腹部CT平扫，使用Philips Brilliance 64排CT机。扫描参数：120 kV，250 mA，螺距1.375，视野50 cm×50 cm，矩阵512×512，层厚5 mm，层距5 mm。使用QCT Pro软件测量每例被试者的第3腰椎椎体水平骨骼肌面积(skeletal muscle area at the third lumbar vertebral plane，SMA-L3)、腰椎BMD和Fat%-QCT。

腰椎BMD测量方法：分别在L1和L2椎体中部水平横轴面CT图像上于椎体中央勾画ROI，其范围应尽量包含尽可能多的松质骨(图1)。取L1、L2椎体BMD测量值的均值作为腰椎BMD进行后续的数据分析。腰椎BMD的评估采用国际临床骨密度学会的诊断标准[5]：腰椎BMD<80mg/cm3为骨质疏松。

图1 腰椎BMD测量示意图。a)在矢状面重组图像上确定L2椎体中部水平(红线)；b)在选取的L2椎体中部层面上，于椎体中心勾画ROI(红圈)进行BMD的测量。 图2 SMA-L3测量示意图，在QCT Pro软件的图像上，绿线以内为L3椎体中部层面所有骨骼肌。 图3 Fat%-QCT测量示意图，在横轴面图像中选取门静脉右支主干所在层面，分别在肝右前叶、右后叶和肝左叶内勾画ROI(黄圈)。

SMA-L3测量方法：在L3椎体中部层面的CT图像上沿骨骼肌边缘勾画ROI，包括此帧图像上的所有骨骼肌(图2)，软件自动计算所有ROI的面积，即为SMA-L3。随后按照公式(1)计算L3椎体水平骨骼肌指数(skeletal muscle index，SMI)：

(1)

本研究中对肝硬化患者肌少症的诊断采用欧洲肝病学会推荐的标准，来自于美国一项多中心研究[6]：男性患者SMI-L3<50cm2/m2，女性患者SMI-L3<39cm2/m2。

Fat%-QCT测量方法：在门静脉右支层面，于肝右前叶、右后叶和肝左叶分别放置1个ROI，面积约250mm2，应尽量避开肝内血管和胆管(图3)。取3个ROI获得的脂肪含量测量值的均值作为Fat%-QCT。

3.统计学方法

使用SPSS 28.0软件对数据进行统计学分析。计量资料中呈正态分布的数据以均数±标准差表示，不符合者以M(P25～P75)表示；计数资料以例数或百分比表示。肝硬化组与对照组的SMI-L3和Fat%-QCT的比较采用Mann-WhitneyU检验，两组间腰椎BMD的比较采用单因素方差检验。肝硬化患者不同Child-Pugh分级之间肌少症发生率的比较采用χ2检验，腰椎BMD的比较采用单因素方差分析，Fat%-QCT的比较采用Kruskal-WallisH检验。肌少症组与非肌少症组之间腰椎BMD的比较采用单因素方差分析，Fat%-QCT的比较采用Mann-WhitneyU检验。对骨质疏松影响因素采用二元Logistic回归分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

肝硬化组和对照组各项参数测量值及组间比较结果见表1。肝硬化组的SMI-L3和腰椎BMD均低于对照组(P<0.05)，Fat%-QCT高于对照组(P<0.001)；两组间性别构成和年龄的差异均无统计学意义(P>0.05)。

表1 肝硬化组和对照组各项参数值的比较

不同Child-Pugh分级肝硬化患者的各项参数测量值及组间比较结果见表2。Child-Pugh A级、B级和C级肝硬化患者肌少症发生率逐渐增加(P<0.05)，C级的Fat%QCT高于A级和B级(P<0.05)。三组之间腰椎BMD的差异无统计学意义(P>0.05)。

表2 不同Child-Pugh分级之间各项参数值的比较

肌少症组和非肌少症组各项参数的测量值和组间比较结果见表3。肝硬化患者中肌少症组的年龄高于非肌少症组，腰椎BMD低于非肌少症组(P<0.001)。两组之间性别和Fat%-QCT的差异均无统计学意义(P>0.05)。

表3 肌少症组与非肌少症组各项参数的比较

以是否发生骨质疏松为因变量，将性别、年龄、肝功能、合并肌少症及Fat%-QCT纳入二元逻辑回归分析，结果见表4。女性(OR=4.27，P<0.05)、年龄(OR=1.20，P<0.001)和合并肌少症(OR=6.93，P<0.05)是肝硬化患者发生骨质疏松的独立危险因素。

表4 骨质疏松影响因素多元逻辑回归分析结果

讨 论

目前常用的身体组分评估方法包括人体测量法、双能X线吸收法(dualenergy X-ray absorptiometry，DXA)、超声、MRI和CT。人体测量法更多应用于筛查，其标准化程度低。DXA的可重复性高、快速、廉价、且辐射剂量低，但由于其为二维投影技术，存在较大的误差，结果的准确性不高。超声检查具有安全、无创及床边可用性等优点，但超声评估的主观性强、可重复性差。MRI对软组织的定量分析准确性高且无电离辐射，但检查成本高、扫描时间长且数据处理繁琐，无法直接测量BMD。采用CT检查进行测量，骨骼肌的边界显示清晰，测量结果的准确性较高[3]。QCT已经被许多指南作为诊断骨质疏松的“金标准”。徐黎等[7-8]的研究验证了QCT能够客观评估肝脏的脂肪含量。QCT是对已有数据的再次挖掘，不增加患者的辐射剂量，不仅能诊断疾病，还可同时测量骨骼肌量、BMD和腹部脂肪含量，在临床应用上有广阔的发展前景。

本研究中肝硬化患者肌少症组的年龄高于非肌少症组(P<0.001)。Auyeung等[9]针对3018名居住在社区的中国老年人的一项4年纵向研究结果显示，随着年龄的增长，老年人群的肌肉质量、握力和步态速度存在不同程度的下降。本研究结果显示，肝硬化患者L3椎体水平的肌肉面积高于正常对照组，同时，Child-Pugh A级(37.1%)、B级(56.1%)和C级(71.4%)肝硬化患者的肌少症发生率逐渐增加，与既往的研究结果基本一致[10]。肝硬化患者出现肌少症的原因可能包括高氨血症、低支链氨基酸和性腺功能减退等[11]。曾鑫等[12]的研究中肝硬化患者肌少症的发生率为22.5%，男性发生率(29.1%)高于女性(12.0%)。男性发生肌少症的风险更高，可能与男性睾酮水平有关。而本研究中男性组与女性组之间肌少症发生率的差异无统计学意义(P>0.05)。这种差异可能与不同的研究中肌少症诊断标准不一致以及样本量不同等因素有关。

骨质疏松与肝硬化患者的死亡率和生活质量降低有关[13]。肝硬化患者合并骨质疏松的可能机制：通过骨保护素/核因子-κB受体活化因子配体/核因子-κB受体活化因子信号通路和炎性因子的上调，加速了骨质的吸收；通过胆红素和骨硬化蛋白的增加及胰岛素样生长因子-1的降低，减少了骨质的形成[11]。王翔等研究[14]发现<50岁的肝硬化患者随着Child-Pugh分级的增加，BMD呈下降趋势。本研究结果显示肝硬化患者的BMD大于正常对照组，女性和年龄是骨质疏松的危险因素，但并未发现肝硬化患者BMD与肝病严重程度有显著相关性，后期研究需要进一步扩大样本量来深入探讨。

肌少症和骨质疏松在共同的风险因素(遗传、内分泌和机械因素等)和生物学途径上相互关联[15]。一项对5476例非西班牙裔人群的研究中发现有肌少症的老年人相对于未合并的老年人更容易出现骨质疏松[16]。本研究结果显示肝硬化患者肌少症组的BMD低于非肌少症组，合并肌少症是骨质疏松的危险因素。Saeki等[17]研究发现肝硬化患者的肌肉质量、握力与BMD之间呈显著正相关，肌少症组椎骨骨折的发生率高于非肌少症组。

肝脏是脂类代谢和转运的枢纽,肝硬化患者存在肝细胞广泛变性坏死，载脂蛋白合成减少，体内激素代谢紊乱，更易并发肝脏脂肪沉积。肝脏脂肪含量增高，又通过影响脂质代谢的平衡和脂质过氧化导致肝硬化的进展甚至肝癌的发生[18]。本研究中肝硬化组的Fat%-QCT高于对照组，同时肝硬化患者Child-Pugh C级组的Fat%-QCT高于A级和B级组。王楠等[18]的研究基于MRI非对称回波最小二乘估算法迭代水脂分离序列，获得的结果与本研究一致，同时认为通过肝脏脂肪分数可初步评估肝硬化患者的肝功能。

本研究存在一些不足之处：首先，测量的L3椎体水平的骨骼肌面积，并不能完全反映患者整体肌肉量，且肌少症的标准并未统一；其次，未研究肝硬化病因对身体组分测量的影响，也未分析不同肝纤维化分期对肝脏脂肪含量的影响；第三，本研究为单中心研究，且样本量偏少。

综上所述，本研究基于QCT发现随着肝功能的下降，肝硬化患者的肌少症发生率和肝脏脂肪含量逐渐增高；肝硬化伴肌少症者更易发生骨质疏松。