肌肉质量测定方法的研究新进展

黄驰欢 刘静 徐道明 许华宁 季发权 陈铭 曹雅娜 刘兰英

南京中医药大学附属医院，江苏 南京210029

肌少症的患病率随人口老龄化发展逐年上升，据统计全球肌少症患病率将从目前的5 000万人增加到2050年的5亿人左右[1]。肌少症的影响不仅表现在躯体活动上，对人体代谢、内分泌等均产生一定的影响，甚至降低预期寿命[2-3]。欧洲老年肌少症工作组[4](European Working Group on Sarcopenia in Older People，EWGSOP)建议肌少症的诊断应包含肌肉质量、肌肉力量及功能的综合性评估，同时将肌少症前期定义为只有单纯肌肉质量的减少但不伴肌肉力量及功能的减退。有研究[5-6]指出人类在25岁左右肌肉质量达到峰值，30岁后肌肉质量开始缓慢减少，60岁后快速进入衰弱状态并且以每年2 %速度下降。因此，肌肉质量评估对肌少症的诊断、早期干预及避免其带来的不良后果至关重要。下面将对临床常用于肌肉质量检测方法进行系统性阐述，为肌少症临床诊断与评估提供一定的参考。

1 双能X线吸收测定法(dual-energy X-ray absorptiometry , DXA)

双能X线于1998年最先被Baumgartner等[7]用于肌肉质量的检测，其原理是通过人体不同组织对射入X线光子能量衰减来确定骨矿含量和人体组织成分占比[8]。2019年亚洲肌少症工作组[9](Asian Working Group for Sarcopenia, AWGS)以DXA测得的四肢骨骼肌含量来计算骨骼肌质量指数(skeletal muscle index，SMI)[四肢骨骼肌含量(kg)/身高的平方(m2)]评估肌少症，将女性< 5.4 kg/m2、男性<7.0 kg/m2定为诊断肌少症的截止值。DXA以其可以量化单个身体部位的脂肪量、骨骼肌含量、骨矿物质含量的优势，且操作简单、经济和低辐射等成为临床评估肌肉质量的常用技术[10]。但DXA存在设备体积较大，不便于进行社区肌少症流行病学筛查。此外，DXA在进行肌肉质量测定时，将肌肉组织外的其他组织如皮肤、水、骨髓、结缔组织等质量也被包含在内，从而影响DXA测量的结果[11]。有研究[12-13]将DXA与生物阻抗谱相结合进行肌肉质量检测结果优化，弥补DXA因人体组织成分变化所带来的测量误差。

2 计算机断层扫描(computed tomography，CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)

CT、MRI对骨骼肌、脂肪等组织分辨率高且能提供精确的解剖细节，通过脂肪浸润程度来获得肌肉量信息，被认为是评估肌肉质量的金标准[14]。CT在绘制跟踪的感兴趣区内获得骨骼肌的横截面积(cross-sectional area，CSA)反映局部的肌肉质量，临床常以L3椎体水平CT腹部扫描获取CSA[15]。也有用L3椎体平面骨骼肌指数(L3skeletal muscle index，L3SMI)[L3椎体平面骨骼肌面积(L3skeletal muscle area，L3SMA)与身高平方(ht2)比：L3SMA/ht2]来反反映肌少症肌肉质量[16]。左玉强等[17]提出L3SMA与体表面积(body surface area，BSA)标准化(L3SMA/BSA)比与ht2标准化，对肌少症肌肉质量置信度更高。外周骨定量CT(pQCT)和高分辨pQCT(HR-pQCT)在标准CT基础上发展而成，也可用于肌肉的定量评估[8,18]。与CT相比，pQCT和HR-pQCT具有更高的空间分辨率且耗时少及辐射量低的优点[19-20]。但pQCT和HR-pQCT在肌肉质量测量中缺乏统一共识标准且费用较高、操作复杂等局限性限制临床推广使用[17,21]。近期有研究[22]使用双能CT量化骨骼肌内的脂肪比例来检测肌肉质量，其结果与MRI肌肉质量测量结果同一性较好。

与CT相比，MRI在分析组织结构和组织成份方面更加精确，如可量化单个肌群的体积和质量，同时提供组织水肿、肌肉炎症、纤维化等信息[17,23]。有研究[24]将L3椎体水平的磁共振扩散加权成像表观扩散系数值(DWI-ADC)反映围绝经期肌少症妇女肌肉质量，此值减少了因个体差异导致的误差。MRI在肌肉质量评估具有安全、无电离辐射和结果精准性优势，但费用较高、操作复杂，其推广具有一定局限性。

3 生物电阻抗分析(bioimpedance analysis，BIA)

BIA通过测量骨骼肌中富含电解质液体(例如水)与富含脂质液体(例如脂肪组织)对电流阻抗大小来衡量肌肉质量。于1996年，较先被Heber等[25]用于肌少症肌肉质量的评估。有研究[26]以DXA结果为标准来验证BIA评估肌肉质量方面的准确性，其结果存在较高相似性，推荐用于社区老年人群筛查。有研究通过不同的BIA预测方程来评估肌肉质量。Yamada等[27]开发了8电极MF-BIA四肢骨骼肌含量(appendicular lean mass，ALM)评估方程，避免了因年龄因素导致BIA评估ALM准确性问题。Xu等[28]基于DXA和MRI结果验证了四个BIA预测方程，将身高、体重、性别、年龄、种族等变量因素纳入方程分析以评价肌肉质量，减少了测量结果的差异性，并预测此方程有潜力成为量化骨骼肌质量的实用方法。有研究[29]认为，使用预测方程减少BIA肌肉质量值的误差。BIA拥有安全、无创、便携等优势，但其测量结果会受到水合状态、食物摄入和运动等因素的干扰，目前BIA被推荐用于社区筛查[30-31]。

4 超声

2011年肌少症、恶病质和消瘦障碍学会[32](The Society on Sarcopenia, Cachexia and Wasting Disorders，SCWD)将超声纳入肌少症肌肉质量评估工具中。Yuguchi等[33]通过超声量化腓肠内侧肌厚度反映肌肉质量，Neira等[34]研究验证了超声测量腓肠肌厚度与低骨骼肌质量具有良好的相关性，并提出其最佳的厚度在横切面为18.5 mm，在纵切面为17.3 mm。除使用肌肉厚度(muscle thickness，MT)来评估肌肉质量外，Barbosa-Silva等[35]运用超声与人体测量学组合，开发出四肢肌肉质量的预测方程：[(2个MTS)+ 2个长度(+ 2周长)= 4个肢体的肌肉质量(两个“长度”(身高和臂长)、两个周长(手臂和大腿)和两个超声测量的MT(手臂和大腿)]，此方程得出的肌肉质量与DXA测量的肌肉质量值相似(P分别为0.13 和 0.09)，推测此方程有望成为老年人肌肉质量评估的替代方案。Narici等[36]通过超声在股骨远端长度的35 %处测量股外侧肌束长度(Lf)和厚度(Tm)，计算 Lf/Tm 的比率即超声指数(USI)反映肌肉质量，并与DXA进行比较，发现DXA衍生的SMI与USI相关(r= 0.61，P< 0.000 1)

肌肉形态学的评价是超声临床应用的优势之一，通过超声测量肌肉形态学来评估肌肉质量，由于测量过程中需人工提取肌肉厚度，其测量点缺乏统一标准定位，易受主观因素影响，限制了其作为评估肌肉质量的工具在临床广泛使用。随着超声技术的不断发展，肌骨超声在康复领域的成熟应用，近年来，超声对肌肉功能评价的报道越来越多。2021中国老年人肌少症诊疗专家共识[37]指出肌肉超声不仅可以直接测量肌肉厚度、横截面积、肌纤维长度等形态学指标，而且对反映肌肉功能的羽状角和杨氏模量的检测具有很好的信度和效度，推荐其为一种更便捷的肌肉质量检测方法。Zhu等[38]的研究中指出，通过肌肉超声测量女性的腓骨后部MT、尺骨前部MT和腓肠肌内侧肌羽状角，男性的胫骨后部MT和尺侧前部MT，此组合是评估中国老年肌肉质量很有前景的一种方法。也有研究通过超声动态实时反映肌肉收缩状态与松弛状态的刚度值更加准确提供肌肉性能，可为肌少症的临床评估与治疗提供确切依据[39]。

5 D3-肌酸稀释法

肌酸是一种胍基化合物，大部分被肌细胞主动吸收，在肌酸激酶的催化下转化为高能代谢物磷酸肌酸，由于肌酸通过不可逆反应转化为肌酐并随尿液排出体外，因此口服D3-肌酸可使尿液中富含D3-肌酐，D3-肌酐量化提供了对全身肌酸池大小的测量，再通过一系列换算最终得出肌肉质量[8]。

Clark等[40]研究表明D3-肌酸稀释法提供了与MRI相关性很好的肌肉质量估计值(r=0.91，P< 0.000 1 )。Duchowny等[41]研究指出D3-肌酸稀释法在测量和检测肌肉质量变化方面提供更高的准确性，能够提供肌肉质量随时间下降的情况，同时还可预测因肌肉质量较低而可能带来的风险。2011 SCWD 指出D3-肌酸稀释法可能会解决其他肌肉质量检测方法的局限性。Zanker 等[42]将D3-肌酸稀释法测量肌肉质量用于预测老年人健康风险的工具，并推荐用于急性和长期护理环境中。任燕等[43]对D3-肌酸稀释法相关的文献研究进行回顾，发现它不受水分、骨骼肌中的脂肪和纤维组织等干扰，可弥补其他影像技术的缺陷。D3-肌酸稀释法可直接评估全身肌肉质量[44]，受试者只需口服一定剂量D3-肌酸胶囊和收集尿样本，与高辐射CT相比受试者易于接受。综上，D3-肌酸稀释法在未来肌少症研究中，很有可能作为一种常用的生物检查方法。

6 小结与展望

肌少症作为老年人的常见病，常伴随其他衰老性疾病如原发性骨质疏松症。两者都是与增龄相关的疾病，拥有类似的发病基础。肌肉附着于骨骼上，为肢体活动产生动力，骨骼则为肌肉提供力学支撑，二者在结构上相互依存，在功能上相互为用。持续肌肉质量减少易发展为肌少症，同时肌肉质量减少对原发性骨质疏松症的发生发展有重要的影响。肌肉质量的减少已被认为是两者共同的发病因素。因此早期对肌肉质量的评估来预测其带来肌骨共病发生的风险，对老年人增龄相关疾病的防治意义重大。

在肌肉质量评定的方法中，DXA被推荐为肌肉质量测定的首选方法，在便携性方面比较欠缺。CT和MRI在肌肉与脂肪分辨率上较DXA更胜一筹，但价格不具有优势性，不适用于流行病学的筛查。BIA与上述3种技术相比，其操作简单、价格低且易于在社区筛查，但受干扰因素较多，结果易受影响。

随着功能超声的快速发展，实时剪切波弹性成像技术在肌肉骨骼领域的应用有了长足的发展，其不仅具有无创、经济、便捷等优势，还可实时动态评价肌肉功能。通过超声评价肌肉的杨氏模量值和羽状角，可实时反映肌肉的收缩状态与松弛状态的刚度值，为肌肉质量的评估提供了一个更加便捷的工具。D3-肌酸稀释法作为评价肌肉质量的生化指标新方法，虽然该技术检测耗时较长，计算程序复杂，但随着近年来检测技术水平的进步，该方法不易受被检测者躯体疾病影响，同时安全、无创且可动态反映全身肌肉质量变化趋势的优点被越来越多的临床专家所接受，可为预测肌肉质量降低带来的风险和及时反映治疗效果提供参考依据。

综上所述，超声技术和D3-肌酸稀释法在肌肉质量检测中能弥补其他检测方法的局限性，在未来临床和科研使用中具有广阔前景。