双能X线和胸部CT测定健康体检者骨骼肌质量的比较研究

廖晨芳 徐宗政 祁慧娟 李庆祝 王德国

肌少症(sarcopenia)是老年人骨骼肌量减少、肌力及功能进行性减退的临床综合征,常引起跌倒、衰弱及死亡[1]。肌量减少是重要的客观指标,可以通过生物阻抗法(bio-impedance analysis,BIA)、双能X线(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)及CT/MRI影像法测定,各国指南均推荐DXA法界定肌量减少[2-3]。CT是临床最常用的检查手段之一,常以第3-4腰椎(L3-4)横截面肌肉面积定义肌量减少[4]。然而临床上胸部CT比腹部CT检查更多,如肺癌筛查及近年来因肺炎进行的胸部CT扫描等[5-6]。有研究显示,第12胸椎(T12)及第1腰椎(L1)截面肌肉面积及其密度(CT值)与L3截面显著相关[7]。因此,本研究选择了同时行DXA和胸部CT扫描的老年体检者,比较两种检查方法在判断肌量减少上是否具有一致性,各参数间是否具有相关性,以期挖掘老年人胸部CT影像学信息在老年肌少症中的临床应用价值。

1 研究方法

1.1 研究对象 回顾性分析2017年9月至2019年12月在我院健康体检中心体检的60岁以上体检者80例。纳入标准:除常规体检外均接受了DXA体成分检查及低剂量胸部CT检查。排除标准:恶性肿瘤化疗中、合并原发性甲状旁腺功能亢进症、正在接受激素治疗、严重卧床、未完成相关检查的病人。

1.2 一般资料 通过医院His系统收集老年体检者性别、年龄及既往高血压、高血脂及糖尿病等病史资料。根据病人身高、体质量计算BMI。

1.3 DXA测定及肌量减少标准 嘱被检者穿着轻薄贴身的衣物,头朝检测仪平躺进入双能X射线骨密度检测仪(Prodiqy Advance 350018MA),仰卧体位接受两次扫描,机器自动提供检查者包括四肢在内的全身肌肉的含量分布数据。通过测量体检者身高,计算四肢骨骼肌质量指数(appendicular skeletal mass index,ASMI),ASMI =ASM/身高2(kg/m2)。根据2019年亚洲肌少症工作组发布的共识2标准(Asian working group for sarcopenia, AWGS2)判定肌肉质量减少:ASMI男性<7.0 kg/m2,女性<5.4 kg/m2[2]。

1.4 胸部CT影像特征提取及分析 根据既往研究[7],运用开源3D-slicer软件半自动测定各横断面的肌肉面积及CT值,计算肌肉指数(定义为肌肉面积/身高2)。从CT影像存储库中调取胸部CT图像文件,选择T12、L1椎体,主动脉弓层面,分析各个部位的骨骼肌CT值。以3D-slicer软件标准化后选择segment editor命令定义肌肉(CT值设定为-29～150 Hu),并以“paint”命令对T12和L1层面肌肉赋色,“quantitative reporting”命令定量T12和L1层骨骼肌面积、T12椎旁肌和主动脉弓胸肌面积,计算肌肉指数。根据文献,选择T12骨骼肌CT值定义肌量减少:男性<37.5 Hu,女性<31.5 Hu[8]。

2 结果

2.1 体检者不同肌肉质量组一般资料比较 DXA诊断的肌量减少19例(23.75%),与肌量正常组相比,肌量减少组身高、体质量、BMI显著降低(P<0.05)。2组间年龄、性别,合并高血压、糖尿病及高脂血症的情况差异无统计学意义(P>0.05)。肌量减少组总肌量、四肢肌量及ASMI显著低于肌量正常组(P<0.05)。2组间CT测定的T12、L1、主动脉弓胸肌面积及身高校正后的肌肉指数差异无统计学意义(P>0.05);肌量减少组T12肌肉及T12椎旁肌CT值显著降低(P<0.05),L1层面肌肉及主动脉弓胸肌CT值差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 DXA测定肌量减少组与肌量正常组一般资料比较

2.2 ASMI与相关因素的相关性分析 鉴于DXA用ASMI界定肌量减少,因而分析ASMI的相关因素。ASMI与年龄(r=-0.031,P=0.782)、性别(r=-0.124,P=0.271)无相关性;与体质量、BMI、总肌量、四肢肌量呈显著正相关(r分别为0.761、0.636、0.808、0.850,P<0.001),与身高呈显著负相关(r=-0.641,P<0.001)。ASMI与T12、L1层肌肉CT值,主动脉弓层面胸肌面积呈正相关(r分别为0.288、0.214及0.231,P<0.05)。

2.3 DXA法和CT值定义的肌量减少的一致性分析 基于T12层面骨骼肌CT值定义的肌量减少为30例,Pearson卡方检验显示两种方法定义肌量减少的阳性率差异有统计学意义(P=0.043),CT法阳性率高于DXA法(37.5%比23.75%)。Kappa一致性检验显示,CT与DXA法定义的肌量减少一致性较差(Kappa为0.281,P=0.008)。见表2。

表2 DXA法和CT值定义的肌量减少一致性分析

2.4 CT测定的肌量减少的相关因素分析 由于DXA与CT测定二者间判断肌量减少的一致性较差,进一步分析T12层面肌肉CT值的相关因素,结果显示,T12肌肉CT值与年龄和性别呈显著负相关(P<0.01),与L1、T12椎旁肌、主动脉弓胸肌CT值、肌肉面积、肌肉指数均呈显著正相关,但与身高、体质量及BMI无显著相关性(P>0.05)。见表3。

表3 T12层面肌肉CT值的相关因素分析

3 讨论

肌少症是老年人死亡、失能及反复住院的重要原因[9]。肌量减少是肌少症的重要特征,常用测定方法有DXA和BIA。DXA法测定的ASMI被多个共识推荐为肌量减少的金标准[2, 10-11]。CT和MRI不仅可测定肌肉体积,也可以评价肌质量及脂肪浸润程度,但相关研究处于初步阶段,缺乏公认的标准[12]。本研究比较了CT与DXA诊断肌量减少的一致性。

本研究中,DXA和胸部CT值定义的肌量减少的检出率不同(23.75%比37.5%)。前者是根据三室模型将人体组织分为脂肪、骨及肌肉组织,而后者直接根据CT值对局部肌肉进行定量评价[12-13]。增龄引起的肌量减少除肌萎缩外,还与肌肉间隙脂肪浸润有关,导致肌肉组织CT值降低,肌面积和密度可较早地反映骨骼肌功能异常及病人预后[14-15]。本研究观察到DXA肌量减少组CT肌肉面积及肌肉指数与正常组差异无统计学意义,可见胸部CT肌肉面积参数不能提示DXA肌量减少。另外,T12层面肌肉CT值在2组间差异有统计学意义,而另一些部位如L1及主动脉弓胸肌CT值差异无统计学意义。因此,本研究提示胸部CT缺乏简便有效的参数用于判断DXA诊断的肌量减少。

DXA和胸部CT值定义的肌量减少诊断一致性较差。相关性分析显示,ASMI与身高、体质量、BMI、四肢肌量等显著相关,而与年龄、性别无相关性。众所周知,肌量减少呈现增龄性改变,很难解释本研究中ASMI与年龄无关的结果。笔者推测可能是ASMI中身高校正因素引起,即增龄过程中的身高缩短速度超过肌肉质量减少程度。因此,有研究以最高身高或者胫骨长度作为校正因素,可提高DXA肌量指数的准确性[16-17]。对CT值相关因素分析发现,T12肌肉CT值与年龄呈显著负相关,而与身高、体质量及BMI无显著相关性。这与老年人肌量随年龄增长而减少的临床实践符合。

本研究还显示,基于胸部CT值的肌量判断具有潜在临床价值。T12层肌肉CT值与其他层面CT值呈显著正相关。这可能由于增龄引起的骨骼肌密度降低或脂肪组织浸润是全身性的,通过不同位置的肌肉CT值可评价肌质量。L3～L4腰大肌作为CT诊断肌量减少的标准层面,但在临床实践上较少进行常规腹部CT扫描。近年来,健康体检及流行的肺部感染性疾病引起胸部CT扫描数量激增,进一步挖掘胸部CT影像信息对节约医疗卫生资源有重要意义。例如新近研究显示,胸部肌量低的老年新型冠状病毒感染病人延迟出院及重症转化率显著增高[6]。

本研究尚有不足。第一,本研究中高龄者数量较少且不能代表社区人群;第二,作为回顾性研究无法进行肌肉功能性测定,如步速、握力等;第三,虽然记录了基本慢性疾病,但无详尽的疾病资料。

总之,胸部CT与DXA定义的肌量减少检出率差异较大,两者一致性不高,可能与CT值及ASMI的相关影响因素不同有关;胸部肌肉CT值在不同层面一致性较好,体现了良好的增龄效应。因此,机会性胸部CT扫描可提供受检者肌肉质量的客观证据,从而有效评价是否有肌少症风险,结合临床老年综合评估,对老年人健康维护有重要的临床价值。