影像学在重症监护病房获得性肌无力应用中的研究进展

陈 静 综述,朱 洁 审校

(重庆市急救医疗中心超声科,重庆 400014)

重症监护病房获得性肌无力(intensive care unit-acquired weakness,ICUAW)是指在ICU治疗后发生的至少一种近端肌无力症状,和/或末梢感觉异常、感觉迟钝或疼痛症状,与其他疾病无联系,如果有能引发多发性神经病变的特定疾病(如糖尿病),必须是在ICU治疗后出现以上症状恶化或改变[1],才能诊断ICUAW。ICUAW的概念在1993年被提出,研究人员认为是神经肌肉功能紊乱导致肌无力。随着研究的深入,ICUAW被分类为危重性多性神经病变(CIP)、危重性肌病(CIM)、多性神经肌病(CIPNM)[2]。临床上以CIPNM最为常见[3],主要表现为各种肌病及神经病变样症状组合;CIP多表现为疼痛、感觉障碍和感觉异常;CIM多表现为肌肉无力,特别是近端肌肉,面部肌肉少有累及,眼肌麻痹更少见[4]。ICUAW的短期发病率为9%～82%[5],患者在ICU治疗7 d或以上后其发生率为49%～77%[6]。相关报道显示,脓毒血症或全身感染患者ICUAW发生率约为70%[7];合并多器官衰竭患者ICUAW发生率可高达100%,急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者发生率约为67%[8];ICU住院患者临床评估ICUAW发生率为25%～33%,电生理评估发生率约58%[9]。ICUAW的危险因素包括全身炎症反应综合征、药物(如糖皮质激素、神经肌肉阻滞剂、血管加压剂等)、ICU住院/卧床时间、患者年龄及机械通气等[10-11]。ICUAW的诊断和治疗不是重症监护的重点,但ICUAW阻碍了ICU患者的治疗和康复,存在ICUAW的患者再插管发生率是无ICUAW患者的两倍[12],会增加患者的ICU住院时间、医院死亡率、180 d死亡率,降低出院后生活质量[13-14]。因ICU的环境复杂、缺少易于应用的检测工具且没有能被普遍接受的“金标准”,故ICUAW的诊断具有挑战性。本文就影像学在ICUAW评估中的应用进展做一综述,分析影像学诊断ICUAW的价值。

1 CT

CT可以通过评估肌肉密度和形态快速和准确地评估肌肉变化。目前认为第3～4腰椎(L3～L4)水平图像最能反映全身组织分布[15],故CT用于ICUAW患者的肌肉质量评估中多选用L3～L4水平,也有选用L3水平或股骨肌肉水平,测得椎旁肌肉群或腹壁的骨骼肌面积(SMA),然后通过计算机软件或公式计算全身骨骼肌的体积和质量[16],并计算得出骨骼肌指数(SMI)。谢永鹏等[17]验证了利用CT影像勾画并计算第12胸椎水平左右竖脊肌总横截面积诊断ICUAW的价值。CT图像上感兴趣组织的平均亨氏单位(Hounsfield unit,HU)值可作为肌肉质量的替代值[18],也可以利用HU值绘制肌肉直方图及HU值的比例来计算肌肉体积,并进行动态监测。CASAER等[19]使用CT扫描ICU患者的股骨肌肉,显示入院后前7 d肌肉厚度减少最明显。目前一些图像分析软件也可以对CT图像进行精确的灰度分析及面积测量,提供较准确的肌肉质量信息。CT评估肌肉质量不依赖于操作者,但需要尽量保持设备和测量技术人员的一致性,其可以对深层肌肉进行评估,并且对于ICU患者CT图像比MRI更容易获得。但通过公式通常会高估ICUAW患者的肌肉量,因为这些公式多根据健康人群和慢性疾病患者建立。且根据CT的分辨率不同,L3～L4水平可能存在多个切片,每次分析必须确保一致的图像采集及患者体位才能准确测量骨骼肌横截面积。此外,CT存在辐射、耗时、需要特殊软件及水肿会增加诊断难度等缺点。

2 MRI

MRI可以提供良好的软组织特征,它可以评估骨骼肌的形状、体积和形态学特征,确定肌肉的脂肪变性。选择骨盆及大腿部位进行MRI,能反映ICUAW最常累及的近端肌肉情况[20]。MRI也能测量骨盆及股骨水平肌肉的横截面积,通过计算可得到肌肉体积,ICUAW患者的肌肉体积通常随住院时间减少。在信号上ICUAW所累肌肉多表现为T1加权和脂肪抑制T2加权图像上肌肉弥漫性萎缩、水肿及利用顺磁性造影剂钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)后增强,若表现为T2/短时反转恢复(STIR)信号增加和T1增强则提示CIM[21],该表现与肌肉活检结果相关。CIP中的肌肉去神经水肿和CIM中的多灶性肌内水肿样信号在STIR图像中均表现为高信号病变[22-23],反映了ICUAW患者肌肉脂肪浸润和萎缩。严重脓毒症并发ICUAW的患者MRI可表现出肌肉萎缩、纤维变化等结构改变[24]。肌肉MRI没有辐射,对病变敏感,可成为ICUAW的支持性诊断工具。但MRI成本高、检查时间长、噪音大、可检查的区域有限且有金属植入物禁忌。

3 超声

肌肉在超声中有明显且特殊的回声表现,它可以无创地提供关于肌肉质量和结构的信息,用于ICUAW患者的肌肉评估安全可行,检查者间获取的肌肉信息无明显差异[25]。目前主要应用二维超声观察肌肉厚度、横截面积、回声等,M型超声观察肌肉震颤,弹性成像观察肌肉硬度,彩色多普勒观察肌肉血流情况。超声评估ICUAW肌肉质量和数量的有效性已被证实[26],ICUAW超声采集部位多是股四头肌,测量点一般位于股骨的2/3处,位于髌骨上棘和髂前上棘连线的中下1/3。超声测量肌肉厚度有较高的可靠性和重现性。ICUAW患者肌肉厚度会随着时间推移减少,且与ICU住院时间呈负相关[27]。NG等[28]认为CIP与肌肉萎缩有关,而CIM肌肉厚度通常不变。采用超声测量横截面积来评估ICU患者肌肉力量比肌力测试更可行。PARRY等[29]发现ICUAW患者的肌肉横截面积也会随着时间的推移减少。PAOLO等[30]发现,股四头肌羽状角丢失对ICUAW具有很高的诊断准确性。在ICUAW中肌肉回声被半定量分为4个级别[31]：均质低回声(1级)、肌肉不均质低回声(2级)、脂肪浸润(3级)及筋膜炎和/或坏死(4级)。分级回声与活检肌肉病理变化相关[32],也有学者提出CIM多表现为肌肉回声均匀增强,CIP多表现为肌肉回声不均匀。相比于回声分级,通过软件计算肌肉的平均灰度水平来进行量化更为准确和客观。ICUAW被认为是肌肉被脂肪和结缔组织替代过程,肌肉血管生成降低导致肌肉彩色多普勒血流减少[33]。超微血管成像技术(SMI)可以检测多普勒超声无法观察到的肌肉细微血管化的微小变化,可以代表肌肉的生存能力,对ICUAW预后有重要意义,通过SMI可以检测到ICUAW患者肌肉的微血管生成活性明显减低[33]。肌肉剪切波弹性成像(SWE)可用于评估ICUAW患者肌肉硬度[34],SWE值与肌肉纤维化有关,ICUAW患者肌肉的SWE值明显增加[35]。也有研究认为,高剪切模量值与肌肉僵硬有关,而低剪切模量值与慢性肌病的肌肉萎缩有关[35]。超声造影可检测出轻微的肌肉损伤,ICUAW患者肌肉股四头肌灌注水平明显减低[33]。FISSE等[3]研究发现,CIPNM患者腘窝胫神经的平均横截面积高于无CIPNM患者,腓肠神经横截面积更小。超声实时监测膈肌的厚度、活动度等参数来评估ICUAW患者的膈肌功能[36],用于检测膈肌功能障碍,预测拔管成功或失败,监测呼吸工作量,并评估膈肌萎缩情况。超声测量肌肉厚度会低估ICU患者肌肉萎缩,而水肿会使横截面积被高估,肥胖、皮下水肿、肌肉深度、探头角度、检查时对肌肉的按压等可影响肌肉超声回声、面积测量及结构,可能会导致肌肉损失被低估或高估,同时目前超声对测量肌肉的区域和算法缺乏统一的方法和共识,对ICUAW缺乏纵向的验证。

4 双能X射线吸收测定法(DXA)

DXA是根据不同能量的X射线通过人体组织的衰减和吸收状况,测定人体骨骼、体脂和肌肉含量的方法,检测时患者需仰卧,扫描时间在15 min内。该方法对水合状态敏感,因此要求患者在测量前24 h内避免饮酒或剧烈运动,在隔夜禁食后于次日早晨进行测量[37],适合ICU患者。此外,DXA辐射轻微[16],且用其测量ICUAW患者肌肉质量操作方便、成本低[38],已在研究中被用于测量肌肉质量[39]。但由于DXA只能在固定设备间操作,若患者体重超过限制则不适用,同时结果可能受水肿、皮肤温度的影响。

5 中子活化分析

中子活化分析是确定身体成分,尤其是化学成分的最古老方法之一。当原子暴露于中子时,可能会具有放射性并释放伽马辐射,通过伽马能谱法可检测。使用钾同位素可以测量全身钾含量,并可用于确定去脂体重[40]。该方法不受严重体液潴留的影响[41],是一种非常准确的测量方法,约需要1 h[40]。但很多医院没有该项设备和技术,且因该方法有一定量的辐射且耗时,不适合重复监测肌肉损失[42],更不适合生命支持设备繁多的ICU患者。

6 生物阻抗

生物阻抗利用1个(单频)或多个(多频)射频的低幅度交变电流来表征身体的导电和非导电流体和组织成分[15,43]。多频技术有助于提高诊断的准确性[44]。脂肪、骨骼和含气组织传导电流能力不佳,而富含水和电解质的组织,如肌肉和血液,是极好的电流导体[45]。通过将生物阻抗发生器放置在手和脚背4个表面触觉电极上测量电阻,并用公式推导肌肉质量[46]。研究表明,生物阻抗和CT测得的SMM相关度很高[15]。该技术便宜、无辐射且可在床边进行,为ICUAW的临床应用提供了可能[47],但仍存在一定的缺陷,如依赖变量方程式,对ICUAW患者需要进一步细化算法,与身体可提供的成分密切相关等。

7 小 结

ICUAW是重症患者常见的并发症,临床最常用肌力测试评估ICUAW,多采用医学研究委员会评分(MRC)为标准,评估下肢多个肌肉群的功能,总分低于48分则认为存在ICUAW;此外,还可采用手握力测定、呼吸肌力测定等,它们最理想的测量状态要求患者四肢松弛、清醒并配合,但ICU患者通常不能满足,同时通过局部肌力代表整体肌肉力量也受到质疑。实验室检查也可作为ICUAW的诊断参考,如血浆神经丝、肌酐激酶水平升高,但无特异性。目前处于实验室阶段的内源性代谢物测量是通过收集24 h尿液的肌酐浓度作为身体骨骼肌质量的间接测量,但饮食、运动、感染、创伤、肾功能不全等因素会影响其准确性。肌肉病理活检是诊断ICUAW的金标准,可以直观地显示病变,但由于具有侵入性、价格昂贵,并可能导致并发症,故不能适用于所有患者。

随着影像技术的发展,影像学方法广泛应用于ICUAW的评估,尤其是CT、MRI及超声都能对ICUAW患者肌肉进行定性(肌肉无力)、定量(肌肉质量减少)评估,凭借其无创、便携、精确、可多次重复的优势,成为ICUAW诊断及监测的有力工具,并可作为侵入性检查前的筛查方法。其中,超声更能快速、重复地进行床边评估,新型超声技术的出现增加了评估的完整性,是很有前途的ICUAW诊断工具。但各种影像学手段尚没有最佳观察指标和诊断临界值,且各种影像学检查方式的可重复性、可靠性,以及检测结果与临床、电生理和病理结果之间的相关性仍需要进一步研究。