生物电阻抗分析法在肌少症诊断中的应用进展

吴丽红 安蔚

[摘要] 随着年龄的增长，老年人群患肌少症的风险逐年升高。目前，肌少症的诊断方法主要包括双能X射线吸收法、CT、磁共振成像技术等，但价格均较高。生物电阻抗分析法通过评估患者的生物阻抗和机体成分获得具有指向意义的生物学信息，具有无创、体积小等优点，在社区肌少症的早期诊断中表现出显著优势。本文就生物电阻抗分析法在肌少症诊断中的应用进展作一综述。

[关键词] 生物电阻抗分析法；肌少症；肌少症性肥胖；营养不良相关肌少症；衰弱

[中图分类号] R685    [文献标识码] A     [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2024.03.029

2016年，世界卫生组织认定肌少症属于“疾病范畴”。据统计数据显示，我国65岁及以上老年人群中肌少症的患病率为14%～33%，80岁及以上老年人群中肌少症的患病率则高达50%～60%[1]。肌少症会导致患者的行动能力降低，生活质量下降，给我国的公共卫生带来巨大挑战。肌少症的早发现、早干预对于改善患者预后具有重要意义。研究表明，肌少症可继发于全身多种疾病或日常生活中难以察觉的营养不良、不恰当饮食等因素；内分泌功能紊乱、氧化应激、肠道菌群失调、肌肉去神经支配和遗传等因素也会导致肌少症；其病因病机较为复杂，早期发现十分困难[2]。目前，肌少症的诊断方法主要包括磁共振成像技术、双能X射线吸收法、CT，但价格较高，设备不方便移动。

近年来，生物电阻抗分析法（bioelectrical impedance analysis，BIA）在测定机体成分中表现颇佳，可协助测定肌肉含量、脂肪含量、水的成分等。与传统检测方法相比，BIA具有非侵入性、测量简便等优点。通过BIA可了解机体的肌肉、电解质等情况，目前已广泛应用于药物给药辅助、器官衰竭、血液透析、腹膜透析、高血压、肾脏疾病、妊娠糖尿病、脂肪肝、癌性营养不良的治疗[3-8]。既往研究将BIA与算法模型结合，利用BIA测定骨骼肌质量指数（skeletal mass index，SMI）。肌少症截值定义为四肢SMI女性为<5.7kg/m2，男性为<7.0kg/m2[9]。Chung等[10]根据体质量计算相对肌肉质量指数，从而诊断肌少症，男性和女性的SMI截值分别为<29.0%和<22.9%。上述研究证实，BIA对于肌少症的诊断具有实用性。尽管越来越多的研究应用BIA诊断肌少症，但这些研究仅利用阻抗值计算肌肉质量，忽视BIA对机体成分分析的强大功能，也并未利用机体成分分析结果对肌少症进行分类。本文就BIA在肌少症诊断中的应用进展作一综述。

1  BIA与衰弱

1985年，Lukaski等[11]应用BIA分析机体成分，被检测者取坐位或站位，四肢自然分开并接电极；检测姿势每次尽量保持一致，保持1～2min静止不动，从而测得电阻和电抗。电阻和电抗可反映细胞膜、细胞内外的液体和电解质情况，组合成为“身体阻抗”，不同的组织具有不同的阻抗特性，称为生物电阻抗[12]。电阻取决于特定组织的细胞外液特性，如细胞外液的组成和量，组织间隙和细胞中含有的导电性能优良的电解质溶液在电路中发挥电阻作用。电容取决于特定组织的生物膜特性，如离子通道、缝隙連接等，细胞膜、组织间界膜导电差在电路中起电容作用，这些电容并联起来模拟特定组织的阻抗[12]。体外发放某种频率的电流并联通机体可测得总抗值，总抗值与总体水（total body water，TBW）呈反比，即机体含水越多，机体导电性能越强，总抗值越低[12]。因高频电流（>100kHz）可穿过细胞膜，测量值可反映TBW；低频电流（<10kHz）无法穿过细胞膜，只能在细胞外流通，此时的测量值不再反映TBW，而是反映细胞外水。同样的，不同的电阻和电抗也可反映骨骼肌及脂肪的含量，肌肉充满电解质溶液，导电性好；反之，骨骼、含气组织和脂肪的导电性差[13]。

衰弱是一种多维度的老年综合征，可导致患者残疾、住院、生活质量下降、死亡等诸多不良后果。Martin等[14]研究发现，衰弱与肌少症显著重叠。体质量下降是衰弱的另一诊断标准，也是肌少症的主要病因。而衰弱和肌少症的治疗方法类似，建议摄入优质蛋白质、进行适当的体育锻炼、补充维生素D等[15]。一般来说，衰弱代表更广泛的概念，被视为多种生理系统的衰退，导致身体、认知和社会维度出现消极表现。衰弱的诊断标准包括：①体质量减轻，即6个月内体质量减轻2～3kg或体质量指数<18.5kg/m2；②握力<19.0kg；③行走速度<0.10m/s；④感觉疲惫；⑤低体力活动[16]。BIA可检测细胞膜功能的初步损伤及导致机体功能下降的液体失衡，对衰弱的诊断有重要参考价值。Inglis等[17]研究发现，肌肉质量下降、脂肪质量增加对衰弱有较高的诊断意义。与双能X射线吸收法测定肌肉脂肪质量的金标准相比，BIA受身体水分的影响而低估骨骼肌质量、高估脂肪质量。但随着人群数据的不断增加，BIA预测衰弱老年人群机体成分变化模型的建立将有助于测定身体组成，这对社区诊断老年人群的衰弱意义重大。

另外，根据电抗和电阻比正切弧计算的相位角值与多种疾病的病死率相关。相位角值表示各种人群的营养和水合状态，包括衰老、肌细胞减少和肿瘤等疾病，相位角值较低表示功能衰退的开始。美国第3次全国健康和营养检查调查结果显示，老年男性的相位角值<5.7°是衰弱的临界值，相位角对存在死亡和其他不良事件风险的亚健康老年人群有重要提示意义[18]。BIA可为衰弱的诊断提供新思路。

2  BIA与原发性和继发性肌少症

原发性肌少症与年龄相关，患者会出现无法用其他病因解释的肌肉质量和肌力下降；而继发性肌少症是除衰老以外的肿瘤、器官衰竭等全身性疾病及活动减少、久坐、营养不良导致的肌肉质量和肌力下降[19]。研究发现，肿瘤患者的脂肪质量增加，相位角值下降，发生肌少症的风险大大增加[20]。细胞外质量（extracellular mass，ECM）与体细胞质量（body cell mass，BCM）比值上升是营养状况恶化的预警信号。在健康个体中，BCM通常显著高于ECM，因此ECM/BCM<1；而在患病个体中情况则恰恰相反。换言之，如果SMI或相对骨骼肌质量达到肌少症诊断标准，同时存在相位角值降低、ECM/BCM上升、脂肪质量增加等则多提示存在器质性病变或营养不良导致的肌少症；为鉴别原发/继发性肌少症提供新思路，为社区早期发现原发性和继发性肌少症争取时间。

3  BIA与急性和慢性肌少症

欧洲老年人群肌少症问题工作组将肌少症分为急性和慢性两个亚型，即持续不到6个月的肌少症是急性肌少症，持续时间超过6个月的肌少症是慢性肌少症。通常认为，急性肌少症与急性疾病或损伤有关；慢性肌少症与慢性疾病和病情恶化有关，慢性肌少症会增加死亡风险，应当谨慎判断。Benz等[21]研究发现，无脂肪质量指数的增加会降低慢性病的发病率和疾病不良进程。另外，慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）常引起慢性肌少症，而CKD非水肿患者表现出较低的电阻、电阻比高度和电抗比高度的双变量正态分布的异常平均阻抗向量[22]。当考虑BIA衍生数据时，CKD患者体内TBW略高（男性+4.3%；女性+3.5%），BCM较低（男性‒6.7%；女性‒7.7%）[23]。当考虑机体成分的推导估计值时，CKD患者的TBW倾向于更高，BCM倾向于更低。这种机体成分的损害从CKD的早期阶段便变得明显，且在无明显的营养不良迹象时便开始发生。上述研究表明，BIA是检测慢性疾病患者机体成分早期变化的有力临床工具，在慢性肌少症的诊断中具有里程碑意义。BIA在社区早期发现肌少症中发挥重要作用。在社区中，定期对老年人群的无脂肪质量指数、TBW、体细胞质量、相位角、非脂肪质量等指标进行监测，可及早发现慢性肌少症，从而达到防治一体的效果。目前急性肌少症或慢性肌少症的判断主要依靠SMI持续低于诊断标准时间定期监测确定。因此作为一种成本低、适用范围广的检测手段，其在社区可实现重复测定以定期监测SMI，从而做出正确的急性肌少症或慢性肌少症的诊断。

4  BIA与肌少症性肥胖

肌少症性肥胖由肌少症和肥胖的叠加效应引起。研究发现，与肌少症或单纯肥胖相比，肌少症性肥胖和由其原因所导致的潜在肌肉损失会加重身体损伤。肌少症性肥胖常发生于老年人群，其发病率随年龄的增长而增加。肥胖会掩盖体质量的减少，体质量正常或超标老年人群常被忽视肌少症的发生。肥胖还会加剧肌肉减少，使脂肪渗透至肌肉导致机体功能下降并增加死亡风险。热量摄入过多、运动少、低度炎症、胰岛素抵抗和激素水平变化等均可导致肌少症性肥胖。肌少症性肥胖的诊断多以肌少症诊断标准为基础，且体质量指数>30kg/m2或体脂率>30%。但在肥胖个体中，双能X射线吸收法会低估脂肪质量，从而导致体脂率偏低。BIA在预测肥胖患者的机体组成方面较佳。应用BIA诊断肌少症性肥胖的标准，根据体质量调整男性SMI≤35.6%，女性SMI≤28.4%；根据身高调整男性相对骨骼肌质量≤9.53kg/m2，女性相对骨骼肌质量≤7.32kg/m2；其中根据体质量調整后的SMI意义更大[24]。

5  BIA与营养不良相关肌少症

营养不良与肌少症表型有关。造成营养不良的原因包括低摄入（如进食困难或饥饿）、营养物质生物利用度低（如腹泻或呕吐）或营养需求高而得不到满足（如癌症或器官衰竭等炎性疾病），上述所致营养不良合并肌少症都属于营养不良相关肌少症[25]。营养不良与肌少症的发病机制一致，低炎症状态、蛋白质摄入不足导致肌肉萎缩和肌肉功能失调[26]。因营养不良相关肌少症患者的脂肪含量通常较低，而肌少症性肥胖患者的脂肪含量通常较高，由此可区别营养不良相关肌少症和肌少症性肥胖。前者表现为脂肪质量下降，后者表现为脂肪质量的相对增加。欧洲临床营养与代谢协会认为，营养不良的表现包括体质量下降、低能量摄入、皮下脂肪少、肌肉质量少、握力不足和液体积聚；并定义体质量指数<18.5kg/m2或无脂肪质量指数降低，女性和男性的无脂肪质量指数临界值分别为<15kg/m2和<17kg/m2，可诊断为营养不良；营养不良的生化指标包括血清白蛋白、血清前白蛋白、转铁蛋白等蛋白质状态及炎症标志物[27]。Marsen等[28]研究发现，相位角值<4.5°可诊断为营养不良。BIA对测量无脂肪质量是权威的、可信的。应用SMI可诊断肌少症。

6  小结与展望

BIA应用于肌少症的诊断具有无辐射暴露、价格较低、易重复、携带便捷等优点，对社区老年人群肌少症的筛查具有重要价值。建立具有普遍适用意义的机体成分分析方法对于肌少症的诊断任重而道远。BIA的价格较CT等设备低，但在社区应用中成本仍较高。未来，需继续纳入更多相关数据，简化设备，推动BIA在社区不断发展。在老年人群中开展肌少症的定期筛查，可不断提高疾病诊断的可信度和敏感度，降低其应用成本，使BIA成为可广泛应用的辅助检查工具。在社区老年人群中尽早发现肌少症、确定肌少症的病因、随访肌少症患者的治疗效果，进而减轻肌少症导致的跌倒、残疾、生活质量下降等。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

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（收稿日期：2023–03–17）

（修回日期：2024–01–07）