胸部肌群评估在老年慢阻肺合并肌少症早期诊断的应用进展

张静 王亚林 朱慕云

慢性阻塞性肺疾病是一种以不完全可逆且进行性加重的气流受限为特征的肺部疾病，由于长期的慢性气道炎症、气道重塑及气道狭窄等因素，患者气道阻力较正常人增加、肺顺应性下降，造成患者呼吸做功增多，同时因增龄因素，老年人本就存在肌肉逐渐萎缩、呼吸肌功能生理性下降的情况，最终导致呼吸肌功能受累，肺功能逐渐下降，严重影响老年慢阻肺患者生活自理能力。

骨骼肌消耗是稳定期老年慢阻肺患者最常见的肺外表现之一，已有研究表明老年慢阻肺患者更容易产生衰弱，这与患者其长期处于慢性炎症、运动减少、营养缺乏、低氧状态以及增龄等因素有关，早期发现老年慢阻肺患者的肌肉衰减并及时给予肺康复等干预措施，对减少患者急性加重，提高生活质量有重要的临床意义。本文就胸部肌群的影像学评估在老年慢阻肺合并肌肉减少症患者早期诊断的临床应用进行综述。

肌少症与老年慢阻肺

肌少症是一种与年龄相关，并以骨骼肌肌量减少、肌力下降和骨骼肌功能下降为主要特征的老年综合征[1]，低肌肉数量和质量的检测是诊断肌少症的一个重要指标[2]。随着医疗手段和生活水平的提高，人口老龄化程度也不断提高，老年人群的衰老过程中伴随着肌肉质量及相关功能的下降，导致活动能力减退，骨质疏松、跌倒、残疾等不良后果，对全身器官，尤其是心、肺功能形成重大的影响。

增龄也是COPD的独立易患因素，老年群体中患COPD的概率更高[3]。Benz等人最近的一项荟萃分析报告称，老年慢阻肺患者的肌少症患病率约21.6%，远高于非慢阻肺患者[4]，60岁以上的老年慢阻肺患者肌肉质量每年下降1%～2%。相比较年轻的慢阻肺患者，老年慢阻肺患者因增龄因素，出现躯体功能下降、肌肉逐渐萎缩，更容易表现为严重肺气肿或肺动脉高压、以及可致残的呼吸困难。与该疾病相关的慢性炎症随着病情加重，已不再局限于肺部，还可导致心血管疾病、精神疾病等，其中对骨骼肌产生的不良影响包括呼吸肌功能碍，四肢肌肉减少等相关肌少症症状已引起国内外学者的关注。

COPD和肌少症是老年人群体中高发的两种慢性疾病，皆与年龄增长有关。老年COPD合并肌少症，不仅会导致慢阻肺病人运动耐量和生活质量下降，还会加速慢阻肺病人肺功能恶化，是增加慢阻肺病死率的独立危险因素。因此，早期诊断和积极防治老年COPD患者合并的肌少症尤为重要。

老年COPD合并肌少症的机制

肌少症是老年COPD加重的危险因素，老年COPD又会导致肌少症的发生，两者相互影响，相互加重。

一、气道阻力(能耗、消耗增加)

长期且不可逆的气流受限为老年慢阻肺的特征性改变，其引起的气道阻力增加导致呼吸功耗增加、肌肉蛋白慢性消耗、质量下降，造成患者活动耐力及运动能力下降的恶性循环[5]。

二、长期(慢性)缺氧

老年慢阻肺病人由于进行性的气流受限，机体常处于慢性缺氧状态。低氧可导致多器官的不良后果，如骨骼肌损伤、心脑血管疾病等[3]。病人长期缺氧的状态，促使肌肉组织代谢失衡，加速肌肉分解及消耗；消化系统慢性缺氧导致消化吸收不良、蛋白质的合成代谢减少[6]；同时慢阻肺患者氧化应激增加，可直接作用并破坏许多生化大生分子，如蛋白质、脂质、核酸等，促使肌肉衰减。

三、炎症因子

慢性炎症是慢阻肺的特征性改变，由于长期活跃的促炎细胞因子[7]，特别是肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6水平的增加，促进了骨骼肌及其胸部肌群蛋白质的分解代谢，使慢性阻塞性肺病患者的肌肉损失增加，加重胸部肌群的衰弱。

四、胸壁几何形状改变

慢阻肺患者由于小气道病变、气道阻力异常增高，肺内含气容量明显增多，改变了胸壁几何形状，而各种制动、营养不良和吸烟等因素，激活细胞分解进程导致骨骼肌蛋白质损失，进一步损害了通气肌肉功能。慢阻肺患者在病情急性加重时，产生更多的乳酸和二氧化碳，呼吸代偿致使呼吸肌群运动加速，加重生理储备非常有限的呼吸肌衰竭[8]。

五、增龄

人体骨骼肌与骨量均随年龄的增长而不断减少,导致老年人肌肉减少、骨质疏松加重。加之老年人胃底松弛下降和胆囊收缩素增加引起的进食量减少、食物中蛋白质的摄入量不足、运动量减少，更容易患营养不良。有研究表明[9]，随着慢阻肺的加重，老年慢阻肺患者还可能表现出骨代谢动力学特征，表现为骨转换低，成骨功能障碍，肌纤维发生改变，肌肉间质胶原纤维增加，最终导致呼吸肌萎缩，变薄，呼吸运动减弱。

胸部肌群评估在老年慢阻肺合并肌少症患者早期诊断的临床应用

近年来，老年慢阻肺合并肌肉衰减的临床重要性已得到越来越多海内外学者的关注，评估肌肉衰减的研究也日益增多。通过影像学技术来评估胸部肌群，以早期发现老年慢阻肺患者合并肌肉衰减，已得到了国内外众多研究的证实。

一、常规评估方法

1 步速评估法：指以日常步速步行一定距离( 3～6m) 所需的时间，是肌肉功能评估最常用的方法，亚洲肌肉减少症工作组(AWGS)推荐肌肉功能不佳的标准是 6米步速<1.0 m/s[10]。

2 握力实验：指双手握持物品的重量，手握力<28 kg(男性)和<18 kg(女性)定义为低肌力。下肢肌力的测量可以用椅上坐-站测试评定股四头肌群的肌力，即在不使用手臂情况下，完成 5 次从坐到站所用的时间，时间大于12 秒，即可诊断为肌力下降[2]。

常规评估方法虽简单易行，但具有较强的主观因素，评估结果与患者的配合度有很大的关系，其诊断准确性不稳定，仅供筛查或临床参考。

二、影像学评估方法

1 膈肌超声：膈肌是一组重要的呼吸肌，负责60%～80%的呼吸工作负荷[11]，其主要决定通气功能状况。COPD患者常有因肺过度充气导致膈肌活动度降低的情况,且由于长期的气流阻力增大，肺充气过度，使得膈肌的肌小节结构损害、肌肉间质胶原纤维增加，最终导致膈肌形态和膈肌功能发生改变[12]。有学者研究表明，呼吸肌的力量与周围骨骼肌的力量和功能可靠相关，并且所有呼吸肌肉的面积与周围骨骼肌的质量显著相关[13]。

膈肌超声可以观察膈肌形态及运动情况，并通过测量膈肌厚度(TD)、膈肌增厚率(DTF)、膈肌活动度(DE)等评估膈肌功能，可以预估患者的周围骨骼肌，进而早期诊断老年慢阻肺的肌肉衰减。超声较方便且无辐射，但超声测量结果还受检查者主观性的影响，干扰测量数据的可重复性和可比性，且该检查尚未列为慢阻肺患者的常规检查，其诊断慢阻肺合并肌肉衰减目前没有统一的标准，还有待于进一步研究。

2 双能X光吸收法(DXA):双能X光吸收法(DXA)是利用两种能量等级的X射线，通过测定不同组织X线吸收衰减程度来量化全身身体成分的一种影像学技术。该技术主要通过区分骨骼质量、脂肪质量和无脂肪骨骼质量(如皮肤，肌腱及结缔组织)来评估骨骼肌质量。DXA能够确定区域和全身肌肉数量，提供肌肉长度的绝对值以及肌肉长度指数，如附属骨骼肌质量(ASMM)，用ASMM的绝对值：ASMM男性< 20公斤，ASMM女性< 15公斤为诊断为肌少症的一种方法[14]。

DXA具有安全、廉价、可重复的优点，并且提供低辐射暴露,还可通过测量骨密度来评估老年COPD患者的活动耐力。但DXA也有一些局限性，不能量化肌肉内和肌肉周围的脂肪组织，受检查环境和身体成分的影响较大，精确性和针对性较差，目前多用于临床和研究环境中的初级保健[15]。

3 磁共振成像(MRI)：MRI是一种根据解剖分子不同，对不同软组织成分(肌肉、脂肪及水)进行高分辨成像的一项技术，可详细评估肌肉解剖变化，包括肌肉萎缩，脂肪变性和水肿，被广泛认为是研究肌肉的最合适和最可靠的技术之一。随着 MRI 技术的进步，组织化学成分的评估也成为可能。MR光谱学(MRS)是一种代表性的 MR 技术，用于评估组织的化学成分[16]。基于 DIXON 的 MRI 是一种最新的MRI 技术，它通过使用化学位移来选择性重建仅脂肪信号和水信号的图像，从而挑战了 MRS，使用基于DIXON 的 MRI 进行的定量分析显示，MRS 具有极好的相关性，在检测肌肉脂肪含量方面优于视觉评估[17]。这些脂肪定量 MRI 技术可以根据老年慢阻肺的肌肉质量评估，应用于肌肉减少症的评估。此外，有研究表明，磁共振成像的功能参数可以描述肺通气时间及肺灌注[18]，并可以捕获膈肌运动及其胸部肌群受损情况。

尽管MRI有很多优点，但MRI的空间分辨率较低，并且由于缺乏氢离子，该技术在肺部表现不佳[18]。磁共振技术具有高成本、复杂性和有限性的特点使其在肌少症的应用中受限，也未被推荐作为老年慢阻肺的常规检查手段，使MRI在早期诊断老年慢阻肺患者的肌肉衰减中的研究中尚有不少挑战。

4 计算机断层扫描(CT)：CT是一种依据肌肉与其他组织CT值不同来测量肌肉质量的一项技术，可以将脂肪与其他软组织分开的精确成像研究，这使得其为评估脂肪和骨骼肌质量提供了可能。在CT评估骨骼肌质量的研究中，有研究人员将重点放在腹部的特定标志上，通过测量L3 水平的骨骼肌横截面，对该切面的竖脊肌、腹直肌、腰大肌等肌群进行研究[19]，Kazuya Tanimura等人对慢阻肺患者的竖脊肌作了CT定量评估，发现COPD 患者的竖脊肌横截面积明显低于吸烟控制人群，并且与疾病严重程度显著相关，比体重指数更准确地反映 COPD 患者的骨骼肌质量[20]。并将第三腰椎肌肉的单个横截面积(L3MA)作为评估全身骨骼肌质量的金标准[21]。但L3 水平的腹部CT在临床上不作为慢阻肺患者的常规检查，对于老年慢阻肺患者来说，是一项额外的辐射暴露，还会增加费用负担，临床应用受到限制。

近年来，在CT评估骨骼肌质量的研究中，越来越多的研究将老年慢阻肺患者的肌肉衰减评估集中在胸部肌群上。研究胸部CT上的胸大肌区域，通过轴向计算机断层扫描(CT)成像计算单个胸部肌群的横截面积(CSA)和密度，来判断老年慢阻肺患者的肌肉衰减和程度。有研究表明CT测量主动脉弓横截面上的胸大肌区域与全身骨骼肌质量呈正相关，且胸部CT上的胸大肌区域能可靠地预测全身骨骼肌质量[22]。McDonald等人的研究报告表明：胸部CT图像上胸大肌的横截面积与COPD相关的特征有关，包括肺功能测定，呼吸困难和6分钟步行距离等[23]；CT测得的胸大肌面积(PMA)是COPD相关结果的重要预测因子，较小的PMA是严重气流受限、生活质量较低和运动能力下降的相关病因，同时，评估胸大肌的密度(PMD)也有重要意义，较低的肌肉密度反映了富含脂肪的骨骼肌，而PMD过低时，反应患者胸大肌肉变薄，肌纤维发生改变。PMA和PMD较低的患者年龄更大，表现出肺功能下降和更严重的肺气肿[24]。

同时，胸部CT还可直观呈现肺组织、支气管及肺血管的影像形态结构及变化特点，李艳等人通过研究COPD的两种表型:支气管炎型和肺气肿型，发现随着COPD的GOLD分级升高，COPD 患者肺功能参数、平均肺密度逐渐下降，相反，% LAA-950(-950 HU 低密度衰减区占两肺体积百分比)则随 GOLD 分级增高逐渐上升[25]。So Hyeon Bak等人研究表明PMA下降10 cm2, 是患者死亡的有力预测指标；而PMD增加10HU，可使肺气肿指数(低于-950HU的肺体积分数%，EI)减少2.58%。表明了慢阻肺患者病情逐渐加重，其胸大肌密度及面积则逐渐下降，而其患者的骨骼肌质量与数量也逐渐降低，肌肉消瘦是这些患者低运动能力的重要原因之一。

胸部CT检查是老年COPD患者常规检查手段之一，且胸大肌由于其解剖学特征，具有易于标定和量化的优点，在评估老年慢阻肺患者的肌肉衰减方面展现出越来越大的优势。

综上所述，肌少症是老年慢阻肺患者最常见的肺外并发症之一，骨骼肌的衰减，导致患者活动耐力下降，与患者的衰弱及预后不良严重相关。胸部CT是老年慢阻肺的常规检查手段，通过胸部CT扫描的单个轴向切片确定的胸部肌群面积及密度，成为老年慢阻肺人群中评估骨骼肌质量的主要指标[15]，可早期发现老年慢阻肺患者的肌肉衰减，识别可能需要营养或康复干预措施的患者，及时给予综合肺康复等干预措施，对减少老年慢阻肺患者急性加重，提高生活质量有重要的临床意义。