床旁肌肉超声评估老年患者衰弱的研究进展
2025-10-07 来源:临床麻醉学杂志

作者:陈添雅,刘玥,南京医科大学鼓楼临床医学院;宋芬,南京大学医学院附属鼓楼医院麻醉科

 

术后并发症发生率和死亡率随患者年龄的增大而升高,对老年患者进行充分的术前评估,对识别高危人群、减少围术期不良事件及改善预后具有重要意义。衰弱是一种多系统功能受损累积、生理储备减少导致抗应激能力下降的非特异性状态,主要特征为肌力、活动耐力和生理功能衰退,可导致个体对跌倒、残疾及死亡等不良事件的易感性增加。

 

全球老年患者衰弱前期患病率高达36.4%,衰弱患病率为26.8%。衰弱是术后并发症的独立风险因素,发生术后并发症的患者衰弱比例显著升高,且衰弱可导致择期门诊手术计划外再入院率增加1 倍。衰弱可以综合多器官系统反映生理储备的减少,将衰弱纳入术前评估有利于实施老年患者围术期风险评估并采取针对性干预措施。肌肉骨骼系统衰退是衰弱的重要组成部分,衰弱患者的肌肉重量和肌肉质量显著低于无衰弱患者,且肌肉重量的减少随老年患者衰弱程度的增大而增加。

 

床旁肌肉超声作为一种无创的影像学检查方式,在手术室内可以供麻醉科医师使用,获得客观量化的肌肉指标。本文对围术期床旁肌肉超声评估老年患者衰弱的研究进展进行综述,介绍床旁肌肉超声的检查参数,及其用于衰弱评估的参数选择及肌肉选择,以期为麻醉科医师围术期评估衰弱提供参考。

 

1.衰弱的评估方法

 

衰弱表型模型:Fried 等提出目前应用最为广泛的衰弱评估方法,即衰弱表型模型。该模型包括低体力活动、自我感觉疲惫、无意识体重下降、握力下降和步速缓慢5 项内容,主要从生理层面评估衰弱,是常用于社区老年人群的衰弱筛查工具。但其自我感觉疲惫的评估需要患者提供病史,对认知障碍意识障碍的患者有局限性;握力下降和步速缓慢的评估,对残疾或外伤患者不适用。此外,认知、心理和社会等方面也是衰弱的重要维度,衰弱表型模型因未将其纳入评估范围而较片面。

 

缺陷累积模型:Rockwood 等建立了缺陷累积模型,同时提出衰弱指数(frailty index, FI),并从症状、体征、患病、残疾及实验室检查等多个维度纳入了92 项评估指标。该方法需要专业人员实施,较全面但耗时长、实用性较差,在临床中较难操作。

 

其他辅助评价指标:较为客观的衰弱评估指标如握力、步行速度和起立-行走试验则需要患者配合,可行性较差。欧洲老年人肌少症工作组(European working group on sarcopenia in older people,EWGSOP) 共识推荐评估肌肉重量的金标准为CT 和MRI,但存在缺乏截点、无法动态监测肌肉病变、无法在床边快速检查和检查费用高等缺点。双能X 线片吸收测定法(dualenergy X-ray absorptiometry, DXA)作为CT 和MRI 的首选替代方法,在临床中被广泛使用,但DXA 具有辐射性且因无法区分骨骼肌内的脂肪、结缔组织和细胞外水而易产生误差。

 

2.床旁肌肉超声及其检查参数

 

床旁肌肉超声:在Fried 提出的衰弱表型模型中,肌肉力量、质量和功能的下降是衰弱的核心部分,良好的肌肉重量是衰弱的保护性因素。近年来,床旁肌肉超声作为肌肉影像学检查工具吸引了广泛关注。Prado 等研究表明,床旁超声测量股四头肌在观察者内部和观察者间都具有良好的可靠性。Nijholt 等研究表明,无论是使用超声线阵探头还是凸阵探头测量股直肌都具有良好的重测效度和信度。床旁肌肉超声作为临床易于获得的工具可清晰显示肌肉形态、结构、大小和回声强度以提供肌肉的客观影像学资料,且具有无需患者配合、易操作、无辐射、检查费用较低等优点,是麻醉科医师术前快速识别衰弱的潜在工具。

 

肌肉厚度:肌肉厚度(muscle thickness, MT)指深浅两层肌筋膜间的距离,是静态肌肉结构参数,可以用来估计肌肉重量、预测肌肉横截面积和肌肉体积。MT 受到性别、年龄、BMI 等多种因素的影响,在对MT 进行研究时,需要注意相关影响因素以提高准确性。床旁超声测得的四肢和躯干肌肉的MT 与MRI 测得的肌肉大小、DXA 测得的肌肉重量均有良好相关性。Abe 等研究了一种用MT 准确评估老年志愿者四肢瘦肌肉重量的模型。此外,MT 也能反映肌肉功能,不论四肢还是躯干肌肉的MT 均与肌肉力量显著相关。

 

Madden 等纳入了150 例老年患者的研究结果表明,MT 与基于衰弱表型模型建立的心血管健康研究(cardiovascular health study, CHS)指数仅有弱相关性,与Rockwood 临床衰弱量表(Rockwoodclinical frailty scale, RCFS)无相关性。Shah 等研究表明,在老年患者中,与FRAIL 量表诊断的衰弱比较,股四头肌MT 和肱二头肌MT 结合时敏感性为0.67,特异性为0.80,AUC 为0.75,股四头肌MT和肱二头肌MT 均不可单独作为衰弱的独立预测指标。

 

Bencivenga 等研究表明,老年患者的股直肌MT 和股中间肌MT 与FI 显著相关。Lv 等研究表明,Fried 衰弱表型模型与老年患者下肢肌肉的MT 呈负相关,但在衰弱前期并未发现MT 改变。这些研究结果之间的差异可能是由于衰弱为多系统综合征,目前缺乏诊断金标准,不同的衰弱评估量表从不同维度评估衰弱。

 

横截面积:肌肉横截面积(cross-sectional area,CSA)指肌肉垂直切面总面积,可分为肌纤维垂直切面的生理横截面积(physiologic cross-sectionalarea, PCSA)和肌肉纵轴垂直切面的解剖横截面积(anatomical cross-sectional area, ACSA)。PCSA 有多种计算方式,可由肌肉体积、肌纤维长度(fasciclelength, FL)和羽状角(pennation angle, PA)进行估算。超声测得的CSA 与金标准MRI 测得的CSA 显著相关,且具有良好的评分者内信度。Franchi等观察到阻力训练后超声测量的MT 变化与MRI 测量的ACSA 相关,这说明CSA 可以反映肌肉大小的改变。CSA 还与肌肉功能有关, Coratella等研究表明,股四头肌ACSA 和腓肠肌ACSA 是机体无氧最大功率的预测因子。

 

一项前瞻性队列研究表明,入院前和住院期间衰弱的老年患者超声股直肌CSA 都较无衰弱者低。Canales 等观察到超声测得的股直肌CSA 在术前识别衰弱患者(AUC 为0.70)的价值小于CT测得的腰大肌CSA(AUC 为0.88),并且CT 测得的腰大肌CSA 与术后谵妄以及患者预后相关,而超声测得的股直肌CSA 并无此相关性。但Mueller等采用超声测量外科重症监护室患者股直肌CSA 的研究结果表明,股直肌CSA 与FI 显著相关,且股直肌CSA 诊断的衰弱可以预测危重患者的不良预后。这提示超声测量的股直肌CSA 有助于外科重症监护室患者的危险分层。

 

回声强度:回声强度(echo intensity, EI)指超声声像图的亮度。与肌肉大小比较,EI 可能更能反映肌肉功能与结构。肌肉质量定义为肌肉功能性能力,包括肌肉力量、收缩能力和新陈代谢等功能。肌肉质量与肌肉组成成分密切相关,可通过单位肌肉体积或重量的肌肉力量计算。随着年龄增长,肌肉组成成分的变化如脂肪浸润、结缔组织增多、细胞外水分的增加等均表明肌肉质量的下降。EI 与肌肉非收缩成分中的脂肪浸润和纤维化存在正相关。EI 与使用等速向心肌力测试测得的肌肉力量有中等负相关,且是肌肉力量的预测因子。

 

Mirón Mombiela 等研究首次将EI 用于评估衰弱患者的骨骼肌,结果表明老年患者股直肌的EI与Fried 表型模型诊断的衰弱相关,并且EI 的增大与更严重的衰弱阶段相关。而后该作者检验了EI作为老年患者衰弱诊断工具的效度和信度,结果表明,与使用Fried 表型模型诊断的衰弱比较,EI 对衰弱诊断的准确度为0.69(95%CI 0.59~0.78,P =0.001),且评分者内信度(ICC=0.98,95%CI 0.98~0.99,P<0.001)和评分者间信度(ICC=0.89, 95%CI 0.75~0.95,P<0.001)均较高。

 

Lv 等观察到,衰弱早期的老年患者EI 已早于MT 出现变化,EI 可能比MT 更有利于衰弱的早期发现。此外,一项招募衰弱前期患者的随机对照研究结果表明,进行为期12 周的多成分训练后老年衰弱前期患者的股直肌EI 降低、肌力功能参数增加,而未观察到MT、CSA 和PA 的统计学差异,因此,EI 可能是评估衰弱干预治疗效果的潜在超声指标。

 

Osawa 等对108 例年龄88~92 岁的日本高龄老年患者的研究表明,股直肌EI 与起立-行走试验结果相关,并且股直肌EI 是其预测因子。Rech等研究表明,股四头肌EI 与步行速度相关。然而Yoshiko 等研究表明,老年人的四肢肌肉EI 与步行速度和握力不相关,只有多裂肌EI 相关。因此,EI 是潜在的衰弱影像学生物标志物,提供了用超声诊断衰弱并评估衰弱的阶段的可能性,但可能由于皮下脂肪厚度对EI 与肌肉功能的相关性的影响,EI 与衰弱客观评估指标的相关性仍具有争议。

 

羽状角:PA 是指羽状肌的肌纤维与深层肌筋膜之间的夹角。PA 和肌纤维长度(fasciclelength, FL)均为动态肌肉结构参数,肌肉收缩时PA的变化和FL 的变化之间存在显著的相互作用。PA的变化对其他肌肉超声参数的变化也有一定作用,例如生长发育过程中,股直肌MT 的增长取决于PA和FL 的增长。Mersmann 等研究表明PA 增加导致肌肉PCSA 增加。

 

Narici 等研究观察到老年患者的PA 小于年轻患者,而Zhu 等研究未观察到与年龄相关的PA 变化。年龄与PA 是否相关,还有待进一步研究。PA 对肌肉力量的产生有影响,且PA 越大对肌肉力量的影响越大。Lieber提出质疑,认为虽然PA 在力的产生过程中发生变化,但其并没有功能上的任何意义。

 

PA 与简易躯体功能评分(short physical performance battery, SPPB)、步行速度等肌肉功能的评估结果存在显著相关。一项对机械通气患者进行的观察性研究结果表明,衰弱患者入住重症监护室第1 天的PA 较低,且60 d 死亡率较高,然而并未观察到PA 与60 d 死亡率的相关性。目前PA 对衰弱的诊断准确性研究报道也较少。一项横断面研究表明,股四头肌PA 是衰弱的独立预测因素(OR=0.83,95%CI 0.70 ~ 0.97,P = 0.019),PA 预测以Frail 问卷为标准的衰弱的AUC 为0.692(P<0.001)。

 

肌纤维长度:FL 指肌束两端分别与深浅两层肌筋膜交点连线的长度。FL 和PA 随关节角度变化、肌肉收缩而改变,因此,在测量FL 和PA时,被测量者应保持固定姿势。测量FL 时肌纤维常延伸至获取的超声图像之外,使得FL 的测量较为困难。通过全景成像技术可以解决这一问题,但全景成像技术对检查者技术要求较高;也可通过测量肌肉厚度和羽状角计算得出FL。

 

FL 是动态肌肉结构参数。等长训练对衡量肌肉力量的指标最大自主收缩(maximum voluntarycontraction, MVC)的改变受FL 影响。Trezise等研究表明,等长伸膝MVC 与股外侧肌近端FL、股直肌FL 均存在正相关性,向心伸膝MVC 与股外侧肌近端FL、股中间肌FL 之间也存在正相关性,但伸膝MVC 的最佳预测模型不包含FL。FL 主要与肌肉运动功能相关,肌肉运动功能衰退是衰弱的主要症状之一。Yurumez 等研究表明,衰弱前期和衰弱患者的股四头肌FL 显著低于无衰弱患者(P =0.043)。

 

3.床旁肌肉超声评估衰弱的参数选择

 

上述5 个参数均为床边肌肉超声常用参数,应根据需要选择适合的参数对肌肉进行评估。MT 是公认的肌肉大小评估指标,且实际测量操作最为简易且效度和信度较高。PCSA 与ACSA 在非羽状肌中等价;而在羽状肌中,肌肉力量与PCSA 的相关性更高,故在研究肌肉力量时不建议只测量ACSA。

 

FL 和PA 作为动态肌肉结构参数,除与肌肉结构相关外,可以更能反映肌肉力量及肌肉功能,但FL 和PA 受多种因素影响,测量较困难。此外,EI 也是评估肌肉力量和肌肉功能的可用参数,但由于人眼测量EI 受主观影响、客观量化EI 需要灰度分析软件和EI 受超声机系统设置影响,故比较不同超声机测量的EI 可能较为困难。在衰弱患者中纳入多项床旁肌肉超声参数进行比较的研究目前仍较缺乏。

 

Yurumez 等测量了301 例老年患者的股四头肌MT、CSA、FL、PA,结果表明只有较低的PA 是衰弱的独立预测因素,可能PA 较其余3 个参数对衰弱更有预测价值,但该研究并未纳入EI。目前尚无研究比较上述参数对衰弱的诊断和预后评估价值。由于衰弱涉及多系统衰退,也许多种参数组合从不同维度评估骨骼肌会比单一参数对衰弱的研究更加有意义。

 

4.床旁肌肉超声评估衰弱的的肌肉选择

 

肌肉超声是局部肌肉的评价工具,通过超声评估局部肌肉对衰弱有诊断价值,但关于衰弱患者肌肉病变的明显部位及评估、诊断衰弱的最佳肌肉部位,目前没有统一意见。由于年龄增长和缺乏体力活动,下肢的肌肉衰退速度比上肢更快,但老年人的上肢肌肉质量可能会因为代偿而增加。Lv等研究表明,老年衰弱患者下肢肌肉MT 和肌肉质量较无衰弱者明显下降,而上肢肌肉并未观察到这种变化。

 

Xin 等观察了160 例老年胃肠道恶性肿瘤患者,结果表明超声测量的下肢而非上肢肌肉MT 和EI 可以区分衰弱程度。因此,下肢肌肉可能比上肢肌肉对衰弱更有研究价值。衰老对腹部肌肉的影响比四肢肌肉更早发生,若选用腹部肌肉作为检测部位,应注意鉴别肌肉变化是衰老的正常生理现象还是存在病理性衰弱改变。Kim 等分析了148 例计划接受全膝关节置换术老年患者的数据,结果表明,肱二头肌MT 而非腹直肌MT 可以预测衰弱,但全膝关节置换术患者因膝关节功能障碍影响,四肢肌肉与腹部肌肉衰弱病变不同步,还需要进一步研究比较四肢肌肉和腹部肌肉对衰弱的评估价值。

 

5.床旁肌肉超声评估衰弱面临的挑战

 

目前仍未有床边肌肉超声用于衰弱的标准化评估方案。超声探头的类型、超声机参数的设置、探头放置的角度与位置以及被检者的姿势等因素均会造成不同研究间的差异,对衰弱患者的最佳超声参数和肌肉尚未明确,仍需进行更多深入研究以提供证据建立标准化评估方案并促成全球共识。床旁肌肉超声评估衰弱的研究大多使用基于Fried 衰弱表型模型的各种衰弱评估方法,还需要补充与使用Rockwood 缺陷累积模型评估的衰弱相关的研究。此外,超声运用于肥胖和皮下水肿的患者时难以获得高质量的图像,导致其使用具有局限性。

 

6.小结

 

麻醉科医师识别衰弱的老年患者有助于该类患者的围术期管理优化。床旁肌肉超声对早期诊断衰弱、评估衰弱阶段及预测患者预后均有一定价值,为客观量化评估衰弱提供可能性,对难以使用现有衰弱评估方法的认知障碍和行动障碍的患者具有重要意义。但还需要进行大量的深入研究并提出标准化评估方案,为床边肌肉超声评估衰弱的临床应用奠定理论基础。

 

来源:陈添雅,宋芬,刘玥.床旁肌肉超声评估老年患者衰弱的研究进展[J].临床麻醉学杂志,2024,40(10):1089-1094.


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