基于床旁股直肌超声的肝硬化患者肌少症诊断与死亡率预测研究

本前瞻性研究探讨了床旁股直肌（RFM）超声在肝硬化（LC）患者肌少症（sarcopenia）诊断中的应用价值。研究发现，RFM厚度（MTRFM）和横截面积（CSARFM）与Child-Pugh（CP）分期显著负相关，且对生物电阻抗分析（BIA）衍生的低肌肉质量（ASMI）和低相位角（PhA≤4.9°）具有良好预测能力（AUROC 0.727–0.770）。结合椅子起立测试（CRT>15秒）与低RFM质量（MTRFM/身高2<2.2 mm/m2或CSARFM/身高2<51 mm2/m2）定义的肌少症患者6个月死亡风险显著增高（HR 7.188）。研究表明，RFM超声是一种可行的床旁工具，可有效识别肝硬化肌少症高危患者并预测其预后。

　　

引言

肌少症已成为慢性肝病患者发病和死亡的独立危险因素，其定义不仅包括低肌肉质量，还涉及肌肉功能丧失，特别是低肌肉强度。在欧洲老年人肌少症工作组（EWGSOP）2019年更新的共识中，肌少症诊断算法包括阳性筛查后评估肌肉强度，并通过生物电阻抗分析（BIA）或成像技术（如MRI或CT）测量肌肉数量或质量来确认。在肝硬化（LC）患者中，使用腹部CT或MRI图像在第三腰椎水平评估肌肉质量已被广泛接受。低骨骼肌质量指数（SMI）与较高死亡率相关，并且是晚期慢性肝病患者首次或进一步失代偿和慢加急性肝衰竭（ACLF）的独立预测因子。因此，当前指南建议对LC患者进行肌少症评估，以便早期识别高风险患者。

超声作为一种可靠、经济且便携的床旁评估肌肉质量的方法，日益受到关注。研究表明，超声与MRI、CT和DXA为基础的肌肉测量密切相关。在ICU患者中，通过超声评估的股直肌（RFM）横截面积（CSA）与BIA衍生的相位角（PhA）或骨骼肌质量（SMM）相比，是28天死亡率的唯一独立预测因子。最近一项在LC患者中使用RFM超声的研究发现，RFM质量减少是1年内急性失代偿的独立预测因子。然而，在大多数使用CT、MRI或超声成像的研究中，仅评估了低肌肉质量，而未评估肌肉强度和功能，这对肌少症诊断至关重要。

鉴于肌少症评估在预测晚期肝病患者结局中的重要性，需要一种快速可靠的评估工具，便于在床旁实施。因此，本研究调查了床旁超声评估低肌肉质量作为肌少症诊断组成部分在住院晚期肝病患者中的可行性，并系统评估了肌肉强度和身体性能以评价肌少症诊断的第二个组成部分。

方法

研究人群

在2022年5月至2024年2月期间，所有入住维尔茨堡大学医院肝病科病房的LC患者均被筛选参与研究。LC通过影像学（腹部CT扫描或肝脏MRI）和/或瞬时弹性成像（FibroScan）诊断。不论病因如何，LC患者在住院48小时内获得知情同意后纳入研究。排除标准包括急性肝衰竭、肝细胞癌、妊娠、存在起搏器、无法站在BIA设备上以及无法提供知情同意。四名近期接受TIPS植入的患者被纳入，所有患者在研究期间尽管接受了该手术，仍显示持续的失代偿表现（腹水和肝性脑病）。六名患者在研究纳入后的随访期间接受了TIPS植入，用于出血和/或腹水的二级预防。研究方案经维尔茨堡大学人类研究伦理委员会批准（AZ 11/22），注册号（DRKS00035613），并按照赫尔辛基宣言的指南进行。随访数据在患者入组6个月后收集，通过在我机构进行临床随访访问或通过电话与患者或其初级保健医生访谈（如果患者已死亡）获得。

营养状况和肌少症

在研究纳入时，收集人体测量数据，包括体重、身高以及腰围、臀围、臂围、大腿围和小腿围。使用主观全面评估（SGA）评估营养状况。用液压手部测力计（Baseline LiTE）测量优势手的手握力（HGS），患者取坐位。使用短期身体性能电池（SPPB）评估身体性能，包括平衡测试、4米步行测试和椅子起立测试（CRT）。此外，还进行了定时起立行走（TUG）测试。根据EWGSOP2，应用肌肉强度和性能测试的截断值如下：HGS<16 kg（女性）/ <27 kg（男性），CRT>15秒（五次起立），SPPB评分≤8（如肝硬化患者所报告）。基于先前LC患者的数据，TUG测试≥14秒被分类为延长。

生物电阻抗分析

使用相敏八电极设备（seca mBCA 515；seca，汉堡，德国）按照标准协议进行单频率（50 kHz）生物电阻抗分析（BIA）。通过计算一天内对健康受试者进行的15次BIA测量的变异系数来评估电阻和电抗的精确度。电阻的变异系数为0.54%，电抗的变异系数为0.58%。在有腹水的患者中，BIA在穿刺放液后12小时内进行。选择PhA截断值（≤4.9°）如LC患者所公布。附肢骨骼肌指数（ASMI）、骨骼肌质量（SMM）、细胞外水（ECW）和总体水（TBW）由制造商的基于健康对照的算法提供。SMM和内脏 adipose 组织（VAT）针对全身MRI进行了验证。计算ASMI，并根据GLIM标准使用截断值（男性<7，女性<5.7）。基于SMM/m²计算骨骼肌质量指数（SMI），并应用性别特异性截断值。

标准化超声检查

由两名训练有素的医生使用线性探头（12–4 MHz；Philips Sparq；Philips Healthcare，德国）进行B模式超声测量。患者取仰卧位，双腿伸直，脚趾朝上。测量在髌骨上极与髂前上棘之间距离的四分之一处（优势腿）进行。探头垂直于RFM纵轴放置，对大腿软组织施加最小压力。测量肌肉厚度（MT_RFM）和横截面积（CSA_RFM）三次，计算平均值用于进一步分析。MT_RFM和CSA_RFM的代表性超声图像见支持信息S1：图S1。在17名患者的子队列中评估了MT_RFM测量的观察者间一致性，显示出极好的组内相关系数（ICC）为0.983（CI 0.953–0.994）。通过使用ImageJ软件（版本1.54d，美国国立卫生研究院，贝塞斯达，马里兰州）对图像进行灰度直方图分析来确定肌肉回声性。基于对单一患者RFM回声性的15次测量，回声性的变异系数为3.9%，反映了高度一致性。回声性水平表示为灰度值（0–255，无单位值）。

统计分析

样本量计算基于通过RFM超声或BIA的ASMI诊断低肌肉质量的敏感性比较，敏感性差异为50%（H0假设）和75%（H1假设）。统计功效水平设定为90%，显著性水平（α）为5%，所需样本量为84名受试者。样本量计算基于使用PASS 2020的双侧二项检验。使用SPSS Statistics版本27（IBM SPSS；芝加哥，伊利诺伊州，美国）和STATA版本19（Stata Corp Lp.，德克萨斯州，美国）进行统计分析。使用描述性统计来表征患者队列。使用Kolmogorov–Smirnov检验评估正态分布。根据数据分布，使用Mann–Whitney U检验或t检验进行单变量分析。生成受试者工作特征（ROC）曲线，以分析超声测量对ASMI<7/5.7 kg/m²、PhA≤4.9°的区分能力，并评估CRT和超声测量对6个月死亡率的预测价值。使用Youden指数确定MT/身高²和CSA/身高²预测6个月死亡率的最佳截断值。使用Kaplan–Meier曲线进行6个月生存分析，并使用对数秩检验比较曲线差异。风险时间定义为从研究纳入到死亡（包括肝相关死亡和非肝相关死亡）、肝移植或随访结束（180天）的时间。使用Cox回归分析进行单变量和多变量风险因素分析。根据低肌肉强度（定义为CRT>15秒）和低肌肉质量（定义为CSA_RFM/身高²<51 mm²/mm²或MT_RFM/身高²<2.2 mm/m²）的组合将患者分类为“肌少症”。p值<0.05被认为具有统计显著性。使用Fine和Gray方法进行竞争风险分析，以预测肝相关死亡，非肝相关死亡或肝移植被视为竞争风险，在肌少症和非肌少症患者中进行。结果通过累积发生率函数可视化。

主要终点是评估RFM超声在晚期肝病患者中诊断低肌肉质量的可行性，使用BIA衍生的ASMI作为参考。次要终点包括分析RFM肌肉参数在预测6个月死亡率和识别基于低肌肉质量和低肌肉强度的“肌少症”患者中的作用。

结果

队列人口统计学

在研究期间，共筛选了124名连续患者是否符合资格。37名患者因无肝硬化、HCC或急性肝衰竭（ALF）而不符合纳入标准。87名患者被纳入，其中3名因缺少RFM超声而被排除分析（见图1 CONSORT流程图）。最终，分析了84名患者（中位年龄60岁；IQR [52; 66]；40%女性），中位MELD评分为16 [IQR 10; 20]。其中，26.2%有代偿性LC（Child–Pugh [CP] A），而大多数有失代偿性LC（50.0% CP B；23.8% CP C）。LC的病因主要是酒精相关性肝病（包括两例MetALD）（48.8%）、MASLD（15.5%）、胆汁淤积性肝病（13.1%）、病毒性肝炎（7.1%）和其他原因占15.5%。详细的队列特征包括临床和实验室参数见表1。

较低的RFM肌肉厚度和横截面积

CP B（中位数7.2 mm [IQR 5.8; 8.4]）和CP C（6.4 mm [6.0; 8.3]）患者的MT_RFM显著（各p<0.01）低于CP A患者（8.3 mm [7.1; 11.1]；支持信息S1：图S2A）。当对身高标准化MT_RFM时，观察到相同的模式，MT_RFM/身高²在疾病更严重的患者中显著较低（CP C与CP A（2.2 mm/m² [1.8; 2.7]）对比3.0 mm/m² [2.5; 3.9]；p<0.001）以及CP B与CP A（2.5 mm/m² [1.9; 2.9]对比3.0 mm/m² [2.5; 3.9]；p<0.01）（图2A）。类似地，横截面积CSA_RFM在CP C与CP A中显著较低（137.3 mm² [106.6; 161.7]对比204.9 mm² [162.4; 287.8]；p<0.001）以及在CP B与CP A中（163.3 mm² [121.4; 207.9]对比204.9 mm² [163.0; 264.6]；p<0.05），如支持信息S1：图S2A所示。同样，对身高标准化的CSA（图2A）在CP C中最低，与CP A和CP B相比（CP C：47.6 mm²/m² [34.2:51.3]对比CP A：71.4 mm²/m² [56.4; 101.9]；p<0.001；CP C对比CP B：55.0 mm²/m² [39.2; 69.4]；p<0.05）。此外，CSA_RFM/身高²在CP B中显著低于CP A（55.0 mm²/m² [39.2; 69.4]对比71.4 mm²/m² [56.4; 101.9]；p<0.01）。对体表面积（BSA）标准化MT和CSA产生类似结果（支持信息S1：图S2B）。MT_RFM/身高²和CSA_RFM/身高²在低ASMI或低PhA（≤4.9°）的LC患者中显著（p<0.01）较低（图2B,C）。

相同的AUROC值将MT_RFM/身高²（0.730，CI 95% 0.577–0.883）和CSA_RFM/身高²（0.730，CI 95% 0.585–0.875）视为低BIA衍生ASMI的公平预测因子，这是我们研究的主要终点（图3A）。此外，MT_RFM/身高²（0.727；CI 95% 0.599–0.856）以及CSA_RFM/身高²（0.770；CI 95% 0.649–0.892）的AUROC值在预测低PhA方面表现同样良好（图3B）。

RFM超声在失代偿性肝硬化中检测低肌肉质量优于BIA衍生的ASMI

与超声发现良好一致，BIA的原始数据包括PhA（图4A）以及电抗和电阻（支持信息S1：图S3）随着疾病进展显著下降。然而，与此形成鲜明对比的是，通过BIA测量的回归方程推导出的ASMI、SMI和SMM未能检测到这种分期依赖性下降，甚至在CP C患者中显示出更高值的趋势（图4B,C和S4）。BIA衍生的细胞外水或总体水估计值在失代偿性LC患者中显示较高值（支持信息S1：图S4）。

受损的肌肉质量和数量与肌肉强度和性能下降相关

在我们的患者队列中，53/84（63.1%）有亚正常CRT，24/84（28.6%）有低HGS，17/84（20.2%）有延长的TUG测试时间。在CRT时间延长的患者中，MT_RFM/身高²显著低于CRT时间正常的患者（2.3 [1.9; 2.9]对比2.7 [2.3; 3.8] mm/m²；p<0.05）。类似地，CSA_RFM/身高²在TUG延长的患者中显著（p<0.05）较低（图5A,B）。对体表面积标准化显示类似结果（支持信息S1：图S5）。低HGS与低MT_RFM/身高²或低CSA_RFM/身高²无关联（支持信息S1：图S5）。

关于肌肉质量，TUG时间延长的患者与TUG时间正常的患者相比，RFM的回声性更高（66.9 [56.9; 80.3]对比57.0 [49.2; 65.5]灰度值；p<0.05）（图5C）。此外，RFM回声性在衰弱患者（SPPB≤8）中显著高于非衰弱患者（SPPB>8；图5C）。

肌少症，低肌肉质量和强度的组合，预测死亡率

6个月后，3/84（3.6%）患者接受了肝移植，13/84（15.5%）患者死亡。死亡率中61.5%（8/13）为肝相关，38.5%（5/13）为非肝相关，后者主要由于心血管事件。

预测6个月复合结局死亡或移植，ROC分析显示CSA_RFM/身高²的AUC为0.721（CI 95% 0.590–0.851），MT_RFM/身高²的AUC为0.732（CI 0.589–0.874）（支持信息S1：图S6A）。Youden指数指示MT_RFM/身高²的截断值为<2.2 mm/mm²，CSA_RFM/身高²的截断值为<51 mm²/mm²。Kaplan–Meier分析显示，低肌肉质量（MT_RFM/身高²<2.2 mm/m²（HR：4.673 [CI 95% 1.621–13.472]）和CSA_RFM/身高²<51 mm²/m²（HR：4.150 [CI 95% 1.336–12.884]）的患者生存期显著缩短（支持信息S1：图S7）。在排除六名在随访期间接受TIPS植入的患者的敏感性分析中，CSA_RFM/身高²的AUC 0.724（CI 95% 0.593–0.856）和MT_RFM/身高²的AUC 0.738（CI 0.596–0.879）保持不变。

由于肌少症诊断不仅需要低肌肉质量，还需要低肌肉强度，因此分析了CRT和HGS对6个月死亡率的预测。CRT时间对6个月死亡率的预测显示出统计学显著的AUC为0.852（CI 95% 0.749–0.954）（支持信息S1：图S6B），而HGS的AUC不显著（未显示数据）。通过延长CRT时间和低MT_RFM/身高²（HR 7.188；CI 95% 2.249–22.978）或低CSA_RFM/身高²（HR 5.672；CI 95% 1.774–18.123）组合分类为肌少症的患者，与非肌少症患者相比，死亡风险显著更高（图6）。当MT_RFM或CSA_RFM对体表面积标准化时，获得更高的HR（表2和支持信息S1：图S8）。

在6个月死亡率的单变量风险因素分析中（表2），所有RFM超声测量和基于CRT + RFM超声的肌少症分类被确定为风险因素，以及MELD、INR、胆红素、肌酐和PhA。此外，在多变量分析中，基于CRT + MT_RFM/身高²的肌少症被发现是死亡率的独立预测因子，以及MELD评分（CRT + MT_RFM/身高²的HR为4.348 [CI 95% 1.268–14.903]；表2）。

考虑非肝相关死亡（n=5）或肝移植（n=3）作为竞争事件的肝相关死亡竞争风险分析显示，通过CRT + MT/身高²或CRT + CSA/身高²定义的肌少症患者肝相关死亡风险增加（支持信息S1：图S9和S10）。

讨论

本前瞻性研究证明了使用RFM超声评估主要失代偿性LC患者低肌肉质量的可行性，并强调了床旁超声衍生的肌肉质量测量在预测6个月死亡率方面的预后价值。当肌少症由低RFM肌肉质量和低肌肉强度组合定义时，6个月死亡风险显著更高。

我们的研究表明，通过RFM超声评估肌肉质量是可行的，并且MT_RFM和CSA_RFM在LC患者中依分期显著较低，即使对身高²或BSA标准化后也是如此。此外，超声低RFM质量与低BIA衍生PhA或ASMI显著相关。MT_RFM/身高²和CSA_RFM/身高²对低PhA和低ASMI表现出良好的预测价值，AUROC范围在0.730至0.770之间。在LC患者（60% CP A）中，Tandon等人表明，通过超声测量的全大腿肌肉厚度和体重指数（BMI）的组合几乎与CT或MRI为基础的SMI一样有效地识别男性和女性患者的肌少症，AUROC值（女性：0.78；男性：0.89）与我们的研究相当。值得注意的是，我们研究中专注于测量RFM质量的方法具有优势，即使在失代偿性肝硬化和严重血容量过多的患者中也能获得测量值，这些患者评估整个大腿肌肉将更具挑战性。

我们的分析证实了BIA衍生ASMI和SMI在评估LC患者肌肉质量方面的局限性。虽然PhA在CP B或C患者中显著降低，但ASMI和SMI没有，并且在CP C分期中显示出高变异性。BIA衍生SMI和SMM的类似局限性在一项对106名LC患者的前瞻性研究中已被指出。在那些严重失代偿的患者中，BIA衍生SMI或SMM与CT衍生SMI（L3）之间的相关性较弱，而PhA与CT基础SMI的相关性更稳健。用于从BIA原始值（电阻和电抗）计算TBW、SMI或SMM的方程通常是人群和设备特异性的。因此，它们仅适用于具有参考人群特征的个体。重要的是，PhA已被证明是诊断肌少症的可靠工具，无论LC患者是否存在腹水，并且是住院患者医院结局的比SGA更强的预测因子。此外，在等待移植的肝硬化患者中，仅36种表型和病因GLIM标准组合中的三种独立预测了死亡率，这些标准使用低PhA作为减少肌肉质量的指标。在我们的研究中，PhA在检测失代偿性LC患者的肌肉质量方面优于BIA衍生ASMI。

此外，我们观察到延长CRT和TUG测试时间，反映下肢强度和性能而非HGS，与减少的RFM质量密切相关。与其他研究者的观察相符，LC患者下肢肌肉功能相比上肢和躯干肌肉功能受损更大。此外，我们发现肌肉质量差（表现为RFM回声性增加，表明肌肉脂肪变性）与延长TUG测试时间和降低SPPB性能显著相关。这与50名LC和轻微肝性脑病患者的发现一致，显示TUG测试时间与CT评估的肌肉脂肪变性相关，并且TUG测试延长的患者跌倒率增加。这些发现表明改变的肌肉质量与受损的身体性能之间存在联系，值得进一步研究潜在机制。通过测量回声性，超声不仅对评估肌肉质量有价值，而且对评估质量也很重要，鉴于肌肉脂肪变性单独或与肌少症一起对LC患者不良结局的独立风险。

就低肌肉质量结合受损肌肉强度而言的肌少症以及单独低肌肉质量是我们主要失代偿性LC患者队列中6个月死亡率的独立风险因素。RFM超声发现显示出对6个月死亡率的良好预测能力，Kaplan–Meier分析显示低RFM质量患者的生存期显著减少。这与一项对63名无TIPS的LC患者的研究结果一致，该研究表明RFM超声在1年内预测急性失代偿，并且与CT基础SMI相当；CT和US之间的一致性中等。然而，在这项研究中，未评估肌肉强度，并且由于操作者数量，超声测量的变异性更大。虽然大多数LC研究专注于CT基础SMI评估低肌肉质量或衰弱评估受损肌肉功能作为不良结局的预测因子，但我们结合了低RFM质量和CRT评估的低肌肉功能来诊断根据EWGSOP2标准的肌少症。肌少症（CRT>15秒和MT/身高²<2.2 mm/m²）患者的6个月死亡风险比非肌少症患者高七倍（HR 7.188）。在多变量分析中使用这种组合，肌少症是与MELD一起的死亡独立风险因素。竞争风险分析显示，考虑非肝相关死亡或肝移植作为竞争事件，使用组合CRT + MT/身高²或CRT + CSA/身高²诊断肌少症，肌少症患者6个月肝相关死亡风险显著更高。然而，由于竞争事件数量少，这些结果应谨慎解释。

综上所述，我们的数据表明，CRT和RFM超声的组合可以可靠地识别高风险不良临床结局的患者。重要的是，这种评估可以快速轻松地在床旁进行，使CRT和RFM超声成为常规临床实践中诊断肌少症的有力候选者。

我们研究的局限性包括患者来自单一三级转诊中心，这可能限制其普适性。此外，样本量未用于分析使用RFM超声评估肌肉质量的性别特异性差异；因此，我们不能完全排除性别相关偏倚。第三，仅26%的患者根据CP分期有代偿性肝硬化，这一亚组应在未来研究中调查。然而，高比例的失代偿性LC患者增加了我们发现的强度，因为由于风险更高，他们更需要对肌少症进行有效评估。此外，我们显示BIA衍生ASMI在这些患者中的准确性有限。第四，竞争事件数量有限需要谨慎解释竞争风险分析。最后，在无法站在BIA设备上且无法进行CRT的 immobilised 患者中，我们提出的肌少症诊断方法不适用于这一严重病态亚组。需要进一步研究评估床旁RFM超声评估单独是否可以在这种情况下作为替代。

总之