皮肤生物力学设备MyotonPro?在儿童脱水快速评估中的可行性研究：一项病例对照分析

《BMC Pediatrics》：Feasibility of a non-invasive skin biomechanical device for rapid assessment of pediatric dehydration: a case–control study

本研究针对儿童脱水在初级保健和急诊环境中快速、客观、无创评估工具有限的问题，开展了利用非侵入性皮肤生物力学测量设备MyotonPro?区分6个月至6岁儿童水合状态的病例对照研究。结果显示脱水组儿童右臂振荡频率(18.75±2.63 Hz vs. 20.64±4.16 Hz; p=0.034)和动态刚度(430.06±83.60 N/m vs. 499.78±169.28 N/m; p=0.042)显著降低，且部分参数与血清肌酐、BUN等生化标志物相关。研究表明MyotonPro?可作为临床决策的辅助工具，为儿科脱水评估提供了新的无创监测思路。

　　

在儿科急诊和初级保健场景中，儿童脱水一直是个常见却又棘手的问题。延迟诊断可能导致低血容量性休克甚至致命并发症，而现有的评估方法各有局限：体格检查指标如皮肤弹性、毛细血管再充盈时间等主观性强且敏感性不足；临床脱水量表如Gorelick量表和世界卫生组织量表因各种限制往往无法提供明确结果；金标准方法——比较补液前后体重变化——在多数临床环境中又难以实施。虽然血清电解质分析相对可靠，但从幼儿身上获取血样本就困难，等待实验室结果更会耽误治疗时机。这种评估工具的缺失，可能导致治疗延迟或不必要的实验室检查，特别是在家庭医疗中心和急诊科等初级保健机构中。

正是面对这一临床挑战，Gaziantep大学的研究团队在《BMC Pediatrics》上发表了一项创新性研究，探索了一种便携式生物力学设备在儿童脱水评估中的应用潜力。研究人员将目光投向了人体最大的器官——皮肤，其黏弹性结构使得皮肤饱满度本质上是皮肤生物力学的宏观表现。脱水时，细胞和细胞外液容量减少，胶原蛋白-弹性蛋白基质变得紧张，皮肤会变硬。近年来开发的肌张力测量法（myotonometry）设备，如MyotonPro?，能够通过施加短暂机械脉冲并计算刚度、频率和弛豫时间等参数来定量测量人体皮肤的机械特性，具有重量轻、便携和易用等优点。

为验证这一新型工具的可行性，研究团队在Gaziantep大学医院开展了一项前瞻性病例对照研究，共纳入64名6个月至6岁的儿童。脱水定义为血清渗透压≥290 mOsm/kg或尿比重>1.025，据此分为脱水组（n=32）和非脱水组（n=32）。研究人员使用MyotonPro设备在三个解剖部位进行测量：脐上1.5 cm中线处，以及双前臂后表面腕上4 cm处。测量的核心参数包括振荡频率（Hz，反映皮肤静息张力）、动态刚度（N/m，代表对外力的抵抗能力）和弹性（Log Decrement，指示组织在变形后恢复原状的能力）。所有测量与实验室采样同步进行，确保了数据的实时可比性。

主要技术方法

研究采用病例对照设计，以实验室指标为金标准定义脱水状态。使用MyotonPro?设备标准化测量三个解剖部位的生物力学参数，同步采集常规临床实验室数据（包括血清电解质、血浆渗透压、尿比重等），并结合世界卫生组织临床脱水量表进行综合评估。统计分析包括组间比较、相关性分析、逻辑回归和受试者工作特征（ROC）曲线评估诊断效能。

皮肤生物力学测量结果

研究发现，脱水组儿童在右臂测量部位表现出显著降低的振荡频率（18.75±2.63 Hz vs. 20.64±4.16 Hz; p=0.034）和动态刚度（430.06±83.60 N/m vs. 499.78±169.28 N/m; p=0.042）。虽然左臂也观察到类似趋势，但无统计学显著性。脐部区域的参数在两组间无显著差异。这种右侧特异性差异可能与研究者使用右手操作设备的技术因素有关，提示解剖部位和测量侧别的选择是重要的方法学考量。

生化参数比较

与预期一致，脱水组的多项生化指标显著升高：血清肌酐（0.57±1.02 mg/dL vs. 0.36±0.28 mg/dL; p=0.042）、钠离子（140.25±3.47 mmol/L vs. 137.34±1.52 mmol/L; p<0.001）、血浆渗透压（291.65±6.85 mOsm vs. 283.67±2.50 mOsm; p<0.001）和尿比重（1.021±0.010 vs. 1.013±0.006; p=0.001）。这些结果与传统脱水生物标志物文献一致，特别是血浆渗透压≥290 mOsm/kg被认为是儿科重症监护人群中临床恶化的早期预警信号。

相关性分析

相关性分析揭示了有意义的模式：在对照组中，尿素和BUN水平与脐部振荡频率（r=0.535和0.528）和动态刚度（r=0.637和0.634）呈强正相关（p<0.01）。白蛋白水平与脐部振荡频率负相关（r=-0.529, p<0.01），与右臂振荡频率正相关（r=0.522, p<0.01）。在脱水组中，肌酐水平与左臂振荡频率（r=0.526）和动态刚度（r=0.454）正相关（p<0.01），表明MyotonPro测量的黏弹性参数可能对肾血管和胶体渗透压相关的液体动力学变化均敏感。

逻辑回归和ROC分析

尽管个别参数显示组间差异，但逻辑回归分析表明，从脐部和手臂区域获得的振荡频率、动态刚度和弹性值均不能显著区分脱水和非脱水组（所有p>0.05）。ROC分析进一步证实了这一点，曲线下面积（AUC）值在0.362至0.514之间，表明判别能力有限，无法得出统计学上可靠的临界值。

研究结论与意义

这项研究为儿科脱水评估提供了新的思路。急性脱水会通过减少间质液量和降低胶原蛋白-弹性蛋白纤维的张力来松弛真皮黏弹性基质，本研究在MyotonPro测量参数（特别是反映皮肤静息张力的振荡频率和指示外力抵抗的动态刚度）的降低中捕捉到了这种松弛效应。这与液体流失对细胞外基质和真皮弹性的已知影响一致，支持了皮肤生物力学对全身液体平衡变化具有响应性的观点。

然而，研究的核心发现也揭示了当前技术的局限性：虽然MyotonPro测量可行、快速、无痛且对选定参数的水合变化敏感，但其在逻辑回归和ROC分析中的判别能力有限，现阶段不能作为独立的诊断工具。脐部和左臂区域缺乏显著差异可能归因于解剖因素（如脐部皮下脂肪厚度）和影响测量灵敏度的技术因素。与世界卫生组织体格检查量表仅识别出3名脱水患者相比，MyotonPro显示了相对更高的敏感性，但仍需进一步验证。

与既往研究的对比凸显了测量技术的特异性。Eda等人（2023）使用Cutometer-Dual MPA 580在运动诱导的急性液体流失模型中发现手背皮肤弹性显著降低，与生化水合标志物强相关。而本儿科研究发现振荡频率和动态刚度显著降低，但弹性无显著变化。这种差异表明不同设备（Cutometer与MyotonPro）可能针对不同的生物力学成分，水合对组织的影响可检测性取决于测量技术和所选解剖区域。

研究的优势在于皮肤测量与实验室采样的同步性，允许生物力学数据与生化标志物的直接比较，消除了时间偏差。使用皮肤探头确保了表面测量的可靠性，且始终使用同一设备和方案最小化了观察者间的变异性。但单中心设计、样本量相对较小、仅使用右手测量、一次性测量无法进行重复性分析、皮下脂肪厚度和组织结构的变异性以及缺乏与生物电阻抗分析（BIA）等其他无创水合评估方法的直接比较均是研究的局限之处。

综上所述，这项研究是首批探索实用型无创生物力学设备用于评估儿童脱水的尝试之一。MyotonPro?设备在测量选定参数时表现出可行性、快速性、无痛性以及对水合相关变化的敏感性。然而，由于其判别能力有限，目前仅应作为实验室检查和临床评估的辅助工具而非独立诊断方法。研究揭示的可行性和敏感性为其在更广泛临床背景下的进一步评估提供了理由，为儿科脱水这一常见临床问题的无创、快速、客观评估指明了有前景的新方向。