《Frontiers in Aging》:Ultrasonographic evaluation of quadriceps femoris muscle mass in critically ill patients aged 60 years and older: a prospective observational study
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背景与目的:肌肉消耗是入住重症监护病房(ICU)的危重症老年患者常见的并发症,对发病率和死亡率具有重要影响。超声作为一种床旁工具,在评估肌肉量变化方面具有良好前景。本研究旨在通过超声检查,评估60岁及以上患者在ICU入院时及住院7天后的股四头肌肌肉量变化。方法
背景与目的:肌肉消耗是入住重症监护病房(ICU)的危重症老年患者常见的并发症,对发病率和死亡率具有重要影响。超声作为一种床旁工具,在评估肌肉量变化方面具有良好前景。本研究旨在通过超声检查,评估60岁及以上患者在ICU入院时及住院7天后的股四头肌肌肉量变化。方法:研究人员于2024年12月至2025年5月开展了一项重复测量的前瞻性队列研究,纳入年龄≥60岁入住ICU的患者。超声测量指标包括入院时和第7天的股直肌横截面积(RFCSA)、双侧股四头肌肌肉厚度及股直肌羽状角。同时记录临床特征、疾病严重程度评分(APACHE II、SOFA)及功能状态(巴氏指数)。统计分析采用Wilcoxon符号秩检验和稳健统计方法。结果:共分析50例患者(男性占60%,中位年龄72.5岁)。观察到显著的肌肉量减少:RFCSA下降16.2%(2.525–2.115 cm2,p < 0.001),右侧股四头肌厚度下降14.6%(2.012–1.719 cm,p < 0.001),左侧股四头肌厚度下降20.2%(2.049–1.635 cm,p < 0.001),羽状角下降18.2%(7.664°–6.270°,p < 0.001)。ICU死亡率为30%。多因素分析显示,高龄、女性、使用降糖药物、较高的SOFA评分及入院前较低的巴氏指数是与更大肌肉损失相关的因素。结论:经床旁超声测量,危重症老年患者在ICU住院第一周内出现显著的股四头肌肌肉量丢失。这些发现支持在这一脆弱群体中实施早期肌肉评估和针对性干预措施。
**论文解读:超声评估老年危重症患者股四头肌肌肉量变化的前瞻性观察研究**
**一、研究背景与目的**
随着全球人口老龄化进程加速,60岁及以上老年人口比例持续上升,预计到2030年全球六分之一的人口将超过60岁。这一人口结构的转变导致高复杂度医院服务使用增加,也使老年相关健康问题的研究需求日益迫切。每年约有25%的65岁以上老年人住院,其中相当比例的患者需要入住重症监护病房(ICU)。在美国,ICU住院患者中有48%为65岁以上人群,这一群体具有特殊需求,直接影响其发病率和死亡率。
肌肉消耗是ICU老年患者面临的重大医学问题。骨骼肌约占总体重的40%,是氨基酸摄取和利用的主要场所,对运动功能、全身代谢具有关键作用。肌肉组织减少会增加其他健康并发症的发生风险,导致生活质量下降。在入住ICU的老年患者中,低骨骼肌量的患病率高达51%,与正常肌量患者相比,其死亡风险显著增加,合并比值比为2.35。
ICU患者中促进肌肉萎缩和蛋白质分解代谢的因素包括胰岛素抵抗和高血糖、炎症、因制动的肌肉废用、细胞因子作用、促炎药物使用、营养支持延迟或困难以及高龄等。在ICU住院期间,肌肉分解代谢增加是关键的病理生理过程,因为分解代谢产生的氨基酸对于凝血因子合成、急性期蛋白产生以及作为免疫系统细胞和糖异生的能量底物均至关重要。ICU住院最初两周内蛋白质丢失量可达10%至20%,肌肉损失在ICU住院期间开始早且速度快,每日减少量可高达3%。
然而,在ICU环境中精确测量肌肉萎缩程度是一项重大挑战。虽然磁共振成像、计算机断层扫描和X射线吸收法被认为是肌肉量测定的金标准方法,但由于高成本、辐射暴露或缺乏便携性等问题,这些技术并不适用于ICU环境。因此,需要一种敏感、特异、安全、经济高效且易于使用的床旁工具来量化老年患者的肌肉萎缩,超声检查在此过程中被定位为关键工具。
尽管肌肉消耗在老年危重症患者中的临床相关性十分显著,但目前关于外周肌超声用于评估这一脆弱人群ICU住院期间肌肉量丢失的科学证据仍然有限。本研究旨在量化60岁及以上老年患者从ICU入院到第7天股四头肌横截面积、肌肉厚度和羽状角的变化,并评估其与临床特征、功能状态及疾病严重程度评分的关联。研究在位于安第斯山脉的一家ICU进行。
**二、研究方法概述**
研究人员在哥伦比亚马尼萨莱斯安第斯山脉地区一家三级医院的ICU开展了一项前瞻性分析队列研究,研究时间从2024年12月至2025年5月。纳入标准为年龄60岁及以上、因内科或外科疾病入住ICU的患者。排除标准包括:限制生命维持治疗或治疗转向医嘱、烧伤、液体潴留方案评分≥2分(在ICU入院和住院第7天均进行评估,以识别并排除两个时间点存在明显皮下水肿的患者)以及未签署知情同意书。
所需样本量采用重复测量纵向研究的配对均值比较公式计算,得到的样本量约为48例患者。所有患者在入住ICU后48小时内及第7天接受超声检查。超声检查使用高频线阵探头,采用B模式进行所有测量。股直肌的评估通过测量右髂前上棘与髌骨上缘之间的距离进行,标记中点(总距离50%)和远端三分之一(总距离66.6%)两个特定位置。
超声测量指标包括:股直肌横截面积,于右下肢远端三分之一处采用横轴探头测量,使用超声设备平面测量功能勾画面积,连续测量三次取平均值;股四头肌厚度,于双下肢中点和远端三分之一处采用横轴测量,冻结图像后识别股骨皮质与股直肌上筋膜下缘之间的距离,每点施加两次探头取平均值;股直肌羽状角,于远端三分之一处采用纵轴声束入射并与皮肤平行放置,随后横向倾斜15°–30°,冻结图像后用设备角度测量工具计算肌束与下筋膜之间的角度。所有超声评估由具有5年以上超声检查经验的危重症专科医师完成。
研究收集了患者一般特征、ICU结局、文献报道的肌肉消耗相关危险因素。变量包括人口学特征、人体测量数据、合并症、ICU住院时间、疾病严重程度评分、入院前功能状态、查尔森合并症指数和死亡结局。统计分析采用描述性分析、Shapiro-Wilk检验和Q-Q图评估正态性、Levene检验评估方差齐性。肌肉量变化分析采用Wilcoxon符号秩检验、Hodges-Lehmann估计量和秩双列效应量。稳健统计采用配对样本Yuen's t检验及Algina-Keselman-Penfield稳健效应量估计量。相关性评估采用Spearman相关系数和偏相关分析。多因素分析采用中位数(0.5)分位数回归,该法对异方差性和离群值具有稳健性。
**三、研究结果**
**研究人群特征**:共纳入50例患者进行分析。中位年龄72.5岁,男性占60%(n=30),中位体重指数22.4 kg/m2。医疗覆盖方面,18%(n=9)属于 contributory 型社会保障制度,82%(n=41)隶属于补贴型制度。最常见的合并症为系统性动脉高血压(74%),其次为血脂异常(38%)、糖尿病和甲状腺功能减退(各24%)以及瓣膜性心脏病(20%)。较少见的合并症包括缺血性心脏病和慢性阻塞性肺疾病(各12%)、慢性肾病(10%)和心律失常(6%)。中位查尔森合并症指数为4.0,表明研究人群具有中度至重度的合并症负担。
**临床特征与严重程度评分**:ICU入院时中位APACHE II评分为19.0,中位SOFA评分为6.0。中位巴氏功能指数为100.0,表明患者在ICU入院前具有功能独立至轻度依赖的状态。中位ICU住院时间为16.5天。ICU死亡率为30%(15例患者)。
**超声肌肉量变化**:从入院到ICU住院第7天,所有超声参数均出现显著下降。股直肌横截面积从中位2.525 cm2下降到2.115 cm2,降幅为16.2%;右侧股四头肌厚度从2.012 cm下降到1.719 cm,降幅为14.6%;左侧股四头肌厚度从2.049 cm下降到1.635 cm,降幅达20.2%;羽状角从7.664°下降到6.270°,降幅为18.2%。所有变化的p值均小于0.001。
**稳健统计分析**:Yuen稳健t检验证实了这些发现并显示类似效应量:股直肌横截面积(AKP效应量=0.89)、右侧股四头肌厚度(AKP=0.81)、左侧股四头肌厚度(AKP=0.93)和羽状角(AKP=0.77),均表明效应量大。
**相关性分析**:Spearman相关分析揭示肌肉量变化与临床变量之间存在显著关联。年龄与股直肌横截面积减少呈中度正相关(r=0.42,p=0.003);女性肌肉丧失显著更大(女性中位RFCSA降幅-18.5% vs. 男性-14.1%,p=0.024);较高SOFA评分与更大肌肉损失相关(r=0.38,p=0.007);较低入院前功能状态与更大肌肉消耗相关(r=-0.35,p=0.013)。
**多因素分析**:分位数回归模型确定了股四头肌肌肉量变化的多项显著预测因素。男性是最一致和稳健的保护因素,所有肌肉测量均显示显著正相关(RFCSA:β=0.3885,p=0.011;中点厚度:β=0.6978,p<0.001;远端厚度:β=0.5588,p<0.001;羽状角:β=1.1134,p<0.001)。年龄与肌肉量保存在RFCSA(β=-0.0227,p=0.005)和远端厚度(β=-0.0167,p=0.025)方面均呈显著负相关,表明老年患者ICU期间肌肉损失更大。SOFA评分较高与中点厚度更大损失相关(β=-0.0433,p=0.012),巴氏指数较高与肌肉量保存相关(β=0.0151,p=0.007)。降糖药物在RFCSA(β=-0.3480,p=0.035)和远端厚度(β=-0.3294,p=0.011)方面均显示一致的负效应,他汀类治疗与远端厚度减少相关(β=-0.3374,p=0.029)。多药治疗与远端厚度呈适度正相关(β=0.1054,p=0.024)。ICU死亡是与羽状角减少相关的强预测因素(β=-1.0913,p<0.001)。系统性动脉高血压与羽状角下降相关(β=-0.5593,p=0.046)。模型解释力适中,伪R2值范围为0.2202至0.3732。
**四、讨论与结论**
本研究表明,危重症老年患者在ICU入院第一周内出现快速且具有临床意义的骨骼肌丢失,经床旁超声量化显示股直肌横截面积下降16.2%,股四头肌肌肉层厚度下降14.6%–20.2%,羽状角下降18.2%,共同表明肌肉的数量和质量均出现恶化,且超过了公认的测量变异性阈值。羽状角的减少提示骨骼肌存在结构重塑,可能反映肌纤维方向改变和收缩能力受损。这些结果与既往研究报道一致,即ICU入院10天内股直肌横截面积减少17.7%、机械通气患者肌肉层厚度减少最高达30%。
本研究的创新发现之一是羽状角降低与死亡率之间的关联。既往证据表明羽状角更大程度减少与肌肉厚度快速下降和ICU获得性衰弱的发生相关,但其与死亡率的关联此前未见报道。衰弱可能是这一关联的潜在病理生理学联系,但由于本研究未正式评估衰弱,这一假说仍属推测性质,需在后续研究中进一步验证。
多因素分析确定的独立危险因素包括高龄、女性、疾病严重程度较高(SOFA评分)、入院前功能状态较差(巴氏指数较低)以及使用降糖药物。这些发现表明,不仅是急性生理功能障碍的标志物(如SOFA评分),入院前因素(包括基线功能状态)也与更差的结局和更大的肌肉损失独立相关,凸显了已有脆弱性在调节危重症影响中的重要性。
这一研究结果对重症医学临床实践具有多重启示:第一,ICU住院第一周肌肉丢失的早期发生和显著程度支持及时识别和干预的必要性。床旁超声评估肌肉的可行性为实时监测肌肉量变化提供了实用且可重复的方法。第二,识别与更大肌肉损失相关的因素有助于进行风险分层并在高危患者中实施针对性预防策略。第三,肌肉损失与死亡率之间的关联表明,超声肌肉评估可能具有预后价值,有助于临床决策,包括治疗强度、康复计划和与家属沟通。
本研究的优势包括前瞻性设计、标准化测量方案、稳健的统计方法以及全面临床特征收集。局限性包括单中心设计和相对较小的样本量、未评估肌肉功能、营养摄入和康复治疗未系统量化、缺乏经过验证的衰弱评估工具以及7天随访期可能不足以描述肌肉恢复的完整轨迹或评估长期功能及临床结局。
结论:这项前瞻性观察研究证明,经床旁超声量化,危重症老年患者在ICU入院第一周内发生快速且具有临床意义的股四头肌肌肉丢失。股直肌横截面积、双侧股四头肌肌肉层厚度和羽状角均出现显著减少;此外,肌肉丢失程度与死亡率增加独立相关。高龄、女性、疾病严重程度较高、入院前功能状态较低和降糖药物使用被确定为加速肌肉消耗的独立因素,共同表明急性生理紊乱和已有脆弱性均对肌肉损失和不良临床结局有所贡献。床旁超声肌肉评估在这一人群中被证实为可行且无创的实时监测方法,并显示出预后价值。将定量肌肉评估常规纳入ICU实践可能有助于早期风险分层,并为针对性干预(包括优化营养支持、早期活动及个体化康复策略)提供依据。未来应在更大规模的多中心队列中验证这些发现,并确定减轻肌肉损失的干预措施是否能转化为生存率和功能恢复的实质性改善。