肌少症是一种老年性综合症，其特征是与年龄相关的骨骼肌质量和肌肉力量或躯体功能下降，严重影响老年人的生活质量以及日常活动。随着全球人口老龄化程度日益严重，肌少症的发病率逐年增加，预计到2050年全球有近6.3亿人可能罹患肌少症[1-3]。欧洲老年人肌少症工作组（European Working Group on Sarcopenia in Older People，EWGSOP）[4]和亚洲肌少症工作小组（Asian Working Group for Sarcopenia，AWGS）[5]，以及《老年人肌少症防控干预中国专家共识(2023)》 [6]均提出尽早识别肌少症及其高危人群，并进行精准管理和干预，可有效减少或延缓患者不良健康后果。但由于肌少症起病隐匿，如何对其早期发现并诊断，是当下亟待解决的问题。肌骨超声（musculoskeletal ultrasound，MSKUS）可以准确定位骨骼肌分布、可视化肌纤维形状，并通过提供骨骼肌的厚度、截面积等参数来评价肌肉质量[7]，已逐渐应用于肌少症的评估，但尚无明确的肌肉质量数据标准化诊断阈值，仍处于临床研究和技术优化阶段。
近年来研究发现，老年人肌肉功能状态除了与肌肉质量下降相关外，还与肌肉力量下降显著相关[8-9]。随着科学技术进步和超声仪器的不断发展，多模态超声技术已逐步应用于临床，如声触诊组织成像量化技术（virtual touch tissue imaging quantification，VTIQ）可获得生物学组织弹性的定量参数，并可对软组织的硬度和弹性值进行量化评估[10]。能量多普勒超声（power Doppler ultrasound，PDUS）可监测人体组织内低流量和低流速的微小血管，显示软组织的血流灌注情况 [11]。本研究使用MSKUS、VTIQ和PDUS对老年肌少症患者的双侧上肢肱二头肌及下肢股直肌进行超声多模态技术检测，评估其肌肉质量、弹性硬度以及血供情况，并进行比对分析，研究多模态超声对评估肌少症患者四肢骨骼肌的物理力学和微循环状态的应用价值，为肌少症的预判提供多维度的影像学诊断指标。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选取2023年1月至2024年4月于南京医科大学附属苏州医院老年医学科门诊/住院或健康体检的老年人为研究对象。本研究已获得南京医科大学附属苏州医院伦理委员会批准（批号：K-2023-042-K01）。
纳入标准：①认知功能正常，能接受双能X射线吸收法（dual energy X-ray absorptiometry，DEXA）检测仪（美国GE公司，型号Prodigy Advance）评估四肢肌肉量，获得相对骨骼肌质量指数（relative skeletal muscle mass index，RSMI）结果；能接受握力（美国PM公司，Jamar握力计120604）肌肉力量评估及6 min步速躯体运动功能评估；②年龄大于60岁；③无严重心血管、肝肾系统疾病和内分泌代谢障碍；④能配合完成多模态超声检查；⑤临床资料完整。排除标准：①患有严重影响四肢活动功能的疾病，如骨折、脑梗死、脑外伤等，以及患有严重肌肉相关性疾病，如肌炎、重症肌无力、进行性肌营养不良等；②神经系统和精神疾病病史。
分组标准根据《中国老年人肌少症诊疗专家共识（2021）》[12]诊断标准：①DEXA评估四肢肌肉量RSMI：男＜7.0 kg/m2，女＜5.4 kg/ m2；② 握力检测结果：男＜28 kg，女＜18 kg；③6 min步速检测结果＜1.0 m/s。符合①，且符合②、③中任意一项或两项者为肌少症组；不符合①者则为对照组。
1.2 仪器设备
德国西门子ACUSON OXANA 3彩色超声诊断仪（内置MSKUS、VTIQ和PDUS技术），线阵探头9L4，探头频率为4~9 MHz。
1.3 研究方法
由一名具有5年以上肌骨超声工作经验的医师对所有受试者进行检查，受试者及肌骨超声医师均不知情受试者的临床诊断结果。
受试者取仰卧位，四肢放松伸展。超声仪器设置为MSK条件，检查深度设置为3~4 cm，成像深度和聚焦点均调至近场。壁滤波器设置为最小值，脉冲重复频率750 Hz，PDUS设置为灵敏度最佳。操作者在同一超声显示屏中，探头轻放不压迫肌肉及血管，实时、动态、清晰显示受试者的双侧肱二头肌和股直肌。
首先使用MSKUS模式，将探头垂直于肌束放置，确定肱二头肌和股直肌肌腹最厚处，包绕肌膜测量其横截面积。探头在此位置旋转90度，显示肌肉长轴，肌肉厚度测量为浅肌膜和深肌膜之间距离。各测量3次，获取双侧肱二头肌和股直肌最大厚度平均值及截面积平均值。
然后使用PDUS模式，显示肌肉内部的能量多普勒血流信号，设置感兴趣区位于肌腹内，探头扫描角度为25~30度，能量增益调节为可显示小血管但不出现噪声，观察其信号情况，采用能量多普勒定量评分法[13]进行评分。评分法分为0~3分：0分，未探及信号；1 分，探及少量信号；2分，探及中等量信号；3分：探及丰富信号。各评分3次，获取双侧肱二头肌和股直肌肌腹内血流能量信号评分平均值。
最后，使用VTIQ模式，于肌肉的最大横切和最大纵切面分别进行VTIQ图像显示。首先使用VTIQ质量模式图观察肌肉组织的VTIQ图像色彩变化。调节感兴趣区大小，要求位于肌腹内，不超出肌膜，图像中硬度由高至低以红色—黄色—绿色—蓝色显示。再进行剪切波速度测量，仪器可测量速度范围为0.5~6.5 m/s，测量框的范围为1 mm×1 mm。根据感兴趣区大小，对肌肉各任意取6个点进行测量，仪器自动计算剪切波速度最大值（Vmax）结果。各测量3次，获取双侧肱二头肌和股直肌剪切波最大速度平均值。
1.4 统计学分析
使用SPSS 25.0软件对数据进行分析，采用Shapiro-Wilk检验分析数据分布的正态性，由于部分数据不符合正态分布，因此采用中位数和四分位数[M（P25，P75）]表示，使用Mann- Whiteney U检验对肌少症组和对照组的年龄与检测结果进行差异性比较；以DEXA的检测结果RSMI值作为金标准，使用MedCalc 22.018软件分别对肌肉厚度、截面积、剪切波速度以及血流能量信号评分等多模态超声检查参数构建受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC），根据约登指数（Youden index，YI）确定多模态超声检测参数诊断肌少症的最佳截断值，获取其敏感度、特异度，并对ROC曲线的曲线下面积（area under curve，AUC）进行比较。采用Spearman相关系数法确定年龄、肌肉厚度、截面积、剪切波速度以及血流能量信号评分与RSMI之间的相关性。以P＜0.05为差异具有统计学意 义。
2 结果
2.1 一般情况
共纳入受试者73例，其中男性20例，年龄为61~97岁；女性53例，年龄为61~94 岁。肌少症组共36例，其中男性14例，年龄为74.50（74.00，84.50）岁；女性22例，年龄为73.50（69.25，79.50）岁；对照组共37例，其中男性6例，年龄为70.00（63.75，72.50）岁；女性31例，年龄为72.00（66.00，76.00）岁。
肌少症组年龄[74.00（70.00，80.25）]高于对照组的年龄[71.00（63.60，76.00）]，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组受试者的性别，以及两组不同性别中的年龄差异均无统计学意义（P＞0.05）。肌少症组男性和女性RSMI均显著低于对照组，差异具有统计学意义（P ＜0.01），见表1。
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表格1 两组受试者的人口统计学特征及RSMI值[M（P25，P75）]
Table1.Demographic characteristics and RSMI values of subjects in two groups [M (P25, P75)]
2.2 两组多模态超声各测量参数差异
肌少症组男性和女性的双侧肱二头肌平均厚度和截面积中位数分别为1.97 cm/6.98 cm2、1.38 cm/5.34 cm2；对照组男性和女性的双侧股直肌平均厚度和截面积中位数分别为1.41 cm/5.21 cm2、1.12 cm/3.55 cm2。肌少症组肱二头肌和股直肌的剪切波速度均显著快于对照组，差异有统计学意义（P ＜0.01）；肌少症组肱二头肌和股直肌的厚度、截面积、血流能量信号评分均显著低于对照组，差异有统计学意义（P ＜0.01），见表2、图1和图2。
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表格2 肌少症组和对照组多模态超声各测量参数对比[M（P25，P75）]
Table2.Multimodal ultrasound parameters of the sarcopenia group and the control group [M (P25, P75)]
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图1 对照组与肌少症组肌肉能量多普勒血流能量信号对比
Figure1.Comparison of power Doppler blood flow signals between the control group and the sarcopenia group
注：A.对照组股直肌内探及中等血流能量信号，评分为2分；B.肌少症组股直肌内未探及明显血流能量信号，评分为0分。
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图2 对照组与肌少症组肌肉剪切波速度差异
Figure2.Shear wave velocity in the control group and sarcopenia group
注：剪切波速度图像中硬度由高至低以红色—黄色—绿色—蓝色显示，测值以Vs表示；A.对照组肱二头肌剪切波速度图以绿色和蓝色为主，速度测值明显低于肌少症组；B.肌少症组肱二头肌剪切波速度图以黄色和红色为主，速度测值明显高于对照组。
2.3 ROC曲线分析
通过ROC曲线分析评价多模态超声参数评估肌少症的诊断价值，结果显示肌肉的剪切波速度诊断效能最为良好。其中肱二头肌的剪切波速度的AUC值为0.96[95%CI（0.87，0.98）]，对肌少症的敏感度和特异度分别为86.50%和98.89%；股直肌的剪切波速度的AUC值为0.91[95%CI（0.84，0.95）]，对肌少症的敏感度和特异度分别为81.08%和90.38%，见表3。
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表格3 ROC曲线分析结果
Table3.Results of ROC curve analysis
2.4 多模态超声参数与RSMI相关性比较
所有受试者中，肱二头肌和股直肌的厚度、截面积、血流能量信号评分与RSMI值均呈现正相关，肱二头肌和股直肌的剪切波速度与RSMI值呈现负相关，相关性均有统计学意义（P ＜0.05），见表4。
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表格4 多模态超声参数与RSMI的相关性
Table4.Correlation between multimodal ultrasound parameters and RSMI
3 讨论
骨骼肌质量的丧失被认为是诊断肌少症的关键因素，因此，对肌肉质量的精确定量是老年人肌少症筛检的重要基础[14]。目前共识或指南推荐中以DEXA对四肢骨骼肌肉量的评估值RSMI作为检查金标准[4-6]，但其设备巨大，有电离辐射，限制了DEXA的广泛应用。而且DEXA无法精准定位肌肉，不能区分内脏、皮下及肌间脂肪，可能会出现肌少症诊断的低估[15]。目前已有文献表明MSKUS可同时检测多个肌肉，清晰显示肌肉、脂肪等软组织层次关系及其结构学特征，并快速准确地测量肌肉厚度、截面积来评估肌肉质量[16]。且多模态超声设备较DEXA检查相对便携，可支持床旁、社区筛查，适合资源有限的基层医疗机构或流行病学调查。但多模态超声技术应用于肌少症的筛查和诊断尚处于起步阶段，目前国内外的研究报道较少。
本研究使用多模态超声的MSKUS技术获得了73例60岁以上肌少症患者和健康老年人的双侧上肢肱二头肌、下肢股直肌的平均厚度以及截面积的中位数值。肌少症组的双侧肱二头肌平均厚度和截面积明显低于健康对照组，亦明显低于Li等[17]对于179位64~80岁我国健康老年人的肱二头肌厚度的超声测值（男性2.14 cm/ 8.88 cm2，女性1.69 cm/5.46 cm2）。另外，肌少症组的股直肌厚度和截面积也明显低于健康对照组，低于Hida等[18]的研究结果。除此之外，本研究显示肌少症组和健康对照组的年龄也有明显差异，肌少症组年龄高于对照组，且肌少症患者的肱二头肌和股直肌的肌肉质量超声测值与RSMI呈明显负相关。本研究结果显示随着年龄增加，人体四肢骨骼肌含量进行性下降。
骨骼肌内充足的血液灌注可为肌细胞提供足量氧气和营养物质，以保证其正常代谢及生长。血供不足时，骨骼肌氧化代谢减少、蛋白质合成减少和分解增加、磷酸肌酸下降加快并导致三磷酸腺苷供给障碍，也是造成老年人肌少症的主要原因[19]。PDUS通过评估血管中红细胞多普勒频移的总数反应血流灌注情况，且不受血流速度和方向影响。频移的红细胞数量越多，则灌注越多，反之则灌注下降，对于软组织内的低速血流非常敏感[20]。Babaei等[21]通过对糖尿病小鼠的外周循环血流灌注成像，发现PDUS不但可以精准评价骨骼肌的血流灌注，还可随时间变化进行跟踪监测，并推荐将其用于评估骨骼肌的血流调节、氧气摄取和新陈代谢。本研究使用PDUS直接观察肱二头肌和股直肌的血流能量信号，发现肌少症组的血流能量信号明显少于健康对照组，差异显著，说明肌少症组四肢骨骼肌的微循环功能差，肌肉的血液灌注量明显不足，直接影响老年人的骨骼肌细胞生理功能，造成骨骼肌功能下降，活动能力低下。另外，微循环功能下降往往早于骨骼肌出现衰老表现，本研究显示PDUS能够正确识别并检测骨骼肌的血液循环灌注情况，有助于肌少症的早期发现。
本研究使用VTIQ成像技术分别获取肌少症和健康对照组肱二头肌和股直肌的肌肉剪切波速度数值。该技术是由超声仪器向组织中机械激发脉冲剪切波，追踪其在组织中传播情况，收集组织的反应和变化，并实现超声成像，自动计算剪切波在组织内传播速度，组织硬度越大、弹性越差，剪切波传播的速度越大，从而对组织的弹性和硬度进行量化评估[22-23]。本研究结果显示，肌少症组肱二头肌和股直肌的剪切波速度均明显高于健康对照组，说明其肌肉的弹性减低，硬度增加。而且肌肉的剪切波速度数值与RSMI值呈明显负相关，RSMI值越低，肌肉的剪切波速度数值越高。老年人通常因为衰老、慢性疾病、运动少和营养水平不足导致血红蛋白水平降低、细胞炎性因子释放和激素水平变化，造成肌肉的纤维增生和脂肪浸润，从而导致肌肉僵硬度增高。而肌肉僵硬度增加又导致肌纤维收缩和伸展程度减少，肌张力减低，最终造成肌肉力量的下降[24-25]。本研究结果也进一步证实了随着骨骼肌细胞数量减少，间质纤维增加，骨骼肌的弹性也相应减低，质地变硬，生物力学状态明显下降。
本研究的结果表明，使用多模态超声技术对肌少症患者和健康老年人双侧肱二头肌和股直肌进行检查，能够良好的综合评估肌肉的形态学、物理力学、微循环情况。分析本研究中多模态超声技术各个检查参数结果，评价其诊断效能，显示多模态超声技术对肌少症具有良好的诊断价值。进一步对不同检查参数结果进行比对，发现肱二头肌和股直肌的厚度、截面积测值敏感度相对偏低，而特异度较高；肌肉的血流能量信号评分的敏感度较高但特异度相对偏低；肌肉的剪切波速度数值的诊断效能表现最优，能够更好地反映骨骼肌力学特性，对肌少症的筛检有重要价值。
综上所述，多模态超声技术可对老年人肱二头肌和股直肌的肌肉质量、肌肉弹性和肌肉血流灌注情况进行定性、定量分析，可有效应用于评估肌少症患者四肢骨骼肌的形态结构学、机械力学和微循环状态，为肌少症的早期筛检提供多维度、量化的诊断指标。但本研究样本量有限，且没有对不同地域和运动健身情况的老年人进行分组，后期需增加样本量和更多分组数据，开展多中心研究，结合人工智能辅助系统规范超声图像和测量标准，建立基于年龄、性别的超声数值参考范围，结合多模态数据建立分层诊断体系，为肌少症的早期筛查和防治提供更多客观诊断数 据。
伦理声明：本研究已获得南京医科大学附属苏州医院伦理委员会批准（批号：k-2023-042-k01）
作者贡献：研究构思与设计：莫丽亚、胡静怡；论文撰写：胡静怡、宋馨；数据采集与分析：胡静怡、宋馨、谢峥、周蓓、刘佳；论文修改：邓学东、吴永华；资金支持与论文审定：莫丽亚、周培 莹
数据获取：本研究中使用和（或）分析的数据可联系通信作者获取
利益冲突声明：无
致谢：不适用
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