利用床旁超声识别衰弱：图像采集与评估

摘要

本文介绍了一种在围手术期利用床旁超声测量股四头肌厚度以评估衰弱状态的方案。该方法为传统评估手段提供了一种实用且无创的替代选择，有望通过快速识别衰弱患者来改善围手术期管理。

摘要

衰弱是外科患者多种不良结局的重要预测指标，包括机械通气时间延长、住院时间增加、非计划再入院、卒中、谵妄和死亡。然而，目前临床环境中可用的筛查工具十分有限。腰大肌的计算机断层扫描（CT）是当前评估衰弱的影像学标准方法，但其成本高、耗时长，且使患者暴露于电离辐射。近年来，床旁超声（POCUS）作为一种潜在的衰弱评估工具逐渐兴起，已被证明可准确预测衰弱状态及术后结局。本文将介绍股四头肌的超声图像获取方法，并阐述其在判断衰弱及预测术后不良事件中的应用。我们将提供探头选择、患者体位摆放及常见问题处理的相关信息。通过演示图像展示POCUS技术操作流程及典型结果。文章最后将讨论这些图像在临床决策中的应用及其潜在局限性。

引言

随着全球平均预期寿命的上升，接受手术的65岁以上患者数量不断增加¹。与较年轻的患者相比，这些患者中虚弱状态更为常见，表现为对包括手术在内的应激源具有生理上的脆弱性^2,3,4。术前存在虚弱状态已被证实与多种外科亚专科术后不良事件风险升高相关^{5,6,7,8,9,10,11,12,13}，包括住院时间延长^10,14、丧失独立生活能力^15,16、再入院率升高^17,18、医疗费用增加¹⁴以及死亡率上升^10,18,19,20。因此，围手术期医疗团队在术前决策过程中充分考虑患者的虚弱状态至关重要。

诊断衰弱最常用的方法包括Fried衰弱表型，该表型由五个因素组成：疲惫感、虚弱（通过握力测定）、行走速度减慢、体重下降以及体力活动水平低下²¹。然而，该量表主要针对门诊服务设计，在围手术期环境中可能耗时过长。此外，该评估需要患者的配合，对于意识状态改变的患者而言并不实用。另外，CT扫描可用于评估肌肉质量以诊断肌少症，从而辅助衰弱的评估。然而，尽管CT扫描有效，但在资源分配方面存在实际困难，并会使患者暴露于电离辐射，尤其是在围手术期²² 。因此，亟需一种可在床旁使用的检测方法，能够快速而准确地识别术前肌肉质量减少的患者，从而标记出手术风险较高的个体。

最近，Canales 等人报道了一种在术前环境中利用床旁超声进行衰弱筛查的方法²³。他们发现，股四头肌厚度能够准确预测衰弱状态，并且是术后转至专业护理机构和发生谵妄的独立预测因子。股四头肌位于大腿前侧，由四个肌腹组成：股直肌、股内侧肌、股外侧肌和股中间肌²⁴。与Fried衰弱评估和CT成像相比，床旁超声在术前衰弱筛查中具有优势。床旁超声可实时提供生理参数（如肌肉质量和肌肉质量）的客观测量，实现即时、无创的评估。该方法更具实用性、高效性，并可适用于无法接受传统评估的患者，从而加强围手术期风险分层并改善临床结局²³。

本文将详细介绍如何获取股四头肌的床旁超声测量值（包括探头选择、患者体位及问题排查），并讨论该测量在围手术期环境中的意义。

方案

所有涉及人类参与者的研究所进行的程序均符合机构和/或国家研究委员会的伦理标准，以及1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修订版或同等伦理标准。

注意：根据患者体型、探头可用性及操作者偏好，可使用低频凸阵探头（2-5 MHz）或中高频线阵探头（6-12 MHz）进行检查。在本研究的图像和扫描中，采用的是凸阵探头（C35xp，SonoSite M-Turbo）。

1. 股四头肌扫描技术

1. 股四头肌深度测量
   1. 患者体位：将患者置于仰卧位（床头抬高至30^o），双腿伸直。
   2. 探头选择：选择低频凸阵探头或中高频线阵探头。
   3. 模式选择：将超声设备的预设（即检查类型）设置为肌肉骨骼（MSK）模式。
   4. 探头放置：
      1. 将探头横向置于大腿前侧，位置约为从髂前上棘（ASIS）到髌骨上缘距离的60%处（图1）。
      2. 探头垂直于肌肉长轴时，股四头肌将显示于皮下组织深方、股骨浅方。
      3. 使用足量接触凝胶以尽量减少深层软组织变形。
   5. 图像优化：
      1. 为避免因表浅水肿导致肌肉厚度被高估，需对超声探头施加稳固压力，但不应引起患者疼痛²⁵。
      2. 若难以辨认股直肌，可嘱患者收缩大腿肌肉或伸展膝关节。由于股直肌位置较浅且跨越髋关节，其运动模式将与深层的股外侧肌等有所不同（补充视频1）。
   6. 股四头肌厚度测量
      1. 按下超声设备上的测量按钮，启动卡尺功能。
      2. 使用光标测量以下两点之间的前后径距离：（1）股中间肌的深部边界（紧邻股骨皮质浅面）；（2）股直肌最表浅的筋膜（图2）。
         注：若在1.1.6.2中提及的结构辨认存在困难，可在启动卡尺功能前重复视频1补充材料中所述步骤。股四头肌厚度为股直肌与股中间肌厚度之和（图3）。
   7. 图像采集：点击采集以保存该超声图像的视频片段。
   8. 重复测量（步骤1.1.6–1.1.7）三次，取平均值以减少变异。

股直肌扫描技术

1. 股直肌横截面积（CSA）测量
   1. 患者体位：遵循步骤 1.1.1。
   2. 探头选择：遵循步骤 1.1.2。
   3. 模式选择：遵循步骤 1.1.3。
   4. 探头放置：遵循步骤 1.1.4。
   5. 图像优化：
      1. 使用显示图像右侧的垂直标尺调节深度，使用触控面板底部的水平滑动条调节增益，使股直肌位于超声图像中央，并清晰显示其边界及下方的股骨。
      2. 在大腿前侧肌间隔内识别股直肌，其为一低回声结构，中央可见一条高回声线，代表肌内肌腱。
      3. 启动超声设备的卡尺功能，仔细沿股直肌周边进行描记以确定其横截面积。超声设备将根据描记结果自动计算并显示横截面积（CSA）。
   6. 图像采集：遵循步骤 1.1.6。
   7. 重复测量三次，取平均值以减少变异。
2. 股直肌周长测量
   1. 患者体位：遵循步骤 1.1.1。
   2. 探头选择：遵循步骤 1.1.2。
   3. 模式选择：遵循步骤 1.1.3。
   4. 探头放置：遵循步骤 1.1.4
   5. 图像优化：
      1. 使用显示图像右侧的垂直标尺调节深度，使用触控面板底部的水平滑动条调节增益，使股直肌位于超声图像中央，并清晰显示其边界及下方的股骨。
      2. 在大腿前侧肌间隔内识别股直肌，其为一低回声结构，中央可见一条高回声线，代表肌内肌腱。
      3. 启动超声设备的卡尺功能，仔细沿股直肌周边进行描记以确定其横截面积。超声设备将根据描记结果自动计算并显示周长（图 4）。
   6. 图像采集：遵循步骤 1.1.6。
   7. 重复测量三次，取平均值以减少变异。

结果

通过实施本方案，使用实时超声测量股四头肌厚度，可准确评估衰弱指标。按照本方案所述步骤，我们对患者进行体位摆放，并选择合适的超声探头，以实现股四头肌的最佳可视化。

该技术成功的关键在于将探头精确放置于大腿前侧，位置约为从髂前上棘（ASIS）到髌骨上缘距离的60%处，且探头需与肌肉长轴垂直²³（图1）。此定位方式可获得清晰分明的股四头肌图像，便于准确测量肌肉厚度、横截面积（CSA）和周长。在此过程中获取的超声图像（图2）清晰显示了肌肉结构，为测量提供了可靠依据。

需要注意的是，探头压力可能导致肌肉厚度测量值存在变异。过大的压力会压缩肌肉，导致测量值偏低；而压力不足则可能无法清晰界定肌肉边界，造成测量值偏高（图5）。因此，保持探头压力的一致性对于确保测量准确性至关重要。可通过将探头垂直于皮肤表面施加均匀压力，并利用超声图像的视觉反馈，确保在整个检查过程中维持恒定的压力。

除了施加适当的压力外，将探头放置在大腿前侧的正确位置也至关重要。如果超声图像显示出缝匠肌，则说明探头位置过于偏向内侧，需向大腿外侧移动扫描，直至能够观察到股直肌的完整厚度（图3D）。

此外，探头的选择也可能影响测量结果。可根据患者体型、探头的可获得性以及操作者偏好，选用低频凸阵探头（2-5 MHz）或中高频线阵探头（6-12 MHz）。对于体型较大²⁵的患者或存在明显肌肉肥厚²⁴的患者，通常建议使用较低频率的探头，因其具有更深的穿透深度，但分辨率较低^24,25。因此，若使用低频探头无法获得足够的分辨率，可考虑更换为较高频率的探头，以优化成像效果。

尽管建议获取双侧肢体的超声测量数据，但并非必须，尤其是在单侧下肢存在畸形或结构异常的患者中。这种方法有助于尽量减少患者的不必要不适，并使评估更集中于患侧肢体。此外，许多已发表的影像学检查方案建议患者在检查时取仰卧位，双腿完全伸直以获取图像，但患者在检查过程中取背部或头部抬高的体位可能会更加舒适。如有必要，患者也可取侧卧位。

为了校正因性别、体型和肥胖导致的肌肉质量组成的差异，可将原始超声测量值除以体表面积（BSA）和体重指数（BMI）进行标准化。这种标准化方法使得具有不同体型和肌肉比例的个体之间能够进行比较²³。

在本例受试者中，股四头肌深度以及股直肌横截面积（CSA）和周长的测量结果显示，其肌肉厚度符合Canales等人所述的非衰弱状态标准（男性：20.5 kg（体重指数小于24）、21.5 kg（体重指数24至26）和23 kg（体重指数大于26）；女性：11.5 kg（体重指数小于23）和13 kg（体重指数大于23）），表明该患者在围手术期发生衰弱相关并发症的风险并未升高。作为对比，请观察一名被归类为衰弱患者的肌肉情况（图6B）。在此超声图像中，操作者将注意到回声纹理更加不均质，筋膜平面可能出现中断，提示肌肉质量和数量均有所下降。

综上所述，本病例研究阐述了在老年患者中使用床旁超声测量股四头肌厚度的操作步骤。该技术能够实时、准确地显示肌肉结构，因此在围手术期评估衰弱状态方面具有重要价值。

图1：股四头肌超声扫描的解剖标志。 患者仰卧于床上时，识别外部解剖标志，包括髂前上棘（上方蓝色箭头）、髌骨上缘（下方蓝色箭头）以及探头最佳放置位置（红色箭头）。 请点击此处查看该图的放大版本。

图 2：肌肉解剖结构的超声测量。确定合适的横截面图像后（左图），使用游标卡尺测量以下两点之间的前后距离：(1) 股中间肌深部边界（位于股骨皮质浅层，绿色箭头所示）与 (2) 股直肌最表层的筋膜（红色箭头所示）。请点击此处查看该图的放大版本。

图 3：肌肉解剖结构的超声评估。（A、B）皮下组织（SQ）、股直肌（RF）和股中间肌（VI）的横截面图像，缝匠肌以蓝色高亮显示，股骨前表面以紫色高亮显示。（C、D）扫描图像显示 RF 位于 SQ 和 VI 肌肉的更内侧，表明需要调整探头以更偏外侧进行扫描。请注意，图 C 和图 D 并非测量股四头肌的正确位置。请点击此处查看该图的放大版本。

图 4：股直肌（RF）肌肉的超声评估。（A）由于超声设备的成像深度设置较浅，导致股直肌显示不完整。（B）通过将深度设置调整至更深水平，实现了股直肌的完整显示。（C）股直肌的精确测量标注：横截面积为 1.98 cm²，长度为 7.08 cm（橙色箭头），由超声测距卡尺标定。 请点击此处查看该图的放大版本。

图 5：探头压力导致的超声肌肉厚度测量变异。 （A,B）图示股直肌测量值可能存在的差异，测量结果范围从 0.78 cm 到 1.00 cm。 （C,D）图示整个股四头肌（股直肌与股中间肌之和）联合测量时可能存在的测量差异，测量结果范围从 1.57 cm 到 2.25 cm。施加过大的压力会导致测量值偏小；施加压力不足则会导致测量值偏大。 请点击此处查看该图的放大版本。

图6：健康个体与衰弱个体的超声扫描对比。（A）来自健康个体的扫描图像，表现为轮廓清晰的肌肉，回声纹理均匀，筋膜平面清晰且连续，提示肌肉质量与体积良好。（B）来自老年衰弱个体的扫描图像，肌肉轮廓欠清晰，回声纹理更为不均，筋膜平面可能出现中断，提示肌肉质量和体积减少，这是与衰弱状态相关的常见表现。请点击此处查看该图的放大版本。

补充视频1：股直肌与较深层的股外侧肌表现出不同的运动模式。 请点击此处下载该文件。

讨论

既往研究表明，POCUS可用于估算肌肉厚度（包括股四头肌），其准确性与CT扫描相当^26,27,28。股四头肌厚度的超声测量结果与衰弱状态相关，可用于预测某些术后结局²³。此外，在其他衰弱诊断方法可能不适用的情况下（例如术前环境，或患者或医护人员无法参与耗时较长的检查时），该方法尤为有用。

最近一项关于使用超声评估老年人肌肉减少症中四肢肌肉质量的系统性综述和荟萃分析，评估了超声在老年人群中测量肌肉质量的可靠性和有效性，特别是通过测量股直肌或腓肠肌的厚度和横截面积。该综述发现，这些超声参数能够准确诊断肌肉减少症，为老年群体的临床评估提供了一种无创且有效的工具²⁹。

使用POCUS评估术前衰弱状态并预测术后结局存在一定的局限性。尽管肌少症与衰弱密切相关，但仅凭肌少症可能不如明确的衰弱诊断对术后死亡率的预测能力更强^30,31,32。该检测方法利用肌肉厚度来预测与衰弱相关的结局，仅能识别衰弱这一多系统综合征的某一方面，无法检测认知功能下降或其他与该病症相关的身体变化。尽管本文所述方法已在至少一项临床研究中显示出临床应用价值²³，但已知肌肉流失程度会因体型、性别和种族而异³³。此外，不同人群中共患的慢性疾病可能进一步影响床旁评估技术的适用性。基础健康状况、用药情况以及体力活动水平的差异等因素均可能影响肌肉组成，从而影响评估结果的准确性。因此，需要在不同患者群体中开展更大规模的研究，以验证该床旁评估技术的应用价值。

操作者误差也可能导致该技术的局限性。由于这种POCUS技术存在学习曲线，因此必须建立减少操作者差异性的策略，以确保其准确性和可靠性，例如标准化培训方案、持续的质量保证措施以及能力评估。这些步骤可提高基于POCUS的衰弱评估在不同临床环境中的可重复性和有效性。

为了加强POCUS在预测长期预后方面的作用及其在临床医学中的整合，未来的研究方向应优先开展纵向研究，评估超声测量的肌肉厚度与患者结局在较长时间内的相关性。此类研究不仅能够验证POCUS在识别衰弱状态方面的有效性，还能阐明其对不同患者群体术后发病率和死亡率的预测能力。此外，聚焦于将POCUS整合到现有临床流程中的研究对于在不同医疗环境中建立标准化实施指南至关重要。同时，应致力于优化操作者培训方案和质量保证措施，以减少操作变异，确保基于POCUS的衰弱评估的可靠性。

随着接受手术的患者群体日益老龄化，识别虚弱状态对于预测术后需求和指导手术规划变得愈发重要。本文支持进一步验证利用POCUS测量股四头肌厚度在评估虚弱方面的效用，以作为耗时或昂贵评估方法的替代方案。最终，尽管目前尚无针对虚弱的药物治疗方法，但非药物干预措施（如改善营养不良和认知障碍）可能有助于改善受影响患者的未来手术预后^34,35。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
高频超声探头 (HFL38xp)	SonoSite (FujiFilm)	P16038
低频超声探头 (C35xp)	SonoSite (FujiFilm)	P19617
SonoSite X-porte 超声仪	SonoSite (FujiFilm)	P19220
超声耦合剂	AquaSonic	PLI 01-08