Способ определения индекса мышечной массы на уровне позвонка Th по данным компьютерной томографии при отсутствии информации о росте пациента Российский патент 2023 года по МПК A61B6/03 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике и позволяет определить индекс мышечной массы больного по данным компьютерной томографии при отсутствии информации о росте. Вычисленный таким способом индекс мышечной массы может быть использован для прогноза течения различных заболеваний, риска развития осложений и смертности.

Индекс мышечной массы (ИММ) является суррогатным показателем, позволяющим оценить общую массу скелетных мышц человека, снижение которой является одним из критериев диагностики саркопении. Это заболевание представляет собой прогрессирующее и генерализованное заболевание мышечной ткани, которое ассоциировано с увеличением вероятности неблагоприятных событий, таких, как падения, переломы, малоподвижность и смертность. ИММ может определяться по общепринятой методике согласно европейскому консенсусу рабочей группы от 2018 г. (Cruz-Jentoft A.J., Bahat G., Bauer J. et al. Writing Group for the European Working Group on Sarcopenia in Older People 2 (EWGSOP2), and the Extended Group for EWGSOP2. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis // Age Ageing. 2019. Vol. 48. №1. C. 16-31. https://doi.org/10.1093/ageing/afy169). Для этого необходимо по данным компьютерной томографии на аксиальном срезе на уровне позвонка L3 выделить площадь всех скелетных мышц (SMA - skeletal muscle area, см²), а также иметь данные о росте больного (Н, м). Ниже представлена формула для вычисления ИММ - SMI_L3 (см²/м²):

В литературе различными авторами представлена возможность достоверного определения ИММ и на других уровнях поясничного, а также грудного отдела позвоночника с использованием роста больного (Derstine ВА, Holcombe SA, Ross BE, Wang NC, Su GL, Wang SC. Skeletal muscle cutoff values for sarcopenia diagnosis using T10 to L5 measurements in a healthy US population. Sci Rep. 2018 Jul 27; 8(1):11369. doi: 10.103 8/s41598-018-29825-5.).

Однако, если пациент находится в тяжелом состоянии или в целом отсутствует возможность нахождения в вертикальном положении для измерения роста (неврологические нарушения, заболевания опорно-двигательного аппарата), то определение ИММ по общепринятой методике не представляется возможным. В то же время определение этого показателя может потребоваться у таких больных как в клинической практике, так и при проведении научных исследований, так как он обладает важным прогностическим значением при различных заболеваниях (злокачественный онкологический процесс, хронические заболевания сердечно-сосудистой и респираторной системы, цирроз и др.), а также определяет риск развития послеоперационных осложнений. В частности, доказано, что саркопения является одним из факторов риска тяжелого течения COVID19 и повышенной смертности (Siahaan YMT, Hartoyo V, Hariyanto TI, Kurniawan A. Coronavirus disease 2019 (Covid-19) outcomes in patients with sarcopenia: A meta-analysis and meta-regression. Clin Nutr ESPEN. 2022; 48:158-166. doi:10.1016/j.clnesp.2022.01.016). Таким образом, общепринятая методика, использующая рост пациента, не позволяет определить ИММ при изучении прогностической роли саркопении у ряда больных в том числе с социально значимыми заболеваниями.

В качестве аналога взята общепринятая методика определения ИММ на уровне позвонка L3 с использованием роста пациента (Cruz-Jentoft A.J., Bahat G., Bauer J. et al. Writing Group for the European Working Group on Sarcopenia in Older People 2 (EWGSOP2), and the Extended Group for EWGSOP2. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis // Age Ageing. 2019. Vol. 48. №1. C. 16-31. https://doi.Org/10.1093/ageing/afy169)

Недостатки:

1. необходимы данные KT на уровне позвонка L3 (при проведении КТ органов грудной клетки этот уровень не входит в область сканирования),

2. необходимы данные о росте больного.

Ближайшие аналоги:

1. методика оценки мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ только по площади мышц (Menozzi R, Valoriani F, Prampolini F, et al. Impact of sarcopenia in SARS-CoV-2 patients during two different epidemic waves. Clin Nutr ESPEN. 2022; 47:252-259. doi:10.1016/j.clnesp.2021.12.001; недостаток - отсутствие учета антропометрических параметров пациента не позволяет проводить статистически значимые исследования;

2. методика оценки мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ с использованием роста больного (Nemec U, Heidinger В, Sokas С, Chu L, Eisenberg RL. Diagnosing Sarcopenia on Thoracic Computed Tomography: Quantitative Assessment of Skeletal Muscle Mass in Patients Undergoing Transcatheter Aortic Valve Replacement. Acad Radiol. 2017; 24(9):1154-1161. doi:10.1016/j.acra.2017.02.008; недостаток - необходимы данные о росте больного;

3. методика оценки мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ с использованием длины грудного отдела позвоночника (Башков А.Н., Сушко А.И., Григорьева О.О., Шейх Ж.В., Удалов Ю.Д., Шикунов Д.А. Индекс мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ как прогностический фактор летального исхода у пациентов с пневмонией, вызванной sars-cov2 // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2021. №. 1. С. 49-53. DOI: https://doi.org/10.12737/1024-6177-2021-66-1-49-53); недостатки - измерение длины грудного отдела позвоночника по данным КТ трудоемко, особенно у пациентов со сколиозом, в случае выраженного физиологического кифоза можно ожидать слабую корреляцию длины грудного отдела позвоночника и роста больного.

Задачи:

1. Разработать способ определения ИММ на уровне позвонка Th₁₂ по данным компьютерной томографии с использованием вместо роста пациента высоты грудного отдела позвоночника.

Способ осуществляют следующим образом.

Для решения поставленной задачи предложено определять площадь всех скелетных мышц (SMA - skeletal muss area, см²) на уровне середины тела позвонка Th₁₂ на аксиальном срезе КТ исследования с помощью сегментации с использованием интервала плотности от -29HU до 150HU (рис. 1). Середина тела позвонка Th₁₂ может быть точно установлена в сагиттальной плоскости. В этой же плоскости проводится измерение высоты грудного отдела позвоночника (H_Th1-12, м) как кратчайшее расстояние между наиболее краниально расположенной точкой тела позвонка Th₁ и плоскостью, проходящей перпендикулярно оси сканирования через наиболее каудально расположенную точку тела позвонка Th₁₂ (рис. 2). В итоге индекс мышечной массы SMI_Th12 (см²/м²) вычисляется по формуле:

Коэффициент 100 в формуле необходим для удобства оперирования данными, так как позволяет получать целые числа.

По отношению к ближайшим аналогам заявляемый способ имеет следующие преимущества:

- появляется возможность определения индекса мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ при отсутствии данных о росте больного, когда он по различным медицинским причинам не может принять вертикальное положение;

- появляется возможность определения индекса мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ у пациентов, которым проводились как КТ органов грудной клетки, так и брюшной полости, так как уровень позвонка Th₁₂ входит в область сканирования в обоих случаях;

- определение индекса мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ с использованием только данных КТ позволяет использовать предложенный метод как основу для создания программного обеспечения для определения ИММ с помощью «машинного зрения» на основе возможностей искусственного интеллекта.

Заявляемый способ определения индекса мышечной массы апробирован клинически.

В случайном порядке была набрана группа из 257 пациентов (120 мужчин и 137 женщин) в возрасте от 36 до 86 лет, которым было проведено КТ органов грудной клетки и брюшной полости. Каждому пациенту были определены ИММ на уровне позвонка Th₁₂ с использованием высоты грудного отдела позвоночника согласно разработанной нами методике и роста. Также определялся ИММ по общепринятой методике на уровне позвонка L3 с использованием роста больного. В результате продемонстрирована очень высокая степень корреляции между ИММ на уровне позвонка Th₁₂ с использованием высоты грудного отдела позвоночника (предложенная нами методика) и роста (r=0,947, р<0,001), что подтверждает возможность использования вместо роста пациента высоты грудного отдела позвоночника. Также высокая степень корреляции выявлена между ИММ на уровне позвонка Th₁₂ с использованием высоты грудного отдела позвоночника (предложенная нами методика) и ИММ на уровне позвонка L3 (общепринятый аналог) (r=0,778, р<0,001).

Разработанный способ в виду своей эффективности и относительной простоте исполнения может служить альтернативой методикам определения индекса мышечной массы с использованием роста пациентов, у которых невозможно измерить рост или при проведении научных исследований на основе большого количества данных КТ при отсутствии информации о росте больных.

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике, и может быть использовано для определения индекса мышечной массы. Определяют площадь скелетных мышц, измеренную на аксиальном срезе компьютерной томографии на уровне середины тела позвонка Тh12. Затем определяют высоту грудного отдела позвоночника на сагиттальных срезах компьютерной томографии как кратчайшее расстояние между наиболее краниально расположенной точкой тела позвонка Th₁ и плоскостью, проходящей через наиболее каудально расположенную точку тела позвонка Th₁₂ перпендикулярно оси сканирования. Затем, с учетом полученных показателей, определяют индекс мышечной массы по заданной формуле. Способ позволяет определить индекс мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ по данным компьютерной томографии при отсутствии данных о росте больного за счет совокупности приёмов заявленного изобретения. 2 ил.

Способ определения индекса мышечной массы на уровне позвонка Th₁₂ по данным компьютерной томографии, включающий определение площади скелетных мышц на уровне середины тела позвонка Th₁₂ (SMA_Th12) в см², отличающийся тем, что осуществляют измерение высоты грудного отдела позвоночника (H_Th1-12) в метрах как кратчайшее расстояние между краниально расположенной точкой тела позвонка Th₁ и плоскостью, проходящей перпендикулярно оси сканирования через каудально расположенную точку тела позвонка Th₁₂, при этом индекс мышечной массы (SMI_Th12) определяют по формуле

.