СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ САРКОПЕНИИ У ПАЦИЕНТОВ ПОЖИЛОГО И СТАРЧЕСКОГО ВОЗРАСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ ПО ДАННЫМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЯМОЙ МЫШЦЫ ЖИВОТА Российский патент 2023 года по МПК A61B5/107 A61B8/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к гериатрии, и может использоваться для определения снижения общей мышечной массы тела, соответствующей саркопении, при ультразвуковом исследовании прямой мышцы живота.

Саркопения - это синдром, характеризующийся прогрессирующей генерализованной потерей массы, силы и работоспособности скелетных мышц с риском неблагоприятных исходов, таких как инвалидность, низкое качество жизни и смерть (Alfonso J. Cruz-Jentoft, Jean Pierre Baeyens, et al., 2010). Это состояние увеличивает риск падений и переломов, ассоциируется с заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, когнитивными нарушениями, утратой независимости и необходимости в долгосрочном уходе. В настоящее время саркопения официально признана мышечным заболеванием с диагностическим кодом МКБ-10-МС, который может использоваться для выставления счетов за лечение в некоторых странах (Vellas, В., Fielding, R.A., Bens, С.et al., 2018).

В своем определении 2018 года European Working Groupon Sarcopeniain Older People (EWGSOP-2) в качестве основного критерия саркопении использует снижение мышечной силы, как наиболее надежного показателем мышечной функции. В частности, при обнаружении низкой мышечной силы может быть констатировано наличие вероятной саркопении. Для верификации диагноза обязательно подтверждение снижения общей массы скелетной мускулатуры (Alfonso J Cruz-Jentoft, Gϋlistan Bahat, Jϋrgen Bauer, et al., 2019). До определенной стадии саркопения вполне обратима, за исключением возрастных инволютивных изменений. Ее своевременное выявление позволяет предпринять комплекс мер, направленных на сохранение мышечной силы и функции с целью снижения частоты таких неблагоприятных событий, как падения, переломы, инвалидность и преждевременная смерть.

В связи с этим актуальным является внедрение в повседневную клиническую практику простого, но при этом высокочувствительного метода диагностики саркопении.

В настоящее время существует несколько лучевых методов оценки общей массы скелетных мышц, которая может быть представлена следующими параметрами: общая масса скелетных мышц тела, аппендикулярная масса скелетных мышц, площадь поперечного сечения определенных мышечных групп или участков тела.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) и компьютерная томография (КТ) считаются золотыми стандартами для неинвазивной оценки количества мышц. (Beaudart, С., Мс Closkey, Е., Bruyere, О. et al., 2016).Благодаря высокой контрастности и хорошему разрешению изображения данные методики хорошо зарекомендовали себя при оценке структуры и состава тканей. Однако на сегодняшний день не существует общепринятого протокола оценки скелетных мышц. Ряд авторов оценивают с этой целью среднюю треть бедра, другие - паравертебральные мышц или поперечные срезы брюшной полости. Кроме того, однозначно не определены пороговые значения низкой мышечной массы для этих методик (Масенко В.Л., Коков А.Н., Григорьева И.И., и др., 2019).

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, метод оценки мышечной и жировой ткани с учетом разницы величины поглощения рентгеновских лучей, путем измерения ослабления двух пиков энергии излучения, является более точным инструментом для неинвазивного определения общей массы безжировой ткани тела (массы аппендикулярных скелетных мышц) (Buckinx F., Landi F., CesariM, et al., 2018). Однако необходимо учитывать, что база референсных значений скелетно-мышечного индекса, принятая в качестве контроля, представлена значениями молодой популяции, которая у разных производителей может различаться в зависимости от этнической принадлежности и региона проживания. Так же, как и в методиках МРТ и КТ отсутствуют общепринятые пороговые значения мышечной массы для половозрастных групп. Все эти несоответствия ограничивают возможность сравнения результатов измерений, полученных на разных сканерах (Масенко В.Л., Коков А.Н., Григорьева И.И., и др., 2019).

К общим недостаткам приведенных выше методов так же можно отнести высокую стоимость и ограниченную доступность оборудования, трудоемкость, необходимость обучения персонала, необоснованную лучевую нагрузку и невозможность в связи с этим проведения динамического наблюдения за пациентом.

Биоимпедансный анализ (БИА) - метод оценки состава тела, принцип которого заключается в определении электрического импеданса электрического тока, проходящего через тело. Электрический импеданс состоит из двух компонентов. Первый компонент - сопротивление, определяемое мерой общего содержания воды в организме. Второй компонент - реактивное сопротивление, создаваемое двойным слоем клеточных мембран всех клеток, влияющих на обмен веществ в организме (например, мышцы, внутренние органы, нервная система). Расчет компартментов тела (безжировая масса, масса скелетных мышц и аппендикулярная скелетная масса) производится на основании прогностических уравнений регрессии.

Параметры БИА в значительной степени зависят от многих факторов ограничивающих его широкое применение, главными из которых являются вес, рост, положение туловища и конечностей во время исследования, употребление пищи и напитков, уровень физической активности до измерения, прием препаратов, влияющих на водно-электролитный баланс, кожные заболевания. (Walter-Kroker, A., Kroker, A., Mattiucci-Guehlke, М. et al., 2011).

Альтернативой вышеописанным методикам может служить ультразвуковое исследование (УЗИ) мышц. Оценка массы скелетных мышц, выполненная с помощью ультразвука, демонстрирует высокий уровень корреляции с результатами, полученными при КТ и МРТ (Масенко В.Л., Коков А.Н., Григорьева И.И., и др., 2019). В настоящее время разработано два ультразвуковых протокола для количественного определения массы аппендикулярной мышечной ткани у здоровых лиц, валидизированных лучевыми методами:

1. Протокол с измерением девяти участков тела (три точки измерения на верхней конечности, по одной точке на передней брюшной стенке и подлопаточной области, живот, четыре точки измерения на нижней конечности), разработанный на японской популяции детей 6-12 лет и взрослых 18-61 года (Sanada, K., Kearns, C.F., Midorikawa, Т. et al., 2006; Midorikawa, Т., Ohta, M., Hikihara, Y., et al., 2015).

2. Протокол с измерением четырех участков тела (прямые мышцы бедра и промежуточные широкие мышцы бедра обеих нижних конечностей), разработанный на студентах университета Ватерлоо (University of Waterloo) (Paris МТ, Lafleur В, Dubin JA, et al., 2017).

Общая идея данных работ заключается в оценке общей мышечной массы с помощью МРТ с получением смежных аксиальных сканов толщиной 10 мм от первого шейного позвонка до голеностопных суставов, с последующим расчетом массы скелетных мышц путем суммирования оцифрованных площадей поперечного сечения мышц и преобразованиях в единицы массы (кг), либо с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии с последующим расчетом безжировой массы верхних и нижних конечностей. Затем всем участникам проводилось ультразвуковое измерение толщины мышц в строго определенном положении с применением ремней, фиксирующих строго определенную позу обследуемого, и определением анатомических ориентиров для точек сканирования с использованием сантиметровых измерительных лент. По результатам измерений рассчитывались регрессионные модели прогнозирования мышечной массы, которые во всех исследованиях продемонстрировали высокую чувствительностью, специфичность и степень согласованности результатов.

И хотя перечисленные ультразвуковые методики, в отличие от рентгенологических, имеют такие неоспоримые преимущества, как простота использования, низкая стоимость, отсутствие лучевой нагрузки и возможность многократно использования с целью динамической оценки, рекомендовать их для клинического использования с целью диагностики саркопении не представляется возможным по ряду причин. Во-первых, пороговые значения были разработаны на небольшой выборке для лица детского, молодого и среднего возраста, без учета людей пожилого и старческого возраста. Во-вторых, серьезным ограничением являются этнические особенности соматометрических параметров участников представленных работ. И, наконец, высокая трудоемкость, необходимость учитывать строгие анатомические ориентиры и большое количество измерений повышает погрешность и снижает воспроизводимость результатов исследований (Casey Р, Alasmar М, McLaughlin J, etal., 2022).

Таким образом, проведенный поиск научной и патентной информации свидетельствует о высокой актуальности проблемы, требующей разработки широкодоступного метода выявления пациентов с саркопенией, обладающего высокой чувствительностью и специфичностью.

Целью заявляемого способа является скрининговая оценка массы поперечно-полосатой мускулатуры тела с целью выявления пациентов с саркопенией.

Сущность предлагаемого способа заключается в измерении толщины прямой мышцы живота при ультразвуковом сканировании мягких тканей передней брюшной стенки с последующим расчетом массы поперечнополосатой мускулатуры тела с учетом возраста пациента и отнесение его к категории лиц с нормальной мышечной массой (без саркопении) или лиц со сниженной мышечной массой (с наличием саркопении).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Обследуемого человека кладут на горизонтальную кушетку на спину, ноги выпрямляют, руки кладут вдоль туловища. На ультразвуковом аппарате включают режим для исследования мягких тканей со стандартными параметрами сканирования. Подключают линейный датчик с частотой 5-12 МГц. На кожу передней брюшной стенки наносят гель для ультразвуковых исследований. Сканирующую поверхность датчика устанавливают в аксиальной плоскости над проекцией правой прямой мышцы живота на 2-3 см выше пупка перпендикулярно поверхности кожи. На мониторе в В-режиме визуализируют кожу, подкожную клетчатку, сухожильное влагалище прямой мышцы живота (передний и задний листки), прямую мышцу живота, брюшную полость (Фиг. 1), где 1 - сухожильные перемычки прямой мышцы живота; 2 - брюшко прямой мышцы живота; 3 - эхографическое изображение кожи; 4 - эхографическое изображение подкожной клетчатки; 5 - эхографическое изображение переднего листка сухожильного влагалища прямой мышцы живота; 6 - эхографическое изображение брюшка прямой мышцы живота; 7 - эхографическое изображение заднего листка сухожильного влагалища прямой мышцы живота; 8 - эхографическое изображение брюшной полости.

После этого выполняют скользящие движения датчиком вверх и вниз, оценивают брюшко прямой мышцы живота между сухожильным перемычками. При выполнении сканирования сохраняют положение датчика перпендикулярно относительно поверхности кожи. После обнаружения места максимальной толщины мышечного брюшка систему переводят в режим стоп-кадра и проводят измерение. Толщину прямой мышцы живота определяют как максимальное расстояние между двумя точками: первая - на границе прямой мышцы живота и переднего листка ее сухожильного влагалища (точка А), вторая - на границе прямой мышцы живота и заднего листка ее сухожильного влагалища (точка В) (Фиг. 2).

Прогнозирование вероятности наличия у пациента саркопении проводят с использованием уравнения логистической регрессии, имеющего следующий вид:

р=1/(1+е^-у);

у=5,34-Х_{возраст}*0,197+Х_ТПМЖ*1,476,

где р - вероятность того, что у обследуемого нормальная мышечная масса;

е - основание натуральных логарифмов 2,7182… (число Эйлера);

у - уравнение регрессии;

Х_{возраст} - возраст обследуемого, лет;

Х_ТПМЖ ^_ толщина прямой мышцы живота, мм.

Исходя из значений регрессионных коэффициентов, вероятность прогнозирования нормальной мышечной массы (отсутствия саркопении) имеет прямую связь с толщиной прямой мышцы живота и обратную с возрастом обследуемого.

С целью оценки качества рассчитанного уравнения логистической регрессии, проведен ROC-анализ полученной модели. При этом AUC составила 0,961±0,16 с 95% ДИ: 0,93-0,992. Полученная модель статистически значима (р<0,001). В соответствии с методом максимального индекса Юдена, порог классификации составил 0,651 при чувствительности 90,4% и специфичности 93,3%.

Таким образом, при значении р≥0,651 определяют нормальную мышечную массу (то есть отсутствие саркопении), а при р<0,651 определяют сниженную мышечную массу (то есть наличие саркопении).

В настоящее время разработанный способ диагностики саркопении апробирован в Смоленском областном государственном бюджетном учреждении «Кардымовский дом-интернат для престарелых и инвалидов» и продемонстрировал хорошие результаты в когорте пациентов пожилого и старческого возраста, что подтверждается следующими клиническими примерами:

Пример 1.

Пациент С. 76 лет мужского пола с ростом 162 см и массой тела 72,1 кг. При проведении ультразвукового исследования мягких тканей передней брюшной стенки толщина прямой мышцы живота (ТПМЖ) у него составила 5,9 мм. При расчете вероятности наличия саркопении по предлагаемой модели, обсуждаемый показатель оказался равным 0,519, что ниже точки отсечения 0,651, следовательно высока вероятность снижения у пациента мышечной массы и наличия саркопении. По данным биоимпедансного анализа, мышечная масса у данного пациента составила 7,2 кг/м при норме для лиц мужского пола 10,75 кг/м и более (Cruz-Jentoft A J, Baeyens J Р, Bauer J М, et al., 2010), а динамометрия доминантной кисти составила 21,1 кг, при норме для лиц мужского пола 27 кг и более (Alfonso J Cruz-Jentoft, Gϋlistan Bahat, Jϋrgen Bauer, et al., 2019) что подтверждает наличие у него саркопении по критериям EWGSOP-2.

Пример 2.

Пациентка М. 77 лет женского пола с ростом 155 см и массой тела 45,9 кг. При проведении ультразвукового исследования мягких тканей передней брюшной стенки толщина прямой мышцы живота (ТПМЖ) у нее составила 8,3 мм. При расчете вероятности наличия саркопении по предлагаемой модели, обсуждаемый показатель оказался равным 0,703, что выше точки отсечения 0,651, следовательно высока вероятность наличия у пациентки нормальной мышечной массы и отсутствия саркопении. По данным биоимпедансного анализа, мышечная масса у данной пациентки составила 9,39 кг/м при норме для лиц женского пола 6,75 кг/м и более (Cruz-Jentoft AJ, Baeyens JP, Bauer JM, etal., 2010), а динамометрия доминантной кисти составила 19,3 кг, при норме для лиц женского пола 16 кг и более (Alfonso J Cruz-Jentoft, Gϋlistan Bahat, Jϋrgen Bauer, et al., 2019), что исключает наличие у нее саркопении по критериям EWGSOP-2.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков, а также использованию их в совокупности и в определенной последовательности действий, можно сделать вывод о соответствии заявляемого способа изобретательскому уровню.

Предлагаемый способ диагностики, в отличие от имеющихся, обладает следующими отличительными признаками:

1. Проводится измерение всего одной мышцы, что обеспечивает сокращение времени исследования и уменьшает погрешность измерений.

2. При оценке мышечной массы учитывается возраст пациента, который имеет важное значение в естественной инволюции мышечной ткани стареющего организма.

3. Прогнозирование наличия у пациента саркопении проводится по формуле, рассчитанной по результатам множественного логистического регрессионного анализа, с характеристикой чувствительности 90,4% и специфичности 93,3% (площадь под ROC-кривой 0,961 - отличное качество модели).

4. Позволяет быстро и эффективно выявлять пациентов, нуждающихся в комплексной диагностике саркопении.

Ограничением предлагаемого способа является невозможность оценить абсолютную мышечную массу и степень тяжести саркопении. Способ разрабатывался на когорте пациентов пожилого и старческого возраста, поэтому возможность применения предлагаемой формулы на лицах среднего и молодого возраста требует дополнительного изучения.

Изобретение относится к медицине, а именно к гериатрии, и может использоваться для определения снижения общей мышечной массы тела, соответствующей саркопении. Проводят ультразвуковое исследование прямой мышцы живота. Измеряют толщину прямой мышцы живота и рассчитывают с учетом возраста коэффициент вероятности наличия у пациента саркопении по оригинальной формуле. При значении расчетного коэффициента 0,651 и более определяют нормальную мышечную массу - отсутствие саркопении, а при его значении ниже 0,651 определяют сниженную мышечную массу - наличие саркопении. Способ позволяет повысить точность диагностики саркопении у пациентов пожилого и старческого возраста путем ультразвукового исследования только прямой мышцы живота за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 2 ил., 2 пр.

Способ диагностики саркопении у пациентов пожилого и старческого возраста с использованием количественной оценки мышечной ткани по данным ультразвукового исследования прямой мышцы живота, заключающийся в измерении толщины прямой мышцы живота в месте максимальной толщины ее мышечного брюшка с последующим расчетом с учетом возраста коэффициента вероятности наличия у пациента саркопении по формуле

р=1/(1+е^-у);

у=5,34-Х_{возраст}*0,197+Х_ТПМЖ*1,476,

где р - вероятность того, что у обследуемого нормальная мышечная масса;

е - основание натуральных логарифмов 2,7182, число Эйлера;

у - уравнение регрессии;

Х_{возраст} - возраст обследуемого, лет;

Х_ТПМЖ - толщина прямой мышцы живота, мм,

при значении р≥0,651 определяют отсутствие саркопении, а при р<0,651 определяют наличие саркопении.