СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ САРКОПЕНИИ У БОЛЬНЫХ С МОРБИДНЫМ ОЖИРЕНИЕМ Российский патент 2024 года по МПК A61B6/00 A61B5/107 

Область техники

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и может быть использовано для определения замещения мышечной ткани на жировую у больных с морбидным ожирением, другими метаболическими расстройствами по данным компьютерной томографии.

Уровень техники

Саркопения - прогрессирующее, генерализированное заболевание скелетных мышц, сопровождающиеся потерей мышечной массы. Европейский консенсус определяет, ее как сложный клинический синдром, который включает в себя уменьшение мышечной массы, и силы, которые приводят к снижению физической работоспособности [Cruz-Jentoft AJ, Bahat G, Bauer J, etc; Writing Groupforthe European Working Groupon Sarcopeniain Older People 2 (EWGSOP2), and the Extended Groupfor EWGSOP2. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age Ageing. 2019 Jan 1;48(1):16-31. doi: 10.1093/ageing/afy169. Erratum in: Age Ageing. 2019 Jul 1; 48(4):601. PMID: 30312372; PMCID: РМС6322506].Степень саркопении важно определять для выбора тактики лечения у больных с метаболическими расстройствами, включая морбидное ожирение.

Для диагностики саркопениии спользуются биоимпедансный анализ (БИА), ультразвуковая диагностика (УЗИ), компьютерная томография (КТ), двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA), магнитно-резонансная томография (MPT) [Tagliafico AS, Bignotti B, Torri L, Rossi F. Sarcopenia: howtomeasure, whenandwhy. Radiol Med. 2022 Mar; 127(3):228-237. doi: 10.1007/s11547-022-01450-3. Epub 2022 Jan 18. PMID: 35041137; PMCID: РМС8960583]. Компьютерная томография - это метод выбора неинвазивного определения саркопении, которая более точно отражает распределение мышечной ткани в теле человека [Роль компьютерной томографии в диагностике саркопении / Е.В. Шеберова, Н.К. Силантьева, Т.А. Агабабян [и др.] // Сибирский онкологический журнал. - 2023. - Т. 22, №3. - С. 125-133. - DOI 10.21294/1814-4861-2023-22-3 -125-133.- EDN В JPZRA].

Стоит отметить, что объективная оценка мышечной массы при проведении БИА и DXA затруднена, ввиду сканирования тела, которое не оценивает отдельные группы мышц, а так же попадание в зону интереса паренхиматозных органов и возможно приводит к ложноотрицательным результатам в диагностике cap Konemoif Cheng KY, Chow SK, Hung VW, Wong CH, Wong RM, Tsang CS, Kwok T, Cheimg WH. Diagnosis of sarcopenia by evaluating skeletal muscle mass by adjusted bioimpedance analysis validated with dual-energy X-ray absorptiometry. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2021 Dec; 12(6):2163-2173. doi: 10.1002/jcsm.12825. Epub 2021 Oct 4. PMID: 34609065; PMCID: РМС8718029].

Ультразвуковое сканирование определяет изменения качественных характеристик мышечной ткани, таких как фиброз. Однако, отсутствие достоверной воспроизводимости количественной оценки мышечной массы и операторозависимость ограничивает метод в использовании [Zhao R, Li X, Jiang Y, Su N, Li J, Kang L, Zhang Y, Yang M. Evaluationof Appendicular Muscle Massin Sarcopeniain Older Adults Using Ultraso nography: A Systematic Reviewand Meta-Analysis. Gerontology.

2022;68(10):1174-1198. doi: 10.1159/000525758. Epub 2022 Jul 25. PMID: 35878591; PMCID: РМС9677864].Магнитно-резонансная томография четко дифференцирует мышечную и жировую ткань, тем не менее, это дорогостоящее исследование, которое требует большего технического опыта, а получение изображений занимает длительное время [Liu J, Tang H, Lin T, Wang J, Cui W, Xie C, Wang Z, Chen Y, Chen X. Sarcopenia assessed by computed tomographyor magnetic resonance imaging is associated with the loss of response to biologic therapies in adult patients with Crohn's disease. Clin Transl Sci. 2023 Aug 24. doi: 10.1111/cts.13621. Epubaheadofprmt. PMID: 37621024.].

Известен способ определения саркопении с использованием количественной оценки мышечной ткани по данным компьютерной томографии грудной клетки, характеризующийся тем, что осуществляют количественную оценку мышечной ткани по данным изображений, ориентированных в аксиальной плоскости, полученных при выполнении бесконтрастной компьютерной томографии. При этом, используя три последовательных компьютерных томографических изображения грудной клетки на уровне межпозвоночного диска Th8-9, измеряют на каждом из трех последовательных аксиальных изображений площадь m. latissimusdorsi, m.scalenusanteriordorsi, m.intercostalesexterni, m.erectorspinae, m.trapezius, с учетом интервала плотностных характеристик мышечной ткани в пределах от -29 HU до +150 HU. Рассчитывают мышечный индекс тела (МИТ, см²/м²) как отношение среднего арифметического значения площади мышечной ткани трех измерений (см²) к квадрату роста пациента (м²). Саркопению определяют у пациента при значении МИТ менее 33,85 см²/м² у испытуемого лица мужского пола и менее 24,85 см²/м² у лица женского пола [Патент РФ №2754291С1, 2021]. Недостатком способа, выявленным в процессе практического применения в клинике на клиническом материале, является необходимость целенаправленного выполнения компьютерной томографии грудной клетки. Также представлено большое количество переменных без учета хода мышечных волокон.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ определения саркопении с использованием площади мышечной ткани на уровне поясничного позвонка L3 по данным компьютерной томографии со следующим за этим определением показателя скелетно-мышечного индекса (СМИ). Метод представляет собой неинвазивную методику, основанную на получении изображения тела человека на уровне L3 поясничного позвонка путем КТ-сканирования. Далее проводится измерение площади поперечнополосатой мускулатуры, включающей в себя m. psoasmajor, m. erectorspinae, m. quadratuslumborum, m. obliquusexternusabdominis, m. obliquusinternusabdominis, m. transversusabdominis, m. rectusabdominis. Суммарная площадь всех пикселей в плотностном окне от -29 HU до+150 HU делится на квадрат показателя роста испытуемого и, таким образом, определяется показатель, характеризующий общую мышечную массу тела - скелетно-мышечный индекс (СМИ). Расчетный показатель СМИ имеет пороговые значения для лиц мужского (52,4 см²/м²) и женского (38,5 см²/м²) пола, ниже которых значения СМИ соответствуют саркопении, как патологическому состоянию, при котором доля мышечной массы в композиционном составе тела отклоняется в сторону уменьшения от средних значений здоровой взрослой популяции на два и более стандартных отклонения [Prado C.M., LieffersJ.R., McCargarLJ., etal. Prevalence and clinical implications of sarcopenic obesity in patients with solid tumours of the respiratory and gastrointestinal tracts: a population-based study. Lancet Oncol.2008; 9(7):629-635. doi:10.1016/S1470-2045(08)70153-0].

Однако метод имеет недостаток, связанный с большим количеством переменных, представленных в виде выбора площади 8 мышц, а также без учета хода мышечных волокон. Но, тем не менее, данная методика рассматривается как наиболее точная и воспроизводимая и, по сути, является «золотым стандартом» изучения количественных характеристик мышечной ткани при выполнении научно-исследовательской работы.

Раскрытие изобретения Задачей изобретения является разработка доступного, эффективного и воспроизводимого способа диагностики саркопении у больных с морбидным ожирением путем количественной оценки поперечнополосатой мышечной ткани на основании данных, получаемых при прицельном бесконтрастном компьютерном томографическом исследовании грудинно-ключично-сосцевидной мышцы.

Технический результат при использовании изобретения повышение точности диагностики за счет учета плотности мышечной ткани, а также уменьшения количества переменных, представленных в виде выбора площади мышечных массивов.

Предлагаемый способ диагностики саркопении у больных с морбидным ожирением осуществляется следующим образом. Перед началом процедуры сканирования измеряют рост (м) и массу тела (кг) пациента. Пациента располагают на столе КТ-томографа в положении на спине. Путем движения стола пациента перемещают в томограф.

Выполняют КТ-исследования области головы и шеи с использованием 128-срезового компьютерного томографа GE Optima СТ 660. Параметры сканирования стандартные: напряжение на трубке 120 кВ, ток в трубке 200 мА, с форматом матрицы 512×512 и толщиной среза 1.25 мм. При этом дозовая нагрузка DLP (мГр) составляет в среднем 1108,9 мГр, эффективная доза в среднем составляла 1.66 м³в.

В качестве целевых изображений определяют срез толщиной 1.25 мм на уровне С2 позвонка, визуализируют поперечные срезы грудино-ключично-сосцевидной мышцы с обеих сторон, выровненные по оси мышцы. Полученные целевые изображения обрабатывают на мультимодальной рабочей станции с использованием стандартных пактов программного обеспечения для морфометрического анализа - определения площади и плотности выделенного участка. Для этого последовательно на срезе выбранного изображения шеи на уровне С2 позвонка с использованием программного инструмента электронного маркера обводят наружный контур грудино-ключично-сосцевидной мышцы на данном уровне с обеих сторон. После подтверждения границ зоны интереса программа измеряет площадь, представляющую собой площадь мышцы, измеренную в мм² и плотность выделенного участка, измеренную в единицах HU.

Полученные показатели площади мышечной ткани с каждой стороны суммируют и определяют среднее арифметическое значение данного показателя, количественно характеризующее мышечную ткань на данном уровне.

Определение плотности биологической ткани первично проводят в единицах Хаунсфилда, затем определяют соответствующие значения физической плотности в единицах СИ по формуле ρ=K-ΔHU+ρ воздуха, где K=(ρ воды - ρ воздуха):1024; ΔHU - абсолютные приращения значений рентгенологической плотности для всех структур в единицах Хаунсфилда от условного нуля, совпадающего с HU=-1024, рвоздуха=1,29-10^-3 г/см³. Полученные показатели плотности мышечной ткани с каждой стороны суммируют и определяют среднее арифметическое значение.

Затем определяют расчетный показатель, характеризующий саркопению у больных морбидным ожирением, по формуле:

Индекссаркопении=(ρ мышцы ⋅ S мышцы ⋅ h) / m,

где:

ρ мышцы - средняя плотность мышечной ткани с обеих сторон, S мышцы - средняя площадь мышечной ткани с обеих сторон, h - рост пациента, m - масса тела.

При значении индекса саркопении меньше или равном 15 диагностируют саркопению.

Изобретение иллюстрируется следующими фигурами: на фиг. 1-2 представлена компьютерная томография пациента по примеру 1, на которой определены границы грудинно-ключично-сосцевидной мышцы слева и справа соответственно на уровне С2 позвонка, выровненные по оси мышцы. На фиг. 3-4 представлена компьютерная томография пациента по примеру 2, на которой определены границы грудинно-ключично-сосцевидной мышцы слева и справа соответственно на уровне С2 позвонка, выровненные по оси мышцы. На фиг. 5-6 представлена компьютерная томография пациента по примеру 3, на которой определены границы грудинно-ключично-сосцевидной мышцы слева и справа соответственно на уровне С2 позвонка, выровненные по оси мышцы.

Предлагаемый способ диагностики саркопении у больных с морбидным ожирением основан на результатах исследования, выполненного на базе Клиники ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России.

В исследование вошло 30 пациентов (20 женщин, 10 мужчин), проходивших обследование и стационарное лечение в хирургическом отделении Клиники БГМУ.

Критериями включения явились: возраст больных от 25 до 70 лет, ИМТ более 35 кг/м².

Средний возраст выборки составил 45-47 лет. Всем пациентам выполнялась стандартная МСКТ органов головы или шеи без контрастирования на 1.25 - срезовом компьютерном томографе GE Optima СТ 660 со следующими параметрами: толщина среза - 1.25 мм, матрица изображения 512×512, напряжение на трубке - 120 кВ, сила тока - 200 мАс.

После завершения исследования, для оценки мышечной ткани, изображения на уровне С2 шейного позвонка обрабатывались на мультимодальной рабочей станции с использованием стандартных пактов программного обеспечения для морфометрического анализа - определения площади и плотности выделенного участка.

Постпроцессинговая обработка осуществлялась двумя независимыми врачами-специалистами. Визуализируется поперечный срез грудино-ключично-сосцевидной мышцы, выравненный по оси мышцы. Далее последовательно на срезе выбранных изображений на уровне С2 позвонка с использованием программного инструмента электронного маркера обводится наружный контур грудино-ключично-сосцевидной мышцы. После подтверждения границ зоны интереса программа измеряет площадь, представляющую собой площадь мышцы, измеренную в мм² и плотность выделенного участка, измеренную в единицах HU. Результаты исследования представлены в таблице.

Осуществление изобретения

Сущность изобретения поясняется следующими клиническими примерами.

Пример 1. Пациент К., женщина, 60 лет. Рост 160 см, вес 90 кг, ИМТ 35.16. По данным МСКТ шеи у пациента значение показателя площади и плотности грудино-ключично-сосцевидной мышцы составили соответственно слева - 216 mm2, 35.2 HU (Фиг. 1), справа - 205.7mm2, 43.9 HU (Фиг. 2). На основе полученных данных определяют соответствующие значения физической плотности в единицах СИ, далее рассчитывают индекс саркопении, который в данном случае составил 15, что свидетельствует о наличии мышечной атрофии в организме у пациента и замещение ее жировой тканью, что и является саркопеническим ожирением. У больной был определен скелетно-мышечный индекс, равный 38.1 см2/м2, а так же проведена гистологическая диагностика мышечной ткани, где выявлены признаки атрофии, что свидетельствует о наличии саркопении.

Пример 2. Пациент Н., женщина, 50 лет. Рост 156 см, вес 98 кг, ИМТ 40.27. По данным МСКТ шеи у пациента значение показателя площади и плотности грудино-ключично-сосцевидной мышцы составили соответственно слева - 185.5mm2, 19 HU (Фиг. 3), справа - 253.4mm2, 13.6 HU (Фиг. 4). На основе полученных данных определяют соответствующие значения физической плотности в единицах СИ, далее рассчитывают индекс саркопении, который в данном случае составил 6.02, что свидетельствует о наличии мышечной атрофии в организме у пациента и замещение ее жировой тканью, что и является саркопеническим ожирением. У больной был определен скелетно-мышечный индекс, равный 33.6 см2 /м2, а так же проведена гистологическая диагностика мышечной ткани, где выявлены признаки атрофии, что свидетельствует о наличии саркопении.

Пример 3. Пациент Б., мужчина, 49 лет. Рост 160 см, вес 96 кг, ИМТ 37.5. По данным МСКТ шеи у пациента значение показателя площади и плотности грудино-ключично-сосцевидной мышцы составили соответственно слева - 281.9mm2, 38 HU (Фиг. 5), справа - 244.7mm2, 45.0 HU (Фиг. 6). На основе полученных данных определяют соответствующие значения физической плотности в единицах СИ, далее рассчитывают индекс саркопении, который в данном случае составил 18.3, что свидетельствует об отсутствии мышечной атрофии в организме у пациента. У больного был определен скелетно-мышечный индекс, равный 55.1 см2 /м2, а так же проведена гистологическая диагностика мышечной ткани, где не было выявлено признаков атрофии, что свидетельствует об отсутствии саркопении.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и может быть использовано для определения замещения мышечной ткани на жировую у больных с морбидным ожирением по данным компьютерной томографии. Проводят бесконтрастную компьютерную томографию, измеряют плотность и площадь грудинно-ключично-сосцевидной мышцы с обеих сторон на поперечном срезе на уровне второго шейного позвонка, выровненном по оси мышцы. Затем вычисляют индекс саркопении по формуле: индекс саркопении = (ρ мышцы ⋅ S мышцы ⋅ h) / m, где: ρ мышцы - средняя плотность мышечной ткани с обеих сторон, S мышцы - средняя площадь мышечной ткани с обеих сторон, h - рост пациента, m - масса тела. При значении индекса саркопении меньше или равном 15 диагностируют саркопению. Использование изобретения обеспечивает повышение точности диагностики за счет учета плотности мышечной ткани, а также уменьшения количества переменных, представленных в виде выбора площади мышечных массивов. 6 ил., 1 табл., 3 пр.

Способ диагностики саркопении у больных морбидным ожирением, включающий проведение бесконтрастной компьютерной томографии с измерением площади мышцы, отличающийся тем, что проводят измерение рентгеновской плотности и площади грудинно-ключично-сосцевидной мышцы с обеих сторон на поперечном срезе на уровне второго шейного позвонка, вычисляют физическую плотность грудинно-ключично-сосцевидной мышцы с обеих сторон на основе значений рентгеновской плотности, после чего вычисляют индекс саркопении по формуле:

индекс саркопении = (ρ мышцы ⋅ S мышцы ⋅ h) / m,

где:

ρ мышцы – средняя физическая плотность мышечной ткани с обеих сторон,

S мышцы – средняя площадь мышечной ткани с обеих сторон,

h – рост пациента,

m – масса тела,

и при значении индекса саркопении меньше или равном 15 диагностируют саркопению.