Vergelijking van computertomografiegegevens met routinematige metingen met betrekking tot de bot- en spiergezondheid van ouderen (SARCATAR)

Leeftijdsgebonden spierafbraak en botverlies zijn belangrijke uitdagingen voor de volksgezondheid die van invloed zijn op de mobiliteit en onafhankelijkheid van ouderen. Sarcopenie, een afname van de spierkracht en -massa, verhoogt het valrisico, vooral bij personen met dementie of cognitieve stoornissen. Dit leidt tot complicaties, verminderde onafhankelijkheid en verminderde kwaliteit van leven. Osteoporose verhoogt het risico op fracturen door vallen of spontaan, waardoor een vroege diagnose en preventie noodzakelijk zijn.

Ondanks effectieve behandelingen voor sarcopenie, zoals een eiwitrijk dieet en krachttraining, blijft de aandoening onderkend vanwege diagnostische uitdagingen. Gebruikelijke methoden zoals het meten van de handkracht zijn problematisch voor mensen met reumatische aandoeningen of de ziekte van Parkinson, en leveren vaak onnauwkeurige resultaten op. Andere methoden, zoals het meten van de beenkracht en loopsnelheid, vereisen coördinatie en evenwicht, wat moeilijk kan zijn voor mensen met dementie of een visuele beperking. Er is behoefte aan op maat gemaakte diagnostische oplossingen voor diverse vergrijzende bevolkingsgroepen.

Botmineraaldichtheid (BMD) is cruciaal voor het beoordelen van de gezondheid bij oudere volwassenen, omdat een lage BMD wijst op osteoporose en een hoger risico op fracturen. Traditioneel gemeten met dubbele röntgenabsorptiometrie (DEXA), kan BMD-beoordeling moeilijk zijn voor patiënten met mobiliteitsproblemen, decubitus of dementie, omdat ze gedurende langere perioden stil moeten blijven liggen.

Nieuwe op AI gebaseerde algoritmen kunnen nu automatisch lichaamsweefsels en patronen evalueren op basis van routinematige CT-scans, wat reproduceerbare resultaten oplevert die de menselijke mogelijkheden te boven gaan. AI kan de spiermassa kwantificeren op specifieke lichaamsdoorsneden, zoals lumbale wervelpunt 3 (L3), wat correleert met de totale lichaamsspiermassa en de spiergezondheid voorspelt. CT-metingen van de dij- en psoasspieren kunnen ook de skeletspiermassa van het hele lichaam aangeven. Europese richtlijnen benadrukken de noodzaak van spierkwantificering bij de vroege diagnose van sarcopenie.

Het correleren van door AI gemeten spiermassa met functionele spierkrachtbeoordelingen kan helpen bij het identificeren van surrogaatparameters voor vroege detectie van sarcopenie. Bovendien is het meten van het spiervetgehalte, dat correleert met krachtverlies, essentieel voor het beoordelen van de spiergezondheid. Er zijn innovatieve benaderingen nodig, omdat de diagnose van sarcopenie nog steeds in ontwikkeling is en geriatrische ziekten vaak proportionele diagnostische en behandelingsstrategieën nodig hebben vanwege meerdere comorbiditeiten.

Voor osteoporosediagnostiek kan AI Hounsfield Unit (HU)-waarden bepalen op basis van CT-beelden om de botdichtheid weer te geven, die kan worden gecorreleerd met DEXA-resultaten. Deze surrogaatdiagnostiek moet de huidige richtlijnen volgen, waarbij de resultaten binnen een passend interval van maximaal 18 maanden worden verkregen.

Op basis van de primaire eindpunten zal de prevalentie van ‘spiergezonde’ en ‘waarschijnlijk sarcopenische’ individuen worden geregistreerd. Bovendien zal de prevalentie van personen zonder osteoporose, met osteopenie en met bevestigde osteoporose worden berekend en in de analyse worden opgenomen.

De secundaire eindpunten vergelijken functionele spierkrachtmetingen met retrospectieve kwantitatieve CT-resultaten. Deze verkennende analyse zal testen of het AI-algoritme functionaliteit kan correleren met spiervolume. Bovendien zou AI-gemeten spiervetheid (myosteatose) kunnen dienen als een nieuw, kwantificeerbaar kwaliteitscriterium voor de spiergezondheid. Dit is belangrijk omdat veel ouderen niet kunnen voldoen aan de vereisten voor functionele krachttests vanwege aandoeningen zoals een visuele beperking, dementie, chronische pijn, gewrichtsziekten en kwetsbaarheid.

Voor de diagnostiek van osteoporose streven de onderzoekers ernaar de botdichtheid uit DEXA-metingen te correleren met de CT-afgeleide botdichtheid van de thoracale en abdominale wervellichamen. Deze verkennende surrogaatmeetmethode zou op basis van bestaande CT-beelden inzicht kunnen verschaffen in de botmineraaldichtheid en gezondheid. CT-gebaseerde diagnose kan een alternatief zijn voor degenen die niet stil kunnen blijven zitten voor DEXA-scans.

Ontwerp:

Dit retrospectieve onderzoek zal in één centrum worden uitgevoerd. Deelnemers zullen worden geïdentificeerd met behulp van databases van patiënten die CT- en DEXA-scans hebben ondergaan. Om in de sarcopenie-arm te worden opgenomen, moeten deelnemers binnen een maand na hun verblijf in het ziekenhuis een CT-scan hebben gehad van de afdeling radiologie van het Universitair Ziekenhuis Bazel. Voor de osteoporose-arm moet een CT-scan van de thorax en/of de buik en een DEXA-scan beschikbaar zijn, uitgevoerd binnen 18 maanden na elkaar.

Geanonimiseerde DICOM-datasets van de CT-scans zullen worden geanalyseerd door een AI-algoritme. Gegevensanalyse omvat standaard statistische vergelijking met behulp van Student's t-test. De waarden van het algoritme zullen worden getoetst aan referentiestandaarden en de diagnostische nauwkeurigheid ervan zal voor verschillende ziekten worden geëvalueerd. Het algoritme is getest op 104 anatomische structuren, organen en orgaangroepen (Req-2022-00495).

Herkomst van de gegevens:

In het grootste geriatrisch medisch centrum van Zwitserland willen de onderzoekers geriatrische patiënten van 65 jaar en ouder betrekken die in de periode van 01.07.2017 tot 31.12.2022 een intramurale behandeling ondergingen. inclusief.

Door alternatieve diagnostische procedures te testen (verkennende aanpak) willen de onderzoekers meer mensen bereiken, vooral degenen die de huidige diagnostische procedures niet kunnen volgen vanwege dementie, een visuele beperking of een postoperatieve aandoening. Dit is van cruciaal belang omdat juist deze patiënten een aanzienlijk verhoogd risico hebben om te vallen. De onderzoeksaanpak is erop gericht uitdagingen uit de praktijk aan te pakken, zodat in de toekomst voor zoveel mogelijk mensen preventieprogramma's en gepersonaliseerde therapieën kunnen worden overwogen.

Door bestaande data te gebruiken en verder onderzoek achterwege te laten, wordt ook rekening gehouden met het economische aspect in de context van stijgende zorgkosten.

Wetenschappelijke methodologie en doelstellingen:

Verkennende analyse van kwantitatieve variabelen die door CT kunnen worden bepaald om de primaire eindpunten te evalueren:

• Sarcopenie: Door het spiervolume en het vetpercentage in spieren (in mm3) en dichtheid (in HU) op CT te beoordelen.
• Osteoporose: door evaluatie van de botdichtheid/verzwakking in HU op CT. Voor de evaluatie van spiervolumes en -dichtheid is al een haalbaarheidsstudie uitgevoerd op een representatieve steekproef van meer dan 4000 patiënten, wat wijst op een normale verdeling van spierdichtheid en -volume (21). Statistische afwijkingen van deze referentiegroep worden bepaald met behulp van een t-test of Wilcoxon-test bij gebrek aan normale verdeling. De test voor normale verdeling wordt uitgevoerd met behulp van de Kolmogorov-Smirnov-test. Het significantieniveau is vastgesteld op α = 0,05.

De evaluatie van osteoporose wordt op analoge wijze uitgevoerd. De relatie tussen demping in HU en BMD is al gedocumenteerd in de literatuur (22) (18).

Voor representatieve resultaten is het betrekken van zoveel mogelijk patiënten essentieel. Voor welke gezondheidsgerelateerde persoonsgegevens moet toestemming worden verleend? Begin 2020 is een algemeen toestemmingsformulier "Verklaring van toestemming voor verder gebruik van gezondheidsgerelateerde gegevens en monsters" geïntroduceerd (sjabloon bijgevoegd als pdf). Helaas bleek het in de praktijk onredelijk om dit in praktijk te brengen. Verdere details onder Advertentie Art.34 lit.a (9. Aanvraag van een uitzonderlijke machtiging overeenkomstig Art. 34 HRA).

De onderzoekers gaan ervan uit dat de steekproefomvang n=300 is. Voor geen van de deelnemers is toestemming verkregen, waardoor voor iedereen een ontheffing wordt aangevraagd.

Kwantitatieve, klinische gegevens:

Handkrachtmeting aan beide handen (geriatrische routinebeoordeling om de spierkracht van de bovenste extremiteit te beoordelen)

• Loopsnelheid (geriatrische routinebeoordeling om de mobiliteit en spierkracht van de onderste extremiteit te beoordelen; belangrijk voor het voorspellen van vallen)
• Timed up & go (geriatrische routinebeoordeling om de spierkracht van de onderste extremiteit, coördinatie en evenwichtsgevoel te beoordelen; belangrijk voor het voorspellen van vallen)
• Vitamine D-gehalte in serum (onderschatte vitamine op oudere leeftijd, die door het lichaam zelf wordt aangemaakt door natuurlijke blootstelling aan zonlicht van de huid en een goede nierfunctie op de breedtegraden van de onderzoekers via vele tussenstappen en aanzienlijk bijdraagt ​​aan de gezondheid van botten en spieren; volgens de onderzoekers breedtegraden (invalshoek van de zonnestralen) is voldoende vitamine D-productie alleen mogelijk in de maanden april tot en met oktober, bij voldoende tijd in de buitenlucht. Met de leeftijd neemt het vermogen om de vitamine D-productie te synthetiseren echter ook aanzienlijk af in de lente- tot de zomermaanden.

Kwantitatieve gegevens uit beeldvorming:

• Eerdere DEXA-metingen van botdichtheid (T-score, Z-score)
• Spiermassa en vetgehalte in de spier van eerdere CT-scans (thorax, buik, bekken, wervelkolom met spierdelen weergegeven)