Comparação de dados de tomografia computadorizada com medições de rotina relacionadas à saúde óssea e muscular de idosos (SARCATAR)

A perda muscular e a perda óssea relacionadas com a idade são desafios significativos de saúde pública que afetam a mobilidade e a independência dos idosos. A sarcopenia, um declínio na força e massa muscular, aumenta o risco de queda, particularmente em indivíduos com demência ou deficiências cognitivas. Isso leva a complicações, redução da independência e diminuição da qualidade de vida. A osteoporose aumenta o risco de fraturas por quedas ou espontaneamente, necessitando de diagnóstico e prevenção precoces.

Apesar dos tratamentos eficazes para a sarcopenia, tais como uma dieta rica em proteínas e treino de força, a condição permanece pouco reconhecida devido aos desafios de diagnóstico. Métodos comuns, como medição da força das mãos, são problemáticos para pessoas com doenças reumáticas ou Parkinson, muitas vezes produzindo resultados imprecisos. Outros métodos, como medir a força das pernas e a velocidade de caminhada, exigem coordenação e equilíbrio, o que pode ser difícil para pessoas com demência ou deficiência visual. Há necessidade de soluções de diagnóstico personalizadas para diversas populações idosas.

A densidade mineral óssea (DMO) é crucial para avaliar a saúde em idosos, pois uma DMO baixa indica osteoporose e maior risco de fraturas. Tradicionalmente medida por absorciometria dupla de raios X (DEXA), a avaliação da DMO pode ser difícil para pacientes com problemas de mobilidade, úlceras de pressão ou demência devido à necessidade de permanecerem imóveis por longos períodos.

Novos algoritmos baseados em IA agora podem avaliar automaticamente tecidos e padrões corporais em tomografias computadorizadas de rotina, oferecendo resultados reproduzíveis além da capacidade humana. A IA pode quantificar a massa muscular em seções transversais específicas do corpo, como o ponto vertebral lombar 3 (L3), que se correlaciona com a massa muscular total do corpo e prediz a saúde muscular. As medições tomográficas dos músculos da coxa e do psoas também podem indicar a massa muscular esquelética de todo o corpo. As diretrizes europeias destacam a necessidade da quantificação muscular no diagnóstico precoce da sarcopenia.

A correlação da massa muscular medida pela IA com avaliações funcionais da força muscular pode ajudar a identificar parâmetros substitutos para a detecção precoce da sarcopenia. Além disso, medir o conteúdo de gordura muscular, que se correlaciona com a perda de força, é essencial para avaliar a saúde muscular. São necessárias abordagens inovadoras, uma vez que o diagnóstico da sarcopenia ainda está em evolução e as doenças geriátricas necessitam frequentemente de estratégias de diagnóstico e tratamento proporcionais devido às múltiplas comorbilidades.

Para diagnóstico de osteoporose, a IA pode determinar valores da Unidade Hounsfield (HU) a partir de imagens de tomografia computadorizada para representar a densidade óssea, que pode ser correlacionada com os resultados de DEXA. Esses diagnósticos substitutos devem seguir as diretrizes atuais, com resultados obtidos em um intervalo apropriado de até 18 meses.

Com base nos desfechos primários, será registrada a prevalência de indivíduos "com músculos saudáveis" e "provavelmente sarcopênicos". Além disso, a prevalência de indivíduos sem osteoporose, com osteopenia e com osteoporose confirmada será calculada e incluída na análise.

Os desfechos secundários comparam as medidas de força muscular funcional com resultados quantitativos retrospectivos de TC. Esta análise exploratória testará se o algoritmo de IA pode correlacionar a funcionalidade com o volume muscular. Além disso, a gordura muscular medida pela IA (mioesteatose) poderia servir como um novo critério de qualidade quantificável para a saúde muscular. Isto é importante porque muitos idosos não conseguem atender aos requisitos do teste de força funcional devido a condições como deficiência visual, demência, dor crônica, doenças articulares e fragilidade.

Para o diagnóstico de osteoporose, os investigadores pretendem correlacionar a densidade óssea das medições DEXA com a densidade óssea derivada da TC dos corpos vertebrais torácicos e abdominais. Este método exploratório de medição substituto pode fornecer informações sobre a densidade mineral óssea e a saúde a partir de imagens de tomografia computadorizada existentes. O diagnóstico baseado em TC pode ser uma alternativa para aqueles que não conseguem permanecer parados durante os exames DEXA.

Projeto:

Este estudo retrospectivo será realizado em um único centro. Os participantes serão identificados usando bancos de dados de pacientes submetidos a tomografias computadorizadas e DEXA. Para serem incluídos no braço da sarcopenia, os participantes devem ter feito uma tomografia computadorizada no departamento de radiologia do Hospital Universitário de Basileia dentro de um mês após a internação. Para o braço da osteoporose, uma tomografia computadorizada de tórax e/ou abdômen e uma varredura DEXA devem estar disponíveis, realizadas com intervalo de 18 meses entre elas.

Conjuntos de dados DICOM anonimizados das tomografias computadorizadas serão analisados ​​por um algoritmo de IA. A análise dos dados envolverá comparação estatística padrão usando o teste t de Student. Os valores do algoritmo serão testados em relação aos padrões de referência e sua precisão diagnóstica será avaliada para diversas doenças. O algoritmo foi testado em 104 estruturas anatômicas, órgãos e grupos de órgãos (Req-2022-00495).

Origem dos dados:

No maior centro médico geriátrico da Suíça, os investigadores gostariam de incluir pacientes geriátricos com 65 anos ou mais que estavam em tratamento hospitalar no período de 01.07.2017 a 31.12.2022 inclusivo.

Ao testar procedimentos diagnósticos alternativos (abordagem exploratória), os investigadores desejam alcançar mais pessoas, especialmente aquelas que não conseguem seguir os procedimentos diagnósticos atuais devido a demência, deficiência visual ou condição pós-operatória. Isto é crucial porque estes pacientes em particular têm um risco significativamente aumentado de queda. A abordagem de investigação visa abordar desafios do mundo real, a fim de considerar programas de prevenção e terapias personalizadas para o maior número possível de pessoas no futuro.

Ao utilizar os dados existentes e dispensar investigações adicionais, o aspecto económico no contexto do aumento dos custos dos cuidados de saúde também é tido em conta.

Metodologia científica e objetivos:

Análise exploratória de variáveis ​​quantitativas que podem ser determinadas pela TC para avaliar os desfechos primários:

• Sarcopenia: Avaliando o volume muscular e o percentual de gordura no músculo (em mm3) e a densidade (em HU) na TC.
• Osteoporose: Avaliando a densidade/atenuação óssea em HU na TC. Para a avaliação dos volumes e densidades musculares, já foi realizado um estudo de viabilidade numa amostra representativa de mais de 4.000 pacientes, o que sugere uma distribuição normal da densidade e volume muscular (21). Os desvios estatísticos deste grupo de referência são determinados utilizando um teste t ou teste de Wilcoxon no caso de falta de distribuição normal. O teste para distribuição normal é realizado por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov. O nível de significância é fixado em α = 0,05.

A avaliação da osteoporose é realizada de forma análoga. A relação entre atenuação na HU e DMO já foi documentada na literatura (22) (18).

A inclusão do maior número possível de pacientes é essencial para obter resultados representativos. Para quais dados pessoais relacionados à saúde deve ser concedido consentimento? Um formulário de consentimento geral "Declaração de consentimento para a utilização posterior de dados e amostras relacionados com a saúde" foi introduzido no início de 2020 (modelo anexado em PDF). Infelizmente, na prática, a sua implementação revelou-se pouco razoável. Mais detalhes no anúncio Art.34 lit.a (9. Pedido de autorização excepcional nos termos do art. 34 HRA).

Os investigadores consideram o tamanho da amostra como n = 300. Nenhum consentimento foi obtido para nenhum dos participantes, o que significa que um pedido de isenção está sendo feito para todas as pessoas.

Dados quantitativos e clínicos:

Medição da força das mãos em ambas as mãos (avaliação geriátrica de rotina para avaliar a força muscular da extremidade superior)

• Velocidade da marcha (avaliação geriátrica de rotina para avaliar a mobilidade e a força muscular dos membros inferiores; importante para prever quedas)
• Timed up & go (avaliação geriátrica de rotina para avaliar a força muscular dos membros inferiores, coordenação e senso de equilíbrio; importante para prever quedas)
• Nível de vitamina D no soro (vitamina subestimada na velhice, que é produzida pelo próprio corpo através da exposição natural da pele à luz solar e boa função renal nas latitudes dos investigadores através de muitas etapas intermediárias e contribui significativamente para a saúde óssea e muscular; nos investigadores latitudes (ângulo de incidência dos raios solares), a produção suficiente de vitamina D só é possível nos meses de abril a outubro com tempo suficiente ao ar livre. Com a idade, no entanto, a capacidade de sintetizar a produção de vitamina D também diminui consideravelmente nos meses de primavera e verão.

Dados quantitativos de imagem:

• Medições anteriores de densidade óssea por DEXA (pontuação T, pontuação Z)
• Massa muscular e conteúdo de gordura no músculo de tomografias computadorizadas anteriores (tórax, abdômen, pelve, coluna vertebral com partes musculares mostradas)