基于进展期胃癌患者探索胸椎截面的骨骼肌指数在肌少症诊断和预后中的应用.pdf
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1、868第 53 卷温 州 医 科 大 学 学 报第 11 期2023-08-16国家自然科学基金项目(32070151)。蒋智轩,硕士生,Email:。沈贤,主任医师,Email:。收稿日期:基金项目:作者简介:通信作者:基于进展期胃癌患者探索胸椎截面的骨骼肌指数在肌少症诊断和预后中的应用蒋智轩1,鲁杨滨1,黄坚强1,邵建灿1,高泽侃2,支怀庆2,沈擎正2,沈贤21.温州医科大学附属第二医院育英儿童医院胃肠外科,浙江温州325027;2.温州医科大学附属第一医院胃肠外科,浙江温州325015摘 要 目的:探讨胸部CT扫描下胸椎截面的骨骼肌指数(SMI)诊断肌肉减少症(肌少症)的可行性,并与常规
2、诊断肌少症的腹部CT下第三腰椎截面(L3)的SMI进行比较,分析这些指标对于胃癌患者术后生存的影响。方法:选取2014年7月至2019年3月在温州医科大学附属第一医院接受胃癌根治术的1 096例胃癌患者。在横断面CT图像上测量第十二胸椎(T12)和L3水平的骨骼肌面积(SMA),计算两个水平所对应的SMI和T12水平诊断肌少症所对应的骨骼肌截断值。分析两个水平的CT图像参数的相关性和两个水平下诊断的肌少症对于胃癌术后生存的预测价值。结果:男性胃癌患者诊断肌少症的T12水平SMI(SMI-T12)的截断值为29.2cm2/m2,女性为25.3cm2/m2。男性截断值对应的灵敏度、特异度、曲线下面
3、积分别为79.3%、77.0%和0.858,女性为71.0%、61.8%和0.737。所有胃癌患者中,T12水平下诊断为肌少症肌少症-T12(+)有167例(15.2%),L3水平下诊断为肌少症肌少症-L3(+)有154例(14.1%),两者检出率差异无统计学意义(P=0.188)。COX回归分析结果表明,肌少症-T12(+)是影响总生存时间的独立危险因素(HR=1.502,95%CI=1.1591.948,P=0.002)。多元线性回归分析结果表明,肌少症-T12(+)和肌少症-L3(+)都与术后住院时间延长显著相关(P=0.002,P=0.020)。结论:T12截面下的SMI可用于肌少症的
4、诊断,其诊断的肌少症是胃癌患者术后生存的独立危险因素。关键词 胃肿瘤;肌肉减少症;影像组学;体层摄影术,X线计算机中图分类号R454.1 DOI:10.3969/j.issn.2095-9400.2023.11.002The application of thoracic vertebral cross section skeletal muscle index in the diagnosis and prognosis of sarcopenia in patients with advanced gastric cancer JIANG Zhixuan1,LU Yangbin1,HUAN
5、G Jianqiang1,SHAO Jiancan1,GAO Zekan2,ZHI Huaiqing2,SHEN Qingzheng2,SHEN Xian2.1.Department of Gastrointestinal Surgery,the Second Affiliated Hospital&Yuying Childrens Hospital of Wenzhou Medical University,Wenzhou 325027,China;2.Department of Gastrointestinal Surgery,the First Affiliated Hospital o
6、f Wenzhou Medical University,Wenzhou 325027,China Abstract:Objective:To investigate the feasibility of diagnosing sarcopenia with the skeletal muscle index (SMI)of thoracic vertebra section under computed tomography(CT),with a comparison of abdominal CT of third lumbar vertebra cross section(L3)for
7、routine diagnosis of sarcopenia,and to analyze the influence of these indexes on postoperative survival of gastric cancer patients.Methods:A total of 1 096 patients with gastric cancer who underwent radical gastrectomy in the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University from July 2014 to
8、March 2019 were enrolled.Skeletal muscle areas(SMA)at the twelfth thoracic vertebra(T12)and L3 levels were measured on cross-sectional CT images,and SMI corresponding to the two levels and the skeletal muscle trunca-tion corresponding to the diagnosis of sarcopenia at the T12 level were calculated.T
9、he correlation of two levels of CT image parameters and the predictive value of sarcopenia diagnosed at two levels for postoperative survival of gastric cancer were analyzed.Results:The cut-off value of SMI at the T12 level(SMI-T12)for the diagno-sis of sarcopenia was 29.2 cm2/m2 in male patients wi
10、th gastric cancer and 25.3 cm2/m2 in female patients.The 本文引用:蒋智轩,鲁杨滨,黄坚强,等.基于进展期胃癌患者探索胸椎截面 的骨骼肌指数在肌少症诊断和预后中的应用J.温州医科大学学 报,2023,53(11):868-874.Vol.53 No.11Nov.2023第53卷第11期2023年11月温 州 医 科 大 学 学 报Journal of Wenzhou Medical University消化道肿瘤的筛查与诊治论著869第 11 期第 53 卷sensitivity,specificity,and area under th
11、e curve corresponding to the cut-off value in male patients were 79.3%,77.0%and 0.858,respectively,and for females,it was 71.0%,61.8%and 0.737 correspondingly.Of all gastric cancer patients,167 cases(15.2%)were diagnosed with sarcopenia at the T12 level sarcopenia-T12(+)and 154 cases(14.1%)at the L3
12、 level sarcopenia-L3(+),with no statistical significant difference in the detection rate between the two groups of patients(P=0.188).COX regression analysis showed that sarcopenia-T12(+)was an independent risk factor for overall survival(HR=1.502,95%CI=1.159-1.948,P=0.002).Multiple linear regression
13、 analysis showed that both sarcopenia-T12(+)and sarcopenia-L3(+)were significantly associated with prolonged postoperative hospital stay(P=0.002,P=0.020).Conclusion:SMI at the T12 level can be applied to the diagnosis of sarcopenia,which is an independent risk factor for postoperative survival in pa
14、tients with gastric cancer.Key words:stomach neoplasms;sarcopenia;radiomics;tomography,X-ray computed肌肉减少症(肌少症)是一种进行性、全身性的疾病,表现为与年龄相关的肌肉质量减少、肌肉力量下降和/或体能低下1-2。多项研究表明,肌少症影响肿瘤患者手术预后,包括增加术后并发症发生率、病死率,延长住院时间,降低生存率等3-6。肌少症的诊断涵盖全身骨骼肌肌肉量的减少以及机体活动能力的退化,其中对于肌肉量的测定,可使用生物电阻抗分析、双能X线吸收法等。而在临床上,常使用CT进行肿瘤分期评估和各种疾病的
15、诊断,同样CT也可用于肌少症的诊断7。CT通过设定不同阈值(肌肉组织:-29+150Hu,脂肪组织:-190-30Hu)可针对性地显示身体成分,被认为是目前简易且有效的诊断方法8。第三腰椎(L3)的骨骼肌面积已被证明与身体肌肉分布密切相关9,是目前CT诊断肌少症常用的节段选择之一。胸部CT扫描不涵盖L3区域,对于仅需要单独接受胸部CT检查的患者来说,如何在不额外增加CT扫描的基础上诊断肌少症是值得探讨的问题。因此,本研究的目的在于分析第12胸椎(T12)水平测量的骨骼肌指数(skeletalmusclemassindex,SMI)诊断肌少症的可行性。1 对象和方法1.1 研究对象 选取2014
16、年7月至2019年3月在温州医科大学附属第一医院接受胃癌根治术的1 145例胃癌患者。纳入标准:胃癌根治术前2个月内完成胸部和腹部CT的检查;未发生围手术期死亡。排除标准:术前接受新辅助治疗;早期胃癌;不能耐受或拒绝接受肌肉力量和体能测验;CT图像质量差或伪影;未完成3年随访(非死亡患者)。最终纳入1 096例胃癌患者,其中男806例,女290例。所有胃癌患者均接受开放性或腹腔镜胃癌根治术,淋巴结清扫范围D2以上,根据外科医师的经验和术中患者情况选择吻合方式10-11。术后根据肿瘤分期及患者意愿,按照日本胃癌治疗指南进行化疗方案的选择12。所有患者第1年每3个月随访1次,第23年每6个月随访1
17、次,此后每年随访1次,至少随访3年以上,直至死亡。收集的临床资料包括性别、年龄、身高、体质量、身体质量指数(bodymassindex,BMI)、术后吻合口瘘、术后胃瘫、术后住院时间、总生存时间(overall survival,OS)。本研究获温州医科大学附属第一医院伦理委员会的批准(编号:KY2023-R006)。1.2 方法1.2.1 CT图像骨骼肌数据的获取:所有胃癌患者在手术前完成胸部CT和腹部CT检查。胸部CT图像选择T12锥体下缘且肋突清晰可见水平的截面;腹部CT图像选择L3椎体下缘且横突完全可见水平的截面13。如图1所示,根据皮下脂肪组织CT值(-190-30Hu)骨骼肌组织C
18、T值(-29+150Hu)划分不同组织8。L3水平的肌肉包括腰大肌、竖脊肌、腰方肌、腹横肌、内外斜肌和腹直肌。T12水平的肌肉包括竖脊肌、背阔肌、外斜肌和内斜肌、腹直肌以及外肋间肌和内肋间肌。由两位经验丰富的技术员运用专门的CT图像处理系统(ITK-SNAP)分别处理获得T12和L3水平的图像数据如骨骼肌面积(skeletalmusclearea,SMA),皮下脂肪面积(subcutaneous fatarea,SFA),骨骼肌密度(skeletalmuscledensity,SMD)和SMI,其中SMI=SMA/身高的平方(cm2/m2)。结果取两位技术员测量结果的平均值。1.2.2 肌肉力
19、量和体能测验数据的获取:所有胃癌患者于入院后第1天测量握力,并记录3次重复测试的最大值,每次间隔15min。测量体位选择站立位伸肘180,用主手缓慢挤压电子手测力仪(EH101,蒋智轩,等:基于进展期胃癌患者探索胸椎截面的骨骼肌指数在肌少症诊断和预后中的应用870第 53 卷温 州 医 科 大 学 学 报第 11 期广东中山凯美瑞电子有限公司)以测试术前握力,记录最大数值2。体能测验选择6米步速试验,胃癌患者于入院当天测量6米步速试验,并记录3次重复试验的最短时间,每次间隔休息15min,选择手动秒表记录2。握力和6米步速试验均由专业的观察员进行。1.2.3 截断值的选取和CT定义下肌少症的选
20、择:根据本课题组既往研究14,将L3下缘平面的骨骼肌指数(SMI-L3)40.8cm2/m2的男性或34.9cm2/m2的女性被定义为低SMI;握力26kg的男性或握力18kg的女性被定义为低握力;步速0.8m/s的受试者无论男女均被定义为低步速。CT定义下的肌少症诊断标准为在低SMI的前提下合并低握力或低步速。1.3 统计学处理方法 采用SPSS25进行统计分析。正态性检验选择Shapiro-Wilk,正态分布计量资料用 s表示,2组间比较采用独立样本t检验,非正态分布数据用M(P25,P75)表示,2组间比较采用秩和检验。计数资料用频数和百分数表示,2组间比较采用2检验。通过ROC曲线来计
21、算T12下缘平面的骨骼肌指数(SMI-T12)的截断值,并计算截断值对应的灵敏度、特异度和曲线下面积。通过Pearson或Spearman相关性分析探讨T12水平和L3水平CT图像参数之间的相关性。采用多元线性回归分析比较T12水平下诊断的肌少症肌少症-T12(+)和L3水平下诊断的肌少症肌少症-L3(+)与术后住院时间的差异。采用单因素Logistic回归分析分别评估肌少症-T12(+)和肌少症-L3(+)与术后并发症之间的差异性。采用Kaplan-Meier(K-M)生存分析和COX回归分析来分析肌少症-T12(+)和肌少症-L3(+)的对术后生存的影响。P0.05为差异有统计学意义。2
22、结果2.1 SMI-T12截断值的获取 根据L3水平的截断值14,154例(14.1%)胃癌患者被诊断为肌少症。基于此结果,绘制SMI-T12与肌少症的ROC曲线得出SMI-T12的截断值,男性为29.2cm2/m2,女性为25.3cm2/m2。男性截断值所对应的灵敏度、特异度和曲线下面积分别为79.3%、77.0%和0.858;女性截断值所对应的灵敏度、特异度和曲线下面积分别为71.0%、61.8%和0.737。T12 水平下诊断的肌少症胃癌患者有167 例(15.2%),其中男106例(13.2%),女61例(24%)。T12水平SMI相较于L3水平SMI,对肌少症的检出率差异无统计学意义
23、(P=0.188)。2.2 患者的基线资料分析 入选的1 096例胃癌患者中男290例(26.5%),女806例(73.5%)。女性胃癌患者的年龄、身高、体质量均高于男性(P0.001)。男性SMA-T12、SMA-L3、SMI-T12、SMI-L3、SMD-T12和SMD-L3均显著低于女性(P0.001),而男性低握力、低步速、SFA-T12、SFA-L3、低SMI-T12、低SMI-L3、肌少症-T12(+)和肌少症-L3(+)显著高于女性(P0.001),见表1。由于身体成分参数在性别中存在差异性,因此本研究根据性别分层进行。2.3 CT图像数据的相关性分析 相关性分析结果表明,在男性
24、患者中SMI(r=0.800,P0.001)、SFA(r=0.882,P0.001)和SMD(r=0.597,P0.001)在T12与L3层面之间具有相关性;同样在女性患者中,SMI(r=0.739,P0.001)、SFA(r=0.884,P0.001)和SMD(r=0.868,P0.001)在T12与L3层面之间也具有相关性。见图2。2.4 术后并发症和生存预后分析 以术后住院时间为结局变量进行多元线性回归分析,剔除性别、BMI等非显著因素,结果显示,相较于阴性人群,肌少症-T12(+)(P=0.002)和肌少症-L3(+)(P=0.020)均会导致患者术后住院时间延长。以术后是否发生吻合口
25、瘘或者胃瘫为因变量的单因素Logistic回归分析结果表明,肌少症-T12(+)(P=0.530、0.878)A:L3水平的总肌肉面积(红色区域),L3椎体下缘的横截面;B:L3层皮下脂肪区(红色区域),L3椎体下缘的横截面;C:T12水平的总肌肉面积(红色区域),T12椎体下缘的横截面;D:T12水平的皮下脂肪区(红色区域),T12锥体下缘的横截面图1 L3和T12水平的肌肉和脂肪区域勾画示意图ABCD871第 11 期第 53 卷及肌少症-L3(+)(P=0.713、0.916)与术后吻合口瘘或胃瘫发生均无显著相关性。在3年随访期间,共有391例(35.7%)患者死亡。K-M生存分析结果显
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