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文摘
目標肌肉體積的肌肉疾病患者疾病進展的一個索引。本研究的目的是展示肌肉的一種新方法容量分析使用CT的大腿肌肉。
設計觀察性研究。
參與者(1)對肌肉的容量分析使用CT和雙能x線吸收儀(DXA對),13肌肉疾病患者參與。(2)對未來CT容量分析,12名患者參加了超過4年。
主要和次要結果的措施建立新的CT容量分析,結果是與肌肉質量計算出測定儀(主要結果)。展示肌肉體積的減少使用我們的方法在4年(二次結果)
方法(1)螺旋CT成像的大腿了。CT圖像進行分析,運用估計函數,結果導致肌肉體積的累積。我們稱這種方法為“淨肌肉容量分析”。同時,進行DXA對這些病人,大腿的肌肉與賣方提供軟件計算。(2)評估縱向肌肉體積的變化,淨肌肉容量分析的14厘米部分大腿的中間部分進行反複4期。
結果(1)一側大腿肌肉的體積計算為300 - 3400厘米3使用CT。大腿的肌肉從DXA對計算1100 - 5000克。這些結果密切對應,皮爾遜相關係數為0.993。(2)大腿淨肌肉卷七患者步態障礙減少了4年的研究期間(p < 0.01)。
結論使用CT測量淨肌肉體積的方法,由肌肉驗證計算從測定儀,發達。淨肌肉體積的精神性4年來支持該方法的可靠性。這個少任意方法適用於評估患者的肌肉體積的肌肉萎縮症。
這是一個開放的分布式條依照創作共用署名非商業性(3.0 CC通過數控)許可證,允許別人分發,混音,適應,建立這個工作非商業化,和其派生作品在不同的條款進行許可,提供了最初的工作是正確地引用和非商業使用。看到的:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/
來自Altmetric.com的統計
本研究的優點和局限性
CT能夠獲得肌肉圖像在所有患者在很短的時間內,並且可以用於病人不能仍在核磁共振掃描儀,如智障患者和患有幽閉恐懼症。
與x射線曝光有問題的病人。
我們不能評價淨肌肉卷< 300厘米3。
我們不能準確區分肌肉和結締組織。
介紹
肌肉體積的肌肉疾病患者是一個指數的疾病進展和治療的功效。雖然肌肉卷可以使用CT測量健康的人,1核磁共振,2雙能x線吸收儀(DXA對)3和bioimpedance分析,4肌肉肌營養不良患者的容量分析尚未進行。
病人的呼吸功能障礙和脊髓脊柱側凸使得它難以建立肌肉容量分析使用水下權重5或bioimpedance分析。4此外,肌肉纖維的肌肉組織和脂肪禮物困難區分這兩個組件使用成像方法。
t1影像信號強度的增加,建議增加脂肪杜氏肌萎縮症患者的肌肉中,據報道,6先生和合格的成績和分數的臨床功能發展息息相關。7幾組表現肌肉肌肉萎縮症患者的容量分析單個肌肉或全身試驗;然而,這些試驗包括縱向測量肌肉體積。8,9
脂肪的濃度估計在MRI上使用Dixon序列被報道,但肌肉的濃度不是使用這種方法計算體積和肌肉不估計。10 - 12
橫截麵積分析(CSA)13,14利用CT顯示,大腿的肌肉CSA的中間部分與肌肉力量和體積;然而,肌肉體積不能準確估計因為共存的肌肉纖維和脂肪組織在同一肌肉肌營養不良患者的總和。
盡管在大腿肌肉CT值的直方圖顯示,患者肌肉CT值峰值non-neuromuscular疾病或很輕微的肌肉萎縮症,直方圖的峰值轉移到脂肪CT值根據疾病進展。15中間CT值之間的脂肪和肌肉與肌肉纖維和脂肪的濃度比肌肉組織。此前,肌肉容量分析的主要目的是區分肌肉和脂肪,14,15和體素顯示中間CT值沒有調查。
方法用來區分兩個組織標準CT值可能低估了肌肉體積,因為肌肉組織和脂肪組織和肌肉CT值低於標準CT值完全丟失1,4(圖1)。方法用於分離肌肉與脂肪在解剖學上也沒有處理肌肉組織和脂肪,因為健康人的方法開發或運動員。15
肌肉體積估計隻使用標準CT值。體素的CT值,這是40 - 65,估計對肌肉組織根據之前報道的方法。7進行性肌肉萎縮症患者可以使用拐杖走路,但是他不能根據這個假定肌肉組織圖像通過前麵的方法。
在這項研究中,我們提出了一個方法估計肌肉體積的肌肉組織和脂肪組織在肌肉疾病患者使用CT。我們確定標準CT值的肌肉和脂肪在螺旋CT和發達肌肉體積測量的一種新方法估計函數在病人的大腿肌肉,骨骼肌肉主要是有助於日常功能,比如走路,可以使用CT成像很容易。我們將這種新方法稱為‘淨’肌肉容量分析。我們比較使用DXA對這種方法的結果分析和肌肉疾病的殘疾分類。最後,我們修改了方法長期適用的方法通過計算恒定區。確定這部小說的容量分析方法的有效性病變肌肉,我們前瞻性地跟著14肌肉萎縮症患者和觀察逐步減少淨肌肉體積超過4年。
主題
標準的肌肉CT值
腹部CT圖像114 non-neuromuscular疾病患者,曾使用CT掃描使用東芝腹痛多探頭CT掃描儀(Aquilion 8和64)和20 - 30歲(平均±標準差24±3.52),被用來評估肌肉和脂肪在橫濱Rosai醫院CT值。他們研究了根據人類研究內部倫理審查委員會的指導方針橫濱Rosai醫院。腹部器官和肌肉周圍的腹腔在這些圖像沒有明顯受損。我們評估CT圖像在一個恒定的水平指的是每個病人的臍。
使用CT和DXA對肌肉容量分析
所有肌肉萎縮症患者呈現在2007年橫濱Rosai醫院,NHO查訪醫院,NHO Shimoshizu醫院和NHO Higashisaitama醫院被要求參與這項研究,和13例(4 facioscapulohumeral肌肉萎縮症(FSH), 6 l型肌強直性營養不良(MyD),兩肢帶肌萎縮症(LGMD),與包涵體肌炎(IBM);11名男性,兩名女性;年齡在19到67歲(平均52.7±14.7±SD))同意。所有患者臨床或病理診斷。他們研究了根據人類研究內部倫理審查委員會的指導方針橫濱Rosai醫院和全國醫院組織。病人給書麵知情同意。臨床殘疾決心使用建築師的電動機殘疾分類階段,這是在日本廣泛用於肌肉營養不良患者。16這個分類的原始報告發表在日本並沒有列在PubMed數據庫;因此我們建築師顯示相應列表的功能殘疾階段和腿Vignos功能評定量表的評分量表(表1)。17相關係數的先驗的患者數量分析估計使用G *功率(http://www.psycho.uni-duesseldorf.de/abteilungen/aap/gpower3/;效應值= 0.5,α錯誤概率= 0.05,= 0.8);是計算26四肢的13個病人。
使用CT未來淨肌肉容量分析
12例(MyD三個FSH,三個,兩個與bulbospinal肌肉萎縮,兩個與IBM, LGMD,和一個周期性癱瘓;九男,三女;31至66歲(平均50.67±13.1±SD)參與了4年(2007 - 2010)在橫濱Rosai醫院和NHO查訪醫院。他們都給書麵知情同意。
方法
標準的肌肉CT值
確定標準CT值肌肉和脂肪,肌肉脊椎旁的CT值和髂腰肌的肌肉和脂肪皮下脂肪的CT值。感興趣的區域(ROI)被吸引在指定級別包括整個肌肉,並報告意味著ROI值。
使用CT肌肉容量分析
CT數據采集
數據獲取與東芝多探頭CT (Aquilion 8、16 - 64)和日立多探頭CT(強勁,從4到64年探測器)。CT成像進行大轉子和髕骨切1厘米厚度512×512矩陣,和120千伏管電壓。
CT分析
DICOM文件之間的大轉子和髕骨從圖像服務器獲得。DICOM是一個標準的醫療文件格式和DICOM文件包含病人數據和圖像。
根據我們的標準為肌肉和脂肪CT值,最小(最小值)標準CT值,均值- 2 SDs,和最大(max)標準CT值,均值+ 2 SDs,確定每個組織。體素與CT值之間的最小和最大肌肉CT值和標準之間的最小和最大標準脂肪CT值被認為是肌肉和脂肪組織,分別。其他像素點與CT值之間的最大標準脂肪CT值和最小標準肌肉CT值,或max標準之間的肌肉CT值和最大標準肌肉CT值+(最小標準肌肉CT值減去最大標準脂肪CT值)被認為是最複雜的肌肉和脂肪組織,分別或肌肉和其他組織。我們估計肌肉密度函數如下(圖2)。
F =意味著脂肪CT值,M =意味著肌肉CT值,F_SD =標準差脂肪CT值,M_SD =標準差的肌肉CT值,A = (M−2×M_SD)−(F + 2×F_SD), M−2×M_SD =最小標準肌肉CT值,M + 2×M_SD = max標準肌肉CT值,F−2×F_SD =最小標準脂肪CT值,F + 2×F_SD = max標準脂肪CT值。
使用MATLAB,我們應用DICOM圖像的估計函數,獲得肌肉密度分配給一個8位的規模,和寫一個8位灰度TIFF圖像文件(圖3)。MATLAB是一種數值計算環境和編程語言開發的MathWorks。
明顯不同的結構從肌肉密度地圖上被淘汰使用Adobe Photoshop。
後處理密度地圖文件收集使用MATLAB,肌肉體積計算的總求和的肌肉密度乘以體素的大小。我們把這塊肌肉體積稱為淨肌肉體積。
評估肌肉體積的體素。估計肌肉體積的體素,肌肉和脂肪共存。CT值的像素點組成的肌肉和脂肪,取決於兩個分量的比值。大腿的直方圖顯示CT值,並顯示了兩個峰值對應於脂肪和肌肉。在75年−CT值,像素包括0%的肌肉,並在45 CT值,像素包括100%的肌肉。這兩個點是與一個線性函數,然後安裝到柱狀圖,和,因此,肌肉密度。這種線性函數是線性對稱轉移到另一側的肌肉CT值的峰值。
計算過程中肌肉體積。這些圖片從DICOM數據計算。肌肉。我們手動刪除明顯的血管和皮膚組織的密度地圖,讓大腿肌肉體積的地圖。積累的結果導致肌肉體積。
使用DXA對肌肉容量分析
DXA對數據采集
數據獲取與月球鉛筆梁式DXA對掃描儀(DPX-LIQ,通用電氣月球),和全身DXA對掃描進行。
使用CT未來淨肌肉容量分析
比較結果在過去的幾年裏,我們測量的肌肉卷14厘米的大腿的中間部分(7厘米之間的中點上方和下方轉子和髕骨)超過4年。我們進行了一次掃描一年四年期間。
我們使用SPSS V.20進行統計分析。
結果
標準的肌肉CT值
肌肉和脂肪標準CT值被發現是56.3±11.3 (2 SD)和−98.3±22.8 (2 SD),分別。
使用CT和DXA對肌肉容量分析
一側大腿肌肉的體積計算是300 - 3400厘米3通過CT,這些卷與這些腿的肌肉力量。大腿的肌肉測定儀是計算1100 - 5000克。肌肉和肌肉之間的回歸線體積估計:肌肉(g) = 1.23 (cm×肌肉體積3)+ 731 (g),兩個結果密切對應,皮爾遜相關係數為0.993 (p = 0.000),一個組內相關係數(ICC(3,1)) 0.970,和79.06厘米的SE的測量3Bland-Altman圖(圖4)。
肌肉量之間的相關性計算從CT和肌肉獲得雙能x線吸收儀(DXA對)。DXA對CT結果繪製。這些結果密切對應,皮爾遜相關係數為0.993,組內相關係數(ICC(3,1))為0.970。回歸線是:肌肉體積(CT) = 0.80×肌肉測定儀)−561厘米3),肌肉(DXA對)= 1.23×肌肉體積(CT) + 731 (g)。Bland-Altman陰謀的結果之間的回歸函數取代了肌肉從DXA對肌肉體積計算CT顯示沒有額外的或相對誤差和測量79.06厘米的SE3。
作為建築師的電動機下肢殘疾分類惡化,標準化的肌肉體積(大腿肌肉的體積除以平方身體的高度16)減少,斯皮爾曼相關係數為0.767 (p = 0.000) (圖5)。
肌肉量之間的相關性和殘疾的階段。作為建築師的電動機根據日本生活方式在下肢殘疾分類惡化,標準化的肌肉體積(肌肉體積除以平方身體高度)減少,斯皮爾曼相關係數為0.767。腿分級Vignos功能評定量表的規模也會顯示。
此外,肌肉體積的比率除以轉子之間的距離和高度髕骨相關肌肉廣場中心的大腿,皮爾遜相關係數為0.978 (p = 0.000)。體積之間的回歸線大腿的肌肉和肌肉中部地區估計:大腿的肌肉體積(cm3中央肌肉截麵積)=(12.1×9.66−)×距離大轉子和髕骨。
使用CT未來淨肌肉容量分析
淨大腿肌肉體積七患者步態障礙減少在這一時期,但其功能分類並沒有改變。/年的速度減少8.54% (p = 0.000,配對t檢驗)(圖6)。按照這個速度,減少肌肉體積的41.0%預計將在未來10年期間。淨大腿肌肉體積的五個沒有步態障礙的患者沒有下降(p = 0.372的配對t檢驗;降低率為0.39% /年)。
預期淨肌肉容量分析超過4年。這4年來,大腿肌肉卷在7個患者步態障礙降低(p = 0.000)。降低率為8.54% /年。卷五沒有步態障礙的患者並沒有大幅下降(p = 0.372)。樣品的肌肉密度的地圖,沒有患者步態障礙右邊所示。
討論
我們已經開發出一種基於CT測量肌肉體積的方法,使用DXA對由肌肉計算驗證。此外,我們表明,減少肌肉體積下降密切相關的肌肉功能分類。回歸的傾向之間的肌肉體積CT和肌肉DXA對計算是1.23和肌肉的密度表示。它密切關注肌肉的比重,這是1.17,19同時也支持計算結果的概率。肌肉量減少或一致性的演示4年也支持這種方法的可靠性。
CT掃描是一種廣泛使用的成像工具,和肌肉可以在短時間內獲得圖像。x射線暴露病人雖然有問題,我們可以獲得肌肉CT圖像的病人不能仍在核磁共振掃描儀,如智障患者和患有幽閉恐懼症。MRI可以更好的兒童因為輻射劑量。然而,在患有肌肉萎縮症和低壽命的自然病程,CT可能是一個有價值的選擇。
在這項研究中,肌肉沒有解剖或手動區別於其他組織,但主要是自動分化,估計應用CT圖像像素值的函數。相反,在測定儀分析,很容易犯錯誤在手冊程序主幹的大腿的分割。有人建議我們約自動過程優於測定儀分析。此外,該方法可以自動在一個簡單的方法,因此可能優於MRI評估,在廣泛的手動分割是必要的。這個少任意方法適用於評估患者的肌肉體積的肌肉萎縮症在臨床治療試驗和將成為一個強有力的臨床結果測量肌營養不良患者的疾病進展。然而,有局限性淨容量分析。我們不能評價淨肌肉卷< 300厘米3的畫麵,因為在病人的淨肌肉卷< 300厘米3脂肪,肌肉組織幾乎完全改變了。
在這個未來淨肌肉容量分析,我們計算一個14厘米段大腿的中間部分,7厘米之間的中點上方和下方轉子和髕骨,從而最小化空間錯誤。對肌肉體積,當測量轉子之間的所有部分和髕骨,生殖器官和肌腱的消除可能導致人工錯誤審查員之間。重複檢查,掃描可能發生在片的數量,和不同數量的片可能會導致肌肉體積變化百分之幾(1/30-1/20,即3 - 5%)。另一方麵,幾片的總和將導致掃描位置差異;因此,我們確認片的數量盡可能從經驗。此外,我們決定計算部分,因為大腿的直徑是不不同的上部和底部片大腿的中間部分。
切片厚度確定10毫米,類似於屍體大腿MRI和CT掃描20.片和比例3毫米厚度在老鼠身上使用CT容量分析。21減少手動程序、切片的數量應該減少,切片厚度應盡可能大。
我們決定估計線性函數形式的線性對稱與肌肉CT值和平均CT值的直方圖的圖像,因為肌肉和脂肪的CT值的直方圖峰值non-muscular疾病患者似乎正態分布。22
雖然減少,或一致性,淨肌肉體積被我們的方法測量,精確分離肌肉的結締組織是不可能類似CT值的肌肉和結締組織。應該是肌肉組織脂肪變化的經曆,但肌內結締組織在一年內可能不會大幅增加。
此外,對於兒童患者,評估疾病進展可以估計剩餘的肌肉比:淨肌肉體積除以淨肌肉體積+ intrafascial脂肪體積的中間部分大腿,大腿肌肉CSA與體積密切相關的肌肉。14
最後,肌肉體積不同病人根據自己的身高、體重和其他因素,肌肉卷不能用於比較的病人,但隻有作為治療的療效指數或一個病人的疾病的進展。
引用
腳注
貢獻者TN、SK、YM和可導致了這項研究。莫導致肌肉使用DXA對容量分析。
資金本研究神經係統疾病的研究項目支持的日本衛生部、勞動和福利(批準號20 b - 12)。
相互競爭的利益TN、SK、YM,可沒有收到任何從TANITA體重科學研究所研究支持費用。
病人的同意獲得的。
倫理批準橫濱Rosai醫院、NHO鈴鹿Hosipital, NHO Higashisaitama醫院,NHO Shimoshizu醫院。
出處和同行評議不是委托;外部同行評議。
數據共享聲明沒有額外的數據是可用的。