撰文 | 肖肖 责编 | 周叶斌
近年来,综合治疗的进步让越来越多脑肿瘤患儿得以长期生存,但许多幸存孩子表现出虚弱、易疲劳、活动能力明显低于同龄人。其关键原因之一是“肌肉减少症”,即支撑活动和代谢的肌肉在流失,而体重可能正常;若同时伴有超重或肥胖,则称为“超重型肌肉衰减症”。
评估肌肉含量及分布的金标准(如双能X线吸收法或全身MRI)因费用高、流程复杂且有辐射暴露,在儿童肿瘤随访中难以普及。此外,儿童处于生长发育期,年龄、性别、青春期差异使正常值界定困难,导致肌肉减少症在该群体中的真实发生率、时间、风险因素及临床后果等研究几乎是空白。
近日,哈佛医学院 Anna Zapaishchykova 博士和 Benjamin H. Kann博士联合Dana-Farber 癌症研究所、波士顿儿童医院、加州大学旧金山分校(UCSF)等多中心在 THE LANCET Digital Health上发表题为 Artificial intelligence analysis of temporalis muscle thickness for monitoring sarcopenia and clinical outcomes in individuals with paediatric brain tumours: a retrospective cohort study的研究,领衔开发了一种名为“iTMT”(基于人工智能的颞肌厚度测量)的创新方法,能从儿童脑肿瘤患者的脑部MRI扫描图像上“读”出颞肌(太阳穴位置用来咀嚼的肌肉)的厚度。在与同年龄、同性别的健康儿童数据对比后,就能得到一份个性化的生长曲线,实现零成本、零辐射的动态肌肉监测。

之所以选择颞肌(temporalis muscle)作为全身肌肉含量的参考肌肉,一是因为已有成人(尤其是癌症、老年、危重症患者)的历史研究表明颞肌厚度与全身肌肉总量、握力等肌力指标呈显著正相关,可以间接预测生存及并发症。二是因为颞肌位于颅骨两侧的颞窝内,骨性边界清晰,可以被稳定、精确地测量。最重要的是,测量不需要花任何成本去做额外的检测——脑肿瘤患儿的常规MRI扫描图像恰好包含了这块不起眼的肌肉。
团队分析了来自三个大型数据库的881名儿童脑肿瘤患者,共计5661次MRI扫描数据。患儿的随访年龄跨度从3岁到35岁,患病类型包括低级别胶质瘤、高级别胶质瘤、胚胎性肿瘤等。
在这项研究中,人工智能扮演的是高度自动化的“测量师”和“数据分析师”的角色。团队首先用2.3万多名健康人的脑部MRI训练AI模型,教会AI识别“什么是典型的正常颞肌”。随后他们针对儿童脑肿瘤患者的MRI数据进行了模型微调(fine-tuning),得到了iTMT 2.0版,训练好的AI模型能在几秒钟内精确地勾勒出MRI图像里左右两侧颞肌的轮廓并计算出颞肌的厚度。两位独立测评者认为AI结果的“可接受性”高达 88.8%,说明AI的测量精度已接近人类专家水平,但在速度和稳定性上却更胜一筹

人工智能颞肌厚度(iTMT)分析流程、模型验证、结果可接受度测试及患者指标变化趋势示例图
结果显示,730名患儿中,高达73%(531人) 在其病程中的至少某个阶段出现了iTMT定义的肌肉减少症,其中发生在治疗前占比52.4%,发生在治疗后短期占比46.6%、治疗后长期占比70.1%。其中29.5%(215人)出现过“超重性肌肉减少症”。而这种风险在 BMI 数值中被隐匿了——在那些出现肌肉衰减症的患儿中,超过半数(55.4%)的孩子体重是正常的。
研究还发现接受过颅脑放疗,尤其是全脑全脊髓放疗的患儿,发生“超重性肌肉衰减症”的风险最高(p<0.0001)。这类患儿的肌肉减少和异常体脂增加的风险会持续升高,在治疗结束5年后开始明显,12年后达到顶峰。

不同 iTMT 肌少症性超重、iTMT 肌少症及单纯超重人群中各类内分泌疾病的患病率
肌肉流失会带来预后不良,包括身体功能下降、内分泌紊乱、更短的生存期。数据表明,iTMT百分位越低,幸存患儿在“儿科生活质量量表”中的身体功能评分就越低(p=0.058)——意味着日常活动能力更差。存在iTMT肌肉减少的患儿,被诊断出内分泌疾病(特别是生长激素缺乏、甲状腺功能减退)的比例显著更高(p=0.035)。在高级别胶质瘤这类恶性程度高的患儿中,诊断时就存在iTMT肌肉减少的患儿,其总生存期显著缩短(中位生存期仅9个月,而肌肉正常组为22个月,p=0.046)。

不同 iTMT 肌少症性超重、iTMT 肌少症及单纯超重人群中各类内分泌疾病的患病率
研究最后也阐述了局限性:除了数据上存在选择偏差之外,患者的详细数据,例如是否接受过营养支持、运动干预或使用类固醇等也是缺失的。另外,对于“最合适”的肌肉衰减判定阈值(研究中暂用<15百分位)可能也需要优化。
尽管如此,这项成果仍然具有开创性意义。iTMT方法利用人工智能技术透过常规的脑部MRI,识别出脑瘤患者身体里的肌肉变化,有望成为儿童脑肿瘤治疗和康复过程中的常规“监测仪”,帮助医生主动发现问题,更及时地提供营养支持,让打败坏细胞的“小刺刺”们活得更有力量、更有质量。
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排版 | Sheila 校对 | uu
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原文摘要(Abstract)
DOI: 10.1016/j.landig.2025.100973
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