Abdominal Skeletal Muscle Index as a Potential Novel Biomarker in Adult Fontan Patients

Abstract

Background: Fontan palliation results in a chronic multisystem disorder with diminished exercise capacity and increased risk of muscle wasting. The aims of this study were to assess the feasibility of skeletal muscle mass measurements in Fontan patients undergoing magnetic resonance imaging liver surveillance to compare muscle mass with a historic control and to assess its correlation with cardiorespiratory fitness. Methods: Skeletal muscle area (SMA) and skeletal muscle index (SMI) were measured at T12 and L3. A young, healthy historic cohort was used as a comparison group. Results: Forty patients with a Fontan circulation (mean age, 25.5 ± 7.9 years; 50% were men) were included. Measurements of SMA and SMI were feasible and highly reproducible. Mean SMA and SMI were significantly lower in women compared with men at both T12 (SMA: 25.1 ± 4.9 cm2 vs 33.5 ± 8.4 cm2, P < 0.001; SMI: 9.7 ± 2.1 cm2/m2 vs 11.3 ± 2.7 cm2/m2, P = 0.045) and L3 (SMA: 121 ± 12 cm2 vs 162 ± 24 cm2, P < 0.001; SMI: 46.9 ± 7.0 cm2/m2 vs 54.5 ± 7.4 cm2/m2, P = 0.002). Mean SMI at L3 was significantly lower in the male Fontan population compared with the healthy historic cohort (54.5 ± 7.4 cm2/m2 vs 60.9 ± 7.8 cm2/m2, P < 0.001), but was similar for women (46.9 ± 7.0 cm2/m2 vs 47.5 ± 6.6 cm2/m2, P = 0.692). SMI at L3, but not at T12, was positively correlated with peak oxygen consumption, oxygen pulse, and workload. Four patients (10%) met criteria for muscle wasting in the sarcopenic range based on L3 measurements. Conclusions: Abdominal skeletal muscle mass can be reproducibly determined on surveillance liver magnetic resonance imaging scans. Muscle wasting appears to occur commonly in Fontan patients. Further research is needed to better define the value of SMI as a biomarker in the Fontan population. Résumé: Contexte: L’intervention palliative de Fontan engendre une atteinte multiviscérale chronique, notamment une diminution de la capacité à l’effort et une hausse du risque d’atrophie musculaire. L’étude visait à évaluer la possibilité de mesurer la masse musculaire squelettique des patients ayant subi une intervention de Fontan et faisant l’objet d’une surveillance du foie par imagerie par résonance magnétique, afin de comparer les résultats à ceux d’une cohorte historique témoin et d’en évaluer la corrélation avec la capacité cardiorespiratoire. Méthodologie: La surface musculaire squelettique (SMS) et l’indice musculaire squelettique (IMS) ont été mesurés en T12 et en L3. Une cohorte historique de sujets jeunes et en santé a servi de groupe témoin. Résultats: Quarante patients ayant subi une intervention de Fontan (âge moyen, 25,5 ± 7,9 ans; 50 % des sujets étaient de sexe masculin) ont été admis dans l’étude. Il a été possible d’obtenir des mesures de la SMS et de l’IMS hautement reproductibles. Les valeurs moyennes de la SMS et de l’IMS étaient significativement plus faibles chez les femmes que chez les hommes, tant en T12 (SMS : 25,1 ± 4,9 cm2 vs 33,5 ± 8,4 cm2, p < 0,001; IMS : 9,7 ± 2,1 cm2/m2 vs 11,3 ± 2,7 cm2/m2, p = 0,045) qu’en L3 (SMS : 121 ± 12 cm2 vs 162 ± 24 cm2, p < 0,001; IMS : 46,9 ± 7,0 cm2/m2 vs 54,5 ± 7,4 cm2/m2, p = 0,002). L’IMS moyen en L3 était significativement plus bas chez les hommes ayant subi une intervention de Fontan que chez ceux de la cohorte historique de témoins en santé (54,5 ± 7,4 cm2/m2 vs 60,9 ± 7,8 cm2/m2, p < 0,001), mais comparable chez les femmes (46,9 ± 7,0 cm2/m2 vs 47,5 ± 6,6 cm2/m2, p = 0,692). L’IMS mesuré en L3 était corrélé positivement avec la consommation maximale d’oxygène, le pouls d’oxygène et la charge d’effort, ce qui n’était pas le cas de l’IMS mesuré en T12. Selon les mesures effectuées en L3, quatre patients (10 %) répondaient aux critères d’atrophie musculaire de la sarcopénie. Conclusions: La masse musculaire squelettique abdominale peut être déterminée de façon reproductible à partir des clichés d’imagerie par résonance magnétique obtenus aux fins de la surveillance du foie. Il semble que les patients ayant subi une intervention de Fontan présentent fréquemment une atrophie musculaire. Des recherches plus poussées s’imposent afin de mieux définir l’utilité de l’IMS comme biomarqueur au sein de la population des patients ayant subi une intervention de Fontan.