подпомаган

Свързани статии

Препоръчайте и споделете

Май 2009 г., том 192, номер 5

Педиатрично изобразяване

Оригинални изследвания

Компютърно подпомаган ултразвуков анализ на чернодробната ехогенност при деца със затлъстяване и нормално тегло

  • Резюме
  • Пълен текст
  • Фигури
  • Препратки
  • PDF
  • PDF Plus
  • Добави към любими
  • Разрешения
  • Изтегляне на цитиране

ОБЕКТИВЕН. Към днешна дата не е разработен прост компютърно подпомогнат метод за оценка на ехогенността на черния дроб. Това проучване описва достъпен и възпроизводим компютърно асистиран метод за измерване на ехогенността на черния дроб при деца със затлъстяване (индекс на телесна маса [ИТМ] ≥ 97-ия персентил) и нормално тегло (ИТМ от 25-и до 75-ия персентил) и корелира резултатите с резултатите от лабораторните тестове.

ПРЕДМЕТИ И МЕТОДИ. Двадесет и две деца (възрастови граници, 6–11 години) бяха разпределени в една от двете групи от по 11 деца и сдвоени по пол и възраст. Всички деца са подложени на ултразвук, антропометрични измервания и лабораторни изследвания. Хепатореналният индекс беше изчислен с помощта на софтуер за анализ на разликата в ехогенността между чернодробния паренхим и бъбречната кора. Студентите т тест и Ман-Уитни U теста са използвани за статистически анализи.

РЕЗУЛТАТИ. Хепатореналният индекс е статистически различен при децата със затлъстяване и деца с нормално тегло (33,9 ± 6,6 срещу 14,1 ± 6,1, стр Ключови думи: компютърно подпомогнат анализ, ехогенност, чернодробна стеатоза, хепатореналния индекс, бъбречна кора, черен дроб, ултразвук

Детското затлъстяване е сериозен проблем за общественото здраве и епидемия според Световната здравна организация [1]. Разпространението му се е увеличило драстично през последните десетилетия, особено в Северна Америка и Европа, където е достигнало съответно около 18% и 40% [2–4]. Затлъстяването причинява не само естетически и психологически проблеми на децата, но също така увеличава риска от сърдечно-съдови, метаболитни, дихателни и чернодробни заболявания [4]. Най-разпространеното чернодробно усложнение е неалкохолната чернодробна стеатоза, асимптоматично заболяване, което може да прогресира до стеатохепатит или дори цироза [5].

В педиатричната популация чернодробната стеатоза има общо разпространение от 2,6%, но може да достигне до тревожни показатели сред децата със затлъстяване - от 23% до 53% [6]. Тези нива, само малко по-ниски от тези, установени сред възрастни популации, насочиха вниманието на научната общност към болест, за която се смяташе, че засяга само възрастни.

Повечето проучвания в литературата използват комбинация от субективни ултразвукови критерии за оценка на чернодробната стеатоза при възрастни [14–16]. Малко проучвания използват компютърно подпомогнат анализ на ехогенността на черния дроб, получен с помощта на ултразвук, за измерване на степента на инфилтрация на мазнини при възрастни, вероятно поради лоша оптимизация и сложността на съвременните техники за анализ на изображения с помощта на компютър [17, 18]. Нашият преглед на литературата не дава проучване за компютърно подпомаган анализ на ултразвукова ехогенност за изследване на чернодробна стеатоза при затлъстели деца.

Това проучване оценява компютърно асистиран метод за измерване на ултразвукова чернодробна ехогенност и изчислява корелацията между ултразвукова чернодробна ехогенност и лабораторни тестове на деца със затлъстяване и нормално тегло за изследване на чернодробната стеатоза.

За това проучване е получено одобрение от комисията по етична изследователска работа и е получено писмено информирано съгласие от родителите или законните настойници на всички участници.

Това проспективно контролирано проучване с напречно сечение е проведено от декември 2007 г. до февруари 2008 г. с 22 деца (възрастови граници, 6–11 години), разделени в две групи от по 11 деца, всяка в двойка по пол и възраст. За сравнение между двете групи всички деца са подложени на ултразвуково изследване, антропометрични измервания и лабораторни изследвания. Във всяка група бяха изследвани седем момчета и четири момичета. Средната възраст на децата със затлъстяване и нормално тегло е съответно 10,7 и 9,9 години. Удобна проба от деца със затлъстяване, наблюдавани в лабораторията за затлъстяване в нашата болница, беше включена и разпределена в изследваната група; техният индекс на телесна маса (ИТМ) е равен или по-голям от 97-ия процентил. За контролната група децата с нормално тегло, наблюдавани в нашата рентгенологична служба по няколко причини и чийто ИТМ е бил от 25-ия до 75-ия процентил, са били сдвоени за изследване на субекти по пол и възраст. Деца с хепаторенални заболявания или под лечение с хепатотоксични или нефротоксични лекарства, кортикостероиди или имуносупресивни средства бяха изключени от проучването. В двете групи бяха извършени антропометрични измервания, лабораторни изследвания и ултразвукови изследвания.

Записани са данни за пол, възраст, тегло, ръст, обиколка на талията и ИТМ. Графиката на ИТМ за възраст, изготвена от Националния център за здравна статистика, беше използвана за изчисляване на процентила за всяко дете [19].

Концентрациите на глюкоза, инсулин, общ холестерол, липопротеин с висока плътност (HDL) холестерол, триглицериди, трансаминази, алкална фосфатаза, γ-глутамил трансфераза и пикочна киселина бяха измерени за всички деца в двете групи. Кръвни проби бяха събрани след 12-часово гладуване и анализирани съгласно стандартните процедури на лабораторията в нашата институция.

Двете ROI бяха избрани, тъй като бяха съпоставени на едно и също изображение и на една и съща ос на акустичния лъч, за да се сведе до минимум артефактите и вариациите в ехогенността на акустичния прозорец. След измерването на ехогенността в двете ROI, стойността на ехогенността на бъбреците се изважда от стойността на ехогенността на черния дроб, за да се получи хепатореналният индекс. Същият протокол е използван за всички деца със затлъстяване и с нормално тегло, включени в проучването. В тази група сонографските изследвания са извършени от същия рентгенолог, който е извършил пилотното проучване.

В пилотното проучване за валидиране между- и вътрешно-наблюдателското споразумение се изчислява, използвайки статистически данни за капа за оценка на надеждността. Тестовете оценяват дали има разлика между хепатореналния индекс на един и същ пациент, когато се оценява от трима различни рентгенолози, като се използват три параметъра за регулиране на усилването и три различни ултразвукови единици.

В основното проучване данните се съхраняват в електронна таблица на Microsoft Excel и се анализират с помощта на Статистическия пакет за социалните науки, версия 13.0 (SPSS). Данните бяха описани като средни и SD.

Първоначалният размер на пробата е изчислен съгласно пилотното проучване, като се приема, че хепатореналният индекс при деца със затлъстяване и нормално тегло е около 15 (± 10). Мощността беше зададена на 0,95, а нивото на значимост - на 0,05. Резултатите показаха, че минималният размер на извадката е 10.

Хепатореналният индекс се използва като зависима променлива, а затлъстяването като независима променлива. Данните, свързани с хепатореналния индекс, бяха разпределени в едностранна крива при 95% CI. Концентрациите на глюкоза в кръвта, инсулин, общ холестерол, HDL холестерол, триглицериди, трансаминази, алкална фосфатаза, γ-глутамил трансфераза и пикочна киселина показват дългоразпределено разпределение вдясно. Студентите т тестът е използван за изчисляване на нормално разпределени средни стойности и на Ман-Уитни U тест за ненормално разпределени средства.

Резултатите от пилотното валидиращо проучване показаха високо съгласие между наблюдателите при изследване на 11 пациенти, използващи три различни ултразвукови единици и три параметри за регулиране на усилването (κ> 0.8). Тези резултати потвърдиха техниката на изследване и показаха, че методът е възпроизводим.

В основното проучване антропометричните измервания показват, че всички деца със затлъстяване са класифицирани в процентил, равен на или по-голям от 97-ия, според NCHS BMI-for-age chart. В контролната група 10 деца с нормално тегло са били в интервала от 50-ти до 75-ти персентил, а едно е от 25-та до 50-та скоба. Обиколката на талията се различава значително между двете групи (89,1 ± 14,1 cm срещу 62,5 ± 5,2 cm, стр Фиг. 2).

Анализът на хепатореналния индекс, който се изчислява като разлика в ехогенността между чернодробния паренхим и бъбречната кора (Фиг. 3 и 4), разкрива статистически значими разлики между деца със затлъстяване и деца с нормално тегло (33,9 ± 6,6 срещу 14,1 ± 6,1, стр Фиг. 5).

Анализът на лабораторни тестове на деца със затлъстяване и деца с нормално тегло разкрива статистически значими разлики в стойностите на глюкозата (стр = 0,034), инсулин (стр = 0,008), триглицериди (стр = 0,036), пикочна киселина (стр МАСА 1: Лабораторни открития

Оценяването на мастната инфилтрация при затлъстели деца, използвайки различни техники за изобразяване, е голямо предизвикателство, тъй като тези техники са неинвазивни. Чернодробната ехогенност е открита с помощта на ултразвук в някои проучвания, които изследват затлъстели деца без хепатоцелуларно заболяване. След чернодробна биопсия е установено, че ехогенността е свързана с инфилтрация на мазнини. Подобни проучвания, проведени при възрастни, които нямат анамнеза за хронично хепатоцелуларно заболяване, също установяват, че хиперехогенността може да бъде приписана на инфилтрацията на мазнини [20, 21].

Резултатите от пилотното валидиращо проучване и основното проучване показаха, че компютърно подпомогнатият анализ на хепатореналния индекс със софтуера ImageJ е възпроизводим и достъпен метод, както и полезен и лесен за използване инструмент за оценка на хепатореналния индекс. Използването на различни параметри за корекция на усилването, както в проучването за валидиране, не променя значително хепатореналния индекс.

Целта на избора на две групи беше да се оценят двата края на телесния телесен спектър: деца с нормално тегло, с уж нормален черен дроб и нормален хепаторенален индекс; и деца със затлъстяване, които са по-склонни да имат чернодробна стеатоза и повишен хепаторенален индекс. Фактът, че индексите на хепаторенала в групата на децата със затлъстяване са различни от тези в групата с нормално тегло, не показва, че всички деца със затлъстяване са имали стеатоза. Стойностите на хепатореналния индекс при деца със затлъстяване и деца с нормално тегло са били 33,9 ± 6,6 и 14,1 ± 6,1. Следваща стъпка в тази изследователска линия трябва да определи хепатореналния индекс на деца със затлъстяване със и без стеатоза чрез използване на чернодробна биопсия и хистологични изследвания. Такова проучване трябва да се проведе с популация от затлъстели деца, юноши и възрастни, които имат лабораторни и клинични признаци на заболяването и индикации за чернодробна биопсия, въпреки че хистологичните критерии за степенуване на чернодробната стеатоза все още са далеч от консенсус [22].

Бъдещото определяне на това дали стойностите на хепатореналния индекс могат да разграничат пациентите със и без стеатоза ще позволи ултразвукът да се използва като надежден диагностичен инструмент за това заболяване. Следователно, голямата вариабилност в интерпретацията и степенуването на чернодробната стеатоза с помощта на ултразвук може да бъде намалена, както се съобщава в ретроспективно проучване, проведено от Strauss et al. [23], който намери споразумение с нисък интеробсервър (κ = 0,43) и интраобзор (κ = 0,54).

Компютърно подпомогнатата ултразвукова оценка на хепатореналния индекс също може да бъде полезна при проследяването на педиатрични пациенти с чернодробна стеатоза. Степента на мастна инфилтрация може да се определи от хепатореналния индекс, като се използват обективни данни за вземане на решения.

Изследвания със същата цел са публикувани през 90-те години и най-много подчертават значението на компютърно подпомаганото измерване на хепатореналния индекс при ултразвуковото изследване на чернодробната стеатоза [17, 24]. Едно от тези проучвания, проведено от Jeong et al. [17], оценява чернодробно-бъбречната ехогенност при 54 възрастни пациенти със стеатоза, класифицирана като лека, умерена и тежка и без стеатоза. Те използваха хистограма със сива скала със сложни параметри и изчисления, трудни за прилагане в ежедневната практика, за да измерват разликата в ехогенността на черния дроб и бъбречната кора. Техните резултати показват добра чувствителност и специфичност в сравнение с клиничните резултати за стеатоза.

За разлика от предишни проучвания, които оценяват само възрастни и пациенти с различни стадии на хронично хепатоцелуларно заболяване, ние оценихме и сравнихме чернодробно-бъбречната ехогенност на деца със затлъстяване и нормално тегло, които не са имали свързани с това чернодробни заболявания, използвайки софтуера ImageJ и бърза и проста техника . Изследването на чернодробната ехогенност при деца със затлъстяване и нормално тегло, използващи хепатореналния индекс, изключва възможни объркващи фактори, които също могат да повишат чернодробната ехогенност при възрастни. Следователно оценката на мастната инфилтрация беше по-точна. Резултатите точно определят и диференцират хепатореналния индекс между групите. Линейната корелация на хепатореналния индекс с лабораторните тестове беше задоволителна: Нивата на инсулин, глюкоза, пикочна киселина и общ холестерол бяха пропорционално по-високи при пациенти със затлъстяване с повишен хепаторенален индекс, отколкото в контролната група.

Резултатите от тестовете при деца с повишен хепаторенален индекс са в рамките на нормалните лабораторни референтни нива. Това може да е индикация, че промените в хепатореналния индекс на затлъстелите деца могат да бъдат открити по-рано с помощта на ултразвук, отколкото с помощта на лабораторни тестове, които отнемат повече време за откриване на промени в нормалните референтни граници. Това откритие е в съгласие с предишни проучвания за метаболитен синдром и потвърждава, че мастната инфилтрация в черния дроб е признак на този синдром, характеризиращ се с повишена резистентност към инсулин и тясна връзка със затлъстяването, диабета, дислипидемията и хипертонията [25, 26] . Увеличението на чернодробната ехогенност, измерено чрез хепатореналния индекс, може да бъде предиктор за метаболитен синдром, когато се открива при деца без хронично чернодробно заболяване или други заболявания, които причиняват чернодробна хиперехогенност.

Сравненията на изолирани измервания на чернодробна ехогенност (стр = 0,19) и стойностите на ехогенността на кората на бъбреците между групите (стр = 0,54) не са статистически значими. Когато обаче хепатореналният индекс се изчислява като разлика в ехогенността между черния дроб и бъбречната кора, е установена значителна разлика между групите деца със затлъстяване и нормално тегло. Това може да се обясни с факта, че има малък или никакъв ефект от затлъстяването върху бъбречната кора, която за разлика от черния дроб е спестена от мастна инфилтрация. Това прави бъбречната кора надежден и постоянен параметър за изчисляване на хепатореналния индекс [27].

Едно от ограниченията на това проучване беше, че броят и идентичността на децата със стеатоза са неизвестни. Клиничните и етични причини обаче оправдават непровеждането на чернодробни биопсии, тъй като нито едно от децата няма индикации да се подложи на тази процедура. Друго ограничение беше, че теглото и процентилите, установени в критериите за включване и изключване, са съществено различни и че изследваната популация е съставена само от деца със затлъстяване и с нормално тегло, без деца с наднормено или с наднормено тегло.

Това, че ултразвуковите изследвания в основното изследване са извършени само от един рентгенолог, изглежда не е повлияло на резултатите, а резултатите от пилотното валидиращо проучване, което установи отлично съгласие между тримата рентгенолози, го потвърдиха. Всички ултразвукови изображения са получени съгласно техниката на изследване, описана в тази статия и по-късно са оценени чрез компютърно подпомогнат анализ без влиянието на проверяващия.

Когато се извършва съгласно нашия протокол за изследване, компютърно подпомаган анализ на ултразвукова чернодробна ехогенност с помощта на софтуера ImageJ е възпроизводим и лесен за използване диагностичен инструмент за изчисляване на хепатореналния индекс. Този метод е свободен от субективност на проверяващия и може да се използва за проследяване и контрол при лечението на мастна инфилтрация в черния дроб на затлъстели деца. Използването на тази компютърно-асистирана техника ни позволи да определим хепатореналния индекс за деца със затлъстяване (> 25) и нормално тегло (≤ 25). Този индекс може да бъде полезен при проследяване на деца, лекувани от чернодробна стеатоза, тъй като осигурява обективен параметър за оценка.

Подкрепено с грант CEP 90610-000 от Висшето медицинско училище, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Порто Алегре, Бразилия.

Адресна кореспонденция на R. B. Soder ([имейл защитен]).