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临床研究|开放获取
凯特琳·a·迪亚斯,乔伊斯·s·拉莫斯,马修·p·沃伦彼得·s·w·戴维斯彼得·a·凯恩加里·m·梁夏洛特b . Ingul雪莱·e·基廷。杰夫·库姆斯, ”内脏脂肪组织的纵向精度评估双能x线吸收仪与肥胖儿童”,肥胖杂志, 卷。2019年, 文章的ID2193723, 12 页面, 2019年。 https://doi.org/10.1155/2019/2193723
内脏脂肪组织的纵向精度评估双能x线吸收仪与肥胖儿童
凯特琳·a·迪亚斯
,1
乔伊斯·s·拉莫斯,1
马修·p·沃伦,1
彼得·s·w·戴维斯,2
彼得·a·该隐,3
加里·m·梁,4
夏洛特b Ingul,5,6
杰夫·s·库姆斯,1
和
雪莱·e·基廷1
1人体运动和营养科学学院,昆士兰大学,圣卢西亚,布里斯班昆士兰,澳大利亚
2儿童健康研究中心,昆士兰大学,昆士兰,澳大利亚布里斯班
3心脏保健合作伙伴,韦斯利医院,布里斯班昆士兰,澳大利亚
4Nepean医院和Nepean查尔斯·珀金斯中心研究中心,悉尼大学,Kingswood、新南威尔士、澳大利亚
5循环和医学成像,挪威科技大学,挪威特隆赫姆,
6Stjordal Helse Midt-Norge RHF, Strandvegen 1日,挪威
文摘
背景。增加内脏脂肪组织(增值税)是与代谢疾病危险因素密切相关。准确量化的增值税是可以通过磁共振成像(MRI),招致一个重大的金融和时间的负担。我们旨在评估精度的双能x线吸收仪(DXA对)派生的增值税(DXA-VAT)反对金本位磁共振成像协议(MRI-VAT)与正常体重和肥胖儿童的横向比较,和一种生活方式的干预。方法。MRI-VAT和DXA-VAT量化在61名儿童(30名正常体重和与肥胖31)基线。肥胖的孩子进入了一个三个月的锻炼和/或营养干预之后,增值税是重新评估。核磁共振和DXA-VAT横截面积、体积和质量量化,和协会在基线计算(n= 61)和张后干预(n3 = 28日参与者退出)。协议是评估方法通过Bland-Altman分析,线性回归,Passing-Bablok回归。结果。在基线,所有测定仪,MRI-VAT结果密切相关(r= 0.90, )。然而,没有明显的绝对或相对的变化之间的联系测定仪和MRI-VAT结果(r= 0.25 - -0.36, )。DXA对显著高估了增值税CSA(截面积),体积和质量相比,核磁共振成像( )在基线。很大比例的偏差在基线和观察所有DXA-VAT结果相对DXA-VAT纵向变化。结论。尽管DXA-VAT结果与基线MRI-VAT结果有很大的关联,估计是受肥胖和正常体重儿童比例的偏见。DXA对缺乏有效性检测增值税与肥胖儿童的变化。这个试验是注册NCT01991106。
1。介绍
儿童肥胖仍然是一个全球公共卫生措施的优先事项(1]。虽然这个条件保持恒定的发病率在过去的十年中,多达17%的儿童仍然影响(1]。尽管肥胖的定义是存在过剩的脂肪组织(2),这种脂肪组织的分布,持有有关代谢疾病发病率和死亡率的预后信息。特别是,内脏脂肪组织(增值税),一种异位脂肪组织得宝(3),与代谢疾病有关的危险因素,包括血脂异常、胰腺β细胞功能受损,胰岛素抵抗、高血压、和左心室肥大(4,5]。虽然运动和/或饮食干预可能导致减少增值税(6),需要准确的成像技术来量化这种脂肪组织仓库和评估这种生活方式项目的功效。
磁共振成像(MRI)仍然是黄金标准的评估增值税体积,由多片的横截面积(CSA) (7]。然而,核磁共振设备昂贵,图像采集需要高水平的专业技术和时间明显多于DXA对扫描(与∼∼20分钟7分钟),并扫描必须由一个有经验的观察者使用专业软件分析(7]。双能x线吸收仪(DXA对)技术制造的Hologic Inc .(美国贝德福德,MA)提供了一个新的软件解决方案,先进的身体成分与InnerCore™™内脏脂肪评估(版本4.5.3),估计增值税。高精度的软件被报道相比,横向比较与单片计算机断层扫描(CT)派生的增值税在一群超重的成年女性8)和单片MRI-derived增值税在2689名成年人9]。重要的是,测定仪比MRI更便宜和更容易获得。因此,准确量化增值税使用DXA对先进的身体成分与InnerCore™™内脏脂肪会增加评估的可行性评估增值税作为临床结果,在研究和临床设置。然而,它是至关重要的,使用DXA对增值税的评估是准确和有效追踪干预产生的纵向变化的能力这一目标与肥胖相关的心血管疾病风险9]。据我们所知,没有发表的研究调查的准确性InnerCore™内脏脂肪评估儿童。此外,目前还没有关于证据的准确性纵向衡量DXA对增值税的变化。因此,我们旨在确定之间的关系(1)增值税由核磁共振(MRI-VAT)和测定仪(DXA-VAT)与正常体重和肥胖儿童(2)纵向增值税的变化源自MRI和DXA对儿童肥胖。
2。材料和方法
31个与肥胖儿童(BMI≥百分位数曲线,通过30公斤/米2在18年的时代,国际肥胖工作组标准)10)和30正常体重儿童(BMI百分位数曲线,通过年龄在18岁至25岁之间的公斤/米2在18年的时代,国际肥胖工作组标准)107 - 16岁)被招募为国际多中心随机对照试验的一部分,昆士兰大学,澳大利亚布里斯班。这项研究是昆士兰大学的人类研究伦理委员会批准(参考号码2013000539)和板牙医院人类研究伦理委员会(参考号HREC / 13 /肉类/ 119 / AM01)。参与者的法定监护人同意,批准和参与者提供书面同意之前参与。包含和排除标准之前描述(11]。总之,研究人员完成了人体测量包括身高、体重、腰围和臀围。发育期的地位是通过视觉识别自我验证的坦纳青春期阶段护士评估(12,13]。基线评估在所有参与者完成(n= 61)。肥胖儿童被随机分配和完成三个月的锻炼和/或营养干预之后,他们重新评估(n= 28)。干预协议的细节之前发表(11]。三个参与者退出研究,没有完成postintervention评估(锻炼和营养,n= 1;营养,n= 2)。参与者的基线特征退出试验与试验受试者没有显著不同。
2.1。双能x线吸收仪
整个身体成分是由发现测定仪系统版的《四年防务评估》系列(Hologic Inc .)、贝德福德,妈,美国)。体脂百分比和绝对和相对安卓脂肪是量化使用顶点软件(版本4.5.3 Hologic Inc .)、贝德福德,妈,美国),而增值税结果估计使用InnerCore™内脏脂肪评估从一个宽5.2厘米部分(优于劣质),向上延伸的髂骨在所有参与者中,不论年龄或性别(版本4.5.3 Hologic Inc .,贝德福德,妈,美国)。软件增值税估计质量,体积,和横截面积使用x射线派生从身体的二维矢状图像像素位置切片包含内脏和皮下脂肪(图1)。测量与手工编辑位按制造商的指导方针(在适当的时候14]。进行了扫描,分析了由一个训练有素的人员。DXA对扫描的技术错误∼1%。
(一)
(b)
2.2。磁共振成像
轴向图像获得使用1.5 t磁共振成像系统(德国西门子交响奏鸣曲,西门子,埃朗根)配备了六经身体矩阵线圈和六经的脊柱由技术员失明组分配。受试者定位仰卧在孔内,并使用真正的快速成像图像获得稳态精度与呼吸技术持有(重复时间= 3.76 ms;回波时间= 1.88 ms;翻转75°角;矩阵= 220×256;矩形的视野(FOV) = 400毫米×400毫米;切片厚度= 8毫米;14片;收购时间= 12)。十四8毫米厚轴向片集中在脐中获得的气息。 MRI scans were anonymised and analysed by a single investigator using SliceOmatic (version 5.0; Tomovision, Magog, Canada). To closely match the region analysed by DXA for VAT, MRI localiser scans were used to select two slices centred over L4/L5 (umbilicus) and average VAT area was calculated (Figure1)。MRI-VAT成交量量化从6片集中在L4 / L5密切近似DXA-VAT结果的测量位置。MRI-VAT大规模计算的产品MRI-VAT体积和脂肪组织的密度(0.90 g / cc)。虽然单片CSA是最常见的在文献中报道,摘要多层体积和质量被认为是黄金标准,因为减少可变性和增加临床意义(7]。因此,所有三个增值税的结果进行分析和报告。9个核磁共振扫描被随机选择和重新计算intra-observer变异系数为增值税(3.6%)。
2.3。统计分析
数据表示为平均数±标准差如果连续和正态分布或中值(差)和百分比如果分类和非正态的分布。SPSS统计(美国纽约24.0版本,IBM)和MedCalc(版本16.8.4 MedCalc软件,奥斯坦德,比利时)被用来执行所有统计分析。参与者完成了干预(儿童肥胖,n= 28),相关的样本t以及用于增值税检查类内变化。单变量回归模型被用来确定核磁共振成像之间的关系——在所有的参与者在基线和DXA-VAT结果(n= 61),MRI-VAT结果作为独立变量和输入DXA-VAT结果输入作为因变量。相同的量化分析核磁共振——之间的关系和DXA-quantified绝对(post-VAT−pre-VAT)和相对(post-VAT−pre-VAT / pre-VAT)增值税的变化结果与肥胖儿童(n= 28)。基线、绝对变化量和变化相对身体脂肪百分比作为独立预测变量输入到相应的多元回归模型由于强烈的身体脂肪百分比之间的关系和MRI-VAT结果(r= 0.80 - -0.82)。单变量回归分析分别重复每tertile(1)身体脂肪百分比,绝对(2),(3)相对身体脂肪百分比的变化。Bland-Altman分析被用来评估增值税的级别的协议结果之间的两种乐器在基线和改变数据。如果数据出现非正态的分布后目视检查Bland-Altman情节,Passing-Bablok回归是用来评估方法之间的协议。Passing-Bablok回归优先戴明回归,因为它并不假设测量误差通常是分布式和健壮的对离群值(15]。Bland-Altman和Passing-Bablok回归分析、系统和比例偏差评估。比例偏差指的是偏差测量值的大小有关,所定义的Ludbrook (1997) (16]。使用Bland-Altman情节,系统性偏差决定如果平等的线(y= 0)不是95%可信区间的平均差比例偏差评估时通过人工检查的回归线的差异。使用Passing-Bablok回归,系统性偏差决定如果拦截的95%可信区间不包含值0。比例偏差的新方法(DXA对)的参考方法(MRI)是使用正态分布数据的线性回归分析评估,或为非正态的分布式数据Passing-Bablok回归分析。使用Passing-Bablok回归,比例偏差确定的95%可信区间拦截不包含值1。相关系数的强度是决定小(r≤0.1),介质(r= 0.3 - -0.5),或者大(r> 0.5)(17]。所有的统计检验值< 0.05被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。病人的特点
表1总结临床基线和人体测量特征在所有儿童(n= 61),与肥胖儿童(n= 31),体重正常儿童(n在基线= 30),更改数据与肥胖儿童张后干预(n= 28)。
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数据提出了如平均数±标准差或中值(差)。F,女;WC,腰围;WHR,腰围与臀围;WHtR腰高比;核磁共振、磁共振成像;增值税,内脏脂肪组织;CSA,横截面积;测定仪,双能x线吸收仪。脂肪(%)、android脂肪(公斤)和android脂肪(%)计算使用双能x线吸收仪。
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张后干预组内差异。 |
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3.2。横断面DXA-VAT评估的准确性
DXA-estimated增值税CSA显著相关,MRI-quantified增值税CSA (r= 0.90, )(表2;图2(一个))。之间的强关联也指出DXA对MRI对于增值税体积和质量(r= 0.90, )(表2;数据2 (b)和2 (c))。上述测定仪,MRI-VAT结果之间的关系依然重要,即便身体脂肪百分比占( )。DXA-VAT CSA和身体脂肪百分比(表2,模型2)占83%的变异MRI-VAT CSA。同样,DXA-VAT体积和质量,与身体脂肪百分比,占85%的变化相应MRI-VAT结果(表2之间的关系,模型4和6)。测定仪,MRI-VAT结果是最低最低(21.9%±4.5%的身体脂肪;r= 0.50 - -0.51, )和最高(50.0%±3.0%的身体脂肪;r= 0.38 - -0.47,CSA,对体积和质量)的身体脂肪百分比tertiles。中间tertile(38.9%±5.5%的身体脂肪;r= 0.94, )表现出最强的测定仪,MRI-VAT结果之间的联系。
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SE,标准误差;核磁共振、磁共振成像;测定仪,双能x线吸收仪;增值税,内脏脂肪组织;CSA,横截面积。模型1,3,5描述线性回归结果对应的基线MRI-VAT DXA-VAT结果输入作为因变量。模型2,4,6描述上述模型、多元回归结果占体脂%。 |
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(一)
(b)
(c)
Bland-Altman土地评估的水平测定仪,MRI-VAT结果之间的协议。DXA对显著高估了增值税与MRI相比CSA(29.5厘米2(23.8厘米2-35.1厘米2), ),体积(171.5厘米3(141.8厘米3-201.2厘米3), ),和质量(163.6克(135.7克- 191.6克), )(图3)。因为的异方差性观察Bland-Altman情节,Passing-Bablok回归是用来评估系统以及比例之间的偏差的方法。而系统性偏差已不再存在,每个DXA-VAT结果变量说明重大比例偏差(图4)。
(一)
(b)
(c)
(一)
(b)
(c)
3.3。DXA-VAT精度评估跟踪纵向变化
没有明显关联增值税CSA的绝对变化,体积或质量测定仪和MRI(表之间的关系3模型1、5、9的数字5(一个),5 (c)和5 (e))。举行如此绝对的身体脂肪百分比变化时进入多元回归(表中3,模型2、6、10)。相对变化量之间的关系MRI-VAT DXA-VAT CSA,体积和质量也不重要的(表3、模型3、7、11;数据5 (b),5 (d)和5 (f))。然而,当占相对身体脂肪百分比的变化与相对DXA-VAT CSA(表的变化3模型4),很大比例的方差MRI-VAT CSA可以解释(R2= 0.23, )。线性回归分析tertile的身体脂肪百分比说明类似的结果(结果未显示)。
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SE,标准误差;核磁共振、磁共振成像;测定仪,双能x线吸收仪;增值税,内脏脂肪组织;CSA,横截面积。模型1、5、9描述线性回归的结果绝对变化在MRI-VAT相应DXA-VAT结果输入作为因变量。模型3、7和11描述线性回归结果相对变化在MRI-VAT相应DXA-VAT结果输入作为因变量。模型2,4,6,8,10,12描述上述模型、多元回归结果占体脂%。 |
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(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Bland-Altman分析显示无意义的意思是绝对和相对的MRI和测定仪测量之间的差别增值税的结果(图的变化6)。比例偏差在场DXA-VAT CSA和体积的相对变化与MRI-VAT (和 ,分别)。剩余的变化结果没有显示比例的偏见。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
4所示。讨论
这是第一个研究儿童评估的准确性DXA-VAT横向和纵向变化结果与金标准技术相比,核磁共振。我们观察到DXA-VAT与MRI-VAT密切相关。然而,DXA对显示重大比例偏差测量增值税CSA,体积,质量与MRI相比。调查和说明我们的研究是第一个之间没有联系纵向变化测定仪,MRI-VAT成果和重大比例的存在偏见测定仪的相对变化与MRI-VAT测量。
据我们所知,只有另外两个研究将增值税体积的准确性来源于DXA对与核磁共振(9,18),这是第一个研究在儿科人口。我们的横断面的研究结果与以前的工作检查CT和DXA对之间的相关性(Hologic)预计增值税在成人(8,19]。之间的关联DXA对MRI-VAT CSA在目前的研究(r= 0.90, )与先前的研究在272年(8)和135年(19成年女性(r= 0.93,r= 0.86, ,分别)。这些发现被复制102年的一项研究,老男人(61.6±6.5年),增值税相比来自测定仪(WI月球神童,通用电气医疗集团,麦迪逊,美国)CT和MRI-VAT。作者发现DXA-VAT卷和CT-VAT区域(之间的重要关系r= 0.83, ),和测定仪,MRI-VAT体积计算从3片(r= 0.90, )(18]。同样,我们观察到一个强大的关系DXA-VAT体积和MRI-VAT卷(r= 0.90, )。此外,使用一个异构的研究对象、Neeland等人公布了强劲DXA对之间的关系(Hologic)和MRI-VAT质量(R2= (0.82 - -0.86)9]。这是符合我们报告测定仪和MRI-VAT质量之间的关系(R2= 0.81, )。总的来说,这些数据支持测定仪的效用来准确估计增值税横向比较。
评估基线之间的协议测定仪,MRI-VAT仪器之间的结果变量显示比例偏差很大。DXA-VAT CSA、体积和质量显著高估了相应的MRI测量29.5厘米2,171.5厘米3,分别和163.6克。这种偏见是比例的区别MRI-VAT DXA-VAT估计增加和更高容量的增值税。同样,张等人报道约30%比例MRI-VAT之间的偏见和DXA-VAT在老年男性18]。然而,对比我们发现DXA对高估了增值税与MRI相比,张et al .(2016)报道,DXA对低估MRI-VAT卷1285厘米3(18]。这种差异可能是由于不同MRI体积测量。我们专门MRI-VAT体积相比,大多数密切反映增值税体积估计测定仪。在我们的研究中,MRI-VAT成交量量化从6片集中在L4 / L5覆盖宽4.8厘米(优于劣质)部分复制DXA-VAT体积,即量化5.2宽的部分。相反,张等人MRI-VAT体积计算窗口从一个16厘米,而月球DXA-VAT体积计算从10厘米的窗口18]。使用hologic系统,Neeland等人报道,DXA-VAT适度低估MRI-VAT弥撒增值税水平较低和高估了MRI-VAT增值税水平较高(9),这是与我们的研究结果显示部分协议之间的弱关系测定仪,MRI-VAT tertiles最低和最高体内脂肪。研究关于之间的矛盾存在,大小,方向偏差需要小心谨慎使用和解释DXA-VAT直到进一步澄清。
我们的研究是第一个报道DXA对纵向变化之间的关系,MRI-VAT结果后最近要求这种类型的评估(9]。量化增值税的体积,而不是区域,是至关重要的减少与软组织运动相关的错误和提高可靠性7]。重要的是,没有核磁共振和DXA-quantified之间的关系绝对和相对纵向增值税的结果包括体积的变化。尽管DXA-VAT结果被系统性偏差的影响,DXA对插图重大比例偏差相对增值税CSA和体积的变化。因此,直到进一步的证据可以从其他方法比较大的研究,更加多样化的研究群体,我们建议DXA对不作为增值税的主要测量结果量化在纵向/肥胖儿童人群的干预研究。
我们的评估的两种方法是完成在异构人口有明显的身体成分。因此,体脂百分比被认为是协变量的线性回归分析,考虑到重要基线身体脂肪百分比和增值税之间的关系以及显著降低身体脂肪百分比后,生活方式干预儿童肥胖。在基线人口总和,包容多元回归模型中的百分比的身体改善DXA-VAT模型的预测能力。占身体脂肪百分比变化的绝对和相对变化模型导致显著相对变化关系测定仪MRI-VAT CSA,尽管模型只能解释23%的方差在MRI-VAT CSA的相对变化。
本研究的主要限制是,我们没有看到任何改变MRI-quantified增值税干预后,这限制了我们的研究结果的普遍性。此外,MRI和DXA-VAT固有差异量化技术应该注意的。MRI-VAT计算轴向片显示像素强度对比的脂肪和瘦肉组织。使用半自动软件,基于强度的像素分配给增值税。Hologic DXA对软件,InnerCore™内脏脂肪评估,估计增值税使用x射线派生从身体的二维矢状图像像素位置切片(14]。因此,偏见的一部分,我们已经报道差异可以归因于不同的方法。此外,Hologic DXA对软件开发和验证对单片CT虽然单片成像显示是不准确的检测纵向增值税的变化(20.]。因此可能这测定仪技术,基于不准确的测量检测纵向变化,可能不够鲁棒估计增值税的变化。此外,儿童不同于成人的身体成分,这可能加剧增值税的变化变化之间的成像模式。我们报道3.6%的变异系数(CV) MRI-VAT和最近的一项研究报告DXA-VAT CV 5.1% (21]。重要的是,适度的简历的形式可能掩盖了任何纵向增值税在我们的研究人群的变化。此外,我们可能是动力不足检测纵向增值税由于小样本大小的变化对于这个特定的分析。
InnerCore™内脏脂肪评估尚未验证在儿科人口和医疗用不了由美国食品和药物管理局或治疗产品协会。因此,这次调查是一个至关重要的第一步建立的准确性DXA-quantified增值税这形态有潜力成为广泛用于临床实践和研究。进一步的研究是必要的调查是否观察到类似的结果更多的强化干预后与更大的纵向变化,腹部脂肪组织,以及在成年人群。如果未来的研究显示显著差异DXA对MRI派生的增值税,能够设计出一种校正因子来解释方法之间的差异。
5。结论
总之,我们发现一个强大的关系测定仪,MRI-VAT的代表性的评估;然而,重要的比例偏差存在于儿童与正常体重和肥胖。此外,DXA-VAT无法准确地跟踪与肥胖儿童MRI-VAT纵向变化。因此,直到进一步的数据可用时,我们建议DXA对估计增值税,使用目前可用的软件,而不是用于量化增值税与肥胖孩子的变化。
数据可用性
核磁共振成像和测定仪的数据用于支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
库姆斯博士报告赠款从可口可乐和更新公司和个人费用Tolmar制药和诺和诺德制药、提交之外的所有工作。基廷博士报告赠款从澳大利亚和澳大利亚糖尿病,运动和体育科学以外的所有提交的工作。其余作者没有利益冲突与本文相关的披露。
确认
这项工作得到了圣康医院,挪威科技大学(批准号# 9527),澳大利亚运动医学研究基金会,卫斯理和圣安德鲁的研究所(批准号# 2014 - 01)。这项工作得到了国家卫生和医学研究委员会(NHMRC)澳大利亚通过早期职业生涯研究奖学金S.E.K. (1122190)。作者感谢Aiman艾尔纳贾尔先生和夫人阿切森的妮可MRI技术支持。
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版权
版权©2019年凯特琳·a·迪亚斯等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。
