Моніторинг захворювань жирової печінки за допомогою МРТ після баріатричної хірургії: перспективне двоцентрове дослідження

З відділів радіології (BDP, CNW, AM, NSA, SBR), медичної фізики (SBR), медицини (SBR), невідкладної медицини (SBR) та загальної хірургії (LMF, JAG), Медичний факультет Університету Вісконсина та Громадське здоров’я, Клінічний науковий центр E3/311, 600 Highland Ave, Медісон, штат Вісконсин 53792-3252; Медісонські рентгенологи, Штат Медісон, Вісконсін (B.D.P.); Відділення загальної хірургії, Меморіальна лікарня ветеранів Вільяма С. Міддлтона, Медісон, Вісконсин (L.M.F.); Відділ діагностичної візуалізації, Дитяча дослідна лікарня Сент-Джуд, Мемфіс, штат Теннесс (N.S.A.); Відділи рентгенології, Група візуалізації печінки (AS, YC, JH, CBS), педіатрії, секції гастроентерології (JBS), загальної хірургії (GJ, SH) та лабораторії обчислювальної та прикладної статистики (Каліфорнійський університет) Сан-Дієго, Каліфорнія; та відділення хірургії Університету Співдружності Вірджинії, Річмонд, штат Вірджинія (G.M.C.).
Адресація кореспонденції на B.D.P. (електронна пошта: [електронна пошта захищена]).

Анотація

Призначення

Проводити поздовжній моніторинг жиру на печінці до та після баріатричної хірургії за допомогою кількісного МРТ, кодованого хімічним зсувом (CSE), та порівняти зі змінами індексу маси тіла (ІМТ), ваги та окружності талії (WC).

Матеріали і методи

Для цього проспективного дослідження, яке було схвалено внутрішньою комісією з огляду, загалом 126 учасників із ожирінням, які проходили оцінку за баріатричною хірургією з передопераційною дуже низькокалорійною дієтою (VLCD), були набрані з 27 червня 2010 року по 5 травня 2015 року. Усі учасники отримали письмову інформовану згоду. Учасники проходили МРТ КСЕ для вимірювання жирової фракції протонної щільності протону печінки (PDFF) до VLCD (за 2-3 тижні до операції), після VLCD (за 1–3 дні до операції) та через 1, 3 та 6–10 місяців після операції. Лінійна регресія була використана для оцінки швидкості зміни PDFF (ΔPDFF) та антропометрії тіла. Початковий PDFF (PDFF0), початкова антропометрія та антропометричні швидкості змін оцінювались як предиктори ΔPDFF. Для оцінки часу до нормалізації PDFF використовували регресію зі змішаними ефектами.

Результати

П’ятдесят учасників (середній вік 51,0 року; віковий діапазон 27–70 років), у тому числі 43 жінки (середній вік 50,8 року; віковий діапазон 27–70 років) та сім чоловіків (середній вік 51,7 року; віковий діапазон 36 –62 роки) із середнім значенням PDFF0 ± стандартне відхилення 18,1% ± 8,6 та середнім ІМТ 44,9 кг/м 2 ± 6,5 завершили дослідження. До 6–10 місяців після операції середній показник ФДФ знизився до 4,9% ± 3,4, а ІМТ знизився до 34,5 кг/м 2 ± 5,4. Середній передбачуваний час нормалізації PDFF становив 22,5 тижня ± 11,5. PDFF0 був єдиним сильним предиктором як для ΔPDFF, так і для часу нормалізації PDFF. Жодне тіло антропометрично не корелювало з жодним із результатів.

Висновок

Середня частка жирової протонної щільності печінки (PDFF) знизилася до норми (

Рисунок 1: Фракція жирової частки протону (PDFF,%) відображається у 55-річної жінки, яка перенесла шлунковий шунтування при доопераційній дієті з дуже низькою калорійністю (VLCD) демонструють поступове зменшення вмісту жиру в печінці. Регіони інтересів (кола) були отримані з кожного сегмента печінки Куно, з обережністю, щоб уникнути великих судин, і усереднені для отримання середнього PDFF печінки. Початковий середній показник PDFF печінки становив 28,3% на передопераційній МРТ (вгорі ліворуч)), який зменшився до 18,9% після передопераційного періоду ДМСХ (верхня середина). Після шлункового шунтування спостерігалося подальше зниження рівня ФДФ, що становило 9,0% через 1 місяць (вгорі праворуч), 5,8% через 3 місяці (внизу ліворуч) і, нарешті, нормалізувалось до 4,1% через 6 місяців (знизу посередині). Надається шкала вмісту жиру PDFF. Як внутрішнє посилання зверніть увагу, що сигнал PDFF залишається стабільно низьким у межах селезінки (S), тоді як печінка поступово темніє, оскільки вміст жиру зменшується. Також зверніть увагу на зменшення кількості підшкірної жирової клітковини. Індекс маси тіла жінки в кожен момент часу становив 43,7, 41,7, 38,7, 36,4 та 32,4 кг/м 2 відповідно.

Статистичний аналіз

Малюнок 2: Блок-схема когорти дослідження. VLCD = дієта з дуже низькою калорійністю, NAFLD = неалкогольна жирова хвороба печінки, ІМТ = індекс маси тіла, SD = стандартне відхилення.

Серед 50 учасників, включених до остаточного аналізу, всі пройшли обстеження МРТ у часових точках MRI0, MRIVLCD, MRI1mo та MRI3mo, причому 40 також завершили остаточний візит MRI6–10mo. У всіх були висновки гістології печінки, що демонстрували принаймні стеатоз 1 ступеня. При MRI0 середній вік цієї останньої когорти становив 51,0 року ± 11,2 (віковий діапазон, 27–70 років); для 43 жінок у цій когорті середній вік становив 50,8 років (віковий діапазон 27–70 років), а для семи чоловіків - 51,7 року (віковий діапазон 36–62 роки). Конкретні баріатричні операції включали шлункову смугу (n = 2), шлунковий шунтування (n = 28), шлунковий рукав (n = 19), а також шлункова плікація (n = 1). Повна демографічна характеристика учасників дослідження та початкова антропометрія наведені в таблиці E1 [Інтернет]. Учасники, яким проводили шлунковий шунтування, порівняно з процедурами шлункового рукава, не відрізнялись за віком (P = .69), стать (P = .67), PDFF0 (P = .51), ІМТ0 (P = .40), вага0 (P = 42), або WC0 (P = .28).

Середній показник PDFF0 печінки становив 18,1% ± 8,6 (діапазон, 6,6% –40,1%), із середнім ІМТ 44,9 кг/м 2 ± 6,5 (діапазон, 29,9–60,0 кг/м 2), середня вага 0 121,5 кг ± 21,1 (діапазон, 80,0–184,4 кг), а середній WC0 - 132,2 см ± 14,3 (діапазон, 92,0–169,0 см). Середні інтервали від MRI0 становили 2,4 тижні ± 0,8 для MRIVLCD, 7,5 тижнів ± 1,4 для MRI1mo, 16,2 тижні ± 1,5 для MRI3mo та 29,5 тижнів ± 1,9 для MRI6-10mo. На закінчення нашого дослідження середній показник ФДФ печінки зменшився до 4,9% ± 3,4 (діапазон, 1,5% –17,0%; середнє абсолютне зниження 13,2%), з кінцевим середнім ІМТ 34,5 кг/м 2 ± 5,4 (діапазон, 25,0 –47,5 кг/м 2; середнє зменшення, 10,4 кг/м 2), кінцева середня вага 91,6 кг ± 16,4 (діапазон, 58,6–130,2 кг; середнє зменшення, 29,9 кг), і кінцеве середнє WC 110,9 см ± 13,8 ( діапазон, 81,0–141,8 см; середнє зменшення, 21,3 см). Усі зниження були статистично значущими (P

Таблиця 1: Короткий опис щільності протонної жирової фракції печінки та антропометрія за відвідуванням

Примітка. - Дані є середнім значенням ± стандартне відхилення. Дані в дужках - це діапазони. PDFF = частка жирової протонності, VLCD = дієта з дуже низькою калорійністю.

Рисунок 3: Фракція жирової протонної щільності печінки (PDFF), Індекс маси тіла (ІМТ), ваги та окружності талії з часом для кожного учасника дослідження. Товста траєкторія на кожній ділянці представляє середні зразки середнього часу відвідування. Зверніть увагу на відносно швидке зменшення як ФРП печінки, так і антропометрії тіла протягом перших 6–8 тижнів (проміжок часу, починаючи з дуже низькокалорійної дієти [VLCD] через 1-місячну МРТ після операції: відвідування MRI0, MRIVLCD, MRI1mo) порівняно залишок періоду дослідження (час, що охоплює 1-місячну МРТ після операції через 6-місячну МРТ після операції: відвідування MRI1mo, MRI3mo, MRI6–10mo). Верхні межі нормального PDFF печінки (5%) та нормального ІМТ (25 кг/м 2) представлені на відповідних ділянках червоними лініями.

Короткотермінові та довгострокові ΔPDFF, ΔBMI, Δ вага та ΔWC зведені в таблиці 2. Для кожного показника спостережуване зниження було статистично значущим (P

Таблиця 2: Короткотермінові та довгострокові темпи зміни частки жирової щільності протонів та антропометрія

Примітка. - PDFF = частка жирової протонності, VLCD = дієта з дуже низькою калорійністю.

* Дані є середнім значенням ± стандартне відхилення. Усі засоби представляють зменшення на тиждень і є значними (одна вибірка т тест, P † Усі порівняння є статистично значущими після корекції Бонферроні.

Співвідношення між ΔPDFF і ΔBMI, Δ вага та ΔWC представлені на рисунку 4. Короткотерміновий період характеризувався більшою мінливістю темпів змін серед учасників дослідження, хоча відносини в короткотерміновому періоді були неофіційно сильнішими, ніж у більш тривалий період. Протягом короткострокового періоду співвідношення були такими: для ΔBMI, р = 0,30, P = .04; для Δваги, р = 0,38, P = .007; для ΔWC, р = 0,12, P = .41. Протягом довгострокових періодів співвідношення були такими: для ΔBMI, р = 0,25, P = .08; для Δваги, р = 0,29, P = .04; для ΔWC, р = −0,04, P = .80. Лише короткотермінові кореляційні зв’язки для ΔBMI та weightваги залишались статистично значущими після корекції Бонферроні.

Малюнок 4: Графіки показують швидкість зміни щільності протонної щільності протону печінки (PDFF) порівняно зі швидкістю змін в інших антропометріях тіла: індекс маси тіла (ІМТ), ваги та окружності талії. Червоні кола та пунктирна лінія представляють короткочасний період (час, що починається від початку вживання дуже низькокалорійної дієти через 1-місячну післяопераційну МРТ). Чорні трикутники та суцільна лінія представляють більш тривалий період (проміжок часу від 1-місячного післяопераційного МРТ до 6-місячного післяопераційного МРТ). Відносини міцніші в гострий період. Зміни окружності талії не суттєво корелювали зі змінами PDFF.

Кореляції обчислювали між ΔPDFF та PDFF0, BMI0, вагою0 та WC0 як протягом короткострокового, так і довгострокового періодів часу. Помітна сильна негативна кореляція між PDFF0 та ΔPDFF як протягом короткострокового, так і довгострокового періодів часу (р = −0,81 [P

Малюнок 5: Оцінка часу до нормалізації норми щільності протонної частки жиру (PDFF) з верхньою межею нормального PDFF для печінки, визначеною як 5%. Час 0 відповідає вихідному відвідуванню. Моделювання лінійної регресії зі змішаними ефектами PDFF (вісь y), перетворена в природний журнал, як функція часу (вісь x) демонструє середній час до нормалізації (точка, коли траєкторія, перетворена природним журналом, перетинає ln [5%] = 1,6% рядок) 22,5 тижнів. Траєкторії розширені (пунктирні лінії) для 13 учасників, для яких передбачуваний час перетину відбувається поза вікном спостереження. Слід зазначити, що в цій вибірці було підраховано, що 90% учасників дослідження досягли нормального рівня PDFF у 5% до 42 тижнів.

Обговорення

За допомогою кількісного комплексного методу МРТ КСЕ ми оцінили поздовжню зміну вмісту жиру в печінці у когорти учасників дослідження з ожирінням, які перенесли баріатричну хірургію та передопераційну VLCD, порівняно зі змінами в антропометрії тіла.

Наші результати підтверджують попередні дослідження МРТ (переважно МР-спектроскопія), які показують, що зменшення ІМТ на 5% і більше пов’язане зі зменшенням жиру в печінці (31–34), а також інші дослідження з подібними висновками, що спираються на інші показники рівня жиру в печінці, включаючи сироваткові біомаркери (35) та США (17). Однак, використовуючи неінвазивну, точну методику МРТ КСЕ (18,24), наше дослідження, наскільки нам відомо, є першим поздовжнім аналізом змін жиру в печінці з плином часу в популяції баріатричної хірургії. На додаток до демонстрації клінічної корисності та доцільності, яку МРТ КСЕ надає для моніторингу печінкового PDFF з часом, наш аналіз дав ряд уявлень про зменшення вмісту жиру в печінці після баріатричної хірургії.

Оцінюючи предиктори ΔPDFF, ми вивчали кореляцію з PDFF0, початковою антропометрикою тіла та швидкістю зміни антропометрії тіла. Щось дивно, єдиним сильним предиктором ΔPDFF був PDFF0 (більший початковий PDFF віщує більш швидке зниження), із слабшими та менш статистично значущими кореляціями, що спостерігаються між ΔPDFF та антропометричними вихідними значеннями тіла та швидкістю змін. Подібне явище спостерігалося щодо часу до нормалізації, лише PDFF0, а не будь-яка антропометрична інформація тіла, визначена прогностичною. Ці парні спостереження можуть мати наслідки для догляду за пацієнтом, оскільки у баріатричних пацієнтів із вираженим стеатозом печінки може спостерігатися значне поліпшення рівня печінково-синдрому печінки незалежно від початку антропометрії або ступеня втрати ваги після операції. Отже, може бути розумним врахувати тяжкість стеатозу печінки - незалежно від ваги або ІМТ - при прийнятті рішення про зарахування пацієнта на баріатричну операцію. Крім того, якщо PDFF печінки представляє інтерес для клініциста, може бути доцільним слідувати PDFF за допомогою МРТ CSE на додаток до або замість інших антропометричних вимірювань.

Наше дослідження мало деякі обмеження. Ми не пропонували МРТ-спостереження для учасників дослідження, у яких біопсія печінки була негативною на стеатоз печінки. Це могло призвести до недооцінки ефекту передопераційного VLCD на жир печінки, оскільки учасники, які вирішували стеатоз печінки лише VLCD, були б виключені. Крім того, для включення до остаточного аналізу ми вимагали від учасників брати участь у всіх, крім остаточного (6-місячного післяхірургічного) візиту до МРТ, що призвело до відносно великої кількості виключених учасників. Це було визнано необхідним для забезпечення адекватної кількості точок даних для кожного учасника, особливо враховуючи нашу увагу до тенденцій з часом. Нарешті, ми визнаємо різницю серед учасників у деяких демографічних та клінічних параметрах, включаючи співвідношення чоловіків до жінок, конкретну баріатричну операцію та точні терміни початку VLCD щодо початкової візуалізації та хірургічного втручання, а також інших параметрів способу життя, які потенційно можуть впливати на жир печінки метаболізм, включаючи рівень активності, дієту з попереднім програмуванням та схеми прийому ліків. Однак варіації нашої когорти репрезентують властиву базову гетерогенність та індивідуальне лікування, характерне для популяцій баріатричної хірургії.

Підводячи підсумок, у нашому дослідженні баріатрична хірургія з передопераційним VLCD суттєво покращила стеатоз печінки у учасників із ожирінням без сильної кореляції з початковою вагою або загальною втратою ваги та з найбільшою потенційною користю, що спостерігається у учасників із вираженим стеатозом печінки. Враховуючи слабку кореляцію між зменшенням вмісту жиру в печінці та загальною втратою ваги, може бути доцільним моніторинг PDFF печінки у цих учасників за допомогою розширеної кількісної МРТ.

Внески автора

Внески автора: Гаранти цілісності всього дослідження, B.D.P., S.B.R .; концепції дослідження/дизайн дослідження або збір даних або аналіз/інтерпретація даних, усі автори; складання рукопису або перегляд рукопису для важливого інтелектуального змісту, усі автори; затвердження остаточної версії поданого рукопису, усіх авторів; погоджується забезпечити належне вирішення будь-яких питань, пов’язаних з твором, усі автори; дослідження літератури, B.D.P., C.N.W., G.M.C., S.H., C.B.S., S.B.R .; клінічні дослідження, B.D.P., N.S.A., Y.C., J.B.S., G.M.C., G.J., S.H., C.B.S., S.B.R .; експериментальні дослідження, C.N.W., A.M., N.S.A., Y.C., J.H., G.M.C .; статистичний аналіз, B.D.P., T.W., A.C.G .; та редагування рукописів, B.D.P., C.N.W., A.M., N.S.A., Y.C., J.B.S., L.M.F., G.M.C., J.A.G., S.H., T.W., A.C.G., C.B.S., S.B.R.

Підтримується NIH (R01 DK088925, R01 DK083380, R01 DK100651, K24 DK102595). GE Healthcare надала наукову підтримку Університету Вісконсіна та Університету Каліфорнії в Сан-Дієго, але спеціально не підтримала це дослідження. Зусилля щодо цього дослідження та рукопису стали можливими завдяки нагороді доктора Фанка за розвиток кар’єри у VA (CDA 15-060).