Порівняння розподілу м’яких тканин шиї та жиру між нормальними чоловіками та жінками за допомогою магнітного резонансу

Увійдіть, використовуючи своє ім’я користувача та пароль

Останній контент
Поточне питання
Архів
Автори
Підкасти
Про

Головне меню

Останній контент
Поточне питання
Архів
Автори
Підкасти
Про

Увійдіть, використовуючи своє ім’я користувача та пароль

Ти тут

Додому
Архів
Том 54, випуск 4
Розподіл м’яких тканин шиї та жиру: порівняння нормальних чоловіків та жінок за допомогою магнітно-резонансної томографії

Стаття
Текст
Стаття
інформація
Цитування
Інструменти
Поділіться
Відповіді
Стаття
метрики
Сповіщення

Адам Т Уітл а,
Ян Маршалл нар,
Ян Л Мортімор а,
Пітер Крейт нар,
Робін Дж. Селлар c,
Ніл Дж. Дуглас a

a Лабораторія сну, відділення респіраторної медицини, Королівська лазарета в Единбурзі, Единбург EH3 9YW, Великобританія, b кафедра медичної фізики та медичної інженерії, c кафедра клінічних нейронаук, d західна загальна лікарня, Единбург EH4 2XU, Великобританія

Dr A T Whittle.

Анотація

ПІДСУМОК Ожиріння та збільшена окружність шиї є факторами ризику розвитку синдрому обструктивного апное сну/гіпопное (SAHS). SAHS частіше зустрічається у чоловіків, ніж у жінок, незважаючи на те, що жінки мають більш високий рівень ожиріння і більший загальний жир в організмі. Одним із факторів цього, очевидно, парадоксального розподілу статі можуть бути різні моделі відкладення жиру, прилеглих до верхніх дихальних шляхів у чоловіків та жінок. Тому було проведено дослідження для порівняння відкладення жиру на шиї у нормальних чоловіків та жінок.

МЕТОДИ За допомогою зваженої магнітно-резонансної томографії Т1 обсяги жиру та тканин у шиї 10 чоловіків, що не страждають ожирінням, і 10 жінок відповідали віку (середнє значення чоловіків (SE) 36 (3) років, жінок 37 (3) років, p = 0,7), оцінювали індекс маси тіла (як 25 (0,6) кг/м 2, р> 0,9), так і показник сонливості Епворта (обидва 5 (1), р = 0,9); всі заперечені симптоми SAHS.

РЕЗУЛЬТАТИ Загальний обсяг м’яких тканин шиї був більшим у чоловіків (1295 (62) проти 928 (45) см 3, р 3, р = 0,6). Єдині регіони, що впливають на глотку, показали більший абсолютний обсяг жиру у чоловіків (3,2 (0,7) проти 1,1 (0,3) см 3, p = 0,01), а також більшу частку жиру на шиї у чоловіків (1,3 (0,3)%) проти 0,4 (0,1)%, p = 0,03) були передні сегменти всередині нижньої щелепи на піднебінному рівні.

ВИСНОВКИ Існують відмінності у відкладанні жиру на шиї між статями, що разом із більшим загальним навантаженням м’яких тканин на дихальні шляхи у чоловіків може бути чинником розподілу SAHS за статтю.

апное сну
жир на шиї
статеві відмінності
магнітно-резонансна томографія

Статистика від Altmetric.com

Порушення сну при диханні, хропіння та синдром апное/гіпопное уві сні (SAHS) у 2–8 разів частіше зустрічаються у чоловіків, ніж у жінок у всіх дорослих вікових групах.1 2 У чоловіків ці стани пов’язані з ожирінням, збільшенням окружності шиї та зменшена площа поперечного перерізу верхніх дихальних шляхів, 3-6 всі фактори, які схильні до часткової або повної перешкоди верхніх дихальних шляхів.

Переважання чоловіків у SAHS не було повністю пояснене, і в деяких аспектах парадоксально. Порівняно з чоловіками, більша частка загальної кількості м'яких тканин тіла у нормальних жінок є жировою, а ожиріння частіше зустрічається у жінок.7 8 Отже, можна прогнозувати, що стан, сильно пов'язаний із ожирінням, виявляє більшу частоту у жінок. Подібним чином, повідомляється, що площа перетину глоткового відділу дихальних шляхів у жінок менша за показником індексу маси тіла (ІМТ) 9, який, як очікується, схильний до обструкції дихальних шляхів. Однак у жінок дійсно менша окружність шиї у відповідності з ІМТ, тому загальне масове навантаження на верхні дихальні шляхи може бути меншим.10 Динамічні фактори також мають значення; верхні дихальні шляхи в сидячому положенні у жінок менші, але немає різниці між лежачими чоловіками та жінками.10 Це свідчить про те, що жінки мають більшу здатність захищати дихальні шляхи від змін, пов’язаних з поставою, і більш високий рівень розширення м’язового тонусу верхніх дихальних шляхів у жінок може забезпечити фізіологічну основу для цього.11

Ми перевірили гіпотезу, що відкладення жиру, що прилягає до верхніх дихальних шляхів, може бути більшим у чоловіків, ніж у жінок, і, отже, може бути одним із факторів, що лежить в основі розподілу статі за станами, пов'язаними з обструкцією верхніх дихальних шляхів. Ми вивчали за допомогою МРТ відкладення жиру в шиях нормальних дорослих чоловіків і жінок, тісно узгоджуючись за віком та ступенем ожиріння, вимірюваним за допомогою індексу маси тіла.

Методи

ТЕМИ

Десять добровольців чоловічої статі та 10 жінок, які відповідали віку та індексу маси тіла, дали інформовану згоду на дослідження. Усі заперечували хропіння, денну сонливість та інші симптоми SAHS2 і мали оцінку сонливості Епворта 12 або менше16. Ми не проводили дослідження сну на цих нормальних суб'єктах, але, за визначенням, у них не було SAHS, оскільки вони заперечували всі основні 2 Вага, зріст, окружність шиї на рівні верхньої межі мембрани крикотиреоїда 3 та товщина шкірної складки визначалися лікарем (ILM або ATW) під час сканування МРТ. Вміст жиру в організмі розраховували за методом Дурніна та Рахамана з урахування товщини шкірної складки, виміряної за допомогою штангенциркулів над біцепсами та трицепсами, а також на підлопаткових та надчеревних ділянках.17

ЗОБРАЖЕННЯ ТА АНАЛІЗ

Обладнання та протокол для отримання поперечних та сагітальних зважених магнітно-резонансних зображень Т1 шиї в області верхніх дихальних шляхів були описані в нашій попередній роботі.15 Дані зображень були передані на незалежну робочу станцію (Sun Microsystems Inc, Mountain View, Каліфорнія, США) та проаналізовано за допомогою пакету ANALYZE (Фонд Мейо, Рочестер, Нью-Йорк, США).

(А) Репрезентативне поперечне Т1 зважене магнітно-резонансне зображення шиї нормальної людини. (Б) Схематичне зображення зображення в А, що ілюструє сегментарні відділи, що використовуються для аналізу обсягів жиру на шиї, підрозділ переднього та передньо-бічного сегментів лінією нижньої щелепи та положення еліпса, що використовується для аналізу об'ємів жиру, що закриваються до дихальних шляхів.

Жир, близький до дихальних шляхів, аналізували шляхом побудови еліпса, центрованого на дихальних шляхах, обмеженого хребетним стовпом ззаду та перетином лінії нижньої щелепи з проектованою середньою лінією дихальних шляхів латерально (рис. 1). Ця форма еліпса була обрана для включення жирових подушечок, які лежать поперек дихальних шляхів14. Жирові ділянки знову визначали за допомогою порогових значень, отриманих під час огляду аналізованого зображення, і обсяги отримували, як і раніше.

Площу поперечного перерізу дихальних шляхів визначали на поперечних спинових ехо-зображеннях. Метод був напівавтоматичним, "вирощуючи" область інтересу (ROI) із "насіння", розміщеного в центрі дихальних шляхів, регулюючи поріг, враховуючи повітряний простір, але не стінки дихальних шляхів. Час сканування включав кілька дихальних циклів, тому розміри дихальних шляхів були ефективно усреднені за цикл. Це додає "шум" до даних і, як правило, зменшує значимість спостережуваних відмінностей. Була відзначена площа дихальних шляхів на кожному зрізі зображення, при цьому зріз показував найменшу площу, прийняту для відображення місця та розміру мінімальної анатомічної площі дихальних шляхів. Середня площа поперечного перерізу - це сума площ, що спостерігаються на зрізах, що охоплюють відповідну область, поділена на кількість зрізів. ROI також було намальовано навколо язика та навколо м’якого піднебіння на сагітальному зображенні, що показує середню лінію дихальних шляхів, і визначено їх загальну площу. Площа жирової тканини в межах ROI визначалася шляхом підрахунку пікселів з інтенсивністю вище певного порогу: поріг вибирався суб’єктивно з урахуванням відомих анатомічних особливостей жиру на тому ж зображенні, наприклад підшкірного жиру.

СТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ

Дані аналізували та проводили статистичні розрахунки за допомогою Microsoft Excel 5.0 (Microsoft Corporation, Redmond, WA). Усі анатомічні змінні зазвичай розподілялися і наводяться як засоби із стандартними помилками середнього значення; середні значення у чоловіків та жінок порівнювали з непарним двостороннім тестом Стьюдента, визначаючи значення як тест р 2.

Результати

ТЕМАТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Чоловіки та жінки відповідали віку, індексу маси тіла та суб'єктивній сонливості за оцінкою шкали сонливості Епворта. Чоловіки показали вищу середню масу тіла, масу без жиру та окружність шиї, тоді як процентний вміст жиру в тілі та загальна маса жиру в організмі були вищими у жінок (таблиця 1). Шиї чоловіків вимагали більш рівновіддалених зрізів зображення, щоб покривати всю довжину шиї (середнє (SE) 18 (0,8) зрізів, 7 (0,4) над язичком і 12 (0,8) нижче), ніж у жінок (16 (0,4) ) загалом зрізи (p = 0,02), 5 (0,3) над язичком (p = 0,002) та 11 (0,2) нижче (p = 0,6)), що відображає більшу довжину шиї чоловіків.

Середні (SE) характеристики досліджуваних

ОБ'ЄМИ ТИСУ ТА ТКАНИН НА ШИІ

Загальний об'єм м'яких тканин шиї був більшим у чоловіків (1295 (62) см 3), ніж у жінок (928 (45) см 3, р = 0,0002). Цю різницю компенсували нежирні м’які тканини; фактичний обсяг жиру був однаковим у обох статей (291 (29) проти 273 (18) см 3, p = 0,6). Візерунок не змінювався, коли враховували більшу довжину чоловічих ший, коригуючи кількість зрізів зображення, з яких отримали обсяг (м’яка тканина, 71 (3) см 3/зріз для чоловіків проти 57 (2) см 3/зріз для жінок, p = 0,001; обсяг жиру, 16 (2) см 3/зріз для чоловіків проти 17 (1) см 3/зріз для жінок, p = 0,5). Таким чином, об'єм жиру у відсотках до загального обсягу м'яких тканин був значно вищим у шиї жінок (22 (2)% проти 29 (1)%, p = 0,002). Якщо в межах кожної статі відсоток жиру в м’яких тканинах шиї (отриманий за допомогою МРТ-сканувань) порівнювали із відсотком жиру у всьому тілі (отриманим за результатами вимірювань шкірних складок), то у чоловіків була більша частка жиру в шиї, ніж у тілі в цілому (жир на шиї 22 (2)% тканини шиї проти жиру всього тіла 17 (11)% маси тіла, p Переглянути цю таблицю:

Переглянути вбудований
Переглянути спливаюче вікно

Середні (SE) м’які тканини (включаючи жир) та обсяги жиру, проаналізовані в сегментах на піднебінному та піднебінному рівнях. Обсяги жиру також виражаються у відсотках м'яких тканин у кожній визначеній області та у відсотках від загального обсягу жиру на шиї

Середній (SE) розподіл жиру на шиї у чоловіків та жінок: (A) абсолютні обсяги; (B) пропорційний розподіл жиру в кожному регіоні у відсотках від загального жиру на шиї для цієї особи. Значимість різниці між чоловіками та жінками: * p 2 проти 26 (0,8) см 2, p = 0,02). Ні абсолютна площа язика не складалася з пікселів інтенсивності жиру (2,3 (0,7) см 2 проти 2,1 (0,3) см 2, p = 0,8), ні пропорційна площа жиру (8 (3,0)% проти 8 (1,2)%, p = 0,9) відрізнялися між чоловіками та жінками. Так само середня площа поперечного перерізу м’якого піднебіння на тому ж зображенні була більшою у чоловіків, ніж у жінок (459 (34) мм 2 проти 318 (27) мм 2, p = 0,005), тоді як площа жиру та відсоток жиру не відрізнялися між статями (51 (15) мм 2 проти 46 (11) мм 2, p = 0,8; 14 (5)% проти 14 (3)%, p = 0,9).

Еліпси, сконструйовані так, щоб містити жирові подушечки, розташовані поперек дихальних шляхів, простягнуті через всі зрізи зображення, на яких були видно ці подушечки, містили середній загальний об'єм 41 (2,2) см 3 у чоловіків та 39 (1,9) см 3 у жінок ( р = 0,5). В межах цього обсяг жиру становив 2,7 (0,4) см 3 у чоловіків та 3,2 (0,4) см 3 у жінок (р = 0,4).

ДИХАЛЬНІ ШЛЯХИ

Мінімальна площа поперечного перерізу дихальних шляхів суттєво не відрізнялася між статями (таблиця 3). Мінімальна площа спостерігалась на зрізі в піднебінній області у семи з 10 чоловіків та у п'яти з 10 жінок (р = 0,4). Середня площа поперечного перерізу дихальних шляхів була однаковою у чоловіків та жінок, якщо враховувати її по всій довжині шиї, а також у піднебінній ділянці. У субпалатальній області середня площа дихальних шляхів була значно більшою у чоловіків (таблиця 3).

Середні (SE) розміри глоткових дихальних шляхів (мм 2)

Обговорення

Це дослідження показало, що характер відкладення жиру на шиї поблизу верхніх дихальних шляхів різниться у чоловіків і жінок, і що більший об’єм м’яких тканин на шиях чоловіків в основному пов’язаний з м’якими тканинами, крім жиру. Це також показало, що шиї чоловіків містять більшу частку жиру, ніж їхні тіла в цілому, тоді як навпаки - жінки, які відповідають ІМТ.

Ми виявили лише одну область, тісно пов'язану з дихальними шляхами, в якій чоловіки демонстрували значно більший абсолютний обсяг жиру, ніж жінки - а саме, передні сегменти всередині лінії нижньої щелепи на піднебінному рівні. Чоловіки також мали більший пропорційний відкладення жиру на шиї в цих сегментах, ніж жінки, тому це спостереження не пов'язане з більшою довжиною або діаметром чоловічої шиї. Ці сегменти можуть мати патофізіологічне значення при хропінні та порушеннях дихання під час сну, оскільки вони сприятимуть масовому навантаженню піднебінних дихальних шляхів - частого місця перешкоди дихальних шляхів, пов’язаного зі сном, у SAHS.18 19 Оскільки ці сегменти розташовані спереду від дихальних шляхів, навантаження буде найбільше, коли суб'єкт лежить лежачи на спині, положення, в якому порушення режиму сну є найбільш важким. 20 21

Основними анатомічними структурами в передніх сегментах всередині нижньої щелепи на піднебінному рівні, які виявили більший відклад жиру у чоловіків, є м'яке піднебіння та верхня частина мови. Ми проаналізували площі поперечного перерізу тканини та жиру в цих структурах у медіальній сагітальній площині та не виявили різниці статі у відкладанні жиру. Це можна пояснити нерівномірним відкладенням жиру в мові; зокрема, середньолінійна фіброзна перегородка язика (яка зображена на сагітальному відділі середньої лінії) показала кілька пікселів щільності жиру на наших знімках, оскільки дрібні жирові відкладення в язиці були розпорошені через м’язові пучки. Таким чином, сегментний аналіз обсягу може продемонструвати справжню різницю, яку неможливо виявити при аналізі площі перерізу.

Ці висновки щодо відмінностей між статями у відкладанні жиру слід інтерпретувати з обережністю. Хоча передні сегменти всередині нижньої щелепи на піднебінному рівні потенційно важливі для патофізіології порушення дихання уві сні, абсолютний обсяг жиру в цій області невеликий; справді, ці сегменти показали найменший вміст жиру як частка м’яких тканин серед усіх аналізованих областей (таблиця 2, рис. 2). Колапс верхніх дихальних шляхів під час сну також може відбуватися в ретроглосальних дихальних шляхах нижче рівня язичка18 19, а передній та передньолатеральний сегменти в цій області демонстрували більший пропорційний відклад жиру у жінок. Вплив статі на місце колапсу дихальних шляхів при SAHS не вивчався, і, зокрема, невідомо, чи ретроглосальні дихальні шляхи схильні до руйнування під час сну у жінок, ніж у чоловіків; це дослідження показало, що жінки мають як більше відкладення жиру, так і вужчі дихальні шляхи в цій області.

Найбільші відмінності у відкладанні жиру між статями та найбільші обсяги жиру на шиї у обох статей були виявлені в сегментах ззаду від дихальних шляхів. Жир тут значною мірою знаходиться ззаду від хребетного стовпа і навряд чи забезпечить значне масове навантаження на дихальні шляхи під час сну (рис. 1). Ділянки за межами нижньої щелепи в передній частині шиї також менш безпосередньо пов'язані з дихальними шляхами, хоча збільшення маси тканин може схилити до відкриття щелепи під час сну і, отже, сприяти звуженню верхніх дихальних шляхів. Чоловіки демонстрували тут більший об’єм м’яких тканин, як і в більшості інших регіонів, однак відкладення жиру суттєво не відрізнялося між статями на піднебінному рівні і було більшим у жінок на піднебінному рівні (рис.2).

Обговорення важливості відмінностей у розподілі жиру не повинно затуляти суттєвої різниці між статями, що спостерігається у цьому дослідженні. Загальний об'єм м'яких тканин був більшим у чоловічої шиї як в цілому, так і в кожному аналізованому сегменті (таблиця 2), а чоловіки мали більш об'ємні язики та м'яке піднебіння. Нежирна м’яка тканина складала найбільшу частину цієї різниці, оскільки обсяг жиру був подібним у чоловіків та жінок. Ця тканина є переважно м’язовою, і зниження м’язового тонусу під час сну збільшить значення простого об’єму тканин як фактора колапсу дихальних шляхів.

Розміри дихальних шляхів, які ми спостерігали, сумісні з нашими раніше опублікованими результатами подібних середніх розмірів дихальних шляхів у лежачих чоловіків та жінок при розгляді всієї довжини дихальних шляхів.10. Методика МРТ дозволяє аналізувати дихальні шляхи на різних рівнях і у цьому дослідженні ми виявили значно більшу середню площу поперечного перерізу в піднебінних дихальних шляхах у чоловіків. Мінімальна площа поперечного перерізу дихальних шляхів може бути важливішою за середні значення при розгляді схильності дихальних шляхів до руйнування, і ми не виявили різниці між статями в мінімальній площі, а також ніякої різниці в анатомічній ділянці мінімальної площі.

Потенційні проблеми, властиві цьому дослідженню, включають відповідність популяцій та обмеження використовуваних вимірювальних та статистичних методів. Не існує ідеального методу, що відповідає чоловікам і жінкам за ступенем ожиріння, враховуючи те, що як вміст жиру в організмі, так і загальний розмір тіла відрізняються між статями і що жоден “індекс маси тіла” не забезпечує ідеального неупередженого показника ожиріння як чоловіки та жінки.22 Ми обрали формулу для індексу маси тіла, яку спочатку розробив Кетеле (вага/зріст 2), оскільки вона є добре охарактеризованим та широко використовуваним антропометричним індексом ожиріння.23 24 Він забезпечує подібні (хоча і не однакові) середні значення у чоловіків та жінок і підходить для антропометричних цілей, оскільки не залежить від концепції „ідеальних ваг”, розрахованих на основі даних про смертність, які різняться між статями.22 Чоловіки та жінки, які відповідають ІМТ, неминуче будуть показувати різні діапазони окружності шиї та тіла вміст жиру.10 25 Якби статі відповідали або окружності шиї, або жиру в тілі, тоді було б проведено порівняння між двома групами, непредставлюючими „нормальність” для відповідних статей; справді, ці групи населення представляли б протилежні крайності ожиріння у кожної статі.