Possibilities of bioimpedance analysis in the diagnosis of obesity

Full Text

Введение. Исследования различных авторов [1, 2, 6, 15, 16] свидетельствуют, о том что ожирение является существенным фактором риска развития некоторых хронических неинфекционных заболева- ний. Причем ожирение - это не только избыточный объем жировой ткани, но и сложный комплекс ме- таболических нарушений, приводящих к различным патогенетическим процессам в организме. В повседневной практике основным показателем, используемым для диагностики и оценки тяжести ожирения, является индекс массы тела (ИМТ). В на- стоящее время существует несколько классификаций оценки статуса питания по ИМТ. Наиболее распро- страненной и используемой в мире является класси- фикация Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) [18]. При этом современная диагностика ожирения не ограничивается определением массы тела (МТ), вычислением ИМТ, измерением окружностей и их соотношений. В последние годы доступным спосо- бом диагностики ожирения во многих медицинских учреждениях стал биоимпедансный анализ (БИА), который позволяет получать значения параметров состава тела [4, 5, 9, 11]. Это высокоинформа- тивный и неинвазивный способ, который можно использовать как в амбулаторно-поликлинических условиях, так и в условиях стационара. Он позво- ляет проводить оценку содержания висцеральной жировой ткани, обладающей максимальной гумо- ральной активностью и являющейся более неблаго- приятным фактором сердечно-сосудистого риска, чем ожирение как таковое [10, 15-17]. Кроме того, он может выявлять состояния так называемого «ожирения без ожирения», при котором ИМТ на- ходится в пределах нормальных значений, а коли- чество жировой массы существенно выше нормы [13, 14]. В реальной практике иногда встречается и другая ситуация, когда значение ИМТ превышает референтные значения, но за счет сильно развитой мускулатуры пациента. Известно, что не все тучные пациенты имеют одинаково неблагоприятный метаболический про- филь. Y. Matsuzawa, T. Funahashi, T. Nakamura [12], О. Rotar et al. [13] выделяют группу лиц с «мета- болически здоровым ожирением», а некоторых пациентов с ИМТ, находящимся в пределах нормы, 182 2 (62) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Экспериментальные исследования относят к «метаболически тучным». Эти данные диктуют необходимость выявления подобных со- стояний и разработки дополнительных нормативов для диагностики ожирения, включая применение такого способа, как БИА. Цель исследования. Установить пороги от- сечения маркеров диагностики ожирения у мужчин при использовании мультичастотной биоимпедан- сометрии. Материалы и методы. Обследованы 226 мужчин в возрасте от 21 до 44 лет. Для определения состава тела использовали биоимпедансный анализатор «InВody-720» фирмы «Biospase» (Южная Корея). По- мимо МТ и вычисленного на ее основе ИМТ, с помо- щью БИА были получены показатели, определяющие жировую составляющую организма: масса жира тела (МЖ), область висцерального жира (ОВЖ), степень абдоминального ожирения (САО) и процент содержа- ния жира в организме (ПСЖО). Эти показатели были использованы в качестве маркеров для диагностики ожирения. Для более точной оценки жировой массы конкрет- ного человека нами предложен показатель «индекс массы жира» (ИМЖ), который представляет собой частное от деления МЖ в килограммах, определенной с помощью БИА, и квадрата роста в метрах. ИМЖ = МЖ/Р2 (кг/м2) ROС-анализ с построением ROC-кривой (Receiver operating characteristic - рабочая характеристика приёмника) использовался для оценки качества мо- дели (в нашем случае показателей БИА, выбранных в качестве маркеров по разделению двух классов). Для этого применялась характеристика площади (АUС) под ROC-кривой. Известно, что чем выше зна- чение площади под ROC-кривой, тем лучше качество модели. Идеальная модель обладает 100%-ной чувстви- тельностью и специфичностью. Однако на практике добиться этого невозможно, более того, невозмож- но одновременно повысить и чувствительность, и специфичность модели. Компромисс находится с помощью так называемого порога отсечения, так как пороговое значение определяется соотношением чувствительности и специфичности. В этих случаях принято говорить о задаче нахождения оптимального порога отсечения (ОПО) [3, 7, 8]. Нами критерием ОПО было выбрано требование максимальной суммарной чувствительности (Se) и специфичности (Sp) модели, т. е. ОПО = макс (Se + Sp). В качестве классификатора или обуча - юще й вы борки был выб ран п оказат ель ИМТ по классификации ВОЗ [18]. В ROС-анализе по обучающей выборке ИМТ-1 был избран по- р о г о т с е ч е н и я : « н о р м а » ( 1 - я г р у п п а , n = 7 4 ) и «предожирение+ожирение» (2-я группа, n=151); по выборке ИМТ-2: «норма+предожирение» (3-я группа, n=196) и «ожирение» (4-я группа, n=29). В группу «ожирение» отнесли индивидов, страдающих ожирением 1 и 2 степени. Статистическая обработка материала осущест- влялась с использованием программных продуктов Microsoft Excel и IBM SPSS 20.0. Результаты и их обсуждение. Установлено, что нормальные значения МТ имеют около 32% об- следованных лиц, почти 54% - имеют избыточную массу тела или предожирение. При этом ожирение 1-й и 2-й степени выявлено только у 12% человек (табл. 1). Таблица 1 Количество обследованных мужчин, распределенных по градациям ИМТ классификации ВОЗ Результаты ROС-анализа по обучающим выборкам ИМТ-1 и ИМТ-2 показателей БИА Таблица 2 Показатель БИА ROС-анализ по ИМТ AUC Стандартная ошибка (Со) Асимптотическая значимость (АЗн) ДИ ОПО тестовой переменой Se Sp ОВЖ, см2 1 0,920 0,017 0,0 0,886-0,954 73,05 0,842 0,840 ОВЖ, см2 2 0,959 0,020 0,0 0,919-0,999 103,95 0,900 0,904 ИМЖ, кг/м2 1 0,911 0,018 0,0 0,876-0,947 4,69 0,836 0,840 ИМЖ, кг/м2 2 0,969 0,016 0,0 0,938-1,000 7,33 0,933 0,924 МЖ, кг 1 0,908 0,019 0,0 0,871-0,945 14,75 0,829 0,827 МЖ, кг 2 0,958 0,020 0,0 0,920-0,996 22,45 0,900 0,898 ПСЖО, % 1 0,857 0,024 0,0 0,809-0,905 18,65 0,789 0,800 ПСЖО, % 2 0,929 0,025 0,0 0,880-0,978 24,55 0,900 0,873 САО, % 1 0,885 0,022 0,0 0,842-0,928 0,88 0,809 0,787 САО, % 2 0,912 0,031 0,0 0,852-0,971 0,94 0,800 0,807 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 2 (62) - 2018 183 Экспериментальные исследования При проведении ROC-анализа по обучающей вы- борке ИМТ-1 выявлено, что тестовая переменная ОВЖ имеет площадь под ROC-кривой AUC, равную 0,920 при стандартной ошибке 0,017, и асимптотический 95% доверительный интервал (ДИ) в диапазоне от 0,886 до 0,954 (рис. 1). По обучающей выборке ИМТ-2 тестовая перемен- ная ОВЖ имеет площадь под ROC-кривой, равную 0,959 при стандартной ошибке 0,020, и асимптотиче- ский 95% ДИ в диапазоне от 0,919 до 0,999 (рис. 2). Затем по аналогичной схеме был проведен ROС- анализ для ИМЖ, МЖ, ПСЖО и САО. Показано, что по выборке ИМТ-2 площадь под кривой всегда больше, чем по выборке ИМТ-1. Данная закономерность на- блюдается по всем оцениваемым показателям (табл. 2). На этом основании можно считать порог отсечения для каждого изученного параметра по выборке ИМТ- Рис. 1. ROС-кривая, описывающая порог отсечения по обучающей выборке ИМТ-1 для ОВЖ 2 более прогностически точным при диагностике ожирения. Таким образом, наибольшей чувствительностью (0,933) и специфичностью (0,924) из оцениваемых по- казателей обладает предложенный ИМЖ, его ОПО ра- вен 7,33 кг/м2. Несколько меньшая чувствительность и специфичность характерна для ОВЖ с ОПО, равным 103,95 см2. На наш взгляд, превышение порогов ИМЖ и ОВЖ должно быть использовано при диагностике истинного ожирения на этапах скрининга или под- тверждения диагноза ожирения наряду с обычным определением ИМТ. Установлено, что у 12,2-20,3% мужчин с нормаль- ной МТ по ИМТ значения показателей жировой со- ставляющей, полученных с помощью БИА, свидетель- Таблица 3 Распределение мужчин с нормальным ИМТ относительно показателей жировой составляющей тела (по выборке ИМТ-1) Показатель 1-я группа Показатель n % Распределение относительно порогового значения ↑ ↓ ↓ ↓ ПСЖО 15 59 20,3 79,7 ОВЖ 12 62 16,2 83,8 МЖ 13 61 17,6 82,4 САО 9 65 12,2 87,8 ИМЖ 12 62 16,2 83,8 Таблица 4 Распределение мужчин с высоким ИМТ относительно показателей жировой составляющей тела (по выборке ИМТ-1) Рис. 2. ROС-кривая, описывающая порог отсечения по обучающей выборке ИМТ-2 для ОВЖ ствовали о наличии предожирения и/или ожирения (табл. 3). Напротив, среди обследованных с диагнозом «предожирение и/или ожирение» 16,4-24,3% мужчин имеют нормальные значения жировой составляющей (табл. 4). Полагаем, что с использованием БИА можно доста- точно точно диагностировать истинное предожирение и/или ожирение. Применив более «мягкий» подход для отнесения мужчин к здоровым и, соответственно, более «стро- 184 2 (62) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Экспериментальные исследования Таблица 5 Распределение мужчин с нормальной и избыточной МТ относительно показателей жировой составляющей тела (по выборке ИМТ-2) Показатель 3-я группа Показатель n % Распределение относительно порогового значения ↑ ↓ ↓ ↓ ПСЖО 25 172 12,7 87,3 ОВЖ 19 178 9,6 90,4 МЖ 20 177 10,2 89,8 САО 30 167 15,2 84,8 ИМЖ 15 182 7,6 92,4 Таблица 6 Распределение мужчин, страдающих ожирением, относительно показателей жировой составляющей тела (по выборке ИМТ-2) Показатель 4-я группа Показатель n % Распределение относительно порогового значения ↓ ↑ ↑ ↑ ПСЖО 3 27 10 90 ОВЖ 3 27 10 90 МЖ 3 27 10 90 САО 6 24 20 80 ИМЖ 2 28 6,7 93,3 гий» критерий для объединения их в группу больных, страдающих ожирением, мы получили аналогичную закономерность. Оказалось, что при нормальной МТ от 7,6 до 15,2% обследованных мужчин имеют показатели жировой составляющей, свидетельству- ющие об ожирении (табл. 5). В то же время у лиц с явным ожирением от 6,7 до 20% имели «ожирение без ожирения» (табл. 6). В настоящее время для таких показателей, как МЖ, САО и ИМЖ (полученных с помощью БИА), не суще- ствует нормативных значений. При комплексном об- следовании мужчин использование порога отсечения для данных показателей БИА обеспечит выявление лиц с истинным ожирением. Заключение. Для диагностики ожирения в ка- честве дополнительных критериев, полученных с помощью БИА, могут использоваться пороговые значения (точки отсечения) таких показателей, как ПСЖО, ОВЖ, МЖ и САО. Нами предложен показатель ИМЖ, обладающий наибольшей чувствительностью и специфичностью в отношении диагностики ожирения при пороге, равном 7,33 кг/м2. В итоге использование дополнительных параметров, получаемых с помо- щью БИА, позволяет корректно устанавливать или исключать диагноз ожирения у мужчин. Результаты, полученные в ходе данного исследования, должны повысить диагностическую ценность БИА и помочь проводить эффективную оценку лечебных и про- филактических мероприятий при ожирении путем сопоставления рассматриваемых показателей в динамике.

About the authors

O A Nagibovich

G A Smirnova

Email: smirnova2006@gmail.com

A I Andriyanov

E V Kravchenko

I A Konovalova

References

Supplementary files