Сравнение двухэнергетических денситометров различных моделей
- Авторы: Петряйкин А.В.1, Ахмад Е.С.1, Семенов Д.С.1, Артюкова З.Р.1, Кудрявцев Н.Д.1, Петряйкин Ф.А.2, Низовцова Л.А.1
-
Учреждения:
- ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы»
- ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им М.В. Ломоносова»
- Выпуск: Том 28, № 2 (2022)
- Страницы: 48-57
- Раздел: Теоретические и экспериментальные исследования
- URL: https://journal-vniispk.ru/2311-2905/article/view/124869
- DOI: https://doi.org/10.17816/2311-2905-1731
- ID: 124869
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (ДРА) — это эффективный метод оценки минеральной плотности костной ткани (МПК) и подкожно-жировой клетчатки (ПЖК). Постоянное развитие новых методов денситометрии, старение населения и высокий потенциал применения технологий искусственного интеллекта в здравоохранении усиливают потребности в получении высококачественных измерений МПК в ДРА.
Цель исследования — разработать средства и методы контроля ДРА сканеров и провести сравнение четырех денситометров разной геометрии и фирм-производителей при моделировании различного водно-жирового окружения.
Материал и методы. В ходе работы проведена оценка точности (относительной погрешности (ε%) и воспроизводимости (CV%)) измерений МПК четырех рентгеновских денситометров: два — с узковеерным пучком рентгеновского излучения с 64- и 16 рядами детекторов (DXA-1, DXA-2), один — с широковеерным пучком (DXA-3); один — с пучком карандашного типа (DXA-4). Для сравнения использовался фантом PHK (PHantom Kalium), моделирующий МПК поясничной области: четыре модели позвонков от нормы до остеопороза, содержащие гидрофосфат калия в различной концентрации — 50–200 мг/мл. PHK также включал парафиновые накладки (толщиной 40 мм), имитирующие ПЖК.
Результаты. DXA-1 и DXA-2 имеют наилучшую CV%, определенную в диапазоне от 0,56% до 1,05%. Наименьшая ε% отмечена при сканировании PHK с ПЖК для DXA-1 и DXA-2 (1,74% и 0,85%) и DXA-4 (1,47%). При исключении ПЖК наблюдаются снижение МПК для DXA-1 и DXA-2 (ε = -5,11% и -6,12% соответственно) и небольшое отклонение (p = 0,80) для DXA-4 (ε = 0,87%). DXA-3 демонстрирует существенно заниженные данные измеренной МПК (ε = -14,56%; p = 0,000) при сканировании PHK с ПЖК. Однако исключение ПЖК также приводит к значительному (p = 0,000) снижению МПК (ε = -16,44%; p = 0,000). При анализе точности определения жирового слоя для DXA-1, DXA-2, DXA-4 отмечалась незначительная недооценка заданных показателей на -5,9%, -6,3% и -2,3% соответственно. При этом CV результатов составила 0,15%; 0,39%; 1,6%.
Заключение. Результаты исследования подтвердили значительную недооценку МПК для всего диапазона возможных значений при сканировании PHK без ПЖК. Модели продемонстрировали высокую точность измерения жирового слоя за исключением DXA-3 сканера, для которого этот параметр в исследовании не оценивался.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Алексей Владимирович Петряйкин
ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы»
Email: alexeypetraikin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1694-4682
SPIN-код: 6193-1656
Scopus Author ID: 6507474696
ResearcherId: P-7759-2017
канд. мед. наук
Россия, МоскваЕкатерина Сергеевна Ахмад
ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы»
Автор, ответственный за переписку.
Email: e.ahmad@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0002-8235-9361
SPIN-код: 5891-4384
Scopus Author ID: 56964518000
ResearcherId: P-7313-2017
Cand. Sci. (Med.)
Россия, 127051, Москва, ул. Петровка, д. 24Дмитрий Сергеевич Семенов
ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы»
Email: d.semenov@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0002-4293-2514
SPIN-код: 2278-7290
ResearcherId: P-5228-2017
научный сотрудник, отдел инновационных технологий
Россия, МоскваЗлата Романовна Артюкова
ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы»
Email: zl.artyukova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2960-9787
SPIN-код: 7550-2441
Scopus Author ID: 57221433873
младший научный сотрудник, отдел инновационных технологий
Россия, МоскваНикита Дмитриевич Кудрявцев
ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы»
Email: n.kudryavtsev@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0003-4203-0630
SPIN-код: 1125-8637
Scopus Author ID: 57213148303
ResearcherId: AAG-1869-2020
младший научный сотрудник, отдел инновационных технологий
Россия, МоскваФедор Алексеевич Петряйкин
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им М.В. Ломоносова»
Email: feda.petraykin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6923-3839
Россия, Москва
Людмила Арсеньевна Низовцова
ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения г. Москвы»
Email: nizovtsova@npcmr.ru
ORCID iD: 0000-0002-9614-4505
SPIN-код: 9957-8107
Scopus Author ID: 6602750908
ResearcherId: T-8987-2017
д-р мед. наук, профессор
Россия, МоскваСписок литературы
- Мельниченко Г.А., Белая Ж.Е., Рожинская Л.Я., Торопцова Н.В., Алексеева Л.И., Бирюкова Е.В. и др. Федеральные клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике остеопороза. Проблемы эндокринологии. 2017;63(6):392-426. doi: 10.14341/probl2017636392-426. Mel’nichenko G.A., Belaya Zh.E., Rozhinskaya L.Ya., Toroptsova N.V., Alekseeva L.I., Biryukova E.V. et al. [Russian federal clinical guidelines on the diagnostics, treatment, and prevention of osteoporosis]. Problemy Endokrinologii [Problems of Endocrinology]. 2017;63(6):392-426. (In Russian). doi: 10.14341/probl2017636392-426.
- ISCD Official Positions - Adult - International Society for Clinical Densitometry (ISCD, 2019). Available from: https://iscd.app.box.com/s/5r713cfzvf4gr28q7zdccg2i7169fv86.
- Mattsson S., Thomas B.J. Development of methods for body composition studies. Phys Med Biol. 2006;51(13): R203-R228. doi: 10.1088/0031-9155/51/13/R13.
- Park A.J., Choi J.H., Kang H., Park K.J., Kim H.Y., Kim S.H. et al. Result of Proficiency Test and Comparison of Accuracy Using a European Spine Phantom among the Three Bone Densitometries. J Bone Metab. 2015;22(2): 45-49. doi: 10.11005/jbm.2015.22.2.45.
- Krueger D., Vallarta-Ast N., Checovich M., Gemar D., Binkley N. BMD measurement and precision: a comparison of GE Lunar Prodigy and iDXA densitometers. J Clin Densitom. 2012;15(1):21-25. doi: 10.1016/j.jocd.2011.08.003.
- Laugerette A., Schwaiger B.J., Brown K., Frerking L.C., Kopp F.K., Mei K. et al. DXA-equivalent quantification of bone mineral density using dual-layer spectral CT scout scans. Eur Radiol. 2019;29(9):4624-4634. doi: 10.1007/s00330-019-6005-6.
- Петряйкин А.В., Смолярчук М.Я., Петряйкин Ф.А., Низовцова Л.А., Артюкова З.Р., Сергунова К.А. и др. Оценка точности денситометрических исследований. Применение фантома РСК ФК2. Травматология и ортопедия России. 2019;25(3):124-134. doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-3-124-134. Petraikin A.V., Smolyarchuk М.J., Petryaykin F.A., Nizovtsova L.A., Artyukova Z.R., Sergunova К.A. et al. [Assessment the accuracy of Densitometry Measurements using DMA PP2 Phantom]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and orthopedics of Russia]. 2019;25(3):124-134. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-3-124-134.
- Закроева А.Г., Бабалян В.Н., Габдулина Г.Х., Лобанченко О.В., Ершова О.Б., Исаева C.М. и др. Состояние проблемы остеопороза в странах Евразийского региона. Остеопороз и остеопатии. 2020;23(4):19-29. doi: 10.14341/osteo12700. Zakroyeva A.G., Babalyan V., Gabdulina G., Lobanchenko О., Ershova О.B., Issaeva S. et al. [Burden of Osteoporosis in the Countries of the Eurasian Region]. Osteoporoz i osteopatii [Osteoporosis and Bone Diseases]. 2020;23(4):19-29. (In Russian). doi: 10.14341/osteo12700.
- Kanis J.A., Johnell O. Requirements for DXA for the management of osteoporosis in Europe. Osteoporosis Int. 2005;16(3):229-238. doi: 10.1007/s00198-004-1811-2.
- Гусев А.В., Зарубина Т.В. Поддержка принятия врачебных решений в медицинских информационных системах медицинской организации. Врач и информационные технологии. 2017;(2):60-72. Gusev А.V., Zarubina Т.V. [Clinical decisions support in medical information systems of a medical organisation]. Vrach i informatsionnye tekhnologii [Information technologies for the Physician]. 2017;(2):60-72. (In Russian).
- Halldorsson B.V., Bjornsson A.H., Gudmundsson H.T., Birgisson E.O., Ludviksson B.R., Gudbjornsson B. A clinical decision support system for the diagnosis, fracture risks and treatment of osteoporosis. Comput Math Methods Med. 2015;2015:189769. doi: 10.1155/2015/189769.
- Dequeker J., Reeve J., Pearson J., Bright J., Felsenberg D., Kalender W. et al. Comac-Bme Quantitative Assessment Of Osteoporosis Study Group. Multicentre European COMAC-BME study on the standardisation of bone densitometry procedures. Technol Health Care. 1993;1(2):127-131. doi: 10.3233/THC-1993-1202.
- Kalender W.A., Felsenberg D., Genant H.K., Fischer M., Dequeker J., Reeve J. The European Spine Phantom--a tool for standardization and quality control in spinal bone mineral measurements by DXA and QCT. Eur J Radiol. 1995;20(2):83-92. doi: 10.1016/0720-048x(95)00631-y.
- Hind K., Cooper W., Oldroyd B., Davies A., Rhodes L. A cross-calibration study of the GE-lunar iDXA and prodigy for the assessment of lumbar spine and total hip bone parameters via three statistical methods. J Clin Densitom. 2015;18(1):86-92. doi: 10.1016/j.jocd.2013.09.011.
- Pearson D., Cawte S.A., Green D.J. A comparison of phantoms for cross-calibration of lumbar spine DXA. Osteoporosis Int. 2002;13(12):948-954. doi: 10.1016/10.1007/s001980200132.
- Kolta S., Ravaud P., Fechtenbaum J., DougadosM., Roux C. Accuracy and precision of 62 bone densitometers using a European Spine Phantom. Osteoporosis Int. 1999;10(1):14-19. doi: 10.1007/s001980050188.
- Van Hamersvelt R.W., Schilham A.M.R., Engelke K., den Harder A.M., de Keizer B., Verhaar H.J. et al. Accuracy of bone mineral density quantification using dual-layer spectral detector CT: a phantom study. Eur Radiol. 2017;27(10):4351-4359. doi: 10.1007/s00330-017-4801-4.
- Никитинская О.А., Торопцова Н.В. В помощь практикующему врачу: возможность мониторирования лечения остеопороза при исследовании минеральной плотности кости на разных аксиальных денситометрах. Медицинский алфавит. 2019;2(37):22-28. doi: 10.33667/2078-5631-2019-2-37(412)-22-28. Nikitinskaya O.A., Toroptsova N.V. [To help practitioner: monitoring treatment of osteoporosis in study of bone mineral density on different axial densitometers]. Meditsinskii alfavit [Medical Alphabet]. 2019;37(2):22-28. (In Russian). doi: 10.33667/2078–5631–2019–2–37(412)-22–28.
- Yu E.W., Bijoy J.T., Brown J.K., Finkelstein J.S. Simulated increases in body fat and errors in bone mineral density measurements by DXA and QCT. J Bone Miner Res. 2012;27(1):119-124. doi: 10.1002/jbmr.506.
- Guerrero-Pérez F., Casajoana A., Gómez-Vaquero C., Virgili N., López-Urdiales R., Hernández-Montoliu L. et al. Long-Term Effects in Bone Mineral Density after Different Bariatric Procedures in Patients with Type 2 Diabetes: Outcomes of a Randomized Clinical Trial. J Clin Med. 2020;9(6):1830. doi: 10.3390/jcm9061830.
- Yu E.W., Bouxsein M.L., Roy A.E., Baldwin C., Cange A., Neer R.M. et al. Bone loss after bariatric surgery: discordant results between DXA and QCT bone density. J Bone Miner Res. 2014;29(3):542-550. doi: 10.1002/jbmr.2063.
- Helba M., Binkovitz L.A. Pediatric body composition analysis with dual-energy X-ray absorptiometry. Pediatr Radiol. 2009;39(7):647-656. doi: 10.1007/s00247-009-1247-0.
- Lifshitz F., Hecht J.P., Bermúdez E.F., Gamba C.A., Reinoso J.M., Casavalle P.L. et al. Body composition analysis by dual-energy X-ray absorptiometry in young preschool children. Eur J Clin Nutr. 2016;70(10):1203-1209. doi: 10.1038/ejcn.2016.38.
- Marzetti E., Calvani R., Tosato M., Cesari M., Di Bari M., Cherubini A. et al. Sarcopenia: an overview. Aging Clin Exp Res. 2017;29(1):11-17. doi: 10.1007/s40520-016-0704-5.
- Krueger D., Libber J., Sanfilippo J., Yu H.J., Horvath B., Miller C.G. et al. A DXA Whole Body Composition Cross-Calibration Experience: Evaluation With Humans, Spine, and Whole Body Phantoms. J Clin Densitom. 2016;19(2):220-225. doi: 10.1016/j.jocd.2015.04.003.
- Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Карагодина М.П., Плиев Д.Г., Товпич И.Д. Ошибка воспроизводимости аппаратно-программного комплекса Lunar Prodigy (version Encore) (Prodigy) при исследовании фантомов и костных структур. Гений ортопедии. 2010;(4):104-110. Avrunin A.S., Tikhilov R.M., Shubniakov I.I., Karagodina M.P., Pliyev D.G., Tovpich I.D. [Reproducibility error of Lunar Prodigy (Version Encore) (Prodigy) apparatus-programming complex in studying phantoms and bone structures]. Genij Ortopedii. 2010;(4):104-110. (In Russian).
Дополнительные файлы
