Analýza bioimpedance – nová metoda v predikci ovariálního hyperstimulačního syndromu?

Bioimpedance analysis – a new method in prediction and early detection of ovarian hyperstimulation syndrome?

Objective:
The aim of the study was to establish a new method of the multiple-frequency bioimpedance analysis (MFBIA) for patients with controlled ovarian hyperstimulation (COH) and to determine the significance of this method in prediction and early diagnosis of severe forms of ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS).

Design:
Prospective case control study.

Setting:
Department of Obstetrics and Gynecology, 2nd Medical Faculty, Charles University and University Hospital Motol, Prague.

Methods:
53 patients were recruited into the case control study. The surface body impedances for the frequencies of the current 1, 5, 50 and 100 kHz were measured. Study group included 13 patients with developed OHSS grade III. -V. according Golans classification. The control group included 40 women undergoing COH without developed OHSS. Measurements of impedances were performed by MFBIA device.

Results:
The decrease of the values of impedance between the day of oocyte retrieval and the day of embryotransfer significantly increases relative risk of OHSS grade III.-V. development. The best correlation was found for the frequency of 5 kHz (9.08 p<0.0001). The study suggests, the predictive value of MFBIA in OHSS development might be higher than the number of retrieved oocytes (>20 oocytes – RR 5,71).

Conclusion:
Patients in risk of OHSS development are those with decreasing impedances. The highest predictive value of OHSS development is for the impedances at frequency of 5 kHz. Greater multicenter studies should be done to confirm our preliminary results.

Key words:
multiple-frequency bioimpedance analysis (MFBIA), ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS), controlled ovarian hyperstimulation (COH), predictive markers of OHSS, ascites.

Autoři: P. Feldmár ¹; M. Hrehorčák ¹; M. Korbeľ ²; I. Malá ³; K. Šuchová ¹; M. Halaška ¹; R. Chmel ¹ ; L. Rob ¹
Působiště autorů: Gynekologicko–porodnická klinika 2. LF UK a FN Motol, Praha, přednosta doc. MUDr. L. Rob, CSc. ¹; I. gynekologicko–pôrodnícka klinika LF UK, Bratislava, přednosta prof. MUDr. M. Borovský, Ph. D. ²; Katedra statistiky a pravděpodobnosti, VŠE, Praha, přednosta doc. RNDr. L. Marek, CSc. ³
Vyšlo v časopise: Ceska Gynekol 2009; 74(1): 8-12

Souhrn

Cíl studie:
Zhodnocení nové metodiky analýzy multifrekvenční bioelektrické impedance (MFBIA) u pacientek s kontrolovanou ovariální hyperstimulací a posouzení jejího významu v predikci a včasné diagnostice ovariálního hyperstimulačního syndromu (OHSS).

Typ studie:
Prospektivní kontrolovaná studie.

Název a sídlo pracoviště:
Gynekologicko–porodnická klinika 2. LF UK a FN Motol, Praha.

Metodika:
Do studie jsme zařadili 53 žen s kontrolovanou ovariální hyperstimulací. Impedance jsme měřili při frekvenci proudu 1, 5, 50 a 100 kHz. U 13 pacientek se rozvinul OHSS III.–V. stupně podle Golanové klasifikace. Do kontrolního souboru bylo zařazeno 40 stimulovaných pacientek bez následného rozvoje OHSS. Hodnoty impedance jsme měřili přístrojem MFBIA.

Výsledky:
Pokles hodnot impedancí mezi dnem odběru oocytů a dnem embryotransferu představuje statisticky signifikantní zvýšení relativního rizika (RR) rozvoje OHSS III.–V. stupně. Nejvýznamnější korelace byla nalezena pro frekvenci 5kHz (RR 9,08 p<0,0001). Korelace při použití MFBIA je silnější než prediktivní hodnota počtu získaných oocytů (>20 oocytů – RR 5,71).

Závěr:
Pacientky s poklesem hodnot impedancí mají vyšší riziko rozvoje OHSS. Prediktivní hodnota je nejvyšší pro frekvenci 5 kHz. Pro potvrzení našich předběžných výsledků je vhodné provést větší, nejlépe multicentrickou studii.

Klíčová slova:
analýza multifrekenční bioelektrické impedance (MFBIA), ovariální hyperstimulační syndrom (OHSS), kontrolovaná ovariální hyperstimulace (COH), markery predikce OHSS, ascites.

ÚVOD

Ovariální hyperstimulční syndrom (OHSS) se zpravidla rozvíjí po exogenním podávání gonadotropinů při léčbě technikami asistované reprodukce (ART) [19]. Etiologie OHSS je neznámá. Růst popularity ART a zavedení exogenních gonadotropinů do praxe zvýšilo frekvenci OHSS. Jsou známé i spontánní formy OHSS bez předchozí kontrolované ovariální hyperstimulace (COH), které jsou však vzácné [20]. Syndrom má široké spektrum klinických manifestací od mírného stupně, který vyžaduje jen pečlivé sledování, až po závažnou formu s nutností intenzivní péče. Těžká forma může vyústit až v život ohrožující komplikace, jakými jsou renální či jaterní selhání a akutní respirační syndrom (ARDS). Incidence OHSS závisí na používaných stimulačních protokolech, screeningu a kritériích hodnocení. Frekvence jeho výskytu je v jednotlivých centrech asistované reprodukce velmi rozdílná. Mírná forma OHSS se vyskytuje v 8 – 23 %, zatímco těžká forma v 0,2 – 5 % stimulovaných cyklů [23]. Mortalita OHSS se udává 1:450 000-500 000 cyklů kontrolované ovariální hyperstimulace [3].

Patofyziologickým podkladem vzniku OHSS je vzestup kapilární permeability vedoucí k přesunu tekutin z intravaskulárního prostoru do třetího kompartmentu [1]. Za posledních třicet let se zkoumalo množství substancí (cytokiny, interleukiny, vaskulární endotelový růstový faktor, růstové faktory), které by mohly hrát roli v patogenezi OHSS. Zdá se, že za nárůst permeability kapilár zodpovídá více faktorů [17]. Mezi předměty zájmu současných studií patří objasnění úlohy mediátorů zvyšujících permeabilitu kapilár, polymorfizmus receptorů folikuly stimulujícího hormonu (FSH) a poruchy periferní arteriální vazodilatace [2, 13].

Zvýšená vaskulární permeability vede ke klinickým projevům typického pro OHSS: bolest, nauzea, zvracení, poruchy trávení, ascites, hemokoncentrace, oligurie [9]. Tvořící se ascites obsahuje vysokou koncentraci bílkovin (4,8 g/100 ml), malé množství leukocytů a relativně vysoký počet erytrocytů [7].

Extravaskulární tekutina bohatá na bílkoviny se zadržuje v peritoneální a pleurální dutině. Dochází ke snížení intravaskulárního objemu a hemokoncentraci [4], aktivaci vazokonstriktorů a anti-natriuretických faktorů, těžké hypoalbuminémii a vulvárnímu nebo generalizovanému edému [21]. Nález vhodného predikčního mediátora nebo metody včasné diagnostiky, zůstává v popředí zájmu odborníků na celém světě [10].

Analýza multifrekvenční bioelektrické impedance (MFBIA) je neinvazivní nenáročná metoda, která se používá k měření objemu intracelulární a extracelulární tekutiny (ICT, ECT) v lidském těle.

Cílem studie bylo vypracovat techniku měření u pacientek s COH a určit možnosti metody v predikci středního až těžkého (III.–IV.) OHSS podle Golanovy klasifikace [11, 12].

SOUBOR PACIENTEK A METODIKA

Do studie bylo zařazeno 53 žen, podstupujících kontrolovanou ovariální hyperstimulaci v programu IVF s rizikem rozvoje OHSS (syndrom polycystických ovarií, osobní anamnéza OHSS). U 13 pacientek se vyvinul OHSS (skupina A) III.–IV. stupně podle Golanovy klasifikace. U 40 žen se OHSS nevyvinul a staly se kontrolní skupinou (skupina B).

Měření MFBIA byla prováděna na přístroji Impmetr (firma Papouch, Česká republika) za standardních podmínek s ohledem na polohu pacientky vleže, umístnění a velikost elektrod (2 x 3 cm, pravé zápěstí a pravý kotník). Povrchové impedance byly zaznamenány pro frekvence 1, 5, 50 a 100 kHz. Kontrolní měření byla provedena v den odběru oocytů (před odběrem) a následně v den embryotransferu.

Princip MFBIA spočívá v měření odporu, který klade tkáň průchodu elektrického proudu. Odpor je nepřímo úměrný objemu celkové tekutiny (ECT+ICT), kdy tekutina je vodič, zatímco membrána buněk je izolant v závislosti na procházející frekvenci proudu. Při frekvenci 0 kHz funguje membrána jako izolant, odpor (impedance) měří tedy pouze ECT, zatímco při vyšších frekvencích prochází elektrický proud i membránami. MFBIA tak nabízí způsob odhadu složení všech kompartmentů ICT i ECT a sledování změn v těchto kompartmentech. ECT reprezentuje kompartment vznikajícího otoku [5].

Byla prokázána dobrá korelace i s jinými invazivními metodami měření objemu zadržovaných tekutin u patologických stavů, kde dochází k akumulaci nebo retenci tekutin, např. lymfedém horních končetin po operaci pro karcinom prsu [15, 16], ascites u jaterní cirhózy a myodegenenerativních nemocí [18]. Některé práce se zabývaly porovnáním jednotlivých rovnic používaných při MFBIA za účelem zpřesnění diagnostiky [8]. Pro predikci změn v ECT a ICT je tato metoda nejlepší [14]. Měření je neinvazivní a trvá 2 minuty. Na vlastním pracovišti je tato metoda používaná k hodnocení pooperačních lymfedémů po regionální lymfadenektomii u karcinomu prsu, vulvy a děložního hrdla [15]. Nízké hladiny elektrického proudu o frekvencích 1–100 kHz používané touto metodou nemají nežádoucí vliv a nejsou známé žádné negativní účinky na lidský organismus a ani na zvířecí model. Není v současnosti dostatek odborných informací pro využití této metody u těhotných žen [22].

U všech žen byly zaznamenány údaje o BMI (body mass index), věku, menstruačním cyklu, celkové použité dávky gonadotropinů a počtu získaných oocytů.

Ke kvantifikaci retinované tekutiny byla pro výpočet impedance při frekvenci 0kHz (R0) použita lineární regrese a tři Cornishovy rovnice (tab. 1) [6]. Výpočty objemu tekutin při frekvenci proudu 1kHz nejsou podle dostupné literatury přesné [6, 22], a proto byla použita rovněž extrapolace z frekvencí 5–100 kHz (graf 2).

**Tab. 1. Rovnice výpočtu objemu retinované tekutiny**

Dynamika změn objemů retinovaných tekutin v skupině A a B
Použitá Cornishova rovnice (I, II a III) pro výpočet objemu retinovaných tekutin. 1 – den odběru oocytů, 2 – den embryotransferu, A – skupina s rozvojem OHSS, B – kontrolní skupina — Graf 1. Dynamika změn objemů retinovaných tekutin v skupině A a B Použitá Cornishova rovnice (I, II a III) pro výpočet objemu retinovaných tekutin. 1 – den odběru oocytů, 2 – den embryotransferu, A – skupina s rozvojem OHSS, B – kontrolní skupina

Statistická analýza byla provedena pomocí t-testu ke srovnání středních hodnot při použití pogramu Excel a SAS verze 8.2.

Studie byla schválena etickou komisí FN Motol. Každá pacientka podepsala informovaný souhlas s měřením impedance.

VÝSLEDKY

Spolupráce pacienek (compliance) byla 100%, žádná z nich neměla proti měření námitek. Potenciální prediktivní parametry byly srovnány u obou skupin (tab. 2).

**Tab. 2. Porovnání sledovaných potencionálních markérů predikce v skupině C a v skupině OHSS**

Prediktivní význam impedance

Změny impedancí v závislosti na čase mezi dnem odběru oocytů a embryotransferu jsou zaznamenány v grafu 1. Je patrný pokles impedance v čase u pacientek s následným rozvojem hyperstimulačního syndromu (skupina A). U pacientek s COH bez rozvinutého hyperstimulačního syndromu povrchové impedance elektrického proudu stoupaly (skupina B). Relativní rizika vývoje OHSS při poklesu impedancí pro jednotlivé frekvence jsou uvedeny v tabulce 3.

Graf 2. Impedance R0 pro různé frekvence proudu (1-100 kHz, 5-100 kHz) ve skupině A a B 1 – den odběru oocytů, 2 – den embryotransferu, A – skupina s vývojem OHSS - impedance v ohmech pro frekvence 1-100kHz a pro 5-100kHz , B kontrolní skupina – impedance v ohmech pro frekvence 1-100kHz a pro 5-100kHz,

**Tab. 3. Relativní rizika vývoje OHSS pro jednotlivé frekvence proudu při poklesu hodnot impedancí**

Počet získaných oocytů byl ve skupině OHSS signifikantně vyšší (p<0,0001). Naše výsledky prokázaly, že počet získaných oocytů má význam v predikci OHSS (tab. 4).

**Tab. 4. Relativní rizika vývoje OHSS – v závislosti od počtu získaných oocytů**

Prediktivní význam vypočítaných objemů

Trend objemů retinovaných tekutin, vypočítaných rovnicemi podle Cornishe (tab. 1), je nepřímo úměrný dynamice změn impedance. V souboru B jsme zaznamenali pokles objemů zadržovaných tekutin a akumulaci tekutin ve skupině A mezi dnem odběru oocytů a dnem embryotransferu (graf 2). Rozdíly objemů zadržovaných tekutin byly statisticky signifikantní pro rovnice Cornish I (p<0,0339) a Cornish II (p<0305), ale nikoli pro rovnici Cornish III.

DISKUSE A ZÁVĚR

Naše studie je první prací, popisující metodiku MFBIA u pacientek podstupujících kontrolovanou ovariální hyperstimulaci v rámci programu IVF za účelem časné detekce extravazace tekutin, která má za následek vznik a rozvoj OHSS.

U žen s následným rozvojem OHSS (tab. 2), byl podle očekávání statisticky významně nižší věk a BMI (věk: p< 0,0074, BMI p<0,0034). Dávka použitých gonadotropinů byla nižší ve skupině A (FSH p<0,0001, hCG p<0,0001). Nebyly zjištěny žádné rozdíly v délce menstruačního cyklu a ani v délce menstruace mezi sledovanými skupinami (tab. 2).

Korelace MFBIA s jinými invazivními metodami měření objemu zadržovaných tekutin, i s vývojem některých patologických stavů, byla v literatuře popsaná již opakovaně [15, 16].

Výsledky studie naznačují, že pacientky s poklesem hodnot impedancí mezi dnem odběru oocytů a dnem embryotransferu mají statisticky signifikantně zvýšené riziko vývoje OHSS středního až těžkého stupně podle Golanovy klasifikace (tab. 3). Nejsilnější korelaci jsme nalezli pro frekvenci 5kHz (9,08, p<0,0001).

Prediktivní hodnota MFBIA ve vývoji OHSS je podle výsledků studie vyšší než prediktivní hodnota počtu získaných oocytů (>20 oocytů – relativní riziko 5,71, 4,72 < RR > 6,92, CI = 95%).

Trend zadržování objemů tekutin mezi dnem odběru oocytů a embryotransferem vypočítaných podle I. a II. Cornishovy rovnice se zdá být také dobrým prediktivním ukazatelem rozvoje OHSS. Pro klinickou praxi je však jednodušší použit dynamiku změn naměřených impedancí, bez nutnosti dalších výpočtů objemů.

OHSS nadále zůstává závažnou komplikací léčby neplodnosti. Včasná identifikace rizikových pacientek při léčbě COH umožňuje aplikovat metody sekundární prevence a zmírnit průběh rozvíjejícího se hyperstimulačního syndromu. Snahou odborníků na celém světě je nalézt ukazatel, který by s prediktivní jistotou definoval riziko vývoje OHSS.

Estradiol, VEGF, cytokiny a další se jeví buď jako nespolehlivé, nebo ekonomicky nepřijatelné. Metoda MFBIA je nezatěžující, neinvazivní a jednoduchá metoda, která by mohla mít význan v časné diagnostice OHSS. K ověření výsledků této studie jsou zapotřebí větší multicentrické studie.

Práce je podporovaná výzkumným grantem IGA MZ ČR 8855-3.

MUDr Peter Feldmár

Gynekologicko–porodnická klinika

2. LF UK a FN Motol

V Úvalu 84

150 06 Praha 5

e-mail: peter.feldmar@lfmotol.cuni.cz

peterfeldmar@yahoo.com

Zdroje

1. Aboulghar, MA., Mansour, RT., Serour, GI., et al. Management of severe ovarian hyperstimulation syndrome by ascitic fluid aspiration and intensive intravenous fluid therapy. Obstet Gynecol, 1993, 81, p. 108–111.

2. Balash, J., Fábregues, F., Arroyo, V. Peripheral arterial vasodilatation hypothesis: a new insight into pathogenesis of ovarian hyperstimulation syndrome. Human Reprod, 1998, 13, p. 2718-2730.

3. Brinsden, PR., Wada, I., Tan, SL., et al. Diagnosis, prevention and management of ovarian hyperstimulation syndrome. Br J Obstet Gynaecol, 1995, 102, p. 767-772.

4. Coccia, ME., Bracco, GL., Cattaneo, A., Scarselli, G. Massive vulvar edema in ovarian hyperstimulation syndrome. A case report. J Reprod Med, 1995, 40, p. 659-660.

5. Cornish, BH., Thomas, BJ., Ward, LC. Improved prediction of extracellular and total body water using impedance loci generated by multiple frequency bioelectrical impedance analysis. Phys Med Biol, 1993, 38, p. 337-346.

6. Cornish, BH., Chapman, C., Hirst, C., et al. Early diagnosis of lymphoedema using multiple frequency bioimpedance. Lymphology, 2001, 34, p. 2-11.

7. Delvigne, A., Rozenberg, S. Review of clinical course and treatment of ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS). Hum Reprod Update, 2003, 9, p. 77-96.

8. Dittmar, M., Reber, H. New equations for estimating body cell mass from bioimpedance parallel models in healthy older Germans. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2001, 5, p. 1005-1014.

9. Fabregues, F., Balasch, J., Manau, D., et al. Haematocrit, leukocyte and platelet counts and the severity of the ovarian hyperstimulation syndrome. Hum Reprod, 1998, 13, p. 2406-2410.

10. Feldmár, P., Korbel, M., Hrehorčák, M., et al. Current means in early detection and prevention of ovarian hyperstimulation syndrom. Slov Gynek Porod, 2007, 14, s. 23–30.

11. Golan, A., Ron-El, R., Herman, A., et al. Ovarian hyperstimulation syndrome following D-Trp-6 luteinizing hormone-releasing hormone microcapsules and menotropin for in vitro fertilization. Fertil Steril, 1988, 50, 6, p. 912-916.

12. Golan, A., Ron-El, R., Herman, A., et al. Ovarian hyperstimulation syndrome following D-Trp-6 luteinizing hormone-releasing hormone microcapsules and menotropin for in vitro fertilization. Fertil Steril, 1998, 50, p. 912-916.

13. Greb, RR., Behre, HM., Simoni, M. Pharmacogenetics in ovarian stimulation - current concepts and future options. Reprod Biomed Online, 2005, 11, p. 589-600.

14. Gudivaka, R., Schoeller, DA., Kushner, RF., Bolt, MJ. Single- and multifrequency models for bioelectrical impedance analysis of body water compartments. J Appl Physiol, 1999, 3, p. 1087-1096.

15. Halaška, M., Strnad, P., Chod, J., et al. Detection of postoperative lymphoedema in patients with breast cancer. Ces Gynek, 72, 2007, s. 299-304.

16. Hayes, S., Cornish, B., Newman, B. Comparison of methods to diagnose lymphoedema among breast cancer survivors: 6-month follow-up. Breast Cancer Res Treat. 89, 2005, s. 221-226.

17. Levin ER, Rosen GF, Cassidenti DL, et al. Role of vascular endothelial cell growth factor in Ovarian Hyperstimulation Syndrome. J Clin Invest., 102, 1998, s.1978-1985.

18. McDonald, CM., Carter, GT., Abresch, RT., et al. Body composition and water compartment measurements in boys with Duchenne muscular dystrophy. Am J Phys Med Rehabil, 2005, 84, p. 483-491.

19. Mocanu, E., Redmond, M.L., Hennelly, B., et al. Odds of ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS) - time for reassessment. Hum Fertil (Camb), 2007, 10, p. 175-181.

20. Papanikolaou, G.E., Tournaye, H., Verpoest, W., et al. Early and late ovarian hyperstimulation syndrome: early pregnancy outcome and profile. Hum Reprod, 2005, 20, p. 636-641.

21. Vavilis, D., Tzitzimikas, S., Agorastos T., et al. Postparacentesis bilateral massive vulvar edema in a treatment of OHSS patient with severe ovarian hyperstimulation syndrome. Fertil Steril, 2002, 77, p. 841-843.

22. Ward, LC., Heitmann, BL., Craig, P., et al. Association between ethnicity, body mass index, and bioelectrical impedance. Implications for the population specificity of prediction equations. Ann N Y Acad Sci, 2000, p. 199-202.

23. Whelan, JG., Vlahos, NF. The ovarian hyperstimulation syndrome. Fertil Steril, 2000, 73, p. 883-896.