Reproductive biology and endocrinology : RB&E, 2005; 3: 12-12 (más artículos en esta revista)

Ultrasonido atributos de la imagen humana dominante folículos ováricos durante naturales y los ciclos de anticonceptivos orales

BioMed Central
Rebecca L Birtch (birtch@erato.usask.ca) [1], Angela Baerwald R (baerwald@erato.usask.ca) [1], Olufemi A Olatunbosun (olatunbosun@sask.usask.ca) [1], Roger A Pierson (pierson@erato.usask.ca) [1]
[1] Departamento de Obstetricia, Ginecología y Ciencias Reproductiva de la Facultad de Medicina de la Universidad de Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canadá

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Resumen
Antecedentes

Asistida por ordenador se utilizaron los análisis de ultrasonido para examinar los atributos de la imagen humana dominante de los folículos ováricos que se desarrolló durante naturales y anticonceptivos orales (CO) ciclos. La hipótesis de que la imagen de los atributos naturales del ciclo folículos que cuantitativamente diferentes de las existentes en los ciclos de OC y OC ciclo de folículos que se poseen atributos de imagen indicativa de la atresia.

Métodos

Dominante de los folículos ováricos de 18 mujeres clínicamente normales se compararon mediante la ecografía transvaginal de los 7 días antes de la ovulación durante un ciclo natural (n = 9) o el volumen máximo de 7 días antes de estradiol en las mujeres que usan OC (n = 11). Folículos fueron analizados utilizando técnicas de la región y la línea diseñado para comparar los atributos de imagen pixel valor numérico (VPN), la heterogeneidad de píxel (PH) y el área bajo la curva (AUC).

Resultados

VPN fue mayor en los folículos OC ciclo con el análisis y la región tiende a ser más alta con la línea de análisis (p = 0,005 y p = 0,06, respectivamente). No se observaron diferencias en los otros dos atributos de las imágenes (AUC y PH), medido con cualquiera de las dos técnicas, entre naturales y OC ciclo folículos.

Conclusión

El aumento del valor de VPN OC ciclo de folículos y de la falta de diferencias en los valores de PH y de las AUC, entre ciclo natural y OC ciclo folículos no apoya la hipótesis de que la OC ciclo folículos ultrasonographically detectables mostraría signos de atresia. Atributos de las imágenes observadas en el ciclo de CO folículos no están claramente indicativo de atresia ni fueron lo suficientemente grandes como para impedir preovulatorio condición fisiológica en OC ciclo folículos.

Antecedentes

De diagnóstico de la ecografía en escala de grises ha revolucionado el estudio de la biología de ovarios en animales y seres humanos, ya que permite a investigadores y clínicos para evaluar la evolución de cada uno de los folículos de una forma directa, no invasiva, y atraumatic manera sin interrupción o distorsión de la función ovárica. Antes de la introducción de la ultrasonografía, histológicos rebanadas de tejido ovárico se utilizan para dilucidar el desarrollo folicular ovárico, pero histológico investigación sólo proporciona información acerca de un solo punto de tiempo y no permite la evaluación de la función folicular en el tiempo. Además, la histología no se puede utilizar para estudios de series cronológicas en los seres humanos.

Los modelos animales han sido desarrolladas para dilucidar los mecanismos básicos de la función ovárica en los seres humanos y para superar imposibilidades éticas de algunos aspectos de la investigación en los seres humanos. Hasta la fecha, sin embargo, no son apropiados modelos de animales disponibles, para aclarar el efecto fisiológico de los anticonceptivos orales (OC) sobre la función ovárica, debido a las diferencias de cada especie en el metabolismo de los estrógenos y progestágenos exógenos utilizados para el control de la función reproductora. Tampoco técnicas no invasivas existir que permita la determinación del estado fisiológico de cada uno de los folículos ováricos con una única observación. Sin embargo, las nuevas tecnologías de análisis de imagen asistida por ordenador para dilucidar un estado fisiológico del folículo mostrar promesa [1, 2].

Cambios cuantitativos en la imagen ecográfica echotexture como indicadores de la función fisiológica de las estructuras de ovario se han descrito en modelos animales domésticos [3 - 8]. La validez de la técnica de análisis de imágenes se ha verificado a través de la correlación de atributos de las imágenes de ultrasonido con histológico atributos [3, 4, 8]. Estudios similares en el ser humano son éticamente imposible; sin embargo, la información generada en los estudios con animales pueden aplicarse a humanos basada en estudios de imágenes [3 - 6, 9, 10]. El objetivo general de esta línea de investigación en nuestro laboratorio es elucidar la condición fisiológica de los folículos dominantes no invasiva con la ultrasonografía en los seres humanos. Imaging basado en técnicas que se podrían utilizar para determinar la salud folicular evitaría la ética y limitaciones logísticas asociadas a la investigación la función ovárica en la mujer.

Recientemente se ha descubierto que las mujeres folículos crecer en dos o tres oleadas folicular durante cada ciclo menstrual natural [11, 12]. El patrón de folliculogenesis en las mujeres es similar a los observados en varias especies de animales domésticos (bovinos, equinos, caprinos y ovinos) [9, 13 - 17]. Una curva folicular se define como una cohorte de folículos que entran en la fase de crecimiento antro sincrónicamente. El crecimiento de todos los folículos en la cohorte continúa hasta que un folículo es fisiológicamente seleccionado como el folículo dominante. El folículo dominante continúa su desarrollo a pre-ovulatoria de diámetro mientras que los restantes folículos en la cohorte de someterse a la atresia. El folículo dominante se ovular si la hormona señales adecuadas (es decir, a mitad de ciclo de aumento de la hormona luteinizante) se proporcionan. Si la hormona de señales que desencadenan la ovulación no son siempre, el folículo dominante entra en una fase estática y sigue siendo aproximadamente el mismo diámetro hasta que se entra en la fase de regresión, cuando disminuye de diámetro hasta que ya no es detectable.

Folículos dominantes en el desarrollo de las mujeres durante el uso compatible de la CO, con la mayoría de folículos dominantes iniciar la hormona de crecimiento durante el intervalo libre de [18 - 22]. Folículos ovulatorios espontáneos que se desarrollan durante los ciclos naturales se supone que son sanas porque suelen ovular. No se sabe si el folículo dominante ostensiblemente preovulatorio de diámetro que se plantean durante OC utilizar tienen la misma condición fisiológica y / o la capacidad ovulatoria naturales como preovulatorio folículos.

El principal objetivo del presente estudio fue evaluar ultrasonográfico atributos de la imagen dominante de los folículos ováricos durante las etapas finales de desarrollo natural en los ciclos menstruales y los ciclos de OC. La hipótesis de que los atributos de imagen de folículos de los ciclos naturales que cuantitativamente difieren de OC ciclo folículos debido a los efectos de las hormonas exógenas en OC ciclo de folículos que la imagen y los atributos de la CO ciclo folículos sería coherente con los indicativos de la atresia.

Materiales y Métodos

Este estudio fue retrospectivo, observacional estudio diseñado para evaluar y comparar los atributos de las imágenes de ultrasonido de los folículos ováricos dominante (≥ 10 mm de diámetro) durante los ciclos naturales y OC. Imágenes de veinte (n = 20) fueron analizados folículos dominantes. Las imágenes fueron obtenidas en dos estudios previos diseñados para caracterizar la dinámica de la onda folicular ovárica espontánea durante los ciclos naturales [11, 12] y OC ciclos [22]. Los criterios de inclusión y exclusión de ambos estudios fueron similares. Los participantes fueron evaluados, por la historia y examen físico, con una buena salud, las mujeres en edad reproductiva (28,0 ± 0,14 años, los ciclos naturales, 24,5 ± 0,02 años, los ciclos de OC; media ± SEM). Todas las mujeres en ambos estudios ha tenido una historia de ciclos menstruales regulares y no podría haber utilizado OC para un mínimo de tres meses antes de participar. En la OC juicio, uno de los tres OC diferentes formulaciones se administraron un total de treinta y seis mujeres durante tres ciclos de 28 días; (i) 20 μ g de etinilestradiol (21) / 100 μ g levnogestrel (21) (n = 7), (ii ) 30 μ g de etinilestradiol (21) / 150 μ g desogetrel (21) (n = 2), o (iii) 35 μ g de etinilestradiol (21) / 180 μ g norgestimate (7) / 215 μ g norgestimate (7) / 250 μ g norgestimate (7) (n = 2). Nueve mujeres creció 11 folículos dominantes durante OC uso compatible. Dos mujeres creció folículos dominantes durante dos ciclos de la CO-uso, por lo que las imágenes de once dominante, aparentemente, los folículos ovulatorios fueron analizados en el presente estudio [22]. Imágenes de nueve folículos dominantes de nueve voluntarios fueron seleccionados al azar de datos ciclo natural de actuar como controles [11, 12]. Se extrajeron muestras de sangre cada tres días para las mujeres en el ciclo natural de juicio y cada dos días una vez al folículo llegado a ≥ 14 mm de diámetro para las mujeres en el ciclo de CO juicio.

Un instrumento de ultrasonido de alta resolución dotado de 5-9 MHz de frecuencia multi-array transductor intravaginal convexo (ATL Ultramark IDH 5000, Laboratorios de Tecnologías Avanzadas, Bothwell, WA, EE.UU.) se utilizó. Configuración del instrumento de ultrasonido que afectan a los atributos de imagen (haz centrarse, en general, ganar tiempo, de campo próximo y campo lejano ganancia) fueron normalizados a los mismos estándares predeterminados para ambos estudios. Cada imagen fue adquirida digitalmente y trasladado en una base de datos personalizada durante el exámenes de ultrasonido. Imágenes del folículo dominante adquirida en mayor diámetro transversal, con la menor cantidad de artefactos de imagen fueron seleccionadas para el análisis de las imágenes. Todas las imágenes se realizaron análisis por la misma persona (RLB). El ciego no fue posible debido a que cada imagen figura la identificación de estudio de la información.

Imagen atributos de folículos dominantes fueron analizados utilizando un gráfico de trabajo equipado con un software personalizado (SYNERGYNE 2 ©, Saskatoon, SK, Canadá) la integración de complejos algoritmos diseñados para ultrasonográfico de análisis de imágenes [1, 2]. Cada imagen se analizó con dos técnicas diferentes: i) el análisis de la región y ii) el análisis de línea diseñado para cuantificar grises de los valores seleccionados de las regiones [1, 2]. Tres atributos de las imágenes fueron cuantificadas: i) el valor numérico pixel (VPN) se define como la media de píxeles grises de la muestra el valor de los píxeles, ii) la heterogeneidad de píxel (PH) se define como la desviación estándar de las medias grises de los valores de la muestra Píxeles y, iii) el área bajo la curva (AUC) se define como la zona de la región de la muestra en píxeles.

En pocas palabras, la región de superposición de la participación de los análisis generados por una computadora en red en un área seleccionada de la imagen de 2 dimensiones de un folículo para generar un marco de 3 dimensiones en representación de las intensidades de los píxeles procesados. Colocar un generadas por ordenador opaca "de cine" o manta en el marco de alambre en representación de los valores de píxel de imagen que comprenden la ecografía se obtiene un 3 dimensiones contorneada superficie. Esta técnica permite discriminatorio examen de las superficies y la rápida evaluación visual de los atributos asociados a ultrasonográfico folículo de salud (estado de la viabilidad o atresia); [2]. Región de los análisis se utilizan para medir el valor neto actualizado, PH y de las AUC, dentro de una región del folículo pared. Un píxel en toda la línea se utilizó para delinear y aislar la mayor porción continua de la pared folicular se extiende desde la periferia antro al estroma con la menor cantidad de artefactos de la imagen. El antro de paredes interfaz se define como el último píxel a lo largo de la línea secuencial en el que un aumento de la escala de grises se produjo [4].

Línea de análisis de los lugares de una línea a través de una sección específica de la imagen del folículo para producir un gráfico de las intensidades de los píxeles mostrados a lo largo de la línea. En el gráfico se muestra la amplitud de los ecos a lo largo de la línea [2]. Línea de análisis se utilizan para medir el valor neto actualizado, PH y de las AUC, de una sola línea a través de la pared del folículo antro-pared a la interfaz de estroma ovárico utilizando dos rectas de tres líneas de píxeles de ancho. Las dos medidas fueron tomadas lineal entre el 4 y 9 de la mañana posiciones de la imagen folículo.

La ovulación se definió como la desaparición de un folículo mayor de 15 mm de diámetro identificados el día anterior y se confirmó con la visualización de un cuerpo lúteo [11, 12, 23, 24]. La ovulación se utilizó como punto de referencia (Día 0), para normalizar los datos de ciclo natural folículos. No ovularon folículos durante los ciclos de OC, por lo que OC ciclo folículos fueron normalizados para el día de mayor volumen de la concentración de estradiol (Día 0), que se define también como el último día de la fase de crecimiento. El día de mayor volumen de la concentración de estradiol para cada individuo está determinado por la revisión de los perfiles de estradiol por cada mujer en el OC de juicio [22].

Ultrasonido imágenes estaban disponibles para cada uno de los siete días a la ovulación de la mujer en el ciclo natural de estudio y aproximadamente cada segundo día durante siete días a los niveles pico de estradiol para las mujeres que participan en el juicio OC. Los datos fueron normalizados por la alineación de los datos de Día 0, tal como se define para cada grupo. Imagen atributos de cada uno de los siete días (Días -1 a -7) conduce a la ovulación durante el ciclo natural se compararon con los correspondientes días (Día -1 a -7), que conduzca a pico de las concentraciones de estradiol durante el ciclo de OC. Los datos fueron insuficientes para la comparación estadística de los atributos de las imágenes entre los tres diferentes formulaciones OC, por lo que los datos se combinaron.

Imagen atributos se compararon mediante análisis de medidas repetidas de la varianza (PROC MIXED, SAS / STAT, v8 v8) para los efectos principales de tiempo y el tipo de folículo. Significación se fijó en p <0,05. Los resultados se expresan como la media ± SEM.

Resultados

Peak estradiol-17 β para las concentraciones de CO ciclo folículos fueron 170,1 ± 30,4 pg / ml (rango, 35,1 - 364,5 pg / mL) [22]. La media de diámetro de la CO folículo ciclo de folículos en las concentraciones de estradiol pico fue 20,3 ± 2,0 mm. La media de las concentraciones de estradiol ciclo natural folículos en el Día -1 fueron 190,8 ± 19,6 pg / ml (rango 20,0 - 340 pg / mL) [11]. La media de diámetro folículo ciclo natural de folículos en el Día -1 fue 21,1 ± 1,1 mm. La media de crecimiento de los perfiles naturales y OC ciclo folículos se muestran en la Figura 1. Ultrasonográfico imágenes de un ciclo natural folículo un día antes de la ovulación y un ciclo de OC folículo en el día de mayor volumen de estradiol se muestran (Figura 2, y 2b, respectivamente).

Pixel valores numéricos fueron mayores (p = 0,005) para OC ciclo folículos versus ciclo natural folículos región utilizando los análisis y tendía a ser mayor (p = 0,06), utilizando la línea de análisis de los 7 días anteriores a Día 0. Anticonceptivo oral ciclo folículos había visualmente similares VPN para ambos región y línea de análisis, los valores fueron inicialmente alto y luego disminuyó a un nadir en el Día -3 (región de análisis) o Día -4 (línea de análisis), después de lo cual el aumento de hasta el Día -1 Y posteriormente descendió en el día 0 (Figura 3a, b]. Pixel valores numéricos de folículos ciclo natural aumentó progresivamente desde -7 Día (Región de análisis; 31,64 ± 4,26, la línea de análisis; 41,66 ± 10,49), Día 0 a usar la línea de análisis (64,03 ± 6,37, p = 0,01) y tiende a aumentar (43,80 ± 5,30, p = 0,08) con la región de análisis (Figura 3a, b].

Pixel heterogeneidad de los valores no fueron diferentes entre los naturales y OC ciclo folículos de la región o bien la línea de análisis (p = 0,113 yp = 0,515, respectivamente). No se observaron cambios en los siete días anteriores al Día 0.

El área bajo la curva de la línea evaluada utilizando los análisis tienden a ser más altas (p <0,09) en el ciclo de CO folículos, sin embargo, no se observaron diferencias (p = 0.23) en la región utilizando el tipo de folículo análisis. Los valores de AUC para ambos ciclos naturales y el aumento de la CO como el intervalo de 0 a Día disminuido.

Nadirs en la imagen los atributos de los valores que representan las AUC y PH se observaron en el día -4 (Figura 3c-f].

Discusión

El estudio de la dinámica folicular ovárica en mujeres que toman anticonceptivos hormonales es un área de investigación relativamente nueva con profunda relevancia clínica. En el desarrollo folicular hasta el 50% de los nuevos ciclos de OC y de hasta un 25% de tasa de ovulación se han comunicado [18]. La mayoría observó el desarrollo folicular en los ciclos de OC se inicia durante el intervalo libre de la hormona de la OC ciclo [22]. Nuestro objetivo fue evaluar los indicadores del estado fisiológico folicular en la mujer mediante la comparación de imágenes de ultrasonido de los atributos humanos de los folículos ováricos dominante conduce a la ovulación en ciclos naturales o pico de las concentraciones de estradiol en OC ciclos. Pixel valores numéricos que representa el brillo relativo de los elementos que comprenden la imagen de ultrasonido son los únicos atributos de las imágenes que difieren entre OC ciclo natural y folículos. Cambios morfológicos indicativos de atresia en modelos animales son normalmente representados por altos valores de VPN [4, 6]. Estos cambios morfológicos incluyen, pero no están limitados a, un aumento en el número de cuerpos multivesiculares, gotitas de lípidos y vacuolas dentro de las células de la granulosa, la dilatación del retículo endoplásmico liso y aparato de golgi y la hipertrofia de células tecales / degeneración; que, en conjunto, De efecto sobre las propiedades del tejido lo suficiente como para cambiar la imagen de los atributos [25, 26]. Aunque VPN fueron mayores en OC ciclo folículos, el aumento de los valores no fueron lo suficientemente alto como para indicar la condición de pobres fisiológicos como se describe en estudios con modelos animales [4, 6]. La hipótesis de que la imagen de los atributos naturales y OC ciclo difieren cuantitativamente y OC ciclo de folículos que se poseen atributos de imagen característica de la atresia se apoya sólo en parte.

Una interesante observación común en todos los atributos de imagen de la CO folículos que evaluamos cayó a un nadir en el Día -4, lo que sugiere que un importante evento fisiológico se produce aproximadamente cuatro días antes de pico de las concentraciones de estradiol se han logrado. La imagen atributos de los valores reflejados en VPN y de las AUC, en tanto naturales como OC ciclo folículos tendido a aumentar desde el día -4 a Día 0. Esta observación puede interpretarse en el sentido de que los folículos en ambos ciclos naturales y OC han estado fisiológico similar y someterse a cambios similares durante las etapas finales de desarrollo. Clásicamente se describe, ovulatoria cambios incluyen engrosamiento de la pared del folículo, el desarrollo de los lípidos inclusión células de la granulosa y de teca, teca hipertrofia de las células y el aumento de la vascularización de la teca capa [27, 28]. En conjunto, estos cambios de desarrollo puede ser reflejada como en el aumento de las AUC como el folículo pared espesa y el aumento de la VPN como la pared de folículo desarrolla para cumplir sus funciones biológicas. Se necesitan más investigaciones para determinar los cambios fisiológicos responsables de los cambios en los atributos de imagen.

No OC ciclo folículos analizados en el presente estudio ovularon. Sin embargo, sugerimos que durante el desarrollo de folículos que cumplen OC pueden diferir en el uso potencial ovulatorio porque la ovulación se ha documentado hasta en el 50% de los folículos que se desarrollan a ovulatoria ostensiblemente durante diámetro compatible OC uso [18]. Las diferencias en las formulaciones OC (es decir, concentraciones y progestina estradial y tipo de actividad asociada) pueden tener diferentes efectos fisiológicos sobre el desarrollo folicular y la posterior capacidad ovulatoria, y las respuestas individuales a los diferentes niveles de estrógenos y progestinas las diversas formulaciones utilizadas en la CO puede afectar la capacidad ovulatoria diferente. No hemos podido poner a prueba esta hipótesis directamente en el presente estudio. Variaciones en los atributos de imagen de la CO ciclo folículos puede ser debido a diferencias en el estado fisiológico y la capacidad ovulatoria. Se necesitan investigaciones adicionales para determinar los mecanismos fisiológicos responsables de las diferencias en la capacidad ovulatoria de la CO ciclo folículos necesita ser completado.

Estudios en animales han demostrado que la imagen de la ecografía de las estructuras ováricas atributos están relacionados con su función fisiológica [3, 4, 8]. El presente estudio proporciona justificación para explorar la hipótesis de que el mismo es cierto para los seres humanos. Con el fin de tener una completa comprensión de la relación entre la imagen y los atributos de desarrollo folicular en los seres humanos, tenemos que evaluar todas las etapas de desarrollo folicular en todo el ciclo menstrual, la predicción del desarrollo folicular disfuncionales (es decir, hemorrágico folículos anovulatorios), y los efectos de diferentes OC Folículo formulaciones sobre el desarrollo. Una vez que la asociación entre imagen y atributos diferentes condiciones de desarrollo están determinadas folicular, folicular estado puede ser evaluado con una sola ecografía, obviando muchas limitaciones éticas que actualmente impiden el progreso humano en la investigación folicular ovárica.

Folículos ováricos proporcionar un entorno único endocrino fundamental para el desarrollo normal de los ovocitos y la competencia. Anormal desarrollo folicular puede conducir a la incompetencia de los ovocitos, por lo que se deduce que los atributos de imagen de la pared de folículo puede estar relacionado con los ovocitos competencia. Actualmente, sólo los atributos de imagen nos proporciona información sobre el estado fisiológico de la pared folicular. Imagen análisis no ofrecen información sobre la salud y la viabilidad de los ovocitos, pero esta área se encuentra bajo investigación activa [7].

El principal objetivo de esta investigación fue evaluar y comparar los atributos de las imágenes de ultrasonido de folículos dominantes que se desarrollan durante los ciclos naturales y los ciclos de OC. No hemos podido examinar el efecto de diferentes formulaciones OC atributos en la imagen debido a las limitaciones impuestas por el diseño del estudio. Es de esperar que en el futuro la investigación explorará los efectos de las diferentes formulaciones de OC en la imagen los atributos de los folículos dominantes. Investigación para evaluar la condición fisiológica puede muy bien depender de la respuesta folicular para inducir la ovulación administración de la dosis de gonadotrofina coriónica recombinante humana (hCG) en las mujeres que desarrollan folículos dominantes durante los ciclos de OC en concierto con el desarrollo de un modelo animal para probar los efectos biológicos de diferentes dosis De etinilestradiol o diferentes progestinas sobre folículo y ovocitos.

Conclusión

En conclusión, en las similitudes entre la imagen de los atributos naturales y OC ciclo folículos preliminar proporciona pruebas de que la imagen de la ecografía de los atributos humanos folículos están asociados a la condición fisiológica durante la fase de crecimiento y que los folículos que se desarrollan durante los ciclos de OC tienen atributos de las imágenes similares a las de los folículos ciclo natural . Sólo uno de los tres atributos de las imágenes estudiadas diferían entre OC ciclo natural y folículos. Los cambios observados en el ciclo de CO folículos no están claramente indicativo de atresia ni fueron lo suficientemente grandes como para impedir preovulatorio condición fisiológica en OC ciclo folículos.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a la investigación de los voluntarios que participaron en las investigaciones originales utilizados en el presente estudio. También se expresa reconocimiento a John Deptuch, en el Departamento de Obstetricia, Ginecología y Reproductiva en Ciencias en la Universidad de Saskatchewan, por su orientación técnica y apoyo. El financiamiento para este proyecto fue proporcionado por los Institutos Canadienses de Investigación en Salud.