BIOIMPEDANCE: NEW APPROACH TO NON-INVASIVE DETECTION OF LIVER FIBROSIS - A PILOT STUDY

ABSTRACT BACKGROUND: Fibrosis are common structural hepatic change in patients with chronic hepatitis. Liver biopsy is the gold standard for determining the extent of liver fibrosis. Considering the technical difficulties and cost, improvements in non-invasive screening tools are greatly needed. Bioimpedance have been shown to be safe to evaluate tissue fibrosis. OBJECTIVE: To assess the utility of using monofrequential bipolar bioimpedance for the detection of severity of liver fibrosis consistent with chronic viral hepatitis C infections. METHODS: One hundred and ten patients were studied prospectively and formed two groups according to the lab tests results for the detection of HCV, ALT and AST: Group 1 Control (n=50 healthy patients with HCV negative and with ALT and AST values within the normal clinical range) and Group 2 Positive (n=60 patients positive for anti-HCV positive) which were biopsied. All patients underwent an examination with an Electro Sensor Complex, bioimpedance technology. To compare the groups 1 and 2, the ROC curves was used to determine the specificity and sensitivity of the bioimpedance to detect liver fibrosis. To identify liver fibrosis severity the Group 2 Positive was subdivided according to the liver biopsy results (Metavir fibrosis score) into: Sub Group 2A (F0-F1 n=25) - patients without or with minimal portal fibrosis and Sub Group 2B (F3-F4 n=20) patients with numerous septa/cirrhosis. A statistical analysis was conducted to analyze the bioimpedance data differences in delta of the conductance. RESULTS: From the comparison between Groups 1 and 2: 1) The delta value for conductance in the pathway representing the right foot-left hand minus left hand-right foot demonstrated a sensitivity of 85% and a specificity of 78% with a cutoff value ≤5 and P=0.0001. 2) For the comparison between Sub Group 2A (Metavir F0+F1) and Sub Group 2B (Metavir F3+F4), the neural network for the Electro Sensor Complex data demonstrated a sensitivity of 85% and a specificity of 72% with a cutoff probability >50% and P=0.001. AUCROC=0.81. CONCLUSION: Bioimpedance technology had good level sensitivity and acceptable specificity for detecting liver fibrosis using delta of the conductance. There is a potential for the use of bioimpedance technology as non-invasive approaches for screening of liver fibrosis.

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RESUMO CONTEXTO: A fibrose é uma alteração hepática estrutural comum em pacientes com hepatite crônica. A biópsia hepática é o padrão ouro para determinar a extensão da fibrose hepática. Considerando as dificuldades técnicas e os custos, melhorias em ferramentas de rastreio não-invasivas são bastante necessárias. A tecnologia bioimpedância tem se mostrado ser segura para avaliar fibrose tecidual. OBJETIVO: Avaliar a utilidade do uso da bioimpedância bipolar para detectar a severidade da fibrose hepática compatível com a hepatite viral B e C. MÉTODOS: Cento e dez pacientes foram estudados, prospectivamente e dois grupos foram formados de acordo com os resultados dos testes laboratoriais para a detecção de HCV, ALT e AST: Grupo 1 Controle (n=50 pacientes saudáveis com HCV negativos e com valores de ALT e AST dentro do padrão de normalidade) e Grupo 2 Positivo (n=60 pacientes positivos para a infecção viral anti-VHC ou HBsAg positiva) que foram biopsiados. Todos os pacientes foram submetidos a um exame com o Electro Sensor Complex, que utiliza a bioimpedância bipolar. Para comparar os Grupos 1 e 2, a curva ROC foi utilizada para determinar a especificidade e sensibilidade da bioimpedância em detectar a fibrose hepática. Para identificar a severidade da fibrose hepática, o Grupo 2 Positivo foi subdividido de acordo com os resultados da biópsia (escore Metavir) em: Sub Grupo 2A (F0-F1 n=25 ) - pacientes sem ou com fibrose portal mínima e Sub Grupo 2B (F3-F4 n=20) pacientes com numerosos septos/cirrose. A análise estatística foi realizada para analisar as diferenças dos valores delta de condutância da bioimpedância. RESULTADOS: A comparação entre os Grupos 1 e 2 mostrou: 1) O valor delta de condutância na via do pé direito à mão esquerda menos o valor do delta da mão esquerda ao pé direito demonstrou uma sensibilidade de 85% e uma especificidade de 78%, com um valor de corte ≤5 e P=0,0001. 2). Na comparação entre o Sub Grupo 2A (Metavir F0+F1) e o Sub Grupo 2B (Metavir F3 + F4), a rede neural para os dados aferidos pelo Electro Sensor Complex demonstrou uma sensibilidade de 85% e uma especificidade de 72%, com um corte de probabilidade >50% P=0,001 e AUCROC=0,81. CONCLUSÃO: Bioimpedância apresentou boa sensibilidade e aceitável especificidade para a detecção da fibrose hepática utilizando o delta da condutância da bioimpedância. Existe um potencial para o uso da bioimpedância como abordagens não-invasivas para o rastreamento da fibrose hepática.

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