FR3112934A1

FR3112934A1 - détermination de la masse grasse ou maigre corporelle totale chez un individu

Info

Publication number: FR3112934A1
Application number: FR2008054A
Authority: FR
Inventors: François ESTEVE; Anna BOROWIK; Patrice FLORE; Nicolas Vuillerme; Yoann PEREIRA; Monique MENDELSON
Original assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM; Universite Grenoble Alpes; Centre Hospitalier Universitaire Grenoble Alpes
Current assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM; Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble; Universite Grenoble Alpes
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-02-04
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: WO2022023640A1; FR3112934B1

Abstract

La masse grasse, respectivement maigre, corporelle totale de l’individu est obtenue par application (420, 425) d’un modèle multilinéaire à l’âge, au poids, au sexe et aux trois masses grasses, respectivement maigres, obtenues pour trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu. Pour la masse maigre totale, la taille de l’individu est en outre utilisée dans le modèle multilinéaire. Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

détermination de la masse grasse ou maigre corporelle totale chez un individu

Le présent document concerne un procédé de détermination de la masse grasse et/ou maigre corporelle totale chez un individu et un dispositif de calcul associé.

ETAT DE LA TECHNIQUE

L’évaluation de la masse grasse corporelle peut être réalisée en routine clinique (notamment en médecine du sport) par des méthodes anthropométriques peu précises (à partir de la mesure de l’épaisseur des plis cutanés), mais cette méthode n’est pas valide en cas d’obésité (Lohman, T.G., Roche, A.F., and Martorell, R. (1988). Anthropometric standardization reference manual. Champaign, IL: Human Kinetics Books).

Il existe des méthodes plus précises, mais qui ont l’inconvénient d’être irradiantes (DEXA : Evans, E.M., Misic, M.M., and Mallard, D.M. (2009). « A technique to assess body composition and sarcopenia using DXA: application for an obese population”. European Journal of Clinical Nutrition, 64, 218-220).

Il existe par ailleurs des méthodes indirectes, qui peuvent présenter des problèmes de validité selon les populations étudiées : voir la méthode par impédancemétrie décrite par Coppini et al, en 2005 (Coppini, L.Z., Waitzberg, D.L., and Campos, A.C. (2005). « Limitations and validation of bioelectrical impedance analysis in morbidly obese patients”. Clin Nutr Metab Care, 1-4) ou par Faria en 2014 (Faria, S.L. et al. (2014). « Validation study of multi-frequency bioelectrical impedance with dual-energy X-ray absorptiometry among obese patients”. Obes surg, 1-5).

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est la méthode de référence préconisée comme le « gold standard » pour identifier et quantifier de manière fiable et précise la distribution des tissus musculaires, squelettiques et adipeux (Ross, R. et al. (1996), “Influence of diet and exercise on skeletal muscle and visceral adipose tissue in men”, Journal of Applied Physiology, 81(6), 2445-2455). Les méthodes de détermination de la masse grasse corporelle totale chez un individu qui utilisent l’IRM reposent sur une analyse complète d’environ 40 à 60 coupes du corps humain obtenues par IRM. Une telle méthode permet une détermination fiable de la quantité de masse grasse sur le corps entier. Elle est applicable en cas d’obésité.

Cependant, le temps nécessaire à l’acquisition de ces coupes est d’environ 30 minutes par personne, et un temps de traitement important d’environ 1h30 est ensuite nécessaire. De plus, ni les radiologues ni les manipulateurs en électroradiologie n’ont de formation pour utiliser les logiciels indispensables au calcul des volumes de masse grasse ou maigre.

RESUME

Selon un premier aspect, la présente description concerne un procédé de détermination de la masse grasse corporelle totale chez un individu. Le procédé est mis en œuvre par ordinateur et comprend : une obtention de l’âge, du poids et du sexe de l’individu;
une obtention de la masse grasse de trois coupes du corps de l’individu, la masse grasse résultant d’une analyse d’images de ces trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu;
un calcul de la masse grasse corporelle totale de l’individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge, au poids, au sexe et aux trois masses grasses obtenues pour les trois coupes.

Dans un mode de réalisation, la masse grasse MG est calculée selon la formule suivante :
MG = -12,74105 + (0,02919 * AG) + (4,27634 * SX *) + (0,22008 x PG) + (26,92234 x MG1) + (23,70142 x MG2) + (37,94739 x MG3)
où AG est l’âge en années, SX représente le sexe et est égal à 1 pour une femme et 0 pour un homme, PG est le poids en kilogrammes, MG1 est la masse grasse de la première coupe acquise entre les vertèbres thoraciques T6 et T7, MG2 est la masse grasse de la deuxième coupe acquise entre les vertèbres lombaires L4 et L5, MG3 est la masse grasse de la troisième coupe acquise à mi-cuisse.

Selon un deuxième aspect, la présente description concerne un procédé de détermination de la masse maigre corporelle totale chez un individu. Le procédé est mis en œuvre par ordinateur et comprend
une obtention de l’âge, du poids, de la taille et du sexe de l’individu;
une obtention de la masse maigre de trois coupes du corps de l’individu, la masse maigre résultant d’une analyse d’images de ces trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu;
un calcul de la masse maigre corporelle totale de l’individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge, au poids, au sexe, à la taille et aux trois masses maigres obtenues pour les trois coupes.

Dans un mode de réalisation, la masse maigre MM est calculée selon la formule suivante :
MM= -33,10721 + (-0,02363 * AG) + (-3,58052 * SX) + (30,02252 * TL) + (0,08549 * PG) + (11,36859 x MM1) + (27,82244 x MM2) + (58,62648 x MM3)
où AG est l’âge en années, SX représente le sexe et est égal à 1 pour une femme et 0 pour un homme, TL est la taille en mètre, PG est le poids en kilogrammes, MM1 est la masse grasse de la première coupe acquise entre les vertèbres thoraciques T6 et T7, MM2 est la masse grasse de la deuxième coupe acquise entre les vertèbres lombaires L4 et L5, MM3 est la masse grasse de la troisième coupe acquise à mi-cuisse.

Selon un autre aspect, la présente description concerne un dispositif de calcul comprenant des moyens de mise en œuvre des étapes d’un procédé selon le premier ou deuxième aspect.

Selon un autre aspect, la présente description concerne un programme d'ordinateur comportant des instructions de programme pour l'exécution des étapes d’un procédé selon le premier ou deuxième aspect.

Selon un autre aspect, la présente description concerne un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions de programme pour l'exécution des étapes d’un procédé selon le premier ou deuxième aspect.

Selon un autre aspect, la présente description concerne un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un fichier de données comprenant des instructions de calcul pour calculer la masse grasse corporelle totale d’un individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge de l’individu, au poids de l’individu, au sexe de l’individu et à trois masses grasses obtenues pour trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu , une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu.

Selon un autre aspect, la présente description concerne un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un fichier de données comprenant des instructions de calcul pour calculer la masse maigre corporelle totale d’un individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge de l’individu, au poids de l’individu, au sexe de l’individu, à la taille de l’individu et à trois masses grasses obtenues pour trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures annexées dans lesquelles :
montre un tableau (tableau 1) présentant des performances obtenues par un modèle multilinéaire selon un exemple de réalisation;
montre un tableau (tableau 2) présentant des performances obtenues par un modèle multilinéaire selon un exemple de réalisation ;
est un organigramme d’un procédé de détermination de la masse grasse et/ou maigre corporelle totale chez un individu selon un exemple de réalisation ;
représente de manière schématique un exemple de dispositif de calcul pour la mise en œuvre d’un procédé de détermination de la masse grasse ou maigre corporelle totale chez un individu selon un exemple de réalisation.

DESCRIPTION DETAILLEE

Le présent document concerne un procédé de détermination de la masse grasse (respectivement de la masse maigre) corporelle totale chez un individu basé sur un modèle multilinéaire. Ce modèle multilinéaire permet la détermination de la masse grasse (respectivement de la masse maigre) corporelle totale d’un individu en fonction du sexe, de l’âge, du poids de l’individu et de seulement trois coupes obtenues par IRM. Ces trois coupes sont obtenues respectivement au niveau de la poitrine, de l'abdomen et du milieu des cuisses. En ce qui concerne la masse maigre totale, la taille de l’individu est en outre prise en compte dans le modèle multilinéaire.

Ce modèle multilinéaire est très fiable et permet de faciliter le suivi des personnes en situation de surpoids ou d’obésité dans le cadre de la recherche clinique. La masse grasse (ou maigre) totale corporelle peut être évaluée et suivie dans le temps de manière satisfaisante chez les personnes en situation de surpoids ou d’obésité en utilisant un tel modèle multilinéaire.

Par rapport à l’utilisation actuelle de la méthode de référence (« gold standard ») nécessitant 30 minutes d’acquisition et 1h30 de traitement, la méthode basée sur le modèle multilinéaire limite l’acquisition d’images par IRM à seulement 3 coupes (pour chaque individu avec un champ magnétique de 1,5 T), soit seulement en 20 minutes (10 minutes d’acquisition et 10 minutes de traitement). La méthode proposée présente ainsi l’avantage de réduire le temps d’acquisition et de traitement de 84%.

Ce modèle multilinéaire est applicable dans le cadre d’un protocole de recherche clinique durant lequel on souhaiterait suivre les effets d’une intervention (chirurgicale, diététique et/ou activité physique) chez des patients en situation de surpoids ou d’obésité.

En outre, du fait de la simplicité du modèle multilinéaire, celui-ci peut être mis en œuvre très facilement et les ressources en calcul pour l’application du modèle proprement dit sont très réduites. Une fois les coupes IRM analysées et la masse grasse (ou maigre) déterminée pour chacune de ces coupes, la masse grasse ou maigre corporelle totale est obtenue sans délai supplémentaire par application des coefficients de pondération du modèle multilinéaire aux valeurs de paramètres obtenues pour l’individu : poids, âge, sexe et masse grasse des trois coupes (et optionnellement la taille pour la masse maigre). En outre, un simple fichier de données encodant par des instructions la formule de calcul (type fichier Excel ®) est utilisable.

Les coefficients de pondération du modèle multilinéaire peuvent par exemple être obtenus par une méthode de régression multiple appliquée à une population de référence hétérogène en terme d’Indice de Masse Corporelle, IMC, de plus de 300 personnes pour lesquels des mesures de la masse grasse totale et la masse maigre totale ont été obtenues selon la méthode de référence précitée (ou « gold standard ») qui analyse sur le corps entier avec 41 coupes IRM.

La fiabilité et la précision du modèle multilinéaire a été établie en comparant la composition corporelle déterminée au moyen du modèle multilinéaire et la composition corporelle selon la méthode de référence pour un sous-groupe de personnes des deux sexes en situation de surpoids ou d’obésité. La sensibilité des équations du modèle multilinéaire a été vérifiée lorsqu’il est appliqué au suivi de l’évolution de la masse grasse à un sous-groupe de (n=79) personnes en situation de surpoids ou d’obésité suivant un programme d'entraînement physique sur 2 mois sur ergocycle, et en comparant la composition corporelle déterminée au moyen du modèle multilinéaire et la composition corporelle selon le méthode de référence. Aucune différence significative entre la méthode basée sur le modèle multilinéaire et la méthode de référence n’a été trouvée concernant les variations de la masse grasse (différence de -0,07 ± 2,02 kilogrammes pour un seuil statistique « p » non significatif de 0,70) et les variations de la masse maigre (différence de 0,16 ± 2,41 kilogrammes pour p = 0,49) induites par les 2 mois d'entraînement physique. La valeur de p est la probabilité que l’hypothèse nulle (pas de différence significative) soit vérifiée. Si la valeur de p est inférieure à 0,05, l’hypothèse nulle est rejetée : il y a différence significative. Dans ce cas, p = 0,70 : il n’y donc pas de différence significative entre la masse grasse mesurée et calculée.

Dans la perspective de réduction du nombre de coupes IRM, il serait envisageable de n’utiliser qu’une seule coupe abdominale pour prédire les masses graisseuses et maigres totales. L'un des principaux inconvénients d’une telle méthode est qu'une seule coupe ne permet pas de tenir compte des différences morphologiques interindividuelles (par exemple, l'obésité androïde ou gynoïde). Trois coupes IRM au niveau de la poitrine, de l'abdomen et du milieu des cuisses sont considérées pour élaborer le modèle multilinéaire. Une solution utilisant trois coupes permet à la fois une réduction sensible du temps d'analyse (environ 20 minutes) et ce, sans affecter la précision de la prédiction de la composition corporelle, et tout en tenant compte à la fois de l'hétérogénéité de la population et en disposant d’une méthode qui soit pertinente quel que soit le sexe et l'IMC.

En ce qui concerne la première coupe au niveau de la poitrine, des coupes acquises entre les vertèbres thoraciques T4 et T5 ou entre les vertèbres thoraciques T5 et T6 ou entre les vertèbres thoraciques T6 et T7 sont envisageables. La coupe T6-T7 a été retenue à titre d’exemple de réalisation, en particulier du point de vue de l’analyse de la graisse mammaire.

En ce qui concerne la deuxième coupe au niveau de l’abdomen, des coupes acquises entre les vertèbres lombaires L2 et L3, ou entre les vertèbres lombaires L3 et L4 ou entre les vertèbres lombaires L4 et L5 sont envisageables. La coupe L4-L5 a été retenue à titre d’exemple. Mais la coupe L2-L3 est une autre solution possible en ce qu’elle peut selon certaines études être mieux adaptée que la coupe L4-L5 pour prédire le volume total du tissu adipeux viscéral (cf : Schaudinn, A.et al.,Predictive accuracy of single and multi-slice MRI for the estimation of total visceral adipose tissue in overweight to severely obese patients.NMR Biomed, 2015.28: p. 583-590).

En ce qui concerne la troisième coupe, étant donné que plus de 50% de la masse musculaire du corps entier se trouve dans les jambes, il est approprié de travailler à partir d’une coupe de cette partie du corps. Pour les différentes positions, la position à mi-cuisse est retenue. Le milieu de la cuisse a également été décrit comme une zone de coupe optimale pour l’évaluation de la masse musculaire (c.f : Schweitzer, L.et al.,What is the best reference site for a single MRI slice to assess whole-body skeletal muscle and adipose tissue volumes in healthy adults?Am. J. Clin. Nutr., 2015.102: p. 58-65). En fait, les jambes contiennent plus de 50% de masse maigre, prédominant à la cuisse (c.f. Janssen, I.et al,Skeletal muscle mass and distribution in 468 men and women aged 18-88 yr.J. Appl. Physiol., 2000.89: p. 81-88). Une telle position à mi-cuisse est ainsi pertinente pour détecter l'obésité sarcopénique (associée à une perte de masse musculaire).

La position à mi-cuisse peut être obtenue après report de la demi longueur fémorale totale au-dessus de l’interligne fémoro-tibial. Différentes formules connues sont utilisables pour déterminer cette position à mi-cuisse en fonction de la taille et du sexe de l’individu et leurs résultats sont très proches dans l’ensemble des populations occidentales : l’incertitude (de 0,3 cm) sur le positionnement de la coupe à mi-cuisse reste très inférieure à son épaisseur (1 cm). Une formule permettant de calculer la longueur semi-fémorale en fonction de la taille de l’individu est : masse grasse = (SM - 67,76) / 4,4 pour un homme où masse grasse est la longueur semi-fémorale et SM la taille en mètre. Pour une femme, une formule permettant de calculer la longueur semi-fémorale en fonction de la taille de l’individu est FW = (SW - 61,4) / 4,6 où FW est la longueur semi-fémorale et SW la taille en mètre. En effet, l'analyse statistique des différentes populations montre que la taille peut être dérivée de la longueur fémorale. Ainsi, la moitié de la longueur fémorale peut être dérivée de la taille de l’individu.

A titre d’exemple, une population de référence hétérogène en terme d’IMC (variant de 17,9 à 51 kg.m^-², 31,3 kg.m-2 ± 5,61 kg.m-2), composée de n=310 personnes (70 femmes et 240 hommes), d’âge variable (50,8 ± 10,6 ans), peut être utilisée pour la détermination des variables et coefficients de pondération des modèles multilinéaires. Pour chacune de ces personnes, des valeurs de mesure de la masse grasse totale et la masse maigre totale sont obtenues selon la méthode de référence précitée (ou « gold standard ») qui analyse sur le corps entier sur la base de 41 coupes IRM d'une épaisseur de 10 mm, espacées selon la taille du sujet (par exemple de 40 mm). La masse maigre correspond à tout ce qui n’est pas de la masse grasse (os, muscles…).

L’analyse par régression linéaire multiple a été utilisée pour tester et développer différents modèles multilinéaires prédisant les masses grasse et maigre, à partir de différentes variables suivantes : âge, sexe, taille, poids et masses grasse et maigre sur trois coupes au niveau de la poitrine et de l’abdomen et à mi-cuisse. Les calculs des coefficients de corrélation R² ont permis de déterminer les meilleurs modèles de mesure des masses grasse et maigre. Le coefficient de régression R² ajusté a été notamment utilisé pour comparer la précision des modèles multilinéaires ajustés en fonction du nombre de variables utilisé dans le modèle concerné. En ce qui concerne la prise en compte de la taille (i.e. hauteur) de l’individu, l’analyse par régression linéaire montre que la masse grasse calculée avec un modèle multilinéaire ne prenant pas en compte la taille est plus fortement corrélée à la masse grasse mesurée selon la méthode de référence avec un coefficient de régression R² ajusté de 97,2 (p < 0,001) et l'estimateur AIC : Akaike Information Criterion le plus faible (=504,11). Mais c’est l’inverse qui a été démontré pour la détermination de la masse maigre. Ainsi la taille n’est prise en compte que dans le modèle multilinéaire de calcul de la masse maigre. L’estimateur AIC évalue la bonne adéquation d’un modèle et permet de comparer plusieurs modèles entre eux. Cet estimateur permet aussi de conforter les valeurs obtenues pour les coefficients de régression R².

Une procédure automatisée de sélection des variables des modèles multilinéaires a été utilisée. L'estimateur AIC a été utilisé pour la sélection des variables pertinentes sur la base d’une évaluation de la qualité de chaque modèle par rapport aux autres modèles (c.f. : Aho, K., Derryberry, D., and Peterson, T.,Model selection for ecologists: the worldviews of AIC and BIC.Ecology, 2014.95(3): p. 631-636). La distance de Cook a été utilisée pour évaluer l'influence des données sur la méthode de régression (c.f. Kim, M.G.,A cautionary note on the use of Cook's distance.Communication for Statistical Applications and Methods, 2017.24(3): p. 317-324). Par exemple, si un individu est trop hors norme par rapport aux autres (ex. trop en surpoids), la distance de Cook permettra de l’identifier comme un individu ayant un effet important sur le modèle. Ceci permet de supprimer des données aberrantes dans la population de référence.

Un modèle multilinéaire obtenu pour le calcul de la masse grasse MG est basé par exemple sur la formule suivante :
MG = -12,74105 + (0,02919 * AG) + (4,27634 * SX *) + (0,22008 x PG) + (26,92234 x MG1) + (23,70142 x MG2) + (37,94739 x MG3)
où AG est l’âge en années, SX représente le sexe et est égal à 1 pour une femme et 0 pour un homme, PG est le poids en kilogrammes, MG1 est la masse grasse de la première coupe T6-T7 au niveau de la poitrine, MG2 est la masse grasse de la deuxième coupe L4-L5 au niveau de l’abdomen, MG3 est la masse grasse de la troisième coupe à mi-cuisse. Pour ce modèle un coefficient de corrélation R² ajusté de 97,2% a été obtenu.

Un modèle multilinéaire obtenu pour le calcul de la masse maigre MM est basé par exemple sur la formule suivante :
MM= -33,10721 + (-0,02363 * AG) + (-3,58052 * SX) + (30,02252 * TL) + (0,08549 * PG) + (11,36859 x MM1) + (27,82244 x MM2) + (58,62648 x MM3)
où AG est l’âge en années, SX représente le sexe et est égal à 1 pour une femme et 0 pour un homme, TL est la taille en mètre, PG est le poids en kilogrammes, MM1 est la masse maigre de la première coupe T6-T7 au niveau de la poitrine, MM2 est la masse maigre de la deuxième coupe au niveau de l’abdomen L4-L5, MM3 est la masse maigre de la troisième coupe à mi-cuisse. Pour ce modèle un coefficient de corrélation R² ajusté de 92,5% a été obtenu.

En ce qui concerne la détermination des masses maigres et grasses des différentes coupes IRM, le niveau de luminosité des pixels des images IRM est utilisé pour distinguer la masse grasse (luminosité élevée, supérieure à un seuil) et la masse maigre (luminosité basse, inférieure au seuil) dans les images. Pour calculer les volumes de tissu adipeux et de tissu maigre dans chaque coupe, on multiplie par exemple le nombre de pixels par la surface correspondant à chaque pixel (cm²) et par l'épaisseur (10 mm) de la coupe. Les volumes de tissu adipeux et de tissu maigre du corps entier sont calculés en utilisant par exemple le modèle géométrique de la pyramide tronquée (c.f. Ross, R.,Magnetic resonance imaging provides new insights into the characterization of adipose and lean tissue distribution.Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 1996.74: p. 778-785). Enfin, le volume (en litre) du tissu adipeux et du tissu maigre est converti en masse (kg) en multipliant les volumes de la densité supposée constante de 0,92 pour le tissu adipeux (kg.L^-1) et de 1,04 pour le tissu maigre (kg.L^-1).

La validité des modèles multilinéaires présentés ci-dessus a été testée dans 4 sous-groupes (sujets en situation de surpoids ou d’obésité, hommes ou femmes). L’agrément entre les masses grasse et maigre calculées avec le modèle multilinéaire (estimation à partir de 3 coupes) et les masses grasse et maigre mesurées avec la méthode de référence a été apprécié avec la méthode de Bland et Altman (tableau 1, ) alors que la concordance a été évaluée par les coefficients de Lin (tableau 2, ).

D’une part, les coefficients de corrélation ainsi que les coefficients de concordance (CCC) de Lin sont excellents (CCC > 0,98) pour les personnes en situation d’obésité définis par un indice de masse corporelle supérieure à 30 kg.m^-2. Les masses grasse et maigre calculées avec le modèle multilinéaire et les masses grasse et maigre mesurées avec la méthode de référence présentent une forte concordance (tableau 2, , CCC de la population totale = 0,986).

D’autre part, les analyses selon la méthode Bland et Altmand montrent des erreurs systématiques (biais) et aléatoires faibles. Les diagrammes de Bland et Altman ont été utilisés pour visualiser, à un niveau individuel, et évaluer l’agrément entre la composition corporelle calculée avec le modèle multilinéaire et celle obtenue avec la méthode de référence par le biais +/- l’erreur aléatoire (c.f : Bland, J.M., and Altman, D.G.,Statistical methods for assessing agrement between two methods of clinical measurement.Lancet, 1986: p. 307-310. Pour la population totale, l’analyse en Bland-Altman montre une erreur aléatoire faible de 4,3 kg et une erreur systématique (biais) quasi nulle : 0,0006 (tableau 1, ).

Les modèles multilinéaires présentés dans ce document sont applicables pour l’évaluation et les suivis dans le temps de personnes en surpoids et en situation d’obésité. Ces modèles multilinéaires sont applicables pour le suivi d’individus dans le cadre de toute pathologie ou plus généralement toute situation pour laquelle une évaluation quantitative précise de la masse grasse et/ou de la masse maigre est souhaitable, par exemple : caractérisation et suivi de patients au cours de programme de réadaptation à l’effort ; caractérisation et suivi du sportif.

Prévision de la masse grasse totale

Pour les femmes et les hommes en surpoids, le tableau 2, la montre une bonne concordance entre les valeurs prédites (i.e. calculées par le modèle multilinéaire) et celles mesurées (i.e. obtenues avec la méthode de référence) (femmes : CCC = 0,875, hommes : CCC = 0,834). Pour les femmes et les hommes en situation d’obésité, à la , le tableau 2 montre une bonne concordance entre les valeurs prédites et les valeurs mesurées (femmes : CCC = 0,972, hommes : CCC = 0,981). Les analyses en Bland-Altman (tableau 1, ) illustrent la faible différence entre les valeurs prédites et mesurées de la masse grasse chez les personnes en surpoids (total : 0,04 ± 4,15 kg, femmes : -0,26 ± 3,23 kg, hommes : 0,10 ± 4,3 kg) et chez les personnes en situation d’obésité (total : 0,08 ± 4,52 kg, femmes : 0,23 ± 5,81 kg, hommes : 0,03 ± 3,98 kg).

Prévision de la masse maigre totale

Les valeurs prédites et mesurées présentent ici aussi une forte concordance (CCC = 0,962, tableau 2). L’analyse en Bland-Altman montre une erreur systématique (biais) quasi nulle :-0,06 et une faible erreur aléatoire de 5,46 kg.

Le tableau 2 montre la concordance entre les valeurs prédites et mesurées. La valeur est plus élevée chez les hommes en surpoids que chez les femmes en surpoids (hommes : CCC = 0,852 ; femmes : CCC = 0,694). Pour les femmes et les hommes en situation d’obésité, la concordance est excellente (tableau 2 : femmes : CCC = 0,940, hommes : CCC = 0,912). L’analyse en Bland-Altman illustrent la faible différence entre les valeurs prédites et mesurées chez les personnes en surpoids (total : -0,08 ± 6,06 kg, femmes : 0,15 ± 4,71 kg, hommes : -0,20 ± 6,29 kg) et chez les personnes en situation d’obésité (total : -0,09 ± 5,56 kg, femmes : -0,05 ± 4,48 kg, hommes : -0,19 ± 5,52 kg) (tableau 1, ).

L’ensemble de ces résultats montrent une forte concordance entre les valeurs calculées par les modèles multilinéaires et celles mesurées avec la méthode de référence (masse grasse : CCC = 0,986, masse maigre : CCC = 0,962, tableau 2), et pour l’analyse Bland et Altman un biais proche de 0 à la fois pour les masses grasses et maigres avec des limites d'agrément modérées.

De plus, lorsque ce modèle multilinéaire a été appliqué à des sous-groupes de femmes/hommes en situation de surpoids ou d’obésité, nos résultats ont montré une très bonne concordance aussi bien pour la masse grasse (CCC : 0,834-0,987) que la masse maigre (CCC : 0,694-0,964).

Malgré l'hétérogénéité de la population de référence, les modèles multilinéaires permettent une bonne prédiction de la masse grasse et de la masse maigre quels que soient le sexe et l'IMC (> 25 kg.m^-2).

La bonne concordance s’explique notamment par le choix des trois coupes IRM qui permettent de prendre en compte différents types d’obésité et des différences morphologiques entre les individus ou les sexes, en particulier la répartition des graisses (par exemple, l'obésité androïde ou gynoïde) et la prise en compte du sexe dans les modèles multilinéaires.

La montre un organigramme d'un procédé de détermination de la masse grasse ou masse maigre totale d’un individu selon un exemple de réalisation. Bien que les différentes étapes de l'organigramme soient présentées et décrites de façon séquentielle certaines des étapes ou toutes les étapes peuvent être exécutées dans un ordre différent, des étapes peuvent être combinées ou omises, et certaines ou toutes les étapes peuvent être effectuées en parallèle.

A l’étape 400, l’âge, le poids et le sexe de l’individu sont obtenus.

A l’étape 405, la taille de l’individu est obtenue.

A l’étape 410, la masse grasse est obtenue pour trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique du corps de l’individu. Une première coupe est acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe au niveau de la cuisse de l’individu.

A l’étape 415, la masse maigre est obtenue pour les trois mêmes coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique du corps de l’individu. Une première coupe est acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe au niveau de la cuisse de l’individu.

A l’étape 420, la masse grasse corporelle totale de l’individu est calculée par application d’un modèle multilinéaire à l’âge, au poids, au sexe et aux trois masses grasses obtenues pour les trois coupes.

A l’étape 425, la masse maigre corporelle totale de l’individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge, au poids, au sexe, à la taille et aux trois masses maigres obtenues pour les trois coupes.

Les étapes du procédé de détermination de la masse grasse ou masse maigre totale d’un individu peuvent être mises en œuvre par un dispositif de calcul ou dispositif informatique 800 tel que décrit par référence à la .

La montre ainsi un dispositif de calcul 800 adapté pour la mise en œuvre d’un procédé de détermination de la masse grasse ou masse maigre totale d’un individu selon un exemple de réalisation. Le dispositif de calcul peut être réalisé sous forme de dispositif informatique 800.

Le dispositif informatique 800 peut comprendre des moyens de mise en œuvre d’une ou plusieurs ou de toutes les étapes d’un procédé de détermination de la masse grasse ou masse maigre totale d’un individu tel que décrit dans ce document.

Ces moyens peuvent comprendre des moyens logiciels (software) (par ex. des instructions d'un ou plusieurs composants d’un programme 870) et/ou moyens matériels (hardware) (par ex. mémoire(s) de données 820, processeur(s) 810, bus de communication 805, interface(s) matérielle(s) 840, interface(s) utilisateur 830, etc).

Des moyens mettant en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions peuvent également correspondre dans ce document à un composant logiciel, à un composant matériel ou bien à un ensemble de composants matériels et/ou logiciels, apte à mettre en œuvre la fonction ou l’ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour les moyens concernés.

Le dispositif informatique 800 peut être mis en œuvre par une ou plusieurs machines physiquement distinctes. Le dispositif informatique peut présenter globalement l’architecture d’un ordinateur, incluant des constituants d’une telle architecture: mémoire(s) de données 820, processeur(s) 810, bus de communication 805, interface(s) matérielle(s) 840 pour la connexion de ce dispositif informatique 800 à un réseau ou un autre équipement ou un support de stockage de données 860, 880, interface(s) utilisateur 830, etc.

Selon un exemple de réalisation, un fichier de données (par exemple un fichier lisible par un tableur, par exemple un fichier Excel ®) comprenant des instructions de calcul est utilisé pour calculer la masse grasse corporelle totale d’un individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge de l’individu, au poids de l’individu, au sexe de l’individu et à trois masses grasses obtenues pour trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu. Le fichier de données est stocké par exemple sur un support de données lisible par ordinateur.

De la même manière, un fichier de données (par exemple un fichier lisible par un tableur, par exemple un fichier Excel ®) comprenant des instructions de calcul pour calculer la masse maigre corporelle totale d’un individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge de l’individu, au poids de l’individu, au sexe de l’individu, à la taille de l’individu et à trois masses maigres obtenues pour trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu. Le fichier de données est stocké par exemple sur un support de données lisible par ordinateur.

Selon un mode de réalisation, tout ou partie des étapes du ou des procédés décrits dans ce document sont mises en œuvre par un logiciel 870 ou programme d'ordinateur 870.

Les fonctions et procédés décrits dans ce document peuvent ainsi être mises en œuvre par logiciel (par exemple, via un logiciel sur un ou plusieurs processeurs, pour exécution sur un ordinateur à usage général (par exemple, via l'exécution par un ou plusieurs processeurs) afin d'implémenter un ordinateur à usage spécifique ou similaire) et/ou puissent être mises en œuvre dans du matériel (par exemple, en utilisant un ordinateur à usage général, un ou plusieurs circuits intégrés spécifiques (ASIC) et/ou tout autre équivalent matériel).

Selon ce qui est illustré à la , la présente description concerne ainsi un logiciel 870 ou programme d'ordinateur 870, susceptible d’être exécuté par un dispositif informatique 800 (par exemple, un ordinateur), au moyen d’un ou plusieurs processeurs de données 810, ce logiciel / programme comportant des instructions pour causer l'exécution par ce dispositif informatique de tout ou partie des étapes de l’un ou des procédés décrits dans ce document. Ces instructions sont destinées à être stockées dans une ou plusieurs mémoires 820 d’un dispositif informatique 800, chargées puis exécutées par un ou plusieurs processeurs 810 de ce dispositif informatique de sorte à causer l’exécution par ce dispositif informatique 800 du procédé concerné.

Ce logiciel / programme peut être codé au moyen de n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.

La présente description concerne aussi un support de stockage de données 860, 880 lisible par ordinateur, et comportant des instructions d'un logiciel 870 ou programme d'ordinateur 870 ou encore un fichier de données tel que mentionné ci-dessus.

Le support de stockage de données peut être n'importe quel moyen matériel, entité ou dispositif, capable de stocker les instructions d'un programme tel que mentionné ci-dessus. Les supports de stockage de programme utilisables incluent les mémoires ROM ou RAM, mémoire amovible, les supports de stockage magnétiques tels que des disques magnétiques et des bandes magnétiques, les disques durs ou des supports de stockage de données numériques à lecture optique, CD-ROM, DVD, Blu-Ray, clef USB, ou toute combinaison de ces supports.

Dans certains cas, le support de stockage lisible par ordinateur n'est pas transitoire. Dans d’autres cas, le support d'informations peut être un support transitoire (par exemple, une onde porteuse) pour la transmission d’un signal (signal électromagnétique, électrique, radio ou optique) porteur des instructions de programme. Ce signal peut être acheminé via un moyen de transmission approprié, filaire ou non filaire: câble électrique ou optique, liaison radio ou infrarouge, ou par d'autres moyens.

Un mode de réalisation concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant un support de stockage lisible par ordinateur sur lequel sont stockées des instructions de programme, les instructions de programme étant configurées pour causer la mise en œuvre par un dispositif informatique d’une ou plusieurs ou de toutes les étapes d’un ou des procédés décrits dans ce document lorsque les instructions de programme sont exécutées par un ou plusieurs processeurs et/ou un ou plusieurs composants matériels programmables.

Claims

Procédé de détermination de la masse grasse corporelle totale d’un individu, le procédé comprenant:
une obtention (400) de l’âge, du poids et du sexe de l’individu;
une obtention (410) de la masse grasse de trois coupes du corps de l’individu, la masse grasse résultant d’une analyse d’images de ces trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu;
un calcul (420) de la masse grasse corporelle totale de l’individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge, au poids, au sexe et aux trois masses grasses obtenues pour les trois coupes.
Procédé de détermination de la masse maigre corporelle totale d’un individu, le procédé comprenant:
une obtention (400, 405) de l’âge, du poids, de la taille et du sexe de l’individu;
une obtention (415) de la masse maigre de trois coupes du corps de l’individu, la masse maigre résultant d’une analyse d’images de ces trois coupes acquises par une technique d’imagerie par résonance magnétique, une première coupe étant acquise au niveau de la poitrine de l’individu, une deuxième coupe étant acquise au niveau de l’abdomen de l’individu et une troisième coupe étant acquise au niveau de la cuisse de l’individu;
un calcul (425) de la masse maigre corporelle totale de l’individu par application d’un modèle multilinéaire à l’âge, au poids, au sexe, à la taille et aux trois masses maigres obtenues pour les trois coupes.
Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la deuxième coupe est acquise entre les vertèbres lombaires L2 et L3, ou entre les vertèbres lombaires L3 et L4 ou entre les vertèbres lombaires L4 et L5.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première coupe est acquise entre les vertèbres thoraciques T4 et T5 ou entre les vertèbres thoraciques T5 et T6 ou entre les vertèbres thoraciques T6 et T7.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la troisième coupe est acquise à une position à mi-cuisse.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la position à mi-cuisse est déterminée à partir de la taille et du sexe de l’individu.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel la masse grasse MG est calculée selon la formule suivante :
MG = -12,74105 + (0,02919 * AG) + (4,27634 * SX *) + (0,22008 x PG) + (26,92234 x MG1) + (23,70142 x MG2) + (37,94739 x MG3)
où AG est l’âge en années, SX représente le sexe et est égal à 1 pour une femme et 0 pour un homme, PG est le poids en kilogrammes, MG1 est la masse grasse de la première coupe acquise entre les vertèbres thoraciques T6 et T7, MG2 est la masse grasse de la deuxième coupe acquise entre les vertèbres lombaires L4 et L5, MG3 est la masse grasse de la troisième coupe acquise à mi-cuisse.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel la masse maigre MM est calculée selon la formule suivante :
MM= -33,10721 + (-0,02363 * AG) + (-3,58052 * SX) + (30,02252 * TL) + (0,08549 * PG) + (11,36859 x MM1) + (27,82244 x MM2) + (58,62648 x MM3)
où AG est l’âge en années, SX représente le sexe et est égal à 1 pour une femme et 0 pour un homme, TL est la taille en mètre, PG est le poids en kilogrammes, MM1 est la masse maigre de la première coupe acquise entre les vertèbres thoraciques T6 et T7, MM2 est la masse maigre de la deuxième acquise coupe entre les vertèbres lombaires L4 et L5, MM3 est la masse maigre de la troisième coupe acquise à mi-cuisse.
Dispositif comprenant des moyens de mise en œuvre des étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions de programme pour l'exécution des étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.