Rofo 2003; 175(3): 366-373
DOI: 10.1055/s-2003-37832
Thorax
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Erste Ergebnisse der ultraschallbasierten Bestimmung der Schallabsorption und Schallgeschwindigkeit bei Kindern mit Asthma bronchiale

Early Results of Ultrasound Based Calculation of Broadband Ultrasound Attenuation and Speed of Sound in Children and Adolescents Suffering from AsthmaA.  Malich1 , J.  Mainz2 , S.  John2 , S.  Vogt1 , H.  Beyermann2 , H.  J.  Meutzel1 , K.  Wünsche1 , F.  Zintl2 , W.  A.  Kaiser1
  • 1Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie, Friedrich-Schiller-Universität, Jena
  • 2Päd. Pneumologie, Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Friedrich-Schiller-Universität, Jena
Further Information

Publication History

Publication Date:
29 April 2004 (online)

Zusammenfassung

Ziel: Es sollte die ultraschallbasierte Ermittlung der Parameter Schallgeschwindigkeit (SOS) und Schallabsorption (BUA) am Kalkaneus asthmakranker Kinder unter Berücksichtigung von Geschlecht, Alter, Gewicht, Körperhöhe, Steroiddosis und Asthmaschweregrad (ASG) ermittelt werden. Methoden: 178 Kinder (ASG 1 - 3, 98 Jungen, 80 Mädchen, 11,9 ± 3,1 J) wurden konsekutiv von 4/2000 - 9/2001 untersucht. BUA und SOS wurden ermittelt durch das System SAHARA™ (Hologic, USA). Regionale Referenzwerte von 3 299 Kindern (mit demselben System ermittelt) wurden verwandt, um alters-, körperhöhen- und gewichtsbezogene Standard-Deviation-Scores (SDS) in beiden Geschlechtern zu bestimmen. Der ASG und die Steroid-Therapie wurden erfasst. Die maximale tägliche topische Steroiddosis betrug 500 µg Fluticason/800 µg Budesonid. Ergebnisse: 10/178 Kinder waren kleinwüchsig, 7 großwüchsig (5,6 %/3,9 %), 11/178 unter- und 9/178 übergewichtig (6,2 %/5,0 %). 19 bzw. 45 Kinder wiesen eine verringerte BUA bzw. SOS auf (altersbezogen). Von verringerten Werten waren betroffen: Mädchen: BUA: 15,0 % (12/80), SOS 25,0 % (20/80); Jungen: BUA: 7,1 % (7/98), SOS: 25,5 % (25/98). Die Geschlechtsunterschiede waren nicht signifikant. Die Verminderung der SOS korreliert zum ASG und betrifft signifikant häufiger Kinder unter topischer Steroidtherapie (BUA: 0,09/0,25; SOS: - 0,37/- 0,07). Zusammenfassung: Nach unseren ersten Ergebnissen sind verringerte Schallgeschwindigkeiten des Kalkaneus bei asthmakranken Kindern gehäuft aufgetreten, die mit der Asthmaschwere und der Steroidtherapie (selbst bei niedrig dosierten topisch angewandten Steroiden) assoziiert waren. Dies ist möglicherweise auf eine steroidinduzierte Kollagensynthesehemmung mit nachfolgend verminderter Knochenelastizität zurückzuführen. Weiterführende Untersuchungen, insbesondere Longitudinalstudien sind notwendig, um diesen Einfluss zu überprüfen.

Abstract

Purpose: To determine broadband ultrasound attenuation (BUA) and speed of sound (SOS) on the os caicis in asthmatic children. To correlate these findings with sex, age, weight and height, topical steroid intake, and asthma severity grade (ASG). Patients and Methods: 178 children (ASG 1 - 3)/(98 m, 80 f; mean age 11.9 ± 3.1 y) were consecutively chosen from 4/00 to 9/01. Children with any other chronic disease were excluded. BUA and SOS were measured using SAHARA™ (Hologic lnc. Waltham, USA). Regional normative BUA and SOS data of 3 299 children (obtained with the same system), were used to calculate age-, weight- and height-matched standard-deviation-scores (SDS) for both sexes. Asthma severity grade and steroidal intake were determined. The highest topical steroid dosage was 500 µg Fluticasone or 800 µg Budesonide per day. Results: 10/178 children were small and 7/178 tall per age (5.6 %/3.9 %), 11/178 children were light (6.2 %) and 9 heavy per age (5.0 %). 19 and 45 children had reduced BUA and SOS values, respectively. The following rates of reduced values were observed: girls: BUA 15.0 % (12/80), SOS 25.0 % (20/80); boys: BUA 7.1 %, SOS 25.5 % (7/98 and 25/98). Sexual differences were not significant. Reduced SOS-values were associated with higher severity and occurred significantly more frequent at children under steroidal intake (0.09 vs. 0.25 [BUA] and - 0.37 vs. - 0.07 [SOS]). Conclusion: Following our results an increase incidence of reduced speed of sound occurs in asthmatic children which is attributed to asthma severity and seems to be negatively influenced even by topically applied low dose steroids. This could be attributed to a steroid induced collagen synthesis deficiency followed by a reduced bone elasticity. Further studies, especially using a longitudinal study design are required to verify these findings.

Literatur

  • 1 Nicolai T, von Mutius E. Pollution and the development of allergy: the East and West Germany story.  Arch Toxicol Suppl. 1997;  19 201-206
  • 2 Cohen M B, Abram L E. Growth patterns of allergic children: a statistical study using the grid technique.  J Allergy Clin Immunol. 1948;  19 165-171
  • 3 David J. Short Stature in Children with Atopic Eczema.  Acad Derm Venereol Suppl Stockh. 1989;  144 41-44
  • 4 Wünsche K, Wünsche B, Fähnrich H, Mentzel H J, Vogt S, Abendroth K, Kaiser W A. Ultrasound Bone Densitometry of the Os Calcis in children and adolescents.  Calcif Tissue Int. 2000;  67 349-355
  • 5 Strelitzki R, Truscott J G. An evaluation of the reproducibility and responsiveness of four “state of the art” ultrasonic heel bone measurement systems using phantoms.  Osteoporos Int. 1998;  8 104-109
  • 6 Schönau E. Problems of bone analysis in childhood and adolescence.  Pediatr Nehpro. 1998;  12 420-429
  • 7 Hans D, Schott A M, Dargent-Molina P. et al . Is the WHO-criteria applicable to quantitative ultrasound measurement? The EPIDOS prospective study.  Bone. 1998;  5 286
  • 8 Wettengel  R, Berdel D, Hofmann D. et al . Empfehlungen zur Asthmatherapie bei Kindern und Erwachsenen.  Pneumologie. 1998;  52 591-601
  • 9 Kromeyer-Hauschild K, Wabitsch M, Kunze D, Geller F, Geiß H C, Hesse V. et al . Perzentile für den Body mass Index für das Kindes- und Jugendalter unter Heranziehung verschiedener deutscher Stichproben.  Monatsschr Kinderheilkd. 2001;  149 807-818
  • 10 The WHO Study group .Assessment of fracture risk and its application to screening for menopausal osteoporosis. Technical report series 843. Geneva; WHO 1994
  • 11 Hans D, Dargent-Molina P, Schott A M. et al . Ultrasonographic heel measurements to predict hip fracture in elderly women: the EPIDOS prospective study.  Lancet. 1996;  348 511-514
  • 12 Bauer D C, Gluer C C, Cauley J A. et al . Broadband ultrasound attenuation predicts-fractures strongly and independently of densitometry in older women.  Arch Intern Med. 1997;  157 629-634
  • 13 Frost M L, Blake G M, Fogelman I. Quantitative ultrasound and bone mineral density are equally strongly associated with risk factors for osteoporosis.  J Bone Min Res. 2001;  16 406-416
  • 14 Rauch F, Schönau E. Changes in bone density during childhood and adolescence: An approach based on bone's biological organization.  J Bone Min Res. 2001;  16 597-604
  • 15 Kromeyer-Hauschild K, Zellner K, Jaeger U, Hoyer H. Prevalence of overweight and obesity among school children in Jena (Germany).  Int J Obes Realt Metab Disord. 1999;  23 1143-1150
  • 16 Baum W F. Anthropometrische und endokrinologische Untersuchungen asthmakranker Kinder - ein Beitrag zum Problem atopiebedingter Störungen von Wachstum und Entwicklung. Halle; Universität, Med Fakultät, Habilitation 1992
  • 17 Saha M T, Laippala P, Lenko H L. Growth of asthmatic children is slower during than before treatment with inhaled glucocorticoids.  Acta Paediatr. 1997;  86 138-142
  • 18 Frost M L, Blake G M, Fogelman I. Can the WHO-criteria for diagnosing osteoporosis be applied to calcaneal quantitative ultrasound?.  Osteoporos Int. 2000;  11 321-330
  • 19 Faulkner K G, von Stetten E, Steiger P. et al . Discrepancies in osteoporosis prevalence at different skeletal sites: Impact on the WHO-criteria.  Bone. 1998;  5 194
  • 20 Hans D, Wu C, Njeh C F. et al . Ultrasound velocity of trabecular cubes reflects mainly bone density and elasticity.  Calcif Tissue Int. 1999;  64 18-23
  • 21 Cheng S, Fan B, Wang L, Fuerst T, Lian M, Njeh C. et al . Factors affecting broadband ultrasound attenuation results of the calcaneus using a gel-coupled quantitative ultrasound scanning system.  Osteoporos Int. 1999;  10 495-504
  • 22 Cheng S, Fan B, Wang L, Fuerst T, Lian M, Njeh C, He Y, Kern M, Lappin M, Tylavsky F, Casal D, Harris S, Genant H K. Factors affecting broadband ultrasound attenuation results of the calcaneus using a gel-coupled quantitative ultrasound scanning system.  Osteoporos Int. 1999;  10 495-504
  • 23 Agertoft L, Pederen S. Bone mineral density in children with asthma receiving long-term treatment with inhaled budesonide.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  157 178-183
  • 24 Harmanci E, Colak O, Metintas M, Alatas O, Yurdasiper A. Fluticasone propionate and budesonide do not influence bone metabolism in the long term treatment of asthma.  Allergol Immunopathol. 2001;  29 22-27
  • 25 Imamoto K, Saito N, Yamamura Y, Yamamura I. Bone mineral density of the calcanei dissected from 30 cadavers - correlation of the values by the DXA, QCT and USD methods.  Nippon Ronen Igakkai Zasshi. 1996;  33 597-602
  • 26 Mehta S S, Oz O K, Antich P P. Bone elasticity and ultrasound velocity are affected by subtle changes in the organic matrix.  J Bone Miner Res. 1998;  13 114-121
  • 27 Saarela T, Ristell J, Kauppila A, Koivisto M. Effect of short term antenatal dexamethasone administration on type I collagen synthesis and degradation in preterm infants at birth.  Acta Paediatr. 2001;  90 921-925
  • 28 Reid I R, Evans M C, Wattie D J, Ames R, Cundy T F. Bone mineral density of the proximal femur and lumbar spine in glucocorticoid-treated asthmatic patients.  Osteoporos Int. 1992;  2 103-105
  • 29 Vignolo M, Mascagni A, Brigone A, Battistini E, Fasce L, Spallarossa D, Rossi G A, Aicardi G. Effects of inhaled glucocortidoid prolonged treatment in asthmatic subjects on quantitative ultrasonographic variables. “2nd international Congress on children's bone health, Sheffield, GB 2002”.  Calcified tissue intern. 2002;  70 371
  • 30 Düppe H, Gärdsell P, Johnell O, Nilsson B E, Ringsberg K. Bone mineral density, muscle strength and physical activity. A population-based study of 332 subjects aged 15 - 42 years.  Acta Orthop Scand. 1997;  68 97-103
  • 31 Norstrom P O, Pettersson U, Lporentzon R. Type of physical activity, muscle strength, and pubertal stage as determinants of bone mineral density and bone area in adolescent boys.  J Bone Miner Res. 1998;  13 1141-1148
  • 32 Boot A M, deJongste J C, Verberne A A, Pols H A, de Muinck Keizer-Schrama S M. Bone mineral density and bone metabolism of prepubertal children with asthma after long term treatment with inhaled corticosteroids.  Pediatr Pulmonol. 1997;  24 379-384
  • 33 Crowley S, Trivedi P, Risteli L, Hindmarsh P C, Brook C G. Collagen metabolism and growth in prepubertal children with asthma treated with inhaled steroids.  J Pediatr. 1998;  132 409-413
  • 34 Von Mutius E. Presentation of new GINA guidelines for paediatrics. The global initiative on asthma.  Clin Exp Allergy. 2000;  30 16
  • 35 Agertoft L, Pederen S. Bone mineral density in children with asthma receiving long term treatment with inhaled budesonide.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  157 178-183

A. Malich

Friedrich-Schiller-Universität, Institut für diagnostische und interventionelle Radiologie

Bachstraße 18

07740 Jena

Phone: + 49-3641-935358

Fax: + 49-3641-936767

Email: ansgar.malich@med.uni-jena.de

    >