Evaluación de sobrecarga de fluidos mediante análisis vectorial de impedancia bioeléctrica
Summary
En este estudio, demostramos cómo evaluar la presencia de sobrecarga de fluidos a través del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) y la relación de impedancia medida con equipos tetrapolares multifrecuencia en pacientes ingresados en el servicio de urgencias. BIVA y la relación de impedancia son herramientas confiables y útiles para predecir resultados deficientes.
Abstract
La detección temprana y el manejo de la sobrecarga de líquidos son de importancia crítica en la enfermedad aguda, ya que el impacto de la intervención terapéutica puede resultar en una disminución o un aumento de las tasas de mortalidad. La evaluación precisa del estado de los líquidos implica una terapia adecuada. Desafortunadamente, como el método estándar de oro de medición de líquido radioisotópico es costoso, requiere mucho tiempo y carece de sensibilidad en el entorno clínico de cuidados agudos, generalmente se usan otros métodos menos precisos, como el examen clínico o la producción de 24 horas. El análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) es un enfoque alternativo basado en impedancia, donde la resistencia de los parámetros brutos y la reactancia de un sujeto se trazan para producir un vector, cuya posición se puede evaluar en relación con los intervalos de tolerancia en un gráfico R-Xc. El estado del fluido se interpreta entonces como normal o anormal, en función de la distancia desde el vector medio derivado de una población de referencia sana. El objetivo del presente estudio es demostrar cómo evaluar la presencia de sobrecarga de fluidos a través del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica y la relación de impedancia medida con equipos tetrapolares multifrecuencia en pacientes ingresados en el servicio de urgencias.
Introduction
La sobrecarga de líquidos (FO), definida como un exceso de líquido corporal total o un exceso relativo en uno o más compartimentos de líquidos 1, se observa con frecuencia en pacientes críticos y se asocia con mayor morbilidad y mortalidad 1,2,3. El rango de alteraciones en el estado de hidratación es amplio; puede indicar insuficiencia renal, cardíaca o hepática; y/o tal vez el resultado de una ingesta oral excesiva o un error iatrogénico4. La evaluación rutinaria del estado de hidratación es un desafío en los departamentos de emergencia, ya que el estándar de oro de la medición del volumen radioisotópico requiere técnicas especializadas, es costoso y requiere mucho tiempo, y puede no identificar alteraciones tempranas en el estado de hidratación. Por lo tanto, generalmente se utilizan otros métodos menos precisos, como el examen clínico y el balance de líquidos acumulado (volumen en ml en 24 h)5. La determinación precisa y sensible del estado del volumen de líquidos es necesaria para ayudar a los médicos a controlar los fluidos corporales, manejar la administración de líquidos por vía intravenosa y mantener la estabilidad hemodinámica, lo que permite a los pacientes recibir tratamiento temprano 3,5,6. Los errores en la evaluación del volumen pueden conducir a la falta de tratamiento necesario o a la implementación de terapias innecesarias, como la administración excesiva de líquidos, las cuales están relacionadas con el aumento de los costos de hospitalización, complicaciones y mortalidad4.
El interés ha aumentado recientemente en el análisis de impedancia bioeléctrica (BIA), que se ha considerado un método alternativo para la clasificación del estado de hidratación de un individuo. BIA es un método seguro, no invasivo, portátil, rápido, de cabecera y fácil de usar, diseñado para la estimación de la composición del compartimento corporal. El análisis mide la oposición generada por los tejidos blandos al flujo de una corriente eléctrica alterna inyectada en el cuerpo (800 μA), a través de cuatro electrodos de superficie colocados en las manos y los pies. El agua corporal total estimada por BIA ha demostrado tener una alta correlación con la obtenida por dilución de deuterio (r = 0,93, p = 0,01)7.
Los dispositivos BIA sensibles a la fase evalúan la medición directa del ángulo de fase y la impedancia (Z 50), obteniendo la resistencia (R) y la reactancia (Xc) en modo de frecuencia única (50 kHz) o modo multifrecuencia (5 kHz a 200 kHz)8. Dividir los valores de R y Xc por la altura del sujeto (en m) al cuadrado, para controlar las diferencias interindividuales en la longitud del conductor, y trazarlos en un gráfico R-Xc es el método utilizado en el análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) para estimar el estado del fluido. BIVA es un enfoque de impedancia alternativa, desarrollado por Piccoli et al.9, que utiliza la relación espacial entre R (es decir, la oposición al flujo de una corriente alterna a través de soluciones iónicas intra y extracelulares) y Xc para evaluar la hidratación de los tejidos blandos, independientemente de las ecuaciones de predicción de regresión múltiple generadas en muestras limitadas y específicas10 . Por lo tanto, la clasificación del estado del fluido es más precisa y exacta que la cuantificación del agua corporal total. Los valores de R y Xc de un sujeto producen un vector cuya posición puede ser evaluada en relación con los intervalos de tolerancia en el gráfico R-Xc, que puede interpretarse como indicativo de hidratación normal o anormal, a partir de la distancia desde el vector medio derivado de una población de referencia sana11,12,13.
En un estudio previo, comparamos diferentes parámetros de análisis de impedancia bioeléctrica para la detección de sobrecarga de líquidos y la predicción de la mortalidad en pacientes ingresados en un servicio de urgencias (SU) y demostramos que BIVA (riesgo relativo = 6,4; intervalo de confianza del 95% de 1,5 a 27,9; p = 0,01) y la relación de impedancia (riesgo relativo = 2,7; intervalo de confianza del 95% de 1,1 a 7,1; p = 0,04) mejoraron la estimación de la probabilidad de mortalidad a los 30 días3.
La sobrecarga de fluido también se puede estimar utilizando la relación de impedancia (imp-R), que es la relación entre la impedancia medida a 200 kHz y la impedancia medida a 5 kHz obtenida por el equipo de impedancia bioeléctrica multifrecuencia. Imp-R considera la conducción en el agua corporal total (Z200) y en los espacios de fluidos de agua extracelular (Z5). La penetración de una corriente en las células depende de la frecuencia y, la relación 200/5 kHz describe la relación de mayor a menor entrada de corriente en las celdas 3,8. Si la diferencia entre estos dos valores disminuye con el tiempo, puede indicar que las células se están volviendo menos sanas14.
Se han observado valores de Imp-R ≤0,78 en hombres y ≤0,82 en mujeres en individuos sanos15. Los valores más cercanos a 1.0 indican que las dos impedancias están más cerca una de la otra, y la célula del cuerpo está menos sana. En el caso de enfermedad crítica, la resistencia de la membrana celular a 5 kHz se reduce, y la diferencia entre los valores de impedancia a 5 y 200 kHz es marcadamente menor, lo que indica un empeoramiento celular3. Los valores > 1.0 sugieren error de dispositivo16,17. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio es demostrar cómo evaluar la presencia de sobrecarga de líquidos a través del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica, así como mediante el uso de la relación de impedancia, medida con equipos tetrapolares multifrecuencia en pacientes ingresados en el servicio de emergencia.
Protocol
Representative Results
Discussion
Es importante mencionar que se han propuesto diferentes enfoques de análisis de impedancia bioeléctrica (BIA) en la literatura publicada, incluido el uso de frecuencias múltiples a 1-500 kHz (MF-BIA), frecuencia única sensible a la fase (SF-BIA) a 50 kHz y BIA espectroscópica a 5 kHz a 2 MHz. Los estudios han proporcionado resultados inconsistentes, en relación con el acuerdo con respecto a los equipos BIA de frecuencia única y múltiple6 , incluida la corriente de la fuente, la frecuencia,…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores desean agradecer a los Prof(s). Piccoli y Pastori del Departamento de Ciencias Médicas y Quirúrgicas de la Universidad de Padua, Italia, por proporcionar el software BIVA. Esta investigación no recibió ninguna subvención específica de agencias de financiación en los sectores público, comercial o sin fines de lucro.
Materials
| Alcohol 70% swabs | NA | NA | Any brand can be used |
| BIVA software 2002 | NA | NA | Is a sofware created for academic use, can be download in http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" section |
| Chlorhexidine Wipes | NA | NA | Any brand can be used |
| Examination table | NA | NA | Any brand can be used |
| Leadwires square socket | BodyStat | SQ-WIRES | |
| Long Bodystat 0525 electrodes | BodyStat | BS-EL4000 | |
| Quadscan 4000 equipment | BodyStat | BS-4000 | Impedance measuring range: 20 – 1300 Ω ohms Test Current: 620 μA Frequency: 5, 50, 100, 200 kHz Accuracy: Impedance 5 kHz: +/- 2 Ω Impedance 50 kHz: +/- 2 Ω Impedance 100 kHz: +/- 3 Ω Impedance 200 kHz: +/- 3 Ω Resistance 50 kHz: +/- 2 Ω Reactance 50 kHz: +/- 1 Ω Phase Angle 50 kHz: +/- 0.2° Calibration: A resistor is supplied for independent verification from time to time. The impedance value should read between 496 and 503 Ω. |
References
- da Silva, A. T., et al. Association of hyperhydration evaluated by bioelectrical impedance analysis and mortality in patients with different medical conditions: Systematic review and meta-analyses. Clinical Nutrition ASPEN Association of hyperhydration evaluated by bioelectrical. Clinical Nutrition ESPEN. 28, 12-20 (2018).
- Kammar-García, A., et al. Comparison of Bioelectrical Impedance Analysis parameters for the detection of fluid overload in the prediction of mortality in patients admitted at the emergency department. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 45 (2), 414-422 (2021).
- Kammar-García, A., et al. SOFA score plus impedance ratio predicts mortality in critically ill patients admitted to the emergency department: Retrospective observational study. Healthcare (Basel). 10 (5), 810 (2022).
- Frank Peacock, W., Soto, K. M. Current technique of fluid status assessment). Congestive Heart Failure. 12, 45-51 (2010).
- Lukaski, H. C., Vega-Diaz, N., Talluri, A., Nescolarde, L. Classification of hydration in clinical conditions: Indirect and direct approaches using bioimpedance. Nutrients. 11 (4), 809 (2019).
- Bernal-Ceballos, F. Bioimpedance vector analysis in stable chronic heart failure patients: Level of agreement single and multiple frequency devices. Clinical Nutrition ESPEN. 43, 206-211 (2021).
- Uszko-Lencer, N. H., Bothmer, F., van Pol, P. E., Schols, A. M. Measuring body composition in chronic heart failure: a comparison of methods. European Journal of Heart Failure. 8 (2), 208-214 (2006).
- Lukaski, H. C., Kyle, U. G., Kondrup, J. Assessment of adult malnutrition and prognosis with bioelectrical impedance analysis: phase angle and impedance ratio. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic. 20 (5), 330-339 (2017).
- Piccoli, A., Rossi, B., Pillon, L., Bucciante, G. A new method for monitoring body fluid variation by bioimpedance analysis: the RXc graph. Kidney International. 46 (2), 534-539 (1994).
- Lukaski, H. C., Piccoli, A. Bioelectrical Impedance Vector Analysis for Assessment of Hydration in Physiological States and Clinical Conditions. Handbook of Anthropometry. , 287-305 (2012).
- Piccoli, A., et al. Bivariate normal values of the bioelectrical impedance vector in adult and elderly populations. The American Journal of Clinical Nutrition. 61 (2), 269-270 (1995).
- Roubenoff, R., et al. Application of bioelectrical impedance analysis to elderly populations. The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences. 52 (3), 129-136 (1997).
- Espinosa-Cuevas, M. A., et al. Bio impedance vector análisis for body composition in Mexican population. Revista de Investigación Clínica. 59 (1), 15-24 (2007).
- Demirci, C., et al. Impedance ratio: a novel marker and a power predictor of mortality in hemodialysis patients. International Urology and Nephrology. 48 (7), 1155-1162 (2016).
- Plank, L. D., Li, A. Bioimpedance illness marker compared to phase angle as a predictor of malnutrition in hospitalized patients. Clinical Nutrition. 32, 85 (2013).
- Castillo-Martinez, L., et al. Bioelectrical impedance and strength measurements in patients with heart failure: comparison with functional class. Nutrition. 23 (5), 412-418 (2007).
- Earthman, C. P. Body composition tools for assessment of adult malnutrition at the bedside: A tutorial on research considerations and clinical applications. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 39 (7), 787-822 (2015).
- Piccoli, A., Pastori, G. BIVA software. Department of Medical and Surgical Sciences. , (2002).
- Basso, F., et al. Fluid management in the intensive care unit: bioelectrical impedance vector analysis as a tool to assess hydration status and optimal fluid. Blood Purification. 36 (3-4), 192-199 (2013).
- Piccoli, A. Bioelectrical impedance measurement for fluid status assessment. Contributions to Nephrology. 164, 143-152 (2010).
- National Institutes of Health Technology. Bioelectrical impedance analysis in body composition measurement: National Institutes of Health Technology Assessment Conference Statement. The American Journal of Clinical Nutrition. 64, 524-532 (1996).
- Silva, A. M., et al. Lack of agreement of in vivo raw bioimpedance measurements obtained from two single and multifrequency bioelectrical impedance devices. European Journal of Clinical Nutrition. 73 (7), 1077-1083 (2019).
- Mulasi, U., Kuchnia, A. J., Cole, A. J., Earthman, C. P. Bioimpedance at the bedside: current applications, limitations, and opportunities. Nutrition in Clinical Practice. 30 (2), 180-193 (2015).
- Chabin, X., et al. Bioimpedance analysis is safe in patients with implanted cardiac electronic devices. Clinical Nutrition. 38 (2), 806-811 (2019).
- González-Correa, C. H., Caicedo-Eraso, J. C. Bioelectrical impedance analysis (BIA): a proposal for standardization of the classical method in adults. Journal of Physics: Conference Series. 47, 407 (2012).
- Di Somma, S., Gori, C. S., Grandi, T., Risicato, M. G., Salvatori, E. Fluid assessment and management in the emergency department. Contributions to Nephrology. 164, 227-236 (2010).
- Kammar-García, A., et al. Mortality in adult patients with fluid overload evaluated by BIVA upon admission to the emergency department. Postgraduate Medical Journal. 94 (1113), 386-391 (2018).
