Клиническое применение фазового угла и Z-критерия BIVA у пациентов, госпитализированных в отделение неотложной помощи с острой сердечной недостаточностью

Summary

В этом протоколе мы объясняем, как получать и интерпретировать значения фазового угла и Z-оценку векторного анализа биоэлектрического импеданса (BIVA), полученную с помощью биоэлектрического импеданса у пациентов с острой сердечной недостаточностью, поступивших в отделение неотложной помощи, и их клиническую применимость в качестве прогностического маркера для прогноза 90-дневного события.

Abstract

Острая сердечная недостаточность характеризуется нейрогормональной активацией, которая приводит к задержке натрия и воды и вызывает изменения в составе тела, такие как повышенный застой жидкости в организме или системный застой. Это состояние является одной из наиболее распространенных причин госпитализации и связано с неблагоприятными исходами. Фазовый угол косвенно измеряет внутриклеточный статус, целостность клеток, жизнеспособность и распределение пространств между внутриклеточной и внеклеточной водой организма. Установлено, что этот параметр является предиктором состояния здоровья и индикатором выживаемости и других клинических исходов. Кроме того, значения фазового угла <4,8° при поступлении ассоциировались с более высокой смертностью у пациентов с острой сердечной недостаточностью. Тем не менее, низкие значения фазового угла могут быть связаны с изменениями, такими как перемещение жидкостей из отсека внутриклеточной воды в организме (ICW) в отсек ECW (внеклеточная вода в организме) и одновременное уменьшение массы клеток тела (что может отражать недостаточность питания), которые присутствуют при сердечной недостаточности. Таким образом, низкий фазовый угол может быть обусловлен избыточной гидратацией и/или недоеданием. BIVA предоставляет дополнительную информацию о массе тела-клеток и состоянии перегрузки с помощью графического вектора (график R-Xc). Кроме того, анализ BIVA Z-score (количество стандартных отклонений от среднего значения референтной группы), который имеет ту же закономерность, что и эллипсы для процентилей на исходном графике R-Xc, может быть использован для обнаружения изменений массы мягких тканей или гидратации тканей и может помочь исследователям сравнить изменения в различных исследуемых популяциях. В этом протоколе объясняется, как получать и интерпретировать значения фазового угла и анализ Z-критерия BIVA, их клиническая применимость и их полезность в качестве прогностического маркера для прогноза 90-дневного события у пациентов, госпитализированных в отделение неотложной помощи с острой сердечной недостаточностью.

Introduction

Острая сердечная недостаточность (ОСН) возникает в результате быстрого появления признаков, симптомов и обострения производных СН и сочетания клинических, гемодинамических и нейрогормональных нарушений, включая системную воспалительную активацию, которая приводит к задержке натрия и воды¹. Это долгосрочное накопление приводит к тому, что интерстициальные гликозаминогликанные (ГАГ) сети становятся дисфункциональными, что приводит к снижению буферной емкости и изменению формы и функции сетей ГАГ ^1,2. Это способствует изменениям в составе тела из-за смещения жидкостей из внутриклеточного во внеклеточное пространство³, тем самым вызывая увеличение жидкости в организме и приводя к застойным явлениям, что является наиболее частой причиной госпитализации с СН. В основном это перегрузка жидкостью, компартментное перераспределение жидкости или комбинация обоих механизмов, которые требуют немедленной медицинской помощи ^4,5. Это состояние является одним из основных предикторов неблагоприятного прогноза ^6,7.

Учитывая^{, что} ОСН является наиболее распространенной причиной госпитализации пациентов старше 65 лет8, около 90% госпитализированных пациентов с жалобами на^{перегрузку} жидкостью 6, и примерно 50% этих пациентов выписываются с постоянными симптомами одышки и усталости и/или минимальной потерей массы тела или ее отсутствием9. Показатели госпитальной летальности колеблются от 4% до 8% после выписки; Наблюдается увеличение с 8% до 15% через три месяца, а для повторной госпитализации показатели колеблются от 30% до 38% через^{3 месяца.} Таким образом, быстрая и точная оценка застойных явлений в условиях реального времени и в условиях неотложной помощи, таких как отделение неотложной помощи, имеет решающее значение для терапевтического ведения¹¹ и определения прогноза заболевания, заболеваемости и смертности⁶.

Биоимпедансный анализ (БИА) был предложен для оценки состава тела как безопасной, неинвазивной и портативной техники¹². Для оценки импеданса всего тела BIA использует фазочувствительный анализатор импеданса, который вводит постоянный переменный ток через тетраполярные поверхностные электроды, размещенные на руках и ногах¹². Этот метод сочетает в себе сопротивление (R), реактивное сопротивление (Xc) и фазовый угол (PhA)¹³, где R — сопротивление протеканию переменного тока через внутриклеточный и внеклеточный ионный раствор. Xc – задержка проводимости (диэлектрические компоненты) или податливость тканевых интерфейсов, клеточных мембран и органелл прохождению подаваемого тока¹². PhA отражает взаимосвязь между R и Xc. Он выводится из электрических свойств ткани; Оно выражается как запаздывание между напряжением и током на границах между клеточной мембраной и тканью и измеряется с помощью фазочувствительных приборов^14,15,16,17.

PhA рассчитывается по исходным данным по R и Xc (PA [градусы] = арктангенс (Xc/R) x (180°/π)), и считается одним из показателей клеточного здоровья и структуры клеточных мембран¹⁸, а также индикатором распределения пространств ICW и ECW, т.е. измененных перераспределений компартментов (в частности, изменения от внутриклеточной к внеклеточной воде, что могут показать низкие фазовые углы)¹⁹. Таким образом, низкое значение PhA может быть связано с избыточной гидратацией и/или недоеданием, и Z-показатель может быть использован для дифференциации, связано ли это низкое значение PhA с потерей массы мягких тканей, увеличением гидратации тканей или и тем, и другим. Кроме того, трансформация Z-критерия может помочь исследователям сравнить изменения в разных исследуемых популяциях ^3,14.

Кроме того, ФА считается предиктором состояния здоровья, индикатором выживаемости и прогностическим маркером для различных клинических исходов 3,20, даже при других клинических состояниях 20,21,22,23, где высокие значения ФА указывают на большую целостность и жизнеспособность клеточных мембран ^10,13и, следовательно, большая функциональность. Это контрастирует с низкими значениями PhA, которые отражают потерю целостности и проницаемости мембраны, что приводит к нарушению функции клеток или даже их гибели^14,22,24. У пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) меньшие значения PhA ассоциировались с худшей классификацией функционального класса²⁵. Кроме того, одним из преимуществ измерения ФА является то, что оно не требует отозванных параметров, массы тела или биомаркеров.

В нескольких исследованиях рекомендовано использовать необработанные измерения БИА у пациентов, у которых наблюдались изменения в сдвигах жидкости и перераспределении жидкости или непостоянный статус гидратации, например, у пациентов с AHF²⁶. Это было связано с тем, что BIA основан на уравнениях регрессии, которые оценивают общую водную воду в организме (TBW), внеклеточную воду в организме (ECW) и внутриклеточную воду в организме (ICW). Таким образом, оценки мышечной и жировой массы у таких пациентов смещены из-за физиологической взаимосвязи с гидратацией мягких тканей²⁷.

Метод векторного анализа биоэлектрического импеданса (BIVA) преодолевает некоторые ограничения традиционного метода BIA²⁸. Он предоставляет дополнительную информацию посредством полуколичественной оценки состава тела с точки зрения массы тела и клеток (BCM), целостности клеточной массы и статуса гидратации²⁹. Таким образом, он позволяет оценить объем жидкости в организме через векторное распределение и диаграммы расстояний на графике R-Xc^28,30. BIVA используется для построения векторного графика импеданса (Z) с использованием значений R и Xc для всего тела, полученных из BIA на частоте 50 кГц.

Для корректировки исходных значений R и Xc параметры R и Xc стандартизируются по высоте (H), выражаются как R/H и Xc/H в Ом/м и наносятся на график в виде вектора; этот вектор имеет длину (пропорциональную TBW) и направление на графике R-Xc^16,28.

Специфичный для пола график R-Xc содержит три эллипса, которые соответствуют эллипсам толерантности 50%, 75% и 95% здоровой референтной популяции ^28,31,32; эллипсоидальная форма эллипсов определяется соотношением между R/H и Xc/H. Тем не менее, для оценки параметров импеданса в референтной популяции здоровья, специфичной для пола, исходные исходные параметры BIA были преобразованы в двумерные Z-баллы (при анализе BIVA Z-score) и нанесены на график Z-показателя R-Xc^33,34. Этот график, сравниваемый с графиком R-Xc, представлял стандартизированные R/H и Xc/H в виде двумерного Z-показателя, т.е. Z(R) и Z(Xc) показывали число стандартных отклонений от среднего значения референтной группы³³. Эллипсы допусков Z-оценки сохраняли ту же закономерность, что и эллипсы для процентилей на исходном графике R-Xc^31,33. Графики Z-оценки для R-Xc и R-Xc показали изменения массы мягких тканей и гидратации тканей независимо от уравнений регрессии или массы тела.

Смещения векторов вдоль большой оси эллипсов указывали на изменения в состоянии гидратации; укороченный вектор, который опускался ниже 75% полюса эллипса, указывал на точечный отек (чувствительность = 75% и специфичность = 86%); однако оптимальный порог выявления точечного отека был разным у пациентов с ОСН и ХСН, где нижний полюс 75% соответствовал отеку пациентов с ОСН, а 50% — отеку пациентов с ХСН (чувствительность = 85% и специфичность = 87%)³⁵. С другой стороны, векторные смещения вдоль малой оси соответствовали массе клетки. Левая часть эллипсов указывала на высокую клеточную массу (т.е. больше мягких тканей), где более короткие векторы соответствовали людям с ожирением и характеризовались фазами, аналогичными фазам у атлетических, у которых векторы были длиннее. Напротив, правая сторона указывала на меньшую клеточную массу тела^21,34; По данным Picolli et al.31,33, баллы переносчиков групп анорексии, ВИЧ и рака располагались справа от малой оси^, что соответствует категории кахексии.

Целью данного исследования было объяснить, как получить и интерпретировать значения ФА с помощью БМА у пациентов с ОСН, которые были госпитализированы в отделение неотложной помощи, и показать их клиническую применимость/полезность в качестве прогностического маркера для прогноза 90-дневных событий.

Protocol

Протокол был одобрен Комитетом по этике исследований Национального института медицинских наук и питания им. Сальвадора Зубурана (REF. 3057). Для проведения измерений БИА использовалась тетраполярная многочастотная аппаратура (см. таблицу материалов). Это оборудование обеспечива…

Representative Results

В соответствии с протоколом, описанным выше, в качестве примера клинической применимости значений фазового угла и анализа Z-критерия BIVA мы приводим данные четырех пациентов с ОСН (двух женщин и двух мужчин), поступивших в отделение неотложной помощи. Измерения БИА проводили с помощью фа…

Discussion

Этот протокол описывает полезность использования анализа R-Xc Z-score в клинической практике для пациентов, госпитализированных в отделение неотложной помощи с AHF. Учитывая, что у пациентов с ССН основной причиной госпитализации является заложенность носа, ее быстрое и точное выявление и о…

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.