Evaluatie van vloeistofoverbelasting door bio-elektrische impedantie vectoriële analyse

Summary

In deze studie laten we zien hoe we de aanwezigheid van vloeistofoverbelasting kunnen evalueren door middel van bio-elektrische impedantievectoriale analyse (BIVA) en de impedantieratio gemeten met tetrapolaire multifrequentieapparatuur bij patiënten die zijn opgenomen op de afdeling spoedeisende hulp. BIVA en impedantieratio zijn betrouwbare en nuttige hulpmiddelen om slechte resultaten te voorspellen.

Abstract

Vroege detectie en behandeling van vloeistofoverbelasting zijn van cruciaal belang bij acute ziekte, omdat de impact van therapeutische interventie kan leiden tot verminderde of verhoogde sterftecijfers. Nauwkeurige vloeistofstatusbeoordeling omvat een geschikte therapie. Helaas, omdat de gouden standaardmethode voor het meten van radio-isotopenvloeistof kostbaar en tijdrovend is en niet gevoelig is in de klinische setting van de acute zorg, worden meestal andere minder nauwkeurige methoden gebruikt, zoals klinisch onderzoek of 24 uur output. Bio-elektrische impedantievectorenanalyse (BIVA) is een alternatieve op impedantie gebaseerde benadering, waarbij de ruwe parameterweerstand en reactantie van een proefpersoon worden uitgezet om een vector te produceren, waarvan de positie kan worden geëvalueerd ten opzichte van tolerantie-intervallen in een R-Xc-grafiek. De vloeistofstatus wordt dan geïnterpreteerd als normaal of abnormaal, op basis van de afstand tot de gemiddelde vector afgeleid van een gezonde referentiepopulatie. Het doel van deze studie is om aan te tonen hoe de aanwezigheid van vloeistofoverbelasting kan worden geëvalueerd door middel van bio-elektrische impedantievectoriële analyse en de impedantieratio gemeten met tetrapolaire multifrequentieapparatuur bij patiënten die zijn opgenomen op de afdeling spoedeisende hulp.

Introduction

Vochtoverbelasting (FO), gedefinieerd als een teveel aan totale lichaamsvocht of een relatieve overmaat in een of meer vloeistofcompartimenten¹, wordt vaak waargenomen bij ernstig zieke patiënten en wordt geassocieerd met hogere morbiditeit en mortaliteit ^1,2,3. Het bereik van veranderingen in de hydratatiestatus is breed; kan wijzen op nier-, hart- of leverfalen; en/of misschien het gevolg van overmatige orale inname of iatrogene fout⁴. Routinematige beoordeling van de hydratatiestatus is een uitdaging op spoedeisende hulpafdelingen, omdat de gouden standaard van radio-isotopenvolumemeting gespecialiseerde technieken vereist, duur en tijdrovend is en mogelijk geen vroege verstoringen in de hydratatiestatus identificeert. Daarom worden over het algemeen andere minder nauwkeurige methoden gebruikt, waaronder klinisch onderzoek en geaccumuleerde vochtbalans (volume in ml in 24 uur)⁵. Nauwkeurige en gevoelige bepaling van de vloeistofvolumestatus is noodzakelijk om clinici te helpen bij het beheersen van lichaamsvloeistoffen, het beheren van intraveneuze vloeistoftoediening en het handhaven van hemodynamische stabiliteit, waardoor patiënten een vroege behandeling^{kunnen krijgen 3,5,6}. Fouten in de volumebeoordeling kunnen leiden tot een gebrek aan noodzakelijke behandeling of tot de implementatie van onnodige therapie, zoals overmatige vloeistoftoediening, die beide verband houden met verhoogde ziekenhuisopnamekosten, complicaties en mortaliteit⁴.

De belangstelling is onlangs toegenomen voor bio-elektrische impedantieanalyse (BIA), die wordt beschouwd als een alternatieve methode voor de classificatie van de hydratatiestatus van een persoon. BIA is een veilige, niet-invasieve, draagbare, snelle, bed-side en eenvoudig te gebruiken methode, ontworpen voor de schatting van de samenstelling van het lichaamscompartiment. De analyse meet de weerstand die door zachte weefsels wordt gegenereerd tegen de stroom van een geïnjecteerde afwisselende elektrische stroom in het lichaam (800 μA), via vier oppervlakte-elektroden die op de handen en voeten zijn geplaatst. Het totale door BIA geschatte lichaamswater heeft een hoge correlatie met dat verkregen door deuteriumverdunning (r = 0,93, p = 0,01)⁷.

Fasegevoelige BIA-apparaten evalueren de directe meting van de fasehoek en impedantie (Z₅₀), waarbij de weerstand (R) en reactantie (Xc) worden verkregen in de modus met één frequentie (50 kHz) of de modus met meerdere frequenties (5 kHz tot 200 kHz)⁸. Het delen van de R- en Xc-waarden door de hoogte van het onderwerp (in m) in het kwadraat – om te controleren op interindividuele verschillen in geleiderlengte – en ze uitzetten in een R-Xc-grafiek is de methode die wordt gebruikt in bio-elektrische impedantievectoranalyse (BIVA) om de vloeistofstatus te schatten. BIVA is een alternatieve impedantiebenadering, ontwikkeld door Piccoli et ^al.9, die de ruimtelijke relatie tussen R (d.w.z. de oppositie tegen de stroom van een wisselstroom door intra- en extracellulaire ionische oplossingen) en Xc gebruikt om de hydratatie van zacht weefsel te beoordelen, onafhankelijk van de meervoudige regressievoorspellingsvergelijkingen gegenereerd in beperkte en specifieke monsters¹⁰ . Daarom is de classificatie van de vloeistofstatus nauwkeuriger en nauwkeuriger dan de kwantificering van het totale lichaamswater. De R- en Xc-waarden van een proefpersoon produceren een vector waarvan de positie kan worden geëvalueerd ten opzichte van tolerantie-intervallen in de R-Xc-grafiek, die kan worden geïnterpreteerd als een indicatie van normale of abnormale hydratatie, gebaseerd op de afstand tot de gemiddelde vector afgeleid van een gezonde referentiepopulatie 11,12,13.

In een eerdere studie vergeleken we verschillende bio-elektrische impedantieanalyseparameters voor de detectie van vloeistofoverbelasting en voorspelling van mortaliteit bij patiënten die werden opgenomen op een afdeling spoedeisende hulp (ED) en toonden we aan dat BIVA (relatief risico = 6,4; 95% betrouwbaarheidsinterval van 1,5 tot 27,9; p = 0,01) en impedantieratio (relatief risico = 2,7; 95% betrouwbaarheidsinterval van 1,1 tot 7,1; p = 0,04) de schatting van de kans op 30-daagse mortaliteit^{verbeterden 3}.

Vloeistofoverbelasting kan ook worden geschat met behulp van de impedantieverhouding (imp-R), de verhouding tussen impedantie gemeten bij 200 kHz en impedantie gemeten bij 5 kHz, verkregen door de multifrequente bio-elektrische impedantieapparatuur. Imp-R houdt rekening met geleiding in totaal lichaamswater (Z₂₀₀) en in extracellulaire watervloeistofruimten (Z₅). De penetratie van een stroom in cellen is frequentieafhankelijk en de verhouding van 200/5 kHz beschrijft de verhouding van grotere tot kleinere stroominvoer in cellen ^3,8. Als het verschil tussen deze twee waarden in de loop van de tijd afneemt, kan dit erop wijzen dat de cellen minder gezond worden¹⁴.

Imp-R-waarden ≤0,78 bij mannen en ≤0,82 bij vrouwen zijn waargenomen bij gezonde personen¹⁵. Waarden dichter bij 1,0 geven aan dat de twee impedanties dichter bij elkaar liggen en de lichaamscel minder gezond is. In het geval van kritieke ziekte is de weerstand van het celmembraan bij 5 kHz verminderd en is het verschil tussen de impedantiewaarden bij 5 en 200 kHz aanzienlijk lager, wat wijst op cellulaire verslechtering³. Waarden > 1.0 suggereren apparaatfout^16,17. Het doel van deze studie is dus om aan te tonen hoe de aanwezigheid van vloeistofoverbelasting kan worden geëvalueerd door middel van bio-elektrische impedantievectoriële analyse, evenals door gebruik te maken van de impedantieverhouding, gemeten met tetrapolaire multifrequentieapparatuur bij patiënten die zijn opgenomen op de afdeling spoedeisende hulp.

Protocol

Het volgende protocol werd goedgekeurd (REF. 3057) en volgt de richtlijnen van de ethische commissie voor menselijk onderzoek van Het Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición SZ. Bovendien werd vooraf toestemming verkregen van de patiënten voor dit onderzoek. OPMERKING: Deze procedure moet worden gebruikt voor het meten van bio-elektrische impedantieanalyse met behulp van tetrapolaire multifrequentieapparatuur (zie materiaaltabel) en biedt nauwkeurige weerstands- …

Representative Results

Als voorbeeld van de hierboven gepresenteerde methode presenteren we de resultaten van twee vrouwen die zijn opgenomen op de spoedeisende hulp. Bio-elektrische impedantieanalyse werd bij opname beoordeeld met behulp van een fasegevoelig multifrequentieapparaat (zie Materiaaltabel) en de verkregen weerstandswaarden (R) en reactantie (Xc) werden gebruikt om de BIVA-grafiek te berekenen. De resultaten tonen aan dat patiënten met overhydratatie slechtere prognoses en klinische kenmerken hadden, zoals SOFA- …

Discussion

Het is belangrijk te vermelden dat in de gepubliceerde literatuur verschillende benaderingen van bio-elektrische impedantieanalyse (BIA) zijn voorgesteld, waaronder het gebruik van meerdere frequenties bij 1-500 kHz (MF-BIA), fasegevoelige enkele frequentie (SF-BIA) bij 50 kHz en spectroscopische BIA bij 5 kHz tot 2 MHz. Studies hebben inconsistente resultaten opgeleverd met betrekking tot de overeenkomst met betrekking tot BIA-apparatuur met één of meerdere^{frequenties 6} , met inbegrip van brons…

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.