Utvärdering av vätskeöverbelastning genom bioelektrisk impedansvektoranalys
Summary
I denna studie demonstrerar vi hur man utvärderar förekomsten av vätskeöverbelastning genom bioelektrisk impedansvektoranalys (BIVA) och impedansförhållandet mätt med tetrapolär multifrekvensutrustning hos patienter som är inlagda på akutmottagningen. BIVA och impedansförhållande är pålitliga och användbara verktyg för att förutsäga dåliga resultat.
Abstract
Tidig upptäckt och hantering av vätskeöverbelastning är kritiskt viktigt vid akut sjukdom, eftersom effekterna av terapeutisk intervention kan leda till minskad eller ökad dödlighet. Noggrann bedömning av vätskestatus innebär lämplig behandling. Tyvärr, eftersom guldstandardmetoden för radioisotopvätskemätning är kostsam, tidskrävande och saknar känslighet i den akuta vårdens kliniska miljö, används vanligtvis andra mindre exakta metoder, såsom klinisk undersökning eller 24 timmars produktion. Bioelektrisk impedansvektoranalys (BIVA) är ett alternativt impedansbaserat tillvägagångssätt, där råparametermotståndet och reaktansen hos ett ämne plottas för att producera en vektor, vars position kan utvärderas i förhållande till toleransintervall i en R-Xc-graf. Vätskestatusen tolkas sedan som normal eller onormal, baserat på avståndet från medelvektorn som härrör från en frisk referenspopulation. Syftet med denna studie är att visa hur man kan utvärdera förekomsten av vätskeöverbelastning genom bioelektrisk impedansvektoranalys och impedansförhållandet mätt med tetrapolär multifrekvensutrustning hos patienter som är inlagda på akutmottagningen.
Introduction
Vätskeöverbelastning (FO), definierad som ett överskott av total kroppsvätska eller ett relativt överskott i ett eller flera vätskefack 1, observeras ofta hos kritiskt sjuka patienter och är associerat med högre sjuklighet och dödlighet 1,2,3. Utbudet av förändringar i hydreringsstatus är brett; kan indikera njur-, hjärt- eller leversvikt; och/eller kanske resultatet av överdrivet oralt intag eller iatrogent fel4. Rutinmässig bedömning av hydratiseringsstatus är utmanande på akutmottagningar, eftersom guldstandarden för radioisotopisk volymmätning kräver specialiserade tekniker, är kostsam och tidskrävande och kan misslyckas med att identifiera tidiga störningar i hydreringsstatus. Därför används vanligtvis andra mindre exakta metoder, inklusive klinisk undersökning och ackumulerad vätskebalans (volym i ml i 24 timmar)5. Noggrann och känslig bestämning av vätskevolymstatus är nödvändig för att hjälpa kliniker att kontrollera kroppsvätskor, hantera intravenös vätskeadministration och upprätthålla hemodynamisk stabilitet, vilket gör det möjligt för patienter att få tidig behandling 3,5,6. Fel i volymbedömningen kan leda till brist på nödvändig behandling eller till implementering av onödig terapi, såsom överskott av vätskeadministration, som båda är relaterade till ökade sjukhuskostnader, komplikationer och dödlighet4.
Intresset har nyligen ökat för bioelektrisk impedansanalys (BIA), som har ansetts vara en alternativ metod för klassificering av en individs hydreringsstatus. BIA är en säker, icke-invasiv, bärbar, snabb, sängsida och lättanvänd metod, utformad för uppskattning av kroppsavdelningens sammansättning. Analysen mäter motståndet som genereras av mjuka vävnader mot flödet av en injicerad växelström i kroppen (800 μA), genom fyra ytelektroder placerade på händer och fötter. Totalt kroppsvatten uppskattat med BIA har visat sig ha en hög korrelation med det som erhålls genom deuteriumutspädning (r = 0,93, p = 0,01)7.
Faskänsliga BIA-enheter utvärderar den direkta mätningen av fasvinkel och impedans (Z 50) och erhåller motståndet (R) och reaktansen (Xc) i enfrekvensläge (50 kHz) eller flerfrekvensläge (5 kHz till 200 kHz)8. Att dividera R- och Xc-värdena med motivets höjd (i m) i kvadrat för att styra för interindividuella skillnader i ledarlängd – och plotta dem i en R-Xc-graf är den metod som används vid bioelektrisk impedansvektoranalys (BIVA) för att uppskatta vätskestatusen. BIVA är en alternativ impedansmetod, utvecklad av Piccoli et al.9, som använder det rumsliga förhållandet mellan R (dvs. motståndet mot flödet av en växelström genom intra- och extracellulära jonlösningar) och Xc för att bedöma mjukvävnadshydrering, oberoende av ekvationerna för förutsägelse av flera regressioner som genereras i begränsade och specifika prover10 . Därför är klassificeringen av vätskestatus mer exakt och exakt än kvantifieringen av totalt kroppsvatten. R- och Xc-värdena för ett ämne producerar en vektor vars position kan utvärderas i förhållande till toleransintervall i R-Xc-grafen, vilket kan tolkas som att indikera normal eller onormal hydrering, baserat på avståndet från medelvektorn härledd från en frisk referenspopulation11,12,13.
I en tidigare studie jämförde vi olika bioelektriska impedansanalysparametrar för detektion av vätskeöverbelastning och förutsägelse av dödlighet hos patienter som tagits in på en akutmottagning (ED) och visade att BIVA (relativ risk = 6,4; 95% konfidensintervall från 1,5 till 27,9; p = 0,01) och impedansförhållande (relativ risk = 2,7; 95% konfidensintervall från 1,1 till 7,1; p = 0,04) förbättrade uppskattningen av sannolikheten för 30-dagars dödlighet3.
Vätskeöverbelastning kan också uppskattas med hjälp av impedansförhållandet (imp-R), vilket är förhållandet mellan impedans uppmätt vid 200 kHz och impedans uppmätt vid 5 kHz erhållen av den flerfrekventa bioelektriska impedansutrustningen. Imp-R överväger ledning i totalt kroppsvatten (Z200) och i extracellulära vattenvätskeutrymmen (Z5). Penetrationen av en ström i celler är frekvensberoende och 200/5 kHz-förhållandet beskriver förhållandet mellan större och mindre ströminträde i celler 3,8. Om skillnaden mellan dessa två värden minskar med tiden kan det indikera att cellerna blir mindre friska14.
Imp-R-värden ≤0,78 hos män och ≤0,82 hos kvinnor har observerats hos friska individer15. Värden närmare 1,0 indikerar att de två impedanserna är närmare varandra och kroppscellen är mindre frisk. Vid kritisk sjukdom reduceras cellmembranets motstånd vid 5 kHz och skillnaden mellan impedansvärdena vid 5 och 200 kHz är markant lägre, vilket indikerar cellulär försämring3. Värdena > 1.0 tyder på enhetsfel16,17. Således är målet med denna studie att visa hur man utvärderar förekomsten av vätskeöverbelastning genom bioelektrisk impedansvektoranalys, samt genom att använda impedansförhållandet, mätt med tetrapolär multifrekvensutrustning hos patienter som är inlagda på akutmottagningen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det är viktigt att nämna att olika metoder för bioelektrisk impedansanalys (BIA) har föreslagits i den publicerade litteraturen, inklusive användning av flera frekvenser vid 1-500 kHz (MF-BIA), faskänslig enkelfrekvens (SF-BIA) vid 50 kHz och spektroskopisk BIA vid 5 kHz till 2 MHz. Studier har gett inkonsekventa resultat när det gäller överenskommelsen om en- och flerfrekvens BIA-utrustning6 , inklusive källström, frekvens, totalt impedansområde över vilket strömmen ligger inom en s…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka Prof(s). Piccoli och Pastori vid institutionen för medicinska och kirurgiska vetenskaper, University of Padova, Italien, för att tillhandahålla BIVA-programvaran. Denna forskning fick inget specifikt bidrag från finansieringsorgan inom den offentliga, kommersiella eller ideella sektorn.
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. |
Referências
- 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).
