Klinisk anvendelse av fasevinkel- og BIVA Z-score analyser hos pasienter innlagt i akuttmottak med akutt hjertesvikt

Summary

I denne protokollen forklarer vi hvordan man oppnår og tolker fasevinkelverdier og bioelektrisk impedansvektoranalyse (BIVA) Z-score oppnådd ved bioelektrisk impedans hos pasienter med akutt hjertesvikt innlagt i akuttmottaket og deres kliniske anvendelighet som en prediktiv markør for prognosen for en 90-dagers hendelse.

Abstract

Akutt hjertesvikt er preget av nevrohormonell aktivering, noe som fører til natrium- og vannretensjon og forårsaker endringer i kroppssammensetning, for eksempel økt kroppsvæskebelastning eller systemisk overbelastning. Denne tilstanden er en av de vanligste årsakene til sykehusinnleggelse og har vært forbundet med dårlige resultater. Fasevinkelen måler indirekte intracellulær status, cellulær integritet, vitalitet og fordelingen av mellomrom mellom intracellulært og ekstracellulært kroppsvann. Denne parameteren har vist seg å være en prediktor for helsestatus og en indikator på overlevelse og andre kliniske utfall. I tillegg var fasevinkelverdier på <4,8° ved innleggelse assosiert med høyere mortalitet hos pasienter med akutt hjertesvikt. Imidlertid kan lave fasevinkelverdier skyldes endringer – for eksempel skifting av væsker fra et intracellulært kroppsvannrom (ICW) til et ECW-rom (ekstracellulært kroppsvann) og en samtidig reduksjon i kroppscellemasse (som kan reflektere underernæring) – som er tilstede ved hjertesvikt. Dermed kan en lavfasevinkel skyldes overhydrering og/eller underernæring. BIVA gir ytterligere informasjon om kroppscellemasse og overbelastningsstatus med en grafisk vektor (R-Xc-graf). I tillegg kan en BIVA Z-score analyse (antall standardavvik fra gjennomsnittsverdien til referansegruppen) som har samme mønster som ellipsene for persentilene på den opprinnelige R-Xc-grafen, brukes til å oppdage endringer i bløtvevsmasse eller vevhydrering og kan hjelpe forskere med å sammenligne endringer i forskjellige studiepopulasjoner. Denne protokollen forklarer hvordan man skaffer og tolker fasevinkelverdier og BIVA Z-score analyser, deres kliniske anvendelighet og deres nytte som en prediktiv markør for prognosen for en 90-dagers hendelse hos pasienter innlagt i et akuttmottak med akutt hjertesvikt.

Introduction

Akutt hjertesvikt (AHF) skyldes rask innsettende tegn, symptomer og forverring av derivater av HF og en kombinasjon av kliniske, hemodynamiske og nevrohormonelle abnormiteter, inkludert systemisk inflammatorisk aktivering, som fører til natrium- og vannretensjon¹. Denne langsiktige akkumuleringen fører til at de interstitielle glykosaminoglykannettverkene (GAG) blir dysfunksjonelle, noe som resulterer i redusert bufferkapasitet og endring av form og funksjon av GAG-nettverkene ^1,2. Dette bidrar til endringer i kroppssammensetning på grunn av skifting av væsker fra intracellulær til ekstracellulær plass³, og induserer dermed en økning i kroppsvæsker og fører til overbelastning, noe som er den vanligste årsaken til sykehusinnleggelse med HF. Det er hovedsakelig væskeoverbelastning, kompartmental væskeomfordeling eller en kombinasjon av begge mekanismene som krever øyeblikkelig legehjelp ^4,5. Denne tilstanden er en av de viktigste prediktorene for en dårlig prognose ^6,7.

Tatt i betraktning at AHF er den vanligste årsaken til sykehusinnleggelser hos pasienter eldre enn 65 år, har rundt 90% av de som er innlagt i en beredskapsavdeling væskeoverbelastning⁶, og omtrent 50% av disse pasientene blir utskrevet med vedvarende symptomer på dyspné og^{tretthet, og} / eller minimal eller ingen vekttap⁹. Dødelighet på sykehus varierer fra 4% til 8% etter utskrivning; Det er en økning fra 8% til 15% etter tre måneder, og for re-hospitalisering, varierer prisene fra 30% til 38% på 3 måneder¹⁰. Derfor er rask og nøyaktig evaluering av overbelastning i sanntid og akutte omgivelser, for eksempel et akuttmottak, avgjørende for terapeutisk behandling¹¹ og bestemmelse av sykdomsprognose, sykelighet og dødelighet⁶.

Bioelektrisk impedansanalyse (BIA) har blitt foreslått for å estimere kroppssammensetning for å være trygg, ikke-invasiv og bærbar techinque¹². For å estimere en helkroppsimpedans bruker BIA en fasefølsom impedansanalysator som introduserer en konstant vekselstrøm gjennom tetrapolare overflateelektroder plassert på hender og føtter¹². Denne metoden kombinerer motstanden (R), reaktansen (Xc) og fasevinkelen (PhA) ¹³, hvor R er motstanden mot strømmen av vekselstrømmen gjennom den intracellulære og ekstracellulære ioniske løsningen. Xc er forsinkelsen i ledningen (dielektriske komponenter) eller overholdelse av vevsgrensesnittene, cellemembranene og organellene med passasjen av den administrerte strømmen¹². PhA gjenspeiler forholdet mellom R og Xc. Det er avledet fra vevets elektriske egenskaper; Det uttrykkes som forsinkelsen mellom spenningen og strømmen ved cellemembranen og vevsgrensesnittene og måles med fasefølsomme enheter^14,15,16,17.

PhA beregnes ut fra rådata på R og Xc (PA [grader] = arctangent (Xc / R) x (180° /π)), og det regnes som en av indikatorene for cellulær helse og cellemembranstruktur¹⁸, samt en indikator på fordelingen av ICW- og ECW-rom, dvs. endrede omfordelinger av rommene (spesifikt endringer fra intracellulært til ekstracellulært vann, hvilke lavfasevinkler som kan vise)¹⁹. Dermed kan en lav PhA-verdi skyldes overhydrering og / eller underernæring, og Z-score kan brukes til å skille om denne lave PhA skyldes tap av bløtvevsmasse, økning i vevhydrering eller begge deler. I tillegg kan transformasjonen av Z-score hjelpe forskere med å sammenligne endringer i forskjellige studiepopulasjoner ^3,14.

I tillegg betraktes PhA som en prediktor for helsestatus, en indikator for overlevelse og en prognostisk markør for ulike kliniske utfall 3,20, selv under andre kliniske tilstander 20,21,22,23, hvor høye PhA-verdier indikerer større cellemembranintegritet og vitalitet ^10,13og derfor større funksjonalitet. Dette er i motsetning til lave PhA-verdier, som reflekterer membranintegritet og permeabilitetstap, noe som fører til nedsatt cellefunksjon eller til og med celledød^14,22,24. Hos pasienter med kronisk hjertesvikt (CHF) var mindre PhA-verdier assosiert med dårligere funksjonsklasseklassifisering²⁵. I tillegg er en av fordelene med PhA-måling at det ikke krever tilbakekalte parametere, kroppsvekt eller biomarkører.

Flere studier har anbefalt bruk av rå BIA-målinger hos pasienter som hadde endringer i væskeskift og væskeomfordelinger eller ikke-konstant hydreringsstatus, som de i AHF²⁶. Dette var fordi BIA er basert på regresjonsligninger som estimerer totalt kroppsvann (TBW), ekstracellulært kroppsvann (ECW) og intracellulært kroppsvann (ICW). Derfor er de magre og fete masseberegningene hos slike pasienter partiske på grunn av det fysiologiske forholdet til bløtvevshydrering²⁷.

BIVA-metoden (bioelektrisk impedansvektoranalyse) overvinner noen begrensninger i den konvensjonelle BIA-metoden²⁸. Det gir tilleggsinformasjon gjennom en semikvantitativ evaluering av kroppssammensetning når det gjelder kroppscellemasse (BCM), cellemasseintegritet og hydreringsstatus²⁹. Dermed tillater det en estimering av kroppsvæskevolumet gjennom vektorfordeling og avstandsmønstre på en R-Xc-graf^28,30. BIVA brukes til å lage et vektorplott av impedans (Z) ved å bruke hele kroppens R- og Xc-verdier avledet fra BIA med en frekvens på 50 kHz.

For å justere råverdiene til R og Xc, standardiseres parametrene R og Xc etter høyde (H), uttrykt som R / H og Xc / H i Ohm / m, og plottet som en vektor; denne vektoren har en lengde (proporsjonal med TBW) og en retning på R-Xc-grafen^16,28.

En kjønnsspesifikk R-Xc-graf inneholder tre ellipser, som tilsvarer toleranseellipsene på 50 %, 75 % og 95 % for en sunn referansepopulasjon 28,31,32; den ellipsoidale formen av ellipsene bestemmes av forholdet mellom R / H og Xc / H. For å evaluere impedansparametrene i en kjønnsspesifikk referansehelsepopulasjon ble imidlertid de opprinnelige rå BIA-parametrene transformert til bivariate Z-skår (i en BIVA Z-score-analyse) og plottet på en R-Xc Z-score graf^33,34. Denne grafen, sammenlignet med en R-Xc-graf, representerte den standardiserte R/H og Xc/H som en bivariat Z-skår, det vil si Z(R) og Z(Xc) viste antall standardavvik unna middelverdien i referansegruppen³³. Toleranseellipsene til Z-skåren bevarte det samme mønsteret som ellipsene for persentilene på den opprinnelige R-Xc-grafen^31,33. Z-skårgrafene for R-Xc og R-Xc viste endringer i bløtvevsmasse og vevshydrering uavhengig av regresjonsligninger eller kroppsvekt.

Vektorforskyvninger langs ellipsens hovedakse indikerte endringer i hydreringsstatus; en forkortet vektor som falt under 75% polen av en ellipse indikerte pitting ødem (sensibilitet = 75% og spesifisitet = 86%); Den optimale terskelen for påvisning av pittingødem var imidlertid forskjellig hos AHF- og CHF-pasienter, hvor den nedre polen på 75% korresponderte med AHF-pasienter, og 50% korresponderte med CHF-pasienters ødem (sensibilitet = 85% og spesifisitet = 87%)³⁵. På den annen side korresponderte vektorforskyvninger langs den mindre aksen med cellemasse. Den venstre siden av ellipsene indikerte en høy cellemasse (dvs. mer bløtvev), hvor kortere vektorer korresponderte med overvektige individer og ble preget av faser som ligner på atletiske, som hadde lengre vektorer. Tvert imot indikerte høyre side mindre kroppscellemasse^21,34; Ifølge Picolli et al.31,33 var poengsummene til vektorene i anoreksi-, HIV- og kreftgruppene lokalisert på høyre side av den mindre aksen^, som tilsvarer kategorien kakeksi.

Denne studien hadde som mål å forklare hvordan man kan oppnå og tolke PhA-verdier ved å bruke BIA hos pasienter med AHF som ble innlagt i akuttmottak og å vise deres kliniske anvendelighet / nytte som en prediktiv markør for prognosen for 90-dagers hendelser.

Protocol

Protokollen ble godkjent av forskningsetisk komité ved National Institute of Medical Sciences and Nutrition Salvador Zubirán (REF. 3057). For å gjennomføre BIA-målinger ble det brukt tetrapolart flerfrekvensutstyr (se materialtabell). Dette utstyret ga nøyaktige råverdier for motstanden (R), reaktansen (Xc) og fasevinkelen (PhA) ved en frekvens på 50 kHz, noe som gjorde at impedansen kunne måles med det beste signal-støy-forholdet. De selvklebende elektrodene som ble brukt, måtte samsvare med …

Representative Results

I henhold til protokollen beskrevet ovenfor presenterer vi data fra fire AHF-pasienter (to kvinner og to menn) som ble innlagt i akuttmottak som et eksempel på klinisk anvendelighet av fasevinkelverdier og BIVA Z-score analyse. BIA-målinger ble utført med fasefølsomt flerfrekvensutstyr innen 24 timer etter innkomst. For å beregne bivariat Z-skår ut fra gjennomsnittet i aldersgruppen ble følgende formel brukt: Z(R) = (R/H gjennomsnittsverdi for aldersgruppen – R/H gjennomsnittsverdi for …

Discussion

Denne protokollen beskriver nytten av å bruke R-Xc Z-score analyse i klinisk praksis for pasienter innlagt i akuttmottak med AHF. Tatt i betraktning at hos pasienter med AHF er hovedårsaken til sykehusinnleggelse overbelastning, rask og nøyaktig deteksjon og evaluering er avgjørende for pasientenes utfall⁶.

Denne artikkelen illustrerer mangfoldet av kliniske manifestasjoner av AHF og hvordan BIVA Z-score analyse (overbelastningsstatus og BCM) kan brukes til å evalu…

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.