Оценка перегрузки жидкости с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса
Summary
В этом исследовании мы демонстрируем, как оценить наличие перегрузки жидкостью с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса (BIVA) и коэффициента импеданса, измеренного с использованием тетраполярного многочастотного оборудования у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи. BIVA и коэффициент импеданса являются надежными и полезными инструментами для прогнозирования плохих результатов.
Abstract
Раннее выявление и лечение перегрузки жидкостью критически важны при острых заболеваниях, поскольку воздействие терапевтического вмешательства может привести к снижению или увеличению показателей смертности. Точная оценка состояния жидкости влечет за собой соответствующую терапию. К сожалению, поскольку метод золотого стандарта радиоизотопного измерения жидкости является дорогостоящим, трудоемким и не имеет чувствительности в клинических условиях неотложной помощи, обычно используются другие менее точные методы, такие как клиническое обследование или выход за 24 часа. Векторный анализ биоэлектрического импеданса (BIVA) представляет собой альтернативный подход, основанный на импедансе, где сопротивление необработанных параметров и реактивность субъекта строятся для получения вектора, положение которого может быть оценено относительно интервалов допуска на графике R-Xc. Затем состояние жидкости интерпретируется как нормальное или ненормальное, основанное на расстоянии от среднего вектора, полученного из здоровой эталонной популяции. Целью настоящего исследования является демонстрация того, как оценить наличие перегрузки жидкостью с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса и коэффициента импеданса, измеренного с помощью тетраполярного многочастотного оборудования у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи.
Introduction
Перегрузка жидкостью (FO), определяемая как избыток общей жидкости организма или относительный избыток в одном или нескольких жидкостных отсеках1, часто наблюдается у пациентов в критическом состоянии и связана с более высокой заболеваемостью и смертностью 1,2,3. Диапазон изменений в состоянии гидратации широк; может указывать на почечную, сердечную или печеночную недостаточность; и/или, возможно, результат чрезмерного перорального приема или ятрогенной ошибки4. Рутинная оценка состояния гидратации является сложной задачей в отделениях неотложной помощи, поскольку золотой стандарт измерения объема радиоизотопных веществ требует специализированных методов, является дорогостоящим и трудоемким и может не выявить ранних нарушений состояния гидратации. Следовательно, обычно используются другие менее точные методы, включая клиническое обследование и накопленный баланс жидкости (объем в мл за 24 ч)5. Точное и чувствительное определение состояния объема жидкости необходимо, чтобы помочь клиницистам контролировать жидкости организма, управлять внутривенным введением жидкости и поддерживать гемодинамическую стабильность, что позволяет пациентам получать раннее лечение 3,5,6. Ошибки в оценке объема могут привести к отсутствию необходимого лечения или к внедрению ненужной терапии, такой как избыточное введение жидкости, оба из которых связаны с увеличением затрат на госпитализацию, осложнениями и смертностью4.
В последнее время возрос интерес к анализу биоэлектрического импеданса (BIA), который считается альтернативным методом классификации гидратационного статуса человека. BIA – это безопасный, неинвазивный, портативный, быстрый, прикроватный и простой в использовании метод, предназначенный для оценки состава отсека тела. Анализ измеряет оппозицию, генерируемую мягкими тканями, потоку вводимого переменного электрического тока в организм (800 мкА) через четыре поверхностных электрода, размещенных на руках и ногах. Было показано, что общий объем воды в организме, оцененный BIA, имеет высокую корреляцию с таковой, полученной путем разбавления дейтерия (r = 0,93, p = 0,01)7.
Фазочувствительные приборы BIA оценивают прямое измерение фазового угла и импеданса (Z50), получая сопротивление (R) и реактивность (Xc) в одночастотном режиме (50 кГц) или многочастотном режиме (от 5 кГц до 200 кГц)8. Деление значений R и Xc на высоту субъекта (в м) в квадрате для контроля межиндивидуальных различий в длине проводника и построение их на графике R-Xc является методом, используемым в векторном анализе биоэлектрического импеданса (BIVA) для оценки состояния жидкости. BIVA представляет собой альтернативный импедансный подход, разработанный Piccoli et al.9, который использует пространственные отношения между R (т.е. противодействие потоку переменного тока через внутри- и внеклеточные ионные растворы) и Xc для оценки гидратации мягких тканей, независимо от уравнений прогнозирования множественной регрессии, генерируемых в ограниченных и специфических образцах10 . Поэтому классификация состояния жидкости является более точной и точной, чем количественная оценка общей воды в организме. Значения R и Xc субъекта создают вектор, положение которого может быть оценено относительно интервалов толерантности на графике R-Xc, который может быть интерпретирован как указывающий на нормальную или аномальную гидратацию, на основе расстояния от среднего вектора, полученного из здоровой эталонной популяции 11,12,13.
В предыдущем исследовании мы сравнили различные параметры анализа биоэлектрического импеданса для выявления перегрузки жидкостью и прогнозирования смертности у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи (ЭД), и продемонстрировали, что BIVA (относительный риск = 6,4; 95% доверительный интервал от 1,5 до 27,9; p = 0,01) и коэффициент импеданса (относительный риск = 2,7; 95% доверительный интервал от 1,1 до 7,1; p = 0,04) улучшили оценку вероятности 30-дневной смертности3.
Перегрузка жидкости также может быть оценена с использованием коэффициента импеданса (imp-R), который представляет собой отношение между импедансом, измеренным на частоте 200 кГц, и импедансом, измеренным при 5 кГц, полученным многочастотным биоэлектрическим импедансным оборудованием. Imp-R учитывает проводимость в общей воде тела (Z200) и во внеклеточных водных жидкостных пространствах (Z5). Проникновение тока в ячейки зависит от частоты и, отношение 200/5 кГц описывает отношение большего и меньшего входа тока в ячейки 3,8. Если разница между этими двумя значениями со временем уменьшается, это может указывать на то, что клетки становятся менее здоровыми14.
Значения Imp-R ≤0,78 у мужчин и ≤0,82 у женщин наблюдались у здоровых лиц15. Значения, приближенные к 1,0, указывают на то, что два импеданса находятся ближе друг к другу, и клетка тела менее здорова. В случае критического заболевания сопротивление клеточной мембраны на 5 кГц снижается, а разница между значениями импеданса на 5 и 200 кГц заметно ниже, что указывает на клеточное ухудшение3. Значения > 1.0 предполагают ошибку устройства16,17. Таким образом, целью настоящего исследования является демонстрация того, как оценить наличие перегрузки жидкостью с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса, а также с помощью коэффициента импеданса, измеренного с помощью тетраполярного многочастотного оборудования у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи.
Protocol
Representative Results
Discussion
Важно отметить, что в опубликованной литературе были предложены различные подходы к анализу биоэлектрического импеданса (BIA), включая использование нескольких частот на частоте 1-500 кГц (MF-BIA), фазочувствительной одиночной частоты (SF-BIA) на частоте 50 кГц и спектроскопической BIA на частоте ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить профессора(ов). Пикколи и Пастори из Департамента медицинских и хирургических наук, Университет Падуи, Италия, за предоставление программного обеспечения BIVA. Это исследование не получило какого-либо конкретного гранта от финансирующих учреждений в государственном, коммерческом или некоммерческом секторах.
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).
