יישום קליני של ניתוח זווית פאזה ו- BIVA Z-Score בחולים שאושפזו במחלקה לרפואה דחופה עם אי ספיקת לב חריפה

Summary

בפרוטוקול זה, אנו מסבירים כיצד להשיג ולפרש ערכי זווית פאזה וניתוח וקטוריאלי של עכבה ביואלקטרית (BIVA) ציון Z המתקבל על ידי עכבה ביואלקטרית בחולים עם אי ספיקת לב חריפה שאושפזו במחלקה לרפואה דחופה ויישומם הקליני כסמן ניבוי לפרוגנוזה של אירוע בן 90 יום.

Abstract

אי ספיקת לב חריפה מאופיינת בהפעלה נוירו-הורמונלית, המובילה לשימור נתרן ומים וגורמת לשינויים בהרכב הגוף, כגון גודש מוגבר בנוזלי הגוף או גודש מערכתי. מצב זה הוא אחת הסיבות הנפוצות ביותר לאשפוז בבית חולים ונקשר לתוצאות גרועות. זווית הפאזה מודדת בעקיפין את המצב התוך-תאי, שלמות התאים, חיוניות וחלוקת הרווחים בין מי גוף תוך-תאיים וחוץ-תאיים. פרמטר זה נמצא כמנבא למצב בריאותי ואינדיקטור להישרדות ותוצאות קליניות אחרות. בנוסף, ערכי זווית פאזה של <4.8° בעת הכניסה היו קשורים לתמותה גבוהה יותר בחולים עם אי ספיקת לב חריפה. עם זאת, ערכי זווית פאזה נמוכה עשויים לנבוע משינויים – כגון הסטת נוזלים מתא מי גוף תוך-תאיים (ICW) לתא ECW (מי גוף חוץ-תאיים) וירידה במקביל במסת תאי הגוף (שיכולה לשקף תת-תזונה) – הנמצאים באי ספיקת לב. לכן, זווית פאזה נמוכה עשויה לנבוע מהתייבשות יתר ו / או תת תזונה. BIVA מספק מידע נוסף על מסת תאי הגוף ומצב הגודש באמצעות וקטור גרפי (גרף R-Xx). בנוסף, ניתוח BIVA Z-score (מספר סטיות התקן מהערך הממוצע של קבוצת הייחוס) בעל תבנית זהה לזו של האליפסות עבור האחוזונים בגרף R-Xc המקורי יכול לשמש לזיהוי שינויים במסת רקמות רכות או בהידרציה של רקמות, ויכול לסייע לחוקרים להשוות שינויים באוכלוסיות מחקר שונות. פרוטוקול זה מסביר כיצד להשיג ולפרש ערכי זווית פאזה וניתוחי ציון Z של BIVA, את היישום הקליני שלהם ואת התועלת שלהם כסמן מנבא לפרוגנוזה של אירוע בן 90 יום בחולים שאושפזו במחלקה לרפואה דחופה עם אי ספיקת לב חריפה.

Introduction

אי ספיקת לב חריפה (AHF) נובעת מהופעה מהירה של סימנים, תסמינים והחמרה של נגזרות של HF ומשילוב של הפרעות קליניות, המודינמיות ונוירו-הורמונליות, כולל הפעלה דלקתית מערכתית, המובילה לאגירת נתרן ומים¹. הצטברות ארוכת טווח זו גורמת לרשתות הגליקוזאמינוגליקן הבין-תאי (GAG) להפוך לבלתי מתפקדות, וכתוצאה מכך יכולת האגירה מופחתת ולשנות את הצורה והתפקוד של רשתות GAG ^1,2. זה תורם לשינויים בהרכב הגוף עקב הסטת נוזלים מחלל תוך תאי^לחלל חוץ תאי 3, ובכך גורם לעלייה בנוזלי הגוף ומוביל לגודש, שהוא הגורם השכיח ביותר לאשפוז עם HF. מדובר בעיקר בעומס נוזלים, חלוקה מחדש של נוזלים מדוריים, או שילוב של שני המנגנונים הדורשים טיפול רפואי מיידי ^4,5. מצב זה הוא אחד המנבאים העיקריים של פרוגנוזה גרועה ^6,7.

בהתחשב בכך ש- AHF הוא הגורם השכיח ביותר לאשפוזים בבתי חולים בחולים מעל גיל^{65 של גיל 8}, כ -90% מהמאושפזים במחלקה לרפואה דחופה מציגים עומס נוזלים⁶, וכ -50% מחולים אלה משוחררים עם תסמינים מתמשכים של קוצר נשימה ועייפות, ו / או ירידה מינימלית או ללא ירידה במשקל⁹. שיעורי התמותה בבתי החולים נעים בין 4% ל-8% לאחר השחרור; יש עלייה מ-8% ל-15% לאחר שלושה חודשים, ובאשפוז חוזר השיעורים נעים בין 30% ל-38% לאחר 3 חודשים¹⁰. לכן, הערכה מהירה ומדויקת של גודש במסגרות זמן אמת ואקוטיות, כגון מחלקה לרפואה דחופה, חיונית לניהול טיפולי¹¹ ולקביעת פרוגנוזה של המחלה, תחלואה ותמותה⁶.

ניתוח עכבה ביואלקטרית (BIA) הוצע להערכת הרכב הגוף כבטוח, לא פולשני ונייד^{Techinque 12}. כדי להעריך עכבה של כל הגוף, BIA משתמש במנתח עכבה רגיש לפאזה המציג זרם חילופין קבוע דרך אלקטרודות משטח טטרה-פולריות המונחות על הידיים והרגליים¹². שיטה זו משלבת את ההתנגדות (R), התגובה (Xc) וזווית הפאזה (PhA)¹³, כאשר R הוא ההתנגדות לזרימת זרם החילופין דרך התמיסה היונית התוך-תאית והחוץ-תאית. Xc הוא עיכוב בהולכה (רכיבים דיאלקטלריים) או תאימות של ממשקי הרקמות, קרום התא והאברונים עם מעבר הזרם המנוהל¹². ה- PhA משקף את הקשר בין R ו- Xc. הוא נגזר מן התכונות החשמליות של הרקמה; הוא מבוטא כפיגור בין המתח והזרם בממברנה התאית ובממשקי הרקמה ונמדד בהתקנים רגישים לפאזה^14,15,16,17.

ה- PhA מחושב מנתונים גולמיים על R ו- Xc (PA [מעלות] = ארקטנגנס (Xc/R) x (180°/π)), והוא נחשב לאחד המדדים לבריאות התא ומבנה קרום התא¹⁸, כמו גם אינדיקטור להתפלגות חללי ICW ו- ECW, כלומר, חלוקות מחדש של התאים (במיוחד, שינויים ממים תוך תאיים למים חוץ-תאיים, אילו זוויות פאזה נמוכות יכולות להראות)¹⁹. לכן, ערך PhA נמוך עשוי להיות עקב התייבשות יתר ו / או תת תזונה, ואת ציון Z יכול לשמש כדי להבדיל אם זה PhA נמוך נובע אובדן מסת רקמות רכות, עלייה הידרציה רקמות, או שניהם. בנוסף, השינוי של ציון Z יכול לעזור לחוקרים להשוות שינויים באוכלוסיות מחקר שונות ^3,14.

בנוסף, PhA נחשב מנבא למצב בריאותי, אינדיקטור להישרדות, וסמן פרוגנוסטי לתוצאות קליניות שונות 3,20, גם בתנאים קליניים אחרים 20,21,22,23, כאשר ערכי PhA גבוהים מצביעים על שלמות וחיוניות גדולה יותר של קרום התא ^10,13ולכן פונקציונליות רבה יותר. זאת בניגוד לערכי PhA נמוכים, המשקפים את שלמות הממברנה ואת אובדן החדירות, מה שמוביל לתפקוד לקוי של התאים או אפילו למוות תאי^14,22,24. בחולים עם אי ספיקת לב כרונית (CHF), ערכי PhA קטנים יותר היו קשורים לסיווג מחלקה תפקודי גרוע יותר²⁵. בנוסף, אחד היתרונות של מדידת PhA הוא שהיא אינה דורשת פרמטרים נזכרים, משקל גוף או סמנים ביולוגיים.

מספר מחקרים המליצו על שימוש במדידות BIA גולמיות בחולים עם שינויים במשמרות נוזלים וחלוקה מחדש של נוזלים או מצב הידרציה לא קבוע, כגון אלה ב- AHF²⁶. הסיבה לכך הייתה ש-BIA מבוסס על משוואות רגרסיה המעריכות את סך כל מי הגוף (TBW), מי גוף חוץ-תאיים (ECW) ומי גוף תוך-תאיים (ICW). לכן, אומדני מסת הרזה והשומן בחולים כאלה מוטים בגלל הקשר הפיזיולוגי עם הידרציה של רקמות רכות²⁷.

שיטת BIVA (Bioelectrical impedance vectorial analysis) מתגברת על כמה מגבלות של שיטת BIA²⁸ הקונבנציונלית. הוא מספק מידע נוסף באמצעות הערכה כמותית למחצה של הרכב הגוף במונחים של מסת תאי גוף (BCM), שלמות מסת התא ומצב הידרציה²⁹. לפיכך, הוא מאפשר הערכה של נפח נוזל הגוף באמצעות התפלגות וקטורית ודפוסי מרחק על גרף R-Xc^28,30. BIVA משמש ליצירת תרשים וקטורי של עכבה (Z) באמצעות ערכי R ו-Xc של כל הגוף הנגזרים מ-BIA בתדר של 50 קילוהרץ.

כדי להתאים את הערכים הגולמיים של R ו- Xc, הפרמטרים R ו- Xc מתוקננים לפי גובה (H), מבוטאים כ- R/H ו- Xc/H באוהם/m, ומתוארים כווקטור; לווקטור זה יש אורך (פרופורציונלי ל-TBW) וכיוון בגרף R-Xc^16,28.

גרף R-Xc ספציפי למין מכיל שלוש אליפסות, התואמות את אליפסות הסיבולת של 50%, 75% ו- 95% של אוכלוסיית ייחוס בריאה 28,31,32; הצורה האליפסואידית של האליפסות נקבעת על ידי הקשר בין R/H ו-Xc/H. עם זאת, כדי להעריך את פרמטרי העכבה באוכלוסיית בריאות ייחוס ספציפית למגדר, פרמטרי BIA גולמיים המקוריים הפכו לציוני Z דו-משתניים (בניתוח ציון Z של BIVA) ושורטטו על גרף ציון Z R-Xc^33,34. גרף זה, בהשוואה לגרף R-Xc, ייצג את R/H ו-Xc/H המתוקננים כציון Z דו-משתני, כלומר, Z(R) ו-Z(Xc) הראו את מספר סטיות התקן הרחק מהערך הממוצע של קבוצת הייחוס³³. אליפסות הסיבולת של ציון Z שמרו על אותה תבנית כמו זו של האליפסות עבור האחוזונים בגרף R-Xc המקורי^31,33. הגרפים של ציון Z עבור R-Xc ו-R-Xc הראו שינויים במסת הרקמות הרכות ובהידרציה של הרקמות, ללא תלות במשוואות רגרסיה או במשקל הגוף.

תזוזות וקטוריות לאורך הציר הראשי של האליפסות הצביעו על שינויים במצב ההידרציה; וקטור מקוצר שנפל מתחת לקוטב 75% של אליפסה הצביע על בצקת פיטינג (רגישות = 75% וספציפיות = 86%); עם זאת, הסף האופטימלי לגילוי בצקת פיטינג היה שונה בחולי AHF ו- CHF, כאשר הקוטב התחתון של 75% תאם לחולי AHF, ו- 50% התאים לבצקת CHF (רגישות = 85% וספציפיות = 87%)³⁵. מצד שני, תזוזות וקטוריות לאורך הציר המינורי התאימו למסת התא. הצד השמאלי של האליפסות הצביע על מסת תאים גבוהה (כלומר, רקמה רכה יותר), כאשר וקטורים קצרים יותר התאימו לאנשים שמנים והתאפיינו בשלבים דומים לאלה של אתלטיים, שהיו להם וקטורים ארוכים יותר. להיפך, הצד הימני הצביע על פחות מסת תאי גוף ^21,34; על פי Picolli et al.31,33, ציוני הווקטורים של קבוצות אנורקסיה, HIV וסרטן היו ממוקמים בצד ימין של הציר הקטן^, המתאים לקטגוריה של cachexia.

מחקר זה נועד להסביר כיצד להשיג ולפרש ערכי PhA באמצעות BIA בחולים עם AHF שאושפזו במחלקת חירום ולהראות את הישימות / התועלת הקלינית שלהם כסמן ניבוי לפרוגנוזה של אירועי 90 יום.

Protocol

הפרוטוקול אושר על ידי ועדת האתיקה של המחקר של המכון הלאומי למדעי הרפואה והתזונה סלבדור זובירן (REF. 3057). כדי לבצע מדידות BIA נעשה שימוש בציוד טטרפולרי מרובה תדרים (ראה טבלת חומרים). ציוד זה סיפק ערכי גלם מדויקים עבור ההתנגדות (R), התגובה (Xc) וזווית הפאזה (PhA) בתדר של 50 קילוהרץ, מה שאיפשר למ?…

Representative Results

על פי הפרוטוקול שתואר לעיל, אנו מציגים נתונים של ארבעה חולי AHF (שתי נשים ושני גברים) שאושפזו במחלקה לרפואה דחופה כדוגמה לתחולה הקלינית של ערכי זווית הפאזה וניתוח ציון Z של BIVA. מדידות BIA בוצעו באמצעות ציוד מרובה תדרים רגיש פאזה תוך 24 שעות מרגע הקבלה. כדי לחשב את ציון Z הדו-משתני מ…

Discussion

פרוטוקול זה מתאר את התועלת של שימוש בניתוח R-Xc Z-score בפרקטיקה קלינית עבור חולים שאושפזו במחלקת חירום עם AHF. בהתחשב בכך שבחולים עם AHF, הסיבה העיקרית לאשפוז בבית החולים היא גודש, זיהויו המהיר והמדויק והערכתו חיוניים לתוצאות החולים⁶.

מאמר זה ממחיש את מגוון הביטויים הק…

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.