Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

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

Published: June 30, 2023 doi: 10.3791/65660
Automatic Translation
1,2, 3, 3, 3, 4
1Master's and Doctoral Program in Medical, Dental, and Health Sciences, National Autonomous University of Mexico, 2Faculty of Higher Studies Ignacio Zaragoza, National Autonomous University of Mexico, 3Clinical Nutrition Service, National Institute of Medical Sciences and Nutrition Salvador Zubirán, 4Emergency Department, National Institute of Medical Sciences and Nutrition Salvador Zubirán

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 ogtretthet, 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 enheter14,15,16,17.

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 celledød14,22,24. 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-graf28,30. 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-grafen16,28.

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 graf33,34. 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-grafen31,33. 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 kroppscellemasse21,34; 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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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 produsentens anbefalinger. Det ble innhentet informert skriftlig samtykke fra pasientene som var involvert i studien.

1. Eksperimentell og pasientforberedelse

MERK: Disse trinnene ble utført før du utførte en BIA-måling.

  1. Test utstyret regelmessig for å kontrollere nøyaktigheten av impedansmålinger ved å bruke en testmotstand med en kjent verdi på 500 Ω (område: 496-503 Ω).
  2. Lær opp personellet som utfører BIA-målingene i henhold til produsentens instruksjoner og den tetrapolare metoden beskrevet i litteraturen36.
    MERK: Pasienten må faste i minst 4-5 timer. Hvis pasienten er klar og bevisst, forklar prosedyren som skal utføres.
  3. Fjern skoen og sokken fra høyre fot og eventuelle metallgjenstander som har kontakt med pasientens hud, for eksempel armbånd, klokker, ringer og kjeder.
    MERK: Hvis høyre fot har en skade, bandasje den og bytt til venstre side (hvis ingen av fotene er tilgjengelige for å bli avdekket og for plassering av elektroder, kan BIA-målinger ikke utføres).
  4. Plasser pasienten i en liggende eller semi-fowler stilling i henhold til pasientens toleranse, med bena og armene spredt i en vinkel på ca 45 °. Hos pasienter med fedme, legg et ark mellom lårene for å unngå kontakt mellom dem.
  5. Koble ledningsledningene til utstyret; Det er indikasjoner som viser den riktige måten å koble dem på.

2. BIA-måling

  1. Identifiser området der elektrodene skal plasseres. Rengjør disse overflatene med en pute på 70 % alkohol og vent til alkoholen tørker med å plassere elektrodene (plasseringen av elektrodene ble tidligere beskrevet)37.
    MERK: For detaljer om BIA-måling, se protokollen tidligere beskrevet37.

3. Analyse av BIA råparametere på R-Xc Z-score grafen

  1. Last ned BIVA-toleranseprogramvaren fra Piccolli38 (se Materialfortegnelse).
    MERK: Programvaren inneholder syv arbeidsbokark (Guide / Referansepopulasjon / Punktgraf / Bane / Emner / Z-score / Z-graf).
  2. Klikk på arket Referansepopulasjon , velg referansepopulasjonen i henhold til pasientens egenskaper, og kopier og lim den inn i den første gule raden.
    MERK: Programvaren leser bare den første gule raden, som er der referansepopulasjonen er plassert. Referansepopulasjonene går fra 1 til 10 (Popul-kodekolonne ), og de vises i radene under den gule.
  3. Klikk på Z-scorearket, sett inn referansepopulasjonen, og skriv inn pasientens data i den andre raden.
    MERK: Referansepopulasjonsdataene inkluderer befolkningskoden (Popul Code), antall pasienter inkludert i referansepopulasjonen (Popul Size, N), gjennomsnittlig motstand i ohm etter høyde i m 2 (R / H gjennomsnitt), standardavviket til motstanden i ohm etter høyde i m 2 (R / H SD), gjennomsnittlig reaktans i ohm etter høyde i m2 (Xc / H gjennomsnitt), og standardavviket for reaktans i ohm etter høyde i m2 (Xc / H SD). Disse dataene vises i populasjonsreferansearket (kolonne A til F).
    1. Sett inn journalnummeret til hver pasient i feltet Emne-ID (kolonne G).
    2. Sett inn et tall mellom 1 og 10 i Gruppekode-feltet (kolonne H).
    3. Sett inn motstandsverdien oppnådd med BIA og justert etter høyde i meter i R / H-emnefeltet (kolonne I).
    4. Sett inn reaktansverdien oppnådd med BIA og justert etter høyde i meter i Xc / H-emnefeltet (kolonne J).
    5. Sett inn en verdi på 1 i feltet Tegningsalternativ (kolonne K) for å opprette et tegneområde. Hvis du vil hoppe over rader, lar du cellen være tom.
  4. Klikk på regnearkprogrammenyen, klikk på kategorien Komplement, og klikk på BEREGN-knappen .
    MERK: Z(R)-poengsummen (kolonne L) Z(Xc)-poengsummen ( kolonne M) beregnes automatisk.
  5. Klikk på Z-grafarket; deretter, i regnearkprogrammenyen, klikker du på kategorien Tillegg og knappen Ny graf .
  6. Utføre BIVA Z-score og fasevinkelanalyser etter steg 4 og steg 5.

4. Tolkning og analyse av BIVA Z-score

MERK: Identifiser de fire mønstrene i R-Xc Z-scoregrafen. I ytterpunktene langs hovedaksen er det nedre mønsteret forbundet med overbelastning, mens det øvre mønsteret er assosiert med dehydreringsstatus. I ytterpunktene langs minoraksen er venstre mønster assosiert med mer cellemasse i bløtvev, mens høyre mønster er assosiert med mindre cellemasse i bløtvev. For å beregne den bivariate Z-skåren ut fra gruppens gjennomsnittsalder brukes følgende formel: Z(R) = (R/H gjennomsnittsaldersgruppe - R/H gjennomsnittsverdi i referansepopulasjonen) / standardavvik for referansepopulasjonen og Z(Xc) = (Xc/H gjennomsnittsalder for gruppen - Xc/H gjennomsnittsverdi i referansepopulasjonen) / standardavvik for referansepopulasjonen.

  1. Visualiser og identifiser ellipsene på 50 %, 75 % og 95 %. X-aksene (reaktans) og y (motstand) viser standardavvikene.
    MERK: Den kjønnsspesifikke R-Xc Z-scoregrafen klassifiseres i henhold til hydreringsstatus og BCM, og alle vektorer innenfor 75% toleranseellipsen anses å indikere vev med normal impedans.
  2. Identifiser aksen til hydreringsstatusen og klassifiser vektoren.
    MERK: Vektorer som faller under 75% toleranseellipsen i den nedre polen indikerer overbelastning, mens alle vektorer som faller innenfor 75% toleranseellipsen indikerer ingen overbelastning. Vektorer som faller utenfor 75% toleranse ellipse av den øvre polen anses å indikere dehydrering status.
  3. Identifiser BCM-aksen på grafen og klassifiser vektoren.
    MERK: Vektorer med forskyvning til venstre side anses å indikere større BCM. Derimot er vektorer på høyre side av grafen klassifisert som å indikere lavere BCM.
  4. Identifiser antall standardavvik mellom plottet og middelverdien til referansegruppen.
    MERK: Vektorer som faller under 75% toleranseellipsene til den nedre polen (hovedaksen) og utenfor 75% ellipsene på venstre side (mindre akse) tolkes som å indikere overbelastningsstatus med en reduksjon i BCM (mindre bløtvev), mens vektorer som faller på høyre side (mindre akse) tolkes som å indikere overbelastningsstatus med økning i BCM (mer bløtvev).
  5. På den annen side tolkes vektorer som faller over 75% toleranseellipsene til den nedre polen (hovedaksen) og utenfor 75% ellipsene på venstre side (mindre akse) som indikerer ikke-overbelastningsstatus med en reduksjon i BCM (mindre bløtvev), mens vektorer som faller på høyre side (mindre akse) tolkes som å indikere ikke-overbelastningsstatus med økning i BCM (mer bløtvev).

5. Direkte beregning og tolkning av PhA

MERK: Rå R 50 og Xc50 verdier er nødvendig for å beregne PhA.

  1. Erstatt de rå verdiene R 50 ogXc 50 i formelen.
    MERK: Formel i RStudio: atan (Xc 50 / R50) * (180 ° /π); formel i Microsoft Excel: =ARCTAN(Xc 50/R50)*(180°/PI). Resultatene uttrykkes i grader.
    PhA varierer vanligvis mellom 5 ° og 7 °; Imidlertid kan verdier over 9,5° nås hos friske idrettsutøvere. Dersom PhA-verdiene er lavere enn 4,8° ved innleggelse, har observanden HR på 2,7 (95 % KI 1,08-7,1, p = 0,03)39 for å presentere en 90-dagers hendelse (mortalitet eller reinnleggelse) og en HR på 2,67 for mortalitet de neste 24 månedene (95 % KI 1,21-5,89, p = 0,01)20.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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 referansepopulasjonen) / standardavvik for referansepopulasjonen, og Z(Xc) = (Xc/H gjennomsnittsverdi for aldersgruppen - Xc/H gjennomsnittsverdi for referansepopulasjonen) / standardavvik for referansepopulasjonen.

Etter BIA-målingene ble pasientene ved innleggelse klassifisert etter PhA-verdier i to kategorier: (1) PhA < 4,8° og (2) PhA ≥ 4,8°. En hendelse ble definert hvis pasienten presenterte sykehusmortalitet, dødelighet utenfor sykehus eller re-sykehusinnleggelse av en eller annen årsak innen 90 dager etter utskrivning. Pasientenes kliniske karakteristika er presentert i tabell 1, og tabell 2 viser laboratorie- og ekkokardiografiske karakteristika hos de to mennene og to kvinnene inndelt etter PhA- ved innleggelsen.

Tilfelle 1 tilsvarte en 75 år gammel kvinne uten tidligere HF-diagnose som ble innlagt på grunn av ødem og dyspné med en måneds evolusjon etter en hofteoperasjon som fant sted to måneder tidligere. Ved ankomst hadde hun Godet-ødem (+++), rales og S3-lyd, som ble rapportert. Bildefunnene var vaskulær stuvning (hovedsakelig høyre bilateral pleuravæske); Hun presenterte også hypoalbuminemi, hyperfosfatemi, type I respirasjonssvikt og en våt-varm hemodynamisk profil av akutt hjertesvikt i henhold til European Society of Cardiology (ESC) Guidelines40. Basert på PhA- og BIVA Z-skåranalyse (figur 1; Gruppe 1), hadde pasienten vevsstuvning med tap av BCM relatert til underernæring, noe som var forenlig med den systemiske inflammatoriske episoden fordi det økte hydrostatiske og onkotiske trykket som var involvert forårsaket lekkasje av væske inn i interstitialt rom. Pasienten presenterte en hendelse (re-hospitalisering) 11 dager etter utskrivning fra sykehuset.

Sak 2 gjaldt en 83 år gammel kvinne med kongestiv hjertesvikt og redusert utstøting av venstre ventrikkelfraksjon (LVEF) som ble innlagt på grunn av dyspné innen 7 dager etter evolusjon og ikke utviklet ødem eller rales. I henhold til BIVA Z-skåranalysen (figur 1; Gruppe 2), var pasienten innenfor grensene for tollipsen på 75 % i et ikke-overbelastningsområde, noe som reflekterte en tørr profil som ikke indikerte vev eller intravaskulær stuvning. I tillegg, til tross for pasientens høye alder, ble BCM bevart, i tillegg til en PhA på 5,4°, som viste god cellulær vitalitet. Disse karakteristikkene var i samsvar med pasientens utvikling, da ingen hendelser ble presentert.

Sak 3 tilsvarte en 78 år gammel mann som ble innlagt på grunn av progredierende ødem assosiert med nedsatt funksjonsklasse og dyspné. Ved innkomst hadde han Godet-ødem (+++), og røntgen thorax viste væskeoverbelastning, kardiomegali og hovedsakelig venstre bilateral pleuravæske uten infeksiøse prosesser, noe som ga uttrykk for våtvarm klinisk profil. BIVA Z-skår (figur 2, gruppe 3) og PhA på 2,5° viste at pasienten hadde vevsstuvning, som i kasus 1; Det var en omfordeling av væsker på grunn av økt hydrostatisk og onkotisk trykk. Han døde tre dager etter sykehusinnleggelsen.

Tilfelle 4 tilsvarte en 80 år gammel mann med kronisk hjertesvikt og redusert LVEF som ble innlagt på grunn av dyspné innen 6 dager etter evolusjonen; Han utviklet ikke ødem eller rales. Røntgen viste interstitiell fortykkelse og en fremtredende aortabue. I henhold til BIVA Z-skår (figur 2; Gruppe 4), pasienten var ikke stuvning, og albuminnivået var normalt; Dermed ble en ubalanse mellom hydrostatisk og onkotisk trykk unngått. Forskyvningsvektoren til høyre reflekterte imidlertid tapet av bløtvev. Som i kasus 2 fremsto ikke pasienten av noen hendelse.

Resultatene viser at pasienter som ble klassifisert med overbelastning, PhA < 4,8° og mindre BCM i henhold til BIVA Z-score analysen hadde dårlige prognoser som var relatert til andre prediktorer, for eksempel lengden på oppholdet, serumalbumin og hjernens natriuretiske peptider.

Figure 1
Figur 1: R-Xc z-skår graf med data om AHF kvinnelige pasienter innlagt i akuttmottaket. Tallet gjenspeiler de to kvinnelige pasientene, og begge vektorene falt under 75% toleranseellipser i vannøkningskvadranten (overbelastningsstatus). Gruppe 1 tilsvarer vektoren til tilfelle 1, og gruppe 2 tilsvarer vektoren til tilfelle 2. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: R-Xc z-score graf med data om AHF mannlige pasienter innlagt i akuttmottaket. Tallet gjenspeiler de to mannlige pasientene, vektoren falt under 75 % toleranseellipser (overbelastningsstatus) og tilsvarer kasus 3 (gruppe 3), og vektoren klassifisert i ikke-overbelastningsområdet tilsvarer tilfelle 4 (gruppe 4). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Tabell 1 Karakteristika for pasientene ved innleggelse i akuttmottak etter fasevinkel ved innleggelse. BMI: kroppsmasseindeks; SBP: systolisk blodtrykk; DBP: diastolisk blodtrykk; LOS: lengden på oppholdet. Klikk her for å laste ned denne tabellen.

Tabell 2 Laboratorieresultater ved innleggelse i akuttmottak og ekkokardiografiske karakteristika etter fasevinkel ved innleggelse. SaO2: Oksygenmetning; PaO2: Partialtrykk av oksygen; PaCO2: Partialtrykk av karbondioksid; HCO3: Bikarbonat; FS: brøk forkortelse; LVEF: venstre ventrikkel ejeksjonsfraksjon. Klikk her for å laste ned denne tabellen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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 evaluere og klassifisere pasienter nøyaktig og pålitelig; I tillegg var karakteristika hos pasientene med PhA <4,8° konsistente med andre prediktorer som har vært assosiert med dårlige prognoser, som lave serumalbuminnivåer, lengre oppholdstid og høyere natriuretisk nivåi hjernen 35.

En R-Xc Z-score graf kan brukes til å evaluere overbelastningsstatus og BCM. Derfor gir implementeringen av PhA, i tillegg til R-Xc Z-scoregrafen, nyttig og nøyaktig informasjon under evalueringen av overbelastning; Det er også et diagnostisk verktøy for å vurdere tilstedeværelsen av subklinisk overbelastning og klinisk overbelastning og perifert ødem41. I tillegg kan det tjene som et overvåkingsverktøy siden minimale endringer i hydrering og ernæringsstatus kan påvises hos pasienter med akutt og kronisk HF under sykehusinnleggelse 5,21; Til slutt kan det tjene som en prediktor for dårlige resultater. Videre skyldes variasjoner i verdiene endringer i væske- og ernæringsstatus39. I tillegg, når det kombineres med biomarkører og klinisk vurdering, kan det bidra til å drive legers beslutninger om effektive vanndrivende terapeutiske strategier og behandling av AHF-pasienter10.

Flere studier har vist at PhA er en uavhengig prognostisk markør for dårlig prognose ved AHF42 og kongestiv hjertesvikt, uavhengig av om pasientene har høyre eller venstre HF 21,43. I litteraturen er det rapportert at PhA reduseres hos pasienter med ødem og væskeretensjon5, samt hos pasienter med funksjonsklasse III-IV fra New York Heart Association (NYHA)25, noe som var i samsvar med de foreliggende resultatene. Likevel øker PhA etter klinisk stabilisering av en pasient21,22. Resultatene vi observerte var lik de som ble funnet av Alves et al.20, som viste at en PhA på <4.8° var en prediktor for dødelighet over en gjennomsnittlig oppfølgingsperiode på 24 måneder (sensibilitet = 85% og spesifisitet = 45%; AUC: 0,726); I tillegg ble dette grensepunktet funnet å være en prediktor for sykehusdødelighet og re-sykehusinnleggelse innen 90 dager etter utskrivning39. Det er viktig å erkjenne at flere studier har rapportert forskjellige grenseverdier for PhA med forskjellige utfall hos HF-pasienter. Scicchitano et al.44 viste at en PhA på ≤4,9° uavhengig predikerte død av alle årsaker (sensibilitet = 75%, og spesifisitet = 44%); Massari et al.35 fant at selv i AHF og CHF reduserte perifer væskeakkumulering signifikant PhA (henholdsvis 4.2 ° vs. 4.5 °); Colín et al.22 fant at hos polikliniske pasienter med CHF var en PhA på <4,2° en prediktor for dødelighet ved 3 år for dødsfall av alle årsaker (HR: 3,08, 95%IC: 1,06-8,99).

Så vidt vi vet, evaluerte bare en tidligere studie av Piccoli41 BIVA Z-score for å bestemme pasienter med akutt dyspné av hjerte- eller ikke-kardial opprinnelse; Styrken i dette arbeidet er imidlertid evalueringen av AHF-pasienter med BIVA Z-skår i forbindelse med PhA i forhold til pasientenes prognoser.

Fordelene med PhA er at det ikke krever målinger av kroppsvekt og / eller høyde, og det kan ikke påvirkes av tilstedeværelsen og aktiviteten til en pacemaker (PM) eller implantert kardioverterdefibrillator (ICD) 44,45,46.

Tekniske bekymringer: nøyaktighet av enheten, avtale og typer elektroder
Et avgjørende krav er å bruke en fasefølsom enhet for å sikre pålitelig og nøyaktig evaluering av PhA-verdier og hydrering. Enhetens nøyaktighet evalueres ved hjelp av en høy presisjon (<1%) krets bestående av en motstand og en kondensator koblet parallelt16. Også utmerket intra-observatør repeterbarhet for R, Xc og PhA har blitt bestemt47.

PhA kan fås fra enkeltfrekvens (SF) eller multifrekvens (MF) enheter. Repeterbarheten intraobservatør i R 50, Xc 50 og PhA50 er høy; Imidlertid er avtalen om PhA-verdiene mellom disse enhetene tvilsom47,48. Den dårlige korrelasjonen mellom SF-frekvens- og MF-frekvensenheter påvirker ikke klassifiseringen av hydreringsstatus eller BCM (kvadranter eller kategorier); Det er nødvendig å være forsiktig i tolkningen fordi minimale forskjeller (<0,5°) kan brukes til å diskriminere mellom friske og kritiske pasienter13 på grunn av underestimering av PhA og Xc hos CHF-pasienter med MF-BIA47.

På grunn av fraværet av internasjonale produksjonsstandarder er krysskalibrering av ulike instrumenters elektriske nøyaktighet avgjørende for impedansselskaper14; I tillegg er elektrodene som skal brukes fra produsentens utstyr. Likevel, selv ideelt sett, bør hver Ag / AgCl-elektrode ha samme iboende impedans, og det bør være forskjeller mellom elektrodene. Nescolarde et al.49 observerte en stor variasjon av de inneboende R (11-665 Ω) og Xc (0, 25-2, 5 Ω) verdiene blant ni typer elektroder som var sammensatt av sølv-sølvklorid (Ag / AgCl). Dette påvirket systematisk og signifikant vektorlengden og posisjonen på R-Xc-grafen og påvirket følgelig PhA-verdiene.

Perspektivene til PhA inkluderer evaluering av prosentandelen av endring eller dens absolutte delta (Δ) for å bestemme de optimale endringene eller til og med hastigheten på denne endringen etter klinisk stabilisering som en biomarkør for å verifisere responsen på behandling eller terapi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne oppgir ingen konkurrerende interesser.

Acknowledgments

Forfatterne takker Prof(s). Piccoli og Pastori ved Institutt for medisinske og kirurgiske vitenskaper, Universitetet i Padova, Italia, for å levere BIVA-programvaren. Denne forskningen mottok ingen spesifikk tilskudd fra finansiering, byråer i offentlig, kommersiell eller ikke-for-profit sektor. Denne protokollen / forskningen er en del av Ph.D. avhandling av María Fernanda Bernal-Ceballos støttet av National Council of Science and Technology (CONACYT) stipend (CVU 856465).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Boorsma, E. M., et al. Congestion in heart failure: a contemporary look at physiology, diagnosis, and treatment. Nature reviews. 17 (10), 641-655 (2020).
  2. Arrigo, M., Parissis, J. T., Akiyama, E., Mebazaa, A. Understanding acute heart failure: pathophysiology and diagnosis. European Heart Journal Supplements. 18 (suppl G), G11-G18 (2016).
  3. Norman, K., Stobäus, N., Pirlich, M., Bosy-Westphal, A. Bioelectrical phase angle and impedance vector analysis--clinical relevance and applicability of impedance parameters. Clinical Nutrition. 31 (6), 854-861 (2012).
  4. Núñez, J., et al. Congestion in heart failure: a circulating biomarker-based perspective. A review from the Biomarkers Working Group of the Heart Failure Association, European Society of Cardiology. European Journal of Heart Failure. 24 (10), 1751-1766 (2022).
  5. Scicchitano, P., Massari, F. The role of bioelectrical phase angle in patients with heart failure. Reviews in Endocrine & Metabolic Disorders. 24 (3), 465-477 (2022).
  6. Palazzuoli, A., Evangelista, I., Nuti, R. Congestion occurrence and evaluation in acute heart failure scenario: time to reconsider different pathways of volume overload. Heart Failure reviews. 25 (1), 119-131 (2020).
  7. Girerd, N., et al. Integrative Assessment of congestion in heart failure throughout the patient journey. JACC Heart Failure. 6 (4), 273-285 (2018).
  8. Felker, G. M. Diuretic strategies in patients with acute decompensated heart failure. The New England Journal of Medicine. 364 (9), 797-805 (2011).
  9. Gheorghiade, M., Filippatos, G., De Luca, L., Burnett, J. Congestion in acute heart failure syndromes: an essential target of evaluation and treatment. The American Journal of Medicine. 119 (12 Suppl 1), S3-S10 (2006).
  10. Di Somma, S., Vetrone, F., Maisel, A. S. Bioimpedance vector analysis (BIVA) for diagnosis and management of acute heart failure. Current Emergency and Hospital Medicine Reports. 2, 104-111 (2014).
  11. Scicchitano, P., et al. Sex differences in the evaluation of congestion markers in patients with acute heart failure. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (3), 67 (2022).
  12. Bioelectrical impedance analysis in body composition measurement: National Institutes of Health Technology Assessment Conference Statement. The American Journal of Clinical Nutrition. 64 (3), 524S-532S (1996).
  13. Kushner, R. F. Bioelectrical impedance analysis: a review of principles and applications. Journal of the American College of Nutrition. 11 (2), 199-209 (1992).
  14. 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 Care. 20 (5), 330-339 (2017).
  15. Lukaski, H. C., Vega Diaz, N., Talluri, A., Nescolarde, L., L, Classification of hydration in clinical conditions: indirect and direct approaches using bioimpedance. Nutrients. 11 (4), 809 (2019).
  16. Lukaski, H. C. Evolution of bioimpedance: a circuitous journey from the estimation of physiological function to assessment of body composition and a return to clinical research. European Journal of Clinical Nutrition. 67 (1), S2-S9 (2013).
  17. Moonen, H. P. F. X., Van Zanten, A. R. H. Bioelectric impedance analysis for body composition measurement and other potential clinical applications in critical illness. Current Opinion in Critical Care. 27 (4), 344-353 (2021).
  18. Máttar, J. A. Application of total body bioimpedance to the critically ill patient. Brazilian Group for Bioimpedance Study. New Horizons. 4 (4), 493-503 (1996).
  19. Di Somma, S., et al. The emerging role of biomarkers and bio-impedance in evaluating hydration status in patients with acute heart failure. Clinical chemistry and laboratory medicine. 50 (12), 2093-2105 (2012).
  20. Alves, F. D., Souza, G. C., Clausell, N., Biolo, A. Prognostic role of phase angle in hospitalized patients with acute decompensated heart failure. Clinical Nutrition. 35 (6), 1530-1534 (2016).
  21. Alves, F. D., Souza, G. C., Aliti, G. B., Rabelo-Silva, E. R., Clausell, N., Biolo, A. Dynamic changes in bioelectrical impedance vector analysis and phase angle in acute decompensated heart failure. Nutrition. 31 (1), 84-89 (2015).
  22. Colín-Ramírez, E., Castillo-Martínez, L., Orea-Tejeda, A., Vázquez-Durán, M., Rodríguez, A. E., Keirns-Davis, C. Bioelectrical impedance phase angle as a prognostic marker in chronic heart failure. Nutrition. 28 (9), 901-905 (2012).
  23. Stapel, S. N., Looijaard, W. G. P. M., Dekker, I. M., Girbes, A. R. J., Weijs, P. J. M., Oudemans-van Straaten, H. M. Bioelectrical impedance analysis-derived phase angle at admission as a predictor of 90-day mortality in intensive care patients. European Journal of Clinical Nutrition. 72 (7), 1019-1025 (2018).
  24. Baumgartner, R. N., Chumlea, W. C., Roche, A. F. Bioelectric impedance phase angle and body composition. The American Journal of Clinical Nutrition. 48 (1), 16-23 (1988).
  25. Castillo Martínez, L., et al. Bioelectrical impedance and strength measurements in patients with heart failure: comparison with functional class. Nutrition. 23 (5), 412-418 (2007).
  26. Barbosa Silva, M. C., Barros, A. J. Bioelectrical impedance analysis in clinical practice: a new perspective on its use beyond body composition equations. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic. 8 (3), 311-317 (2005).
  27. Piccoli, A. Identification of operational clues to dry weight prescription in hemodialysis using bioimpedance vector analysis. The Italian Hemodialysis-Bioelectrical Impedance Analysis (HD-BIA) Study Group. Kidney International. 53 (4), 1036-1043 (1998).
  28. 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).
  29. Buffa, R., Mereu, R. M., Putzu, P. F., Floris, G., Marini, E. Bioelectrical impedance vector analysis detects low body cell mass and dehydration in patients with Alzheimer's disease. The Journal of Nutrition, Health & Aging. 14 (10), 823-827 (2010).
  30. Piccoli, A., Codognotto, M., Piasentin, P., Naso, A. Combined evaluation of nutrition and hydration in dialysis patients with bioelectrical impedance vector analysis (BIVA). Clinical Nutrition. 33 (4), 673-677 (2014).
  31. 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).
  32. Espinosa-Cuevas, M. A., Rivas-Rodríguez, L., González-Medina, E. C., Atilano-Carsi, X., Miranda-Alatriste, P., Correa-Rotter, R. Vectores de impedancia bioeléctrica para la composición corporal en población mexicana. Revista de Investigación Clínica. 59 (1), 15-24 (2007).
  33. Piccoli, A., Pillon, L., Dumler, F. Impedance vector distribution by sex, race, body mass index, and age in the United States: standard reference intervals as bivariate Z scores. Nutrition. 18 (2), 153-167 (2002).
  34. Nwosu, A. C., et al. Bioelectrical impedance vector analysis (BIVA) as a method to compare body composition differences according to cancer stage and type. Clinical Nutrition ESPEN. 30, 59-66 (2019).
  35. Massari, F., et al. Accuracy of bioimpedance vector analysis and brain natriuretic peptide in the detection of peripheral edema in acute and chronic heart failure. Heart & Lung: the Journal of Critical Care. 45 (4), 319-326 (2016).
  36. Kyle, U. G. Bioelectrical impedance analysis-part II: utilization in clinical practice. Clinical Nutrition. 23 (6), 1430-1453 (2004).
  37. Castillo-Martínez, L., Bernal-Ceballos, F., Reyes-Paz, Y., Hernández-Gilsoul, T. Evaluation of fluid overload by bioelectrical impedance vectorial analysis. Journal of visualized experiments. 186, e364331 (2022).
  38. Piccoli, A., Pastori, G. BIVA software. , Department of Medical and Surgical Sciences. University of Padova. Padova, Italy. (2002).
  39. Bernal-Ceballos, M. F., et al. Phase angle as a predictor of 90-day prognosis in patients with acute heart failure. [Poster presentation]. Poster Abstracts. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 46, S74-S226 (2022).
  40. Ponikowski, P., et al. ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC) developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).
  41. Piccoli, A., et al. Differentiation of cardiac and noncardiac dyspnea using bioelectrical impedance vector analysis (BIVA). Journal of Cardiac Failure. 18 (3), 226-232 (2012).
  42. Scicchitano, P., et al. Respiratory failure and bioelectrical phase angle are independent predictors for long-term survival in acute heart failure. Scandinavian Cardiovascular Journal: SCJ. 56 (1), 28-34 (2022).
  43. González-Islas, D., et al. Body composition changes assessment by bioelectrical impedance vectorial analysis in right heart failure and left heart failure. Heart & Lung: the Journal of Critical Care. 49 (1), 42-47 (2020).
  44. Scicchitano, P., et al. Congestion and nutrition as determinants of bioelectrical phase angle in heart failure. Heart & Lung: The Journal of Critical Care. 49 (6), 724-728 (2020).
  45. Meyer, P., et al. Safety of bioelectrical impedance analysis in patients equipped with implantable cardioverter defibrillators. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 41 (6), 981-985 (2017).
  46. Garlini, L. M., et al. Safety and results of bioelectrical impedance analysis in patients with cardiac implantable electronic devices. Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery. 35 (2), 169-174 (2020).
  47. Bernal-Ceballos, F., Wacher-Rodarte, N. H., Orea-Tejeda, A., Hernández-Gilsoul, T., Castillo-Martínez, L. Bioimpedance vector analysis in stable chronic heart failure patients: Level of agreement between single and multiple frequency devices. Clinical Nutrition ESPEN. 43, 206-211 (2021).
  48. Genton, L., Herrmann, F. R., Spörri, A., Graf, C. E. Association of mortality and phase angle measured by different bioelectrical impedance analysis (BIA) devices. Clinical Nutrition. 37 (3), 1066-1069 (2018).
  49. Nescolarde, L., Lukaski, H., De Lorenzo, A., de-Mateo-Silleras, B., Redondo-Del-Río, M. P., Camina-Martín, M. A. Different displacement of bioimpedance vector due to Ag/AgCl electrode effect. European Journal of Clinical Nutrition. 70 (12), 1401-1407 (2016).

Tags

Fasevinkel BIVA Z-score klinisk anvendelse pasienter akuttmottak akutt hjertesvikt nevrohormonell aktivering natrium- og vannretensjon kroppssammensetning kroppsvæsketetthet systemisk overbelastning sykehusinnleggelse dårlige resultater intracellulær status cellulær integritet vitalitet fordeling av rom intracellulært kroppsvann prediktor for helsestatus overlevelsesindikator kliniske utfall dødelighetsrisiko lavfasevinkelverdier endringer i kroppsvannrom Underernæring Overhydrering BIVA Graph Vector Analysis Body-cell Mass Congestion Status
Klinisk anvendelse av fasevinkel- og BIVA Z-score analyser hos pasienter innlagt i akuttmottak med akutt hjertesvikt
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bernal-Ceballos, F.,… More

Bernal-Ceballos, F., Castillo-Martínez, L., Reyes-Paz, Y., Villanueva-Juárez, J. L., Hernández-Gilsoul, T. Clinical Application of Phase Angle and BIVA Z-Score Analyses in Patients Admitted to an Emergency Department with Acute Heart Failure. J. Vis. Exp. (196), e65660, doi:10.3791/65660 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter