Summary
В этом протоколе мы объясняем, как получать и интерпретировать значения фазового угла и Z-оценку векторного анализа биоэлектрического импеданса (BIVA), полученную с помощью биоэлектрического импеданса у пациентов с острой сердечной недостаточностью, поступивших в отделение неотложной помощи, и их клиническую применимость в качестве прогностического маркера для прогноза 90-дневного события.
Abstract
Острая сердечная недостаточность характеризуется нейрогормональной активацией, которая приводит к задержке натрия и воды и вызывает изменения в составе тела, такие как повышенный застой жидкости в организме или системный застой. Это состояние является одной из наиболее распространенных причин госпитализации и связано с неблагоприятными исходами. Фазовый угол косвенно измеряет внутриклеточный статус, целостность клеток, жизнеспособность и распределение пространств между внутриклеточной и внеклеточной водой организма. Установлено, что этот параметр является предиктором состояния здоровья и индикатором выживаемости и других клинических исходов. Кроме того, значения фазового угла <4,8° при поступлении ассоциировались с более высокой смертностью у пациентов с острой сердечной недостаточностью. Тем не менее, низкие значения фазового угла могут быть связаны с изменениями, такими как перемещение жидкостей из отсека внутриклеточной воды в организме (ICW) в отсек ECW (внеклеточная вода в организме) и одновременное уменьшение массы клеток тела (что может отражать недостаточность питания), которые присутствуют при сердечной недостаточности. Таким образом, низкий фазовый угол может быть обусловлен избыточной гидратацией и/или недоеданием. BIVA предоставляет дополнительную информацию о массе тела-клеток и состоянии перегрузки с помощью графического вектора (график R-Xc). Кроме того, анализ BIVA Z-score (количество стандартных отклонений от среднего значения референтной группы), который имеет ту же закономерность, что и эллипсы для процентилей на исходном графике R-Xc, может быть использован для обнаружения изменений массы мягких тканей или гидратации тканей и может помочь исследователям сравнить изменения в различных исследуемых популяциях. В этом протоколе объясняется, как получать и интерпретировать значения фазового угла и анализ Z-критерия BIVA, их клиническая применимость и их полезность в качестве прогностического маркера для прогноза 90-дневного события у пациентов, госпитализированных в отделение неотложной помощи с острой сердечной недостаточностью.
Introduction
Острая сердечная недостаточность (ОСН) возникает в результате быстрого появления признаков, симптомов и обострения производных СН и сочетания клинических, гемодинамических и нейрогормональных нарушений, включая системную воспалительную активацию, которая приводит к задержке натрия и воды1. Это долгосрочное накопление приводит к тому, что интерстициальные гликозаминогликанные (ГАГ) сети становятся дисфункциональными, что приводит к снижению буферной емкости и изменению формы и функции сетей ГАГ 1,2. Это способствует изменениям в составе тела из-за смещения жидкостей из внутриклеточного во внеклеточное пространство3, тем самым вызывая увеличение жидкости в организме и приводя к застойным явлениям, что является наиболее частой причиной госпитализации с СН. В основном это перегрузка жидкостью, компартментное перераспределение жидкости или комбинация обоих механизмов, которые требуют немедленной медицинской помощи 4,5. Это состояние является одним из основных предикторов неблагоприятного прогноза 6,7.
Учитывая, что ОСН является наиболее распространенной причиной госпитализации пациентов старше 65 лет8, около 90% госпитализированных пациентов с жалобами наперегрузку жидкостью 6, и примерно 50% этих пациентов выписываются с постоянными симптомами одышки и усталости и/или минимальной потерей массы тела или ее отсутствием9. Показатели госпитальной летальности колеблются от 4% до 8% после выписки; Наблюдается увеличение с 8% до 15% через три месяца, а для повторной госпитализации показатели колеблются от 30% до 38% через3 месяца. Таким образом, быстрая и точная оценка застойных явлений в условиях реального времени и в условиях неотложной помощи, таких как отделение неотложной помощи, имеет решающее значение для терапевтического ведения11 и определения прогноза заболевания, заболеваемости и смертности6.
Биоимпедансный анализ (БИА) был предложен для оценки состава тела как безопасной, неинвазивной и портативной техники12. Для оценки импеданса всего тела BIA использует фазочувствительный анализатор импеданса, который вводит постоянный переменный ток через тетраполярные поверхностные электроды, размещенные на руках и ногах12. Этот метод сочетает в себе сопротивление (R), реактивное сопротивление (Xc) и фазовый угол (PhA)13, где R — сопротивление протеканию переменного тока через внутриклеточный и внеклеточный ионный раствор. Xc – задержка проводимости (диэлектрические компоненты) или податливость тканевых интерфейсов, клеточных мембран и органелл прохождению подаваемого тока12. PhA отражает взаимосвязь между R и Xc. Он выводится из электрических свойств ткани; Оно выражается как запаздывание между напряжением и током на границах между клеточной мембраной и тканью и измеряется с помощью фазочувствительных приборов14,15,16,17.
PhA рассчитывается по исходным данным по R и Xc (PA [градусы] = арктангенс (Xc/R) x (180°/π)), и считается одним из показателей клеточного здоровья и структуры клеточных мембран18, а также индикатором распределения пространств ICW и ECW, т.е. измененных перераспределений компартментов (в частности, изменения от внутриклеточной к внеклеточной воде, что могут показать низкие фазовые углы)19. Таким образом, низкое значение PhA может быть связано с избыточной гидратацией и/или недоеданием, и Z-показатель может быть использован для дифференциации, связано ли это низкое значение PhA с потерей массы мягких тканей, увеличением гидратации тканей или и тем, и другим. Кроме того, трансформация Z-критерия может помочь исследователям сравнить изменения в разных исследуемых популяциях 3,14.
Кроме того, ФА считается предиктором состояния здоровья, индикатором выживаемости и прогностическим маркером для различных клинических исходов 3,20, даже при других клинических состояниях 20,21,22,23, где высокие значения ФА указывают на большую целостность и жизнеспособность клеточных мембран 10,13и, следовательно, большая функциональность. Это контрастирует с низкими значениями PhA, которые отражают потерю целостности и проницаемости мембраны, что приводит к нарушению функции клеток или даже их гибели14,22,24. У пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) меньшие значения PhA ассоциировались с худшей классификацией функционального класса25. Кроме того, одним из преимуществ измерения ФА является то, что оно не требует отозванных параметров, массы тела или биомаркеров.
В нескольких исследованиях рекомендовано использовать необработанные измерения БИА у пациентов, у которых наблюдались изменения в сдвигах жидкости и перераспределении жидкости или непостоянный статус гидратации, например, у пациентов с AHF26. Это было связано с тем, что BIA основан на уравнениях регрессии, которые оценивают общую водную воду в организме (TBW), внеклеточную воду в организме (ECW) и внутриклеточную воду в организме (ICW). Таким образом, оценки мышечной и жировой массы у таких пациентов смещены из-за физиологической взаимосвязи с гидратацией мягких тканей27.
Метод векторного анализа биоэлектрического импеданса (BIVA) преодолевает некоторые ограничения традиционного метода BIA28. Он предоставляет дополнительную информацию посредством полуколичественной оценки состава тела с точки зрения массы тела и клеток (BCM), целостности клеточной массы и статуса гидратации29. Таким образом, он позволяет оценить объем жидкости в организме через векторное распределение и диаграммы расстояний на графике R-Xc28,30. BIVA используется для построения векторного графика импеданса (Z) с использованием значений R и Xc для всего тела, полученных из BIA на частоте 50 кГц.
Для корректировки исходных значений R и Xc параметры R и Xc стандартизируются по высоте (H), выражаются как R/H и Xc/H в Ом/м и наносятся на график в виде вектора; этот вектор имеет длину (пропорциональную TBW) и направление на графике R-Xc16,28.
Специфичный для пола график R-Xc содержит три эллипса, которые соответствуют эллипсам толерантности 50%, 75% и 95% здоровой референтной популяции 28,31,32; эллипсоидальная форма эллипсов определяется соотношением между R/H и Xc/H. Тем не менее, для оценки параметров импеданса в референтной популяции здоровья, специфичной для пола, исходные исходные параметры BIA были преобразованы в двумерные Z-баллы (при анализе BIVA Z-score) и нанесены на график Z-показателя R-Xc33,34. Этот график, сравниваемый с графиком R-Xc, представлял стандартизированные R/H и Xc/H в виде двумерного Z-показателя, т.е. Z(R) и Z(Xc) показывали число стандартных отклонений от среднего значения референтной группы33. Эллипсы допусков Z-оценки сохраняли ту же закономерность, что и эллипсы для процентилей на исходном графике R-Xc31,33. Графики Z-оценки для R-Xc и R-Xc показали изменения массы мягких тканей и гидратации тканей независимо от уравнений регрессии или массы тела.
Смещения векторов вдоль большой оси эллипсов указывали на изменения в состоянии гидратации; укороченный вектор, который опускался ниже 75% полюса эллипса, указывал на точечный отек (чувствительность = 75% и специфичность = 86%); однако оптимальный порог выявления точечного отека был разным у пациентов с ОСН и ХСН, где нижний полюс 75% соответствовал отеку пациентов с ОСН, а 50% — отеку пациентов с ХСН (чувствительность = 85% и специфичность = 87%)35. С другой стороны, векторные смещения вдоль малой оси соответствовали массе клетки. Левая часть эллипсов указывала на высокую клеточную массу (т.е. больше мягких тканей), где более короткие векторы соответствовали людям с ожирением и характеризовались фазами, аналогичными фазам у атлетических, у которых векторы были длиннее. Напротив, правая сторона указывала на меньшую клеточную массу тела21,34; По данным Picolli et al.31,33, баллы переносчиков групп анорексии, ВИЧ и рака располагались справа от малой оси, что соответствует категории кахексии.
Целью данного исследования было объяснить, как получить и интерпретировать значения ФА с помощью БМА у пациентов с ОСН, которые были госпитализированы в отделение неотложной помощи, и показать их клиническую применимость/полезность в качестве прогностического маркера для прогноза 90-дневных событий.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Протокол был одобрен Комитетом по этике исследований Национального института медицинских наук и питания им. Сальвадора Зубурана (REF. 3057). Для проведения измерений БИА использовалась тетраполярная многочастотная аппаратура (см. таблицу материалов). Это оборудование обеспечивало точные исходные значения сопротивления (R), реактивного сопротивления (Xc) и фазового угла (PhA) на частоте 50 кГц, что позволяло измерять импеданс с наилучшим соотношением сигнал/шум. Используемые адгезивные электроды должны соответствовать рекомендациям производителя. От пациентов, участвовавших в исследовании, было получено информированное письменное согласие.
1. Экспериментальная и терпеливая подготовка
ПРИМЕЧАНИЕ: Эти шаги были выполнены перед выполнением измерения BIA.
- Периодически проверяйте оборудование для проверки точности измерений импеданса с помощью тестового резистора с известным значением 500 Ω (диапазон: 496-503 Ω).
- Обучайте персонал, выполняющий измерения БИА, в соответствии с инструкциями изготовителя и тетраполярным методом, описанным в литературе36.
ПРИМЕЧАНИЕ: Пациент должен голодать не менее 4-5 часов. Если пациент находится в сознании и сознании, объясните процедуру, которая будет проводиться. - Снимите обувь и носок с правой ноги, а также все металлические предметы, контактирующие с кожей пациента, такие как браслеты, часы, кольца и цепочки.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если на правой ноге есть травма, забинтуйте ее и переключитесь на левую сторону (если ни одна из ног не может быть открыта и для установки электродов измерения BIA не могут быть выполнены). - Поместите пациента в положение лежа на спине или в полуположении Фаулера в соответствии с переносимостью пациента, расставив ноги и руки под углом около 45°. Пациентам с ожирением следует подкладывать простыню между бедрами, чтобы избежать контакта между ними.
- Подсоедините подводящие провода к оборудованию; Есть указания, показывающие, как правильно их соединить.
2. Измерение BIA
- Определите область, в которой будут размещены электроды. Салфеткой с содержанием спирта 70% очистите эти поверхности и подождите, пока спирт высохнет, чтобы разместить электроды (расположение электродов было описано ранее)37.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения подробной информации об измерении BIA см. протокол, описанный ранее37.
3. Анализ исходных параметров BIA на графике R-Xc Z-score
- Загрузите программное обеспечение BIVA tolerance от Piccolli38 (см. таблицу материалов).
ПРИМЕЧАНИЕ: Программное обеспечение включает в себя семь листов рабочей тетради (Руководство/Эталонная совокупность/Точечный график/Путь/Предметы/Z-баллы/Z-график). - Нажмите на лист Референтная популяция, выберите референтную популяцию в соответствии с характеристиками пациента, скопируйте и вставьте ее в первую желтую строку.
ПРИМЕЧАНИЕ: Программное обеспечение считывает только первую желтую строку, в которую помещается эталонная популяция. Ссылочные популяции идут от 1 до 10 (столбец кода Попула ) и отображаются в строках под желтой. - Нажмите на лист Z-оценки, вставьте референтную популяцию и введите данные пациента во вторую строку.
ПРИМЕЧАНИЕ: Референсные данные генеральной совокупности включают код популяции (Popul Code), количество пациентов, включенных в референтную популяцию (Popul Size, N), среднее сопротивление в омах по высоте в м2 (R/H Mean), стандартное отклонение сопротивления в Ом по высоте вм2 (R/H SD), среднее реактивное сопротивление в Ом по высоте в м2 (Xc/H Mean), и стандартное отклонение реактивного сопротивления в Ом на высоту вм2 (Xc/H SD). Эти данные отображаются на листе эталонной генеральной совокупности (столбцы от A до F).- Введите номер медицинской карты каждого пациента в поле «Идентификатор субъекта » (столбец G).
- Вставьте число от 1 до 10 в поле Код группы (столбец H).
- Введите значение сопротивления, полученное с помощью BIA и скорректированное по высоте в метрах, в поле темы R/H (столбец I).
- Введите значение реактивного сопротивления, полученное с помощью BIA и скорректированное по высоте в метрах, в поле темы Xc/H (столбец J).
- Вставьте значение 1 в поле параметров чертежа (столбец K), чтобы создать график; Чтобы пропустить строки, оставьте ячейку пустой.
- Щелкните меню программы для работы с электронными таблицами, перейдите на вкладку « Дополнения» и нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ ».
ПРИМЕЧАНИЕ: Оценка Z(R) (столбец L) Z(Xc) (столбец M) будет рассчитана автоматически. - Нажмите на лист Z-графика; затем в меню программы работы с электронными таблицами перейдите на вкладку Надстройки и кнопку Создать диаграмму .
- Выполните анализ Z-оценки BIVA и фазового угла после шага 4 и шага 5.
4. Интерпретация и анализ Z-критерия BIVA
ПРИМЕЧАНИЕ: Определите четыре шаблона на графике Z-оценки R-Xc. В крайних точках вдоль большой оси нижний паттерн связан с заторами, тогда как верхний паттерн связан со статусом обезвоживания. В крайних точках вдоль малой оси левый паттерн связан с большей клеточной массой в мягких тканях, тогда как правый паттерн связан с меньшей клеточной массой в мягких тканях. Для расчета двумерного Z-показателя по среднему возрасту группы используется следующая формула: Z(R) = (R/H средняя возрастная группа - R/H среднее значение в референтной популяции) / стандартное отклонение референтной совокупности и Z(Xc) = (Xc/H средний возраст группы - Xc/H среднее значение в референтной совокупности) / стандартное отклонение референтной совокупности.
- Визуализируйте и определите эллипсы 50%, 75% и 95%. Оси x (реактивное сопротивление) и y (сопротивление) показывают стандартные отклонения.
ПРИМЕЧАНИЕ: График Z-оценки R-Xc, специфичный для пола, классифицируется в соответствии со статусом гидратации и BCM, и все векторы в пределах эллипса толерантности 75% считаются указывающими на ткани с нормальным импедансом. - Определите ось состояния гидратации и классифицируйте вектор.
ПРИМЕЧАНИЕ: Векторы, попадающие ниже эллипса допуска 75% в нижнем полюсе, указывают на перегрузку, в то время как все векторы, попадающие в эллипс допуска 75%, указывают на отсутствие перегрузки. Считается, что векторы, выходящие за пределы эллипса допуска 75% верхнего полюса, указывают на состояние обезвоживания. - Определите ось BCM на графике и классифицируйте вектор.
ПРИМЕЧАНИЕ: Считается, что векторы со смещением в левую сторону указывают на больший BCM. И наоборот, векторы в правой части графика классифицируются как указывающие на более низкие BCM. - Определите число стандартных отклонений между построенным на графике и средним значением опорной группы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Векторы, которые попадают ниже эллипсов допуска 75% нижнего полюса (большая ось) и за пределами эллипсов 75% с левой стороны (малая ось), интерпретируются как указывающие на состояние перегрузки с уменьшением BCM (меньше мягких тканей), в то время как векторы, которые попадают на правую сторону (малая ось), интерпретируются как указывающие на состояние перегрузки с увеличением BCM (больше мягких тканей). - С другой стороны, векторы, попадающие за эллипсы допуска 75% нижнего полюса (большая ось) и за пределы эллипсов 75% с левой стороны (малая ось), интерпретируются как указывающие на статус отсутствия перегрузки с уменьшением BCM (меньше мягких тканей), в то время как векторы, попадающие на правую сторону (малая ось), интерпретируются как указывающие на статус отсутствия перегрузки с увеличением BCM (больше мягких тканей).
5. Непосредственный расчет и интерпретация PhA
ПРИМЕЧАНИЕ: Для расчета PhA необходимы необработанные значения R 50 и Xc50.
- Подставьте в формулу необработанные значения R 50 и Xc50.
ПРИМЕЧАНИЕ: Формула в RStudio: atan(Xc 50/R50)*(180°/π); формула в Microsoft Excel: =ATAN(Xc 50/R50)*(180°/PI). Результаты выражаются в градусах.
PhA обычно колеблется от 5° до 7°; Тем не менее, значения выше 9,5° могут быть достигнуты у здоровых спортсменов. Если значения PhA ниже 4,8° при поступлении, субъект имеет ОР 2,7 (95% ДИ 1,08-7,1, p = 0,03)39 для 90-дневного события (смертность или повторная госпитализация) и ОР 2,67 для смертности в течение следующих 24 месяцев (95% ДИ 1,21-5,89, p = 0,01)20.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
В соответствии с протоколом, описанным выше, в качестве примера клинической применимости значений фазового угла и анализа Z-критерия BIVA мы приводим данные четырех пациентов с ОСН (двух женщин и двух мужчин), поступивших в отделение неотложной помощи. Измерения БИА проводили с помощью фазочувствительной многочастотной аппаратуры в течение 24 ч после поступления.
Для расчета двумерного Z-показателя от среднего значения возрастной группы использовали следующую формулу: Z(R) = (среднее значение R/H возрастной группы - среднее значение R/H референтной совокупности) / стандартное отклонение референтной совокупности, и Z(Xc) = (среднее значение Xc/H возрастной группы - среднее значение Xc/H референтной совокупности) / стандартное отклонение референтной совокупности.
После измерений BIA пациенты были разделены на две категории в соответствии со значениями PhA при поступлении: (1) PhA < 4,8° и (2) PhA ≥ 4,8°. Событие определялось, если у пациента наблюдалась госпитальная смертность, внебольничная смертность или повторная госпитализация по любой причине в течение 90 дней после выписки. Клиническая характеристика пациентов представлена в таблице 1, а в таблице 2 приведены лабораторные и эхокардиографические характеристики двух мужчин и двух женщин, разделенных по ФА- при поступлении.
Случай 1 соответствовал 75-летней женщине без предыдущего диагноза СН, которая была госпитализирована из-за отека и одышки через месяц после операции на тазобедренном суставе, проведенной двумя месяцами ранее. По прибытии у нее был отек Годе (+++), хрипы и звук S3, о которых сообщалось. Результаты визуализации: сосудистый застой (преимущественно правый двусторонний плевральный выпот); у нее также были выявлены гипоальбуминемия, гиперфосфатемия, дыхательная недостаточность I типа и влажно-теплый гемодинамический профиль острой сердечной недостаточности в соответствии с рекомендациями40 Европейского общества кардиологов (ESC). На основе анализа Z-показателей PhA и BIVA (рис. 1; 1-я группа), у пациента наблюдался застой тканей с потерей БКМ, связанный с недостаточностью питания, что соответствовало системному воспалительному эпизоду, поскольку повышенное гидростатическое и онкотическое давление, которые были задействованы, вызывали утечку жидкости в интерстициальное пространство. Через 11 дней после выписки из стационара пациент обратился за медицинской помощью (повторная госпитализация).
Случай 2 относился к 83-летней женщине с ХСН и сниженным выбросом фракции левого желудочка (ФВЛЖ), которая была госпитализирована в связи с одышкой в течение 7 дней после развития и у которой не развились отеки или хрипы. По данным анализа Z-score BIVA (рис. 1; Группа 2), пациент находился в пределах эллипса толерантности 75% в незастойной зоне, что отражало сухой профиль, который указывал на отсутствие тканевых или внутрисосудистых застойных явлений. Кроме того, несмотря на преклонный возраст пациента, был сохранен БКМ, а также ФА 5,4°, что свидетельствовало о хорошей жизнеспособности клеток. Эти характеристики соответствовали эволюции пациента, так как не было представлено никаких событий.
Пациент 3 соответствовал 78-летнему мужчине, который был госпитализирован в связи с прогрессирующим отеком, связанным со снижением функционального класса и одышкой. При поступлении у него был отек по Годе (+++), а рентгенография грудной клетки выявила перегрузку жидкостью, кардиомегалию и преимущественно левый двусторонний плевральный выпот без каких-либо инфекционных процессов, что отражало влажно-теплый клинический профиль. Z-критерий BIVA (рис. 2, группа 3) и PhA 2,5° показали, что у пациента наблюдался застой в тканях, как и в случае 1; Произошло перераспределение жидкостей из-за повышенного гидростатического и онкотического давления. Он умер через три дня после госпитализации.
Пациент 4 соответствовал 80-летнему мужчине с хронической сердечной недостаточностью и сниженным ФВЛЖ, который был госпитализирован из-за одышки в течение 6 дней после эволюции; У него не было ни отеков, ни хрипов. Рентген показал интерстициальное утолщение и выступающую дугу аорты. По Z-критерию BIVA (рис. 2; 4-я группа), у пациента не было застойных явлений, уровень альбумина был в норме; Таким образом, удалось избежать дисбаланса между гидростатическим и онкотическим давлениями. Однако вектор смещения вправо отражал потерю мягких тканей. Как и в случае 2, пациент не представил никакого события.
Результаты показывают, что пациенты, которые были классифицированы с застойными явлениями, PhA < 4,8° и менее BCM в соответствии с анализом BIVA Z-score, имели плохие прогнозы, которые были связаны с другими предикторами, такими как продолжительность госпитализации, сывороточный альбумин и натрийуретические пептиды мозга.
Рисунок 1: График z-оценки R-Xc с данными пациенток с ОС, госпитализированных в отделение неотложной помощи. На рисунке показаны две пациентки, и оба переносчика упали ниже 75% эллипсов толерантности в квадранте увеличения воды (состояние застоя). Группа 1 соответствует вектору Случая 1, а Группа 2 соответствует вектору Случая 2. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: График z-оценки R-Xc с данными пациентов мужского пола с ОС, поступивших в отделение неотложной помощи. На рисунке отражены два пациента мужского пола, вектор упал ниже эллипсов толерантности 75% (статус застойных явлений) и соответствует Случаю 3 (3-я группа), а вектор, классифицированный в незастойной зоне, соответствует Случаю 4 (4-я группа). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
Таблица 1: Характеристика пациентов при поступлении в отделение неотложной помощи в зависимости от фазового угла при поступлении. ИМТ: индекс массы тела; САД: систолическое артериальное давление; ДАД: диастолическое артериальное давление; LOS: продолжительность пребывания. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.
Таблица 2: Результаты лабораторных исследований при поступлении в отделение неотложной помощи и эхокардиографические характеристики по фазовому углу при поступлении. SaO2: Насыщение кислородом; PaO2: Парциальное давление кислорода; PaCO2: Парциальное давление углекислого газа; HCO3: Бикарбонат; FS: фракционное укорачивание; ФВЛЖ: фракция выброса левого желудочка. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Этот протокол описывает полезность использования анализа R-Xc Z-score в клинической практике для пациентов, госпитализированных в отделение неотложной помощи с AHF. Учитывая, что у пациентов с ССН основной причиной госпитализации является заложенность носа, ее быстрое и точное выявление и оценка имеют решающее значение для исходов лечения пациентов6.
Данная статья иллюстрирует многообразие клинических проявлений AHF и то, как анализ BIVA Z-score (состояние застойных явлений и BCM) может быть использован для точной и надежной оценки и классификации пациентов; кроме того, характеристики пациентов с ФА <4,8° согласовывались с другими предикторами, которые были связаны с плохими прогнозами, такими как низкие уровни сывороточного альбумина, большая продолжительность пребывания в стационаре и более высокие уровни мозгового натрийуретика35.
График Z-оценки R-Xc можно использовать для оценки состояния перегрузки и BCM. Таким образом, внедрение PhA, в дополнение к графику Z-оценки R-Xc, предоставляет полезную и точную информацию при оценке перегруженности; Это также диагностический инструмент для оценки наличия субклинического застоя и клинического застойного явления и периферического отека41. Кроме того, он может служить инструментом мониторинга, поскольку у пациентов с острой и хронической СН во время госпитализации обнаруживаются минимальные изменения гидратации и нутритивного статуса 5,21; Наконец, он может служить предиктором неблагоприятных исходов. Кроме того, различия в значениях обусловлены изменениями в состоянии жидкости и питания39. Кроме того, в сочетании с биомаркерами и клиническим суждением он может помочь врачам принимать решения об эффективных стратегиях лечения диуретиками и ведении пациентов с ОСН10.
В ряде исследований показано, что ФА является независимым прогностическим маркером неблагоприятного прогноза при ОСЧ42 и ХСН, независимо от наличия у пациентов правой или левой СН 21,43. В литературе сообщалось о снижении ФА у пациентов с отеками и задержкой жидкости5, а также у пациентов с функциональными классами III-IV по данным Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA)25, что согласуется с полученными результатами. Тем не менее, ФА повышается после клинической стабилизации пациента21,22. Результаты, которые мы наблюдали, были аналогичны тем, которые были получены Alves et al.20, которые показали, что ФА <4,8° был предиктором смертности в течение среднего периода наблюдения в 24 месяца (чувствительность = 85% и специфичность = 45%; AUC: 0,726); Кроме того, было обнаружено, что эта точка отсечения является предиктором госпитальной смертности и повторной госпитализации в течение 90 дней после выписки39. Важно признать, что во многих исследованиях сообщалось о различных точках отсечения для ФА с различными исходами у пациентов с СН. Scicchitano et al.44 продемонстрировали, что ФА ≤4,9° независимо предсказывает смерть от всех причин (чувствительность = 75% и специфичность = 44%); Massari et al.35 обнаружили, что даже при ОХН и ХСН накопление периферической жидкости значительно снижало ФА (4,2° против 4,5° соответственно); Colín et al.22 обнаружили, что у амбулаторных пациентов с ХСН ФА <4,2° был предиктором смертности через 3 года для смертей от всех причин (ОР: 3,08, 95% IC: 1,06-8,99).
Насколько нам известно, только в одном предыдущем исследовании Piccoli41 оценивали Z-баллы BIVA для определения пациентов с острой одышкой сердечного или несердечного происхождения; тем не менее, сильной стороной этой работы является оценка пациентов с AHF с помощью Z-критерия BIVA в сочетании с PhA в отношении прогнозов пациентов.
Преимущества ФА заключаются в том, что она не требует измерения массы тела и/или роста, и на нее не может повлиять наличие и активность кардиостимулятора (ПМ) или имплантированного кардиовертера-дефибриллятора (ИКД)44,45,46.
Технические аспекты: точность устройства, соответствие и типы электродов
Важнейшим требованием является использование фазочувствительного прибора для обеспечения надежной и точной оценки значений ФА и гидратации. Точность прибора оценивается с помощью высокоточной (<1%) схемы, состоящей из резистора и конденсатора, соединенных параллельно16. Кроме того, была определена отличная внутринаблюдательная повторяемость для R, Xc и PhA47.
PhA может быть получен с помощью одночастотных (SF) или многочастотных (MF) устройств. Внутринаблюдательная повторяемость в R 50, Xc 50 и PhA50 высокая; однако совпадение значений ПФА между этими приборами сомнительно47,48. Плохая корреляция между СФ-частотными и СЧ-частотными устройствами не влияет на классификацию гидратационного статуса или БКМ (квадранты или категории); необходимо проявлять осторожность при интерпретации, поскольку минимальные различия (<0,5°) могут быть использованы для дифференциации здоровых и критических пациентов13 из-за недооценки ФГА и Хс у пациентов с ХСН с МФ-БИА47.
Из-за отсутствия международных производственных стандартов перекрестная калибровка электрической точности различных приборов имеет важное значение для компаний, занимающихся импедансом14; Кроме того, электроды, которые будут использоваться, поставляются из оборудования производителя. Тем не менее, даже в идеале, каждый электрод Ag/AgCl должен иметь одинаковый собственный импеданс, и между электродами должны быть различия. Nescolarde et al.49 наблюдали большую вариабельность собственных значений R (11-665 Ω) и Xc (0,25-2,5 Ω) среди девяти типов электродов, которые состояли из хлорида серебра и серебра (Ag/AgCl). Это систематически и существенно влияло на длину и положение вектора на графике R-Xc и, следовательно, влияло на значения PhA.
Перспективы PhA включают оценку процента изменения или его абсолютной дельты (Δ) с целью определения оптимальных изменений или даже скорости этого изменения после клинической стабилизации в качестве биомаркера для верификации ответа на лечение или терапию.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.
Acknowledgments
Авторы выражают благодарность профессорам. Piccoli и Pastori из Департамента медицинских и хирургических наук Университета Падуи, Италия, за предоставление программного обеспечения BIVA. Это исследование не получило какого-либо конкретного гранта от финансирования, агентств в государственном, коммерческом или некоммерческом секторах. Этот протокол/исследование является частью докторской диссертации Марии Фернанды Берналь-Себальос при поддержке стипендии Национального совета по науке и технологиям (CONACYT) (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. |
References
- Boorsma, E. M., et al. Congestion in heart failure: a contemporary look at physiology, diagnosis, and treatment. Nature reviews. 17 (10), 641-655 (2020).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Girerd, N., et al. Integrative Assessment of congestion in heart failure throughout the patient journey. JACC Heart Failure. 6 (4), 273-285 (2018).
- Felker, G. M. Diuretic strategies in patients with acute decompensated heart failure. The New England Journal of Medicine. 364 (9), 797-805 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kushner, R. F. Bioelectrical impedance analysis: a review of principles and applications. Journal of the American College of Nutrition. 11 (2), 199-209 (1992).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kyle, U. G. Bioelectrical impedance analysis-part II: utilization in clinical practice. Clinical Nutrition. 23 (6), 1430-1453 (2004).
- 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).
- Piccoli, A., Pastori, G. BIVA software. , Department of Medical and Surgical Sciences. University of Padova. Padova, Italy. (2002).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
