Artículo de método

Aplicación clínica de los análisis de ángulo de fase y puntuación Z BIVA en pacientes ingresados en un servicio de urgencias con insuficiencia cardíaca aguda

DOI:

10.3791/65660

⸱

30 de junio de 2023

 ,  ,  ,  , 
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

En este artículo

Resumen

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En este protocolo se explica cómo obtener e interpretar los valores del ángulo de fase y el Z-score del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) obtenidos por impedancia bioeléctrica en pacientes con insuficiencia cardiaca aguda ingresados en el Servicio de Urgencias y su aplicabilidad clínica como marcador predictivo del pronóstico de un evento a 90 días.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La insuficiencia cardíaca aguda se caracteriza por la activación neurohormonal, que conduce a la retención de sodio y agua y provoca alteraciones en la composición corporal, como el aumento de la congestión de líquidos corporales o la congestión sistémica. Esta afección es una de las razones más comunes de ingreso hospitalario y se ha asociado con malos resultados. El ángulo de fase mide indirectamente el estado intracelular, la integridad celular, la vitalidad y la distribución de los espacios entre el agua corporal intracelular y extracelular. Se ha encontrado que este parámetro es un predictor del estado de salud y un indicador de supervivencia y otros resultados clínicos. Además, los valores de ángulo de fase de <4,8° al ingreso se asociaron con una mayor mortalidad en pacientes con insuficiencia cardíaca aguda. Sin embargo, los valores bajos del ángulo de fase pueden deberse a alteraciones, como el cambio de líquidos de un compartimento de agua corporal intracelular (ICW) a un compartimento ECW (agua corporal extracelular) y una disminución concurrente de la masa celular corporal (que puede reflejar desnutrición), que están presentes en la insuficiencia cardíaca. Por lo tanto, un ángulo de fase bajo puede deberse a la sobrehidratación y/o a la desnutrición. BIVA proporciona información adicional sobre la masa de células corporales y el estado de congestión con un vector gráfico (gráfico R-Xc). Además, un análisis de puntuación Z BIVA (el número de desviaciones estándar del valor medio del grupo de referencia) que tiene el mismo patrón que el de las elipses de los percentiles en el gráfico R-Xc original se puede utilizar para detectar cambios en la masa de tejidos blandos o la hidratación de los tejidos y puede ayudar a los investigadores a comparar los cambios en diferentes poblaciones de estudio. En este protocolo se explica cómo obtener e interpretar los valores del ángulo de fase y los análisis de la puntuación Z de BIVA, su aplicabilidad clínica y su utilidad como marcador predictivo para el pronóstico de un evento a 90 días en pacientes ingresados en un servicio de urgencias con insuficiencia cardiaca aguda.

Introducción

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La insuficiencia cardíaca aguda (ICA) es el resultado de la rápida aparición de signos, síntomas y exacerbación de derivados de la IC y una combinación de anomalías clínicas, hemodinámicas y neurohormonales, incluida la activación inflamatoria sistémica, que conduce a la retención de sodio y agua1. Esta acumulación a largo plazo hace que las redes de glicosaminoglicanos intersticiales (GAG) se vuelvan disfuncionales, lo que resulta en una reducción de la capacidad de amortiguación y cambia la forma y función de las redes GAG 1,2. Esto contribuye a las alteraciones en la composición corporal debido al desplazamiento de líquidos del espacio intracelular al extracelular3, induciendo así un aumento de los líquidos corporales y llevando a la congestión, que es la causa más común de hospitalización con IC. Es principalmente la sobrecarga de líquidos, la redistribución compartimental de líquidos o una combinación de ambos mecanismos que requieren atención médica inmediata 4,5. Esta condición es uno de los principales predictores de mal pronóstico 6,7.

Teniendo en cuenta que la ICA es la causa más frecuente de ingreso hospitalario en pacientes mayores de 65 años8, alrededor del 90% de los que ingresan en un servicio de urgencias presentan sobrecarga hídrica6, y aproximadamente el 50% de estos pacientes son dados de alta con síntomas persistentes de disnea y fatiga, y/o pérdida de peso mínima o nula9. Las tasas de mortalidad intrahospitalaria oscilan entre el 4% y el 8% después del alta; Hay un aumento del 8% al 15% a los tres meses, y para la rehospitalización, las tasas oscilan entre el 30% y el 38% a los 3 meses10. Por lo tanto, la evaluación rápida y precisa de la congestión en tiempo real y en entornos agudos, como un servicio de urgencias, es crucial para el manejo terapéutico11 y la determinación del pronóstico de la enfermedad, la morbilidad y la mortalidad6.

Se ha sugerido que el análisis de impedancia bioeléctrica (BIA) para estimar la composición corporal es una técnica segura, no invasiva y portátil12. Para estimar una impedancia de cuerpo entero, BIA utiliza un analizador de impedancia sensible a la fase que introduce una corriente alterna constante a través de electrodos de superficie tetrapolares colocados en las manos y los pies12. Este método combina la resistencia (R), la reactancia (Xc) y el ángulo de fase (PhA)13, donde R es la oposición al flujo de la corriente alterna a través de la solución iónica intracelular y extracelular. Xc es el retraso en la conducción (componentes dieléctricos) o distensibilidad de las interfaces tisulares, membranas celulares y orgánulos con el paso de la corriente administrada12. El PhA refleja la relación entre R y Xc. Se deriva de las propiedades eléctricas del tejido; Se expresa como el desfase entre el voltaje y la corriente en las interfaces entre la membrana celular y el tejido y se mide con dispositivos sensibles a la fase14,15,16,17.

El PhA se calcula a partir de datos brutos sobre R y Xc (PA [grados] = arcotangente (Xc/R) x (180°/π)), y se considera uno de los indicadores de la salud celular y de la estructura de la membrana celular18, así como un indicador de la distribución de los espacios ICW y ECW, es decir, redistribuciones alteradas de los compartimentos (específicamente, cambios de agua intracelular a extracelular, que pueden mostrar los ángulos de fase bajos)19. Por lo tanto, un valor bajo de PhA puede deberse a una sobrehidratación y/o desnutrición, y el Z-score podría utilizarse para diferenciar si este PhA bajo se debe a la pérdida de masa de los tejidos blandos, a un aumento de la hidratación de los tejidos, o a ambos. Además, la transformación de la puntuación Z podría ayudar a los investigadores a comparar los cambios en diferentes poblaciones de estudio 3,14.

Además, el PhA es considerado un predictor del estado de salud, un indicador de supervivencia y un marcador pronóstico para diferentes resultados clínicos 3,20, incluso en otras condiciones clínicas 20,21,22,23, donde valores altos de PhA indican una mayor integridad y vitalidad de la membrana celular 10,13y, por lo tanto, una mayor funcionalidad. Esto contrasta con los bajos valores de PhA, que reflejan la integridad de la membrana y la pérdida de permeabilidad, lo que conduce a un deterioro de la función celular o incluso a la muerte celular14,22,24. En pacientes con insuficiencia cardíaca crónica (ICC), valores de PhA más bajos se asociaron con una peor clasificación de clase funcional25. Además, una de las ventajas de la medición de PhA es que no requiere parámetros recordados, peso corporal o biomarcadores.

Varios estudios han recomendado el uso de mediciones brutas de BIA en pacientes que presentaban alteraciones en los desplazamientos y redistribuciones de líquidos o en el estado de hidratación no constante, como los de la ICA26. Esto se debe a que la BIA se basa en ecuaciones de regresión que estiman el agua corporal total (TBW), el agua corporal extracelular (ECW) y el agua corporal intracelular (ICW). Por lo tanto, las estimaciones de masa magra y grasa en estos pacientes están sesgadas debido a la relación fisiológica con la hidratación de los tejidos blandos27.

El método de análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) supera algunas limitaciones del método BIA convencional28. Proporciona información adicional a través de una evaluación semicuantitativa de la composición corporal en términos de masa celular corporal (MCA), integridad de la masa celular y estado de hidratación29. Por lo tanto, permite una estimación del volumen de fluido corporal a través de patrones de distribución vectorial y distancia en un gráfico R-Xc28,30. BIVA se utiliza para crear un gráfico vectorial de impedancia (Z) utilizando los valores R y Xc de todo el cuerpo derivados de BIA a una frecuencia de 50 kHz.

Para ajustar los valores brutos de R y Xc, los parámetros R y Xc se estandarizan por altura (H), expresados como R/H y Xc/H en Ohm/m, y se representan como un vector; este vector tiene una longitud (proporcional al TBW) y una dirección en el gráfico R-Xc16,28.

Un gráfico R-Xc específico por sexo contiene tres elipses, que corresponden a las elipses de tolerancia del 50%, 75% y 95% de una población de referencia sana 28,31,32; la forma elipsoidal de las elipses está determinada por la relación entre R/H y Xc/H. Sin embargo, para evaluar los parámetros de impedancia en una población de salud de referencia específica de género, los parámetros BIA brutos originales se transformaron en puntuaciones Z bivariadas (en un análisis de puntuación Z BIVA) y se graficaron en un gráfico de puntuación Z R-Xc33,34. Este gráfico, comparado con un gráfico R-Xc, representó el R/H y Xc/H estandarizados como una puntuación Z bivariante, es decir, Z(R) y Z(Xc) mostraron el número de desviaciones estándar con respecto al valor medio del grupo de referencia33. Las elipses de tolerancia de la puntuación Z conservaron el mismo patrón que las elipses de los percentiles en el gráfico R-Xc original31,33. Los gráficos de puntuación Z para R-Xc y R-Xc mostraron cambios en la masa de los tejidos blandos y la hidratación de los tejidos, independientemente de las ecuaciones de regresión o del peso corporal.

Los desplazamientos vectoriales a lo largo del eje mayor de las elipses indicaron cambios en el estado de hidratación; un vector acortado que cayó por debajo del polo del 75% de una elipse indicó edema con fóvea (sensibilidad = 75% y especificidad = 86%); sin embargo, el umbral óptimo para la detección de edema con fóvea fue diferente en los pacientes con ICA e ICC, donde el polo inferior del 75% correspondió a los pacientes con ICA y el 50% al edema de los pacientes con ICC (sensibilidad = 85% y especificidad = 87%)35. Por otro lado, los desplazamientos vectoriales a lo largo del eje menor correspondieron a la masa celular. El lado izquierdo de las elipses indicaba una masa celular elevada (es decir, más tejido blando), donde los vectores más cortos correspondían a los individuos obesos y se caracterizaban por fases similares a las de los atléticos, que tenían vectores más largos. Por el contrario, el lado derecho indicó menor masa celular corporal21,34; según Picolli et al.31,33, las puntuaciones de los vectores de los grupos de anorexia, VIH y cáncer se ubicaron en el lado derecho del eje menor, lo que corresponde a la categoría de caquexia.

El objetivo de este estudio fue explicar cómo obtener e interpretar los valores de PhA mediante el uso de BIA en pacientes con ICA que ingresaron en un servicio de urgencias y mostrar su aplicabilidad/utilidad clínica como marcador predictivo del pronóstico de eventos a 90 días.

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Protocolo

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El protocolo fue aprobado por el Comité de Ética en Investigación del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán (REF. 3057). Para realizar las mediciones de BIA, se utilizó un equipo tetrapolar de frecuencia múltiple (ver Tabla de Materiales). Este equipo proporcionó valores brutos precisos para la resistencia (R), la reactancia (Xc) y el ángulo de fase (PhA) a una frecuencia de 50 kHz, lo que permitió medir la impedancia con la mejor relación señal-ruido. Los electrodos adhesivos utilizados debían corresponder a las recomendaciones del fabricante. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los pacientes que participaron en el estudio.

1. Preparación experimental y del paciente

NOTA: Estos pasos se realizaron antes de realizar una medición BIA.

  1. Pruebe periódicamente el equipo para verificar la precisión de las mediciones de impedancia utilizando una resistencia de prueba con un valor conocido de 500 Ω (rango: 496-503 Ω).
  2. Educar al personal que realiza las mediciones de BIA de acuerdo con las instrucciones del fabricante y el método tetrapolar descrito en la literatura36.
    NOTA: El paciente debe ayunar durante al menos 4-5 h. Si el paciente está lúcido y consciente, explique el procedimiento que se realizará.
  3. Quítese el zapato y el calcetín del pie derecho y cualquier objeto metálico que tenga contacto con la piel del paciente, como pulseras, relojes, anillos y cadenas.
    NOTA: Si el pie derecho tiene una lesión, vendarlo y cambiar al lado izquierdo (si ninguno de los pies está disponible para ser descubierto y para la colocación de electrodos, no se pueden realizar mediciones de BIA).
  4. Coloque al paciente en posición supina o semi-fowler de acuerdo con la tolerancia del paciente, con las piernas y los brazos abiertos en un ángulo de aproximadamente 45°. En pacientes con obesidad, colocar una sábana entre sus muslos para evitar el contacto entre ellos.
  5. Conecte los cables conductores al equipo; Hay indicaciones que muestran la forma correcta de conectarlos.

2. Medición de BIA

  1. Identifique el área en la que se colocarán los electrodos. Con una almohadilla con alcohol al 70%, limpie estas superficies y espere hasta que el alcohol se seque para colocar los electrodos (la ubicación de los electrodos fue descrita anteriormente)37.
    NOTA: Para obtener más información sobre la medición de BIA, consulte el protocolo descrito anteriormente37.

3. Análisis de los parámetros brutos de BIA en el gráfico de puntuación Z de R-Xc

  1. Descargue el software de tolerancia BIVA de Piccolli38 (ver Tabla de Materiales).
    NOTA: El software incluye siete hojas de cuaderno de trabajo (Guía/Población de referencia/Gráfico de puntos/Ruta/Asignaturas/Puntuaciones Z/Gráfico Z).
  2. Haz clic en la ficha Población de referencia, elige la población de referencia según las características del paciente, y cópiala y pégala en la primera fila amarilla.
    NOTA: El software solo lee la primera fila amarilla, que es donde se coloca la población de referencia. Las poblaciones de referencia van de 1 a 10 (columna Código de población ), y se muestran en las filas debajo de la amarilla.
  3. Haga clic en la hoja de puntuación Z, inserte la población de referencia e introduzca los datos del paciente en la segunda fila.
    NOTA: Los datos de la población de referencia incluyen el código de población (Código de Población), el número de pacientes incluidos en la población de referencia (Tamaño de Población, N), la resistencia media en ohmios por altura en m 2 (Media R/H), la desviación estándar de la resistencia en ohmios por altura en m 2 (R/H SD), la reactancia media en ohmios por altura en m2 (Media Xc/H), y la desviación estándar de la reactancia en ohmios por altura en m2 (Xc/H DE). Estos datos se muestran en la ficha de población de referencia (columnas A a F).
    1. Inserte el número de historia clínica de cada paciente en el campo ID del sujeto (columna G).
    2. Inserte un número entre 1 y 10 en el campo Código de grupo (columna H).
    3. Inserte el valor de resistencia obtenido con BIA y ajustado por altura en metros en el campo de asunto R/H (columna I).
    4. Inserte el valor de reactancia obtenido con BIA y ajustado por altura en metros en el campo de asunto Xc/H (columna J).
    5. Inserte un valor de 1 en el campo Opción de dibujo (columna K) para crear una gráfica; Para omitir filas, deje la celda en blanco.
  4. Haga clic en el menú del programa de la hoja de cálculo, haga clic en la pestaña Complementos y haga clic en el botón CALCULAR .
    NOTA: La puntuación Z(R) (columna L) y la puntuación Z(Xc) (columna M) se calcularán automáticamente.
  5. Haga clic en la hoja Z-graph; A continuación, en el menú del programa de hoja de cálculo, haga clic en la pestaña Complementos y en el botón Nuevo gráfico .
  6. Realice análisis de puntuación Z y ángulo de fase BIVA siguiendo los pasos 4 y 5.

4. Interpretación y análisis de la puntuación Z de BIVA

NOTA: Identifique los cuatro patrones en el gráfico de puntuación Z R-Xc. En los extremos a lo largo del eje mayor, el patrón inferior se asocia con la congestión, mientras que el patrón superior se asocia con el estado de deshidratación. En los extremos a lo largo del eje menor, el patrón izquierdo se asocia con más masa celular en los tejidos blandos, mientras que el patrón derecho se asocia con menos masa celular en los tejidos blandos. Para calcular la puntuación Z bivariante a partir de la edad media del grupo, se utiliza la siguiente fórmula: Z(R) = (grupo de edad medio R/H - valor medio R/H en la población de referencia) / desviación estándar de la población de referencia y Z(Xc) = (edad media Xc/H del grupo - valor medio de Xc/H en la población de referencia) / desviación estándar de la población de referencia.

  1. Visualice e identifique los puntos suspensivos del 50 %, 75 % y 95 %. Los ejes x (reactancia) e y (resistencia) muestran las desviaciones estándar.
    NOTA: El gráfico de puntuación Z R-Xc específico del sexo se clasifica de acuerdo con el estado de hidratación y el BCM, y se considera que todos los vectores dentro de la elipse de tolerancia del 75% indican tejido con impedancia normal.
  2. Identificar el eje del estado de hidratación y clasificar el vector.
    NOTA: Los vectores que caen por debajo de la elipse de tolerancia del 75% en el polo inferior indican congestión, mientras que todos los vectores que caen dentro de la elipse de tolerancia del 75% indican que no hay congestión. Se considera que los vectores que caen fuera de la elipse de tolerancia del 75% del polo superior indican el estado de deshidratación.
  3. Identifique el eje BCM en el gráfico y clasifique el vector.
    NOTA: Se considera que los vectores con desplazamiento hacia el lado izquierdo indican un mayor BCM. Por el contrario, los vectores en el lado derecho del gráfico se clasifican como indicadores de BCM más bajo.
  4. Identifique el número de desviaciones estándar entre el valor trazado y el valor medio del grupo de referencia.
    NOTA: Los vectores que caen por debajo de las elipses de tolerancia del 75% del polo inferior (eje mayor) y fuera de las elipses del 75% en el lado izquierdo (eje menor) se interpretan como indicando un estado de congestión con una disminución de BCM (menos tejido blando), mientras que los vectores que caen en el lado derecho (eje menor) se interpretan como indicando un estado de congestión con un aumento de BCM (más tejido blando).
  5. Por otro lado, los vectores que caen por encima de las elipses de tolerancia del 75% del polo inferior (eje mayor) y fuera de las elipses del 75% en el lado izquierdo (eje menor) se interpretan como indicando un estado de no congestión con una disminución de BCM (menos tejido blando), mientras que los vectores que caen en el lado derecho (eje menor) se interpretan como indicando un estado de no congestión con un aumento de BCM (más tejido blando).

5. Cálculo e interpretación directa de la PHA

NOTA: Se necesitan valores brutos de R 50 y Xc50 para calcular PhA.

  1. Sustituya los valores brutos de R 50 y Xc50 en la fórmula.
    NOTA: Fórmula en RStudio: atan(Xc 50/R50)*(180°/π); fórmula en Microsoft Excel: = ATAN (Xc 50 / R50) * (180 ° / PI). Los resultados se expresan en grados.
    El PhA suele oscilar entre 5° y 7°; Sin embargo, se pueden alcanzar valores superiores a 9,5° en deportistas sanos. Si los valores de PhA son inferiores a 4,8° al ingreso, el sujeto tiene una HR de 2,7 (IC95% 1,08-7,1, p = 0,03)39 para presentar un evento de 90 días (mortalidad o rehospitalización) y una HR de 2,67 para la mortalidad en los 24 meses siguientes (IC95% 1,21-5,89, p = 0,01)20.

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Resultados

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De acuerdo con el protocolo descrito anteriormente, presentamos los datos de cuatro pacientes con ICA (dos mujeres y dos hombres) que ingresaron en un servicio de urgencias como ejemplo de la aplicabilidad clínica de los valores del ángulo de fase y el análisis de la puntuación Z de BIVA. Las mediciones de BIA se realizaron utilizando equipos de frecuencia múltiple sensibles a la fase dentro de las 24 h posteriores al ingreso.

Para calcular el Z-score bivariado a partir de la media del grupo d...

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Discusión

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este protocolo describe la utilidad del uso del análisis R-Xc Z-score en la práctica clínica para pacientes ingresados en un servicio de urgencias con ICAH. Teniendo en cuenta que en los pacientes con IAH el principal motivo de ingreso hospitalario es la congestión, su detección y evaluación rápidas y precisas son cruciales para la evolución de los pacientes6.

Este artículo ilustra la variedad de manifestaciones clínicas de la ICA y cómo el análisis de la puntuación Z d...

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Divulgaciones

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Los autores declaran no tener intereses contrapuestos.

Agradecimientos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los autores desean agradecer a los Prof. Piccoli y Pastori del Departamento de Ciencias Médicas y Quirúrgicas de la Universidad de Padua, Italia, por proporcionar el software BIVA. Esta investigación no recibió ninguna subvención específica de financiamiento, agencias en los sectores público, comercial o sin fines de lucro. Este protocolo/investigación forma parte de la tesis doctoral de María Fernanda Bernal-Ceballos apoyada por la beca del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) (CVU 856465).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Alcohol 70% hisopos NANASe puede utilizar cualquier marca
BIVA software 2002NANAEs un software creado para uso académico, se puede descargar en http:// www.renalgate.it/formule_calcolatori/ bioimpedenza.htm en la sección "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli"
Toallitas de clorhexidinaNANA Sepuede utilizar cualquier marca
Mesa de exploraciónNANA Sepuede utilizar
cualquier marcaCables conductores casquillo cuadradoBodyStatSQ-WIRES
Electrodos largos Bodystat 0525BodyStatBS-EL4000
Quadscan 4000equipo BodyStatBS-4000 Rango de medición deimpedancia:
20 - 1300 Ω ohms
Corriente de prueba: 620 μ A
Frecuencia: 5, 50, 100, 200 kHz Precisión: Impedancia 5 kHz: +/- 2 y Omega; Impedancia 50 kHz: +/- 2 y omega; Impedancia 100 kHz: +/- 3 y Omega; Impedancia 200 kHz: +/- 3 y Omega;
Resistencia 50 kHz: +/- 2 Ω
Reactancia 50 kHz: +/- 1 y Omega;
Ángulo de fase 50 kHz: +/- 0,2 grados; Calibración: De vez en cuando se suministra una resistencia para verificación independiente.
El valor de impedancia debe leerse entre 496 y 503 Ω.

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
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