Esta revisión describe los requisitos y aplicaciones del análisis de vectores de impedancia bioeléctrica en la práctica clínica en pacientes adultos.
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Artículo de revisión
Esta revisión describe los requisitos y aplicaciones del análisis de vectores de impedancia bioeléctrica en la práctica clínica en pacientes adultos.
La evaluación de la composición corporal es fundamental en la práctica clínica de la nutrición para el cribado, diagnóstico, tratamiento y pronóstico de los pacientes. El análisis de impedancia bioeléctrica (BIA) se utiliza ampliamente para evaluar la composición corporal. Los dispositivos de impedancia miden la respuesta eléctrica (resistencia) del cuerpo cuando está expuesto a una corriente eléctrica, estimando así indirectamente la composición corporal al conducir una corriente eléctrica baja hacia el cuerpo. Sin embargo, múltiples factores, incluidos dispositivos, ecuaciones, índices y referencias poblacionales, afectan la interpretación de los resultados de la BIA. El análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) se ha desarrollado como un método alternativo para la evaluación semicuantitativa del estado de hidratación, que supera algunas limitaciones de la BIA tradicional analizando patrones de distancia vectorial y su distribución sobre resistencia y reactancia (R-Xc). Esta revisión describe la clasificación de dispositivos BIA, que es útil para determinar cuándo el enfoque BIVA es apropiado para el análisis de composición corporal. Esta revisión narrativa describe los requisitos y los usos médicos y nutricionales del análisis de vectores de impedancia bioeléctrica en pacientes adultos durante la última década. Varias publicaciones han informado sobre aplicaciones clínicas de BIVA en pacientes adultos, incluyendo la evaluación del estado de volumen de líquidos, el control de fluidos corporales y la predicción de resultados negativos en pacientes sometidos a terapia de reemplazo renal o ingresados en unidades de cuidados críticos. También se ha utilizado como herramienta diagnóstica alternativa en adultos con anomalías líquidas para detectar sarcopenia, caquexia o desnutrición, reflejando baja masa celular corporal o disminución de tejidos blandos. Sin embargo, deben considerarse algunas implicaciones para evitar afectar la interpretación de los resultados, incluyendo diferencias en dispositivos, métodos de análisis y referencias poblacionales específicas. Por ello, esta revisión pretende describir las diferencias entre los dispositivos y técnicas de análisis utilizadas para BIVA, que se tratarán en esta revisión.
La evaluación de la composición corporal es uno de los elementos principales a considerar respecto al estado nutricional. La composición corporal alterada ocurre cuando se ven afectados la absorción y/o ingesta de nutrientes, tanto la privación como el exceso de consumo, y está relacionada con varias afecciones médicas, como enfermedades cardiovasculares, endocrinológicas yóseas 1,2. Así, su evaluación puede proporcionar información crucial durante el cribado, diagnóstico, tratamiento y pronóstico de un paciente2. El análisis de impedancia bioeléctrica (BIA) es uno de los métodos más ampliamente documentados para evaluar la composición corporal tanto en entornos clínicos como de investigación debido a su naturaleza no invasiva, de bajo coste, portátil yfiable 3,4.
La primera aplicación de corrientes eléctricas para la estimación de la composición corporal a partir de la ley de Ohm fue realizada por Nyboer et al. en 1950 y Thomasset en 1962 para tejidos biológicos como conductoreseléctricos 1. El análisis de compartimentos corporales usando BIA asume que el cuerpo humano es un cilindro formado por materiales conductores. Siguiendo la ley de Ohm, se puede estimar el volumen cuando se induce una corriente controlada a una frecuencia específica, considerando la longitud (L) y el área de sección transversal (A) de un conductor 2,3. Así, R=ρL/A, donde R es la resistencia en Ohms, ρ es la resistividad del material conductor y LA es igual a volumen (V). La transformación de fórmula es V= ρL2/R 3,4. Los tejidos biológicos presentan dos tipos de resistencia (R): resistencia conductiva (masa magra y fluidos corporales) y R capacitativa o (reactancia, Xc) de aislantes (hueso, masa grasa y membranas celulares)2,4. La corriente fluye a través de los fluidos extracelulares y las fibras musculares con una resistencia relativamente baja, mientras que la capacidad para penetrar la membrana celular depende de la frecuencia aplicada. La BIA estándar utiliza una frecuencia de 50 kHz, donde la corriente continua refleja el valor R, y la corriente alterna refleja el retardo en el flujo de corriente debido a la propiedad capacitativa de la membrana celular (Xc); La capacitancia se define como la capacidad de almacenar temporalmente una carga eléctrica, que causa el retraso en el flujo 4,5,6. La relación entre R y Xc es la impedancia (Z), formulada como Z2 = R2+Xc2, reflejando el fluido intracelular y los componentescelulares 6. El ángulo de fase (PhA) describe la posición Z como PhA (grado) = [tangente de arco (Xc/R)] × (180°/π)5,6. Los parámetros en bruto medidos por los dispositivos BIA son R, Xc y PhA (Figura 1). Estos parámetros brutos se utilizan junto con parámetros antropométricos, como la altura (correspondiente a la longitud del conductor en el modelo del cilindro), el peso, la edad y el sexo, para obtener diferentes componentes de la composición corporalhumana 2,6. La BIA puede entenderse mejor clasificándola según la frecuencia, la región del cuerpo y el análisis de datos, como se describe acontinuación 7.
Por frecuencia, los dispositivos podrían clasificarse como 1) Los dispositivos de frecuencia única usan una frecuencia de 50 kHz y siguen siendo los más comunes en todo el mundo. Las ventajas de este método incluyen la disponibilidad de datos en bruto para análisis, bajo coste y fácilcalibración 2. 2) Los dispositivos multifrecuenciaoperan a 2-6 frecuencias (normalmente 1, 5, 50, 100, 200 y 500 kHz); corriente alterna administrada a frecuencias ≥5kHz penetra en las membranas celulares encierto grado 8; sin embargo, se utilizan frecuencias >50 kHz para modelar la resistencia a frecuencias infinitas y así predecir TBW. Esto permite el cálculo de TBW y la extracción ECW, resultando en ICW y distribuciónde fluidos 9,10. Algunos dispositivos multifrecuencia no proporcionan datos enbruto 9. Además, 3) los dispositivos de espectroscopía utilizan el modelo polinómico de Cole-Cole, que extrapola R0 a R∞según medidas de Z y PhA en múltiples frecuencias para generar un gráficode Cole 6,9. Los parámetros eléctricos obtenidos se utilizaron para estimar los volúmenes de composición corporal mediante ecuaciones basadas en propiedades eléctricas de los tejidos, según el modeloHanai 9. Sin embargo, las suposiciones hechas por el modelo no se aplican a pacientes con distribución alterada del tejido adiposo y desequilibriode líquidos 8. Los estudios sobre esta tecnología están aumentando, pero muchos no especifican que se basen en espectroscopía, lo que limita lascomparaciones 2. Debe considerarse el acceso a datos en bruto porque no todos los dispositivos de espectroscopía reportan R y Xc a una frecuencia específica, lo que restringe la posibilidad de emplear otros métodos de análisisde datos 6,10. La investigación clínica aún no ha demostrado las claras ventajas de la espectroscopía frente a los dispositivos de frecuenciamúltiple 6.
El análisis de regiones corporales, dividido por todo el cuerpo, considera el cuerpo humano como un cilindro simétrico con una composición homogénea, generando estimaciones de volumen usando las ecuacionespoblacionales 6,9. La medición se realiza con la disposición tetrapolar estándar, que consiste en colocar dos electrodos en la mano (uno en la muñeca entre los procesos estiloides del cúbito y el radio y el otro justo detrás de los metacarpos) y dos electrodos en el pie (uno en el tobillo entre los maléolos medial y lateral y otro justo detrás de los metatarsianos)9 también se llama mano a pie en un lado, lo que lo hace práctico para uso clínico en diversas posiciones, con extremidades vendadas o convenólisis 2. Además, la medición segmentaria, que considera el cuerpo humano como cinco cilindros (brazos, piernas y tronco) con diferentes resistividades. Requiere ambos pies y brazos para mediciones tetrapolares u octapolares, y la falta de estandarización en la colocación de electrodos aumenta el riesgo de errorde medición 2,4. Los datos de referencia son limitados, y la suma de las impedancias segmentarias difiere de la impedanciade cuerpo completo 2.
El análisis de datos puede realizarse utilizando parámetros brutos como el ángulo de fase, que representa la relación geométrica entre resistencia y reactancia. Es un indicador de la distribución del agua corporal y la integridad de la membrana celular y se ha informado como un marcador pronóstico de supervivencia, complicaciones, hidratación, nutrición y calidad muscular2. Las ecuaciones de regresión permiten la estimación cuantitativa de los componentes del tejidocorporal 3. Estas ecuaciones utilizan R como principal predictor, junto con altura, Xc, peso yedad 3. Los parámetros comunes incluyen masa libre de grasa, masa muscular esquelética apendicular, masa grasa, masa celular corporal y agua total, extracelular eintracelular 2. Las ecuaciones asumen una distribución igual de las propiedades conductoras, área de sección transversal constante y longitud proporcional del conductor, permitiendo el cálculo de volumen cuando el flujo de corriente estácontrolado 2,3. Los resultados se ven afectados por el estado de hidratación y los cambios en la masamuscular. Aunque la mayoría de las ecuaciones se correlacionan bien con otros métodos de evaluación en sujetos sanos, no se correlacionan bien en pacientes con desnutrición, deshidratación o sobrehidratación, como aquellos hospitalizados con insuficiencia renal, hepática y cardíaca. Además, las diferencias en los dispositivos y las ecuaciones específicas de edad, sexo y etnia pueden causar inconsistencias en losresultados 2,12. Alternativamente, el análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA), introducido por Piccoli et al. en 1994 como alternativa a las ecuaciones de regresión, utiliza mediciones BIA en bruto (R y Xc a 50 kHz) divididas por la altura en metros. El vector de impedancia de una persona normal suele situarse dentro de la elipse de tolerancia 75 en gráficos basados en etnia ysexo 13,14,15.
Esta revisión narrativa describe los requisitos y los usos médicos y nutricionales del análisis de vectores de impedancia bioeléctrica en pacientes adultos durante la última década.
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Requisitos para realizar análisis e interpretación de vectores de impedancia bioeléctrica
Antes de hablar de la aplicación clínica del análisis de vectores de impedancia bioeléctrica (BIVA), es fundamental reconocer que no todos los dispositivos comerciales disponibles son adecuados para realizar BIVA. La Figura 2 presenta un algoritmo que debe consultarse para asegurar que la impedancia bioeléctrica bruta requerida para el análisis sea accesible y que el dispositivo cumpla los criterios necesarios para su uso. Además, es esencial verificar la fiabilidad, precisión y exactitud del dispositivo mediante la estandarización y el control de calidad de la adquisición de parámetros en bruto, asegurando una interpretación fiable en los distintos métodos y mejorando la calidad de losresultados 7. El control de calidad incluye el uso del mismo dispositivo con calibración regular mediante un circuito de prueba suministrado por el fabricante con resistencia o impedancia conocida, electrodos de alta calidad y su posición, temperatura de piel y núcleo, preparación adecuada del sujeto y protocolos de medición consistentes medidos en las mismas posiciones del cuerpo y de las extremidades. González-Correa et al. propusieron un protocolo como lista de verificación para estandarizar las mediciones de BIA enadultos de 16 años, y cómo realizar este protocolo se ha descrito previamenteen 17 años.
BIVA determina el estado de sobrecarga o deshidratación de fluidos según la posición vectorial en el gráfico RXc a lo largo del eje vertical de R y Xc. Los vectores que caen por debajo o por encima de la elipse de tolerancia 75 en el polo inferior indican sobrecarga de fluidos (expansión de volumen extracelular) y deshidratación, respectivamente. Todos los vectores que se encuentran dentro de las elipses de tolerancia 50 y 75 especificaron el estado normal de fluido y masa celular 6,13,15 (Figura 3). Ejemplos de aplicaciones clínicas se describen en la Figura 4.
Aplicaciones clínicas del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica
Las aplicaciones de práctica clínica reportadas en PubMed entre 2015 y 2025 se describen en la Tabla 1 e incluyen el uso de BIVA para evaluar el estado de hidratación de líquidos (detectando deshidratación, sobrehidratación, acumulación de líquidos y redistribución de líquidos) y el estado nutricional (desnutrición, caquexia, sarcopenia, masa muscular y grasa). Se excluyeron los estudios con deportistas. Los filtros aplicados incluían especies humanas, poblaciones adultas e inglés.
Evaluación del estado del volumen de fluidos
Se ha descrito que BIVA evalúa el estado del volumen de líquidos, controla los fluidos corporales, gestiona la administración de líquidos intravenosos y detecta o predice resultados negativos. Una de las primeras aplicaciones clínicas de este método de grafos fue en pacientes con hemodiálisis para monitorizar la hidratación como alternativa a los cambios de peso antes y después de ladiálisis 18. Mientras que Samoni et al.19describieron su uso en pacientes críticos en la unidad de cuidados críticos, informando que la hiperhidratación severa evaluada por BIVA estaba asociada con mortalidad. Kammar-García et al.20informaron que los pacientes ingresados en el Departamento de Urgencias que fueron clasificados como con sobrecarga de líquidos por BIVA tenían una mayor probabilidad de mortalidad. Pineda-Juárez encontró que los pacientes con enfermedad isquémica con alteración de hidratación según BIVA presentaban una respuesta cardiopulmonarmás baja 21. Varaldo et al.22encontraron que los pacientes acromegalicos con enfermedades activas o controladas presentaban un estado de sobrehidratación fuera del percentil 75 en la población sana.
Otra aplicación es evaluar los cambios de líquidos y fomentar la terapia de fluidos. Costa et al. reportaron un aumento progresivo en la acumulación de líquidos con una reducción significativa de la longitud del vector 24 horas después de la cirugíacardíaca 23. Mientras tanto, Maioli et al. encontraron que la evaluación de BIVA en el ingreso en pacientes con enfermedad coronaria estable permite ajustar la expansión del volumen intravascular, resultando en una menor incidencia de IC-AKI tras procedimientosangiográficos 24.
Comparaciones de grupos por confianza BIVA
Por otro lado, si el objetivo es comparar grupos de pacientes, la media, desviación estándar y correlación de R/H y Xc/H pueden registrarse en el software de confianza BIVA, lo que permite determinar diferencias significativas mediante la prueba T2 de Hotelling y la distanciageneralizada 25 de Mahalanobis. La distribución vectorial de los valores medios de grupo se representó en un gráfico respectoal percentil 95, denominado elipse de confianza o intervalode confianza 26. Se ha reportado una comparación de confianza BIVA en pacientes post-infarto de miocardio con un índice de comorbilidad de Charlson de ≥3 frente a <2. Aquellos con un índice más alto tienen vectores más largos desplazados hacia la derecha, lo que sugiere una pérdida de tejidoblando 27. Guerrini et al. encontraron diferencias significativas en las elipses de distribución vectorial entre pacientes con sarcopenia o desnutrición, caracterizadas por un gran desplazamiento hacia la derecha de sus vectores de impedancia en comparación con pacientes sin desnutrición o sarcopenia, lo que indica una menor masa de tejido blando. BIVA también identificó sujetos con mejoras mayores y menores tras la rehabilitación en pacientes subagudos post-ictus, mostrando un desplazamiento hacia la izquierda de los vectores de admisión, que podría interpretarse como un aumento de la masa de tejidos blandosy músculo 28.
Análisis vectorial de impedancia bioeléctrica con puntuación z
El software BIVA incluye el análisis de puntuación Z de VIVA, que se calcula en función del número de desviaciones estándar respecto a la resistencia/altura y los valores de reactancia/altura de un sujeto respecto a las medias de la población de referencia, convirtiéndolas en una puntuación Z bivariada y representándolas en el gráfico R-Xc de puntuaciónZ 6,29. Si el vector sujeto está en el cuarto cuadrante (inferior derecho) y fuera de las elipses de tolerancia del percentil 75, es decir, la puntuación Xc-Z de -1 indica expansión extracelular y desecho de tejidoblando 30. El uso de las puntuaciones z ha sido poco explorado en la literatura; Se ha informado para determinar diferencias en la composición corporal según el tipo y estadio del cáncer31, evaluando el estado nutricional en pacientes con cirrosisdescompensada 32, y en pacientes subagudos post-ictus29.
Evaluación de masa celular corporal, caquexia y sarcopenia
Además, puede ser útil para la clasificación de la caquexia, determinada por valores de alta resistencia y baja reactancia, representados por un vector a la derecha del gráfico, >75de la elipse de tolerancia, indicando una menor masa celular corporal, como en el estudio de Santillán-Díaz et al., donde este enfoque se utilizó para evaluar la prevalencia de caquexia reumatoide en pacientes con artritis reumatoide33. Encontraron que los pacientes con caquexia presentaban menor fuerza de agarre y función física, así como mayores tasas de prescripción de metotrexato. Ramos-Vázquez et al. encontraron una mayor frecuencia de caquexia en pacientes con disfagia orofaríngea que fueron alimentados exclusivamente por sonda que en aquellos con ingestaoral 34.
Finalmente, las principales ventajas de este enfoque BIVA son el análisis simultáneo de la hidratación y los componentes de la masa celular corporal, así como la capacidad de análisis proporcional y continuo del estado de salud, ya que las mediciones continuas pueden representarse en el mismo gráfico para comparar la modificación de la composición corporal (tanto hidratación como estado nutricional). La prueba T2 de Hotelling emparejada de una sola muestra y la distancia generalizada de Mahalanobis pueden utilizarse para evaluar el fluido y los cambios en el gráfico dR/H-dXc/H 30. Lozada-Mellado et al. evaluaron cambios en el estado de hidratación y la masa celular corporal tras un programa dinámico de ejercicio en pacientes con artritis reumatoide en México, encontrando un desplazamiento hacia el cuadrante de masa caquexia en los pacientes que no participaron en el programade ejercicio 35. Quizzini et al. aplicaron este análisis a adultos mayores con sarcopenia para evaluar el efecto de un programa de ejercicio de resistencia sinmejoría 36.
Como se muestra en la Tabla 1, varios estudios han informado de análisis BIVA; sin embargo, solo se utilizaron parámetros BIA, como la masa muscular (kg), ECW, TBW y PhA 19,20,21,22,23,24,28,32,33,34,35,36,37,38,39,40, 41. No se utilizó ni se reportó clasificación vectorial o desplazamiento del vector según elipses de tolerancia o ejesR-Xc 37,38,39,40,41.
Perspectivas
Investigaciones futuras podrían evaluar si los pacientes con anomalías en los fluidos corporales, volviendo a la referencia 75, es decir, estado normal de líquidos, tienen un mejor pronóstico o una menor incidencia de peores resultados, así como cuantificar este cambio en la puntuación Z.
En pacientes con sobrecarga o desequilibrio líquido, los valores de masa muscular están sesgados debido a la relación fisiológica con la hidratación de tejidosblandos 30, lo que sobreestima los valores de masa muscular y dificulta la detección de la obesidad sarcépica. Para detectar la presencia de alteraciones de fluidos y determinar si se pueden aplicar ecuaciones de regresión, la puntuación Z de BIVA podría ser útil para evaluar el estado del fluido, discriminando contra pacientes con sobrehidratación que podrían ser mal clasificados sin sarcopenia o caquexia. Por lo tanto, es necesario realizar nuevas investigaciones centradas en este método.
La evaluación del efecto de la terapia nutricional médica para diferenciar entre acumulación de líquidos o un aumento de masa celular corporal, que puede combinarse con una prueba de capacidad funcional, como la fuerza de agarre de mano, es otra aplicación clínica para investigaciones posteriores. Los principales desafíos incluyen la falta de estandarización en la aplicación del método, la necesidad de distinguir entre diferencias estadísticamente significativas y aquellas con relevancia clínica, y el malentendido o la falta de voluntad para aceptar las limitaciones y el alcance de esta técnica. Estos aspectos son críticos cuando la bioimpedancia se utiliza como herramientade evaluación 7. Es importante tener en cuenta que las mediciones de ABI en bruto difieren entre dispositivos y pueden afectar a los resultados de BIVA, lo cual debe tenerse en cuenta al comparar estudios y seleccionar una población de referencia, ya que esto puede influir en la interpretación de los resultados, especialmente en comparación con otras poblaciones de referencia de diferentesdispositivos 42. Además, las categorías de clasificación podrían ser problemáticas en ciertas poblaciones, como mujeres mayores de 60 años, ya que podrían existir diferencias debido a los dispositivos u otros factores que justifiquen lainterpretación 43.
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El análisis de impedancias bioeléctricas (BIA) proporciona varios parámetros en bruto, como resistencia, reactancia y ángulo de fase, que pueden visualizarse e interpretarse usando BIVA. Estos componentes se representan gráficamente mediante RXc-gráficos, donde la posición y el desplazamiento del vector de impedancia dentro de las elipses de tolerancia ofrecen información sobre el estado de hidratación y la masa celular corporal. Sin embargo, la mayoría de los estudios hasta la fecha se ...
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Los autores no declaran conflictos de interés.
Los autores quieren agradecer a los Prof(s). 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 subvenciones específicas de agencias financiadoras del sector público, comercial o sin ánimo de lucro. Este protocolo/investigación forma parte de la tesis doctoral de Yunuen Reyes-Paz, apoyada por una beca del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) (CVU 1076076).
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