Summary
In diesem Protokoll erläutern wir, wie Phasenwinkelwerte und der Z-Score der bioelektrischen Impedanzvektoranalyse (BIVA) ermittelt und interpretiert werden können, der durch bioelektrische Impedanz bei Patienten mit akuter Herzinsuffizienz, die in die Notaufnahme aufgenommen wurden, und wie ihre klinische Anwendbarkeit als prädiktiver Marker für die Prognose eines 90-Tage-Ereignisses ermittelt werden kann.
Abstract
Die akute Herzinsuffizienz ist gekennzeichnet durch eine neurohormonelle Aktivierung, die zu Natrium- und Wassereinlagerungen führt und Veränderungen in der Körperzusammensetzung verursacht, wie z. B. eine erhöhte Verstopfung der Körperflüssigkeit oder eine systemische Stauung. Dieser Zustand ist einer der häufigsten Gründe für eine Krankenhauseinweisung und wurde mit schlechten Ergebnissen in Verbindung gebracht. Der Phasenwinkel misst indirekt den intrazellulären Status, die zelluläre Integrität, die Vitalität und die Verteilung der Zwischenräume zwischen intrazellulärem und extrazellulärem Körperwasser. Es wurde festgestellt, dass dieser Parameter ein Prädiktor für den Gesundheitszustand und ein Indikator für das Überleben und andere klinische Ergebnisse ist. Darüber hinaus waren Phasenwinkelwerte von <4,8° bei Aufnahme mit einer höheren Mortalität bei Patienten mit akuter Herzinsuffizienz assoziiert. Niedrige Phasenwinkelwerte können jedoch auf Veränderungen zurückzuführen sein, wie z. B. die Verschiebung von Flüssigkeiten von einem intrazellulären Körperwasserkompartiment (ICW) in ein ECW-Kompartiment (extrazelluläres Körperwasser) und eine gleichzeitige Abnahme der Körperzellmasse (die auf Mangelernährung hinweisen kann), die bei Herzinsuffizienz vorhanden sind. So kann ein niedriger Phasenwinkel auf Überwässerung und/oder Mangelernährung zurückzuführen sein. BIVA liefert zusätzliche Informationen über die Körperzellmasse und den Stauungsstatus mit einem grafischen Vektor (R-Xc-Diagramm). Darüber hinaus kann eine BIVA-Z-Score-Analyse (die Anzahl der Standardabweichungen vom Mittelwert der Referenzgruppe), die das gleiche Muster wie die Ellipsen für die Perzentile im ursprünglichen R-Xc-Diagramm aufweist, verwendet werden, um Veränderungen der Weichteilmasse oder der Gewebehydratation zu erkennen und den Forschern zu helfen, Veränderungen in verschiedenen Studienpopulationen zu vergleichen. In diesem Protokoll wird erläutert, wie Phasenwinkelwerte und BIVA-Z-Score-Analysen, ihre klinische Anwendbarkeit und ihre Nützlichkeit als prädiktiver Marker für die Prognose eines 90-Tage-Ereignisses bei Patienten, die mit akuter Herzinsuffizienz in eine Notaufnahme aufgenommen wurden, zu erhalten und zu interpretieren sind.
Introduction
Akute Herzinsuffizienz (AHF) resultiert aus dem raschen Auftreten von Anzeichen, Symptomen und einer Verschlimmerung von Derivaten der Herzinsuffizienz und einer Kombination aus klinischen, hämodynamischen und neurohormonellen Anomalien, einschließlich einer systemischen Entzündungsaktivierung, die zu Natrium- und Wassereinlagerungen führt1. Diese langfristige Akkumulation führt dazu, dass die interstitiellen Glykosaminoglykan-Netzwerke (GAG) dysfunktional werden, was zu einer verringerten Pufferkapazität führt und die Form und Funktion der GAG-Netzwerke verändert 1,2. Dies trägt zu Veränderungen der Körperzusammensetzung aufgrund der Verschiebung von Flüssigkeiten vom intrazellulären in den extrazellulären Raum3 bei, was zu einem Anstieg der Körperflüssigkeiten führt und zu Stauungen führt, die die häufigste Ursache für Krankenhausaufenthalte mit Herzinsuffizienz sind. Es handelt sich hauptsächlich um eine Flüssigkeitsüberladung, eine kompartimentelle Flüssigkeitsumverteilung oder eine Kombination beider Mechanismen, die eine sofortige ärztliche Behandlung erfordern 4,5. Dieser Zustand ist einer der Hauptprädiktoren für eine schlechte Prognose 6,7.
In Anbetracht der Tatsache, dass AHF die häufigste Ursache für Krankenhauseinweisungen bei Patienten über 65 Jahren ist8, weisen etwa 90 % der Patienten, die in eine Notaufnahme aufgenommen werden, eine Flüssigkeitsüberladungauf 6, und etwa 50 % dieser Patienten werden mit anhaltenden Symptomen von Dyspnoe und Müdigkeit und/oder minimalem oder keinem Gewichtsverlust entlassen9. Die Sterblichkeitsraten im Krankenhaus liegen zwischen 4 % und 8 % nach der Entlassung; Es gibt einen Anstieg von 8 % auf 15 % nach drei Monaten, und für eine erneute Krankenhauseinweisung liegen die Raten zwischen 30 % und 38 % nach 3 Monaten10. Daher ist die schnelle und genaue Bewertung von Überlastungen in Echtzeit- und Akutsituationen, wie z. B. einer Notaufnahme, entscheidend für das therapeutische Management11 und die Bestimmung von Krankheitsprognose, Morbidität und Mortalität6.
Die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) wurde für die Abschätzung der Körperzusammensetzung als sicher, nicht-invasiv und tragbar vorgeschlagen12. Um eine Ganzkörperimpedanz abzuschätzen, verwendet BIA einen phasensensitiven Impedanzanalysator, der einen konstanten Wechselstrom durch tetrapolare Oberflächenelektroden einleitet, die an den Händen und Füßen12 angebracht sind. Diese Methode kombiniert den Widerstand (R), den Reaktanz (Xc) und den Phasenwinkel (PhA)13, wobei R der Widerstand gegen den Fluss des Wechselstroms durch die intrazelluläre und extrazelluläre ionische Lösung ist. Xc ist die Verzögerung in der Leitung (dielektrische Komponenten) oder die Übereinstimmung der Gewebegrenzflächen, Zellmembranen und Organellen mit dem Durchgang des verabreichten Stroms12. Der PhA spiegelt die Beziehung zwischen R und Xc wider. Es leitet sich von den elektrischen Eigenschaften des Gewebes ab; Sie wird als Verzögerung zwischen Spannung und Strom an der Zellmembran und den Gewebegrenzflächen ausgedrückt und mit phasenempfindlichen Geräten 14,15,16,17 gemessen.
Der PhA wird aus den Rohdaten von R und Xc (PA [Grad] = Arkustangens (Xc/R) x (180°/π)) berechnet und gilt als einer der Indikatoren für die Zellgesundheit und die Zellmembranstruktur18 sowie als Indikator für die Verteilung von ICW- und ECW-Räumen, d.h. veränderte Umverteilungen der Kompartimente (insbesondere Wechsel von intrazellulärem zu extrazellulärem Wasser, was niedrige Phasenwinkel zeigen können)19. So kann ein niedriger PhA-Wert auf Überwässerung und/oder Mangelernährung zurückzuführen sein, und der Z-Score könnte verwendet werden, um zu unterscheiden, ob dieser niedrige PhA-Wert auf den Verlust von Weichteilmasse, eine Zunahme der Gewebehydratation oder beides zurückzuführen ist. Darüber hinaus könnte die Transformation des Z-Scores den Forschern helfen, Veränderungen in verschiedenen Studienpopulationen zu vergleichen 3,14.
Darüber hinaus gilt PhA als Prädiktor für den Gesundheitszustand, als Überlebensindikator und als prognostischer Marker für verschiedene klinische Ergebnisse3,20, auch unter anderen klinischen Bedingungen 20,21,22,23, wobei hohe PhA-Werte auf eine größere Integrität und Vitalität der Zellmembran hinweisen 10,13und damit mehr Funktionalität. Dies steht im Gegensatz zu niedrigen PhA-Werten, die die Membranintegrität und den Permeabilitätsverlust widerspiegeln, was zu einer Beeinträchtigung der Zellfunktion oder sogar zum Zelltod führt14,22,24. Bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz (CHF) waren kleinere PhA-Werte mit einer schlechteren Funktionsklassenklassifikation assoziiert25. Darüber hinaus besteht einer der Vorteile der PhA-Messung darin, dass keine abgerufenen Parameter, kein Körpergewicht und keine Biomarker erforderlich sind.
Mehrere Studien haben die Verwendung von BIA-Rohmessungen bei Patienten empfohlen, die Veränderungen in den Flüssigkeitsverschiebungen und Flüssigkeitsumverteilungen oder einen nicht konstanten Hydratationsstatus aufwiesen, wie z. B. bei AHF26. Dies lag daran, dass BIA auf Regressionsgleichungen basiert, die das Gesamtkörperwasser (TBW), das extrazelluläre Körperwasser (ECW) und das intrazelluläre Körperwasser (ICW) schätzen. Daher sind die Schätzungen der Mager- und Fettmasse bei solchen Patienten aufgrund des physiologischen Zusammenhangs mit der Hydratation des Weichgewebes verzerrt27.
Die Methode der bioelektrischen Impedanzvektoranalyse (BIVA) überwindet einige Einschränkungen der herkömmlichen BIA-Methode28. Es liefert zusätzliche Informationen durch eine semiquantitative Bewertung der Körperzusammensetzung in Bezug auf die Körperzellmasse (BCM), die Integrität der Zellmasse und den Hydratationsstatus29. Somit ermöglicht sie eine Abschätzung des Körperflüssigkeitsvolumens durch Vektorverteilung und Abstandsmuster auf einem R-Xc-Graphen 28,30. BIVA wird verwendet, um ein Vektordiagramm der Impedanz (Z) unter Verwendung der aus BIA abgeleiteten R- und Xc-Werte des gesamten Körpers bei einer Frequenz von 50 kHz zu erstellen.
Um die Rohwerte von R und Xc anzupassen, werden die Parameter R und Xc nach Höhe (H) standardisiert, als R/H und Xc/H in Ohm/m ausgedrückt und als Vektor aufgetragen. Dieser Vektor hat eine Länge (proportional zur TBW) und eine Richtung auf dem R-Xc-Graphen16,28.
Ein geschlechtsspezifisches R-Xc-Diagramm enthält drei Ellipsen, die den Toleranzellipsen von 50 %, 75 % und 95 % einer gesunden Referenzpopulation entsprechen 28,31,32; Die ellipsoidförmige Form der Ellipsen wird durch die Beziehung zwischen R/H und Xc/H bestimmt. Um jedoch die Impedanzparameter in einer geschlechtsspezifischen Referenzpopulation zu evaluieren, wurden die ursprünglichen BIA-Rohparameter in bivariate Z-Scores (in einer BIVA-Z-Score-Analyse) transformiert und in einem R-Xc-Z-Score-Diagramm aufgetragen33,34. Diese Grafik stellte im Vergleich zu einer R-Xc-Grafik die standardisierten R/H und Xc/H als bivariaten Z-Score dar, d. h. Z(R) und Z(Xc) zeigten die Anzahl der Standardabweichungen vom Mittelwert der Referenzgruppe33. Die Toleranzellipsen des Z-Scores behielten das gleiche Muster wie die Ellipsen für die Perzentile im ursprünglichen R-Xc-Diagramm31,33. Die Z-Score-Diagramme für R-Xc und R-Xc zeigten Veränderungen der Weichteilmasse und der Gewebehydratation unabhängig von Regressionsgleichungen oder dem Körpergewicht.
Vektorverschiebungen entlang der Hauptachse der Ellipsen deuteten auf Veränderungen des Hydratationsstatus hin; ein verkürzter Vektor, der unter den 75%-Pol einer Ellipse fiel, deutete auf ein Grübchenödem hin (Sensitivität = 75% und Spezifität = 86%); Die optimale Schwelle für den Nachweis von Grübchenödemen war jedoch bei AHF- und CHF-Patienten unterschiedlich, wobei der untere Pol von 75 % AHF-Patienten und 50 % dem Ödem von CHF-Patienten entsprach (Sensibilität = 85 % und Spezifität = 87 %)35. Auf der anderen Seite entsprachen die Vektorverschiebungen entlang der kleinen Achse der Zellmasse. Die linke Seite der Ellipsen wies auf eine hohe Zellmasse (d.h. mehr Weichgewebe) hin, wobei kürzere Vektoren adipösen Individuen entsprachen und durch ähnliche Phasen wie bei athletischen Individuen gekennzeichnet waren, die längere Vektoren aufwiesen. Im Gegensatz dazu zeigte die rechte Seite weniger Körperzellmassean 21,34; nach Picolli et al.31,33 befanden sich die Werte der Vektoren der Gruppen Anorexie, HIV und Krebs auf der rechten Seite der kleinen Achse, die der Kategorie der Kachexie entspricht.
Ziel dieser Studie war es, zu erklären, wie PhA-Werte durch den Einsatz von BIA bei Patienten mit AHF, die in eine Notaufnahme aufgenommen wurden, zu erhalten und zu interpretieren und ihre klinische Anwendbarkeit/Nützlichkeit als prädiktiver Marker für die Prognose von 90-Tage-Ereignissen zu zeigen.
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Protocol
Das Protokoll wurde von der Forschungsethikkommission des Nationalen Instituts für medizinische Wissenschaften und Ernährung Salvador Zubirán genehmigt (REF. 3057). Für die Durchführung von BIA-Messungen wurden tetrapolare Mehrfrequenzgeräte verwendet (siehe Materialtabelle). Dieses Gerät lieferte genaue Rohwerte für den Widerstand (R), den Blindwiderstand (Xc) und den Phasenwinkel (PhA) bei einer Frequenz von 50 kHz, wodurch die Impedanz mit dem besten Signal-Rausch-Verhältnis gemessen werden konnte. Die verwendeten Klebeelektroden mussten den Empfehlungen des Herstellers entsprechen. Von den an der Studie beteiligten Patienten wurde eine schriftliche Einwilligung nach Aufklärung eingeholt.
1. Experimentelle und geduldige Vorbereitung
HINWEIS: Diese Schritte wurden vor der Durchführung einer BIA-Messung durchgeführt.
- Testen Sie das Gerät regelmäßig, um die Genauigkeit der Impedanzmessungen zu überprüfen, indem Sie einen Prüfwiderstand mit einem bekannten Wert von 500 Ω (Bereich: 496-503 Ω) verwenden.
- Das Personal, das die BIA-Messungen durchführt, ist gemäß den Anweisungen des Herstellers und der in der Literatur beschriebenen tetrapolaren Methode36 zu schulen.
HINWEIS: Der Patient muss mindestens 4-5 Stunden fasten. Wenn der Patient klar und bei Bewusstsein ist, erklären Sie den Eingriff, der durchgeführt wird. - Entfernen Sie den Schuh und die Socke vom rechten Fuß und alle Metallgegenstände, die Kontakt mit der Haut des Patienten haben, wie Armbänder, Uhren, Ringe und Ketten.
HINWEIS: Wenn der rechte Fuß eine Verletzung hat, verbinden Sie ihn und wechseln Sie auf die linke Seite (wenn keiner der beiden Fuß zur Verfügung steht, um freigelegt zu werden und um Elektroden zu platzieren, können BIA-Messungen nicht durchgeführt werden). - Legen Sie den Patienten je nach Verträglichkeit des Patienten in Rückenlage oder Halbgeflügel, wobei die Beine und Arme in einem Winkel von etwa 45° gespreizt sind. Bei Patienten mit Adipositas legen Sie ein Laken zwischen die Oberschenkel, um den Kontakt zwischen ihnen zu vermeiden.
- Schließen Sie die Anschlussdrähte an das Gerät an. Es gibt Hinweise, die zeigen, wie man sie richtig anschließt.
2. BIA-Messung
- Identifizieren Sie den Bereich, in dem die Elektroden platziert werden sollen. Reinigen Sie diese Oberflächen mit einem 70%igen Alkohol-Pad und warten Sie, bis der Alkohol getrocknet ist, um die Elektroden zu platzieren (die Position der Elektroden wurde zuvor beschrieben)37.
HINWEIS: Einzelheiten zur BIA-Messung finden Sie in dem zuvor beschriebenen Protokoll37.
3. Analyse der BIA-Rohparameter im R-Xc Z-Score-Diagramm
- Laden Sie die BIVA-Toleranzsoftware von Piccolli38 herunter (siehe Materialtabelle).
HINWEIS: Die Software enthält sieben Arbeitsmappenblätter (Leitfaden/Referenzpopulation/Punktdiagramm/Pfad/Probanden/Z-Scores/Z-Diagramm). - Klicken Sie auf das Blatt Referenzpopulation, wählen Sie die Referenzpopulation entsprechend den Merkmalen des Patienten aus, kopieren Sie sie und fügen Sie sie in die erste gelbe Zeile ein.
HINWEIS: Die Software liest nur die erste gelbe Zeile, in der die Referenzpopulation platziert wird. Die Referenzpopulationen reichen von 1 bis 10 (Spalte Popul-Code ) und werden in den Zeilen unter der gelben angezeigt. - Klicken Sie auf das Z-Score-Blatt, fügen Sie die Referenzpopulation ein und geben Sie die Daten des Patienten in die zweite Zeile ein.
ANMERKUNG: Die Daten der Referenzpopulation umfassen den Populationscode (Popul-Code), die Anzahl der in der Referenzpopulation enthaltenen Patienten (Popul Size, N), den mittleren Widerstand in Ohm nach Höhe in m 2 (R/H-Mittelwert), die Standardabweichung des Widerstands in Ohm nach Höhe in m 2 (R/H SD), den mittleren Blindwiderstand in Ohm nach Höhe in m2 (Xc/H-Mittelwert), und die Standardabweichung des Blindwiderstands in Ohm durch die Höhe inm2 (Xc/H SD). Diese Daten sind im Referenzbevölkerungsbogen (Spalten A bis F) aufgeführt.- Geben Sie die Nummer der Krankenakte jedes Patienten in das Feld " Betreff-ID" (Spalte G) ein.
- Geben Sie eine Zahl zwischen 1 und 10 in das Feld Gruppencode (Spalte H) ein.
- Den mit BIA ermittelten und um die Höhe angepassten Widerstandswert in Metern in das Feld R/H (Spalte I) eintragen.
- Den mit BIA ermittelten und um die Höhe angepassten Blindwiderstandswert in Metern in das Betrefffeld Xc/H (Spalte J) einfügen.
- Geben Sie den Wert 1 in das Feld Zeichnungsoption (Spalte K) ein, um ein Diagramm zu erstellen. Wenn Sie Zeilen überspringen möchten, lassen Sie die Zelle leer.
- Klicken Sie auf das Menü des Tabellenkalkulationsprogramms, klicken Sie auf die Registerkarte Ergänzungen und klicken Sie auf die Schaltfläche BERECHNEN .
HINWEIS: Der Z( R)-Score (Spalte L) Der Z( Xc)-Score ( Spalte M) wird automatisch berechnet. - Klicken Sie auf das Z-Diagrammblatt; Klicken Sie dann im Menü des Tabellenkalkulationsprogramms auf die Registerkarte Add-Ins und dann auf die Schaltfläche Neues Diagramm .
- Führen Sie BIVA-Z-Score- und Phasenwinkelanalysen gemäß Schritt 4 und Schritt 5 durch.
4. Interpretation und Analyse des BIVA-Z-Scores
HINWEIS: Identifizieren Sie die vier Muster im R-Xc Z-Score-Diagramm. In den Extremen entlang der Hauptachse ist das untere Muster mit einer Überlastung verbunden, während das obere Muster mit dem Dehydratisierungsstatus verbunden ist. In den Extremen entlang der kleinen Achse ist das linke Muster mit mehr Zellmasse in den Weichteilen verbunden, während das rechte Muster mit weniger Zellmasse in den Weichteilen verbunden ist. Um den bivariaten Z-Score aus dem Durchschnittsalter der Gruppe zu berechnen, wird folgende Formel verwendet: Z(R) = (R/H mittlere Altersgruppe - R/H-Mittelwert in der Referenzpopulation) / Standardabweichung der Referenzpopulation und Z(Xc) = (Xc/H Mittelalter der Gruppe - Xc/H-Mittelwert in der Referenzpopulation) / Standardabweichung der Referenzpopulation.
- Visualisieren und identifizieren Sie die 50 %, 75 % und 95 %-Ellipsen. Die x-Achse (Reaktanz) und die y-Achse (Widerstand) zeigen die Standardabweichungen.
HINWEIS: Das geschlechtsspezifische R-Xc-Z-Score-Diagramm wird nach dem Hydratationsstatus und dem BCM klassifiziert, und alle Vektoren innerhalb der 75%-Toleranzellipse gelten als Hinweis auf Gewebe mit normaler Impedanz. - Identifizieren Sie die Achse des Hydratationsstatus und klassifizieren Sie den Vektor.
HINWEIS: Vektoren, die unter die Ellipse mit einer Toleranz von 75 % im unteren Pol fallen, weisen auf eine Überlastung hin, während alle Vektoren, die innerhalb der Ellipse mit einer Toleranz von 75 % liegen, auf keine Überlastung hinweisen. Vektoren, die außerhalb der 75%-Toleranzellipse des oberen Pols liegen, werden als Dehydratationsstatus angesehen. - Identifizieren Sie die BCM-Achse im Diagramm und klassifizieren Sie den Vektor.
ANMERKUNG: Vektoren mit Verschiebung nach links werden als Zeichen für ein größeres BCM angesehen. Im Gegensatz dazu werden die Vektoren auf der rechten Seite des Diagramms so klassifiziert, dass sie auf ein niedrigeres BCM hinweisen. - Ermitteln Sie die Anzahl der Standardabweichungen zwischen dem gezeichneten Wert und dem Mittelwert der Referenzgruppe.
ANMERKUNG: Vektoren, die unter die 75%-Toleranzellipsen des unteren Pols (Hauptachse) und außerhalb der 75%-Ellipsen auf der linken Seite (kleine Achse) fallen, werden als Hinweis auf den Staustatus mit einer Abnahme des BCM (weniger Weichteil) interpretiert, während Vektoren, die auf die rechte Seite (kleine Achse) fallen, so interpretiert werden, dass sie den Staustatus mit einem Anstieg des BCM (mehr Weichteil) anzeigen. - Auf der anderen Seite werden Vektoren, die über die 75%-Toleranzellipsen des unteren Pols (Hauptachse) und außerhalb der 75%-Ellipsen auf der linken Seite (kleine Achse) fallen, so interpretiert, dass sie einen Nicht-Stauungsstatus mit einer Abnahme des BCM (weniger Weichgewebe) anzeigen, während Vektoren, die auf die rechte Seite fallen (kleine Achse), so interpretiert werden, dass sie einen Nicht-Stauungsstatus mit einer Zunahme des BCM (mehr Weichgewebe) anzeigen.
5. PhA direkt berechnen und interpretieren
HINWEIS: Für die Berechnung von PhA werden die rohen Werte R 50 und Xc50 benötigt.
- Ersetzen Sie die unformatierten Werte R 50 und Xc50 durch die Formel.
HINWEIS: Formel in RStudio: atan(Xc 50/R50)*(180°/π); Formel in Microsoft Excel: =ATAN(Xc 50/R50)*(180°/PI). Die Ergebnisse werden in Grad ausgedrückt.
Der PhA-Wert liegt in der Regel zwischen 5° und 7°; Bei gesunden Sportlern können jedoch Werte über 9,5° erreicht werden. Wenn die PhA-Werte bei der Aufnahme niedriger als 4,8° sind, hat der Proband eine HR von 2,7 (95%-KI 1,08-7,1, p = 0,03)39 für das Vorliegen eines 90-Tage-Ereignisses (Mortalität oder erneuter Krankenhausaufenthalt) und eine HR von 2,67 für die Mortalität in den nächsten 24 Monaten (95%-KI 1,21-5,89, p = 0,01)20.
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Representative Results
Gemäß dem oben beschriebenen Protokoll präsentieren wir Daten von vier AHF-Patienten (zwei Frauen und zwei Männer), die in eine Notaufnahme aufgenommen wurden, als Beispiel für die klinische Anwendbarkeit von Phasenwinkelwerten und der BIVA-Z-Score-Analyse. Die BIA-Messungen wurden innerhalb von 24 Stunden nach der Aufnahme mit phasensensitiven Mehrfrequenzgeräten durchgeführt.
Um den bivariaten Z-Score aus dem Mittelwert der Altersgruppe zu berechnen, wurde folgende Formel verwendet: Z(R) = (R/H-Mittelwert der Altersgruppe - R/H-Mittelwert der Referenzpopulation) / Standardabweichung der Referenzpopulation und Z(Xc) = (Xc/H-Mittelwert der Altersgruppe - Xc/H-Mittelwert der Referenzpopulation) / Standardabweichung der Referenzpopulation.
Nach den BIA-Messungen wurden die Patienten nach ihren PhA-Werten bei der Aufnahme in zwei Kategorien eingeteilt: (1) PhA < 4,8° und (2) PhA ≥ 4,8°. Ein Ereignis wurde definiert, wenn der Patient innerhalb von 90 Tagen nach der Entlassung eine Mortalität im Krankenhaus, eine Mortalität außerhalb des Krankenhauses oder einen erneuten Krankenhausaufenthalt aus irgendeinem Grund aufwies. Die klinischen Merkmale der Patienten sind in Tabelle 1 dargestellt, und Tabelle 2 zeigt die Labor- und echokardiographischen Merkmale der beiden Männer und zwei Frauen, aufgeteilt nach PhA- bei der Aufnahme.
Fall 1 entsprach einer 75-jährigen Frau ohne vorherige Diagnose von Herzinsuffizienz, die aufgrund von Ödemen und Dyspnoe mit einem Monat Entwicklungszeit nach einer Hüftoperation, die zwei Monate zuvor stattgefunden hatte, eingeliefert wurde. Bei ihrer Ankunft hatte sie ein Godetödem (+++), Rales und S3-Geräusche, die berichtet wurden. Die bildgebenden Befunde waren Gefäßstauung (überwiegend rechtsseitiger beidseitiger Pleuraerguss); Sie präsentierte auch Hypoalbuminämie, Hyperphosphatämie, Typ-I-Ateminsuffizienz und ein feucht-warm-hämodynamisches Profil der akuten Herzinsuffizienz gemäß den Leitlinien40 der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie (ESC). Basierend auf der PhA- und BIVA-Z-Score-Analyse (Abbildung 1; Gruppe 1) hatte der Patient eine Gewebestauung mit einem BCM-Verlust im Zusammenhang mit Mangelernährung, was mit der systemischen Entzündungsepisode übereinstimmte, da die erhöhten hydrostatischen und onkotischen Drücke, die damit verbunden waren, den Austritt von Flüssigkeit in den interstitiellen Raum verursachten. Der Patient stellte sich 11 Tage nach der Entlassung aus dem Krankenhaus mit einem Ereignis (erneuter Krankenhausaufenthalt) vor.
Fall 2 bezog sich auf eine 83-jährige Frau mit Herzinsuffizienz und reduziertem linksventrikulären Auswurf (LVEF), die aufgrund von Dyspnoe innerhalb von 7 Tagen nach der Entwicklung aufgenommen wurde und keine Ödeme oder Rales entwickelte. Nach der BIVA-Z-Score-Analyse (Abbildung 1; Gruppe 2) befand sich der Patient innerhalb der Grenzen der 75%-Toleranzellipse in einem nicht stauenden Bereich, der ein trockenes Profil widerspiegelte, das auf keine Gewebe- oder intravaskuläre Stauung hindeutete. Darüber hinaus blieb trotz des fortgeschrittenen Alters des Patienten das BCM erhalten, zusätzlich zu einem PhA-Wert von 5,4°, der eine gute zelluläre Vitalität zeigte. Diese Merkmale stimmten mit der Entwicklung des Patienten überein, da keine Ereignisse präsentiert wurden.
Fall 3 entsprach einem 78-jährigen Mann, der aufgrund eines fortschreitenden Ödems im Zusammenhang mit einer verminderten Funktionsklasse und Dyspnoe eingeliefert wurde. Bei der Aufnahme hatte er ein Godetödem (+++), und eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs ergab eine Flüssigkeitsüberlastung, eine Kardiomegalie und einen überwiegend linken beidseitigen Pleuraerguss ohne infektiöse Prozesse, was ein feucht-warmes klinisches Profil widerspiegelte. Der BIVA-Z-Score (Abbildung 2, Gruppe 3) und der PhA-Wert von 2,5° zeigten, dass der Patient wie in Fall 1 eine Gewebestauung hatte; Es kam zu einer Umverteilung der Flüssigkeiten aufgrund der erhöhten hydrostatischen und onkotischen Drücke. Er starb drei Tage nach seiner Einlieferung ins Krankenhaus.
Fall 4 entsprach einem 80-jährigen Mann mit chronischer Herzinsuffizienz und reduzierter LVEF, der aufgrund von Dyspnoe innerhalb von 6 Tagen nach der Entwicklung eingeliefert wurde; Er entwickelte keine Ödeme oder Krankheiten. Eine Röntgenaufnahme zeigte eine interstitielle Verdickung und einen markanten Aortenbogen. Nach dem BIVA-Z-Score (Abbildung 2; Gruppe 4) hatte der Patient keine Stauung, und die Albuminspiegel waren normal; Dadurch wurde ein Ungleichgewicht zwischen dem hydrostatischen und dem onkotischen Druck vermieden. Der Verschiebungsvektor nach rechts spiegelte jedoch den Verlust von Weichgewebe wider. Wie in Fall 2 hat der Patient kein Ereignis vorgetragen.
Die Ergebnisse zeigen, dass Patienten, die gemäß der BIVA-Z-Score-Analyse mit Stauung, PhA-< 4,8° und weniger BCM klassifiziert wurden, schlechte Prognosen aufwiesen, die mit anderen Prädiktoren wie der Aufenthaltsdauer, dem Serumalbumin und den natriuretischen Peptiden des Gehirns zusammenhingen.
Abbildung 1: R-Xc-Z-Score-Diagramm mit Daten von AHF-Patientinnen, die in die Notaufnahme aufgenommen wurden. Die Abbildung spiegelt die beiden Patientinnen wider, und beide Vektoren fielen unter 75 % Toleranzellipsen im Wasseranstiegsquadranten (Staustatus). Gruppe 1 entspricht dem Vektor von Fall 1 und Gruppe 2 entspricht dem Vektor von Fall 2. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: R-Xc-Z-Score-Diagramm mit Daten von männlichen AHF-Patienten, die in die Notaufnahme aufgenommen wurden. Die Abbildung spiegelt die beiden männlichen Patienten wider, der Vektor fiel unter 75% Toleranzellipsen (Staustatus) und entspricht Fall 3 (Gruppe 3), und der Vektor, der im Nicht-Stauungsbereich klassifiziert ist, entspricht Fall 4 (Gruppe 4). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Tabelle 1: Charakteristika der Patienten bei der Aufnahme in die Notaufnahme nach Phasenwinkel bei Aufnahme. BMI: Body-Mass-Index; SBP: systolischer Blutdruck; DBP: diastolischer Blutdruck; LOS: Dauer des Aufenthalts. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Tabelle 2: Laborergebnisse bei der Aufnahme in die Notaufnahme und echokardiographische Merkmale nach Phasenwinkel bei Aufnahme. SaO2: Sauerstoffsättigung; PaO2: Partialdruck des Sauerstoffs; PaCO2: Partialdruck von Kohlendioxid; HCO3: Bicarbonat; FS: fraktionierte Verkürzung; LVEF: linksventrikuläre Ejektionsfraktion. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
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Discussion
Dieses Protokoll beschreibt den Nutzen der R-Xc Z-Score-Analyse in der klinischen Praxis für Patienten, die mit AHF in eine Notaufnahme eingeliefert werden. In Anbetracht der Tatsache, dass bei Patienten mit AHF der Hauptgrund für die Krankenhauseinweisung eine Überlastung ist, sind deren schnelle und genaue Erkennung und Bewertung entscheidend für die Ergebnisse der Patienten6.
Dieser Artikel veranschaulicht die Vielfalt der klinischen Manifestationen der AHF und wie die BIVA-Z-Score-Analyse (Engpassstatus und BCM) verwendet werden kann, um Patienten genau und zuverlässig zu bewerten und zu klassifizieren. Darüber hinaus stimmten die Charakteristika der Patienten mit PhA <4,8° mit anderen Prädiktoren überein, die mit schlechten Prognosen in Verbindung gebracht wurden, wie z. B. niedrige Serumalbuminspiegel, längere Verweildauer und höhere natriuretische Spiegel im Gehirn35.
Ein R-Xc-Z-Score-Diagramm kann verwendet werden, um den Überlastungsstatus und das BCM zu bewerten. Daher liefert die Implementierung des PhA zusätzlich zum R-Xc Z-Score-Diagramm nützliche und genaue Informationen bei der Bewertung von Staus. Es ist auch ein diagnostisches Instrument zur Beurteilung des Vorhandenseins einer subklinischen Stauung und einer klinischen Stauung und eines peripheren Ödems41. Darüber hinaus kann es als Überwachungsinstrument dienen, da bei Patienten mit akuter und chronischer Herzinsuffizienz während des Krankenhausaufenthalts minimale Veränderungen der Flüssigkeitszufuhr und des Ernährungszustands nachweisbar sind 5,21; Schließlich kann es als Prädiktor für schlechte Ergebnisse dienen. Darüber hinaus sind Schwankungen der Werte auf Veränderungen des Flüssigkeits- und Ernährungszustands zurückzuführen39. Darüber hinaus kann es in Kombination mit Biomarkern und klinischer Beurteilung dazu beitragen, die Entscheidungen von Ärzten über wirksame diuretische Therapiestrategien und die Behandlung von AHF-Patienten zu beeinflussen10.
Mehrere Studien haben gezeigt, dass die PhA ein unabhängiger prognostischer Marker für eine schlechte Prognose bei AHF42 und CHF ist, unabhängig davon, ob Patienten eine rechte oder linke Herzinsuffizienz 21,43 haben. In der Literatur wurde berichtet, dass PhA bei Patienten mit Ödemen und Flüssigkeitsansammlungen5 sowie bei Patienten mit funktionellen Klassen III-IV der New York Heart Association (NYHA)25 abnimmt, was mit den vorliegenden Ergebnissen übereinstimmt. Nichtsdestotrotz steigt der PhA-Wert nach klinischer Stabilisierung eines Patientenan 21,22. Die Ergebnisse, die wir beobachteten, ähnelten denen von Alves et al.20, die zeigten, dass ein PhA von <4,8° ein Prädiktor für die Mortalität über einen durchschnittlichen Nachbeobachtungszeitraum von 24 Monaten war (Sensibilität = 85% und Spezifität = 45%; AUC: 0,726); Darüber hinaus erwies sich dieser Cut-off-Punkt als Prädiktor für die Mortalität im Krankenhaus und die erneute Krankenhauseinweisung innerhalb von 90 Tagen nach der Entlassung39. Es ist wichtig zu erkennen, dass mehrere Studien unterschiedliche Cut-off-Punkte für PhA mit unterschiedlichen Ergebnissen bei Herzinsuffizienz-Patienten berichtet haben. Scicchitano et al.44 zeigten, dass ein PhA von ≤4,9° unabhängig voneinander den Tod aller Ursachen vorhersagte (Sensitivität = 75 % und Spezifität = 44 %); Massari et al.35 fanden heraus, dass selbst bei AHF und CHF die Ansammlung von peripherer Flüssigkeit den PhA-Wert signifikant verringerte (4,2° bzw. 4,5°); Colín et al.22 fanden heraus, dass bei ambulanten Patienten mit Herzinsuffizienz ein PhA von <4,2° ein Prädiktor für die Mortalität nach 3 Jahren für Todesfälle aus allen Ursachen war (HR: 3,08, 95%IC: 1,06-8,99).
Unseres Wissens nach wurden nur in einer früheren Studie von Piccoli41 BIVA-Z-Scores zur Bestimmung von Patienten mit akuter Dyspnoe kardialen oder nicht-kardialen Ursprungs bewertet. Die Stärke dieser Arbeit liegt jedoch in der Bewertung von AHF-Patienten mit dem BIVA Z-Score in Verbindung mit dem PhA in Bezug auf die Prognosen der Patienten.
Die Vorteile der PhA bestehen darin, dass sie keine Messung des Körpergewichts und/oder der Körpergröße erfordert und nicht durch das Vorhandensein und die Aktivität eines Herzschrittmachers (PM) oder eines implantierten Kardioverter-Defibrillators (ICD) beeinflusst werden kann44,45,46.
Technische Aspekte: Genauigkeit des Geräts, Übereinstimmung und Elektrodentypen
Eine entscheidende Voraussetzung ist die Verwendung eines phasenempfindlichen Geräts, um eine zuverlässige und genaue Bewertung der PhA-Werte und der Hydratation zu gewährleisten. Die Gerätegenauigkeit wird mit Hilfe einer hochpräzisen (<1%) Schaltung bewertet, die aus einem parallel geschalteten Widerstand und einem Kondensator16 besteht. Außerdem wurde eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit innerhalb des Beobachters für R, Xc und PhA festgestellt47.
Der PhA kann von Einfrequenz- (SF) oder Mehrfrequenzgeräten (MF) bezogen werden. Die Wiederholbarkeit innerhalb des Beobachters in R 50, Xc 50 und PhA50 ist hoch; Die Übereinstimmung der PhA-Werte zwischen diesen Geräten ist jedoch fraglich47,48. Die schlechte Korrelation zwischen SF-Frequenz- und MF-Frequenzgeräten hat keinen Einfluss auf die Klassifizierung des Hydratationsstatus oder des BCM (Quadranten oder Kategorien); Es ist Vorsicht bei der Interpretation geboten, da minimale Unterschiede (<0,5°) zur Unterscheidung zwischen gesunden und kritischen Patienten verwendet werden können13 aufgrund der Unterschätzung von PhA und Xc bei Patienten mit MF-BIA47.
Aufgrund des Fehlens internationaler Fertigungsstandards ist die gegenseitige Kalibrierung der elektrischen Genauigkeit verschiedener Instrumente für Impedanzunternehmen unerlässlich14; Darüber hinaus stammen die zu verwendenden Elektroden von Geräten eines Herstellers. Nichtsdestotrotz sollte auch im Idealfall jede Ag/AgCl-Elektrode die gleiche intrinsische Impedanz haben, und es sollte Unterschiede zwischen den Elektroden geben. Nescolarde et al.49 beobachteten eine große Variabilität der intrinsischen R- (11-665 Ω) und Xc-Werte (0,25-2,5 Ω) zwischen neun Elektrodentypen, die aus Silber-Silberchlorid (Ag/AgCl) zusammengesetzt waren. Dies wirkte sich systematisch und signifikant auf die Vektorlänge und -position im R-Xc-Diagramm aus und beeinflusste folglich die PhA-Werte.
Zu den Perspektiven der PhA gehört die Bewertung des prozentualen Veränderungsprozentsatzes bzw. seines absoluten Deltas (Δ), um die optimalen Veränderungen oder sogar die Geschwindigkeit dieser Veränderung nach klinischer Stabilisierung als Biomarker zur Überprüfung des Ansprechens auf eine Behandlung oder Therapie zu bestimmen.
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Disclosures
Die Autoren erklären, dass es keine konkurrierenden Interessen gibt.
Acknowledgments
Die Autoren bedanken sich bei Prof(s). Piccoli und Pastori von der Fakultät für medizinische und chirurgische Wissenschaften der Universität Padua, Italien, für die Bereitstellung der BIVA-Software. Diese Forschung erhielt keine spezifischen Zuschüsse von Fördermitteln, Agenturen im öffentlichen, kommerziellen oder gemeinnützigen Sektor. Dieses Protokoll/diese Forschung ist Teil der Doktorarbeit von María Fernanda Bernal-Ceballos, die durch ein Stipendium des National Council of Science and Technology (CONACYT) (CVU 856465) unterstützt wird.
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. |
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