Evaluatie van vloeistofoverbelasting door bio-elektrische impedantie vectoriële analyse

Summary

In deze studie laten we zien hoe we de aanwezigheid van vloeistofoverbelasting kunnen evalueren door middel van bio-elektrische impedantievectoriale analyse (BIVA) en de impedantieratio gemeten met tetrapolaire multifrequentieapparatuur bij patiënten die zijn opgenomen op de afdeling spoedeisende hulp. BIVA en impedantieratio zijn betrouwbare en nuttige hulpmiddelen om slechte resultaten te voorspellen.

Abstract

Vroege detectie en behandeling van vloeistofoverbelasting zijn van cruciaal belang bij acute ziekte, omdat de impact van therapeutische interventie kan leiden tot verminderde of verhoogde sterftecijfers. Nauwkeurige vloeistofstatusbeoordeling omvat een geschikte therapie. Helaas, omdat de gouden standaardmethode voor het meten van radio-isotopenvloeistof kostbaar en tijdrovend is en niet gevoelig is in de klinische setting van de acute zorg, worden meestal andere minder nauwkeurige methoden gebruikt, zoals klinisch onderzoek of 24 uur output. Bio-elektrische impedantievectorenanalyse (BIVA) is een alternatieve op impedantie gebaseerde benadering, waarbij de ruwe parameterweerstand en reactantie van een proefpersoon worden uitgezet om een vector te produceren, waarvan de positie kan worden geëvalueerd ten opzichte van tolerantie-intervallen in een R-Xc-grafiek. De vloeistofstatus wordt dan geïnterpreteerd als normaal of abnormaal, op basis van de afstand tot de gemiddelde vector afgeleid van een gezonde referentiepopulatie. Het doel van deze studie is om aan te tonen hoe de aanwezigheid van vloeistofoverbelasting kan worden geëvalueerd door middel van bio-elektrische impedantievectoriële analyse en de impedantieratio gemeten met tetrapolaire multifrequentieapparatuur bij patiënten die zijn opgenomen op de afdeling spoedeisende hulp.

Introduction

Vochtoverbelasting (FO), gedefinieerd als een teveel aan totale lichaamsvocht of een relatieve overmaat in een of meer vloeistofcompartimenten¹, wordt vaak waargenomen bij ernstig zieke patiënten en wordt geassocieerd met hogere morbiditeit en mortaliteit ^1,2,3. Het bereik van veranderingen in de hydratatiestatus is breed; kan wijzen op nier-, hart- of leverfalen; en/of misschien het gevolg van overmatige orale inname of iatrogene fout⁴. Routinematige beoordeling van de hydratatiestatus is een uitdaging op spoedeisende hulpafdelingen, omdat de gouden standaard van radio-isotopenvolumemeting gespecialiseerde technieken vereist, duur en tijdrovend is en mogelijk geen vroege verstoringen in de hydratatiestatus identificeert. Daarom worden over het algemeen andere minder nauwkeurige methoden gebruikt, waaronder klinisch onderzoek en geaccumuleerde vochtbalans (volume in ml in 24 uur)⁵. Nauwkeurige en gevoelige bepaling van de vloeistofvolumestatus is noodzakelijk om clinici te helpen bij het beheersen van lichaamsvloeistoffen, het beheren van intraveneuze vloeistoftoediening en het handhaven van hemodynamische stabiliteit, waardoor patiënten een vroege behandeling^{kunnen krijgen 3,5,6}. Fouten in de volumebeoordeling kunnen leiden tot een gebrek aan noodzakelijke behandeling of tot de implementatie van onnodige therapie, zoals overmatige vloeistoftoediening, die beide verband houden met verhoogde ziekenhuisopnamekosten, complicaties en mortaliteit⁴.

De belangstelling is onlangs toegenomen voor bio-elektrische impedantieanalyse (BIA), die wordt beschouwd als een alternatieve methode voor de classificatie van de hydratatiestatus van een persoon. BIA is een veilige, niet-invasieve, draagbare, snelle, bed-side en eenvoudig te gebruiken methode, ontworpen voor de schatting van de samenstelling van het lichaamscompartiment. De analyse meet de weerstand die door zachte weefsels wordt gegenereerd tegen de stroom van een geïnjecteerde afwisselende elektrische stroom in het lichaam (800 μA), via vier oppervlakte-elektroden die op de handen en voeten zijn geplaatst. Het totale door BIA geschatte lichaamswater heeft een hoge correlatie met dat verkregen door deuteriumverdunning (r = 0,93, p = 0,01)⁷.

Fasegevoelige BIA-apparaten evalueren de directe meting van de fasehoek en impedantie (Z₅₀), waarbij de weerstand (R) en reactantie (Xc) worden verkregen in de modus met één frequentie (50 kHz) of de modus met meerdere frequenties (5 kHz tot 200 kHz)⁸. Het delen van de R- en Xc-waarden door de hoogte van het onderwerp (in m) in het kwadraat - om te controleren op interindividuele verschillen in geleiderlengte - en ze uitzetten in een R-Xc-grafiek is de methode die wordt gebruikt in bio-elektrische impedantievectoranalyse (BIVA) om de vloeistofstatus te schatten. BIVA is een alternatieve impedantiebenadering, ontwikkeld door Piccoli et ^al.9, die de ruimtelijke relatie tussen R (d.w.z. de oppositie tegen de stroom van een wisselstroom door intra- en extracellulaire ionische oplossingen) en Xc gebruikt om de hydratatie van zacht weefsel te beoordelen, onafhankelijk van de meervoudige regressievoorspellingsvergelijkingen gegenereerd in beperkte en specifieke monsters¹⁰ . Daarom is de classificatie van de vloeistofstatus nauwkeuriger en nauwkeuriger dan de kwantificering van het totale lichaamswater. De R- en Xc-waarden van een proefpersoon produceren een vector waarvan de positie kan worden geëvalueerd ten opzichte van tolerantie-intervallen in de R-Xc-grafiek, die kan worden geïnterpreteerd als een indicatie van normale of abnormale hydratatie, gebaseerd op de afstand tot de gemiddelde vector afgeleid van een gezonde referentiepopulatie 11,12,13.

In een eerdere studie vergeleken we verschillende bio-elektrische impedantieanalyseparameters voor de detectie van vloeistofoverbelasting en voorspelling van mortaliteit bij patiënten die werden opgenomen op een afdeling spoedeisende hulp (ED) en toonden we aan dat BIVA (relatief risico = 6,4; 95% betrouwbaarheidsinterval van 1,5 tot 27,9; p = 0,01) en impedantieratio (relatief risico = 2,7; 95% betrouwbaarheidsinterval van 1,1 tot 7,1; p = 0,04) de schatting van de kans op 30-daagse mortaliteit^{verbeterden 3}.

Vloeistofoverbelasting kan ook worden geschat met behulp van de impedantieverhouding (imp-R), de verhouding tussen impedantie gemeten bij 200 kHz en impedantie gemeten bij 5 kHz, verkregen door de multifrequente bio-elektrische impedantieapparatuur. Imp-R houdt rekening met geleiding in totaal lichaamswater (Z₂₀₀) en in extracellulaire watervloeistofruimten (Z₅). De penetratie van een stroom in cellen is frequentieafhankelijk en de verhouding van 200/5 kHz beschrijft de verhouding van grotere tot kleinere stroominvoer in cellen ^3,8. Als het verschil tussen deze twee waarden in de loop van de tijd afneemt, kan dit erop wijzen dat de cellen minder gezond worden¹⁴.

Imp-R-waarden ≤0,78 bij mannen en ≤0,82 bij vrouwen zijn waargenomen bij gezonde personen¹⁵. Waarden dichter bij 1,0 geven aan dat de twee impedanties dichter bij elkaar liggen en de lichaamscel minder gezond is. In het geval van kritieke ziekte is de weerstand van het celmembraan bij 5 kHz verminderd en is het verschil tussen de impedantiewaarden bij 5 en 200 kHz aanzienlijk lager, wat wijst op cellulaire verslechtering³. Waarden > 1.0 suggereren apparaatfout^16,17. Het doel van deze studie is dus om aan te tonen hoe de aanwezigheid van vloeistofoverbelasting kan worden geëvalueerd door middel van bio-elektrische impedantievectoriële analyse, evenals door gebruik te maken van de impedantieverhouding, gemeten met tetrapolaire multifrequentieapparatuur bij patiënten die zijn opgenomen op de afdeling spoedeisende hulp.

Protocol

Het volgende protocol werd goedgekeurd (REF. 3057) en volgt de richtlijnen van de ethische commissie voor menselijk onderzoek van Het Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición SZ. Bovendien werd vooraf toestemming verkregen van de patiënten voor dit onderzoek.

OPMERKING: Deze procedure moet worden gebruikt voor het meten van bio-elektrische impedantieanalyse met behulp van tetrapolaire multifrequentieapparatuur (zie materiaaltabel) en biedt nauwkeurige weerstands- en reactantiewaarden bij een enkele frequentie van 50 kHz, evenals de verhouding tussen 200 kHz en 5 kHz impedantiewaarden (200/5 kHz).

1. Voor het testen

1. Standaardisatie uitvoeren van de persoon die de metingen gaat uitvoeren, als iemand met een kwalificatie in de omgeving of die ruime ervaring heeft met het doen van metingen.
2. Vraag de patiënt om 4 tot 5 uur voor het testen af te zien van eten.
3. Test de apparatuur periodiek om te controleren of de impedantiemeting zo nauwkeurig mogelijk is, volgens de richtlijnen van de fabrikant, met behulp van een testweerstand met een bekende waarde van 500 Ω (bereik 496-503 Ω). Zorg ervoor dat de zelfklevende elektroden overeenkomen met de aanbeveling van de fabrikant.
4. Reinig de apparatuur met een chloorhexidinedoekje en was vervolgens uw handen. Als het scherm van de apparatuur de legenda weergeeft: vervang de batterij en vervang vervolgens de batterij.
5. Als de patiënt bij bewustzijn is, leg hem dan de procedure uit. Verkrijg de leeftijd en nauwkeurige meting van de lengte van de patiënt (in cm) en introduceer deze gegevens in de apparatuur.
6. Verwijder de schoen en sok van de rechtervoet, evenals alle metalen voorwerpen, zoals horloges of armbanden die door de patiënt worden gedragen. Plaats de patiënt gedurende 5 minuten in rugligging met benen en armen gespreid rond 45° voordat u de metingen uitvoert, waarbij u controleert of ze niet in contact zijn met een ander deel van hun lichaam. Bij patiënten met obesitas, om contact tussen de dijen te voorkomen, plaatst u een laken tussen hun benen.

2. Meting van BIA-parameters

1. Reinig de oppervlakken waar de elektroden worden geplaatst twee keer met een 70% alcoholpad. Plaats twee elektroden op de rechterhand dorsaal, één achter de knokkel van de derde metacarpophalangeale (middelvinger) en de andere op de pols, naast het carpale gewricht van de ellepijpkop. Het kan nuttig zijn om een denkbeeldige rechte lijn te tekenen tussen de uitstekende botten op de pols en vervolgens elke elektrode in het midden van die lijn te plaatsen.
2. Plaats twee elektroden op de rechtervoet, één achter het derde middenvoetsbeentje en het tarsale gewricht op de enkel tussen de mediale en laterale malleoli. Om de elektroden te plaatsen, volgt u de botten eronder. Zorg ervoor dat de afstand tussen de elektroden op de voet en de hand ten minste 5 tot 10 cm is, afhankelijk van de grootte van de hand.
3. Sluit de loden draden aan op de apparatuur, met de rode alligatorclip het dichtst bij de nagels en de zwarte clip het dichtst bij de enkel of pols; zorg ervoor dat de draden er niet tussen kruisen.
4. Zorg ervoor dat de patiënt niet praat of beweegt tijdens de metingen, omdat dit de resultaten zal beïnvloeden.
5. De ID van de patiënt verschijnt op het eerste scherm. Blader door en wijzig de parameters van de patiënt (geslacht, leeftijd, lengte en gewicht). Controleer of de elektroden goed vastzitten en druk op Enter. Het toont: meten, op het scherm. Het duurt ongeveer 6 tot 10 s om te meten en er klinkt een pieptoon wanneer de meting is voltooid.

3. Analyse van bio-impedantieparameters

1. De apparatuur geeft de ruwe impedantiewaarden (Z) weer op vier verschillende frequenties: 5, 50, 100 en 200 kHz, evenals de weerstand en reactantie bij 50 kHz, de waarden die nodig zijn om een patiënt met vloeistofoverbelasting te classificeren.
2. Download de software met de naam BIVA-tolerantie R-Xc grafiek¹³ (zie Materiaaltabel) en open deze.
3. Merk op dat de software zich in een werkmap bevindt in een spreadsheetprogramma met zeven werkbladen: gids, referentiepopulaties, puntgrafiek, pad, onderwerpen, Z-score, Z-grafiek.
4. Klik met de rechtermuisknop op het blad Referentiepopulatie , kies de regel van de geselecteerde referentiepopulatie en kopieer en plak deze in de tweede rij (gele rij).
5. Klik met de rechtermuisknop op het blad Onderwerpen en voer in de tweede rij de volgende gegevens in: de onderwerp-ID die aan de patiënt is toegewezen. Zet in de tweede kolom met de naam Seq altijd het getal 1; en vul eventueel de achternaam- en naamkolommen in. Voer in de kolom geslacht F in voor vrouwelijke patiënt en M voor mannelijke patiënt. In de volgende twee kolommen, ingangsweerstand en reactantie bij elk 50 kHz. Plaats de hoogte (in cm) en het gewicht (in kg) in de volgende twee kolommen.
6. Voeg in de kolom Populcode het nummer in dat wordt weergegeven in de eerste kolom van het referentiepopulatieblad. Kies in groepscode willekeurig een getal tussen 1 en 10 (dit nummer is vereist in het puntgrafiekblad), voeg de leeftijd van de patiënt in de volgende kolom in.
7. Ga in het menu van het spreadsheetprogramma naar het tabblad Aanvullingen en klik met de rechtermuisknop op de optie Berekenen om de waarden van weerstand en reactantie te verkrijgen die zijn aangepast aan de hoogte en fasehoek.
8. Klik met de rechtermuisknop op het blad Point Graph en merk op dat 50%, 75% en 95% tolerantieellipsen worden getekend voor de geselecteerde referentiepopulatie (d.w.z. de populatie in de eerste gele rij bovenaan het referentiepopulatieblad).
9. Selecteer in het dialoogvenster groepen, klik met de rechtermuisknop op het nummer dat is geplaatst in de groepscode in het blad van de onderwerpen en klik met de rechtermuisknop op OK. Vervolgens verschijnt de BIVA-grafiek, met de onderwerpvector als geometrische figuur (Δ, •, □).
10. Patiënten met vectoren die buiten de onderste pool van de 75%-tolerantieellips vallen, worden geclassificeerd als vloeistofoverbelasting (zie figuur 1).
11. Deel Z op 200 kHz door Z op 5 kHz - wat respectievelijk het totale lichaamswater en het extracellulaire watercompartiment weergeeft - om de impedantieverhouding (Imp-R) te verkrijgen. Een waarde ≥0,85 duidt op vloeistofoverbelasting.
    OPMERKING: In nieuwe tetrapolaire multifrequentie-apparaten is de R-Xc-grafiek al opgenomen; het is echter belangrijk ervoor te zorgen dat de referentiepopulatie correct is.

Results

Als voorbeeld van de hierboven gepresenteerde methode presenteren we de resultaten van twee vrouwen die zijn opgenomen op de spoedeisende hulp. Bio-elektrische impedantieanalyse werd bij opname beoordeeld met behulp van een fasegevoelig multifrequentieapparaat (zie Materiaaltabel) en de verkregen weerstandswaarden (R) en reactantie (Xc) werden gebruikt om de BIVA-grafiek te berekenen. De resultaten tonen aan dat patiënten met overhydratatie slechtere prognoses en klinische kenmerken hadden, zoals SOFA- e...

Discussion

Het is belangrijk te vermelden dat in de gepubliceerde literatuur verschillende benaderingen van bio-elektrische impedantieanalyse (BIA) zijn voorgesteld, waaronder het gebruik van meerdere frequenties bij 1-500 kHz (MF-BIA), fasegevoelige enkele frequentie (SF-BIA) bij 50 kHz en spectroscopische BIA bij 5 kHz tot 2 MHz. Studies hebben inconsistente resultaten opgeleverd met betrekking tot de overeenkomst met betrekking tot BIA-apparatuur met één of meerdere^{frequenties 6} , met inbegrip van bronstr...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alcohol 70% swabs	NA	NA	Elk merk kan worden gebruikt
BIVA software 2002	NA	NA	Is een software gemaakt voor academisch gebruik, kan worden gedownload op http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in de sectie "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli"
Chlorhexidine Wipes	NA	NA	Elk merk kan worden gebruikt
Examination table	NA	NA	Elk merk kan worden gebruikt
Leadwires square socket	BodyStat	SQ-WIRES
Long Bodystat 0525 electrodes	BodyStat	BS-EL4000
Quadscan 4000 equipment	BodyStat	BS-4000	Impedantiebereik: 20 - 1300 Ω ohms Test stroom: 620 μA Frequentie: 5, 50, 100, 200 kHz Nauwkeurigheid: Impedantie 5 kHz: +/- 2 Ω Impedantie 50 kHz: +/- 2 Ω Impedantie 100 kHz: +/- 3 Ω Impedantie 200 kHz: +/- 3 Ω Weerstand 50 kHz: +/- 2 Ω Reactantie 50 kHz: +/- 1 Ω Fasehoek 50 kHz: +/- 0.2° Kalibratie: Er wordt een weerstand geleverd voor onafhankelijke verificatie van tijd tot tijd. De impedantiewaarde moet tussen 496 en 503 Ω zijn.