Esta revisão descreve os requisitos e aplicações da análise de vetores de impedância bioelétrica na prática clínica de pacientes adultos.
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Artigo de revisão
Esta revisão descreve os requisitos e aplicações da análise de vetores de impedância bioelétrica na prática clínica de pacientes adultos.
A avaliação da composição corporal é fundamental na prática clínica da nutrição para triagem, diagnóstico, tratamento e prognóstico dos pacientes. A análise de impedância bioelétrica (BIA) é amplamente utilizada para avaliar a composição corporal. Dispositivos de impedância medem a resposta elétrica (resistência) do corpo quando expostos a uma corrente elétrica, estimando assim indiretamente a composição corporal ao conduzir uma baixa corrente elétrica para dentro do corpo. No entanto, múltiplos fatores, incluindo dispositivos, equações, índices e referências populacionais, afetam a interpretação dos resultados da BIA. A análise vetorial de impedância bioelétrica (BIVA) foi desenvolvida como um método alternativo para avaliação semi-quantitativa do status de hidratação, superando algumas limitações da BIA tradicional ao analisar padrões de distância vetorial e sua distribuição em resistência e reatância (R-Xc). Esta revisão descreve a classificação de dispositivos BIA, que é útil para determinar quando a abordagem BIVA é apropriada para análise de composição corporal. Esta revisão narrativa descreve os requisitos e os usos médicos e nutricionais da análise do vetor de impedância bioelétrica em pacientes adultos na última década. Diversas publicações relataram as aplicações clínicas do BIVA em pacientes adultos, incluindo avaliação do estado de volume de líquidos, controle dos fluidos corporais e previsão de desfechos negativos em pacientes submetidos à terapia de reposição renal ou internados em unidades de cuidados críticos. Também tem sido usado como uma ferramenta diagnóstica alternativa em adultos com anomalias de líquidos para detectar sarcopenia, caquexia ou desnutrição, refletindo baixa massa celular corporal ou diminuição dos tecidos moles. No entanto, algumas implicações devem ser consideradas para evitar afetar a interpretação dos resultados, incluindo diferenças em dispositivos, métodos de análise e referências populacionais específicas. Assim, esta revisão tem como objetivo descrever as diferenças entre os dispositivos e técnicas de análise utilizadas para o BIVA, que serão discutidas nesta revisão.
A avaliação da composição corporal é um dos principais elementos a considerar em relação ao estado nutricional. A alteração da composição corporal ocorre quando a absorção e/ou ingestão de nutrientes, tanto a privação quanto o consumo excessivo, são afetados e está ligada a várias condições médicas, como doenças cardiovasculares, endocrinológicas eósseas 1,2. Assim, sua avaliação pode fornecer informações cruciais durante o rastreamento, diagnóstico, tratamento e prognóstico do paciente2. A análise de impedância bioelétrica (BIA) é um dos métodos mais amplamente relatados para avaliar a composição corporal tanto em ambientes clínicos quanto de pesquisa devido à sua natureza não invasiva, de baixo custo, portátil econfiável 3,4.
A primeira aplicação de correntes elétricas para estimativa da composição corporal a partir da lei de Ohm foi realizada por Nyboer et al. em 1950 e Thomasset em 1962 para tecidos biológicos como condutoreselétricos 1. A análise de compartimentos corporais usando BIA assume que o corpo humano é um cilindro formado por materiais condutores. Seguindo a lei de Ohm, o volume pode ser estimado quando uma corrente controlada é induzida em uma frequência específica, considerando o comprimento (L) e a área da seção transversal (A) de um condutor 2,3. Assim, R=ρL/A, onde R é a resistência em Ohms, ρ é a resistividade do material condutor, e LA é igual ao volume (V). A transformação da fórmula é V= ρL2/R 3,4. Os tecidos biológicos apresentam dois tipos de resistência (R): resistência condutiva (massa magra e fluidos corporais) e R capacitativa ou (reatância, Xc) proveniente de isolantes (osso, massa adiposa e membranas celulares)2,4. A corrente flui pelos fluidos extracelulares e fibras musculares com resistência relativamente baixa, enquanto a capacidade de penetrar a membrana celular depende da frequência aplicada. O BIA padrão usa uma frequência de 50 kHz, onde a corrente contínua reflete o valor R, e a corrente alternada reflete o atraso no fluxo de corrente devido à propriedade capacitiva da membrana celular (Xc); A capacitância é definida como a capacidade de armazenar temporalmente uma carga elétrica, que causa o atraso no fluxo 4,5,6. A relação entre R e Xc é a impedância (Z), formulada como Z2 = R2+Xc2, refletindo o fluido intracelular e os componentescelulares 6. O ângulo de fase (PhA) descreve a posição Z como PhA (grau) = [tangente de arco (Xc/R)] × (180°/π)5,6. Os parâmetros brutos medidos pelos dispositivos BIA são R, Xc e PhA (Figura 1). Esses parâmetros brutos são usados em conjunto com parâmetros antropométricos, como altura (correspondente ao comprimento do condutor no modelo do cilindro), peso, idade e sexo, para obter diferentes componentes da composição corporalhumana 2,6. A BIA pode ser melhor compreendida classificando-a com base em frequência, região do corpo e análise de dados, conforme descritoabaixo 7.
Por frequência, os dispositivos podem ser classificados como 1) Dispositivos de frequência única usam frequência de 50 kHz e continuam sendo os mais comuns no mundo. As vantagens desse método incluem a disponibilidade de dados brutos para análise, baixo custo e fácilcalibração 2. 2) Dispositivos multifrequênciaoperam em frequências de 2 a 6 (geralmente 1, 5, 50, 100, 200 e 500 kHz); corrente alternada administrada em frequências ≥5kHz penetra nas membranas celulares atécerto grau 8; no entanto, frequências >50 kHz são usadas para modelar a resistência em frequências infinitas para prever TBW. Isso permite o cálculo de TBW e a extração de ECW, resultando em ICW e distribuiçãode fluidos 9,10. Alguns dispositivos multifrequência não fornecem dadosbrutos 9. Além disso, 3) dispositivos de espectroscopia utilizam o modelo polinomial de Cole-Cole, que extrapola R0 para R∞de acordo com medidas de Z e PhA em múltiplas frequências para gerar um gráficode Cole 6,9. Os parâmetros elétricos obtidos foram usados para estimar volumes de composição corporal usando equações baseadas nas propriedades elétricas dos tecidos, de acordo com o modeloHanai 9. No entanto, as suposições feitas pelo modelo não se aplicam a pacientes com distribuição alterada do tecido adiposo e desequilíbrio defluidos 8. Os estudos sobre essa tecnologia estão aumentando, mas muitos não especificam que sejam baseadas em espectroscopia, limitando ascomparações 2. O acesso a dados brutos deve ser considerado porque nem todos os dispositivos de espectroscopia reportam R e Xc em uma frequência específica, restringindo a possibilidade de empregar outros métodos de análisede dados 6,10. A pesquisa clínica ainda não demonstrou as vantagens claras da espectroscopia em relação a dispositivos de múltiplasfrequências 6.
A análise de regiões do corpo, dividida pelo corpo inteiro, considera o corpo humano como um cilindro simétrico com composição homogênea, gerando estimativa de volume usando as equaçõespopulacionais 6,9. A medição é realizada com a configuração tetrapolar padrão, que envolve a colocação de dois eletrodos na mão (um no punho entre os processos estiloides da ulna e do rádio e outro logo atrás dos metacarpos) e dois eletrodos no pé (um no tornozelo entre os maléolos medial e lateral e outro logo atrás dos metatarsos)9 também chamada de mão-pé de um lado, tornando-a prática para uso clínico em várias posições, com membros enfaixados ou comvenólise 2. Além disso, a medição segmentar, que considera o corpo humano como cinco cilindros (braços, pernas e tronco) com diferentes resistividades. Ele requer ambos os pés e braços para medições tetrapolares ou octapolares, e a falta de padronização na colocação dos eletrodos aumenta o risco de errode medição 2,4. Os dados de referência são limitados, e a soma das impedâncias segmentais difere da impedância de corpointeiro 2.
A análise de dados pode ser realizada usando parâmetros brutos, como o ângulo de fase, que representa a relação geométrica da resistência à reatância. É um indicador da distribuição da água corporal e da integridade da membrana celular e tem sido relatado como um marcador prognóstico de sobrevivência, complicações, hidratação, nutrição e qualidade muscular2. Equações de regressão permitem a estimativa quantitativa dos componentes do tecidocorporal 3. Essas equações usam R como preditor principal, junto com altura, Xc, peso eidade 3. Parâmetros comuns incluem massa livre de gordura, massa muscular apendicular esquelética, massa de gordura, massa celular corporal e água total, extracelular eintracelular 2. As equações assumem distribuição igual das propriedades condutivas, área de seção transversal constante e comprimento proporcional do condutor, permitindo o cálculo de volume quando o fluxo de corrente écontrolado 2,3. Os resultados são afetados pelo estado de hidratação e pelas mudanças na massamuscular. Embora a maioria das equações se correlacione bem com outros métodos de avaliação em sujeitos saudáveis, elas não se correlacionam bem em pacientes com desnutrição, desidratação ou superidratação, como aqueles hospitalizados com insuficiência renal, hepática e cardíaca. Além disso, diferenças no dispositivo e equações específicas de idade, sexo e etnia podem causar inconsistências nosresultados 2,12. Alternativamente, a análise vetorial de impedância bioelétrica (BIVA), introduzida por Piccoli et al. em 1994 como alternativa às equações de regressão, utiliza medições brutas de BIA (R e Xc a 50 kHz) divididas pela altura em metros. O vetor de impedância de uma pessoa normal geralmente se enquadra na 75ª elipse de tolerância em gráficos baseados em etnia esexo 13,14,15.
Esta revisão narrativa descreve os requisitos e os usos médicos e nutricionais da análise do vetor de impedância bioelétrica em pacientes adultos na última década.
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Requisitos para realizar análise e interpretação de vetores de impedância bioelétrica
Antes de discutir a aplicação clínica da análise de vetores de impedância bioelétrica (BIVA), é fundamental reconhecer que nem todos os dispositivos comercialmente disponíveis são adequados para realizar BIVA. A Figura 2 apresenta um algoritmo que deve ser consultado para garantir que a impedância bioelétrica bruta necessária para análise seja acessível e que o dispositivo atenda aos critérios necessários para seu uso. Além disso, é essencial verificar a confiabilidade, precisão e exatidão do dispositivo por meio da padronização e controle de qualidade da aquisição bruta dos parâmetros, garantindo uma interpretação confiável entre vários métodos e aprimorando a qualidade dosresultados 7. O controle de qualidade inclui o uso do mesmo dispositivo com calibração regular do dispositivo, utilizando um circuito de teste fornecido pelo fabricante com resistência ou impedância conhecida, eletrodos de alta qualidade e sua posição, temperatura da pele e do núcleo, preparação adequada do sujeito e protocolos de medição consistentes medidos nas mesmas posições do corpo e membros. González-Correa et al. propuseram um protocolo como lista de verificação para padronizar as medições de AIB emadultos de 16 anos, e como realizar esse protocolo já foi descritoanteriormente em 17 anos.
O BIVA determina o estado de sobrecarga ou desidratação do fluido de acordo com a posição vetorial no gráfico RXc ao longo do eixo vertical de R e Xc. Vetores abaixo ou acima da elipse de tolerância 75 no polo inferior indicam, respectivamente, sobrecarga de fluido (expansão de volume extracelular) e desidratação. Todos os vetores dentro das elipses de tolerância 50 e 75 especificaram o fluido normal e o status de massa celular 6,13,15 (Figura 3). Exemplos de aplicações clínicas são descritos na Figura 4.
Aplicações clínicas da análise vetorial de impedância bioelétrica
As aplicações de prática clínica relatadas no PubMed de 2015 a 2025 estão descrevidas na Tabela 1 e incluem o uso do BIVA para avaliar o estado de hidratação de líquidos (detectando desidratação, superidratação, acúmulo de líquidos e redistribuição de líquidos) e o estado nutricional (desnutrição, caquexia, sarcopenia, massa muscular e massa de gordura). Estudos envolvendo atletas foram excluídos. Os filtros aplicados incluíam espécies humanas, populações adultas e inglês.
Avaliação do status do volume de fluidos
O BIVA foi descrito para avaliar o estado do volume de fluidos, controlar fluidos corporais, gerenciar a administração de fluidos intravenosos e detectar ou prever desfechos negativos. Uma das primeiras aplicações clínicas desse método de grafos foi em pacientes com hemodiálise para monitorar a hidratação como alternativa às mudanças de peso antes e pósdiálise 18. Enquanto Samoni et al.19descreveram seu uso em pacientes criticamente doentes na unidade de cuidados críticos, relatando que hiperidratação severa avaliada pelo BIVA estava associada à mortalidade. Kammar-García et al.20relataram que pacientes internados no Pronto-Socorro classificados como com sobrecarga de fluidos pelo BIVA apresentavam maior probabilidade de mortalidade. Pineda-Juarez constatou que pacientes com doença isquêmica com alteração de hidratação segundo o BIVA apresentavam menor resposta cardiopulmonar21. Varaldo et al.22encontraram que pacientes acromegalicos, com doenças ativas ou controladas, apresentavam um estado de superidratação fora do percentil 75 para a população saudável.
Outra aplicação é avaliar mudanças de fluidos e impulsionar a terapia de fluidos. Costa et al. relataram um aumento progressivo no acúmulo de fluido com uma diminuição significativa do comprimento do vetor 24h após a cirurgiacardíaca 23. Enquanto isso, Maioli et al. descobriram que a avaliação da BIVA na internação em pacientes com doença arterial coronariana estável permite ajustar a expansão do volume intravascular, resultando em menor ocorrência de CI-AKI após procedimentosangiográficos 24.
Comparações de grupos por confiança BIVA
Por outro lado, se o objetivo for comparar grupos de pacientes, a média, o desvio padrão e a correlação entre R/H e Xc/H podem ser registrados no software de confiança BIVA, o que permite determinar diferenças significativas por meio do teste T2 de Hotelling e da distânciageneralizada 25 de Mahalanobis. A distribuição vetorial dos valores médios dos grupos foi representada em um gráfico em relaçãoao percentil 95, referido como elipse de confiança ou intervalode confiança 26. A comparação de confiança BIVA foi relatada em pacientes pós-infarto do miocárdio com índice de comorbidade de Charlson de ≥3 vs. <2. Aqueles com índice mais alto apresentam vetores mais longos deslocados para a direita, sugerindo perda de tecidomole 27. Guerrini et al. encontraram diferenças significativas nas elipses de distribuição vetorial entre pacientes com sarcopenia ou desnutrição, caracterizadas por um grande deslocamento para a direita de seus vetores de impedância em comparação com pacientes sem desnutrição ou sarcopenia, indicando uma menor massa de tecidos moles. O BIVA também identificou sujeitos com melhorias maiores e menores após a reabilitação em pacientes subagudos pós-AVC, mostrando um deslocamento para a esquerda dos vetores de admissão, que pode ser interpretado como um aumento de tecido mole e massamuscular 28.
Análise vetorial de impedância bioelétrica Z-score
O software BIVA inclui a análise de Z-score BIVA, calculada com base no número de desvios padrão em relação à resistência/altura e aos valores de reatância/altura de um sujeito em relação à média da população de referência, convertendo-os em um Z-score bivariado e plotando-os no gráfico R-XcZ-score 6,29. Se o vetor sujeito estiver no quarto quadrante (inferior direito) e fora das elipses de tolerância do percentil 75, ou seja, -1 a pontuação Xc-Z indica expansão extracelular e resíduos de tecidosmoles 30. O uso de escores z tem sido pouco explorado na literatura; Foi relatado para determinar diferenças na composição corporal de acordo com o tipo e estágio do câncer31, avaliando o estado nutricional em pacientes com cirrosedescompensada 32, e em pacientes subagudos pós-AVC29.
Avaliação da massa celular corporal, caquexia e sarcopenia
Além disso, pode ser útil para a classificação da caquexia, determinada por valores de alta resistência e baixa reatância, representados por um vetor à direita do gráfico, >75da elipse de tolerância, indicando uma massa celular corporal inferior, como no estudo de Santillán-Díaz et al., onde essa abordagem foi usada para avaliar a prevalência de caquexia reumatoide em pacientes com artritereumatoide 33. Eles constataram que pacientes com caquexia apresentavam menor força de empunhadura e função física, além de taxas mais altas de prescrição de metotrexato. Ramos-Vázquez et al. encontraram uma frequência maior de caquexia em pacientes com disfagia orofaríngea que foram alimentados exclusivamente por sonda do que naqueles com ingestãooral 34.
Por fim, as principais vantagens dessa abordagem BIVA são a análise simultânea da hidratação e dos componentes da massa celular corporal, além da capacidade de análise contínua proporcional do estado de saúde, já que medições contínuas podem ser plotadas no mesmo gráfico para comparar a modificação da composição corporal (tanto hidratação quanto estado nutricional). O teste T2 de Hotelling emparelhado com uma amostra e a distância generalizada de Mahalanobis podem ser usados para avaliar o fluido e as mudanças no gráfico dR/H-dXc/H 30. Lozada-Mellado et al. avaliaram mudanças no estado de hidratação e na massa celular corporal após um programa dinâmico de exercícios em pacientes com artrite reumatoide no México, encontrando um deslocamento para o quadrante de massa caquexia nos pacientes que não participaram do programade exercícios 35. Quizzini et al. aplicaram essa análise a idosos com sarcopenia para avaliar o efeito de um programa de exercícios de resistência semmelhora 36.
Como mostrado na Tabela 1, vários estudos relataram análise BIVA; no entanto, apenas parâmetros BIA foram usados, como massa muscular (kg), ECW, TBW e PhA 19,20,21,22,23,24,28,32,33,34,35,36,37,38,39,40, 41. Classificação vetorial ou deslocamento do vetor de acordo com elipses de tolerância ou eixos R-Xc não foram usados nem relatados 37,38,39,40,41.
Perspectivas
Pesquisas futuras poderiam avaliar se pacientes com anormalidades nos fluidos corporais, voltando à 75ª referência, ou seja, status normal de fluido, têm um prognóstico melhor ou menor incidência de desfechos piores, além de quantificar essa mudança no escore Z.
Em pacientes com sobrecarga ou desequilíbrio de líquidos, os valores da massa muscular são tendenciosos devido à relação fisiológica com a hidratação dos tecidosmoles 30, superestimando os valores da massa muscular e dificultando a detecção da obesidade sarcopénica. Para detectar a presença de alterações no fluido e determinar se equações de regressão podem ser aplicadas, o escore Z do BIVA pode ser útil na avaliação do status do fluido, discriminando contra pacientes com superidratação que podem ser classificados erroneamente sem sarcopenia ou caquexia. Portanto, novas pesquisas focadas nesse método precisam ser realizadas.
A avaliação do efeito da terapia nutricional médica para diferenciar entre acúmulo de fluidos ou aumento da massa celular corporal, que pode ser combinada com um teste de capacidade funcional, como a força da mão, é outra aplicação clínica para pesquisas futuras. Os principais desafios incluem a falta de padronização na aplicação do método, a necessidade de distinguir entre diferenças estatisticamente significativas e aquelas de relevância clínica, além do mal-entendido ou da relutância em aceitar as limitações e o escopo dessa técnica. Esses aspectos são críticos quando a bioimpedância é usada como ferramentade avaliação 7. É importante considerar que as medições de BIA bruto diferem entre os dispositivos e podem afetar os resultados do BIVA, o que deve ser considerado ao comparar estudos e selecionar uma população de referência, pois isso pode impactar a interpretação dos resultados, especialmente quando comparado a outras populações de referência de dispositivosdiferentes 42. Além disso, as categorias de classificação podem ser problemáticas em certas populações, como mulheres com mais de 60 anos, pois podem haver diferenças devido aos dispositivos ou outros fatores que justificam ainterpretação 43.
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A análise de impedância bioelétrica (BIA) fornece vários parâmetros brutos, como resistência, reatância e ângulo de fase, que podem ser visualizados e interpretados usando BIVA. Esses componentes são representados graficamente por meio de RXc-graphs, onde a posição e o deslocamento do vetor de impedância dentro das elipses de tolerância oferecem insights sobre o estado de hidratação e a massa celular corporal. No entanto, a maioria dos estudos até agora tem focado em estimativas derivada...
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Os autores não declaram conflitos de interesse.
Os autores gostariam de agradecer aos Prof(s). Piccoli e Pastori, do Departamento de Ciências Médicas e Cirúrgicas da Universidade de Pádua, Itália, por fornecer o software BIVA.
Essa pesquisa não recebeu nenhuma bolsa específica de agências financiadoras dos setores público, comercial ou sem fins lucrativos. Este protocolo/pesquisa faz parte da tese de doutorado de Yunuen Reyes-Paz, apoiada por uma bolsa do Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia (CONACYT) (CVU 1076076).
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