Summary
En este estudio, demostramos cómo evaluar la presencia de sobrecarga de fluidos a través del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) y la relación de impedancia medida con equipos tetrapolares multifrecuencia en pacientes ingresados en el servicio de urgencias. BIVA y la relación de impedancia son herramientas confiables y útiles para predecir resultados deficientes.
Abstract
La detección temprana y el manejo de la sobrecarga de líquidos son de importancia crítica en la enfermedad aguda, ya que el impacto de la intervención terapéutica puede resultar en una disminución o un aumento de las tasas de mortalidad. La evaluación precisa del estado de los líquidos implica una terapia adecuada. Desafortunadamente, como el método estándar de oro de medición de líquido radioisotópico es costoso, requiere mucho tiempo y carece de sensibilidad en el entorno clínico de cuidados agudos, generalmente se usan otros métodos menos precisos, como el examen clínico o la producción de 24 horas. El análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) es un enfoque alternativo basado en impedancia, donde la resistencia de los parámetros brutos y la reactancia de un sujeto se trazan para producir un vector, cuya posición se puede evaluar en relación con los intervalos de tolerancia en un gráfico R-Xc. El estado del fluido se interpreta entonces como normal o anormal, en función de la distancia desde el vector medio derivado de una población de referencia sana. El objetivo del presente estudio es demostrar cómo evaluar la presencia de sobrecarga de fluidos a través del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica y la relación de impedancia medida con equipos tetrapolares multifrecuencia en pacientes ingresados en el servicio de urgencias.
Introduction
La sobrecarga de líquidos (FO), definida como un exceso de líquido corporal total o un exceso relativo en uno o más compartimentos de líquidos 1, se observa con frecuencia en pacientes críticos y se asocia con mayor morbilidad y mortalidad 1,2,3. El rango de alteraciones en el estado de hidratación es amplio; puede indicar insuficiencia renal, cardíaca o hepática; y/o tal vez el resultado de una ingesta oral excesiva o un error iatrogénico4. La evaluación rutinaria del estado de hidratación es un desafío en los departamentos de emergencia, ya que el estándar de oro de la medición del volumen radioisotópico requiere técnicas especializadas, es costoso y requiere mucho tiempo, y puede no identificar alteraciones tempranas en el estado de hidratación. Por lo tanto, generalmente se utilizan otros métodos menos precisos, como el examen clínico y el balance de líquidos acumulado (volumen en ml en 24 h)5. La determinación precisa y sensible del estado del volumen de líquidos es necesaria para ayudar a los médicos a controlar los fluidos corporales, manejar la administración de líquidos por vía intravenosa y mantener la estabilidad hemodinámica, lo que permite a los pacientes recibir tratamiento temprano 3,5,6. Los errores en la evaluación del volumen pueden conducir a la falta de tratamiento necesario o a la implementación de terapias innecesarias, como la administración excesiva de líquidos, las cuales están relacionadas con el aumento de los costos de hospitalización, complicaciones y mortalidad4.
El interés ha aumentado recientemente en el análisis de impedancia bioeléctrica (BIA), que se ha considerado un método alternativo para la clasificación del estado de hidratación de un individuo. BIA es un método seguro, no invasivo, portátil, rápido, de cabecera y fácil de usar, diseñado para la estimación de la composición del compartimento corporal. El análisis mide la oposición generada por los tejidos blandos al flujo de una corriente eléctrica alterna inyectada en el cuerpo (800 μA), a través de cuatro electrodos de superficie colocados en las manos y los pies. El agua corporal total estimada por BIA ha demostrado tener una alta correlación con la obtenida por dilución de deuterio (r = 0,93, p = 0,01)7.
Los dispositivos BIA sensibles a la fase evalúan la medición directa del ángulo de fase y la impedancia (Z 50), obteniendo la resistencia (R) y la reactancia (Xc) en modo de frecuencia única (50 kHz) o modo multifrecuencia (5 kHz a 200 kHz)8. Dividir los valores de R y Xc por la altura del sujeto (en m) al cuadrado, para controlar las diferencias interindividuales en la longitud del conductor, y trazarlos en un gráfico R-Xc es el método utilizado en el análisis vectorial de impedancia bioeléctrica (BIVA) para estimar el estado del fluido. BIVA es un enfoque de impedancia alternativa, desarrollado por Piccoli et al.9, que utiliza la relación espacial entre R (es decir, la oposición al flujo de una corriente alterna a través de soluciones iónicas intra y extracelulares) y Xc para evaluar la hidratación de los tejidos blandos, independientemente de las ecuaciones de predicción de regresión múltiple generadas en muestras limitadas y específicas10 . Por lo tanto, la clasificación del estado del fluido es más precisa y exacta que la cuantificación del agua corporal total. Los valores de R y Xc de un sujeto producen un vector cuya posición puede ser evaluada en relación con los intervalos de tolerancia en el gráfico R-Xc, que puede interpretarse como indicativo de hidratación normal o anormal, a partir de la distancia desde el vector medio derivado de una población de referencia sana11,12,13.
En un estudio previo, comparamos diferentes parámetros de análisis de impedancia bioeléctrica para la detección de sobrecarga de líquidos y la predicción de la mortalidad en pacientes ingresados en un servicio de urgencias (SU) y demostramos que BIVA (riesgo relativo = 6,4; intervalo de confianza del 95% de 1,5 a 27,9; p = 0,01) y la relación de impedancia (riesgo relativo = 2,7; intervalo de confianza del 95% de 1,1 a 7,1; p = 0,04) mejoraron la estimación de la probabilidad de mortalidad a los 30 días3.
La sobrecarga de fluido también se puede estimar utilizando la relación de impedancia (imp-R), que es la relación entre la impedancia medida a 200 kHz y la impedancia medida a 5 kHz obtenida por el equipo de impedancia bioeléctrica multifrecuencia. Imp-R considera la conducción en el agua corporal total (Z200) y en los espacios de fluidos de agua extracelular (Z5). La penetración de una corriente en las células depende de la frecuencia y, la relación 200/5 kHz describe la relación de mayor a menor entrada de corriente en las celdas 3,8. Si la diferencia entre estos dos valores disminuye con el tiempo, puede indicar que las células se están volviendo menos sanas14.
Se han observado valores de Imp-R ≤0,78 en hombres y ≤0,82 en mujeres en individuos sanos15. Los valores más cercanos a 1.0 indican que las dos impedancias están más cerca una de la otra, y la célula del cuerpo está menos sana. En el caso de enfermedad crítica, la resistencia de la membrana celular a 5 kHz se reduce, y la diferencia entre los valores de impedancia a 5 y 200 kHz es marcadamente menor, lo que indica un empeoramiento celular3. Los valores > 1.0 sugieren error de dispositivo16,17. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio es demostrar cómo evaluar la presencia de sobrecarga de líquidos a través del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica, así como mediante el uso de la relación de impedancia, medida con equipos tetrapolares multifrecuencia en pacientes ingresados en el servicio de emergencia.
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Protocol
Se aprobó el siguiente protocolo (REF. 3057) y sigue los lineamientos del comité de ética en investigación humana del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición SZ. Además, se obtuvo el consentimiento previo de los pacientes para este estudio.
NOTA: Este procedimiento se utilizará para medir el análisis de impedancia bioeléctrica utilizando equipos tetrapolares multifrecuencia (consulte la Tabla de materiales) y proporcionará valores precisos de resistencia y reactancia a una sola frecuencia de 50 kHz, así como la relación entre 200 kHz y 5 kHz valores de impedancia (200/5 kHz).
1. Antes de la prueba
- Realizar la estandarización de la persona que realizará las mediciones, como alguien con una calificación en el área o que tiene una amplia experiencia en la realización de mediciones.
- Pídale al paciente que se abstenga de comer durante 4 a 5 h antes de la prueba.
- Pruebe periódicamente el equipo para verificar que la medición de impedancia sea lo más precisa posible, de acuerdo con las pautas proporcionadas por el fabricante, utilizando una resistencia de prueba con un valor conocido de 500 Ω (rango 496-503 Ω). Asegúrese de que los electrodos adhesivos corresponden a las recomendaciones del fabricante.
- Limpie el equipo con una toallita con clorhexidina y luego lávese las manos. Si la pantalla del equipo muestra la leyenda: cambie la batería y luego reemplace la batería.
- Si el paciente está consciente, explíquele el procedimiento. Obtener la edad y la medición precisa de la altura del paciente (en cm) e introducir estos datos en el equipo.
- Quítese el zapato y el calcetín del pie derecho, así como cualquier objeto metálico, como relojes o pulseras que use el paciente. Coloque al paciente en posición supina durante 5 min con las piernas y los brazos extendidos alrededor de 45° antes de tomar las medidas, verificando que no esté en contacto con ninguna otra parte de su cuerpo. En pacientes con obesidad, para evitar el contacto entre los muslos, coloque una sábana entre sus piernas.
2. Medición de parámetros BIA
- Limpie las superficies donde se colocarán los electrodos con una almohadilla de alcohol al 70% dos veces. Coloque dos electrodos en la mano derecha dorsalmente, uno detrás del nudillo del tercer metacarpofalángico (dedo medio) y el otro en la muñeca, junto a la articulación del carpo de la cabeza del cúbito. Podría ser útil dibujar una línea recta imaginaria entre los huesos sobresalientes de la muñeca y luego colocar cada electrodo en el centro de esa línea.
- Coloque dos electrodos en el pie derecho, uno detrás de la tercera articulación metatarsofalángica y la articulación tarsiana en el tobillo entre los maléolos medial y lateral. Para colocar los electrodos, siga los huesos debajo. Asegúrese de que la distancia entre los electrodos en el pie y la mano sea de al menos 5 a 10 cm, según el tamaño de la mano.
- Conecte los cables conductores al equipo, con la pinza de cocodrilo rojo más cercana a las uñas y la pinza negra más cercana al tobillo o la muñeca; Asegúrese de que los cables no se crucen entre ellos.
- Asegúrese de que el paciente no esté hablando o moviéndose durante las mediciones, ya que esto afectará los resultados.
- La identificación del paciente aparecerá en la primera pantalla. Desplácese y cambie los parámetros del paciente (sexo, edad, altura y peso). Asegúrese de que los electrodos estén pegados correctamente y pulse Intro. Se mostrará: midiendo, en la pantalla. Se tarda entre 6 y 10 s en medir, y sonará un pitido cuando se complete la medición.
3. Análisis de parámetros de bioimpedancia
- El equipo mostrará los valores de impedancia bruta (Z) a cuatro frecuencias diferentes: 5, 50, 100 y 200 kHz, así como la resistencia y la reactancia a 50 kHz, que son los valores necesarios para clasificar a un paciente con sobrecarga de líquidos.
- Descargue el software llamado BIVA tolerance R-Xc graph13 (consulte la Tabla de materiales) y ábralo.
- Observe que el software está en un libro de trabajo en un programa de hoja de cálculo con siete hojas de trabajo: guía, poblaciones de referencia, gráfico de puntos, ruta, temas, puntuación Z, gráfico Z.
- Haga clic derecho en la hoja Población de referencia, elija la línea de la población de referencia seleccionada y cópiela y péguela en la segunda fila (fila amarilla).
- Haga clic derecho en la hoja Sujetos y, en la segunda fila, inserte los siguientes datos: el ID de sujeto asignado al paciente. En la segunda columna llamada Seq, siempre ponga el número 1; y, opcionalmente, rellene las columnas Apellido y Nombre. En la columna sexo, escriba F para paciente femenino y M para paciente masculino. En las dos columnas siguientes, resistencia de entrada y reactancia a 50 kHz cada una. Inserte la altura (en cm) y el peso (en kg) en las siguientes dos columnas.
- En la columna Código de población, inserte el número que aparece en la primera columna de la hoja de población de referencia. En el código de grupo, elija aleatoriamente un número entre 1 y 10 (este número será requerido en la hoja de gráfico de puntos), inserte la edad del paciente en la siguiente columna.
- En el menú del programa de hoja de cálculo, vaya a la pestaña Complementos y haga clic derecho en la opción Calcular para obtener los valores de resistencia y reactancia ajustados por altura y ángulo de fase.
- Haga clic con el botón derecho en la hoja de gráfico de puntos y observe que se dibujan elipses de tolerancia del 50%, 75% y 95% para la población de referencia seleccionada (es decir, la población en la primera fila amarilla en la parte superior de la hoja de población de referencia).
- En el cuadro de diálogo, seleccione grupos, haga clic con el botón derecho en el número colocado en el código de grupo ubicado en la hoja de asignaturas y haga clic con el botón derecho en Aceptar. A continuación, aparecerá el gráfico BIVA, con el vector sujeto como una figura geométrica (Δ, •, □).
- Los pacientes con vectores que caen fuera del polo inferior de la elipse de tolerancia del 75% se clasificarán como sobrecarga de líquidos (ver Figura 1).
- Divida Z a 200 kHz por Z a 5 kHz, que refleja el compartimiento total de agua corporal y agua extracelular, respectivamente, para obtener la relación de impedancia (Imp-R). Un valor ≥0,85 indica sobrecarga de líquido.
NOTA: En los nuevos dispositivos multifrecuencia tetrapolares, el gráfico R-Xc ya está incluido; Sin embargo, es importante asegurarse de que la población de referencia sea correcta.
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Representative Results
Como ejemplo del método presentado anteriormente, presentamos los resultados de dos mujeres ingresadas en el servicio de urgencias. El análisis de impedancia bioeléctrica se evaluó al ingreso utilizando un dispositivo multifrecuencia sensible a la fase (ver Tabla de materiales), y los valores de resistencia (R) y reactancia (Xc) obtenidos se utilizaron para calcular el gráfico BIVA. Los resultados muestran que los pacientes con sobrehidratación tenían peores pronósticos y características clínicas como las puntuaciones del índice SOFA y Charlson, que están relacionadas con la sobrecarga de líquidos.
En la Figura 2, los resultados trazados con Δ denotan una mujer de 77 años (altura = 155 cm) con estado normal del fluido y los siguientes resultados de bioimpedancia: R = 586.7, Xc = 62.1. Los datos de las variables clínicas fueron los siguientes: puntuación secuencial de evaluación de la insuficiencia orgánica (SOFA) = 3; Puntuación del índice de comorbilidad de Charlson = 5; la causa primaria de ingreso hospitalario = hiponatremia hipotónica secundaria al uso de diuréticos y diarrea; y duración de la estancia hospitalaria = 2 días.
Mientras tanto, los resultados trazados con □ denotan una mujer de 62 años (altura = 149 cm) con sobrecarga de fluidos y resultados de bioimpedancia R = 332.6, Xc = 33.6. Los datos de las variables clínicas fueron los siguientes: SOFA = 16; índice de comorbilidad de Charlson = 4; causa primaria de ingreso hospitalario = shock séptico secundario a infección de tejidos blandos; Duración de la estancia hospitalaria = 3 días. Este paciente falleció debido a la progresión del shock refractario, con síndrome de dificultad respiratoria aguda que empeoró progresivamente.
Figura 1: Gráfico RXc del análisis vectorial de impedancia bioeléctrica para clasificar el estado de fluidos de un paciente. Los vectores individuales por debajo del 75% (+2 desviación estándar) pueden clasificarse como sobrecarga de fluido Δ. Abreviaturas: R = resistencia, Xc = reactancia, H = altura. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Gráfico RXc con los datos de dos pacientes del sexo femenino ingresadas en el servicio de urgencias. Δ es un paciente en la elipse de tolerancia del 50% que muestra un estado normal del líquido. □ es paciente por debajo de la elipse del 75% clasificada con sobrecarga de líquidos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
Es importante mencionar que se han propuesto diferentes enfoques de análisis de impedancia bioeléctrica (BIA) en la literatura publicada, incluido el uso de frecuencias múltiples a 1-500 kHz (MF-BIA), frecuencia única sensible a la fase (SF-BIA) a 50 kHz y BIA espectroscópica a 5 kHz a 2 MHz. Los estudios han proporcionado resultados inconsistentes, en relación con el acuerdo con respecto a los equipos BIA de frecuencia única y múltiple6 , incluida la corriente de la fuente, la frecuencia, el rango de impedancia total sobre el cual la corriente está dentro de una tolerancia, resolución y precisión especificadas de la impedancia mostrada, como se ha descrito en la Declaración21 de la Conferencia de Evaluación de Tecnología de los Institutos Nacionales de Salud (NIH). Los instrumentos de espectroscopia de impedancia bioeléctrica (BIS) presentan una limitación importante: no se pueden obtener R y Xc de los datos brutos del cuerpo total, que deben ser calculados o modelados a partir de otros parámetros de impedancia segmentaria, y parecen presentar una subestimación cuando se comparan con dispositivos de frecuencia única y múltiple sensibles a la fase 5,22. Por lo tanto, no recomendamos el uso de dicha tecnología.
Por sí solo, MF-BIA es un instrumento tetrapolar sensible a la fase que mide directamente el ángulo de fase y la impedancia a diferentes frecuencias (5, 50, 100, 200 y 500 kHz), reportando una desviación del 0,5% y una precisión de 500 Ω para cada frecuencia, permitiendo la diferenciación entre agua intracelular y extracelular, basada en el principio de que: a frecuencias más bajas, la corriente fluye a través del agua extracelular mientras, A frecuencias más altas, fluye a través de un cuerpo total de agua. Como este tipo de dispositivo proporciona datos brutos, el IR puede ser calculado, como se ha descrito anteriormente 6,23.
También es importante considerar que el tipo de electrodo, y la ubicación anatómica específica de los electrodos, además de la posición del sujeto a medir, pueden influir en los valores bioeléctricos brutos. Por lo tanto, se debe evitar extrapolar los resultados obtenidos con diferentes equipos en pacientes que están descompensados (por ejemplo, insuficiencia cardíaca, renal o hepática), o que sufren un evento agudo u otra enfermedad crónica6. Es esencial implementar un protocolo para estandarizar un método con el fin de determinar la sobrecarga de líquidos en el momento de la admisión. Por lo tanto, la obtención de un estado de distribución de líquido basal permite adoptar enfoques terapéuticos tempranos y apropiados.
Las guías de práctica clínica y los fabricantes no recomiendan que la evaluación BIA se realice en pacientes con dispositivos electrónicos implantables cardíacos (CIED), como marcapasos y desfibriladores cardioversores implantables, ya que puede causar interferencia electromagnética debido a la corriente eléctrica aplicada. Sin embargo, cuando la baja magnitud de la corriente eléctrica transferida al cuerpo es inferior a los límites de susceptibilidad del CIED, y con ausencia de alteraciones en su función, la BIA se considera segura y puede ser realizada en este grupo de pacientes24.
Otra consideración a tener en cuenta es que BIA y BIVA no pueden ser realizados en pacientes con cualquier amputación o con estructura física anormal21.
Algunas limitaciones de la técnica de medición que pueden no ser controladas en el contexto de pacientes en el momento de la admisión de emergencia incluyen el tiempo de ayuno, el consumo de alcohol, el ejercicio físico previo y la evacuación de la vejiga25.
Cuando se detecta una sobrecarga de líquidos -y partiendo del supuesto de que es el resultado de la acumulación de líquido- el uso de diuréticos es frecuente en la práctica clínica; Sin embargo, es posible que los principales mecanismos fisiopatológicos puedan estar relacionados con la redistribución de líquidos, en lugar de la acumulación, y altas dosis de furosemida pueden ser perjudiciales para la función renal. Por ejemplo, en pacientes con insuficiencia cardíaca con disfunción diastólica y edema pulmonar, la presión arterial sistólica alta puede ser tratada con vasodilatadores (nitratos), evitando así el uso de diuréticos26. Por lo tanto, es esencial interpretar los resultados de BIVA en el contexto del diagnóstico del paciente, el examen físico y los biomarcadores (por ejemplo, hemoglobina, albúmina, sodio y creatinina).
Finalmente, para ilustrar cómo se puede utilizar BIVA, en un informe anterior, encontramos que los pacientes clasificados como con sobrecarga de líquidos, según BIVA al ingreso al servicio de urgencias, incluso con un balance acumulado de 1212 mL de líquidos, valor que se considera normal, mostraron una mayor gravedad de la enfermedad estadísticamente significativa con respecto al SOFA, y presentaron mayor mortalidad, en comparación con aquellos con estado de fluidos normal, demostrando así la utilidad de BIVA en pacientes críticos27.
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Disclosures
Los autores declaran que no hay intereses contrapuestos.
Acknowledgments
Los autores desean 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 ninguna subvención específica de agencias de financiación en los sectores público, comercial o sin fines de lucro.
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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