הערכת עומס יתר של נוזלים על ידי אנליזה וקטורית של עכבה ביואלקטרית
Summary
במחקר זה אנו מדגימים כיצד להעריך את נוכחותו של עומס יתר של נוזלים באמצעות ניתוח וקטורי של עכבה ביואלקטרית (BIVA) ואת יחס העכבה שנמדד באמצעות ציוד רב-תדרים טטרה-פולרי בחולים שאושפזו במחלקת המיון. BIVA ויחס עכבה הם כלים אמינים ושימושיים לחיזוי תוצאות גרועות.
Abstract
לגילוי מוקדם ולניהול של עומס יתר של נוזלים יש חשיבות קריטית במחלה חריפה, שכן ההשפעה של התערבות טיפולית עלולה לגרום לירידה או לעלייה בשיעורי התמותה. הערכת מצב נוזלים מדויקת כרוכה בטיפול מתאים. למרבה הצער, מכיוון ששיטת תקן הזהב למדידת נוזלים רדיואיזוטופיים היא יקרה, גוזלת זמן וחסרת רגישות במסגרת הקלינית לטיפול אקוטי, נעשה שימוש בשיטות אחרות פחות מדויקות, כגון בדיקה קלינית או תפוקה של 24 שעות. אנליזה וקטורית של עכבה ביואלקטרית (BIVA) היא גישה חלופית מבוססת עכבה, שבה התנגדות הפרמטרים הגולמיים והתגובה של נושא משורטטים כדי לייצר וקטור, שאת מיקומו ניתן להעריך ביחס למרווחי סובלנות בגרף R-Xc. לאחר מכן מתפרש מצב הנוזל כנורמלי או לא תקין, בהתבסס על המרחק מווקטור הממוצע הנגזר מאוכלוסיית ייחוס בריאה. מטרת המחקר הנוכחי היא להדגים כיצד להעריך את נוכחותו של עומס יתר של נוזלים באמצעות ניתוח וקטורי של עכבה ביואלקטרית ויחס העכבה הנמדד באמצעות ציוד רב-תדרים טטרה-פולרי בחולים שאושפזו במחלקת החירום.
Introduction
עומס יתר של נוזלים (FO), המוגדר כעודף של סך נוזלי הגוף או עודף יחסי בתא נוזל אחד או יותר 1, נצפה לעתים קרובות בחולים במצב קריטי וקשור לתחלואה ותמותה גבוהות יותר 1,2,3. טווח השינויים במצב הידרציה הוא רחב; יכול להצביע על אי ספיקת כליות, לב או כבד; ו/או אולי תוצאה של צריכה אוראלית מופרזת או טעות איטרוגנית4. הערכה שגרתית של מצב הידרציה היא מאתגרת במחלקות לרפואה דחופה, שכן תקן הזהב של מדידת נפח רדיואיזוטופית דורש טכניקות מיוחדות, הוא יקר וגוזל זמן, ועלול להיכשל בזיהוי הפרעות מוקדמות במצב הידרציה. לפיכך, שיטות אחרות פחות מדויקות משמשות בדרך כלל, כולל בדיקה קלינית ומאזן נוזלים מצטבר (נפח במ”ל ב 24 שעות)5. קביעה מדויקת ורגישה של מצב נפח הנוזל נחוצה כדי לסייע לרופאים בשליטה על נוזלי הגוף, ניהול מתן נוזלים תוך ורידי ושמירה על יציבות המודינמית, ובכך לאפשר למטופלים לקבל טיפול מוקדם 3,5,6. טעויות בהערכת הנפח יכולות להוביל להיעדר טיפול נחוץ או ליישום טיפול מיותר, כגון ניהול נוזלים עודף, שניהם קשורים לעלייה בעלויות אשפוז, סיבוכים ותמותה4.
לאחרונה גברה ההתעניינות בניתוח עכבה ביואלקטרית (BIA), שנחשבה לשיטה חלופית לסיווג מצב ההידרציה של הפרט. BIA היא שיטה בטוחה, לא פולשנית, ניידת, מהירה, לצד המיטה וקלה לשימוש, המיועדת להערכת הרכב תא הגוף. הניתוח מודד את ההתנגדות הנוצרת על ידי רקמות רכות לזרימה של זרם חשמלי מוזרק לסירוגין לגוף (800 μA), באמצעות ארבע אלקטרודות משטח המונחות על הידיים והרגליים. סך כל מי הגוף המוערכים על ידי BIA הוכחו כבעלי מתאם גבוה לזה המתקבל על ידי דילול דאוטריום (r = 0.93, p = 0.01)7.
התקני BIA רגישים לפאזה מעריכים את המדידה הישירה של זווית הפאזה והעכבה (Z 50), ומקבלים את ההתנגדות (R) והתגובה (Xc) במצב תדר יחיד (50 קילו-הרץ) או במצב רב-תדרים (5 קילו-הרץ עד 200 קילו-הרץ)8. חלוקת ערכי R ו- Xc בגובה הנושא (ב- m) בריבוע – לבקרה עבור הבדלים בין-אינדיבידואליים באורך המוליך – והתווייתם בגרף R-Xc היא השיטה המשמשת בניתוח וקטור עכבה ביואלקטרי (BIVA) להערכת מצב הנוזל. BIVA היא גישת עכבה חלופית, שפותחה על ידי Piccoli et al.9, המשתמשת בקשר המרחבי בין R (כלומר, ההתנגדות לזרימה של זרם חילופין דרך תמיסות יוניות תוך-תאיות וחוץ-תאיות) לבין Xc כדי להעריך הידרציה של רקמות רכות, ללא תלות במשוואות חיזוי רגרסיה מרובות שנוצרו בדגימות מוגבלות וספציפיות10 . לכן, סיווג מצב הנוזלים מדויק ומדויק יותר מכימות מי הגוף הכוללים. ערכי R ו- Xc של נושא מייצרים וקטור שניתן להעריך את מיקומו ביחס למרווחי סובלנות בגרף R-Xc, אשר ניתן לפרש כמציין הידרציה נורמלית או חריגה, בהתבסס על המרחק מווקטור הממוצע הנגזר מאוכלוסיית ייחוס בריאה11,12,13.
במחקר קודם, השווינו פרמטרים שונים של ניתוח עכבה ביואלקטרית לזיהוי עומס יתר של נוזלים וחיזוי תמותה בחולים שאושפזו במחלקה לרפואה דחופה (ED) והוכחנו כי BIVA (סיכון יחסי = 6.4; 95% רווח בר-סמך מ-1.5 עד 27.9; p = 0.01) ויחס עכבה (סיכון יחסי = 2.7; 95% רווח בר-סמך מ-1.1 עד 7.1; p = 0.04) שיפרו את הערכת ההסתברות לתמותה של 30 יום3.
ניתן להעריך עומס יתר של נוזלים גם באמצעות יחס העכבה (imp-R), שהוא היחס בין עכבה הנמדדת ב-200 קילוהרץ לעכבה הנמדדת ב-5 קילוהרץ המתקבלת על ידי ציוד העכבה הביואלקטרית הרב-תדרית. Imp-R מתייחס להולכה במי הגוף הכוללים (Z200) ובחללי נוזל מים חוץ-תאיים (Z5). החדירה של זרם לתאים תלויה בתדר, והיחס של 200/5 קילוהרץ מתאר את היחס בין כניסת זרם גדול יותר לקטן יותר לתאים 3,8. אם ההבדל בין שני ערכים אלה פוחת עם הזמן, זה עשוי להצביע על כך שהתאים הופכים פחות בריאים14.
ערכי Imp-R ≤0.78 אצל זכרים ו-≤0.82 אצל נקבות נצפו אצל אנשים בריאים15. ערכים הקרובים יותר ל-1.0 מצביעים על כך ששתי העכבות קרובות יותר זו לזו, ותא הגוף פחות בריא. במקרה של מחלה קריטית, ההתנגדות של קרום התא ב 5 kHz מצטמצם, ואת ההבדל בין ערכי העכבה ב 5 ו 200 kHz הוא נמוך במידה ניכרת, המציין החמרה תאית3. ערכים > 1.0 מציעים שגיאת התקן16,17. לפיכך, מטרת המחקר הנוכחי היא להדגים כיצד להעריך את נוכחותו של עומס יתר של נוזלים באמצעות ניתוח וקטורי עכבה ביואלקטרית, כמו גם באמצעות יחס העכבה, הנמדד עם ציוד רב תדרים טטרה-קוטבי בחולים שאושפזו במחלקת החירום.
Protocol
Representative Results
Discussion
חשוב להזכיר כי גישות שונות לניתוח עכבה ביואלקטרית (BIA) הוצעו בספרות שפורסמה, כולל שימוש בתדרים מרובים ב-1-500 קילו-הרץ (MF-BIA), תדר יחיד רגיש פאזה (SF-BIA) ב-50 קילו-הרץ, ו-BIA ספקטרוסקופי ב-5 קילו-הרץ עד 2 מגה-הרץ. מחקרים סיפקו תוצאות לא עקביות, בנוגע להסכם לגבי ציוד BIA בתדרים יחידים ומרובי תדרים6…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להודות לפרופסור(ים). פיקולי ופסטורי מהמחלקה למדעי הרפואה והכירורגיה, אוניברסיטת פדובה, איטליה, על אספקת תוכנת BIVA. מחקר זה לא זכה למענק ספציפי מגופים מממנים במגזר הציבורי, המסחרי או ללא כוונת רווח.
Materials
| 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. |
References
- da Silva, A. T., et al. Association of hyperhydration evaluated by bioelectrical impedance analysis and mortality in patients with different medical conditions: Systematic review and meta-analyses. Clinical Nutrition ASPEN Association of hyperhydration evaluated by bioelectrical. Clinical Nutrition ESPEN. 28, 12-20 (2018).
- Kammar-García, A., et al. Comparison of Bioelectrical Impedance Analysis parameters for the detection of fluid overload in the prediction of mortality in patients admitted at the emergency department. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 45 (2), 414-422 (2021).
- Kammar-García, A., et al. SOFA score plus impedance ratio predicts mortality in critically ill patients admitted to the emergency department: Retrospective observational study. Healthcare (Basel). 10 (5), 810 (2022).
- Frank Peacock, W., Soto, K. M. Current technique of fluid status assessment). Congestive Heart Failure. 12, 45-51 (2010).
- Lukaski, H. C., Vega-Diaz, N., Talluri, A., Nescolarde, L. Classification of hydration in clinical conditions: Indirect and direct approaches using bioimpedance. Nutrients. 11 (4), 809 (2019).
- Bernal-Ceballos, F. Bioimpedance vector analysis in stable chronic heart failure patients: Level of agreement single and multiple frequency devices. Clinical Nutrition ESPEN. 43, 206-211 (2021).
- Uszko-Lencer, N. H., Bothmer, F., van Pol, P. E., Schols, A. M. Measuring body composition in chronic heart failure: a comparison of methods. European Journal of Heart Failure. 8 (2), 208-214 (2006).
- Lukaski, H. C., Kyle, U. G., Kondrup, J. Assessment of adult malnutrition and prognosis with bioelectrical impedance analysis: phase angle and impedance ratio. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic. 20 (5), 330-339 (2017).
- Piccoli, A., Rossi, B., Pillon, L., Bucciante, G. A new method for monitoring body fluid variation by bioimpedance analysis: the RXc graph. Kidney International. 46 (2), 534-539 (1994).
- Lukaski, H. C., Piccoli, A. Bioelectrical Impedance Vector Analysis for Assessment of Hydration in Physiological States and Clinical Conditions. Handbook of Anthropometry. , 287-305 (2012).
- Piccoli, A., et al. Bivariate normal values of the bioelectrical impedance vector in adult and elderly populations. The American Journal of Clinical Nutrition. 61 (2), 269-270 (1995).
- Roubenoff, R., et al. Application of bioelectrical impedance analysis to elderly populations. The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences. 52 (3), 129-136 (1997).
- Espinosa-Cuevas, M. A., et al. Bio impedance vector análisis for body composition in Mexican population. Revista de Investigación Clínica. 59 (1), 15-24 (2007).
- Demirci, C., et al. Impedance ratio: a novel marker and a power predictor of mortality in hemodialysis patients. International Urology and Nephrology. 48 (7), 1155-1162 (2016).
- Plank, L. D., Li, A. Bioimpedance illness marker compared to phase angle as a predictor of malnutrition in hospitalized patients. Clinical Nutrition. 32, 85 (2013).
- Castillo-Martinez, L., et al. Bioelectrical impedance and strength measurements in patients with heart failure: comparison with functional class. Nutrition. 23 (5), 412-418 (2007).
- Earthman, C. P. Body composition tools for assessment of adult malnutrition at the bedside: A tutorial on research considerations and clinical applications. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 39 (7), 787-822 (2015).
- Piccoli, A., Pastori, G. BIVA software. Department of Medical and Surgical Sciences. , (2002).
- Basso, F., et al. Fluid management in the intensive care unit: bioelectrical impedance vector analysis as a tool to assess hydration status and optimal fluid. Blood Purification. 36 (3-4), 192-199 (2013).
- Piccoli, A. Bioelectrical impedance measurement for fluid status assessment. Contributions to Nephrology. 164, 143-152 (2010).
- National Institutes of Health Technology. Bioelectrical impedance analysis in body composition measurement: National Institutes of Health Technology Assessment Conference Statement. The American Journal of Clinical Nutrition. 64, 524-532 (1996).
- Silva, A. M., et al. Lack of agreement of in vivo raw bioimpedance measurements obtained from two single and multifrequency bioelectrical impedance devices. European Journal of Clinical Nutrition. 73 (7), 1077-1083 (2019).
- Mulasi, U., Kuchnia, A. J., Cole, A. J., Earthman, C. P. Bioimpedance at the bedside: current applications, limitations, and opportunities. Nutrition in Clinical Practice. 30 (2), 180-193 (2015).
- Chabin, X., et al. Bioimpedance analysis is safe in patients with implanted cardiac electronic devices. Clinical Nutrition. 38 (2), 806-811 (2019).
- González-Correa, C. H., Caicedo-Eraso, J. C. Bioelectrical impedance analysis (BIA): a proposal for standardization of the classical method in adults. Journal of Physics: Conference Series. 47, 407 (2012).
- Di Somma, S., Gori, C. S., Grandi, T., Risicato, M. G., Salvatori, E. Fluid assessment and management in the emergency department. Contributions to Nephrology. 164, 227-236 (2010).
- Kammar-García, A., et al. Mortality in adult patients with fluid overload evaluated by BIVA upon admission to the emergency department. Postgraduate Medical Journal. 94 (1113), 386-391 (2018).
