Summary
Neste estudo, demonstramos como avaliar a presença de sobrecarga hídrica por meio da análise vetorial de bioimpedância elétrica (BIVA) e da razão de impedância medida por meio de equipamentos tetrapolares de multifrequência em pacientes admitidos no pronto-socorro. BIVA e razão de impedância são ferramentas confiáveis e úteis para prever resultados ruins.
Abstract
A detecção precoce e o manejo da sobrecarga hídrica são criticamente importantes na doença aguda, pois o impacto da intervenção terapêutica pode resultar em diminuição ou aumento das taxas de mortalidade. A avaliação precisa do estado do fluido implica terapia apropriada. Infelizmente, como o método padrão-ouro de medição de fluidos radioisotópicos é caro, demorado e carece de sensibilidade no ambiente clínico de cuidados agudos, outros métodos menos precisos são normalmente usados, como exame clínico ou saída de 24 horas. A análise vetorial de bioimpedância elétrica (BIVA) é uma abordagem alternativa baseada em impedância, onde a resistência e a reatância de parâmetros brutos de um sujeito são plotadas para produzir um vetor, cuja posição pode ser avaliada em relação aos intervalos de tolerância em um gráfico R-Xc. O estado hídrico é então interpretado como normal ou anormal, com base na distância do vetor médio derivado de uma população de referência saudável. O objetivo do presente estudo é demonstrar como avaliar a presença de sobrecarga hídrica por meio da análise vetorial de bioimpedância elétrica e da razão de impedância medida com equipamento de multifrequência tetrapolar em pacientes admitidos no pronto-socorro.
Introduction
A sobrecarga hídrica (FO), definida como excesso de líquido corporal total ou excesso relativo em um ou mais compartimentos hídricos 1, é frequentemente observada em pacientes críticos e está associada a maior morbidade e mortalidade 1,2,3. A gama de alterações no estado de hidratação é ampla; pode indicar insuficiência renal, cardíaca ou hepática; e/ou talvez o resultado de ingestão oral excessiva ou erro iatrogênico4. A avaliação de rotina do estado de hidratação é desafiadora nos departamentos de emergência, pois o padrão-ouro da medição do volume radioisotópico requer técnicas especializadas, é caro e demorado e pode não identificar distúrbios precoces no estado de hidratação. Assim, outros métodos menos precisos são geralmente utilizados, incluindo o exame clínico e o balanço hídrico acumulado (volume em mL em 24 h)5. A determinação precisa e sensível do estado volêmico é necessária para auxiliar os médicos no controle dos fluidos corporais, no manejo da administração de fluidos intravenosos e na manutenção da estabilidade hemodinâmica, permitindo que os pacientes recebam tratamento precoce 3,5,6. Erros na avaliação do volume podem levar à falta de tratamento necessário ou à implementação de terapia desnecessária, como a administração excessiva de líquidos, ambos relacionados ao aumento dos custos de hospitalização, complicações e mortalidade4.
Recentemente, aumentou o interesse na análise de bioimpedância elétrica (BIA), que tem sido considerada um método alternativo para a classificação do estado de hidratação de um indivíduo. BIA é um método seguro, não invasivo, portátil, rápido, à beira da cama e fácil de usar, projetado para a estimativa da composição do compartimento corporal. A análise mede a oposição gerada pelos tecidos moles ao fluxo de uma corrente elétrica alternada injetada no corpo (800 μA), através de quatro eletrodos superficiais colocados nas mãos e nos pés. A água corporal total estimada pela BIA demonstrou ter alta correlação com a obtida pela diluição de deutério (r = 0,93, p = 0,01)7.
Dispositivos BIA sensíveis à fase avaliam a medição direta do ângulo de fase e impedância (Z 50), obtendo a resistência (R) e a reatância (Xc) no modo de frequência única (50 kHz) ou modo multifrequência (5 kHz a 200 kHz)8. Dividir os valores de R e Xc pela altura do sujeito (em m) ao quadrado para controlar as diferenças interindividuais no comprimento do condutor - e plotá-los em um gráfico R-Xc é o método usado na análise vetorial de impedância bioelétrica (BIVA) para estimar o status do fluido. A BIVA é uma abordagem de impedância alternativa, desenvolvida por Piccoli et al.9, que utiliza a relação espacial entre R (ou seja, a oposição ao fluxo de uma corrente alternada através de soluções iônicas intra e extracelulares) e Xc para avaliar a hidratação de tecidos moles, independente das equações de predição de regressão múltipla geradas em amostras limitadas e específicas10 . Portanto, a classificação do estado do fluido é mais precisa e precisa do que a quantificação da água corporal total. Os valores de R e Xc de um sujeito produzem um vetor cuja posição pode ser avaliada em relação aos intervalos de tolerância no gráfico R-Xc, que pode ser interpretado como indicativo de hidratação normal ou anormal, com base na distância do vetor médio derivado de uma população de referência saudável11,12,13.
Em estudo anterior, comparamos diferentes parâmetros de análise de impedância bioelétrica para detecção de sobrecarga hídrica e predição de mortalidade em pacientes admitidos em um pronto-socorro (DE) e demonstramos que o BIVA (risco relativo = 6,4; intervalo de confiança de 95% de 1,5 a 27,9; p = 0,01) e a razão de impedância (risco relativo = 2,7; intervalo de confiança de 95% de 1,1 a 7,1; p = 0,04) melhoraram a estimativa da probabilidade de mortalidade em 30 dias3.
A sobrecarga hídrica também pode ser estimada por meio da razão de impedância (imp-R), que é a razão entre a impedância medida a 200 kHz e a impedância medida a 5 kHz obtida pelo equipamento de impedância elétrica multifreqüência. O Imp-R considera a condução em água corporal total (Z200) e em espaços de fluido hídrico extracelular (Z5). A penetração de uma corrente nas células é dependente da frequência e, a razão de 200/5 kHz descreve a razão entre maior e menor entrada de corrente nas células 3,8. Se a diferença entre esses dois valores diminuir com o tempo, pode indicar que as células estão se tornando menos saudáveis14.
Valores de Imp-R ≤0,78 no sexo masculino e ≤0,82 no sexo feminino têm sido observados em indivíduos saudáveis15. Valores mais próximos de 1,0 indicam que as duas impedâncias estão mais próximas uma da outra, e a célula do corpo é menos saudável. No caso de doença crítica, a resistência da membrana celular a 5 kHz é reduzida, e a diferença entre os valores de impedância a 5 e 200 kHz é marcadamente menor, indicando piora celular3. Os valores > 1.0 sugerem erro de dispositivo16,17. Assim, o objetivo do presente estudo é demonstrar como avaliar a presença de sobrecarga hídrica por meio da análise vetorial de impedância bioelétrica, bem como utilizando a razão de impedância, medida com equipamento tetrapolar de multifrequência em pacientes admitidos no pronto-socorro.
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Protocol
O seguinte protocolo foi aprovado (REF. 3057) e segue as diretrizes do comitê de ética em pesquisa com seres humanos do Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición SZ. Além disso, foi obtido o consentimento prévio dos pacientes para este estudo.
NOTA: Este procedimento deve ser utilizado para medir a análise de impedância bioeléctrica utilizando equipamento tetrapolar de multifrequência (ver Tabela de Materiais) e fornecerá valores precisos de resistência e reatância a uma única frequência de 50 kHz, bem como a razão entre 200 kHz e valores de impedância de 5 kHz (200/5 kHz).
1. Antes do ensaio
- Realizar padronização da pessoa que irá realizar as medições, como alguém com qualificação na área ou que tenha vasta experiência na realização de medições.
- Peça ao paciente para abster-se de comer por 4 a 5 h antes do teste.
- Teste periodicamente o equipamento para verificar se a medição de impedância é a mais precisa possível, de acordo com as diretrizes fornecidas pelo fabricante, usando um resistor de teste com um valor conhecido de 500 Ω (faixa 496-503 Ω). Certifique-se de que os eléctrodos adesivos correspondem à recomendação do fabricante.
- Limpe o equipamento usando um lenço de clorexidina e, em seguida, lave as mãos. Se a tela do equipamento mostrar a legenda: troque a bateria e, em seguida, substitua a bateria.
- Se o paciente estiver consciente, explique o procedimento para ele. Obtenha a idade e a medição precisa da altura do paciente (em cm) e introduza esses dados no equipamento.
- Retire o sapato e a meia do pé direito, bem como quaisquer objetos de metal, como relógios ou pulseiras usadas pelo paciente. Coloque o paciente em decúbito dorsal por 5 min com as pernas e os braços estendidos em torno de 45° antes de fazer as medidas, verificando se eles não estão em contato com nenhuma outra parte do corpo. Em pacientes com obesidade, a fim de evitar o contato entre as coxas, coloque um lençol entre as pernas.
2. Medição dos parâmetros BIA
- Limpe as superfícies onde os eletrodos serão colocados com uma almofada de álcool a 70% duas vezes. Coloque dois eletrodos na mão direita dorsalmente, um atrás da junta do terceiro metacarpofalângico (dedo médio) e o outro no punho, ao lado da articulação do carpo da cabeça da ulna. Pode ser útil desenhar uma linha reta imaginária entre os ossos salientes no pulso e, em seguida, colocar cada eletrodo no centro dessa linha.
- Coloque dois eletrodos no pé direito, um atrás da terceira articulação metatarsofalangeana e a articulação tarsal no tornozelo entre os maléolos medial e lateral. Para colocar os eletrodos, siga os ossos por baixo. Certifique-se de que a distância entre os eletrodos no pé e na mão seja de pelo menos 5 a 10 cm, de acordo com o tamanho da mão.
- Conecte os fios de chumbo ao equipamento, com o clipe de jacaré vermelho mais próximo das unhas e o clipe preto mais próximo do tornozelo ou punho; certifique-se de que os fios não se cruzam entre eles.
- Certifique-se de que o paciente não esteja falando ou se movendo durante as medições, pois isso afetará os resultados.
- O ID do paciente aparecerá na primeira tela. Percorra e altere os parâmetros do paciente (sexo, idade, altura e peso). Certifique-se de que os eletrodos estão presos corretamente e pressione Enter. Ele vai mostrar: medindo, na tela. Leva cerca de 6 a 10 s para medir, e um sinal sonoro soará quando a medição estiver completa.
3. Análise dos parâmetros de bioimpedância
- O equipamento exibirá os valores de impedância bruta (Z) em quatro frequências diferentes: 5, 50, 100 e 200 kHz, bem como a resistência e reatância a 50 kHz, que são os valores necessários para classificar um paciente com sobrecarga hídrica.
- Baixe o software chamado BIVA tolerance R-Xc graph13 (veja Tabela de Materiais) e abra-o.
- Observe que o software está em uma pasta de trabalho em um programa de planilha com sete planilhas: guia, populações de referência, gráfico de pontos, caminho, assuntos, Z-score, Z-graph.
- Clique com o botão direito do mouse na folha População de referência, escolha a linha da população de referência selecionada e copie-a e cole-a na segunda linha (linha amarela).
- Clique com o botão direito do mouse na folha Assuntos e, na segunda linha, insira os seguintes dados: o ID do assunto atribuído ao paciente. Na segunda coluna chamada Seq, coloque sempre o número 1; e, opcionalmente, preencha as colunas de sobrenome e nome. Na coluna sexo, insira F para paciente do sexo feminino e M para paciente do sexo masculino. Nas duas colunas seguintes, resistência de entrada e reatância a 50 kHz cada. Insira a altura (em cm) e o peso (em kg) nas duas colunas seguintes.
- Na coluna Código Popul, insira o número que aparece na primeira coluna da folha de população de referência. No código do grupo, escolha aleatoriamente um número entre 1 e 10 (este número será necessário na folha de gráfico de pontos), insira a idade do paciente na próxima coluna.
- No menu do programa de planilhas, vá para a guia Complementos e clique com o botão direito do mouse na opção Calcular para obter os valores de resistência e reatância ajustados por altura e ângulo de fase.
- Clique com o botão direito do mouse na folha Gráfico de pontos e observe que as elipses de tolerância de 50%, 75% e 95% são desenhadas para a população de referência selecionada (ou seja, a população na primeira linha amarela na parte superior da folha de população de referência).
- Na caixa de diálogo, selecione grupos, clique com o botão direito do mouse no número colocado no código do grupo localizado na folha dos sujeitos e clique com o botão direito do mouse em OK. Em seguida, o gráfico BIVA aparecerá, com o vetor de sujeito como uma figura geométrica (Δ, •, □).
- Pacientes com vetores que se enquadram fora do polo inferior da elipse de tolerância a 75% serão classificados como sobrecarga hídrica (ver Figura 1).
- Divida Z a 200 kHz por Z a 5 kHz - que reflete o compartimento total de água corporal e água extracelular, respectivamente - para obter a razão de impedância (Imp-R). Um valor ≥0,85 indica sobrecarga de líquidos.
NOTA: Em novos dispositivos tetrapolares de multifrequência, o gráfico R-Xc já está incluído; no entanto, é importante garantir que a população de referência esteja correta.
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Representative Results
Como exemplo do método apresentado acima, apresentamos os resultados de duas mulheres admitidas no pronto-socorro. A análise de impedância bioelétrica foi avaliada na admissão usando um dispositivo multifreqüência sensível à fase (ver Tabela de Materiais), e os valores obtidos de resistência (R) e reatância (Xc) foram usados para calcular o gráfico BIVA. Os resultados mostram que os pacientes com sobre-hidratação apresentaram piores prognósticos e características clínicas, como os escores do índice SOFA e Charlson, que estão relacionados à sobrecarga hídrica.
Na Figura 2, os resultados plotados com Δ denotam uma mulher de 77 anos (altura = 155 cm) com estado hídrico normal e os seguintes resultados de bioimpedância: R = 586,7, Xc = 62,1. Os dados das variáveis clínicas foram: escore sequencial de avaliação da falência de órgãos (SOFA) = 3; escore do índice de comorbidade de Charlson = 5; a principal causa de internação hospitalar = hiponatremia hipotônica secundária ao uso de diuréticos e diarreia; e tempo de internação = 2 dias.
Enquanto isso, os resultados plotados com □ denotam uma mulher de 62 anos (altura = 149 cm) com sobrecarga hídrica e resultados de bioimpedância R = 332,6, Xc = 33,6. Os dados das variáveis clínicas foram os seguintes: SOFA = 16; Índice de comorbidade de Charlson = 4; causa primária de internação hospitalar = choque séptico secundário à infecção dos tecidos moles; tempo de internação hospitalar = 3 dias. Este paciente faleceu devido à progressão do choque refratário, com síndrome do desconforto respiratório agudo que piorou progressivamente.
Figura 1: RXc-gráfico da análise vetorial de impedância bioelétrica para classificar o status do fluido de um paciente. Vetores individuais abaixo de 75% (+2 desvio padrão) podem ser classificados como sobrecarga hídrica Δ. Abreviaturas: R = resistência, Xc = reatância, H = altura. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: RXc-gráfico com os dados de duas pacientes do sexo feminino admitidas no pronto-socorro. Δ é o paciente na elipse de tolerância a 50% mostrando um status fluido normal. □ é paciente abaixo da elipse de 75% classificada com sobrecarga hídrica. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
É importante mencionar que diferentes abordagens de análise de bioimpedância elétrica (BIA) têm sido propostas na literatura publicada, incluindo o uso de múltiplas frequências a 1-500 kHz (MF-BIA), frequência única sensível à fase (SF-BIA) a 50 kHz e BIA espectroscópica a 5 kHz a 2 MHz. Estudos têm fornecido resultados inconsistentes, no que se refere à concordância em relação aos equipamentos de BIA de frequência única e múltipla6 , incluindo a corrente de origem, a frequência, a faixa de impedância total sobre a qual a corrente está dentro de uma tolerância, resolução e precisão especificadas da impedância exibida, conforme descrito na Declaração21 da Conferência de Avaliação de Tecnologia dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH). Os instrumentos de espectroscopia de bioimpedância elétrica (BIS) apresentam uma limitação importante: não é possível obter R e Xc dos dados brutos do corpo total, que devem ser calculados ou modelados a partir de outros parâmetros de impedância segmentar, e parecem apresentar uma subestimação quando comparados com dispositivos de frequência única e múltipla sensíveis à fase 5,22. Portanto, não recomendamos o uso de tal tecnologia.
Por si só, o MF-BIA é um instrumento tetrapolar sensível à fase que mede diretamente o ângulo de fase e a impedância em diferentes frequências (5, 50, 100, 200 e 500 kHz), relatando um desvio de 0,5% e uma precisão de 500 Ω para cada frequência, permitindo a diferenciação entre água intracelular e extracelular, com base no princípio de que: em frequências mais baixas, a corrente flui através da água extracelular enquanto, em frequências mais altas, flui através de um corpo total de água. Como esse tipo de dispositivo fornece dados brutos, o RI pode ser calculado, como já foi descrito anteriormente 6,23.
Também é importante considerar que o tipo de eletrodo e a localização anatômica específica dos eletrodos, além da posição do sujeito a ser medido, podem influenciar os valores bioelétricos brutos. Assim, deve-se evitar extrapolar resultados obtidos com diferentes equipamentos em pacientes descompensados (por exemplo, insuficiência cardíaca, renal ou hepática), ou que estão sofrendo de um evento agudo ou outra doença crônica6. É essencial implementar um protocolo para padronizar um método, a fim de determinar a sobrecarga hídrica na admissão. Portanto, a obtenção de um estado de distribuição de fluidos basais permite que abordagens terapêuticas precoces e apropriadas sejam tomadas.
As diretrizes de prática clínica e os fabricantes não recomendam que a avaliação da BIA seja realizada em pacientes com dispositivos eletrônicos implantáveis cardíacos (CIEDs), como marcapassos e cardioversores desfibriladores implantáveis, pois pode causar interferência eletromagnética devido à corrente elétrica aplicada. Entretanto, quando a baixa magnitude da corrente elétrica transferida para o organismo é inferior aos limites de suscetibilidade do CIED, e com a ausência de alterações em sua função, a BIA é considerada segura e pode ser realizada nesse grupo de pacientes24.
Outra consideração a ser levada em conta é que a BIA e a BIVA não podem ser realizadas em pacientes com amputação ou com estrutura física anormal21.
Algumas limitações da técnica de mensuração que podem não ser controladas no contexto de pacientes na admissão de emergência incluem tempo de jejum, consumo de álcool, exercício físico prévio e micção vesical25.
Quando uma sobrecarga hídrica é detectada - e com base na suposição de que é o resultado do acúmulo de líquidos - o uso de diuréticos é frequente na prática clínica; no entanto, é possível que os principais mecanismos fisiopatológicos possam estar relacionados à redistribuição de líquidos, em vez de ao acúmulo, e altas doses de furosemida podem ser prejudiciais à função renal. Por exemplo, em pacientes com insuficiência cardíaca com disfunção diastólica e edema pulmonar, a pressão arterial sistólica elevada pode ser tratada com vasodilatadores (nitratos), evitando assim o uso de diuréticos26. Portanto, é essencial interpretar os resultados do BIVA no contexto do diagnóstico, exame físico e biomarcadores do paciente (por exemplo, hemoglobina, albumina, sódio e creatinina).
Por fim, a fim de ilustrar como o BIVA pode ser utilizado, em relato prévio, verificou-se que os pacientes classificados como portadores de sobrecarga hídrica, de acordo com o BIVA na admissão ao pronto-socorro - mesmo com um balanço acumulado de 1212 mL de líquidos, valor considerado normal - apresentaram maior gravidade da doença estatisticamente significativa em relação ao SOFA, e apresentaram maior mortalidade, em comparação com aqueles com estado hídrico normal, demonstrando assim a utilidade do BIVA em pacientes críticos27.
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Disclosures
Os autores declaram não haver interesses concorrentes.
Acknowledgments
Os autores gostariam de agradecer ao(s) Prof(es). Piccoli e Pastori do Departamento de Ciências Médicas e Cirúrgicas da Universidade de Pádua, Itália, por fornecer o software BIVA. Esta pesquisa não recebeu nenhuma bolsa específica de agências de fomento dos setores público, comercial ou sem fins lucrativos.
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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