Summary
I denne protokol forklarer vi, hvordan man opnår og fortolker fasevinkelværdier og bioelektrisk impedans vektoranalyse (BIVA) Z-score opnået ved bioelektrisk impedans hos patienter med akut hjertesvigt indlagt på akutafdelingen og deres kliniske anvendelighed som en prædiktiv markør for prognosen for en 90-dages hændelse.
Abstract
Akut hjertesvigt er karakteriseret ved neurohormonal aktivering, hvilket fører til natrium- og vandretention og forårsager ændringer i kropssammensætningen, såsom øget overbelastning af kropsvæske eller systemisk overbelastning. Denne tilstand er en af de mest almindelige årsager til hospitalsindlæggelse og har været forbundet med dårlige resultater. Fasevinklen måler indirekte intracellulær status, cellulær integritet, vitalitet og fordelingen af mellemrum mellem intracellulært og ekstracellulært kropsvand. Denne parameter har vist sig at være en forudsigelse for sundhedsstatus og en indikator for overlevelse og andre kliniske resultater. Desuden var fasevinkelværdier på <4,8° ved indlæggelse forbundet med højere dødelighed hos patienter med akut hjertesvigt. Imidlertid kan lave fasevinkelværdier skyldes ændringer - såsom skift af væsker fra et intracellulært kropsvand (ICW) rum til et ECW (ekstracellulært kropsvand) rum og et samtidigt fald i kropscellemasse (som kan afspejle underernæring) - der er til stede ved hjertesvigt. Således kan en lav fasevinkel skyldes overhydrering og / eller underernæring. BIVA giver yderligere oplysninger om kropscellemasse og overbelastningsstatus med en grafisk vektor (R-Xc-graf). Derudover kan en BIVA Z-score-analyse (antallet af standardafvigelser fra referencegruppens middelværdi), der har samme mønster som ellipserne for percentilerne på den originale R-Xc-graf, bruges til at detektere ændringer i blødt vævsmasse eller vævshydrering og kan hjælpe forskere med at sammenligne ændringer i forskellige undersøgelsespopulationer. Denne protokol forklarer, hvordan man opnår og fortolker fasevinkelværdier og BIVA Z-score-analyser, deres kliniske anvendelighed og deres anvendelighed som en prædiktiv markør for prognosen for en 90-dages hændelse hos patienter indlagt på en akutafdeling med akut hjertesvigt.
Introduction
Akut hjertesvigt (AHF) skyldes hurtig indtræden af tegn, symptomer og forværring af derivater af HF og en kombination af kliniske, hæmodynamiske og neurohormonelle abnormiteter, herunder systemisk inflammatorisk aktivering, hvilket fører til natrium- og væskeophobning1. Denne langsigtede akkumulering får de interstitielle glycosaminoglycan (GAG) netværk til at blive dysfunktionelle, hvilket resulterer i reduceret bufferkapacitet og ændrer GAG-netværkenes form og funktion 1,2. Dette bidrager til ændringer i kropssammensætning på grund af skift af væsker fra intracellulært til ekstracellulært rum3, hvilket inducerer en stigning i kropsvæsker og fører til overbelastning, hvilket er den mest almindelige årsag til hospitalsindlæggelse med HF. Det er hovedsageligt væskeoverbelastning, rumvæskeomfordeling eller en kombination af begge mekanismer, der kræver øjeblikkelig lægehjælp 4,5. Denne tilstand er en af de vigtigste forudsigere for en dårlig prognose 6,7.
I betragtning af at husholdningsfolie af aluminium er den mest almindelige årsag til hospitalsindlæggelser hos patienter over 65 år8 år, har omkring 90 % af dem, der er indlagt på en akutafdeling, væskeoverbelastning6, og ca. 50 % af disse patienter udskrives med vedvarende symptomer på dyspnø og træthed og/eller minimalt eller intet vægttab9. Dødeligheden på hospitalet varierer fra 4% til 8% efter udskrivning; Der er en stigning fra 8% til 15% efter tre måneder, og for genindlæggelse varierer satserne fra 30% til 38% efter 3 måneder10. Derfor er hurtig og præcis evaluering af overbelastning i realtid og akutte indstillinger, såsom en akutafdeling, afgørende for terapeutisk styring11 og bestemmelse af sygdomsprognose, sygelighed og dødelighed6.
Bioelektrisk impedansanalyse (BIA) er blevet foreslået til estimering af kropssammensætning for at være sikker, ikke-invasiv og bærbar teknologi12. For at estimere en helkropsimpedans bruger BIA en fasefølsom impedansanalysator, der introducerer en konstant vekselstrøm gennem tetrapolære overfladeelektroder placeret på hænder og fødder12. Denne metode kombinerer modstanden (R), reaktansen (Xc) og fasevinklen (PhA)13, hvor R er modstanden mod strømmen af vekselstrømmen gennem den intracellulære og ekstracellulære ionopløsning. Xc er forsinkelsen i ledningen (dielektriske komponenter) eller overensstemmelsen af vævsgrænsefladerne, cellemembranerne og organellerne med passagen af den administrerede strøm12. PhA afspejler forholdet mellem R og Xc. Det er afledt af vævets elektriske egenskaber; Det udtrykkes som forsinkelsen mellem spænding og strøm ved cellemembranen og vævsgrænsefladerne og måles med fasefølsomme enheder14,15,16,17.
PhA beregnes ud fra rådata om R og Xc (PA [grader] = arctangent (Xc / R) x (180 ° / π)), og det betragtes som en af indikatorerne for cellulær sundhed og cellemembranstruktur18 samt en indikator for fordelingen af ICW- og ECW-rum, dvs. ændrede omfordelinger af rummene (specifikt ændringer fra intracellulært til ekstracellulært vand, hvilke lave fasevinkler kan vise)19. Således kan en lav PhA-værdi skyldes overhydrering og / eller underernæring, og Z-score kan bruges til at differentiere, om denne lave PhA skyldes tab af blødt vævsmasse, en stigning i vævshydrering eller begge dele. Derudover kan transformationen af Z-score hjælpe forskere med at sammenligne ændringer i forskellige undersøgelsespopulationer 3,14.
Derudover betragtes PhA som en forudsigelse for sundhedsstatus, en indikator for overlevelse og en prognostisk markør for forskellige kliniske resultater 3,20, selv under andre kliniske tilstande 20,21,22,23, hvor høje PhA-værdier indikerer større cellemembranintegritet og vitalitet 10,13og derfor større funktionalitet. Dette er i modsætning til lave PhA-værdier, som afspejler membranintegritet og permeabilitetstab, hvilket fører til nedsat cellefunktion eller endda celledød14,22,24. Hos patienter med kronisk hjerteinsufficiens (CHF) var mindre PhA-værdier forbundet med en dårligere funktionsklasseklassifikation25. Derudover er en af fordelene ved PhA-måling, at den ikke kræver tilbagekaldte parametre, kropsvægt eller biomarkører.
Flere undersøgelser har anbefalet brugen af rå BIA-målinger hos patienter, der havde ændringer i væskeskift og væskeomfordelinger eller ikke-konstant hydreringsstatus, såsom dem i AHF26. Dette skyldtes, at BIA er baseret på regressionsligninger, der estimerer total kropsvand (TBW), ekstracellulært kropsvand (ECW) og intracellulært kropsvand (ICW). Derfor er estimaterne af magert og fedtmasse hos sådanne patienter forudindtaget på grund af det fysiologiske forhold til hydrering af blødt væv27.
Den bioelektriske impedans vektoranalyse (BIVA) metode overvinder nogle begrænsninger af den konventionelle BIA metode28. Det giver yderligere information gennem en semikvantitativ evaluering af kropssammensætning med hensyn til kropscellemasse (BCM), cellemasseintegritet og hydreringsstatus29. Det tillader således en estimering af kropsvæskevolumenet gennem vektorfordeling og afstandsmønstre på en R-Xc-graf28,30. BIVA bruges til at oprette et vektorplot af impedans (Z) ved hjælp af hellegemets R- og Xc-værdier afledt af BIA med en frekvens på 50 kHz.
For at justere råværdierne for R og Xc standardiseres parametrene R og Xc efter højde (H), udtrykt som R / H og Xc / H i Ohm / m og plottet som en vektor; denne vektor har en længde (proportional med TBW) og en retning på R-Xc-grafen16,28.
En kønsspecifik R-Xc-graf indeholder tre ellipser, som svarer til 50%, 75% og 95% tolerance ellipser af en sund referencepopulation 28,31,32; ellipsernes ellipsoide form bestemmes af forholdet mellem R/H og Xc/H. For at evaluere impedansparametrene i en kønsspecifik referencesundhedspopulation blev de oprindelige rå BIA-parametre imidlertid omdannet til bivariate Z-scorer (i en BIVA Z-score-analyse) og plottet på en R-Xc Z-score-graf33,34. Denne graf, sammenlignet med en R-Xc-graf, repræsenterede den standardiserede R/H og Xc/H som en bivariat Z-score, dvs. Z(R) og Z(Xc) viste antallet af standardafvigelser væk fra middelværdien af referencegruppen33. Z-scorens toleranceellipser bevarede det samme mønster som ellipsernes for percentilerne på den oprindelige R-Xc-graf31,33. Z-score-graferne for R-Xc og R-Xc viste ændringer i blødt vævsmasse og vævshydrering uafhængigt af regressionsligninger eller kropsvægt.
Vektorforskydninger langs ellipsernes hovedakse indikerede ændringer i hydratiseringsstatus; en forkortet vektor, der faldt under 75% polen af en ellipse, indikerede pitting ødem (følsomhed = 75% og specificitet = 86%); Den optimale tærskel for påvisning af pittingødem var imidlertid forskellig hos patienter med husholdningsfolie af aluminium og CHF, hvor den nedre pol på 75 % svarede til patienter med husholdningsfolie af aluminium, og 50 % svarede til CHF-patienters ødem (sensibilitet = 85 % og specificitet = 87 %)35. På den anden side svarede vektorforskydninger langs den mindre akse til cellemasse. Den venstre side af ellipserne indikerede en høj cellemasse (dvs. mere blødt væv), hvor kortere vektorer svarede til overvægtige individer og var karakteriseret ved faser svarende til atletiske, der havde længere vektorer. Tværtimod angav højre side mindre kropscellemasse21,34; ifølge Picolli et al.31,33 var scorerne af vektorerne i anoreksi-, HIV- og kræftgrupperne placeret på højre side af den mindre akse, hvilket svarer til kategorien kakeksi.
Denne undersøgelse havde til formål at forklare, hvordan man opnår og fortolker PhA-værdier ved hjælp af BIA hos patienter med AHF, der blev indlagt på en akutafdeling, og at vise deres kliniske anvendelighed / anvendelighed som en prædiktiv markør for prognosen for 90-dages hændelser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Protokollen blev godkendt af den forskningsetiske komité ved National Institute of Medical Sciences and Nutrition Salvador Zubirán (REF. 3057). Til udførelse af BIA-målinger blev tetrapolært flerfrekvent udstyr anvendt (se materialetabel). Dette udstyr leverede nøjagtige råværdier for modstanden (R), reaktansen (Xc) og fasevinklen (PhA) med en frekvens på 50 kHz, hvilket gjorde det muligt at måle impedansen med det bedste signal-støj-forhold. De anvendte klæbeelektroder skulle svare til producentens anbefalinger. Der blev indhentet informeret skriftligt samtykke fra de patienter, der var involveret i undersøgelsen.
1. Eksperimentel og patientforberedelse
BEMÆRK: Disse trin blev udført, før der blev udført en BIA-måling.
- Test regelmæssigt udstyret for at kontrollere nøjagtigheden af impedansmålinger ved hjælp af en testmodstand med en kendt værdi på 500 Ω (område: 496-503 Ω).
- Uddanne det personale, der udfører BIA-målingerne i henhold til producentens anvisninger og den tetrapolære metode, der er beskrevet i litteraturen36.
BEMÆRK: Patienten skal faste i mindst 4-5 timer. Hvis patienten er klar og bevidst, skal du forklare den procedure, der skal udføres. - Fjern skoen og sokken fra højre fod og eventuelle metalgenstande, der har kontakt med patientens hud, såsom armbånd, ure, ringe og kæder.
BEMÆRK: Hvis højre fod har en skade, skal du bandage den og skifte til venstre side (hvis ingen af fødderne er tilgængelige til afdækning og til placering af elektroder, kan BIA-målinger ikke udføres). - Placer patienten i liggende eller halvfowler stilling i henhold til patientens tolerance med ben og arme spredt i en vinkel på ca. 45°. Hos patienter med fedme skal du placere et ark mellem lårene for at undgå kontakt mellem dem.
- Tilslut ledningerne til udstyret; Der er indikationer, der viser den korrekte måde at forbinde dem på.
2. BIA-måling
- Identificer det område, hvor elektroderne skal placeres. Rengør disse overflader med en 70 % alkoholpude, og vent, indtil alkoholen tørrer, med at placere elektroderne (elektrodernes placering blev tidligere beskrevet)37.
BEMÆRK: For detaljer om BIA-måling henvises til protokollen tidligere beskrevet37.
3. Analyse af BIA rå parametre på R-Xc Z-score grafen
- Download BIVA-tolerancesoftwaren fra Piccolli38 (se materialetabellen).
BEMÆRK: Softwaren indeholder syv projektmappeark (Guide / Reference population / Point graph / Path / Subjects / Z-scores / Z-graph). - Klik på referencepopulationsarket , vælg referencepopulationen i henhold til patientens karakteristika, og kopier og indsæt den i den første gule række.
BEMÆRK: Softwaren læser kun den første gule række, hvor referencepopulationen er placeret. Referencepopulationerne går fra 1 til 10 (Popul-kodekolonne ), og de vises i rækkerne under den gule. - Klik på Z-scorearket, indsæt referencepopulationen, og indtast patientens data i anden række.
BEMÆRK: Referencepopulationsdataene omfatter populationskoden (Popul-koden), antallet af patienter inkluderet i referencepopulationen (Popul Size, N), den gennemsnitlige modstand i ohm efter højde i m 2 (R/H Mean), standardafvigelsen for modstanden i ohm efter højde i m 2 (R / H SD), den gennemsnitlige reaktans i ohm efter højde i m2 (Xc / H Mean), og standardafvigelsen for reaktans i ohm efter højde i m2 (Xc / H SD). Disse data vises i referencepopulationsarket (kolonne A til F).- Indsæt journalnummeret for hver patient i feltet Emne-id (kolonne G).
- Indsæt et tal mellem 1 og 10 i feltet Gruppekode (kolonne H).
- Indsæt modstandsværdien opnået med BIA og justeret efter højde i meter i R/H-emnefeltet (kolonne I).
- Indsæt reaktansværdien opnået med BIA og justeret med højde i meter i emnefeltet Xc/H (kolonne J).
- Indsæt en værdi på 1 i feltet Tegningsindstilling (kolonne K) for at oprette et plot; Hvis du vil springe rækker over, skal du lade cellen være tom.
- Klik på regnearksprogrammenuen, klik på fanen Komplementer , og klik på knappen BEREGN .
BEMÆRK: Z(R)-scoren (kolonne L) Z(Xc)-scoren (kolonne M) beregnes automatisk. - Klik på Z-grafarket; klik derefter på fanen Tilføjelser og knappen Ny graf i menuen Regnearksprogram.
- Udfør BIVA Z-score og fasevinkelanalyser efter trin 4 og trin 5.
4. Fortolkning og analyse af BIVA Z-score
BEMÆRK: Identificer de fire mønstre i R-Xc Z-score-grafen. I ekstremerne langs hovedaksen er det nederste mønster forbundet med overbelastning, mens det øverste mønster er forbundet med dehydreringsstatus. I ekstremerne langs den mindre akse er det venstre mønster forbundet med mere cellemasse i blødt væv, mens det højre mønster er forbundet med mindre cellemasse i blødt væv. Til beregning af den bivariate Z-score ud fra gruppens gennemsnitsalder anvendes følgende formel: Z(R) = (R/H middelaldersgruppe - R/H middelværdi i referencepopulationen) / referencepopulationens standardafvigelse og Z(Xc) = (Xc/H gennemsnitsalder for gruppen - Xc/H middelværdi i referencepopulationen) / referencepopulationens standardafvigelse.
- Visualiser og identificer ellipserne på 50 %, 75 % og 95 %. X- (reaktans) og y-akserne (modstand) viser standardafvigelserne.
BEMÆRK: Den kønsspecifikke R-Xc Z-score-graf er klassificeret efter hydreringsstatus og BCM, og alle vektorer inden for 75% tolerance-ellipsen anses for at indikere væv med normal impedans. - Identificer aksen for hydratiseringsstatus og klassificer vektoren.
BEMÆRK: Vektorer, der falder under 75% tolerance ellipse i den nederste pol indikerer overbelastning, mens alle vektorer, der falder inden for 75% tolerance ellipse indikerer ingen overbelastning. Vektorer, der falder uden for 75% toleranceellipsen på den øverste pol, anses for at indikere dehydreringsstatus. - Identificer BCM-aksen på grafen, og klassificer vektoren.
BEMÆRK: Vektorer med forskydning til venstre side anses for at indikere større BCM. I modsætning hertil klassificeres vektorer på højre side af grafen som angiver lavere BCM. - Angiv antallet af standardafvigelser mellem den afbildede og middelværdien af referencegruppen.
BEMÆRK: Vektorer, der falder under 75% tolerance ellipser på den nederste pol (hovedakse) og uden for 75% ellipserne på venstre side (mindre akse) fortolkes som indikerer overbelastningsstatus med et fald i BCM (mindre blødt væv), mens vektorer, der falder på højre side (mindre akse) fortolkes som indikerer overbelastningsstatus med en stigning i BCM (mere blødt væv). - På den anden side fortolkes vektorer, der falder over 75% toleranceellipserne på den nedre pol (hovedaksen) og uden for 75% ellipserne på venstre side (mindre akse) som tegn på ikke-overbelastningsstatus med et fald i BCM (mindre blødt væv), mens vektorer, der falder på højre side (mindre akse), fortolkes som tegn på ikke-overbelastningsstatus med en stigning i BCM (mere blødt væv).
5. Direkte beregning og fortolkning af PhA
BEMÆRK: Rå R 50- og Xc50-værdier er nødvendige for at beregne PhA.
- Erstat de rå R 50- og Xc50-værdier i formlen.
BEMÆRK: Formel i RStudio: atan (Xc 50 / R50) * (180 ° / π); formel i Microsoft Excel: = ATAN (Xc 50 / R50) * (180 ° / PI). Resultaterne udtrykkes i grader.
PhA ligger normalt mellem 5 ° og 7 °; Værdier over 9,5° kan dog nås hos raske atleter. Hvis PhA-værdierne er lavere end 4,8° ved indlæggelse, har forsøgspersonen en HR på 2,7 (95%CI 1,08-7,1, p = 0,03)39 for at præsentere en 90-dages hændelse (dødelighed eller genindlæggelse) og en HR på 2,67 for dødelighed i de næste 24 måneder (95%CI 1,21-5,89, p = 0,01)20.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
I henhold til protokollen beskrevet ovenfor præsenterer vi data fra fire AHF-patienter (to kvinder og to mænd), der blev indlagt på en akutafdeling, som et eksempel på den kliniske anvendelighed af fasevinkelværdier og BIVA Z-score-analyse. BIA-målinger blev udført ved hjælp af fasefølsomt flerfrekvent udstyr inden for 24 timer efter indlæggelse.
Til beregning af den bivariate Z-score fra gennemsnittet af aldersgruppen blev følgende formel anvendt: Z(R) = (R/H-middelværdien af aldersgruppen - R/H-middelværdien af referencepopulationen) / referencepopulationens standardafvigelse og Z(Xc) = (Xc/H-middelværdien af aldersgruppen - Xc/H-middelværdien af referencepopulationen) / referencepopulationens standardafvigelse.
Efter BIA-målingerne blev patienterne klassificeret efter deres PhA-værdier ved indlæggelse i to kategorier: (1) PhA < 4,8° og (2) PhA ≥ 4,8°. En hændelse blev defineret, hvis patienten præsenterede dødelighed på hospitalet, dødelighed uden for hospitalet eller genindlæggelse af en eller anden årsag inden for 90 dage efter udskrivning. Patienternes kliniske karakteristika fremgår af tabel 1, og tabel 2 viser laboratorie- og ekkokardiografiske karakteristika for de to mænd og to kvinder fordelt på PhA- ved indlæggelse.
Case 1 svarede til en 75-årig kvinde uden en tidligere diagnose af HF, der blev indlagt på grund af ødem og dyspnø med en måneds evolution efter en hofteoperation, der fandt sted to måneder tidligere. Ved ankomsten havde hun Godet-ødem (+++), rales og S3-lyd, som blev rapporteret. Billeddannelsesresultaterne var vaskulær overbelastning (overvejende højre bilateral pleural effusion); hun præsenterede også hypoalbuminæmi, hyperfosfatæmi, type I respirationssvigt og en våd-varm hæmodynamisk profil af akut hjertesvigt i henhold til European Society of Cardiology (ESC) Guidelines40. Baseret på PhA og BIVA Z-score analysen (figur 1; Gruppe 1), havde patienten vævsoverbelastning med tab af BCM relateret til underernæring, hvilket var i overensstemmelse med den systemiske inflammatoriske episode, fordi det øgede hydrostatiske og onkotiske tryk, der var involveret, forårsagede lækage af væske ind i det interstitielle rum. Patienten præsenterede en hændelse (genindlæggelse) 11 dage efter udskrivning fra hospitalet.
Case 2 henviste til en 83-årig kvinde med CHF og reduceret venstre ventrikel fraktion udstødning (LVEF), der blev indlagt på grund af dyspnø inden for 7 dage efter evolution og ikke udviklede ødem eller rales. Ifølge BIVA Z-score analysen (figur 1; Gruppe 2), var patienten inden for grænserne for 75% tolerance ellipse i et ikke-overbelastningsområde, hvilket afspejlede en tør profil, der ikke indikerede væv eller intravaskulær overbelastning. På trods af patientens fremskredne alder blev BCM desuden bevaret ud over en PhA på 5,4 °, som viste god cellulær vitalitet. Disse karakteristika var i overensstemmelse med patientens udvikling, da ingen hændelser blev præsenteret.
Case 3 svarede til en 78-årig mand, der blev indlagt på grund af progressivt ødem forbundet med nedsat funktionsklasse og dyspnø. Ved indlæggelsen havde han Godet-ødem (+++), og en røntgenstråle afslørede væskeoverbelastning, kardiomegali og forlod overvejende bilateral pleural effusion uden infektiøse processer, hvilket afspejlede en våd-varm klinisk profil. BIVA Z-score (figur 2, gruppe 3) og PhA på 2,5° viste, at patienten havde tilstoppet væv, som i tilfælde 1; Der var en omfordeling af væsker på grund af de øgede hydrostatiske og onkotiske tryk. Han døde tre dage efter indlæggelsen.
Case 4 svarede til en 80-årig mand med kronisk hjertesvigt og nedsat LVEF, der blev indlagt på grund af dyspnø inden for 6 dage efter evolution; Han udviklede ikke ødem eller raler. Et røntgenbillede viste interstitiel fortykkelse og en fremtrædende aortabu. Ifølge BIVA Z-score (figur 2; Gruppe 4), havde patienten ingen overbelastning, og albuminniveauerne var normale; Således blev en ubalance mellem det hydrostatiske og onkotiske tryk undgået. Imidlertid afspejlede forskydningsvektoren til højre tabet af blødt væv. Som i tilfælde 2 præsenterede patienten ikke en begivenhed.
Resultaterne viser, at patienter, der blev klassificeret med overbelastning, PhA < 4,8 ° og mindre BCM ifølge BIVA Z-score-analysen, havde dårlige prognoser, der var relateret til andre prædiktorer, såsom længden af opholdet, serumalbumin og hjernens natriuretiske peptider.
Figur 1: R-Xc z-score graf med data fra kvindelige patienter med husholdningsfolie af aluminium indlagt på akutafdelingen. Figuren afspejler de to kvindelige patienter, og begge vektorer faldt under 75% tolerance ellipser i vandstigningskvadranten (overbelastningsstatus). Gruppe 1 svarer til vektoren i tilfælde 1, og gruppe 2 svarer til vektoren i tilfælde 2. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: R-Xc z-score graf med data for mandlige AHF patienter indlagt på akutafdelingen. Figuren afspejler de to mandlige patienter, vektoren faldt til under 75 % toleranceellipser (overbelastningsstatus) og svarer til tilfælde 3 (gruppe 3), og vektoren klassificeret i ikke-trængselsområdet svarer til tilfælde 4 (gruppe 4). Klik her for at se en større version af denne figur.
Tabel 1: Karakteristika for patienterne på skadestuen indlæggelse efter fasevinkel ved indlæggelse. BMI: body mass index; SBP: systolisk blodtryk; DBP: diastolisk blodtryk; LOS: opholdets længde. Klik her for at downloade denne tabel.
Tabel 2: Laboratorieresultater ved skadestueindlæggelse og ekkokardiografiske karakteristika efter fasevinkel ved indlæggelse. SaO2: Iltmætning; PaO2: Partialtryk af ilt; PaCO2: Deltryk af kuldioxid; HCO3: Bikarbonat; FS: fraktioneret forkortelse; LVEF: venstre ventrikels uddrivningsfraktion. Klik her for at downloade denne tabel.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne protokol beskriver nytten af at bruge R-Xc Z-score analyse i klinisk praksis for patienter indlagt på en akutafdeling med AHF. I betragtning af at hovedårsagen til hospitalsindlæggelse hos patienter med husholdningsfolie af aluminium er overbelastning, er hurtig og præcis påvisning og evaluering afgørende for patienternes resultater6.
Denne artikel illustrerer de mange forskellige kliniske manifestationer af husholdningsfolie af aluminium og hvordan BIVA Z-score analyse (overbelastningsstatus og BCM) kan bruges til nøjagtigt og pålideligt at evaluere og klassificere patienter; Derudover var karakteristika hos patienter med PhA <4,8° i overensstemmelse med andre prædiktorer, der har været forbundet med dårlige prognoser, såsom lave serumalbuminniveauer, større indlæggelseslængder og højere natriuretiske niveaueri hjernen 35.
En R-Xc Z-score graf kan bruges til at evaluere overbelastningsstatus og BCM. Derfor giver implementeringen af PhA ud over R-Xc Z-scoregrafen nyttige og nøjagtige oplysninger under evalueringen af overbelastning; Det er også et diagnostisk værktøj til vurdering af tilstedeværelsen af subklinisk overbelastning og klinisk overbelastning og perifert ødem41. Derudover kan det tjene som et overvågningsværktøj, da minimale ændringer i hydrering og ernæringsstatus kan påvises hos patienter med akut og kronisk HF under indlæggelse 5,21; Endelig kan det tjene som en forudsigelse for dårlige resultater. Desuden skyldes variationer i værdierne ændringer i væske- og ernæringsstatus39. Derudover kan det, når det kombineres med biomarkører og klinisk vurdering, hjælpe med at drive lægernes beslutninger om effektive diuretiske terapeutiske strategier og håndtering af AHF-patienter10.
Flere undersøgelser har vist, at PhA er en uafhængig prognostisk markør for dårlig prognose i AHF42 og CHF, uanset om patienter har højre eller venstre HF 21,43. I litteraturen er det blevet rapporteret, at PhA falder hos patienter med ødem og væskeretention5 såvel som hos patienter med funktionelle klasser III-IV fra New York Heart Association (NYHA)25, hvilket var i overensstemmelse med de nuværende resultater. Ikke desto mindre øges PhA efter klinisk stabilisering af en patient21,22. De resultater, vi observerede, lignede dem, der blev fundet af Alves et al.20, som viste, at en PhA på <4,8 ° var en forudsigelse for dødelighed over en gennemsnitlig opfølgningsperiode på 24 måneder (følsomhed = 85% og specificitet = 45%; AUC: 0,726); Derudover viste dette skæringspunkt sig at være en forudsigelse for dødelighed på hospitalet og genindlæggelse inden for 90 dage efter udskrivning39. Det er vigtigt at erkende, at flere undersøgelser har rapporteret forskellige skæringspunkter for PhA med forskellige resultater hos HF-patienter. Scicchitano et al.44 viste, at en PhA på ≤4,9° uafhængigt forudsagde død af alle årsager (sensibilitet = 75% og specificitet = 44%); Massari et al.35 fandt, at selv i AHF og CHF reducerede perifer væskeakkumulering signifikant PhA (henholdsvis 4,2 ° vs. 4,5 °); Colín et al.22 fandt, at hos ambulante patienter med CHF var en PhA på <4,2 ° en forudsigelse for dødelighed efter 3 år for dødsfald af alle årsager (HR: 3,08, 95%IC: 1,06-8,99).
Så vidt vi ved, evaluerede kun en tidligere undersøgelse af Piccoli41 BIVA Z-score for at bestemme patienter med akut dyspnø af hjertelig eller ikke-kardial oprindelse; Styrken ved dette arbejde er dog dets evaluering af AHF-patienter med BIVA Z-score i forbindelse med PhA i forhold til patienternes prognoser.
Fordelene ved PhA er, at det ikke kræver målinger af kropsvægt og / eller højde, og det kan ikke påvirkes af tilstedeværelsen og aktiviteten af en pacemaker (PM) eller implanteret cardioverter defibrillator (ICD) 44,45,46.
Tekniske bekymringer: enhedens nøjagtighed, aftale og typer elektroder
Et afgørende krav er at bruge en fasefølsom enhed for at sikre pålidelig og nøjagtig evaluering af PhA-værdier og hydrering. Enhedens nøjagtighed evalueres ved hjælp af et højpræcisionskredsløb (<1%) bestående af en modstand og en kondensator forbundet parallelt16. Også fremragende repeterbarhed inden for observatøren for R, Xc og PhA er blevet bestemt47.
PhA kan fås fra enkeltfrekvente (SF) eller multifrekvente (MF) enheder. Repeterbarheden inden for observatøren i R 50, Xc 50 og PhA50 er høj; imidlertid er aftalen mellem PhA-værdierne mellem disse enheder tvivlsom47,48. Den dårlige korrelation mellem SF-frekvens- og MF-frekvensenheder påvirker ikke klassificeringen af hydreringsstatus eller BCM (kvadranter eller kategorier); Det er nødvendigt at være forsigtig med fortolkningen, fordi minimale forskelle (<0,5°) kan bruges til at skelne mellem raske og kritiske patienter13 på grund af undervurderingen PhA og Xc hos CHF-patienter med MF-BIA47.
På grund af manglen på internationale produktionsstandarder er krydskalibrering af forskellige instrumenters elektriske nøjagtighed afgørende for impedansvirksomheder14; Derudover er de elektroder, der skal bruges, fra en producents udstyr. Ikke desto mindre, selv ideelt, bør hver Ag / AgCl-elektrode have den samme iboende impedans, og der bør være forskelle mellem elektroderne. Nescolarde et al.49 observerede en stor variation af de iboende R- (11-665 Ω) og Xc (0,25-2,5 Ω) værdier blandt ni typer elektroder, der var sammensat af sølv-sølvchlorid (Ag / AgCl). Dette påvirkede systematisk og signifikant vektorlængden og positionen på R-Xc-grafen og påvirkede følgelig PhA-værdierne.
PhA's perspektiver omfatter evaluering af procentdelen af ændring eller dens absolutte delta (Δ) for at bestemme de optimale ændringer eller endda hastigheden af denne ændring efter klinisk stabilisering som en biomarkør til verifikation af responsen på behandling eller terapi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne erklærer ingen konkurrerende interesser.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne takke prof(s). Piccoli og Pastori fra Department of Medical and Surgical Sciences, University of Padova, Italien, for at levere BIVA-softwaren. Denne forskning modtog ikke noget specifikt tilskud fra finansiering, agenturer i den offentlige, kommercielle eller ikke-for-profit sektor. Denne protokol / forskning er en del af ph.d.-afhandlingen af María Fernanda Bernal-Ceballos støttet af National Council of Science and Technology (CONACYT) stipendium (CVU 856465).
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. |
References
- Boorsma, E. M., et al. Congestion in heart failure: a contemporary look at physiology, diagnosis, and treatment. Nature reviews. 17 (10), 641-655 (2020).
- Arrigo, M., Parissis, J. T., Akiyama, E., Mebazaa, A. Understanding acute heart failure: pathophysiology and diagnosis. European Heart Journal Supplements. 18 (suppl G), G11-G18 (2016).
- Norman, K., Stobäus, N., Pirlich, M., Bosy-Westphal, A. Bioelectrical phase angle and impedance vector analysis--clinical relevance and applicability of impedance parameters. Clinical Nutrition. 31 (6), 854-861 (2012).
- Núñez, J., et al. Congestion in heart failure: a circulating biomarker-based perspective. A review from the Biomarkers Working Group of the Heart Failure Association, European Society of Cardiology. European Journal of Heart Failure. 24 (10), 1751-1766 (2022).
- Scicchitano, P., Massari, F. The role of bioelectrical phase angle in patients with heart failure. Reviews in Endocrine & Metabolic Disorders. 24 (3), 465-477 (2022).
- Palazzuoli, A., Evangelista, I., Nuti, R. Congestion occurrence and evaluation in acute heart failure scenario: time to reconsider different pathways of volume overload. Heart Failure reviews. 25 (1), 119-131 (2020).
- Girerd, N., et al. Integrative Assessment of congestion in heart failure throughout the patient journey. JACC Heart Failure. 6 (4), 273-285 (2018).
- Felker, G. M. Diuretic strategies in patients with acute decompensated heart failure. The New England Journal of Medicine. 364 (9), 797-805 (2011).
- Gheorghiade, M., Filippatos, G., De Luca, L., Burnett, J. Congestion in acute heart failure syndromes: an essential target of evaluation and treatment. The American Journal of Medicine. 119 (12 Suppl 1), S3-S10 (2006).
- Di Somma, S., Vetrone, F., Maisel, A. S. Bioimpedance vector analysis (BIVA) for diagnosis and management of acute heart failure. Current Emergency and Hospital Medicine Reports. 2, 104-111 (2014).
- Scicchitano, P., et al. Sex differences in the evaluation of congestion markers in patients with acute heart failure. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (3), 67 (2022).
- Bioelectrical impedance analysis in body composition measurement: National Institutes of Health Technology Assessment Conference Statement. The American Journal of Clinical Nutrition. 64 (3), 524S-532S (1996).
- Kushner, R. F. Bioelectrical impedance analysis: a review of principles and applications. Journal of the American College of Nutrition. 11 (2), 199-209 (1992).
- 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 Care. 20 (5), 330-339 (2017).
- Lukaski, H. C., Vega Diaz, N., Talluri, A., Nescolarde, L., L, Classification of hydration in clinical conditions: indirect and direct approaches using bioimpedance. Nutrients. 11 (4), 809 (2019).
- Lukaski, H. C. Evolution of bioimpedance: a circuitous journey from the estimation of physiological function to assessment of body composition and a return to clinical research. European Journal of Clinical Nutrition. 67 (1), S2-S9 (2013).
- Moonen, H. P. F. X., Van Zanten, A. R. H. Bioelectric impedance analysis for body composition measurement and other potential clinical applications in critical illness. Current Opinion in Critical Care. 27 (4), 344-353 (2021).
- Máttar, J. A. Application of total body bioimpedance to the critically ill patient. Brazilian Group for Bioimpedance Study. New Horizons. 4 (4), 493-503 (1996).
- Di Somma, S., et al. The emerging role of biomarkers and bio-impedance in evaluating hydration status in patients with acute heart failure. Clinical chemistry and laboratory medicine. 50 (12), 2093-2105 (2012).
- Alves, F. D., Souza, G. C., Clausell, N., Biolo, A. Prognostic role of phase angle in hospitalized patients with acute decompensated heart failure. Clinical Nutrition. 35 (6), 1530-1534 (2016).
- Alves, F. D., Souza, G. C., Aliti, G. B., Rabelo-Silva, E. R., Clausell, N., Biolo, A. Dynamic changes in bioelectrical impedance vector analysis and phase angle in acute decompensated heart failure. Nutrition. 31 (1), 84-89 (2015).
- Colín-Ramírez, E., Castillo-Martínez, L., Orea-Tejeda, A., Vázquez-Durán, M., Rodríguez, A. E., Keirns-Davis, C. Bioelectrical impedance phase angle as a prognostic marker in chronic heart failure. Nutrition. 28 (9), 901-905 (2012).
- Stapel, S. N., Looijaard, W. G. P. M., Dekker, I. M., Girbes, A. R. J., Weijs, P. J. M., Oudemans-van Straaten, H. M. Bioelectrical impedance analysis-derived phase angle at admission as a predictor of 90-day mortality in intensive care patients. European Journal of Clinical Nutrition. 72 (7), 1019-1025 (2018).
- Baumgartner, R. N., Chumlea, W. C., Roche, A. F. Bioelectric impedance phase angle and body composition. The American Journal of Clinical Nutrition. 48 (1), 16-23 (1988).
- Castillo Martínez, L., et al. Bioelectrical impedance and strength measurements in patients with heart failure: comparison with functional class. Nutrition. 23 (5), 412-418 (2007).
- Barbosa Silva, M. C., Barros, A. J. Bioelectrical impedance analysis in clinical practice: a new perspective on its use beyond body composition equations. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic. 8 (3), 311-317 (2005).
- Piccoli, A. Identification of operational clues to dry weight prescription in hemodialysis using bioimpedance vector analysis. The Italian Hemodialysis-Bioelectrical Impedance Analysis (HD-BIA) Study Group. Kidney International. 53 (4), 1036-1043 (1998).
- 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).
- Buffa, R., Mereu, R. M., Putzu, P. F., Floris, G., Marini, E. Bioelectrical impedance vector analysis detects low body cell mass and dehydration in patients with Alzheimer's disease. The Journal of Nutrition, Health & Aging. 14 (10), 823-827 (2010).
- Piccoli, A., Codognotto, M., Piasentin, P., Naso, A. Combined evaluation of nutrition and hydration in dialysis patients with bioelectrical impedance vector analysis (BIVA). Clinical Nutrition. 33 (4), 673-677 (2014).
- 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).
- Espinosa-Cuevas, M. A., Rivas-Rodríguez, L., González-Medina, E. C., Atilano-Carsi, X., Miranda-Alatriste, P., Correa-Rotter, R. Vectores de impedancia bioeléctrica para la composición corporal en población mexicana. Revista de Investigación Clínica. 59 (1), 15-24 (2007).
- Piccoli, A., Pillon, L., Dumler, F. Impedance vector distribution by sex, race, body mass index, and age in the United States: standard reference intervals as bivariate Z scores. Nutrition. 18 (2), 153-167 (2002).
- Nwosu, A. C., et al. Bioelectrical impedance vector analysis (BIVA) as a method to compare body composition differences according to cancer stage and type. Clinical Nutrition ESPEN. 30, 59-66 (2019).
- Massari, F., et al. Accuracy of bioimpedance vector analysis and brain natriuretic peptide in the detection of peripheral edema in acute and chronic heart failure. Heart & Lung: the Journal of Critical Care. 45 (4), 319-326 (2016).
- Kyle, U. G. Bioelectrical impedance analysis-part II: utilization in clinical practice. Clinical Nutrition. 23 (6), 1430-1453 (2004).
- Castillo-Martínez, L., Bernal-Ceballos, F., Reyes-Paz, Y., Hernández-Gilsoul, T. Evaluation of fluid overload by bioelectrical impedance vectorial analysis. Journal of visualized experiments. 186, e364331 (2022).
- Piccoli, A., Pastori, G. BIVA software. , Department of Medical and Surgical Sciences. University of Padova. Padova, Italy. (2002).
- Bernal-Ceballos, M. F., et al. Phase angle as a predictor of 90-day prognosis in patients with acute heart failure. [Poster presentation]. Poster Abstracts. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 46, S74-S226 (2022).
- Ponikowski, P., et al. ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC) developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).
- Piccoli, A., et al. Differentiation of cardiac and noncardiac dyspnea using bioelectrical impedance vector analysis (BIVA). Journal of Cardiac Failure. 18 (3), 226-232 (2012).
- Scicchitano, P., et al. Respiratory failure and bioelectrical phase angle are independent predictors for long-term survival in acute heart failure. Scandinavian Cardiovascular Journal: SCJ. 56 (1), 28-34 (2022).
- González-Islas, D., et al. Body composition changes assessment by bioelectrical impedance vectorial analysis in right heart failure and left heart failure. Heart & Lung: the Journal of Critical Care. 49 (1), 42-47 (2020).
- Scicchitano, P., et al. Congestion and nutrition as determinants of bioelectrical phase angle in heart failure. Heart & Lung: The Journal of Critical Care. 49 (6), 724-728 (2020).
- Meyer, P., et al. Safety of bioelectrical impedance analysis in patients equipped with implantable cardioverter defibrillators. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition. 41 (6), 981-985 (2017).
- Garlini, L. M., et al. Safety and results of bioelectrical impedance analysis in patients with cardiac implantable electronic devices. Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery. 35 (2), 169-174 (2020).
- Bernal-Ceballos, F., Wacher-Rodarte, N. H., Orea-Tejeda, A., Hernández-Gilsoul, T., Castillo-Martínez, L. Bioimpedance vector analysis in stable chronic heart failure patients: Level of agreement between single and multiple frequency devices. Clinical Nutrition ESPEN. 43, 206-211 (2021).
- Genton, L., Herrmann, F. R., Spörri, A., Graf, C. E. Association of mortality and phase angle measured by different bioelectrical impedance analysis (BIA) devices. Clinical Nutrition. 37 (3), 1066-1069 (2018).
- Nescolarde, L., Lukaski, H., De Lorenzo, A., de-Mateo-Silleras, B., Redondo-Del-Río, M. P., Camina-Martín, M. A. Different displacement of bioimpedance vector due to Ag/AgCl electrode effect. European Journal of Clinical Nutrition. 70 (12), 1401-1407 (2016).
