Évaluation de la surcharge de fluide par analyse vectorielle d’impédance bioélectrique

Résumé

Dans cette étude, nous démontrons comment évaluer la présence d’une surcharge de fluide grâce à l’analyse vectorielle d’impédance bioélectrique (BIVA) et le rapport d’impédance mesuré à l’aide d’un équipement multifréquence tétrapolaire chez les patients admis au service des urgences. BIVA et le rapport d’impédance sont des outils fiables et utiles pour prédire les mauvais résultats.

Résumé

La détection précoce et la prise en charge de la surcharge liquidienne sont d’une importance cruciale dans les maladies aiguës, car l’impact de l’intervention thérapeutique peut entraîner une diminution ou une augmentation des taux de mortalité. Une évaluation précise de l’état liquidien implique un traitement approprié. Malheureusement, comme la méthode de référence de mesure des fluides radio-isotopiques est coûteuse, prend beaucoup de temps et manque de sensibilité dans le contexte clinique des soins actifs, d’autres méthodes moins précises sont généralement utilisées, telles que l’examen clinique ou le rendement de 24 heures. L’analyse vectorielle d’impédance bioélectrique (BIVA) est une approche alternative basée sur l’impédance, où la résistance des paramètres bruts et la réactance d’un sujet sont tracées pour produire un vecteur, dont la position peut être évaluée par rapport aux intervalles de tolérance dans un graphe R-Xc. L’état fluide est alors interprété comme normal ou anormal, en fonction de la distance du vecteur moyen dérivé d’une population de référence saine. L’objectif de la présente étude est de démontrer comment évaluer la présence d’une surcharge liquidienne grâce à l’analyse vectorielle d’impédance bioélectrique et le rapport d’impédance mesuré avec un équipement multifréquence tétrapolaire chez les patients admis à l’urgence.

Introduction

La surcharge liquidienne, définie comme un excès de liquide corporel total ou un excès relatif dans un ou plusieurs compartiments liquidiens 1, est fréquemment observée chez les patients gravement malades et est associée à une morbidité et une mortalité plus élevées ^1,2,3. L’éventail des altérations de l’état d’hydratation est large; peut indiquer une insuffisance rénale, cardiaque ou hépatique; et/ou peut-être le résultat d’un apport oral excessif ou d’une erreur iatrogène⁴. L’évaluation de routine de l’état d’hydratation est difficile dans les services d’urgence, car l’étalon-or de la mesure du volume radio-isotopique nécessite des techniques spécialisées, est coûteuse et prend beaucoup de temps, et peut ne pas permettre d’identifier les perturbations précoces de l’état d’hydratation. Par conséquent, d’autres méthodes moins précises sont généralement utilisées, y compris l’examen clinique et le bilan hydrique accumulé (volume en mL en 24 h)⁵. Une détermination précise et sensible de l’état du volume de liquide est nécessaire pour aider les cliniciens à contrôler les fluides corporels, à gérer l’administration de liquides intraveineux et à maintenir la stabilité hémodynamique, permettant ainsi aux patients de recevoir un traitement précoce ^3,5,6. Des erreurs dans l’évaluation du volume peuvent entraîner un manque de traitement nécessaire ou la mise en œuvre d’un traitement inutile, comme l’administration excessive de liquide, qui sont tous deux liés à l’augmentation des coûts d’hospitalisation, des complications et de la mortalité⁴.

L’intérêt pour l’analyse d’impédance bioélectrique (BIA), qui a été considérée comme une méthode alternative pour la classification de l’état d’hydratation d’un individu, a récemment augmenté. BIA est une méthode sûre, non invasive, portable, rapide, au chevet du patient et facile à utiliser, conçue pour l’estimation de la composition du compartiment corporel. L’analyse mesure l’opposition générée par les tissus mous au flux d’un courant électrique alternatif injecté dans le corps (800 μA), à travers quatre électrodes de surface placées sur les mains et les pieds. Il a été démontré que l’eau corporelle totale estimée par BIA a une forte corrélation avec celle obtenue par dilution du deutérium (r = 0,93, p = 0,01)⁷.

Les dispositifs BIA sensibles à la phase évaluent la mesure directe de l’angle de phase et de l’impédance (Z 50), l’obtention de la résistance (R) et de la réactance (Xc) en mode monofréquence (₅₀ kHz) ou multifréquence (5 kHz à 200 kHz)⁸. Diviser les valeurs R et Xc par la taille du sujet (en m) au carré - pour contrôler les différences interindividuelles de longueur du conducteur - et les tracer dans un graphique R-Xc est la méthode utilisée en analyse vectorielle d’impédance bioélectrique (BIVA) pour estimer l’état du fluide. BIVA est une approche d’impédance alternative, développée par Piccoli et ^al.9, qui utilise la relation spatiale entre R (c’est-à-dire l’opposition au flux d’un courant alternatif à travers des solutions ioniques intra et extracellulaires) et Xc pour évaluer l’hydratation des tissus mous, indépendamment des équations de prédiction de régression multiple générées dans des échantillons limités et spécifiques¹⁰ . Par conséquent, la classification de l’état des fluides est plus précise et plus exacte que la quantification de l’eau corporelle totale. Les valeurs R et Xc d’un sujet produisent un vecteur dont la position peut être évaluée par rapport aux intervalles de tolérance dans le graphique R-Xc, ce qui peut être interprété comme indiquant une hydratation normale ou anormale, en fonction de la distance du vecteur moyen dérivé d’une population de référence saine^11,12,13.

Dans une étude précédente, nous avons comparé différents paramètres d’analyse d’impédance bioélectrique pour la détection de la surcharge liquidienne et la prédiction de la mortalité chez les patients admis aux urgences et démontré que BIVA (risque relatif = 6,4; intervalle de confiance à 95% de 1,5 à 27,9; p = 0,01) et le rapport d’impédance (risque relatif = 2,7; intervalle de confiance à 95% de 1,1 à 7,1; p = 0,04) amélioraient l’estimation de la probabilité de mortalité à 30 jours³.

La surcharge de fluide peut également être estimée à l’aide du rapport d’impédance (imp-R), qui est le rapport entre l’impédance mesurée à 200 kHz et l’impédance mesurée à 5 kHz obtenue par l’équipement d’impédance bioélectrique multifréquence. Imp-R considère la conduction dans l’eau corporelle totale (Z₂₀₀) et dans les espaces fluides aquatiques extracellulaires (Z₅). La pénétration d’un courant dans les cellules dépend de la fréquence et, le rapport 200/5 kHz décrit le rapport de l’entrée de courant supérieur à moindre dans les cellules ^3,8. Si la différence entre ces deux valeurs diminue avec le temps, cela peut indiquer que les cellules deviennent moins saines¹⁴.

Des valeurs Imp-R de ≤0,78 chez les mâles et de ≤0,82 chez les femelles ont été observées chez les individus en bonne santé¹⁵. Des valeurs plus proches de 1,0 indiquent que les deux impédances sont plus proches l’une de l’autre et que la cellule du corps est moins saine. En cas de maladie grave, la résistance de la membrane cellulaire à 5 kHz est réduite et la différence entre les valeurs d’impédance à 5 et 200 kHz est nettement inférieure, ce qui indique une aggravation cellulaire³. Les valeurs > 1.0 suggèrent l’erreur^{de périphérique 16,17}. Ainsi, l’objectif de la présente étude est de démontrer comment évaluer la présence d’une surcharge fluide par l’analyse vectorielle d’impédance bioélectrique, ainsi qu’en utilisant le rapport d’impédance, mesuré avec un équipement multifréquence tétrapolaire chez les patients admis à l’urgence.

Protocole

Le protocole suivant a été approuvé (RÉF. 3057) et suit les directives du comité d’éthique de la recherche humaine de l’Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición SZ. De plus, le consentement préalable des patients a été obtenu pour cette étude.

REMARQUE : Cette procédure doit être utilisée pour mesurer l’analyse d’impédance bioélectrique à l’aide d’un équipement multifréquence tétrapolaire (voir le tableau des matériaux) et fournira des valeurs précises de résistance et de réactance à une fréquence unique de 50 kHz, ainsi que le rapport entre les valeurs d’impédance de 200 kHz et 5 kHz (200/5 kHz).

1. Avant le test

1. Effectuer la normalisation de la personne qui effectuera les mesures, en tant que personne ayant une qualification dans le domaine ou qui a une vaste expérience dans la réalisation de mesures.
2. Demandez au patient de s’abstenir de manger pendant 4 à 5 heures avant le test.
3. Testez périodiquement l’équipement pour vérifier que les mesures d’impédance sont aussi précises que possible, conformément aux directives fournies par le fabricant, en utilisant une résistance de test d’une valeur connue de 500 Ω (plage 496-503 Ω). Assurez-vous que les électrodes adhésives correspondent aux recommandations du fabricant.
4. Nettoyez l’équipement à l’aide d’une lingette à la chlorhexidine, puis lavez-vous les mains. Si l’écran de l’équipement affiche la légende : changez la batterie, puis remplacez la batterie.
5. Si le patient est conscient, expliquez-lui la procédure. Obtenir l’âge et la mesure précise de la taille du patient (en cm) et introduire ces données dans l’équipement.
6. Retirez la chaussure et la chaussette du pied droit, ainsi que tous les objets métalliques, tels que les montres ou les bracelets portés par le patient. Placer le patient en décubitus dorsal pendant 5 minutes avec les jambes et les bras écartés autour de 45° avant de prendre les mesures, en vérifiant qu’ils ne sont en contact avec aucune autre partie de leur corps. Chez les patients obèses, afin d’éviter tout contact entre les cuisses, placez un drap entre leurs jambes.

2. Mesure des paramètres BIA

1. Nettoyez deux fois les surfaces où les électrodes seront placées avec un tampon d’alcool à 70%. Placez deux électrodes sur la main droite dorsalement, l’une derrière la jointure du troisième métacarpophalangienne (majeur) et l’autre sur le poignet, à côté de l’articulation carpique de la tête du cubitus. Il peut être utile de tracer une ligne droite imaginaire entre les os saillants du poignet, puis de placer chaque électrode au centre de cette ligne.
2. Placez deux électrodes sur le pied droit, une derrière la troisième articulation métatarsophalangienne et l’articulation tarsienne sur la cheville entre les malléoles médiale et latérale. Pour placer les électrodes, suivez les os en dessous. Assurez-vous que la distance entre les électrodes du pied et de la main est d’au moins 5 à 10 cm, selon la taille de la main.
3. Connectez les fils de plomb à l’équipement, avec la pince crocodile rouge la plus proche des clous et la pince noire la plus proche de la cheville ou du poignet; Assurez-vous que les fils ne se croisent pas entre eux.
4. Assurez-vous que le patient ne parle pas ou ne bouge pas pendant les mesures, car cela affectera les résultats.
5. L’ID du patient apparaîtra sur le premier écran. Faites défiler et modifiez les paramètres du patient (sexe, âge, taille et poids). Assurez-vous que les électrodes sont correctement collées et appuyez sur Entrée. Il montrera: mesurer, à l’écran. Il faut environ 6 à 10 s pour mesurer, et un bip retentira lorsque la mesure sera terminée.

3. Analyse des paramètres de bioimpédance

1. L’équipement affichera les valeurs d’impédance brute (Z) à quatre fréquences différentes: 5, 50, 100 et 200 kHz, ainsi que la résistance et la réactance à 50 kHz, qui sont les valeurs nécessaires pour classer un patient présentant une surcharge liquidienne.
2. Téléchargez le logiciel nommé BIVA tolerance R-Xc graph¹³ (voir Tableau des matériaux) et ouvrez-le.
3. Observez que le logiciel est dans un classeur dans un tableur avec sept feuilles de travail: guide, populations de référence, graphique ponctuel, chemin, sujets, score Z, graphique Z.
4. Cliquez avec le bouton droit sur la feuille Population de référence, choisissez la ligne de la population de référence sélectionnée, puis copiez-la et collez-la dans la deuxième ligne (ligne jaune).
5. Faites un clic droit sur la feuille Sujets et, dans la deuxième ligne, insérez les données suivantes : l’ID sujet attribué au patient. Dans la deuxième colonne nommée Seq, mettez toujours le chiffre 1; et remplissez éventuellement les colonnes nom de famille et nom. Dans la colonne sexe, entrez F pour patient féminin et M pour patient masculin. Dans les deux colonnes suivantes, résistance d’entrée et réactance à 50 kHz chacune. Insérez la hauteur (en cm) et le poids (en kg) dans les deux colonnes suivantes.
6. Dans la colonne Code de population, insérez le nombre qui apparaît dans la première colonne de la feuille de population de référence. Dans le code de groupe, choisissez au hasard un nombre entre 1 et 10 (ce nombre sera requis dans la feuille graphique Point), insérez l’âge du patient dans la colonne suivante.
7. Dans le menu du tableur, allez dans l’onglet Compléments et cliquez avec le bouton droit de la souris sur l’option Calculer pour obtenir les valeurs de résistance et de réactance ajustées en hauteur et en angle de phase.
8. Cliquez avec le bouton droit de la souris sur la feuille de graphique ponctuel et observez que des ellipses de tolérance de 50 %, 75 % et 95 % sont dessinées pour la population de référence sélectionnée (c.-à-d. la population de la première rangée jaune en haut de la feuille de population de référence).
9. Dans la boîte de dialogue, sélectionnez groupes, cliquez avec le bouton droit sur le numéro placé dans le code de groupe situé dans la feuille des sujets, puis cliquez avec le bouton droit sur OK. Ensuite, le graphique BIVA apparaîtra, avec le vecteur sujet comme figure géométrique (Δ, •, □).
10. Les patients dont les vecteurs se situent à l’extérieur du pôle inférieur de l’ellipse de tolérance à 75 % seront classés comme surcharge liquidienne (voir Figure 1).
11. Diviser Z à 200 kHz par Z à 5 kHz - qui reflète respectivement l’eau corporelle totale et le compartiment aquatique extracellulaire - afin d’obtenir le rapport d’impédance (Imp-R). Une valeur ≥0,85 indique une surcharge de fluide.
    REMARQUE: Dans les nouveaux dispositifs multifréquences tétrapolaires, le graphique R-Xc est déjà inclus; Cependant, il est important de s’assurer que la population de référence est correcte.

Résultats

À titre d’exemple de la méthode présentée ci-dessus, nous présentons les résultats pour deux femmes admises à l’urgence. L’analyse de l’impédance bioélectrique a été évaluée à l’admission à l’aide d’un appareil multifréquence sensible à la phase (voir le tableau des matériaux), et les valeurs de résistance (R) et de réactance (Xc) obtenues ont été utilisées pour calculer le graphique BIVA. Les résultats montrent que les patients souffrant de surhydratation avaient de...

Discussion

Il est important de mentionner que différentes approches d’analyse d’impédance bioélectrique (BIA) ont été proposées dans la littérature publiée, y compris l’utilisation de fréquences multiples à 1-500 kHz (MF-BIA), de fréquence unique sensible à la phase (SF-BIA) à 50 kHz et de BIA spectroscopique à 5 kHz à 2 MHz. Les études ont fourni des résultats contradictoires concernant l’accord concernant l’équipement BIA à fréquence unique et multiple⁶ , y compris le courant ...

matériels

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.