Оценка перегрузки жидкости с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса

Резюме

В этом исследовании мы демонстрируем, как оценить наличие перегрузки жидкостью с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса (BIVA) и коэффициента импеданса, измеренного с использованием тетраполярного многочастотного оборудования у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи. BIVA и коэффициент импеданса являются надежными и полезными инструментами для прогнозирования плохих результатов.

Аннотация

Раннее выявление и лечение перегрузки жидкостью критически важны при острых заболеваниях, поскольку воздействие терапевтического вмешательства может привести к снижению или увеличению показателей смертности. Точная оценка состояния жидкости влечет за собой соответствующую терапию. К сожалению, поскольку метод золотого стандарта радиоизотопного измерения жидкости является дорогостоящим, трудоемким и не имеет чувствительности в клинических условиях неотложной помощи, обычно используются другие менее точные методы, такие как клиническое обследование или выход за 24 часа. Векторный анализ биоэлектрического импеданса (BIVA) представляет собой альтернативный подход, основанный на импедансе, где сопротивление необработанных параметров и реактивность субъекта строятся для получения вектора, положение которого может быть оценено относительно интервалов допуска на графике R-Xc. Затем состояние жидкости интерпретируется как нормальное или ненормальное, основанное на расстоянии от среднего вектора, полученного из здоровой эталонной популяции. Целью настоящего исследования является демонстрация того, как оценить наличие перегрузки жидкостью с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса и коэффициента импеданса, измеренного с помощью тетраполярного многочастотного оборудования у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи.

Введение

Перегрузка жидкостью (FO), определяемая как избыток общей жидкости организма или относительный избыток в одном или нескольких жидкостных отсеках¹, часто наблюдается у пациентов в критическом состоянии и связана с более высокой заболеваемостью и смертностью ^1,2,3. Диапазон изменений в состоянии гидратации широк; может указывать на почечную, сердечную или печеночную недостаточность; и/или, возможно, результат чрезмерного перорального приема или ятрогенной ошибки⁴. Рутинная оценка состояния гидратации является сложной задачей в отделениях неотложной помощи, поскольку золотой стандарт измерения объема радиоизотопных веществ требует специализированных методов, является дорогостоящим и трудоемким и может не выявить ранних нарушений состояния гидратации. Следовательно, обычно используются другие менее точные методы, включая клиническое обследование и накопленный баланс жидкости (объем в мл за 24 ч)⁵. Точное и чувствительное определение состояния объема жидкости необходимо, чтобы помочь клиницистам контролировать жидкости организма, управлять внутривенным введением жидкости и поддерживать гемодинамическую стабильность, что позволяет пациентам получать раннее лечение ^3,5,6. Ошибки в оценке объема могут привести к отсутствию необходимого лечения или к внедрению ненужной терапии, такой как избыточное введение жидкости, оба из которых связаны с увеличением затрат на госпитализацию, осложнениями и смертностью⁴.

В последнее время возрос интерес к анализу биоэлектрического импеданса (BIA), который считается альтернативным методом классификации гидратационного статуса человека. BIA - это безопасный, неинвазивный, портативный, быстрый, прикроватный и простой в использовании метод, предназначенный для оценки состава отсека тела. Анализ измеряет оппозицию, генерируемую мягкими тканями, потоку вводимого переменного электрического тока в организм (800 мкА) через четыре поверхностных электрода, размещенных на руках и ногах. Было показано, что общий объем воды в организме, оцененный BIA, имеет высокую корреляцию с таковой, полученной путем разбавления дейтерия (r = 0,93, p = 0,01)⁷.

Фазочувствительные приборы BIA оценивают прямое измерение фазового угла и импеданса (Z₅₀), получая сопротивление (R) и реактивность (Xc) в одночастотном режиме (50 кГц) или многочастотном режиме (от 5 кГц до 200 кГц)⁸. Деление значений R и Xc на высоту субъекта (в м) в квадрате для контроля межиндивидуальных различий в длине проводника и построение их на графике R-Xc является методом, используемым в векторном анализе биоэлектрического импеданса (BIVA) для оценки состояния жидкости. BIVA представляет собой альтернативный импедансный подход, разработанный Piccoli et ^al.9, который использует пространственные отношения между R (т.е. противодействие потоку переменного тока через внутри- и внеклеточные ионные растворы) и Xc для оценки гидратации мягких тканей, независимо от уравнений прогнозирования множественной регрессии, генерируемых в ограниченных и специфических образцах¹⁰ . Поэтому классификация состояния жидкости является более точной и точной, чем количественная оценка общей воды в организме. Значения R и Xc субъекта создают вектор, положение которого может быть оценено относительно интервалов толерантности на графике R-Xc, который может быть интерпретирован как указывающий на нормальную или аномальную гидратацию, на основе расстояния от среднего вектора, полученного из здоровой эталонной популяции 11,12,13.

В предыдущем исследовании мы сравнили различные параметры анализа биоэлектрического импеданса для выявления перегрузки жидкостью и прогнозирования смертности у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи (ЭД), и продемонстрировали, что BIVA (относительный риск = 6,4; 95% доверительный интервал от 1,5 до 27,9; p = 0,01) и коэффициент импеданса (относительный риск = 2,7; 95% доверительный интервал от 1,1 до 7,1; p = 0,04) улучшили оценку вероятности 30-дневной смертности³.

Перегрузка жидкости также может быть оценена с использованием коэффициента импеданса (imp-R), который представляет собой отношение между импедансом, измеренным на частоте 200 кГц, и импедансом, измеренным при 5 кГц, полученным многочастотным биоэлектрическим импедансным оборудованием. Imp-R учитывает проводимость в общей воде тела (Z₂₀₀) и во внеклеточных водных жидкостных пространствах (Z₅). Проникновение тока в ячейки зависит от частоты и, отношение 200/5 кГц описывает отношение большего и меньшего входа тока в ячейки ^3,8. Если разница между этими двумя значениями со временем уменьшается, это может указывать на то, что клетки становятся менее здоровыми¹⁴.

Значения Imp-R ≤0,78 у мужчин и ≤0,82 у женщин наблюдались у здоровых лиц¹⁵. Значения, приближенные к 1,0, указывают на то, что два импеданса находятся ближе друг к другу, и клетка тела менее здорова. В случае критического заболевания сопротивление клеточной мембраны на 5 кГц снижается, а разница между значениями импеданса на 5 и 200 кГц заметно ниже, что указывает на клеточное ухудшение³. Значения > 1.0 предполагают ошибку устройства^16,17. Таким образом, целью настоящего исследования является демонстрация того, как оценить наличие перегрузки жидкостью с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса, а также с помощью коэффициента импеданса, измеренного с помощью тетраполярного многочастотного оборудования у пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи.

протокол

Следующий протокол был утвержден (REF. 3057) и соответствует руководящим принципам комитета по этике исследований человека Национального института медицины и питания SZ. Кроме того, было получено предварительное согласие пациентов на это исследование.

ПРИМЕЧАНИЕ: Данная процедура предназначена для измерения анализа биоэлектрического импеданса с использованием тетраполярного многочастотного оборудования (см. Таблицу материалов) и обеспечит точные значения сопротивления и реактивности на одной частоте 50 кГц, а также соотношение между значениями импеданса 200 кГц и 5 кГц (200/5 кГц).

1. Перед тестированием

1. Выполните стандартизацию лица, которое будет выполнять измерения, как человека с квалификацией в этой области или имеющего большой опыт в проведении измерений.
2. Попросите пациента воздержаться от еды в течение 4 -5 ч перед тестированием.
3. Периодически тестируйте оборудование для проверки максимально точности измерения импеданса, согласно руководящим принципам, предоставленным изготовителем, с использованием испытательного резистора с известным значением 500 Ω (диапазон 496-503 Ω). Убедитесь, что клейкие электроды соответствуют рекомендациям производителя.
4. Очистите оборудование с помощью хлоргексидиновой салфетки, а затем вымойте руки. Если на экране оборудования отображается легенда: поменяйте батарею, затем замените батарею.
5. Если пациент находится в сознании, объясните ему процедуру. Получить возраст и точное измерение роста пациента (в см) и ввести эти данные в оборудование.
6. Снимите обувь и носок с правой ноги, а также любые металлические предметы, такие как часы или браслеты, которые носит пациент. Поместите пациента в положение лежа на спине в течение 5 минут с раздвинутыми ногами и руками примерно на 45° перед проведением измерений, убедившись, что они не контактируют с какой-либо другой частью своего тела. У пациентов с ожирением, во избежание контакта между бедрами, поместите простыню между ног.

2. Измерение параметров BIA

1. Очистите поверхности, где будут размещены электроды, с помощью 70% спиртовой прокладки дважды. Поместите два электрода на правую руку дорсально, один за костяшкой третьего пясно-фалангеального (средний палец), а другой на запястье, рядом с локтевым головным запястным суставом. Возможно, было бы полезно провести воображаемую прямую линию между выступающими костями на запястье, а затем поместить каждый электрод в центр этой линии.
2. Поместите два электрода на правую стопу, один позади третьего плюснефалангового сустава и предплюсневой сустав на лодыжке между медиальной и латеральной мальеолами. Чтобы поместить электроды, следуйте за костями под ними. Убедитесь, что расстояние между электродами на ноге и руке составляет не менее 5-10 см, в зависимости от размера руки.
3. Подключите провода свинца к оборудованию, с красным зажимом аллигатора, ближайшим к ногтям, и черным зажимом, ближайшим к лодыжке или запястью; убедитесь, что провода не пересекаются между ними.
4. Убедитесь, что пациент не говорит и не двигается во время измерений, так как это повлияет на результаты.
5. Идентификатор пациента появится на первом экране. Прокрутите и измените параметры пациента (пол, возраст, рост и вес). Убедитесь, что электроды приклеены правильно, и нажмите Enter. Он покажет: измерительный, на экране. Для измерения требуется от 6 до 10 с, и звуковой сигнал будет звучать, когда измерение будет завершено.

3. Анализ параметров биоимпеданса

1. Оборудование будет отображать значения необработанного импеданса (Z) на четырех различных частотах: 5, 50, 100 и 200 кГц, а также сопротивление и реактивность на 50 кГц, которые являются значениями, необходимыми для классификации пациента с перегрузкой жидкости.
2. Загрузите программное обеспечение под названием BIVA tolerance R-Xc graph¹³ (см. Таблицу материалов) и откройте его.
3. Обратите внимание, что программное обеспечение находится в книге в программе электронных таблиц с семью рабочими листами: руководство, справочные популяции, точечный график, путь, предметы, Z-оценка, Z-график.
4. Щелкните правой кнопкой мыши на листе Reference Population , выберите строку выбранного эталонного населения, скопируйте и вставьте ее во вторую строку (желтую строку).
5. Щелкните правой кнопкой мыши на листе Субъекты и во второй строке вставьте следующие данные: идентификатор субъекта, присвоенный пациенту. Во втором столбце с именем Seq всегда ставьте число 1; и по желанию заполните столбцы фамилия и имя. В столбце пола введите F для пациента женского пола и M для пациента мужского пола. В следующих двух колонках входное сопротивление и реактивное сопротивление на частоте 50 кГц каждая. Укажите высоту (в см) и вес (в кг) в следующие две колонки.
6. В столбец Popul Code вставьте число, которое отображается в первом столбце справочного листа заполнения. В коде группы случайным образом выберите число от 1 до 10 (это число потребуется в листе Point graph), вставьте возраст пациента в следующую колонку.
7. В меню программы для работы с электронными таблицами перейдите на вкладку Дополнения и щелкните правой кнопкой мыши опцию Рассчитать , чтобы получить значения сопротивления и реактивности, скорректированные по высоте и фазовому углу.
8. Щелкните правой кнопкой мыши лист Point Graph и обратите внимание, что для выбранной контрольной популяции (т. е. для выбранной контрольной популяции (т. е. популяции в первой желтой строке в верхней части листа контрольной популяции) рисуются эллипсы допуска 50%, 75% и 95%).
9. В диалоговом окне выберите группы, щелкните правой кнопкой мыши число, помещенное в код группы, расположенный на листе субъектов, и щелкните правой кнопкой мыши ok. Далее появится график BIVA с вектором субъекта в виде геометрической фигуры (Δ, •, □).
10. Пациенты с векторами, которые выходят за пределы нижнего полюса 75% эллипса толерантности, будут классифицированы как перегрузка жидкостью (см. Рисунок 1).
11. Разделите Z на частоте 200 кГц на Z при 5 кГц, что отражает общее количество воды в организме и отсек внеклеточной воды соответственно, чтобы получить коэффициент импеданса (Imp-R). Значение ≥0,85 указывает на перегрузку жидкостью.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В новые тетраполярные многочастотные устройства уже включен график R-Xc; однако важно обеспечить правильность ссылочной совокупности.

Результаты

В качестве примера метода, представленного выше, мы представляем результаты для двух женщин, поступивших в отделение неотложной помощи. Анализ биоэлектрического импеданса оценивали при поступлении с помощью фазочувствительного многочастотного устройства (см. Таблицу материалов...

Обсуждение

Важно отметить, что в опубликованной литературе были предложены различные подходы к анализу биоэлектрического импеданса (BIA), включая использование нескольких частот на частоте 1-500 кГц (MF-BIA), фазочувствительной одиночной частоты (SF-BIA) на частоте 50 кГц и спектроскопической BIA на частоте ?...

Материалы

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.