analiza składu ciała u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek wzbudziła zainteresowanie w ostatnich latach ze względu na duży wpływ, jaki ma jako czynnik ryzyka zachorowalności i śmiertelności.1,2 wśród różnych metod stosowanych do oceny składu ciała, bioelektryczna analiza impedancji (Bia) wyróżnia się prostotą, niskimi kosztami, szybkością, powtarzalnością i bezpieczeństwem dla badanego pacjenta., Wykorzystanie BIA w ocenie składu ciała rozszerza się w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci, a przez cały ten okres narzędzia dostępne do tej analizy znacznie się poprawiły.
z elektrycznego punktu widzenia organizm działa jako przewodzący cylinder lub suma cylindrów. BIA opiera się na opozycji, jaką każdy organizm tworzy wobec przepływu zmiennego prądu elektrycznego, który jest normalnie emitowany i odbierany z przeciwległych końców cylindrów; w przypadku człowieka, z nadgarstka i kostki., Impedancja (Z) jest wynikiem dwóch różnych składowych (ryc. 1): rezystancji (R) na przepływ prądu elektrycznego, która jest przede wszystkim dana przez zawartość wody w organizmie (woda jest doskonałym przewodnikiem), tak że większa zawartość wody daje niższy R, i vice versa. Pozwala to na analizę stanu nawodnienia pacjenta i rozróżnienie pomiędzy tkankami o dużej zawartości wody, takimi jak mięśnie, a tkankami o niskiej zawartości wody, takimi jak tłuszcz, płuca i kości., Drugim składnikiem jest reaktancja (XC), która określa zdolność ogniw do magazynowania energii, ponieważ działają one jako Kondensatory elektryczne, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny. Błony komórkowe działają jak przewodniki, a zawartość komórkowa jako materiał dialektyczny, magazynując ładunek po przepuszczeniu prądu przez medium. Te dwa składniki są wyrażone w omach (Ω) i są graficznie reprezentowane przez wektory, z otrzymaną impedancją wektorową (z)., Kąt utworzony przez R i Xc nazywany jest kątem fazowym (φ), który jest zwykle mniejszy niż 10º, ponieważ R jest znacznie większy niż Xc. podsumowując, podczas gdy R określa przede wszystkim stan uwodnienia, Xc określa przede wszystkim stan odżywienia.
rodzaje impedancji bioelektrycznej
na podstawie częstotliwości zastosowanego prądu przemiennego BIA można sklasyfikować jako monofrekwencję lub wieloczęstotliwość BIA.
Multifrequency BIA składa się z pomiaru rezystancji, reaktancji i kąta fazowego, z częstotliwościami oscylującymi między 5kHz a 1000khz., Graficzne przedstawienie tych pomiarów daje parabolę, odpowiadającą modelowi Cole 'a i Cole' a (Rys. 2).3 przy niskich częstotliwościach prąd elektryczny nie jest w stanie przepłynąć przez błony komórkowe, a zamiast tego przemieszcza się przez przestrzeń zewnątrzkomórkową, napotykając opór tylko w wodzie zewnątrzkomórkowej i jonach w niej zawartych (ECW)., Wartości Z dla tego typu częstotliwości leżą po prawej stronie Modelu Cole 'a i Cole' a, a jeśli krzywa zostanie ekstrapolowana do osi X, czyli z XC równym 0, otrzymamy rezystancję odpowiadającą ECW (R0).
wysokie częstotliwości są zdolne do przekraczania zarówno komórek, jak i przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Jako taki opór jest determinowany przez opozycję, jaką daje woda wewnątrzkomórkowa i jony w niej zawarte (ICW), a także ECW., Wartości Z dla wysokich częstotliwości leżą po lewej stronie krzywej Cole 'a i Cole' a, a ekstrapolacja do osi X daje wartość R (R∞), odpowiadającą całkowitej wodzie w organizmie, gdzie TBW=ICW+ECW.,
gdy znane są R0 i R∞, obliczanie rezystancji odpowiadającej ICW (RI) jest podane przez różnicę rezystancji, zgodnie z poniższym równaniem:
— = — – — gdzie RI = ———-
Monofrekwencja BIA opiera się na pomiarach R, Xc i kąta fazowego tylko przy 50 kHz, ponieważ przy tej długości fali kąt fazowy i reaktancja są uważane za maksimum, to znaczy, że byłyby one w najwyższej części paraboli (Rysunek 2)., Jednak gdy wszystkie pomiary są uzyskane, przy użyciu analizatorów wieloczęstotliwościowych, obserwuje się, że aksjomat ten nie jest stały i jako taki, monofrekwencja BIA przyjmuje pewien poziom błędu, zwłaszcza przy ekstremalnych wartościach składu ciała.
kąt fazowy daje nam pośrednie wyobrażenie o masie komórkowej i jako taki został uznany za dobry parametr dla żywienia, który był szeroko stosowany jako marker przeżycia.4-7
obecnie mamy do dyspozycji trzy różne systemy analizy BIA: oparte na wzorach, impedancji wektorowej i spektroskopii impedancyjnej (BIS)., Pierwsze dwa są oparte na modelach monofrekwencji, podczas gdy BIS opiera się na modelu multifrekwencji.
systemy oparte na wzorach działają od wielu lat i opisano kilka różnych równań, 8-10,w których uwzględnia się wysokość obiektu wraz ze średnią rezystancją przy 50KHz. Równania zostały zwalidowane metodami referencyjnymi dla niektórych podgrup populacji, dlatego zaleca się, aby każdy badacz zestawił tabele referencyjne specjalnie dla każdego badania z wykorzystaniem zdrowych osób.,11 Zwykle oprogramowanie zawarte w analizatorach BIA umożliwia obliczanie TBW, ICW i ECW, a także masy beztłuszczowej lub beztłuszczowej oraz masy tłuszczu obliczanej na podstawie różnicy między masą ciała a masą beztłuszczową. Należy podkreślić, że różne równania opisane w literaturze są ważne tylko dla tych analizatorów impedancji, dla których zostały opracowane. U pacjentów z nadmiernym uwodnieniem nadmiar wody jest włączany do beztłuszczowej masy, zamiast wyświetlać ją jako trzeci składnik ciała.,
System bioelektrycznej analizy wektorowej impedancji (BIVA) został wprowadzony przez Piccoli w 1994 roku.opiera się on na długości wektora impedancji i jego kącie fazowym mierzonym przy 50kHz. Długość wektora określa poziom nawodnienia, tak że im dłuższy wektor, tym mniejsza ilość wody i większy opór, podczas gdy im większy jest kąt fazowy, tym lepszy stan odżywienia., Wartości referencyjne są dostarczane przez elipsy, które reprezentują 50%, 75% I 95% percentyli w formie nomogramu( Rysunek 3), ale podobnie jak w modelach opartych na wzorach, elipsy referencyjne zostały obliczone w populacji zdrowych osób włoskich. Model ten daje wyobrażenie o ewolucji stanu nawodnienia u pacjenta w miarę zbliżania się lub oddalania od centrum elipsy, 12,13, ale utrudnia również dokonywanie porównań ilościowych między pacjentami lub grupami pacjentów., Elipsy są różne dla mężczyzn i kobiet ze względu na różnice w składzie ciała( zawartość tłuszczu), ale aby osiągnąć większy poziom dokładności, należy je również podzielić według wieku, stawki odżywczej, a nawet rasy.11,14 dodatkowo należy opracować elipsy odniesienia, które zawierają kilka z tych zmiennych, co nadmiernie komplikowałoby opracowanie wzorców odniesienia.,
Niedawno firma Fresenius Medical Care opracowała analizator BIS (BCM®; Body Composition Monitor) oparty na jednoczesnych pomiarach R, Xc i kąta fazowego przy 50 różnych częstotliwościach, które oscylują między 5kHz a 1000khz, wykorzystując Model Cole i Cole do oznaczania ECW, ICW i TBW. System różni się od innych modeli Bia multifrequency, ponieważ opiera się na normohydracji tkanek, przyjmując pewną wartość dla fizjologicznej zawartości wody zawartej w beztłuszczowej masie i tkance tłuszczowej, przy czym ta ostatnia jest znacznie niższa., Nadmiar wody jest opisany przez różnicę między TBW a wodą zawartą w normohydratowanej tkance tłuszczowej i chudej.
model uwzględnia zawartość tłuszczu, która utrzymuje odwrotną zależność od TBW, ICW i ECW, zgodnie z badaniem Chamneya i wsp.15, tak że na przykład u pacjenta z zawartością tłuszczu 10%, mierzoną przez DEXA, TBW skorygowana dla znohydrowanych tkanek wynosi około 65% całkowitej masy ciała (40% ICW i 25% ECW), podczas gdy u innego pacjenta z zawartością tłuszczu 30%, TBW wynosi 50% (30% ECW). ICW i 20% ECW)., W związku z tym, po dostosowaniu do zawartości tłuszczu w każdym analizowanym obiekcie, nie jest potrzebny żaden inny wzór odniesienia poza składem ciała danej osoby.
zastosowanie u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek
nawodnienie
istotne jest określenie stanu nawodnienia w ocenie klinicznej pacjentów z przewlekłą chorobą nerek zarówno przed, jak i po rozpoczęciu leczenia nerkozastępczego.,16-21 włączenie suchej masy mierzonej BIS u pacjentów poddawanych hemodializie pozwala wykazać, że w niektórych przypadkach ocena kliniczna pacjenta jest wypaczona od rzeczywistej sytuacji, podczas gdy w innych przypadkach ułatwia poprawę tolerancji hemodynamicznej.22,23 będzie to miało wpływ zarówno na ciśnienie tętnicze krwi, jak i na nasilenie przerostu lewej komory serca.24,25 utrzymanie stanu nawodnienia zbliżonego do idealnego może pomóc w kontrolowaniu resztkowej czynności nerek u pacjentów dializowanych, której utrata jest kolejnym czynnikiem ryzyka śmiertelności.,26 ostatnio ECW jest również związane ze stanami zapalnymi.27,28
odżywianie
stan odżywienia jest czynnikiem, który ma duży wpływ na śmiertelność u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek.29-31 pomiar składu ciała i jego zmian w czasie przez BIA zapewnia wskaźniki zachorowalności/umieralności, które mogą pomóc we wczesnym wykrywaniu odwracalnych zmian u tych pacjentów.32,33 dodatkowo narzędzie to pozwala odróżnić masę beztłuszczową od masy tłuszczowej, które mają różny wpływ na ewolucję pacjenta i stanowią wartość dodaną do klasycznej metody określania wskaźnika masy ciała.,34,35
objętość dystrybucji mocznika (UDV)
coraz częściej wprowadza się Monitory hemodializy, które określają dawkę dializy za pomocą dializy jonowej online. Ten rodzaj urządzenia pomaga w analizie podawanych dawek dializy.36-38 pomiar UDV jest zwykle wykonywany przez sam monitor, przy użyciu wzorów antropometrycznych, wśród których najczęściej stosowane jest równanie Watsona39. U pacjentów z ekstremalną zawartością tłuszczu różnice między UDV dostarczanym przez BIS A zastosowaniem równań mogą być znaczące., W związku z tym stosowanie UDV mierzonego za pomocą BIS może zapewnić dawkę dializy lepiej dostosowaną do rzeczywistej sytuacji pacjenta.
podsumowując, BIA jest nieinwazyjnym, prostym narzędziem, które wymaga niewiele czasu, z powtarzalnymi i tanimi wynikami, które, biorąc pod uwagę informacje, które dostarczają nefrologowi i wszystkie jego zastosowania kliniczne, powinny stanowić część sprzętu medycznego dostępnego dla wszystkich oddziałów, szczególnie w oddziałach dializ.
dwa badania zawarte w tym numerze Nefrología i poprzednie pokazują niektóre z wielu zastosowań BIA.,6,7 Caravaca i wsp. opisali swoje wyniki za pomocą BIS u pacjentów z zaawansowaną przewlekłą chorobą nerek przed dializą, wykazując nieznaczne nadmierne nawodnienie, ze średnią około 0,2 litra. Był jednak szeroki zakres zmienności. Uwodnienie jest ważniejsze u mężczyzn i pacjentów z cukrzycą i jest odwrotnie skorelowane ze wskaźnikiem masy ciała oraz stężeniem albumin w osoczu i hemoglobiny., Ilościowa ocena nadmiernego nawodnienia lub odwodnienia, niezależnie od składu ciała, jest parametrem o dużym znaczeniu klinicznym i może być dostarczona tylko w precyzyjny sposób przy użyciu najbardziej zaawansowanych dostępnych systemów BIS.
w badaniu Abad i wsp.oceniano kąt fazy jako marker wartości odżywczych u pacjentów dializowanych. W tym celu wykorzystali analizator Bia wieloczęstotliwościowy, chociaż w analizie wyników autorzy brali pod uwagę wyniki uzyskane przy użyciu tylko częstotliwości 50kHz, która jest powszechnie stosowaną wartością w monofrekwencji., Autorzy doszli do wniosku, że kąt fazowy jest związany z parametrami odżywczymi i zawartością ICW, podobnie jak wyniki Caravaca et al. Jednak najbardziej nowatorskim wynikiem był związek między kątem fazowym a przeżyciem pacjentów dializowanych. Skojarzenie to zostało silnie poparte wieloczynnikową analizą, która została dostosowana do innych zmiennych żywieniowych i zapalnych, w której tylko wiek i kąt fazowy 4-7 badanie to potwierdziło jego wartość prognostyczną po 6 latach obserwacji.,
oba badania są zgodne, że najlepszą wartość prognostyczną kąta fazowego osiąga się przy 50kHz, ale punkt odcięcia jest inny w obu badaniach, prawdopodobnie w wyniku różnych analizatorów stosowanych w obu badaniach. Ważne jest, aby podkreślić, że ogólnie mówiąc, gdy mówimy o BIA, równania i surowe dane uzyskane za pomocą jednego analizatora nie są ważne dla innego typu analizatora.
kluczowe pojęcia
1. Analiza impedancji bioelektrycznej jest niezwykle użytecznym narzędziem w leczeniu pacjentów z przewlekłą chorobą nerek., Powinien być włączony do wszystkich jednostek ze względu na dostarczone informacje, łatwość obsługi, szybkie wyniki, Bezpieczeństwo i niski koszt.
2. Podstawowe zastosowania tej technologii to ocena stanu nawodnienia, analiza stanu odżywienia i obliczanie objętości dystrybucji mocznika dla lepszego zastosowania tego modelu kinetycznego.
3., Zaleca się stosowanie surowych danych dostarczanych przez same analizatory impedancji bioelektrycznej w celu uniknięcia błędów spowodowanych różnymi wartościami składu ciała, co eliminowałoby potrzebę poszukiwania odpowiednich wartości referencyjnych dla populacji, którą chcemy badać.
4. Systemy impedancji bioelektrycznej znacznie się poprawiły w ostatnich dziesięcioleciach i zawsze dostarczają dokładniejszych informacji., Spektroskopia impedancji bioelektrycznej jest obecnie najbardziej zaawansowaną metodą, ponieważ wyniki tej techniki są dostosowane do normohydracji tkanek i są dostosowane do zawartości tłuszczu w składzie ciała pacjenta, bez potrzeby populacji referencyjnej dostosowanej do wieku, płci, rasy lub składu ciała.
5. Parametry nawodnienia i odżywiania dostarczane przez analizatory impedancji bioelektrycznej są niezwykle przydatne jako wczesne markery przeżycia/śmiertelności u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek z / bez dializy.,
> rys. 2. Reprezentacja wektora bioelektryczny model impedancji.
