analysen av kroppssammansättning hos patienter med kronisk njursjukdom har fått intresse de senaste åren på grund av den stora inverkan den har som en riskfaktor för sjuklighet och dödlighet.1,2 bland de olika metoder som används för att utvärdera kroppssammansättning, bioelektrisk impedansanalys (BIA) sticker ut på grund av dess enkelhet, låga kostnader, hastighet, reproducerbarhet och säkerhet för patienten som undersöks., Användningen av BIA i utvärderingen av kroppssammansättning har expanderat under de senaste decennierna, och under hela denna period har de verktyg som är tillgängliga för denna analys förbättrats avsevärt.
ur elektrisk synvinkel fungerar en organism som en ledande cylinder eller summan av cylindrar. BIA är baserad på den opposition som någon organism skapar mot flödet av en alternerande elektrisk ström, som normalt avges och tas emot från de motsatta ändarna av cylindrarna; i fallet med en människa, från handleden och fotleden., Impedans (Z) är resultatet av två olika komponenter (Figur 1): motstånd (R) mot flödet av elektrisk ström, som i första hand ges av vattenhalten i kroppen (vatten är en utmärkt ledare), så att större vattenhalt ger en lägre R, och vice versa. Detta gör det möjligt för oss att analysera patientens hydratiseringstillstånd och att skilja mellan vävnader med stort vatteninnehåll, såsom muskler, från de med lågt vatteninnehåll, såsom fett, lungor och ben., Den andra komponenten är reaktans (Xc), som bestämmer cellernas kapacitet att lagra energi, eftersom de fungerar som elektriska Kondensorer när en elektrisk ström passerar genom dem. Cellmembran fungerar som ledare och det cellulära innehållet fungerar som dialektiskt material och lagrar laddningen när strömmen passerar genom mediet. Dessa två komponenter uttrycks i Ohm (Ω), Och de representeras grafiskt av vektorer, med den resulterande vektorsimpedansen (Z)., Vinkeln som bildas av R och Xc kallas fasvinkeln (φ), som normalt är mindre än 10º, eftersom R är mycket större än Xc. Sammanfattningsvis bestämmer R primärt hydratiseringstillståndet, XC bestämmer primärt näringstillståndet.
typer av bioelektrisk impedans
baserat på frekvensen av den tillförda växelströmmen kan BIA klassificeras som monofrequency eller multifrequency BIA.
MULTIFREQUENCY BIA består av mätning av motstånd, reaktans och fasvinkel, med frekvenser som svänger mellan 5kHz och 1000kHz., En grafisk representation av dessa mätningar resulterar i en parabola, motsvarande Cole och Cole-modellen (Figur 2).3 med låga frekvenser är den elektriska strömmen oförmögen att passera genom cellmembranen och rör sig istället genom det extracellulära utrymmet och möter motstånd endast i det extracellulära vattnet och jonerna det innehåller (ECW)., Värdena för Z för denna typ av frekvens ligger till höger om Cole och Cole-modellen, och om kurvan extrapoleras tills den möter X-axeln, det vill säga med en Xc på 0, skulle vi få motståndet som motsvarar ECW (R0).
höga frekvenser kan korsa både celler och extracellulärt utrymme. Som sådan bestäms motståndet av det motstånd som ges av intracellulärt vatten och jonerna det innehåller (ICW), såväl som ECW., Värdena för Z för höga frekvenser ligger till vänster om Cole och Cole-kurvan, och en extrapolering till X-axeln ger en R-värde (R) uppskattning, motsvarande total kroppsvatten, där TBW=ICW+ECW.,
När R0 och rri är kända, beräknas motståndet som motsvarar ICW (RI) genom skillnaden i motstånd, enligt ekvationen nedan:
— = — – — där RI = ———-
Monofrequency BIA är baserad på mätningarna av R, Xc och fasvinkel endast vid 50kHz, eftersom vid denna våglängd anses fasvinkel och reaktans vara högst, det vill säga de skulle vara på den högsta delen av parabolen (Figur 2)., Men när alla mätningar erhålls, med hjälp av multifrekvensanalysatorer, observeras att detta axiom inte är konstant, och som sådan antar monofrekvensbia en viss felnivå, särskilt med extrema värden för kroppssammansättning.
fasvinkel ger oss en indirekt uppfattning om cellulär massa, och som sådan har det ansetts vara en bra parameter för näring som har använts i stor utsträckning som en markör för överlevnad.4-7
för närvarande har vi till vårt förfogande tre olika system för analys av BIA: baserat på formler, vektor impedans och impedansspektroskopi (BIS)., De två första är baserade på monofrekvensmodeller, medan BIS bygger på en multifrekvensmodell.
system baserade på formler har fungerat i många år,och flera olika ekvationer har beskrivits, 8-10 där ämnets höjd tenderar att inkluderas tillsammans med medelmotstånd vid 50kHz. Ekvationerna validerades med referensmetoder för vissa undergrupper av befolkningen, och därför rekommenderas att varje forskare sammanställer referenstabeller specifikt för varje studie med friska försökspersoner.,11 normalt tillåter den programvara som ingår i BIA-analysatorerna att beräkna TBW, ICW och ECW, samt mager massa eller fettfri massa och fettmassa beräknad med hjälp av skillnaden mellan kroppsvikt och mager massa. Det är viktigt att påpeka att de olika ekvationer som beskrivs i litteraturen endast gäller för de impedansanalysatorer för vilka de utvecklades. Hos hyperhydrerade patienter införlivas överskottsvattnet i den magra massan istället för att visa detta som en tredje kroppskomponent.,
bioelectrical impedance vector analysis (BIVA) systemet infördes av Piccoli i 1994.12 detta är baserat på längden av impedansvektorn och dess fasvinkel mätt vid 50kHz. Vektorns längd fastställer vätskenivån, så att ju längre vektorn desto lägre vattenkvantitet och större motstånd, desto större fasvinkel är desto bättre är näringstillståndet., Referensvärdena tillhandahålls av ellipser som representerar 50%, 75% och 95% percentiler i form av ett nomogram (Figur 3), men som i formelbaserade modeller beräknades referensellipserna i en population av friska italienska ämnen. Denna modell erbjuder en uppfattning om utvecklingen av hydrationstillståndet hos en patient när han / hon kommer närmare eller längre från ellipscentret, 12, 13 men det hindrar också att göra kvantitativa jämförelser mellan patienter eller patientgrupper., Ellipserna är olika för män och kvinnor på grund av skillnader i kroppssammansättning (fetthalt), men för att uppnå en större noggrannhet bör de också delas efter ålder, näringshastighet och till och med ras.11,14 dessutom bör referensellipser utvecklas som innehåller flera av dessa variabler, vilket skulle försvåra utarbetandet av referensmönster.,
nyligen utvecklade Fresenius Medical Care En BIS-analysator (BCM®; Body Composition Monitor) baserad på samtidiga mätningar av R, Xc och fasvinkel vid 50 olika frekvenser, som oscillerar mellan 5kHz och 1000kHz, med hjälp av Cole och Cole-modellen för bestämning av ECW, ICW och TBW. Systemet skiljer sig från andra multifrequency BIA-modeller eftersom det är baserat på vävnadsnormohydrering, förutsatt ett visst värde för det fysiologiska innehållet av vatten som finns i mager massa och fettvävnad, den senare är mycket lägre., Överskottsvattnet beskrivs av skillnaden mellan TBW och vattnet som finns i normohydrerade fett-och magert vävnader.
modell anser fetthalt, som upprätthåller ett omvänt förhållande med TBW, ICW, och ECW, enligt en studie av Chamney et al,15 så att, till exempel, i ett ämne med en fetthalt på 10%, mätt med DEXA , den TBW justerat för normohydrated vävnader är cirka 65% av den totala kroppsvikten (40% ICW och 25% ECW), medan i ett annat ämne, med en 30% fetthalt, TBW skulle vara 50% (30% ICW och 20% ECW)., Efter justering för fetthalten i varje analyserat ämne behövs därför inget annat referensmönster utöver personens egen kroppssammansättning.15
applikationer hos patienter med kronisk njursjukdom
hydrering
det är viktigt att kvantifiera hydratiseringstillståndet i den kliniska utvärderingen av patienter med kronisk njursjukdom både före och efter påbörjad renal substitutionsbehandling.,16-21 införlivandet av torrvikt mätt med BIS hos patienter i hemodialys gör det möjligt att visa att den kliniska utvärderingen av patienten är skev från den verkliga situationen i vissa fall, medan det i andra fall underlättar förbättringen av hemodynamisk tolerans.22,23 detta kommer att påverka både blodtryck och svårighetsgraden av vänster ventrikulär hypertrofi.24,25 att upprätthålla ett hydrationstillstånd nära ideala nivåer kan hjälpa till att kontrollera kvarvarande njurfunktion hos dialyspatienter, vars förlust är en annan riskfaktor för dödlighet.,26 på senare tid har ECW också förknippats med inflammatoriska tillstånd.27,28
näring
näringstillstånd är en faktor som har stor inverkan på dödligheten hos patienter med kronisk njursjukdom.29-31 mätning av kroppssammansättning och dess förändringar i tid av BIA ger sjuklighet/dödlighetsmarkörer som kan hjälpa till vid tidig upptäckt av reversibla förändringar hos dessa patienter.32,33 dessutom möjliggör detta verktyg för att skilja mellan mager massa och fettmassa, som har olika effekter på patientens utveckling och ger mervärde till den klassiska metoden för bestämning av kroppsmassindex.,34,35
distributionsvolymen av urea (UDV)
införandet av hemodialysmonitorer som bestämmer dialysdosen med hjälp av jondialysan på nätet blir allt vanligare. Denna typ av anordning hjälper till att analysera dialysdoserna som administreras.36-38 mätningen av UDV utförs vanligtvis av monitorn själv, med antropometriska formler, bland vilka Watson-ekvationen39 är den vanligast använda. Hos patienter med extrem fetthalt kan skillnaderna mellan UDV som tillhandahålls av BIS och användning av ekvationer vara signifikanta., Som sådan kan användning av UDV mätt med BIS ge en dialysdos som är bättre anpassad till patientens sanna situation.
Sammanfattningsvis är BIA ett icke-invasivt, enkelt verktyg som kräver lite tid, med reproducerbara och billiga resultat som, med tanke på den information som de ger till nephrologisten och alla dess kliniska tillämpningar, bör utgöra en del av hälsovårdsutrustningen till förfogande för alla avdelningar, särskilt i dialysenheter.
de två studier som ingår i denna fråga av Nefrología och den tidigare visar några av de många tillämpningar av BIA.,6,7 Caravaca et al beskrev sina resultat med BIS hos patienter med predialys framskriden kronisk njursjukdom, vilket visade en liten överhydrering, med ett medelvärde på ca 0, 2 liter. Det fanns dock ett brett utbud av variation. Hydrering är viktigare hos män och diabetespatienter och är omvänt korrelerad med body mass index och plasma albumin och hemoglobinnivåer., Den kvantitativa bedömningen av överskott av hydrering eller uttorkning, oavsett kroppssammansättning, är en parameter av stor klinisk betydelse och kan endast tillhandahållas på ett exakt sätt med hjälp av de mest avancerade BIS-systemen som finns tillgängliga.
studien av Abad et al undersökte fasvinkel som en näringsmarkör hos dialyspatienter. För detta använde de en multifrekvensanalysator, men i analysen av resultaten tog författarna endast hänsyn till de resultat som erhållits med endast en frekvens vid 50kHz, vilket är det vanliga värdet i monofrequency., Författarna drog slutsatsen att fasvinkel var förknippad med näringsparametrar och innehållet i ICW, liknande resultaten från Caravaca et al. Det mest nya resultatet var dock sambandet mellan fasvinkel och dialyspatientens överlevnad. Denna förening stöddes starkt av en multivariat analys som justerades för andra närings-och inflammationsvariabler, där endast ålder och en fasvinkel 4-7 denna studie stödde sitt prognostiska värde efter 6 års uppföljning.,
båda studierna bekräftar att det bästa prognostiska värdet av fasvinkeln uppnås vid 50kHz, men brytpunkten är annorlunda i de två studierna, troligen som ett resultat av de olika analysatorerna som används i de två studierna. Det är viktigt att påpeka att ekvationerna och rådata som erhålls med en analysator i allmänhet inte gäller för en annan typ av analysator när vi talar om BIA.
nyckelbegrepp
1. Bioelektrisk impedansanalys är ett extremt användbart verktyg vid behandling av patienter med kronisk njursjukdom., Det bör införlivas i alla enheter på grund av den information som tillhandahålls, användarvänlighet, snabba resultat, säkerhet och låg kostnad.
2. De primära tillämpningarna av denna teknik är utvärderingen av hydratiseringstillstånd, analysen av näringstillståndet och beräkningen av distributionsvolymen av urea för en bättre tillämpning av denna kinetiska modell.
3., Det är att föredra att använda rådata som tillhandahålls av de bioelektriska impedansanalysatorerna själva för att undvika fel som orsakas av olika värden för kroppssammansättning, vilket skulle eliminera behovet av att söka efter lämpliga referensvärden för den befolkning som vi vill studera.
4. Bioelektriska impedanssystem har förbättrats avsevärt under de senaste decennierna och ger alltid mer exakt information., Bioelektrisk impedans spektroskopi är den mest avancerade metoden för närvarande tillgänglig, eftersom resultaten från denna teknik är anpassade till vävnad normohydrering och justeras för fetthalten i patientens kroppssammansättning, utan behov av en referenspopulation justerad för ålder, kön, ras eller kroppssammansättning.
5. De hydratiserings-och näringsparametrar som tillhandahålls av de bioelektriska impedansanalysatorerna är extremt användbara som tidiga markörer för överlevnad/dödlighet hos patienter med kronisk njursjukdom med/utan dialys.,
Figur 2. Representation av vektor bioelektrisk impedans modell
