Praktický průvodce bioelektrickou impedanční analýzou na příkladu chronické obstrukční plicní nemoci

Ztráta tělesné hmotnosti a vyčerpání svalové hmoty bez tuku jsou častým a vážným problémem u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí (COPD) bez ohledu na stupeň omezení proudění vzduchu. Podvýživa u CHOPN byla spojena se systémovým zánětem, kachexií, anorexií, dysfunkcí kosterního svalstva, dušností, sníženým zdravotním stavem, zvýšeným rizikem exacerbací a zvýšenou úmrtností. V důsledku toho současná doporučení směrnice GOP (Globální iniciativa pro chronickou obstrukční plicní nemoc) týkající se CHOPN považují monitorování výživy za důležitou součást rutinního hodnocení pacientů s CHOPN.

Náhradní opatření, jako je známý index tělesné hmotnosti (BMI) ) neposkytují žádné údaje o složení těla, svalové hmotě nebo stavu výživy. Podvýživa vyžadující zásah tedy může existovat navzdory normálnímu až vysokému BMI. Subjektivní globální hodnocení stavu výživy obvykle tyto pacienty nezjistí. V případě CHOPN bylo zjištěno, že jde o nízkotučnou hmotu (FFM), která se dále diferencuje na tělesnou buněčnou hmotu (BCM) a extracelulární hmotu (ECM), spíše než na nízký BMI, který by měl být považován za kritický parametr závažnost onemocnění a prognóza.

Pro hodnocení výživy nad rámec BMI se používají různé metody, jako je bioelektrická impedanční analýza (BIA), antropometrie kožního záhybu a rentgenová absorpciometrie s dvojí energií (DEXA). BIA je jednoduchá, levná, rychlá a neinvazivní technika pro hodnocení složení těla a jeho změn v průběhu času. BIA se z velké části používá v prostředí klinických studií a existuje celá řada literatury o teorii a metodologii několika různých technik BIA. Překvapivě však existuje značný nedostatek informací o praktických aspektech BIA pro ty, kteří se primárně zajímají o to, jak tuto metodu aplikovat a interpretovat v praxi. BIA je tedy stále nedostatečně využívaným a podceňovaným nástrojem pro hodnocení výživy v primární péči. To lze dále vysvětlit skutečností, že náklady na BIA nejsou v současné době vždy refundovatelné a že neexistují žádné pokyny popisující metody pro hodnocení podvýživy u pacientů s CHOPN.

Analýza BIA je jednoduše a účinně doplněna bioelektrická impedanční vektorová analýza (BIVA), která je nezávislá na stavu hydratace a může být použita jako měřítko kontroly kvality pro správnou interpretaci výsledků BIA. BIVA je vzorová analýza měření impedance (odporu a reaktance) vynesená jako vektor v souřadnicovém systému. Referenční hodnoty upravené pro věk, BMI a pohlaví jsou vyneseny jako tzv. Toleranční elipsy v souřadnicovém systému. Na tomto základě lze učinit prohlášení týkající se vodní bilance (normo-, hypo-, hyperhydratace) a tělesné buněčné hmoty (stav výživy).

Účelem tohoto článku je poskytnout určité vodítko k používání BIA / BIVA se zvláštním důrazem na praktické úvahy. Odráží desetiletí našich vlastních praktických zkušeností s používáním jednofrekvenční BIA v kombinaci s BIVA se zaměřením na pacienty s CHOPN. Zde stručně popíšeme základní principy, proveditelnost a omezení metodiky BIA / BIVA a poskytneme praktické tipy a doporučení pro vhodné provedení a analýzu měření. Naším cílem bylo poskytnout jednoduchý, strukturovaný a na praxi orientovaný přístup k interpretaci a analýze výsledků BIA / BIVA s využitím charakteristických příkladů u pacientů s CHOPN.

Základní principy

Bioelektrické impedanční analýza (BIA)

BIA je metoda pro odhad složení těla. Principem BIA je stanovení elektrické impedance elektrického proudu procházejícího tělem. Elektrická impedance (Z) se skládá ze dvou složek, odporu (R) a reaktance (Xc). Reaktance je míra BCM a odpor míra celkové vody v těle. Ze zjištěné impedance lze odhadnout řadu parametrů BIA:

Hmota buněčných buněk (BCM)

• se skládá ze všech buněk, které mají vliv na metabolismus ( např. sval, vnitřní orgány, nervový systém)

• klíčový faktor při hodnocení stavu výživy pacienta

• : např. dobrý stav tréninku, zadržování nitrobuněčné vody

• ↓: např. podvýživa, kachexie, dehydratace

BCM%

• procento BCM ve FFM

• pro diferenciální diagnostiku změn BIA: změny stejným způsobem jako BCM

• míra individuálního nutričního stavu a úrovně fyzické zdatnosti

• : např dobrý stav tréninku

• ↓: např.podvýživa

Extra buněčná hmota (ECM)

• hlavně extracelulární voda

• zvýšení nebo snížení většinou kvůli zvýšenému zadržování extracelulární vody nebo ztrátě extracelulární vody

• : např. zadržování extracelulární vody (např. otoky)

• ↓: např. extracelulární ztráta vody (např. diuretika)

beztuková hmota (FFM)

• vše, co není tělesným tukem, skládá se z BCM a ECM

• ↓: starší lidé, chronická onemocnění

tuková hmota (FM)

• se nepřímo určuje z tělesné hmotnosti minus FFM

Fázový úhel

• jeden z nejlepší ukazatele funkce buněčné membrány

• lze považovat za ukazatel stavu tréninku a výživy

• : např. atletický ústavní typ, dobrý nutriční stav (buněk BCM)

• ↓: např. špatný stav tréninku, špatný stav výživy (buněk BCM)

celková tělesná voda (TBW)

• : např. vysoký podíl svalů, zadržování vody (např. otoky)

• ↓: např. malá část svalu, dehydratace / exsikóza

Naše zkušenosti jsou založeny na jednofrekvenčním BIA (50 kHz); softwarový balíček, který používáme (NUTRIPLUS od společnosti Data Input GmbH), obsahuje BIVA a upravené referenční hodnoty.

Podrobné pokyny pro provádění měření BIA najdete jinde. Abychom zde poskytli krátký popis, jednofrekvenční BIA obvykle zahrnuje umístění dvou distálních proudových nebo signálních elektrod na dorzální povrchy ruky a nohy blízko metakarpálně-falangálních a metatarzálně-falangálních kloubů. Dvě elektrody snímající napětí se aplikují na pisiformní výběžek zápěstí a mezi střední a boční maleoli kotníku. Analyzátor impedance dodává konstantní střídavý proud na pevnou frekvenci 50 kHz prostřednictvím distálních elektrod a detekuje pokles napětí prostřednictvím proximálních elektrod. Měřený odpor a reaktance jsou zobrazeny analyzátorem.

Faktory ovlivňující výsledky BIA:

1. hmotnost a výška (měly by být měřeny přímo vyšetřovatelem)

2. poloha těla a končetin (poloha na zádech, paže unesené nejméně 30 °, nohy unesené přibližně 45 °)

3. konzumace jídla a nápojů (žádné nápoje po dobu nejméně 12 hodin dříve, nalačno po dobu nejméně 2 hodin)

4. mírná až intenzivní úroveň fyzické aktivity / cvičení před měřením BIA ( poslední cvičení alespoň 12 hodin dříve)

5. zdravotní stavy a léky, které mají vliv na rovnováhu tekutin a elektrolytů; infekce a kožní onemocnění, které může změnit elektrický přenos mezi elektrodou a kůží

6. podmínky prostředí (např. teplota okolí)

7. jednotlivec vlastnosti (např. teplota pokožky, pohlaví, věk, rasa)

8. etnická variace

9. nedodržení elektrod, použití špatné elektrody, uvolnění kabelové svorky, záměna elektrod

Parametry BIA do značné míry závisí na stavu hydratace pacienta. BIA umožňuje u subjektů stanovit výše uvedené parametry bez významných abnormalit tekutin a elektrolytů.

BIVA (bioelektrická impedanční vektorová analýza)

BIVA jako integrovaná součást měření BIA je jednoduchá, rychlá a klinicky hodnotná metoda pro hodnocení stavu tekutin ( TBW) a tělesná buněčná hmota (BCM). Tato metoda vykresluje přímé impedanční měření odporu R a reaktance Xc jako bi-variačního vektoru v nomogramu (obrázek 1). upravené podle věku, BMI a pohlaví jsou vyneseny jako takzvané elipsy tolerance ve stejném souřadnicovém systému. Rozlišují se tři elipsy tolerance, které odpovídají 50., 75. a 95. vektorovému percentilu zdravé referenční populace. Hodnoty mimo 95. percentil jsou považovány za abnormální. Na základě polohy měřeného bodu na nomogramu BIVA lze na první pohled odečíst stav výživy / tréninku a hydratace upravený podle pohlaví, věku, BMI a rasy. Jak je znázorněno na obrázku 1, hodnoty umístěné mimo 95. percentil v následujících čtyřech kvadrantech ukazují na následující podmínky: a) pravý horní kvadrant, např. exsiccosis b) levý dolní kvadrant např. edém c) pravý dolní kvadrant např. podvýživa d) levý horní kvadrant např. dobrý stav tréninku.

Aplikace BIA / BIVA a interpretace složení těla

Níže uvádíme některé příklady charakteristických nálezů BIA u pacientů s CHOPN s jejich interpretací:

1. Normální nález

2. Podvýživa u pacientů s CHOPN s nadváhou

3. Kachexie

4. Otok způsobený selháním pravého srdce

5. Anorexie

Z osobní zkušenosti by měla být následná měření (příklady 2–5) prováděna každé 4 týdny po pacientů s nadváhou a každých 8–12 týdnů ve všech ostatních případech. Jedná se však o rozhodnutí, které je třeba učinit individuálně.

1. Normální nález

Pacient: žena, 61,1 kg, BMI 22,7, 64 let, mírná CHOPN (ZLATO stupeň I).

Interpretace: Při BMI 22,7 je tento pacient normální hmotnost. Měřicí bod na nomogramu BIVA (obrázek 2) leží v 50. elipsě tolerance a indikuje tak normální nálezy. Hodnoty TBW, ECM, tělesného tuku, BCM, BCM% a fázového úhlu uvedené v tabulce 1 jsou v normálním rozmezí.

Závěr: Všechny hodnoty v tabulce jsou v normálním rozsahu a měřicí bod na nomogramu BIVA leží v 50. elipsě tolerance.

2. Podvýživa u obézního pacienta s CHOPN

Pacient: žena, 90 kg, BMI 31,5, 73 let, těžká CHOPN (ZLATO stupeň III)

Interpretace: S BMI 31,5 u tohoto pacienta je obézní. Bod měření na nomogramu BIVA (obrázek 3) je u tohoto pacienta hluboko pod hranicí normálních hodnot BCM (dlouhá osa) a nad hranicí normálních hodnot TBW (krátká osa) mezi 75. a 95. toleranční elipsou. Poloha měřicího bodu v pravém dolním kvadrantu ukazuje na podvýživu.

Hodnoty parametrů BIA uvedené v tabulce 2 mohou interpretovat takto: Tuková hmota leží nad normálním rozsahem v souladu se zvýšeným BMI. BCM leží v normálním rozmezí. Na první pohled to neodpovídá nálezu nomogramu BIVA, který naznačuje podvýživu. Skutečnost, že vypočtená hodnota BCM je v rozmezí normálních hodnot, lze vysvětlit takto: Je třeba vzít v úvahu, že BCM závisí na stavu tekutin pacienta (TBW). To znamená, že hodnota BCM v normálním rozmezí ano nemusí nutně znamenat normální stav výživy, ale může to být také způsobeno zvýšením TBW. Následující dva parametry BIA jsou užitečné při rozlišování: BCM% a fázový úhel, které se obvykle mění ve stejných liniích jako BCM. V tomto případě je TBW zvýšena a% BCM a fázový úhel jsou pod rozsahem normálních hodnot. To znamená, že BCM je ve skutečnosti sníženo. Zdá se tedy, že BCM leží pouze v rozmezí normálních hodnot kvůli zvětšené TBW. Na rozdíl od této poněkud složité interpretace vypočtené hodnoty BIA lze podezřením na diagnózu podvýživy na první pohled zjistit pomocí BIVA. Kromě toho se potvrzuje, že vypočtená hodnota BCM je příliš vysoká kvůli zvýšenému TBW (poloha měřených Bod t na nomogramu BIVA nad čárou normálních hodnot TBW).

Závěr: I přes přítomnost obezity vykazuje pacient podvýživu. Poloha bodu měření na nomogramu BIVA v pravém dolním kvadrantu mezi 75. a 95. toleranční elipsou poskytuje indikaci pro podezření na diagnózu podvýživy.

3. Kachexie

Pacient: muž, 45 kg, BMI 16,7, 62 let, těžká CHOPN (stupeň GOLD III)

Interpretace: Při BMI 16,7 má pacient podváhu. Měřicí bod na nomogramu BIVA (obrázek 4) u tohoto pacienta je hluboko pod hranicí normálních hodnot BCM (dlouhá osa) a značně nad hranicí normálních hodnot TBW (krátká osa), daleko mimo 95. toleranční elipsu. Poloha měřicího bodu v pravém dolním kvadrantu ukazuje na podvýživu ve formě kachexie.

Hodnoty parametrů BIA uvedené v tabulce 3 lze interpretovat takto: Tuková hmota leží pod normálním rozsahem v souladu se sníženým BMI. Vypočítané hodnoty pro BCM a TBW jsou sníženy. Pokud jde o sníženou hodnotu BCM, je třeba vzít v úvahu, že BCM závisí na stavu tekutin pacienta (TBW). To znamená, že snížený BCM nemusí nutně poukazovat na podvýživu, ale může být také způsoben nízkým TBW. parametry BCM% a fázový úhel jsou opět užitečné pro rozlišení, protože se obvykle mění ve stejných liniích jako BCM. Hodnoty pro BCM% a fázový úhel jsou sníženy, což naznačuje skutečně snížený BCM nebo podvýživu. V tomto příkladu také BIVA poskytuje účinnější hodnocení stavu výživy než vypočítané parametry BIA.

Závěr: Všechny hodnoty uvedené v tabulce jsou pod normálním rozsahem a měřicí bod na nomogramu BIVA je mimo 95. toleranční elipsu v pravém dolním kvadrantu. těžká podvýživa ve formě kachexie. Hodnocení nomogramu BIVA je dostatečné pro podezření na diagnózu kachexie.

4. Edém způsobený selháním pravého srdce

Pacient: žena, 105,6 kg, BMI 38,8, 78 let, stupeň CHOPN ZLATO II.

Interpretace: S BMI 38,8 má pacient nadváhu. Měřicí bod na nomogramu BIVA (obrázek 5) u tohoto pacienta je nad čárou normálních hodnot BCM (dlouhá osa) a hluboko pod čárou normálních hodnot TBW (krátká osa) na 95. elipsě tolerance. Poloha bodu měření v levém dolním kvadrantu ukazuje na zadržování vody ve formě otoku.

Hodnoty parametrů BIA uvedené v tabulce 4 lze interpretovat následovně: Hmota tělesného tuku leží nad normálním rozsahem v souladu se zvýšeným BMI. Zjištěná TBW se zvýší a vypočtená BCM leží v horním rozsahu normálu. Tato zjištění jsou v souladu s polohou bodu měření nad čárou normálních hodnot BCM a pod čárou normálních hodnot TBW v levém dolním kvadrantu. S odvozenou normální hodnotou BIA pro BCM je třeba znovu vzít v úvahu, že BCM závisí na stavu tekutin pacienta (TBW). To znamená, že BCM v normálním rozsahu nemusí nutně znamenat skutečně normální BCM nebo normální stav výživy, ale může se také zdát normální kvůli zvýšené TBW. Parametry BIA BCM% a fázový úhel, které se obvykle mění ve stejných liniích jako BCM, v tomto případě leží v dolním rozmezí normálu, takže může lze předpokládat, že BCM je ve skutečnosti v normálním rozmezí. Kromě zvýšené TBW je také výrazně zvýšena ECM, což naznačuje otoky. Podezření na otoky je vytvořeno na první pohled pomocí BIVA. BIVA jednoduše a rychle potvrdí vypočítané hodnoty BIA BCM a TBW. Podezření na otoky bylo potvrzeno při fyzickém vyšetření nohou.

Závěr: Hodnoty uvedené v tabulce pro TBW a ECM jsou mimo normální rozsah a měřicí bod na nomogramu BIVA je na 95. elipsě tolerance v levém dolním kvadrantu, což naznačuje otok. Zjištěná BCM je v horním rozsahu normálu a měřicí bod na nomogramu BIVA je nad čarou normálních hodnot BCM. Poloha měřicího bodu na nomogramu poskytuje indikaci pro podezření na diagnózu edému.

5. Anorexie

Pro obecnou diferenciální diagnostiku podváhy uvádíme pacientku s anorexií: žena, 34,1 kg, BMI 18,4, 41 let, anorexie (neúmyslná ztráta chuti k jídlu).

Interpretace: S BMI 18,4 má pacient podváhu. Měřicí bod na nomogramu BIVA (obrázek 6) leží téměř na linii normálních hodnot BCM (dlouhá osa) a daleko nad linií normálních hodnot TBW (krátká osa) mimo 95. toleranční elipsu. Poloha měřicího bodu v pravém horním kvadrantu ukazuje na přítomnost anorexie.

Hodnoty parametrů BIA uvedené v tabulce 5 lze interpretovat takto: Hmotnost tělesného tuku se snižuje v souladu s nízkým BMI. TBW je výrazně snížena a BCM je také snížena. U sníženého BCM je třeba mít na paměti, že BCM závisí na stavu tekutin pacienta (TBW). To znamená, že nižší BCM se může také jevit jako snížený kvůli nižšímu TBW. Parametry BIA% BCM a fáze úhel, který je užitečný při rozlišování a který se obvykle mění stejným způsobem jako BCM, leží v tomto případě v horní třetině normálního rozsahu. To znamená, že BCM je normální a že vypočítaná hodnota byla příliš nízká pouze kvůli nízká TBW. BIVA potvrzuje podezření vyvolané hodnotami BIA, že vypočtená hodnota BCM byla příliš nízká kvůli snížené TBW. Opět lze podezření na anorexii stanovit účinněji a spolehlivěji pomocí BIVA.

Závěr: Pacient vykazuje výrazně sníženou BMI, snížení tělesné vody a normální BCM ve formě anorexie.Poloha měřicího bodu v nomogramu vt pravý horní kvadrant mimo 95. toleranční elipsu poskytuje indikaci pro podezření na diagnózu anorexie.