Um guia prático para análise de impedância bioelétrica usando o exemplo de doença pulmonar obstrutiva crônica

A perda de peso corporal e o esgotamento da massa muscular livre de gordura são problemas comuns e sérios em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) independentemente do grau de limitação do fluxo aéreo. A desnutrição na DPOC tem sido associada à inflamação sistêmica, caquexia, anorexia, disfunção do músculo esquelético, dispneia, redução do estado de saúde, aumento do risco de exacerbações e aumento da mortalidade. Consequentemente, as recomendações atuais das diretrizes de DPOC da GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease) consideram o monitoramento nutricional uma parte importante da avaliação de rotina de pacientes com DPOC.

Medidas substitutas, como o conhecido Índice de Massa Corporal (IMC ) não fornecem nenhuma indicação da composição corporal, massa muscular ou estado nutricional. Assim, a desnutrição que requer intervenção pode existir apesar de um IMC normal a alto. Esses pacientes geralmente não são detectados pela avaliação subjetiva global do estado nutricional. No caso da DPOC, foi reconhecido que é a massa livre de gordura baixa (FFM) ainda mais diferenciada em massa celular corporal (BCM) e massa extracelular (ECM) ao invés de baixo IMC que deve ser considerado um parâmetro crítico de gravidade da doença e prognóstico.

Diferentes métodos são usados para avaliações nutricionais além do IMC, como análise de impedância bioelétrica (BIA), antropometria de dobras cutâneas e absorciometria de raio-X de dupla energia (DEXA). A BIA é uma técnica simples, barata, rápida e não invasiva para avaliar a composição corporal e suas mudanças ao longo do tempo. A BIA é amplamente usada em ambientes de ensaios clínicos e há toda uma série de literatura sobre a teoria e metodologia de várias técnicas diferentes de BIA. Surpreendentemente, no entanto, há uma falta considerável de informações sobre os aspectos práticos da BIA para aqueles principalmente interessados em aprender como aplicar e interpretar este método na prática. Assim, a BIA ainda é uma ferramenta subutilizada e subestimada para avaliação nutricional na atenção primária. Isso pode ser explicado ainda pelo fato de que os custos da BIA atualmente nem sempre são reembolsáveis e que não há diretrizes que descrevam os métodos de avaliação da desnutrição em pacientes com DPOC.

A análise da BIA é simples e eficazmente complementada por A análise vetorial de bioimpedância elétrica (BIVA), que é independente do estado de hidratação e pode ser usada como uma medida de controle de qualidade para a interpretação correta dos resultados da BIA. BIVA é uma análise de padrão de medições de impedância (resistência e reatância) plotadas como um vetor em um sistema de coordenadas. Os valores de referência ajustados para idade, IMC e sexo são plotados como elipses de tolerância no sistema de coordenadas. Com base nisso, uma declaração pode ser feita com relação ao balanço hídrico (normo-, hipo-, hiperidratação) e massa celular corporal (estado nutricional).

O objetivo deste artigo é fornecer algumas orientações sobre o uso de BIA / BIVA com atenção especial às considerações práticas. Ele reflete uma década de nossa própria experiência prática no uso de BIA de frequência única combinada com BIVA com foco em pacientes com DPOC. Aqui, descrevemos brevemente os princípios básicos, a viabilidade e as limitações da metodologia BIA / BIVA e fornecemos dicas práticas e recomendações para a conduta e análise adequadas das medições. Nosso objetivo foi fornecer uma abordagem simples, estruturada e orientada para a prática para a interpretação e análise dos resultados de BIA / BIVA usando exemplos característicos vistos em pacientes com DPOC.

Princípios básicos

Bioelétrico análise de impedância (BIA)

BIA é um método para estimar a composição corporal. O princípio da BIA é determinar a impedância elétrica de uma corrente elétrica que passa pelo corpo. A impedância elétrica (Z) consiste em dois componentes, resistência (R) e reatância (Xc). A reatância é uma medida de BCM e a resistência uma medida de água corporal total. A partir da impedância determinada, vários parâmetros de BIA podem ser estimados:

Massa celular corporal (BCM)

• consiste em todas as células que têm efeito sobre o metabolismo ( por exemplo, músculo, órgãos internos, sistema nervoso)

• fator-chave ao avaliar o estado nutricional de um paciente

• : por exemplo bom estado de treinamento, retenção de água intracelular

• ↓: por ex. desnutrição, caquexia, desidratação

% BCM

• porcentagem de BCM em FFM

• para diagnóstico diferencial de alterações de BIA: alterações da mesma forma que BCM

• medida do estado nutricional individual e nível de aptidão física

• : por exemplo bom status de treinamento

• ↓: por exemplodesnutrição

Massa extracelular (ECM)

• principalmente água extracelular

• aumento ou diminuição principalmente devido ao aumento da retenção de água extracelular ou perda de água extracelular

• : por exemplo, retenção de água extracelular (por exemplo, edema)

• ↓: por exemplo perda extracelular de água (por exemplo, diuréticos)

Massa livre de gordura (FFM)

• tudo que não seja gordura corporal, consiste em BCM e ECM

• ↓: idosos, doenças crônicas

Massa gorda (FM)

• é indiretamente determinado a partir do peso corporal menos FFM

Ângulo de fase

• um dos melhores indicadores da função da membrana celular

• pode ser considerado um marcador de treinamento e estado nutricional

• : por exemplo tipo constitucional atlético, bom estado nutricional (das células BCM)

• ↓: por ex. fraco estado de treino, mau estado nutricional (das células BCM)

Água corporal total (TBW)

• : por ex. parte alta do músculo, retenção de água (por exemplo, edema)

• ↓: por exemplo pequena porção do músculo, desidratação / exsicose

Nossa experiência é baseada em BIA de frequência única (50 kHz); o pacote de software que usamos (NUTRIPLUS da Data Input GmbH) inclui BIVA e valores de referência adaptados.

Instruções detalhadas para realizar medições de BIA podem ser encontradas em outro lugar. Para dar uma breve descrição aqui, a BIA de frequência única geralmente envolve a colocação de dois eletrodos de corrente distal ou de introdução de sinal nas superfícies dorsais da mão e do pé perto das articulações metacarpo-falangiana e metatarsal-falangiana, respectivamente. Os dois eletrodos sensores de voltagem são aplicados na proeminência pisiforme do punho e entre os maléolos medial e lateral do tornozelo. O analisador de impedância fornece uma corrente alternada constante em uma frequência fixa de 50 kHz por meio dos eletrodos distais e detecta a queda de tensão por meio dos eletrodos proximais. A resistência e a reatância medidas são exibidas pelo analisador.

Fatores que afetam os resultados da BIA:

1. peso e altura (devem ser medidos diretamente pelo investigador)

2. posição do corpo e membros (posição supina, braços abduzidos em pelo menos 30 °, pernas abduzidas em aproximadamente 45 °)

3. consumo de alimentos e bebidas (sem bebidas por pelo menos 12 horas antes, estado de jejum por pelo menos 2 horas)

4. nível moderado a intenso de atividade física / exercício antes das medições de BIA ( último exercício pelo menos 12 horas antes)

5. condições médicas e medicamentos que têm impacto no equilíbrio de fluidos e eletrólitos; infecção e doença cutânea que pode alterar a transmissão elétrica entre o eletrodo e a pele

6. condições ambientais (por exemplo, temperatura ambiente)

7. indivíduo características (por exemplo, temperatura da pele, sexo, idade, raça)

8. variação étnica

9. não aderência de eletrodos, uso de eletrodos errados, afrouxamento do grampo do cabo, troca de eletrodos

Os parâmetros BIA são amplamente dependentes do estado de hidratação do paciente. BIA permite que os parâmetros mencionados acima sejam determinados em indivíduos sem anormalidades eletrolíticas e fluidas significativas.

BIVA (análise vetorial de impedância bioelétrica)

A BIVA como uma parte integrada da medição de BIA é um método simples, rápido e clinicamente valioso para avaliar o estado do fluido ( TBW) e massa celular corporal (BCM). Este método plota as medições de impedância direta resistência R e reatância Xc como um vetor bivariada em um nomograma (Figura 1). ajustados para idade, IMC e gênero são plotados como as chamadas elipses de tolerância no mesmo sistema de coordenadas. Três elipses de tolerância são distinguidas, correspondendo ao 50º, 75º e 95º percentil do vetor da população de referência saudável. Valores fora do percentil 95 são considerados anormais. Com base na posição do ponto de medição no nomograma de BIVA, o status de nutrição / treinamento e hidratação ajustado por sexo, idade, IMC e raça pode ser lido rapidamente. Como mostrado na Figura 1, os valores localizados fora do percentil 95 nos quatro quadrantes seguintes apontam para as seguintes condições: a) quadrante superior direito, por exemplo, exsiccose b) quadrante inferior esquerdo, e. edema c) quadrante inferior direito, por ex. desnutrição d) quadrante superior esquerdo, por ex. bom status de treinamento.

Aplicações da BIA / BIVA e interpretação da composição corporal

Apresentamos a seguir alguns exemplos de achados característicos de BIA em pacientes com DPOC com sua interpretação:

1. Achado normal

2. Desnutrição em paciente com DPOC com sobrepeso

3. Caquexia

4. Edema devido a insuficiência cardíaca direita

5. Anorexia

Por experiência pessoal, as medições de acompanhamento (exemplos 2-5) devem ser realizadas a cada 4 semanas durante pacientes com sobrepeso e a cada 8-12 semanas para todos os outros casos. No entanto, esta é uma decisão que deve ser tomada individualmente.

1. Achado normal

Paciente: mulher, 61,1 kg, IMC 22,7, 64 anos, DPOC leve (GOLD estágio I).

Interpretação: Com um IMC de 22,7, esta paciente é normal peso. O ponto de medição no nomograma BIVA (Figura 2) encontra-se dentro da 50ª elipse de tolerância e, portanto, indica resultados normais. Os valores TBW, ECM, gordura corporal, BCM, BCM% e ângulo de fase listados na tabela 1 estão dentro da faixa normal.

Conclusão: Todos os valores na tabela estão dentro da faixa normal e o ponto de medição no nomograma BIVA está dentro da elipse de tolerância 50.

2. Desnutrição em paciente obeso com DPOC

Paciente: sexo feminino, 90 kg, IMC 31,5, 73 anos, DPOC grave (estágio GOLD III)

Interpretação: Com um IMC de 31,5 neste paciente é obeso. O ponto de medição no nomograma BIVA (Figura 3) neste paciente está bem abaixo da linha dos valores normais de BCM (eixo longo) e acima da linha dos valores normais de TBW (eixo curto) entre a 75ª e a 95ª elipse de tolerância. A posição do ponto de medição no quadrante inferior direito aponta para desnutrição.

Os valores dos parâmetros BIA listados na tabela 2 podem deve ser interpretado da seguinte forma: A massa gorda encontra-se acima da faixa normal de acordo com o aumento do IMC. O BCM está dentro da faixa normal. À primeira vista, isso não condiz com o achado do nomograma BIVA, que indica desnutrição. O fato de que o BCM calculado está dentro da faixa de valores normais aqui pode ser explicado da seguinte forma: Deve-se considerar que o BCM depende do estado de fluidos do paciente (TBW). Isso significa que um BCM dentro da faixa normal não significa necessariamente um estado nutricional normal, mas também pode ser devido a um aumento de TBW. Os dois parâmetros de BIA a seguir são úteis para fazer uma distinção:% BCM e ângulo de fase, que geralmente são alterados na mesma linha que BCM. Neste caso, TBW é aumentou e o% de BCM e o ângulo de fase estão abaixo da faixa de valores normais. Isso indica que o BCM está realmente reduzido. BCM, portanto, só parece estar dentro da faixa de valores normais devido ao aumento de TBW. Em contraste com esta interpretação um tanto complexa de os valores calculados de BIA, o diagnóstico de suspeita de desnutrição pode ser estabelecido rapidamente por BIVA. Além disso, é confirmado que o BCM calculado é muito alto por causa do aumento de TBW (posição dos medidos ponto t no nomograma BIVA acima da linha de valores normais de TBW).

Conclusão: Apesar da presença de obesidade, o paciente apresenta desnutrição. A posição do ponto de medição no nomograma BIVA no quadrante inferior direito entre a elipse de tolerância 75 e 95 fornece uma indicação para o diagnóstico suspeito de desnutrição.

3. Caquexia

Paciente: masculino, 45 kg, IMC 16,7, 62 anos, DPOC grave (estágio GOLD III)

Interpretação: Com um IMC de 16,7, o paciente está abaixo do peso. O ponto de medição no nomograma BIVA (Figura 4) neste paciente está muito abaixo da linha dos valores normais de BCM (eixo longo) e bem acima da linha dos valores TBW normais (eixo curto), muito fora da elipse de tolerância 95. A posição do ponto de medição no quadrante inferior direito aponta para desnutrição na forma de caquexia.

Os valores do parâmetro BIA listados na tabela 3 pode ser interpretado da seguinte forma: A massa gorda encontra-se abaixo da faixa normal de acordo com o IMC reduzido. Os valores calculados para BCM e TBW são reduzidos. No que diz respeito ao valor de BCM reduzido, é necessário considerar que o BCM depende do estado de fluidos do paciente (TBW). Isso significa que um BCM reduzido não indica necessariamente desnutrição, mas também pode ser devido a um baixo TBW. A BIA parâmetros BCM% e ângulo de fase são novamente úteis para fazer uma distinção, pois eles são geralmente alterados ao longo das mesmas linhas que BCM. Os valores de BCM% e ângulo de fase são reduzidos, o que indica um BCM realmente reduzido ou desnutrição. Neste exemplo também BIVA fornece uma avaliação mais eficiente do estado nutricional do que os parâmetros BIA calculados.

Conclusão: Todos os valores listados na tabela estão abaixo da faixa normal e o ponto de medição no nomograma BIVA está fora da elipse de tolerância 95 no quadrante inferior direito. Isso indica desnutrição grave na forma de caquexia. A avaliação do nomograma BIVA é suficiente para o diagnóstico de suspeita de caquexia.

4. Edema devido a insuficiência cardíaca direita

Paciente: feminino, 105,6 kg, IMC 38,8, 78 anos, DPOC GOLD estágio II

Interpretação: Com um IMC de 38,8, o paciente está acima do peso. O ponto de medição no nomograma BIVA (Figura 5) neste paciente está acima da linha dos valores normais do BCM (eixo longo) e bem abaixo da linha dos valores TBW normais (eixo curto) na 95ª elipse de tolerância. A posição do ponto de medição no quadrante inferior esquerdo aponta para a retenção de água na forma de edema.

Os valores do parâmetro BIA listado na tabela 4 pode ser interpretado da seguinte forma: A massa gorda corporal encontra-se acima da faixa normal de acordo com o aumento do IMC. O TBW determinado é aumentado e o BCM calculado encontra-se na faixa superior do normal. Esses achados são consistentes com a posição do ponto de medição acima da linha de valores normais de BCM e abaixo da linha de valores normais de TBW no quadrante esquerdo inferior. Com o valor BIA normal derivado para o BCM, é necessário mais uma vez levar em consideração aqui que o BCM depende do estado de fluidos do paciente (TBW). Isso significa que um BCM dentro da faixa normal não indica necessariamente um BCM realmente normal ou estado nutricional normal, mas também pode parecer normal devido a um aumento de TBW. Os parâmetros BIA% BCM e ângulo de fase, que geralmente são alterados na mesma linha do BCM, neste caso encontram-se na faixa inferior do normal, de modo que pode presume-se que o BCM está realmente na faixa normal. Além do aumento do TBW, o ECM também está acentuadamente aumentado, indicando edema. A suspeita de edema é estabelecida à primeira vista com BIVA. BIVA confirma de forma simples e rápida os valores de BIA calculados BCM e TBW A suspeita de edema foi confirmada no exame físico das pernas.

Conclusão: Os valores listados na tabela para TBW e ECM estão fora da faixa normal e o ponto de medição no nomograma BIVA está na elipse de tolerância 95 no quadrante esquerdo inferior, indicando edema. O BCM determinado está na faixa superior do normal e o ponto de medição no nomograma BIVA está acima da linha dos valores normais do BCM. A posição do ponto de medição no nomograma fornece uma indicação para o diagnóstico suspeito de edema.

5. Anorexia

Para o diagnóstico diferencial geral de baixo peso, apresentamos uma paciente do sexo feminino com anorexia: mulher, 34,1 kg, IMC 18,4, 41 anos, anorexia (perda involuntária de apetite).

Interpretação: Com um IMC de 18,4, o paciente está abaixo do peso. O ponto de medição no nomograma BIVA (Figura 6) fica quase na linha dos valores BCM normais (eixo longo) e muito acima da linha dos valores TBW normais (eixo curto) fora da elipse de tolerância 95. A posição do ponto de medição no quadrante superior direito aponta para a presença de anorexia.

Os valores dos parâmetros BIA listados na tabela 5 pode ser interpretado da seguinte forma: A massa gorda corporal é reduzida de acordo com o baixo IMC. O TBW é significativamente reduzido e o BCM também diminui. Com o BCM reduzido, deve-se ter em mente que o BCM depende do estado de fluidos do paciente (TBW). Isso significa que um BCM inferior também pode parecer reduzido devido a um TBW inferior. Os parâmetros BIA BCM% e fase ângulo que são úteis para fazer uma distinção e que geralmente são alterados da mesma forma que o BCM, neste caso estão no terço superior da faixa normal. Isso indica que o BCM é normal e que o valor calculado era muito baixo apenas por causa de o baixo TBW. A BIVA confirma a suspeita levantada pelos valores de BIA de que o BCM calculado era muito baixo devido ao TBW reduzido. Novamente, o diagnóstico suspeito de anorexia pode ser estabelecido de forma mais eficiente e confiável pela BIVA.

Conclusão: O paciente apresenta uma redução acentuada IMC, água corporal diminuída e um BCM normal na forma de anorexia. A posição do ponto de medição no nomograma em t O quadrante superior direito fora da elipse de tolerância 95 fornece uma indicação para o diagnóstico suspeito de anorexia.