Una guida pratica allanalisi dellimpedenza bioelettrica usando lesempio della broncopneumopatia cronica ostruttiva

La perdita di peso corporeo e lesaurimento della massa muscolare magra sono problemi comuni e gravi nei pazienti con malattia polmonare ostruttiva cronica (COPD) indipendentemente dal grado di limitazione del flusso aereo. La malnutrizione nella BPCO è stata associata a infiammazione sistemica, cachessia, anoressia, disfunzione dei muscoli scheletrici, dispnea, riduzione dello stato di salute, aumento del rischio di riacutizzazioni e aumento della mortalità. Di conseguenza, le attuali raccomandazioni delle linee guida sulla BPCO di GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease) considerano il monitoraggio nutrizionale una parte importante della valutazione di routine dei pazienti con BPCO.

Misure sostitutive come il noto indice di massa corporea (BMI) ) non danno alcuna indicazione della composizione corporea, della massa muscolare o dello stato nutrizionale. Pertanto, la malnutrizione che richiede un intervento può esistere nonostante un BMI da normale ad alto. Questi pazienti di solito non vengono rilevati dalla valutazione globale soggettiva dello stato nutrizionale. Nel caso della BPCO, è stato riconosciuto che è una bassa massa magra (FFM) ulteriormente differenziata in massa cellulare corporea (BCM) e massa extracellulare (ECM) piuttosto che un basso BMI che dovrebbe essere considerato come un parametro critico di gravità e prognosi della malattia.

Vengono utilizzati metodi diversi per le valutazioni nutrizionali oltre il BMI, come lanalisi dellimpedenza bioelettrica (BIA), lantropometria cutanea e lassorbimetria a raggi X a doppia energia (DEXA). La BIA è una tecnica semplice, economica, rapida e non invasiva per valutare la composizione corporea e le sue variazioni nel tempo. La BIA è ampiamente utilizzata negli ambienti di sperimentazione clinica e cè tutta una serie di letteratura sulla teoria e la metodologia di diverse tecniche di BIA. Sorprendentemente, tuttavia, vi è una notevole mancanza di informazioni sugli aspetti pratici della BIA per coloro che sono principalmente interessati ad imparare come applicare e interpretare questo metodo nella pratica. Pertanto, la BIA è ancora uno strumento sottoutilizzato e sottovalutato per la valutazione nutrizionale nelle cure primarie. Ciò può essere ulteriormente spiegato dal fatto che i costi della BIA non sono attualmente sempre rimborsabili e che non ci sono linee guida che delineano i metodi per valutare la malnutrizione nei pazienti con BPCO.

Lanalisi della BIA è semplicemente ed efficacemente integrata da analisi del vettore di impedenza bioelettrica (BIVA), che è indipendente dallo stato di idratazione e può essere utilizzata come misura di controllo della qualità per una corretta interpretazione dei risultati BIA. BIVA è unanalisi del modello di misurazioni di impedenza (resistenza e reattanza) tracciata come vettore in un sistema di coordinate. I valori di riferimento aggiustati per età, BMI e sesso vengono tracciati come cosiddette ellissi di tolleranza nel sistema di coordinate. Su questa base, è possibile fare una dichiarazione riguardo al bilancio idrico (normo-, ipo-, iperidratazione) e alla massa cellulare (stato nutrizionale).

Lo scopo di questo articolo è fornire alcune indicazioni su lutilizzo di BIA / BIVA con particolare attenzione alle considerazioni pratiche. Riflette un decennio della nostra esperienza pratica nelluso della BIA a singola frequenza in combinazione con la BIVA con particolare attenzione ai pazienti con BPCO. Qui, descriviamo brevemente i principi di base, la fattibilità ei limiti della metodologia BIA / BIVA e forniamo suggerimenti pratici e raccomandazioni per una condotta e unanalisi appropriate delle misurazioni. Abbiamo mirato a fornire un approccio semplice, strutturato e orientato alla pratica allinterpretazione e allanalisi dei risultati BIA / BIVA utilizzando esempi caratteristici visti in pazienti con BPCO.

Principi di base

Bioelettrico analisi dellimpedenza (BIA)

BIA è un metodo per stimare la composizione corporea. Il principio di BIA è determinare limpedenza elettrica di una corrente elettrica che passa attraverso il corpo. Limpedenza elettrica (Z) è composta da due componenti, resistenza (R) e reattanza (Xc). La reattanza è una misura del BCM e la resistenza una misura dellacqua corporea totale. Dallimpedenza determinata è possibile stimare una serie di parametri BIA:

Massa cellulare corporea (BCM)

• è costituita da tutte le cellule che hanno un effetto sul metabolismo ( ad es. muscoli, organi interni, sistema nervoso)

• fattore chiave nella valutazione dello stato nutrizionale di un paziente

• : ad es. buono stato di allenamento, ritenzione idrica intracellulare

• ↓: ad es. malnutrizione, cachessia, disidratazione

BCM%

• percentuale di BCM in FFM

• per la diagnosi differenziale dei cambiamenti BIA: cambia allo stesso modo del BCM

• misura dello stato nutrizionale individuale e del livello di forma fisica

• : es buono stato di formazione

• ↓: ad es.malnutrizione

Massa extracellulare (ECM)

• principalmente acqua extracellulare

• aumento o diminuzione principalmente a causa di una maggiore ritenzione idrica extracellulare o di una perdita di acqua extracellulare

• : ad es. ritenzione idrica extracellulare (ad es. edema)

• ↓: ad es. perdita extracellulare di acqua (es. diuretici)

Massa magra (FFM)

• tutto ciò che non è grasso corporeo, è costituito da BCM ed ECM

• ↓: anziani, malattie croniche

Massa grassa (FM)

• è determinato indirettamente dal peso corporeo meno FFM

Angolo di fase

• uno dei migliori indicatori della funzione della membrana cellulare

• può essere considerato un indicatore dello stato di allenamento e nutrizionale

• : ad es. tipo costituzionale atletico, buono stato nutrizionale (delle cellule BCM)

• ↓: ad es. scarso stato di allenamento, scarso stato nutrizionale (delle cellule BCM)

Acqua corporea totale (TBW)

• : ad es. porzione elevata di muscoli, ritenzione idrica (ad es. edema)

• ↓: ad es. piccola porzione di muscolo, disidratazione / essiccosi

La nostra esperienza si basa su BIA a singola frequenza (50 kHz); il pacchetto software che utilizziamo (NUTRIPLUS di Data Input GmbH) include BIVA e valori di riferimento adattati.

Le istruzioni dettagliate per eseguire misurazioni BIA possono essere trovate altrove. Per dare una breve descrizione qui, la BIA a singola frequenza di solito comporta il posizionamento di due elettrodi distali di corrente o di introduzione del segnale sulle superfici dorsali della mano e del piede vicino alle articolazioni metacarpo-falangee e metatarso-falangee, rispettivamente. I due elettrodi di rilevamento della tensione vengono applicati sulla prominenza pisiforme del polso e tra i maleoli mediali e laterali della caviglia. Lanalizzatore di impedenza eroga una corrente alternata costante a una frequenza fissa di 50 kHz tramite gli elettrodi distali e rileva la caduta di tensione tramite gli elettrodi prossimali. La resistenza e la reattanza misurate vengono visualizzate dallanalizzatore.

Fattori che influenzano i risultati BIA:

1. peso e altezza (devono essere misurati direttamente dallo sperimentatore)

2. posizione del corpo e degli arti (posizione supina, braccia abdotte di almeno 30 °, gambe abdotte a circa 45 °)

3. consumo di cibi e bevande (nessuna bevanda per almeno 12 ore prima, stato di digiuno per almeno 2 ore)

4. livello di attività fisica / esercizio da moderato a intenso prima delle misurazioni BIA ( ultimo esercizio almeno 12 ore prima)

5. condizioni mediche e farmaci che hanno un impatto sullequilibrio dei liquidi e degli elettroliti; infezioni e malattie cutanee che possono alterare la trasmissione elettrica tra lelettrodo e la pelle

6. condizioni ambientali (es. temperatura ambiente)

7. individuo caratteristiche (ad esempio temperatura della pelle, sesso, età, razza)

8. variazione etnica

9. non aderenza degli elettrodi, uso di elettrodi errati, allentamento del fermacavo, scambio di elettrodi

I parametri BIA dipendono in gran parte dallo stato di idratazione del paziente. BIA consente di determinare i parametri sopra menzionati nei soggetti senza anomalie significative di fluidi ed elettroliti.

BIVA (analisi vettoriale di impedenza bioelettrica)

BIVA come parte integrante della misurazione BIA è un metodo semplice, rapido e clinicamente valido per valutare lo stato del fluido ( TBW) e massa cellulare (BCM). Questo metodo traccia le misurazioni dirette dellimpedenza, resistenza R e reattanza Xc come vettore bi-variato in un nomogramma (Figura 1). aggiustati per età, BMI e sesso vengono tracciati come cosiddette ellissi di tolleranza nello stesso sistema di coordinate. Si distinguono tre ellissi di tolleranza, corrispondenti al 50 °, 75 ° e 95 ° percentile vettoriale della popolazione sana di riferimento. I valori al di fuori del 95 ° percentile sono considerati anormali. In base alla posizione del punto di misurazione nel nomogramma BIVA, è possibile leggere a colpo docchio lo stato di nutrizione / allenamento e idratazione regolato per sesso, età, BMI e razza. Come mostrato nella Figura 1, i valori situati al di fuori del 95 ° percentile nei seguenti quattro quadranti indicano le seguenti condizioni: a) quadrante superiore destro, es. esiccosi b) quadrante inferiore sinistro es. edema c) quadrante inferiore destro es. malnutrizione d) quadrante superiore sinistro es. buono stato di formazione.

Applicazioni di BIA / BIVA e interpretazione della composizione corporea

Presentiamo di seguito alcuni esempi di risultati BIA caratteristici in pazienti con BPCO con la loro interpretazione:

1. Risultati normali

2. Malnutrizione in un paziente con BPCO in sovrappeso

3. Cachessia

4. Edema dovuto a insufficienza cardiaca destra

5. Anoressia

In base allesperienza personale, le misurazioni di follow-up (esempi 2-5) dovrebbero essere eseguite ogni 4 settimane per pazienti in sovrappeso e ogni 8-12 settimane per tutti gli altri casi. Tuttavia, questa è una decisione che deve essere presa su base individuale.

1. Risultato normale

Paziente: donna, 61,1 kg, BMI 22,7, 64 anni, BPCO lieve (stadio GOLD I).

Interpretazione: con un BMI di 22,7 questo paziente è normale peso. Il punto di misurazione nel nomogramma BIVA (Figura 2) si trova allinterno della 50a ellisse di tolleranza e quindi indica risultati normali. I valori TBW, ECM, grasso corporeo, BCM, BCM% e angolo di fase elencati nella tabella 1 rientrano nellintervallo normale.

Conclusione: tutti i valori nella tabella rientrano nellintervallo normale e il punto di misurazione nel nomogramma BIVA si trova allinterno della 50a ellisse di tolleranza.

2. Malnutrizione in un paziente obeso con BPCO

Paziente: femmina, 90 kg, BMI 31,5, 73 anni, BPCO grave (stadio GOLD III)

Interpretazione: con un BMI di 31,5 questo paziente è obeso. Il punto di misurazione nel nomogramma BIVA (Figura 3) in questo paziente è ben al di sotto della linea dei valori BCM normali (asse lungo) e al di sopra della linea dei valori TBW normali (asse corto) tra la 75a e la 95a ellisse di tolleranza. La posizione del punto di misurazione nel quadrante inferiore destro indica la malnutrizione.

I valori dei parametri BIA elencati nella tabella 2 possono essere interpretato come segue: la massa grassa si trova al di sopra del range normale in linea con laumento dellIMC. BCM si trova nel range normale. A prima vista questo non si accorda con la scoperta del nomogramma BIVA, che indica la malnutrizione. Il fatto che il BCM calcolato rientri nellintervallo dei valori normali qui può essere spiegato come segue: Si deve considerare che il BCM dipende dallo stato dei fluidi del paziente (TBW). Ciò significa che un BCM allinterno dellintervallo normale fa non significa necessariamente uno stato nutrizionale normale, ma può anche essere dovuto a un aumento della TBW. I seguenti due parametri BIA sono utili per tracciare una distinzione: BCM% e angolo di fase, che di solito sono alterati lungo le stesse linee del BCM. In questo caso TBW è maggiore e la% di BCM e langolo di fase sono al di sotto dellintervallo dei valori normali. Ciò indica che la BCM è effettivamente ridotta. La BCM quindi sembra rientrare solo nellintervallo dei valori normali a causa dellaumento della TBW. In contrasto con questa interpretazione un po complessa di i valori BIA calcolati, la diagnosi sospetta di malnutrizione può essere stabilita a colpo docchio da BIVA.Inoltre, si conferma che il BCM calcolato è troppo alto a causa dellaumento della TBW (posizione dei misuratori punto t nel nomogramma BIVA sopra la linea dei valori TBW normali).

Conclusione: nonostante la presenza di obesità, il paziente mostra malnutrizione. La posizione del punto di misurazione nel nomogramma BIVA nel quadrante inferiore destro tra la 75a e la 95a ellisse di tolleranza fornisce unindicazione per la sospetta diagnosi di malnutrizione.

3. Cachessia

Paziente: maschio, 45 kg, BMI 16,7, 62 anni, BPCO grave (stadio GOLD III)

Interpretazione: con un BMI di 16,7 il paziente è sottopeso. Il punto di misurazione nel nomogramma BIVA (Figura 4) in questo paziente è molto al di sotto della linea dei valori BCM normali (asse lungo) e ben al di sopra della linea dei valori TBW normali (asse corto), molto al di fuori della 95a ellisse di tolleranza. La posizione del punto di misurazione nel quadrante inferiore destro indica la malnutrizione sotto forma di cachessia.

I valori dei parametri BIA elencati nella tabella 3 può essere interpretato come segue: la massa grassa si trova al di sotto del range normale in linea con il BMI ridotto. I valori calcolati per BCM e TBW vengono ridotti. Per quanto riguarda il valore BCM ridotto, è necessario considerare che il BCM dipende dallo stato dei liquidi del paziente (TBW). Ciò significa che un BCM ridotto non è necessariamente indice di malnutrizione ma può anche essere dovuto a un TBW basso. i parametri BCM% e langolo di fase sono ancora utili per tracciare una distinzione, poiché di solito vengono modificati sulla stessa linea del BCM. I valori per BCM% e langolo di fase sono ridotti, il che indica un BCM effettivamente ridotto o malnutrizione. Anche in questo esempio BIVA fornisce una valutazione più efficiente dello stato nutrizionale rispetto ai parametri BIA calcolati.

Conclusione: Tutti i valori elencati nella tabella sono al di sotto dellintervallo normale e il punto di misurazione nel nomogramma BIVA è al di fuori della 95a ellisse di tolleranza nel quadrante inferiore destro. Ciò indica malnutrizione grave sotto forma di cachessia La valutazione del nomogramma BIVA è sufficiente per la sospetta diagnosi di cachessia.

4. Edema dovuto a insufficienza cardiaca destra

Paziente: donna, 105,6 kg, BMI 38,8, 78 anni, COPD GOLD stadio II

Interpretazione: con un BMI di 38,8 il paziente è in sovrappeso. Il punto di misurazione nel nomogramma BIVA (Figura 5) in questo paziente è sopra la linea dei valori BCM normali (asse lungo) e ben al di sotto della linea dei valori TBW normali (asse corto) sulla 95a ellisse di tolleranza. La posizione del punto di misurazione nel quadrante inferiore sinistro indica la ritenzione idrica sotto forma di edema.

I valori del parametro BIA elencato nella tabella 4 può essere interpretato come segue: La massa grassa corporea si trova al di sopra del range normale in linea con laumento dellIMC. La TBW determinata viene aumentata e la BCM calcolata si trova nellintervallo superiore della norma. Questi risultati sono coerenti con la posizione del punto di misurazione sopra la linea dei valori BCM normali e sotto la linea dei valori TBW normali nel quadrante inferiore sinistro. Con il valore BIA normale derivato per BCM, è necessario ancora una volta tenere in considerazione che il BCM dipende dallo stato dei liquidi del paziente (TBW). Ciò significa che un BCM allinterno del range normale non indica necessariamente un BCM effettivamente normale o stato nutrizionale normale, ma può anche apparire normale a causa di un aumento della TBW. I parametri BIA BCM% e angolo di fase, che di solito sono alterati lungo le stesse linee del BCM, in questo caso si trovano nellintervallo inferiore del normale, in modo che possa si presume che il BCM sia effettivamente nel range normale. Oltre allaumento del TBW, anche lECM è notevolmente aumentato, indicando edema. Il sospetto di edema è stabilito a colpo docchio con BIVA. BIVA conferma semplicemente e rapidamente i valori BIA calcolati BCM e TBW Il sospetto di edema è stato confermato allesame obiettivo delle gambe.

Conclusione: i valori elencati nella tabella per TBW ed ECM sono al di fuori dellintervallo normale e il punto di misurazione nel nomogramma BIVA si trova sulla 95a ellisse di tolleranza nel quadrante inferiore sinistro, a indicare ledema. Il BCM determinato è nellintervallo superiore del normale e il punto di misurazione nel nomogramma BIVA è al di sopra della linea dei valori BCM normali. La posizione del punto di misurazione nel nomogramma fornisce unindicazione per la sospetta diagnosi di edema.

5. Anoressia

Per la diagnosi differenziale generale di sottopeso presentiamo una paziente con anoressia: femmina, 34,1 kg, BMI 18,4, 41 anni, anoressia (perdita involontaria di appetito).

Interpretazione: con un BMI di 18,4 il paziente è sottopeso. Il punto di misurazione nel nomogramma BIVA (Figura 6) si trova quasi sulla linea dei valori BCM normali (asse lungo) e molto al di sopra della linea dei valori TBW normali (asse corto) al di fuori della 95a ellisse di tolleranza. La posizione del punto di misurazione nel quadrante in alto a destra indica la presenza di anoressia.

I valori dei parametri BIA elencati nella tabella 5 può essere interpretato come segue: La massa grassa è ridotta in linea con il basso BMI. Il TBW è notevolmente ridotto e anche il BCM è diminuito. Con il BCM ridotto è necessario tenere presente che il BCM dipende dallo stato dei liquidi del paziente (TBW). Ciò significa che un BCM inferiore può anche apparire ridotto a causa di un TBW inferiore. I parametri BIA BCM% e fase angolo che sono utili per tracciare una distinzione e che di solito sono alterati allo stesso modo del BCM, in questo caso si trovano nel terzo superiore del range normale. Ciò indica che il BCM è normale e che il valore calcolato era troppo basso solo a causa di il TBW basso. BIVA conferma il sospetto sollevato dai valori BIA che il BCM calcolato fosse troppo basso a causa del TBW ridotto. Anche in questo caso, la diagnosi sospetta di anoressia può essere stabilita in modo più efficiente e più affidabile da BIVA.

Conclusione: il paziente mostra una BMI, diminuzione dellacqua corporea e un normale BCM sotto forma di anoressia. La posizione del punto di misurazione nel nomogramma in t Il quadrante superiore destro al di fuori della 95a ellisse di tolleranza fornisce unindicazione per la sospetta diagnosi di anoressia.