Transcript R - PIT Actief

Hoe werkt een bio-impedantie meting?
Nel Cox-Reijven
azM
CBO richtlijn 2010 COPD
Definitie verminderde voedingstoestand:
Een te laag lichaamsgewicht, ongewenst
gewichtsverlies en/of tekort aan vetvrije massa
Lichaamsgewicht:
BMI ≤ 21 kg/m2
Ongewenst gewichtsveries:
≥ 5% in 1 maand of ≥ in 6 maanden
Tekort aan VVM:
VVMI ≤ 16 kg/m2 voor mannen
VVMI ≤ 15 kg/m2 voor vrouwen
VVMI = VVM / L2 (kg/m2)
VMI = VM / L2 (kg/m2)
BMI = VVMI + VMI
CBO richtlijn 2010 COPD
Wanneer wat meten?
1. Alle patienten:
BMI en gewichtsverloop
Bij lage BMI en/of gewichtsverlies: Lichaamssamenstelling .
2. GOLD II en lage BMI of gewichtsverlies: Lichaamssamenstelling .
2. GOLD III – IV: Lichaamssamenstelling
Belang van meting van de
lichaamssamenstelling
• Meting van de lichaamssamenstelling is
essentieel voor het vaststellen van de
voedingstoestand.
• Een slechte voedingstoestand heeft een
negatief effect op het ziekteverloop.
• Ondervoeding bij COPD:
mannen: 7-37%
vrouwen: 29-59%
Voor BMI en VVMI is meting van lengte
essentieel.
1. Navraag is onnauwkeurig
2. Afname met leeftijd
3. Rechtop staan kan probleem zijn
(ziekte, ouderdom, kromme houding)
Alternatieve lengtemetingen
•Kniehoogte
Kniehoogte
Zithoogte
Armspanwijdte
Praktische uitvoering
• Zitten (zithoogte en kniehoogte) en juiste zithouding is vaak een
probleem
• Bij arm spanwijdte is het goed strekken van armen vaak een
probleem
• Meetfouten kunnen groot zijn.
• De Voorspellingsfout kan oplopen tot 4 cm.
Relatie armspanwijdte en lengte
Armspanwijdte =
lengte
•Afwijking kan individueel hoog zijn (4cm).
•Lange botten behouden constante lengte tijdens veroudering.
•Bij ouder worden is het verband slechter en kan de fout groot zijn (8 cm).
Kniehoogte blijkt beste relatie met Lengte te hebben.
Chumlea WC, 1998:
Ras afhankelijke voorspellingsformules (NHANES III):
Blanke man:
Lengte (cm) = 78,31 + (1,94 * kniehoogte) – (0,14 * leeftijd)
Blanke vrouw:
Lengte (cm) = 82,21 + (1,85 * kniehoogte) – (0,21 * leeftijd)
SEE 3,74-3,96
LASA, 1992/93 (55-85 y):
Blanke man:
Lengte (cm) = 74,48 + (2,03 * kniehoogte) – (0,15 * leeftijd)
Blanke vrouw:
Lengte (cm) = 68,74 + (2,07 * kniehoogte) – (0,16 * leeftijd)
SEE 3,27-3,46
2 compartimenten model
eiwitten
BCM
ICW 44%
vetvrije massa
TBW
ECW 29%
Bot 7%
vetmassa
vetmassa
Klinisch toepasbare technieken voor
meting van de lichaamssamenstelling
nauwkeurigheid
onnauwkeurigheid
praktisch toepasbaar
Kosten
CT scan, MRI, Totaal N, totaal K.
Volume meting (onderwater, BodPod)
DEXA scan (VVM, VM, Botmassa)
indicator dilutie methode (TBW, ECW)
bio-electrische impedantie analyse
Huidplooi metingen (VM, VVM)
Wat is impedantie?
De weerstand die wordt gemeten wanneer een
wisselstroom door het lichaam wordt geleid
Impedantie (Z) bestaat uit 2 componenten:
Weerstand (R)
vergelijkbaar met gelijkstroom
Reactantie (XC)
weerstand opgewekt door celmembranen
die zich gedragen als condensatoren
Z2 = R2 + Xc2
Voordelen BIA
• Snel, eenvoudig uit te voeren.
• Geen nadelige effecten.
• Vaak te herhalen.
• Goede reproduceerbaarheid.
• Resultaten direct beschikbaar.
• Niet belastend voor patiënt.
• Goedkoop.
Diversiteit in apparatuur
Waarin verschillen de apparaten?
• Door welk deel van het lichaam wordt de stroom geleid?
• Gebeurt de meting staand of liggend?
• Wordt er gebruik gemaakt van electrodes of metalen
contactpunten?
• Wordt er bij een frequentie gemeten of bij meerdere?
• Welke formules bevat de software?
• Zijn ruwe R en Xc waardes zichtbaar?
• Hoe duur zijn de apparaten?
• Zijn de apparaten gevalideerd?
• Is er verschil in nauwkeurigheid?
• Welke methode is het beste toepasbaar in de kliniek?
Theoretische achtergrond
Cilinder gevuld met homogeen materiaal
Wisselstroom door cilinder:
Weerstand (R) wordt bepaald door:
• Lengte (L)
• Oppervlakte van doorsnede (A)
• specifieke weerstand (P ) bij freq x
R=pL/A
R = p L / A *(L/L)
R = p L2/ V
V = p L2 /R
Meting bij een mens
Wisselstroom freq (5 – 500 kHz) wordt aangesloten.
Stroom neemt de kortste weg (hand - arm - helft
romp - been - voet).
Stroom gaat door vochtcompartiment (ECW en
afhankelijk van frequentie ICW).
De helft van lichaam wordt beschouwd als een
cylinder.
Lichaamslengte wordt gebruikt als maat voor lengte
van de cylinder.
De gemeten R (en eventueel Xc) wordt gebruikt in
formules voor berekening van TBW, VVM, VM en
eventueel ECW, ICW en BCM.
Lage frequentie (LF)
hoge frequentie (HF)
Weerstand bij LF als maat voor ECW
Weerstand bij HF als maat voor TBW
Wat bepaalt de grootte van de weerstand?
• Volume geleidend compartiment.
• Frequentie.
• samenstelling volume compartiment.
• Temperatuur.
• Vorm.
• Dikte en samenstelling celmembranen.
Effect samenstelling volume
compartiment
Hoge concentratie van electrolyten
(bv dehydratie, nierinsuffiecientie)
Lage concentratie van electrolyten
R
R
(bv oedeem, ascites)
Bij ernstig ziek patienten is BIA minder nauwkeurig
Effect van temperatuur
Verhoging temperatuur
Onderschatting TBW en VVM
R
Effect van de vorm
• Hoe kleiner de diameter van een cylinder hoe groter de
weerstand.
•Bijdrage van de romp aan totale R is maar 10 %.
•Veranderingen in samenstelling van ledematen zijn beter
meetbaar dan in de romp.
•Individuele verschillen in anatomie zijn een bron van
afwijkende meetresultaten
Verschillen tussen SF-BIA en MF-BIA
SF-BIA : R bij 50 kHz is maat voor vetvrije massa of TBW
VVM of TBW = a (L2/R50) + b
MF-BIA : R bij lage frequentie is maat voor ECW, R bij hoge
frequentie is maat voor TBW
ECW= a (L2/Rlf) + b
TBW= a (L2/Rhf) + b
Wanneer SF en wanneer MF?
SF voor meting van VVM of TBW
Voorwaarden:
• Normale hydratie
• Er zijn valide regressievergelijkingen voor die specifieke groep
MF voor meting van ECW , ICW en TBW
Voorwaarde:
• Er zijn valide regressievergelijkingen voor die specifieke groep
Regressievergelijkingen
• Empirische formules
• Zeer veel formules gepubliceerd ( Kyle UG 2004 Clin Nutr)
• Waarop letten:
populatie specifiek (geslacht, ras, leeftijd, ondergewicht,
overgewicht, ziektes)
welke referentiemethode is gebruikt?
hoe groot was de populatie?
Maten voor de nauwkeurigheid:
r = correlatiecoefficient [-1, +1]. Moet groot zijn (>0,9).
SEE = standaard error of estimation. Moet klein zijn(1,5-2,5 kg).
bias = absolute meetfout. Moet zo klein mogelijk (0,0-1,8 kg).
Welke formule kiezen?
COPD specifieke formules (voet-hand meting):
Man:
VVM = 8,383 + 0,465 (L2/R50) + 0,213 W
vrouw: VVM = 7,610 + 0,474 (L2/R50) + 0,184 W
Steiner MC, Eur Resp J, 2002
N = 85 Referentie: Deu-dilutie
validatie DEXA: r = 0,51, meetfout 0,72 kg
95% CI = [-5,7;7,2]
VVM = - 11,81 + 0,245 W + 0,298 (L2/Z50) + 0,148 L + 5,284 gender
(gender: man=1; vrouw = 0)
Rutten EPH, Resp Med 2010;104:91-98 N = 422 Referentie: DEXA
validatie DEXA: r = 0,95, meetfout 0,62 kg
95% CI = [-5,6;6,7]
Welk apparaat kies je (1) ?
• Welke patiënten ga je meten?
• Zijn er vochtproblemen bij deze groep?
• Wat wil je meten (VM, VVM, ECW, ICW, TBW,
fase hoek, membraancapaciteit)?
• Welke formules wil je gebruiken?
• Wil je gehele lichaam meten of segmenten?
• Welke methode is het meest geschikt
(SF-BIA of MF-BIA of BIS) ?
Welk apparaat kies je (2) ?
Let op:
• Welke formules gebruikt dit apparaat?
• Kan ik deze resultaten vergelijken met resultaten
van andere apparaten?
• Zijn de ruwe meetwaarden zichtbaar (Z,R, Xc)?
• Kun je ingebouwde formules aanpassen?
Wat is BIS?
Meting van impedantie bij een reeks van frequenties.
Uit de relatie tussen Xc en R wordt via een wiskundig
model Recw en Ricw gextrapoleerd
Twee benaderingen:
1 regressie benadering
ECW = a(L2/Recw) + b
ICW = a(L2/Ricw) + b
2 Formules gebaseerd op natuurkundige wetmatigheden:
Hanai mixture vergelijkingen.
Universeel toepasbaar ?
Reactantie (Xc)
Relatie tussen Xc en R bij verschillende frequenties
Kritieke freq.
toenemende freq.
PA
Rinf
Weerstand (R)
Recw
Hoe nauwkeurig is BIA ?
Precisie / reproduceerbaarheid:
1 - 2 % (within-day)
2 - 3,5 % (within-week)
validiteit:
Meetfout, error, bias :
3 - 8 % TBW
3,5 - 6 % VVM
Praktische uitvoering 1
materiaal
BIA
Nauwkeurigheid
prijs - kwaliteit verhouding
SF, MF, BIS ?
Calibreerbaar tegen vaste weerstand
Kabels
Ruwe waardes zichtbaar (R,Xc, fase hoek)
lengte
Electrodes
4 cm2, houdbaarheid (hitte)
lengtemeter
0,5 cm nauwkeurig
eventueel kniehoogte, arm span
weegschaal
0,1 kg nauwkeurig, calibreren
Practische uitvoering 2
omstandigheden
- Meet L en G vlak voor meting.
- Patiënt is nuchter (>8 uur).
- Sieraden verwijderen en zakken
legen.
- Blaas legen.
- Ontvet huid.
- Geen zware fysieke activiteit vooraf.
- Electrodes plaatsen (R,L?) 5 cm
- 5-10 min. Liggen vóór meting.
- Navraag: pacemaker (NIET METEN),
implantaten.
- Noteer: tijd, abnormale lichaamsvormen, infuus, ras, andere bijzonderheden
afstand.
- Goede houding patiënt (arm 30o,
benen 45o.
- Kabels aansluiten.
Practische uitvoering 3
Meting uitvoeren.
Controleer de meting.
Eventuele foutenbronnen
herstellen.
Meting herhalen.
Noteer zowel ruwe waardes
(R,Xc) als TBW, VVM, VM
foutenbronnen
• Electrodes maken slecht contact.
• Kabels om elkaar heen gedraaid.
• Statische lading.
• Interferentie andere apparaten.
• Patiënt beweegt, praat.
• Geleidende ondergrond.
• Patiënt raakt metaal aan.
• Foute houding.
• Patient bezweet.
• Implantaten aanwezig.
Nieuwe ontwikkelingen
• Segmentele BIA
• Bioelectrische impedantie vector analyse (BIVA)
• Gebruik van fasehoek als voorspeller voor
complicaties
Meting van voet naar voet
Bij patienten vaak niet
geschikt om uitspraken
over totale lichaam te
doen.
BIVA
Relatie tussen Xc en R bij
50 kHz gecorrigeerd voor
lengte
Gebruik van normaal waardes in de vorm van
betrouwbaarheids
ellipsen.
Voordeel: geen complexe
populatie specifieke
vergelijkingen nodig.
Nadeel: geen absolute
waardes VVM TBW
Fase Hoek, Phase Angle (PA)
Reactantie (Xc)
PA= Xc/R  (180/π)
50 kHz
PA heeft voorspellende
waarde voor ziekteverloop.
Waardes < 5 is een risico factor.
PA
Rinf
Weerstand (R)
Recw
Voordelen BIA
• Snel, eenvoudig uit te voeren.
• Geen nadelige effecten.
• Vaak te herhalen.
• Goede reproduceerbaarheid.
• Resultaten direct beschikbaar.
• Niet belastend voor patiënt.
• Goedkoop.
Anthropometrie
Metingen
Bovenarmomtrek
Biceps
Triceps
Subscapula
Suprailiaca
Handknijpkracht
Huidplooien
triceps
subscapula
biceps
suprailiaca
FFM en FM via som van huidplooien
Dichtheid = a – [b * log (som huidplooien)]
% vet = [(4,94 / Dichtheid) – 4,5] * 100 %
FM
= % vet * (gewicht / 100)
FFM = Gewicht – vetmassa
Tabellen naar geslacht en leeftijd
(Durnin en Womersley)
www.nutritionalassessment.azm.nl
Huidplooien
Patient uitkleden
Beschikbare tijd
Training noodzakelijk
Onnauwkeurigheid >5%
Aannames:
subcutaan vet is gelijkmatig over lichaam verdeeld
subcutaan vet is representatief voor totaal vet
normale hydratietoestand
Minimale anthropometrie
Lengte, gewicht
Omtrek bovenarm
Triceps huidplooi
handknijpkracht
berekeningen
MAMC = midarm muscle circumference
spieromtrek bovenarm
TUA
= Total upperarm area
Totale bovenarm oppervlakte
UMA = upperarm muscle area
Spieroppervlakte bovenarm
UFA
= upperarm fat area
Vetoppervlakte bovenarm
MAMC (cm) =
Armomtrek(cm) – (triceps (cm) * 3,14)
TUA (cm2)
Armomtrek (cm)2 / (4* 3,14)
=
UMA (cm2) =
[armomtrek – (triceps * 3,14)]2 / (4 * 3,14)
UFA (cm2)
TUA - UMA
=
Normaalwaarden zie: www.nutritionalassessment.azm.nl
Handknijpkracht (HKK)
Diversiteit in apparatuur
Studies naar relatie HKK en voedingstoestand
HKK is gerelateerd aan totaal lichaamseiwit, celmassa, spiermassa arm.
Studies naar relatie HKK en functie/mobiliteit
HKK neemt af bij gewichtsverlies en bij verlies van spiermassa.
Afname HKK gaat gepaard met verlies van fysiologisch functioneren.
Afname van HKK heeft negatief effect op herstel van ziekte of na operatie.
HKK is een goede voorspeller van morbiditeit, mobiliteit, functionele
beperkingen en mortaliteit.
HKK is maat voor
functionaliteit EN
voedingstoestand
Norman K. et al, Clin Nutr 30 (2011):135-142,
Meting van HKK
Voordelen
Snel, eenvoudig
Kan als screening worden ingevoerd
Goede relatie met functie morbiditeit en mortaliteit
voorspeller voor complicaties
Nadelen
Niet bij fysieke beperkingen (reuma, fracturen enz)
Niet bij sedatie, pijn, bewusteloosheid
Normaalwaarden zijn populatie specifiek
Nederlandse referentiewaardes HKK
Gemeten: N=1460
Exclusie:
187
Leeftijd < 20
Fysieke beperkingen (reume fibromyalgie,
breuken, tennisarm enz.)
Ziekte (inflammatie, kanker, HVZ, chronische
aandoeningen, neurologische aandoeningen)
Alle niet caucasische
Over ter analyse: 1273 (913 v, 360 m)
Percentielen voor HKK (HKK/L) gespecificeerd naar leeftijd
In kg (kg/m)
Mannen
Leeftijd
N
P5
P10
P15
P50
20-29
74
38
(21)
45
(25)
48
(26)
55 (30)
30-39
55
41
(22)
44
(24)
46
(26)
56
(31)
40-49
80
43
(24)
45
(25)
46
(26)
54
(30)
50-59
77
34
(20)
42
(23)
43
(24)
50
(28)
60-69
54
34
(19)
36
(21)
38
(22)
49
(27)
70-79
18
17
(11)
25
(15)
28
(17)
40
(23)
80-89
2
23
(14)
23
(14)
23
(14)
27
(16)
20-29
206
25
(15)
28
(16)
28
(17)
34
(20)
30-39
148
26
(16)
28
(17)
29
(18)
34
(20)
40-49
222
26
(15)
28
(17)
29
(17)
34
(20)
50-59
206
23
(14)
24
(15)
25
(16)
32
(19)
60-69
86
19
(12)
22
(13)
28
(17)
33
(20)
70-79
34
19
(12)
21
(13)
21
(13)
25
(15)
80-89
8
17
(10)
17
(10)
17
(10)
19
(12)
Vrouwen
short nutritional assessment procedure (SNAP)
meten
bereken
Lengte
BMI
Gewicht
Frame
Polsomtrek
spieromtrek
bovenarmomtrek
Triceps huidplooi
HKK
Vergelijken met normaalwaarden
oordeel
WWW.nutritionalassessment.azm.nl
onder-of overgewicht
onderhuids vet
spiermassa
functie
Meten is weten
Eerst SNAQ-en dan SNAP-en