Belang van meting van de lichaamssamenstelling. Alternatieve lengtemetingen. Hoe werkt een bio-impedantie meting? CBO richtlijn 2010 COPD

Transcriptie

1 Hoe werkt een bio-impedantie meting? Nel Cox-Reijven azm 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% CBO richtlijn 2010 COPD Definitie verminderde voedingstoestand: Een te laag lichaamsgewicht, ongewenst gewichtsverlies en/of tekort aan vetvrije massa Lichaamsgewicht: BMI 21 kg/m 2 Ongewenst gewichtsveries: Tekort aan VVM: VVMI = VVM / L2 (kg/m 2 ) VMI = VM / L2 (kg/m 2 ) BMI = VVMI + VMI 5% in 1 maand of in 6 maanden VVMI 16 kg/m 2 voor mannen VVMI 15 kg/m 2 voor vrouwen 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) CBO richtlijn 2010 COPD Wanneer wat meten? Alternatieve lengtemetingen 1. Alle patienten: BMI en gewichtsverloop Bij lage BMI en/of gewichtsverlies: Lichaamssamenstelling. 2. GOLD II en lage BMI of gewichtsverlies: Lichaamssamenstelling. Kniehoogte 2. GOLD III IV: Lichaamssamenstelling Kniehoogte Zithoogte Armspanwijdte 1

2 Praktische uitvoering 2 compartimenten model eiwitten Zitten (zithoogte en kniehoogte) en juiste zithouding is vaak een probleem ICW 44% BCM Bij arm spanwijdte is het goed strekken van armen vaak een probleem vetvrije massa TBW Meetfouten kunnen groot zijn. ECW 29% De Voorspellingsfout kan oplopen tot 4 cm. Bot 7% vetmassa vetmassa Relatie armspanwijdte en lengte Klinisch toepasbare technieken voor meting van de lichaamssamenstelling Afwijking kan individueel hoog zijn (4cm). Lange botten behouden constante lengte tijdens veroudering. Armspanwijdte = lengte Bij ouder worden is het verband slechter en kan de fout groot zijn (8 cm). praktisch toepasbaar onnauwkeurigheid Kosten nauwkeurigheid hct scan, MRI, Totaal N, totaal K. hvolume meting (onderwater, BodPod) hdexa scan (VVM, VM, Botmassa) hindicator dilutie methode (TBW, ECW) hbio-electrische impedantie analyse hhuidplooi metingen (VM, VVM) 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) 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 Z 2 = R 2 + Xc 2 SEE 3,27-3,46 2

3 Voordelen BIA Snel, eenvoudig uit te voeren. Geen nadelige effecten. Vaak te herhalen. Goede reproduceerbaarheid. Resultaten direct beschikbaar. Niet belastend voor patiënt. Goedkoop. 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 = p L / A R = p L / A *(L/L) R = p L 2 / V V = p L 2 /R Diversiteit in apparatuur 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. 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? Lage frequentie (LF) hoge frequentie (HF) Weerstand bij LF als maat voor ECW Weerstand bij HF als maat voor TBW 3

4 Wat bepaalt de grootte van de weerstand? Effect van de vorm Volume geleidend compartiment. Frequentie. samenstelling volume compartiment. Temperatuur. Vorm. Dikte en samenstelling celmembranen. 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 Effect samenstelling volume compartiment Verschillen tussen SF-BIA en MF-BIA SF-BIA : R bij 50 khz is maat voor vetvrije massa of TBW Hoge concentratie van electrolyten (bv dehydratie, nierinsuffiecientie) Lage concentratie van electrolyten (bv oedeem, ascites) R R VVM of TBW = a (L 2 /R 50 ) + b MF-BIA : R bij lage frequentie is maat voor ECW, R bij hoge frequentie is maat voor TBW ECW= a (L 2 /R lf ) + b Bij ernstig ziek patienten is BIA minder nauwkeurig TBW= a (L 2 /R hf ) + b Effect van temperatuur Wanneer SF en wanneer MF? SF voor meting van VVM of TBW Voorwaarden: Normale hydratie Er zijn valide regressievergelijkingen voor die specifieke groep Verhoging temperatuur Onderschatting TBW en VVM R MF voor meting van ECW, ICW en TBW Voorwaarde: Er zijn valide regressievergelijkingen voor die specifieke groep 4

5 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). 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? Welke formule kiezen? COPD specifieke formules (voet-hand meting): Man: VVM = 8, ,465 (L 2 /R 50 ) + 0,213 W vrouw: VVM = 7, ,474 (L 2 /R 50 ) + 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 (L 2 /Z 50 ) + 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] 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(l 2 /Recw) + b ICW = a(l 2 /Ricw) + b 2 Formules gebaseerd op natuurkundige wetmatigheden: Hanai mixture vergelijkingen. Universeel toepasbaar? 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)? Relatie tussen Xc en R bij verschillende frequenties Reactantie (Xc) Rinf Kritieke freq. toenemende freq. PA Weerstand (R) Recw 5

6 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 Practische uitvoering 3 Meting uitvoeren. Controleer de meting. Eventuele foutenbronnen herstellen. Meting herhalen. Noteer zowel ruwe waardes (R,Xc) als TBW, VVM, VM Praktische uitvoering 1 materiaal BIA Kabels Electrodes lengtemeter weegschaal Nauwkeurigheid prijs - kwaliteit verhouding SF, MF, BIS? Calibreerbaar tegen vaste weerstand Ruwe waardes zichtbaar (R,Xc, fase hoek) lengte 4 cm 2, houdbaarheid (hitte) 0,5 cm nauwkeurig eventueel kniehoogte, arm span 0,1 kg nauwkeurig, calibreren 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. foutenbronnen Practische uitvoering 2 omstandigheden - Meet L en G vlak voor meting. - Sieraden verwijderen en zakken - Patiënt is nuchter (>8 uur). legen. - Blaas legen. - Ontvet huid. - Geen zware fysieke activiteit vooraf. - Electrodes plaatsen (R,L?) 5 cm min. Liggen vóór meting. afstand. - Navraag: pacemaker (NIET METEN), - Goede houding patiënt (arm 30 o, implantaten. benen 45 o. - Noteer: tijd, abnormale lichaamsvormen, infuus, ras, andere - Kabels aansluiten. bijzonderheden Nieuwe ontwikkelingen Segmentele BIA Bioelectrische impedantie vector analyse (BIVA) Gebruik van fasehoek als voorspeller voor complicaties 6

7 Meting van voet naar voet Bij patienten vaak niet geschikt om uitspraken over totale lichaam te doen. Voordelen BIA Snel, eenvoudig uit te voeren. Geen nadelige effecten. Vaak te herhalen. Goede reproduceerbaarheid. Resultaten direct beschikbaar. Niet belastend voor patiënt. Goedkoop. 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 Anthropometrie Metingen Bovenarmomtrek Biceps Triceps Subscapula Suprailiaca Handknijpkracht Fase Hoek, Phase Angle (PA) Huidplooien Reactantie (Xc) PA= Xc/R r (180/π) 50 khz PA heeft voorspellende waarde voor ziekteverloop. Waardes < 5 is een risico - factor. triceps biceps PA subscapula suprailiaca Rinf Weerstand (R) Recw 7

8 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) berekeningen MAMC = midarm muscle circumference spieromtrek bovenarm TUA = Total upperarm area Totale bovenarm oppervlakte UMA = upperarm muscle area UFA Spieroppervlakte bovenarm = upperarm fat area Vetoppervlakte bovenarm MAMC (cm) = Armomtrek(cm) (triceps (cm) * 3,14) TUA (cm 2 ) = Armomtrek (cm) 2 / (4* 3,14) UMA (cm 2 ) = [armomtrek (triceps * 3,14)] 2 / (4 * 3,14) UFA (cm 2 ) = TUA - UMA Normaalwaarden zie: Huidplooien Handknijpkracht (HKK) Patient uitkleden Beschikbare tijd Training noodzakelijk Onnauwkeurigheid >5% Diversiteit in apparatuur Aannames: subcutaan vet is gelijkmatig over lichaam verdeeld subcutaan vet is representatief voor totaal vet normale hydratietoestand Minimale anthropometrie Studies naar relatie HKK en voedingstoestand HKK is gerelateerd aan totaal lichaamseiwit, celmassa, spiermassa arm. Studies naar relatie HKK en functie/mobiliteit Lengte, gewicht Omtrek bovenarm Triceps huidplooi handknijpkracht 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): , 8

9 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 short nutritional assessment procedure (SNAP) meten Lengte Gewicht Polsomtrek bovenarmomtrek Triceps huidplooi HKK bereken BMI Frame spieromtrek Vergelijken met normaalwaarden onder-of overgewicht oordeel onderhuids vet spiermassa functie 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) Meten is weten Eerst SNAQ-en dan SNAP-en Percentielen voor HKK (HKK/L) gespecificeerd naar leeftijd In kg (kg/m) Mannen Leeftijd N P5 P10 P15 P (21) 45 (25) 48 (26) 55 (30) (22) 44 (24) 46 (26) 56 (31) (24) 45 (25) 46 (26) 54 (30) (20) 42 (23) 43 (24) 50 (28) (19) 36 (21) 38 (22) 49 (27) (11) 25 (15) 28 (17) 40 (23) (14) 23 (14) 23 (14) 27 (16) Vrouwen (15) 28 (16) 28 (17) 34 (20) (16) 28 (17) 29 (18) 34 (20) (15) 28 (17) 29 (17) 34 (20) (14) 24 (15) 25 (16) 32 (19) (12) 22 (13) 28 (17) 33 (20) (12) 21 (13) 21 (13) 25 (15) (10) 17 (10) 17 (10) 19 (12) 9