Ağırlık Belirlenmesinde Biyoimpedans Uygulamaları

Transkript

1 Hemodiyaliz Hastalarında Kuru Ağırlık Belirlenmesinde Biyoimpedans Uygulamaları Yrd.Doç.Dr. Murat H.Sipahioğlu Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Nefroloji Bilim Dalı

2 Kronik Böbrek Yetmezliğinde ve Genel Toplumda Kronik Kalp Hastalığı Prevalansı Đskemik Kalp Hastalığı Sol Ventrikül Hipertrofisi Kalp Yetmezliği Genel populasyon %8-13 %20 %3-6 Evre 3-4 KBY Veri yok %25-50 Veri yok Evre 1-4 KBY (transplant hastaları) Evre 5 KBY (hemodiyaliz) Evre 5 KBY (periton diyalizi) %15 %50-70 Veri yok %40 %75 %40 %40 %75 %40 Sarnak et al. Circulation, 2006

3 Diyaliz Hastalarında Kardiovasküler Mortalite Diyaliz ve Genel Popülasyonda CV Mortalite Yıllık mortalite [%] 1 0,1 0,01 0, >85 Yaş grupları Foley et al, Am. J. Kidney Disease, 32, S3, S112 S119, 1998 Diyaliz popülasyonu Genel popülasyon -

4 Klasik Risk Faktörleri Hipertansiyon Dislipidemi Diabetes mellitus Üremi ilişkili Risk Faktörleri Arteriyel stiffness Anemi Vasküler kalsifikasyon Üremik toksinler Vücut sıvı dengesinin bozulması (hipervolemi) Oksidatif stress Đnflamasyon Malnütrisyon

5 Klasik Risk Faktörleri Hipertansiyon Dislipidemi Diabetes mellitus Üremi ilişkili Risk Faktörleri Arteriyel stiffness Anemi Vasküler kalsifikasyon Üremik toksinler Vücut sıvı dengesinin bozulması (hipervolemi) Oksidatif stress Đnflamasyon Malnütrisyon

6 Hipovolemi Komplikasyonlar Đntradialitik hipotansiyon Halsizlik, yorgunluk Kas krampları

7 Hipervolemi Komplikasyonlar Hipertansiyon Sol ventrikül hipertrofisi Kalp yetmezliği Mortalitede artış HD hastalarında hidrasyon durumunun etkin kontrolü kan basıncını düzeltir ve sağkalımı artırır. Ozkahya et al.nephrol Dial Transplant. 2006

8 Normovolemi Kuru ağırlık kavramı: Hemodiyaliz sonunda yada sonrasında hiper yada hipovolemi semptomlarının görülmediği ideal hidrasyon durumuna en yakın vücut ağırlığı

9 Kuru ağırlık belirlenmesi Hastanın semptomları Ödem JVD Kan basıncı Hipotansiyon Hipertansiyon

10 Kuru ağırlık belirlenmesi Hastanın semptomları Ödem JVD Kan basıncı Hipotansiyon Hipertansiyon Ödem oluşumu için eşik düzey varlığı Hipoalbüminemi Kalp Yetmezliği Anti-HT kullanımı Sempatik aktivite artışı, Arteriyel stiffness

11 Kuru Ağırlığın Belirlenmesinde Kullanılan Yardımcı Yöntemler Biyokimyasal belirleyiciler (natriüretik peptit) Kan volüm monitorü (BVM) Đnferior vena cava çapının ölçümü Biyoimpedans uygulamaları

12 Biyoimpedans Analizi Biyolojik dokuların pasif elektrik özelliklerini kullanan uygulamalardır. Tıbbi çeşitli uygulama alanları vardır. Önde gelen uygulama alanlarından birisi vücut komposizyonunun ve hidrasyon özelliklerinin tespit edilmesidir. Đlk uygulama Thomasset (1962) 4 elektrotlu BIA tekniği Hoffer ve Nyboer (1969) tarafından geliştirilmiştir.

13 Temel Fizik Prensipler Đmpedans (Z): Elektrik akımının vücuttan geçişi sırasında akıma karşı oluşan mukavemeti ifade eder. Đki komponenti vardır Rezistans (R): Elektrik akımının vücut sıvılarından geçtiği sırada ortaya çıkan mukavemet Reaktans (Xc): Elektrik akımının hücre üzerinden geçerken hücre zarının gösterdiği mukavemeti ifade eder. Rezistivite (ρ):spesifik elektrik rezistans. Bir materyalin elektrik akımına hangi güçle karşı koyduğunun bir ölçüsü. Birimi ohm metredir.

14 Temel Fizik Prensipler Kapasitör: Alternatif akıma karşı geçirgenliği akımın frekansına bağlı olarak değişen yapılardır. Elektrik akımını belli bir frekansa kadar geçirmez ve üzerinde toplar. Uygun bir frekansa ulaşıldığında üzerindeki yükleri ileterek elektrik akımını iletir. Kapasitörlerin oluşturduğu direnç reaktans olarak bilinir. Hücre zarları kapasitör fonksiyonu görür.

15 Hücrenin Bir Elektrik Devresi Olarak Şematize Edilmesi

16 Volüm-Rezistans Đlişkisi R=ρL/A A= V/L V= ρl 2 /R A:kesit alanı Koşul: Đletken homojen yapıda bir silindir olmalı L:boy

17 Biyoimpedans Tekniği El-ayak bileği (wrist-ankle) metodu 4 elektrot kullanılır (2 Đ+2 V) 800 mikroamperlik alternatif akım (AC) uygulanır. Kontrendikasyon: Kalp pili Protez taşıyanlarda Extremite amputasyonu

18 Elektrik akımının vücutta seyri ECW Voltaj ölçümü Düşük frekans (Hücre yalıtkan gibi davranır) Cell i(t) ~ AC uygulanır Orta büyüklükte frekans (50 khz) (Hücre kısmi yalıtkan gibi davranır) ECW Cell ECW Yüksek frekans (Hücre doğal bir iletken gibi davranır) Cell

19 Biyoimpedans Ölçüm Teknikleri Biyoimpedans çeşitleri Single frekans bioimpedans analiz (BIA) Multifrekans bioimpedans spektroskopi (BIS)

20 Single Frekans (BIA) 50 khz frekans alternatif akım uygulanır. Buna yanıt olarak oluşan R, Xc ve faz açısı elde edilir. Akım intra ve extrasellüler ortamın ikisinden de geçer. Bu nedenle elde edilen R toplam dirençtir (R extrasellüler + R intrasellüler ). Voltaj ölçümü Orta büyüklükte frekans ECW i(t) ~ (50 khz) (Hücre kısmi yalıtkan gibi davranır) Cell AC uygulanır

21 Single Frekans (BIA) R ile toplam vücut suyu (TBW) hesaplanır. Tek başına R e (ekstrasellüler rezistans) değeri ölçülemez. ECW (ekstrasellüler volüm) hesaplanması ampirik yaklaşımla gerçekleştirilir. ECW ve TBW için kullanılan referans yöntemlerin (NaBr, Deterium) lineer regresyonundan elde edilen katsayılar kullanılır. Orta büyüklükte frekans ECW (50 khz) (Hücre kısmi yalıtkan gibi davranır) Cell

22 Multifrekans Biompedans Spektroskopi (BĐS) 5 khz-1000 khz arasında 50 farklı frekansta AC verilir. Frekans spektrumundan dolayı spektroskopi adı verilmiştir. Bu yöntemin temel özelliği toplam R (R e +R Đ ) ile birlikte tek başına R e ı ölçebilmesidir. ECW ve TBW Cell Cell Düşük frekans (Hücre yalıtkan gibi davranır) Yüksek frekans (Hücre doğal bir iletken gibi davranır)

23 Multifrekans Biompedans Spektroskopi (BĐS) R ve R e hesaplanmasında Cole-Cole Modeli kullanılır.

24 Segmental Biyoimpedans Uygulamaları 4 elektrotlu (el-ayak) ölçümleri etkileyen olumsuzluklar: Vücudun tam homojen bir silindir olmaması Elektrik akımının gövde de homojen dağılmaması Bu olumsuzlukları kısmen yenmek için 2 ölçüm elektrodu daha yerleştirilerek segmental uygulama başlatılmıştır. S3 S2 S1 S4 S5 S6

25 Segmental Biyoimpedans Uygulamaları Kol, gövde ve bacak R larının toplamını kullanır. Vücut suyu değişimlerini daha doğru tespit eder. Đlave cihaza (switch) ihtiyaç vardır. Vücut suyu hesaplamaları daha fazla zaman alır.

26 Vücut Su Kompartmanlarının Hesaplanmasında Referans Metotlar Dilusyon Teknikleri Deuterium (D 2 O): Total Vücut Sıvısı (TBW) NaBr: Ekstrasellüler sıvı (ECW) Tüm Vücut Nötron Aktivasyon Analizi Total Vücut K ölçümü ( 40 K ): ICW

27 Vücut Sıvılarının Referans Yöntemler ve BĐS ile Tespiti wecv = k ECV H ( 2 R E BW ) 2 / 3 wicv = k ICV H ( 2 R I BW ) 2 / k ECV = k ICV = BMI BMI H:Boy, BW:Vücut Ağırlığı, BMI: Vücut Kitle Đndexi

28 Vücut Suyu Hesaplanmasında Referans Yöntemlerle Bioimpedans Spektroskopi Uyumu n=152 (120 sağlıklı, 32 HD) ortalama±sd ECW ref - ECW BCS -0,4±1,4 L ICW ref - ICW BCS 0,2±2,0 L TBW ref - TBW BCS -0,2±2,3 L n=32 (HD) ortalama±sd ECW ref - ECW BCS 0,8±1,6 L ICW ref - ICW BCS 0,6±1,9 L TBW ref - TBW BCS 1,2±2,6 L Moissl et al. Physiol Meas 2006

29 Kuru Ağırlığın Bioimpedans Yöntemiyle Tahmini-Teknikler ECW/ICW, ECW/TBW oranları Normovolemi/Hipervolemi Eğri Metodu Resistans/Reaktans Grafiği Vücut Komposizyon Monitor Tekniği (BCM) Calf (baldır) Bioimpedans Tekniği

30 Normovolemi/Hipervolemi Eğri Metodu

31 Rezistans/Reaktans Grafiği Vektör boyu= Đmpedans (Z) Normal: Referans elipsin %75 tolerans sınırı içindeki alan

32 HD Hastalarında Diyaliz Öncesi ve Sonrasında Biyoimpedans Vektörünün Yer Değişimi Kuru ağırlık için belirli bir rakam veremez

33 Vücut Komposizyon Monitor Tekniği (BCM)

34 Vücut Komposizyonu- Moleküler Düzey Fazla sıvı (OH) 100% Sıvı Yağsız doku=lean Tissue Protein + mineral 70% sıvı Adipose doku Lipid + mineral 20 % sıvı Vücut komposizyonu=yağlı doku+yağsız doku+aşırı sıvı

35 Vücut Komposizyonu için 3-Kompartman Modeli Fazla sıvı Normal hidrate yağsız doku Sıvı/Kütle=0.703±0.009 ECW/Kütle=0.266±0.007 Normal hidrate adipöz doku Sıvı/Kütle=0.197±0.042 ECW/Kütle=0.127±0.015 Referans yöntemler: Dual X-ray Absorptiometry Deuterium TBW NaBr ECW Total vücut yağı Chamney et al. Am J Clin Nutr 2007

36 Tüm Vücut Fazla Sıvısını Ölçmek Đçin 3-Kompartman Modeli Chamney et al. Am J Clin Nutr 2007

37 BCM Vücut Kompozisyon Monitörü Multifrekans Bioimpedans Spektroskopi ( khz) 3-Kompartman Vücut Kompozisyon Modeli ECW, ICW, TBW Fazla Sıvı (E X F) Yağ Dokusu Kütlesi (ATM) Yağsız Doku Kütlesi (LTM)

38 Calf (baldır) Bioimpedans Tekniği Uniform ve silindir geometrisi Yerçekimine bağlı olarak fazla sıvının en fazla bu bölgede toplanması Dört elektrot (2Đ, 2V) Baldır bölgesindeki R değişimi kaydedilir HD boyunca sürekli kayıt

39 Calf Biyoimpedans Spektroskopi (cbis) R başlangıç R zaman

40 Calf Biyoimpedans Spektroskopi (cbis) R başlangıç R zaman

41 Calf Biyoimpedans Spektroskopi (cbis) R başlangıç R zaman

42 Ana Hipotez: Kuru ağırlığa ulaşıldığında baldır bölgesinde ki rezistans daha fazla artmaz, belli bir süre sabit kalır. Kuru Ağırlık Kriteri: cbis -R b /R z eğrisinin en az 20 dk plato çizmesi -Plato anında rezistivitenin normal sınırlarda (18-20) olması

43 Kuru ağırlık tespiti ile ilgili yayınlargüncel literatürden seçmeler

44

45 Kesitsel çalışma 500 HD hastası BCM - fazla sıvı Hidrasyon kriteri: fazla sıvı Normal aralık -1.1; 2.5 L Amaç: HD hastalarında hidrasyon durumunun değerlendirilmesi Normal hidrasyon aralığı Wabel et al. Nephrol Dial Transplant 2008

46 Sonuç: Hastaların %25 i hipervolemik (Pre- HD fazla sıvı >2.5 L) Hipervolemik hastaların %59 u hipertansif Hipervolemik hastalardaki muayene bulguları (ödem, JVD)?? Wabel et al. Nephrol Dial Transplant 2008

47 Sağkalım çalışması 269 HD 3.5 yıl takip BCM Fazla sıvı Hipervolemi; Fazla sıvı/ecw > 15 Hastalar Hipervolemik n=58 Normovolemik n=211 Amaç: Hipervoleminin uzun dönem sağkalıma etkisinin belirlenmesi Wizemann et al. Nephrol Dial Transplant 2009

48 Normal Hidrasyon >%15 kriteri: %<15 FO/ECW <%15 Adjusted HR: (CI% ) n=269 HD SONUÇ: Wizemann et al. Nephrol Dial Transplant 2009 Hipervolemik grupta sağkalım daha düşüktür (p=0.023) Hipervolemi, HD hastalarında mortaliteyi bağımsız olarak tahmin eder.

49

50 Prospektif-1 yıl süreli çalışma 52 HD Kuru ağırlık tespiti: BCM-fazla sıvı Hedef: Hastalar PreHD Fazla sıvı/ecw<%15 Post-HD %-6<Fazla sıvı/ecw<%6 Hipervolemik grup: FS/ECW>%15 HD komplikasyonlu grup Diğerleri Kuru ağırlıkta azalma: 0.5 kg/hafta Machek et al. Nephrol Dial Transp 2009

51 Başlangıç Orta Çalışma sonu FS/ECW (%) Post HD hedef Süre,ay

52 BCM

53 Çalışma süresince hidrasyon durumu Hipervolemik grup HD komplikasyonlu grup Pre-HD FS/ECW (%) Pre-diyaliz hidrasyon Post-HD FS/ECW (%) Post-diyaliz hidrasyon

54 Sonuç: Hipervolemik grupta kan basıncında iyileşme ve antihipertansif ilaç kullanımında azalma Başlangıç Orta Son P Pre-HD SKB (mmhg) 153±14 139±38 128±24 <0.05 Post-HD SKB (mmhg) 158±27 131±25 128±25 <0.05

55 cbis Calf BIS çalışması 20 HD, toplam 220 HD seansı Kriterler: R b /R z eğrisinin düz çizmesi ρ değeri erkek >20, bayan >18 ohm Amaç: Kuru ağırlık ulaşılması ve durumun klinik parametrelere etkisi Zhu et al. Physiol. Meas. 2008

56 Sonuç: Başlangıç Kuru ağırlığa ulaşıldığında P Ağırlık (diyaliz sonu, kg) 78.3± ±27 <0.01 PreHD SKB (mmhg) 137.8± ±20 >0.05 PostHD SKB 125.2± ±24 >0.05 Pre ECW/TBW 0.47± ±0.04 >0.05 Post ECW/TBW 0.43± ±0.06 >0.05 Semptomların görüldüğü dönemde ağırlık Klinik kuru ağırlık Kuru ağırlık, cbis Zhu et al. Physiol. Meas. 2008

57 Sonuçlar Diyaliz hastalarında kuru ağırlığın doğru olarak belirlenmesi ve uygun hidrasyonun sağlanması sağkalımın artırılmasında büyük önem taşır. Biyoimpedans uygulamaları kuru ağırlığın doğru tespitinin sağlanmasında geleceğe dönük olarak ümit veren uygulamalardır. Biyoimpedans uygulamaları klinik yöntemlere bir alternatif değil ancak bir yardımcıdır. Kuru ağırlık belirlemede biyoimpedans uygulamalarının yararının belirlenmesinde daha fazla klinik çalışmaya ihtiyaç vardır.

58 Teşekkürler.