ES2286158T3 - Metodo y dispositivo para determinar el peso seco de un paciente con insuficiencia renal. - Google Patents
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Abstract
Método para determinar el peso seco Wgtdry(t) de un paciente en un tiempo t que comprende las etapas de: determinar el volumen de agua extracelular ECV(t) del paciente en el tiempo t, determinar el peso Wgt(t) del paciente en el tiempo t, deducir el peso seco Wgtdry(t) del paciente a partir de una intersección de una función deducida a partir de los valores determinados de ECV(t) y Wgt(t), representando una relación de referencia establecida previamente del volumen de agua extracelular ECV frente al peso seco Wgtdry a los sujetos sanos.
Description
Método y dispositivo para determinar el peso
seco de un paciente con insuficiencia renal.
La invención se refiere a un método y un
dispositivo para monitorizar el estado de los fluidos de un paciente
según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 12,
respectivamente.
Los riñones llevan a cabo varias funciones para
mantener la salud de un cuerpo humano. En primer lugar, controlan
el equilibrio de los fluidos separando cualquier fluido en exceso
del volumen de sangre del paciente. En segundo lugar, sirven para
purificar la sangre de cualquier sustancia de desecho como urea o
creatinina. Por último, pero no por eso menos importante, también
controlan los niveles de ciertas sustancias en la sangre como
electrolitos, con el fin de garantizar un nivel de concentración
saludable y necesario.
En caso de insuficiencia renal, todas las formas
de fluido ingerido se acumulan en los tejidos corporales
produciendo un aumento de la tensión en el sistema circulatorio.
Este fluido de más tiene que eliminarse durante un tratamiento de
diálisis mediante la ultrafiltración de la sangre. Si se elimina
insuficiente fluido las consecuencias a largo plazo pueden ser
graves, conduciendo a alta tensión arterial e insuficiencia
cardiaca. La insuficiencia cardiaca en sí es muchas veces más
posible que se produzca en los pacientes con diálisis y se cree que
los estados de sobrecarga de fluidos constituyen uno de los
principales factores que contribuyen. La eliminación de demasiada
cantidad de fluido también es peligrosa, puesto que el paciente con
diálisis llega a deshidratarse y esto conduce invariablemente a
hipotensión.
El peso seco define el peso de un paciente que
se lograría si los riñones estuvieran trabajando normalmente. En
otras palabras, esto representa el peso objetivo óptimo (o estado de
los fluidos) que debe lograrse con el fin de minimizar el riesgo
cardiovascular. El peso seco siempre ha constituido un problema
difícil de resolver en la práctica clínica rutinaria debido a la
falta de métodos cuantitativos para su evaluación. En la actualidad,
el problema del peso seco se enfoca usando indicadores indirectos,
por ejemplo, tensión arterial, investigaciones ecocardiográficas e
información subjetiva tal como rayos X. Además, ha sido
particularmente difícil definir un conjunto de estados que se
acepten universalmente como el patrón de peso seco.
Un método prometedor para deducir el estado de
los fluidos de un paciente implica el uso de mediciones de la
bioimpedancia. Se aplica una pequeña corriente alterna a dos o más
electrodos que están unidos a un paciente y se mide la
correspondiente caída de potencial. Los diversos compartimentos de
fluidos de un cuerpo humano contribuyen de manera diferente a las
señales medidas. El uso de múltiples frecuencias permite que se
determinen los volúmenes de agua intracelular (ICV) y agua
extracelular (ECV). Un ejemplo de un dispositivo de este tipo se
describe en la solicitud de patente internacional WO 92/19153. Sin
embargo, este documento no da a conocer ningún método con respecto
a cómo puede deducirse el peso seco del paciente particular. El
documento US-A-5 086 781 da a
conocer un método y un aparato para la determinación del agua
extracelular, intracelular y corporal total de un sujeto como una
función de los datos bioeléctricos y antropométricos, tales como el
peso del sujeto.
Por tanto, existe la necesidad de un método no
invasivo, preciso y fácil de usar para la evaluación del peso seco.
Este método sería de gran beneficio para el tratamiento de los
pacientes con diálisis y podría reducir significativamente los
costes de hospitalización a largo plazo. Por tanto, es un objeto de
esta invención proporcionar un método de este tipo.
Según la invención este problema se resuelve
mediante un método para determinar el peso seco
Wgt_{dry}(t) de un paciente en un tiempo t que comprende
las etapas de determinar el volumen de agua extracelular
ECV(t) del paciente en el tiempo t, de determinar el peso
Wgt(t) del paciente en el tiempo t y de deducir el peso seco
Wgt_{dry}(t) del paciente a partir de una intersección de
una función deducida a partir de los valores determinados de
ECV(t) y Wgt(t) representando una relación de
referencia previamente establecida del volumen de agua extracelular
(ECV) frente al peso seco (Wgt_{dry}) a los sujetos sanos.
El método inventivo se basa en la observación de
que considerando el ECV y el peso de un paciente, ambos valores
deben aproximarse a los valores de ECV y peso seco de los sujetos
sanos durante el tiempo en que un paciente se esté tratando
mediante terapia sustitutiva renal, es decir, diálisis. Por
consiguiente, las mediciones sucesivas señalan directamente a la
intersección con la relación de referencia previamente establecida
del ECV frente al Wgt_{dry} y, por tanto, al peso seco del
paciente que se está tratando. De hecho, resulta que puede
obtenerse una primera estimación a partir de una única lectura para
los valores de ECV(t) y Wgt(t) derivando una función,
lo más notablemente una línea recta, que puede definirse
directamente por los valores de ECV(t) y Wgt(t). La
intersección de esta función con la relación de referencia del ECV
frente al Wgt_{dry} para los sujetos sanos puede calcularse
entonces fácilmente y, de esta manera, deducirse el peso seco
Wgt_{dry}(t) del paciente.
En una realización preferida de la invención,
ECV(t) se deduce mediante una medición de la bioimpedancia.
La medición de la bioimpedancia puede ser una medición segmentaria o
de todo el cuerpo.
En una realización de la invención que es
particularmente fácil de aplicar, la intersección de la función
deducida a partir de los valores determinados de ECV(t) y
Wgt(t) con la relación de referencia establecida previamente
del ECV frente al Wgt_{dry} se determina usando la expresión
en la que \alpha_{e} y
\beta_{e} son coeficientes determinados empíricamente. El
coeficiente \alpha_{e} representa la pendiente de una recta de
referencia establecida previamente del ECV frente al Wgt_{dry}, y
\beta_{e} es la pendiente de una línea recta a través del par de
datos
Wgt(t)/ECV(t).
Una realización incluso más ventajosa de la
invención implica el almacenamiento de varios valores de
ECV(t_{i}) y Wgt(t_{i}) en los tiempos t_{i},
i=1...j, preferiblemente entre tratamientos de diálisis
subsiguientes. Por tanto, se deduce una estimación más precisa del
peso seco Wgt_{dry}(t_{j}) mediante un análisis de
regresión lineal.
Una realización más refinada de la invención
determina una corrección de masa compartimental \Deltam(t)
con el fin de tener en cuenta una masa variable individual de
ciertos compartimentos corporales para cada paciente. Esta
corrección de masa compartimental \Deltam(t) permite una
comparación más precisa con la relación de referencia establecida
previamente del ECV frente al Wgt_{dry} que representa a los
sujetos sanos que deben haberse deducido también de los datos
corregidos de masa compartimental, con el fin de representar algún
tipo de contribución de la masa compartimental promedio al peso
corporal seco Wgt_{dry}.
En una realización preferida de la invención, el
peso corporal seco Wgt_{dry}(t) se deduce empleando un
término de corrección a la ecuación (1) que depende de
\Deltam(t):
Ejemplos para los compartimentos que pueden
contribuir a \Deltam(t) son los tejidos adiposo y muscular.
Estos compartimentos pueden variar considerablemente de un
individuo sano a otro. Si se consideran tanto el tejido adiposo
como el muscular la corrección de masa compartimental
\Deltam(t) puede descomponerse en una corrección de la
masa de grasa \Deltaf(t) y una corrección de la masa
muscular \Deltam_{muscular}(t) tal como se define
mediante la ecuación (3):
Sin embargo, debe observarse que
\Deltam(t) en la ecuación (2) sólo representa aquellas
partes de corrección de los compartimentos respectivos que no
contribuyen al valor de ECV(t). Estos compartimentos se
añaden al peso de un paciente, pero al volumen de ECV. Para la
corrección de la masa de grasa \Deltaf(t), es una
aproximación útil que la masa de grasa no tiene contribución al
volumen de ECV, es decir, es independiente de la masa de grasa y,
por tanto, \Deltaf(t) no hay cambio en el ECV. Sin embargo,
esto no es cierto para el compartimento muscular. Suponiendo
proporcionalidad entre la masa muscular m_{muscular}(t) que
no tiene contribuciones al ECV y el volumen
ECV_{muscular}(t) de agua extracelular en el compartimento
muscular, puede definirse un factor de proporcionalidad
\lambda_{muscular,ECV} según la ecuación (4):
Con la ayuda de la ecuación (4) puede deducirse
la corrección de la masa muscular \Deltam_{muscular}(t)
en la ecuación (3) mediante la ecuación (5):
en la que
\DeltaM_{muscular}(t) es la corrección de masa total para
el compartimento muscular, incluyendo también las contribuciones
del volumen
ECV.
Con el fin de determinar la corrección de masa
compartimental \Deltam(t) o bien directamente o bien
mediante correcciones de masa refinadas adicionales como la
corrección de la masa de grasa \Deltaf(t) y/o la corrección
de la masa muscular \Deltam_{muscular}(t) (o
\DeltaM_{muscular}(t), respectivamente), otra realización
preferida de la invención hace uso de métodos y/o mediciones
adicionales para deducir tales datos.
Una realización de este tipo puede determinar la
corrección de masa compartimental con la ayuda de una medición del
volumen de agua intracelular ICV(t) del paciente en el tiempo
t. Tal como se indicó anteriormente, los valores de ICV(t) y
ECV(t) pueden determinarse simultáneamente mediante el mismo
procedimiento de medición.
Como ejemplo, la corrección de la masa de grasa
\Deltaf(t) puede determinarse, en un modo adicional de la
invención, a partir de los valores de ICV(t) y ECV(t)
según la ecuación (6):
en la que \alpha_{i} es otro
coeficiente empírico, y \rho_{e} y \rho_{i} son las
densidades de los compartimentos de ECV e ICV, respectivamente
(\approx 1
kg/litro).
De hecho, la corrección de la masa de grasa
\Deltaf(t), como en la derivación de la ecuación (6)
mostrada más adelante, puede aproximarse muy bien a la corrección
de masa compartimental total \Deltam(t): Si
\DeltaM_{muscular}(t) no se desvía significativamente
del promedio de la población, \Deltam_{muscular}(t) puede
fijarse a cero y, por tanto, \Deltam(t) \approx
\Deltaf(t). Por otro lado, sólo es la parte de
\Deltam_{muscular}(t) que no tiene contribuciones al ECV
la que entra en la ecuación (3). Definiendo de nuevo
\Deltaf(t) como que representa simplemente el total del
lado derecho de la ecuación (3), ni siquiera es necesario realizar
la distinción entre \Deltaf(t) y
\Deltam_{muscular}(t).
Aún otra realización del método inventivo
también hace uso del valor de ICV(t). Se deduce el peso seco
Wgt_{dry}(t) del paciente en el tiempo t, no sólo a partir
de una intersección de una función deducida a partir de los valores
determinados de ECV(t) y Wgt(t) representando una
relación de referencia establecida previamente del ECV frente al
Wgt_{dry} a los sujetos sanos, sino también a partir de una
intersección de una función deducida a partir de los valores
determinados de ICV(t) y Wgt(t) representando una
relación de referencia establecida previamente del ICV frente al
Wgt_{dry} a los sujetos sanos. En este caso, el peso seco puede
deducirse con la ayuda de la ecuación (7):
en la que los coeficientes tienen
el mismo significado que en la ecuación
(6).
También es un objeto de la invención
proporcionar un dispositivo para una evaluación del peso seco no
invasivo, preciso y fácil de usar. Por tanto, la invención también
se refiere a un dispositivo que comprende una unidad de
microprocesador que a su vez comprende una unidad de almacenamiento
de programa del microprocesador, una unidad de entrada para
permitir que se introduzcan los valores de ECV(t) y
Vgt(t) en el dispositivo, y una unidad de almacenamiento del
ordenador para almacenar los valores de ECV(t) y
Wgt(t), en el que la unidad de almacenamiento de programa
del microprocesador comprende un programa para deducir el peso seco
Wgt_{dry}(t) a partir de una intersección de una función
deducida a partir de los valores almacenados de ECV(t) y
Wgt(t), representando una relación de referencia establecida
previamente del ECV frente al Wgt_{dry} a los sujetos sanos.
En una realización preferida de la invención, el
dispositivo comprende además medios para determinar el valor de
ECV(t) y/o el valor de Wgt(t). El medio para
determinar el valor de ECV(t) puede ser un dispositivo de
bioimpedancia, aplicado en un modo de medición segmentaria o de todo
el cuerpo.
La unidad de entrada puede ser una interfaz de
usuario manual, tal como un teclado con el fin de permitir la
entrada de los valores de ECV(t) y Wgt(t). En una
realización particularmente conveniente, el medio para determinar
el valor de ECV(t) y/o el medio para determinar el valor de
Wgt(t) están unidos directamente a la unidad de entrada que
contiene una interfaz correspondiente en este caso. La entrada
manual de estos valores entonces ya no es necesaria.
En realizaciones adicionales de la invención, el
programa en la unidad de almacenamiento del microprocesador emplea
la ecuación (1) o un análisis de regresión lineal tal como se
explicó resumidamente antes, con el fin de deducir el peso seco
Wgt_{dry}(t).
Un modo mejorado adicional del dispositivo según
la invención hace uso de una corrección de masa compartimental
\Deltam(t) tal como se describe en la ecuación (2). Para la
determinación de \Deltam(t), el dispositivo también puede
comprender medios para determinar el valor de ICV(t),
preferiblemente un dispositivo de bioimpedancia que mide
simultáneamente los valores de ECV(t) e ICV(t). En
este dispositivo, la unidad de entrada también permite introducir
el valor de ICV(t) y la unidad de almacenamiento del
ordenador puede almacenar el valor de ICV(t). El programa
para deducir el peso corporal seco Wgt_{dry}(t) determina
entonces la corrección de masa compartimental \Deltam(t)
mediante el uso de este valor de ICV(t). Para este fin, puede
implementarse la ecuación (6) en el programa.
En otra realización del dispositivo según la
invención y también mediante el uso del valor de ICV(t), el
programa almacenado en la unidad de almacenamiento del
microprocesador comprende una parte de programa para deducir el
peso seco Wgt_{dry}(t) también a partir de una intersección
de una función deducida a partir de los valores determinados de
ICV(t) y Wgt(t), representando una relación de
referencia establecida previamente del ICV frente al Wgt_{dry} a
los sujetos sanos.
Para una mejor comprensión de la invención, se
describirán ejemplos no limitativos con referencia a los dibujos
adjuntos en los que
la figura 1 muestra una ilustración de razones
de composición corporal típicas del cuerpo humano,
la figura 2 muestra esquemáticamente una
realización de un dispositivo para determinar el peso seco de un
paciente según la invención,
la figura 3a muestra una disposición de
electrodo de bioimpedancia para las mediciones de la bioimpedancia
de todo el cuerpo,
la figura 3b muestra una disposición de
electrodo de bioimpedancia para las mediciones de la bioimpedancia
de cuerpo segmentario,
la figura 4 muestra una ilustración de una
medición de la bioimpedancia para determinar las contribuciones de
ECV y/o ICV,
la figura 5a muestra un diagrama del ECV frente
al peso que ilustra gráficamente el hallazgo del peso seco
Wgt_{dry}(t) según una primera realización del método según
la invención,
la figura 5b muestra un diagrama del ECV frente
al peso con mediciones posteriores de
Wgt(t_{i})/ECV(t_{i}) para un paciente con
diálisis (triángulos) con una línea recta obtenida mediante análisis
de regresión y el correspondiente hallazgo del peso seco
Wgt_{dry}(t) según una segunda realización del método según
la invención;
la figura 6 muestra un diagrama del ECV frente
al peso que ilustra gráficamente la influencia de un término de
corrección de la masa grasa \Deltaf(t) para una tercera
realización del método según la invención, y
la figura 7 muestra un diagrama del ECV frente
al peso y del ICV frente al peso que ilustra gráficamente una
cuarta realización del método según la invención que también tiene
en cuenta una corrección de la masa de grasa
\Deltaf(t).
La composición del cuerpo humano puede
describirse mediante varios compartimentos que pueden expresarse
como fracciones típicas del peso corporal total tal como se indica
en la figura 1. En los pacientes con insuficiencia renal, el ECV
llega a aumentarse debido a la ingestión de agua. Se cree que otros
compartimentos no resultan afectados mayoritariamente por los
cambios en el estado de los fluidos de un paciente. En consecuencia,
la medición del ECV es claramente un parámetro útil que podría
ayudar en el tratamiento del peso seco.
Con el fin de soportar una homeostasis normal,
debe requerirse un ECV mínimo para un peso dado. Por tanto, para
una buena aproximación, ECV es linealmente proporcional al peso y
puede determinarse mediante fórmulas de predicción. Según la
fisiología de Guyton (A.C. Guyton: Textbook of Medical Physiology,
W.B. Saunders Company, 1991) aproximadamente hay 15 litros de ECV
para un peso de 70 kg para un sujeto santo con estado normal de
fluidos y nutrición. Las nuevas investigaciones en sujetos sanos
reveló la siguiente relación de referencia entre el ECV medido y el
Wgt_{dry} medido:
siendo \alpha_{e} = 0,214
litros/kg para las mujeres y \alpha_{e} = 0,239 litros/kg para
los hombres. El valor para \alpha_{e} expresado como una razón
es de 14,98/70 y 16,73/70. Esto está muy próximo a la relación dada
por la fisiología de
Guyton.
La invención se basa en la observación de que
los pacientes con diálisis tienen un ECV aumentado y que, por
tanto, el ECV medido debe ser superior para un peso dado que para
los sujetos sanos. Si el peso de un paciente con diálisis con
sobrecarga de fluidos se reduce a lo largo de muchos tratamientos
mediante la extracción del fluido, entonces el ECV medido debe
disminuir también. Finalmente, el ECV del paciente con diálisis debe
converger hacia o aproximarse al de un sujeto sano sin
insuficiencia renal.
En la figura 2 se muestra una realización de un
dispositivo para determinar el peso seco Wgt_{dry} de un
paciente según la invención. El dispositivo 10 comprende una unidad
1 de microprocesador que a su vez comprende una unidad 1a de
almacenamiento de programa del microprocesador. Mediante una
conexión 4, la unidad 1 de microprocesador está conectada a una
unidad 2 de entrada y una unidad 3 de almacenamiento del ordenador.
Un programa para deducir el peso seco Wgt_{dry}(t) de un
paciente en un tiempo t está almacenado en la unidad 1a de
almacenamiento de programa del microprocesador.
En una primera realización, el programa del
microprocesador deduce el peso seco Wgt_{dry}(t) tal como
sigue según la invención: Se determina el volumen de agua
extracelular ECV(t) del paciente en el tiempo t y se
introduce en la unidad 2 de entrada que pasa el valor a la unidad 3
de almacenamiento del ordenador en la que se almacena.
\newpage
El peso Wgt(t) del paciente en el tiempo
t también se determina y se procesa de manera similar. El programa
para deducir el peso seco Wgt_{dry}(t) puede calcular una
intersección entre una función deducida a partir de los valores
almacenados de ECV(t) y Wgt(t) y la recta de
referencia establecida previamente del ECV frente al Wgt_{dry}
que representa a los sujetos sanos según la ecuación (8). La función
deducida a partir de los valores almacenados de ECV(t) y
Wgt(t) refleja el hecho de que estos valores sólo pueden
cambiar de una manera particular en el progreso previsto del
tratamiento de diálisis.
Para determinar el valor de ECV(t) se
proporciona el medio 5 que está conectado a la unidad 2 de entrada
mediante una conexión 6. El medio 5 es un dispositivo de medición
de la bioimpedancia. Para la medición de la bioimpedancia son
posibles diversas disposiciones de electrodo. En la figura 2 sólo
están unidos dos elementos 5a y 5b de electrodo al dispositivo 5 de
medición de la bioimpedancia. Cada una de las unidades 5a y 5b de
electrodo consiste en un electrodo de inyección de corriente y un
electrodo de absorción de potencial (no mostrado). Mediante la
aplicación de las dos unidades 5a y 5b de electrodo a la muñeca y el
tobillo de un paciente, respectivamente, tal como se explica en la
figura 3a, puede determinarse la impedancia de todo el cuerpo. Según
esta configuración de electrodos, se supone que el cuerpo es como
un cilindro homogéneo. Sin embargo, mediante el uso de los
electrodos en las extremidades, pueden aislarse secciones
segmentarias del cuerpo permitiendo localizar mediciones de
volumen. Esto tiene la ventaja de que son posibles las mediciones de
volumen localizadas y puede lograrse una precisión mejorada en la
determinación del estado de los fluidos de todo el cuerpo. Una
configuración de este tipo se expone en la figura 3b. Las unidades
5a' y 5b' de electrodo adicionales están unidas cerca del hombro
correspondiente y la cadera del paciente, lo que permite un enfoque
segmentario de los elementos corporales pierna, brazo y tronco.
El valor de ECV(t) se determina
aprovechando el hecho de que la impedancia eléctrica del tejido
corporal cambia cuando se aplican al paciente corrientes de
diferentes frecuencias alternas mediante los electrodos. A las
frecuencias bajas, las células se comportan como aislantes y la
corriente aplicada pasa sólo a través de los espacios de ECV. A las
frecuencias altas, las células se vuelven conductoras y, por tanto,
la corriente pasa a través tanto de los espacios de ICV como de
ECV. Esto se ilustra en la figura 4. La medición de la impedancia
sobre al menos dos frecuencias, mejor sobre un intervalo de
frecuencias, permite que se construya un lugar de impedancia a
partir de la cual puede determinarse la resistencia de los
componentes de ICV y ECV. Por tanto, los volúmenes de los
compartimentos respectivos pueden calcularse a partir de la
información de la resistencia, basándose en las constantes de
resistividad del compartimento disponibles a partir de estudios
anteriores para los que también se determinaron los volúmenes
mediante las mediciones de la dilución.
Un dispositivo de bioimpedancia que realiza
tales cálculos se distribuye por Xitron Technologies bajo la marca
comercial Hydra^{TM}. Los detalles acerca de este dispositivo se
describen en la solicitud de patente internacional WO 92/19153.
Una ventaja de un primer modo de la invención es
que sólo es necesario determinar los valores de ECV. Por tanto,
sólo son necesarias las mediciones en frecuencias que son
suficientemente bajas que tienen contribuciones insignificantes del
compartimento de ICV. Debido a este hecho, los valores de ECV pueden
determinarse con mucha más precisión que los valores de ICV para
los que son necesarias frecuencias que siempre conducen a
contribuciones de ambos compartimentos.
Otros métodos propuestos en la técnica tratan el
estado de los fluidos de un paciente implicando también el
compartimento de ICV, como analizando las razones del tipo
ECV/(ECV+ICV) o ECV/ICV. Dado que siempre existe una discusión
sobre cómo representa el lugar de la impedancia a los diferentes
compartimentos, los enfoques de este tipo contienen intrínsecamente
deficiencias que se evitan mediante la invención reivindicada,
puesto que ya no son necesarios análisis simultáneos de los dos
compartimentos. (De hecho, el valor de ICV puede usarse en cambio
para una corrección de segundo orden tal como se describirá más
adelante).
Volviendo a la realización mostrada en la figura
2, el medio 7 también se proporciona para determinar el peso
Wgt(t) del paciente que está conectado a la unidad 2 de
entrada mediante una conexión 8. El medio 7 consiste en un
dispositivo de balanza que es bien conocido en la técnica.
En la realización mostrada en la figura 2, la
unidad 2 de entrada contiene una interfaz mediante la que los
valores para ECV(t) y Wgt(t) se transfieren
directamente mediante la conexión 4 a la unidad 3 de almacenamiento
del ordenador. También puede ser posible que un usuario introduzca
los valores determinados para ECV(t) y Wgt(t)
manualmente en la unidad 2 de entrada.
Un primer procedimiento según el cual el
programa almacenado en la unidad 1a de almacenamiento de programa
del microprocesador deduce el peso seco Wgt_{dry}(t) se
ilustra en la figura 5a: En esta figura, la relación de referencia
entre ECV y Wgt_{dry} para los sujetos sanos se da como una línea
recta con pendiente \alpha_{e} según la ecuación (8). Una única
medición de Wgt(t) y ECV(t) de un paciente con
diálisis se deduce por el círculo fuera de la recta. El programa
para deducir el peso seco Wgt_{dry}(t) del paciente con
diálisis está utilizando ahora la ecuación (1) para deducir
el
Wgt_{dry}(t). Esta ecuación representa el cálculo de la intersección IS de una recta a través de los datos de Wgt(t)/ECV(t) con la recta de referencia. Esta recta tiene la pendiente \beta_{e}. Se espera que esta pendiente esté próxima a 1/\rho_{e}, es decir, en una primera estimación, el programa usa \beta_{e} = 1 litro/kg. La coordenada del peso de la intersección da directamente el valor de Wgt_{dry}(t) buscado.
Wgt_{dry}(t). Esta ecuación representa el cálculo de la intersección IS de una recta a través de los datos de Wgt(t)/ECV(t) con la recta de referencia. Esta recta tiene la pendiente \beta_{e}. Se espera que esta pendiente esté próxima a 1/\rho_{e}, es decir, en una primera estimación, el programa usa \beta_{e} = 1 litro/kg. La coordenada del peso de la intersección da directamente el valor de Wgt_{dry}(t) buscado.
La figura 5b muestra los valores de
ECV(t) y Wgt(t) para un único paciente entre varios
tratamientos de diálisis subsiguientes (triángulos), realizándose
las mediciones directamente antes de comenzar un tratamiento de
diálisis (antes de la diálisis). Mediante la reducción sucesiva en
el peso tras la diálisis, los pares de mediciones de
Wgt(t)/ECV(t) se desplazan aproximándose cada vez más
a los valores predichos para un sujeto sano, lo que indica una
mejora progresiva en el estado de los fluidos del paciente. Para
mejorar la precisión del valor de Wgt_{dry}(t) calculado,
puede ajustarse una línea recta a los pares de mediciones de
Wgt(t)/ECV(t) mediante el análisis de regresión
lineal según una segunda realización. De hecho, estas líneas rectas
resultan tener una pendiente de aproximadamente 1 litro/1 kg, lo
que sugiere que la mayor parte del fluido en exceso acumulado y,
por tanto, el aumento de peso, se acumula realmente en el
compartimento de ECV. Como en el caso de un único par de
mediciones, la intersección IS de la línea recta con la referencia
del ECV frente al Wgt_{dry} para los sujetos sanos identifica
directamente el peso seco Wgt_{dry}(t) del paciente. En la
figura 5b se obtiene un valor de Wgt_{dry}(t) = 81,6 kg
usando este método.
Por tanto, la unidad 3 de almacenamiento del
ordenador del dispositivo 10 también puede almacenar los pares de
datos de Wgt(t_{i})/ECV(t_{i}) para diversos
tiempos t_{i}, que preferiblemente se obtienen directamente antes
de los tratamientos de diálisis subsiguientes i=1...j, tal como se
representa mediante las mediciones mostradas en la figura 5b. El
programa para deducir el peso seco Wgt_{dry} (t_{j}) en el
último tiempo t_{j} puede recuperar entonces todos los pares de
datos de Wgt(t_{i})/ECV(t_{i}) a partir de la
unidad 3 de almacenamiento del ordenador. Dependiendo de la
dispersión de los datos, el programa realiza un análisis de
regresión lineal con la limitación o no de que la pendiente
\beta_{e} tiene un valor fijo (por ejemplo \beta_{e} = 1
litro/kg), o ambos para ofrecer al usuario los resultados de ambos
cálculos. Tomando un par de datos de Wgt/ECV arbitrario de la
función de línea recta deducida para ECV(t) y Wgt(t)
en la ecuación (1), el peso seco Wgt_{dry} (t_{j}) también se
determina con la ayuda de la ecuación (1). Además, puede
proporcionarse información estadística adicional (por ejemplo,
coeficientes de correlación, etc.) tal como se conoce en la técnica
de los análisis de regresión.
Con el fin de mejorar adicionalmente la
precisión del peso seco Wgt_{dry}(t) deducido, el programa
almacenado en la unidad 1a de almacenamiento de programa del
microprocesador tiene, en una tercera realización, una sección
adicional que tiene en cuenta una corrección de masa compartimental
\Deltam(t) que considera las variaciones individuales del
peso seco en ciertos compartimentos como el compartimento adiposo
y/o muscular de un ser humano. El peso seco Wgt_{dry}(t)
se calcula entonces según la ecuación (2).
La influencia de la corrección de la masa
\Deltam(t) en lo que se refiere a la corrección de la masa
de grasa \Deltaf(t) se ilustra mediante la figura 1:
Aparte de las contribuciones de ECV e ICV al peso corporal total,
la siguiente contribución más importante se atribuye a la masa de
grasa. Otros compartimentos son un orden de magnitud menos
relevantes. Por motivos de simplicidad, toda la masa corporal
restante que no es ni ECV ni ICV puede considerarse como "el
compartimento de la masa de grasa". La corrección de la masa de
grasa \Deltaf(t) se origina a partir de este
compartimento. (También puede ser posible considerar otros
compartimentos como masa muscular explícitamente como se expone
mediante la ecuación (3)).
Este compartimento de grasa "promedio"
particular es el que puede variar considerablemente de un sujeto a
otro, para los sujetos sanos así como para los pacientes con
diálisis. Esta variación conducirá a cierto error en los datos de
Wgt_{dry}(t) si no se considera. De hecho, la recta de
referencia según la ecuación (8) se ha establecido normalizando los
datos del peso en los sujetos sanos teniendo en cuenta
\Deltaf.
En referencia a la figura 6, el efecto de
\Deltaf(t) se vuelve evidente: Tomando la recta de
referencia de los sujetos sanos con pendiente \alpha_{e} y la
recta media de las tres rectas con pendiente \beta_{e}, podría
tenerse la misma situación que en la figura 5a. En caso de que el
paciente con diálisis no tenga una "masa de grasa corporal
normal", el peso Wgt(t) del paciente se desplaza hacia la
izquierda o hacia la derecha mediante la corrección de la masa de
grasa \Deltaf(t), dependiendo de si el paciente tiene una
masa de grasa corporal reducida o aumentada, respectivamente. En
los últimos dos casos, las intersecciones IS' y IS'' conducirían a
un valor inexacto del peso seco Wgt_{dry}(t). En cambio, el
peso seco Wgt_{dry}(t) se facilita por los valores de peso
de los puntos de datos en los círculos respectivos, es decir, tiene
que añadirse o restarse una cantidad e_{DW} del valor de peso
calculado de la intersección. Esta cantidad e_{DW} se facilita
mediante el segundo término en la ecuación (2), por lo que la
ecuación (2) difiere de la ecuación (1) simplificada.
Como también es evidente a partir de la figura
6, la corrección de la masa de grasa \Deltaf(t) se
considera mediante la ecuación (2) como una contribución que se
añade al peso Wgt(t), pero no al valor de ECV(t). En
caso de que se considere explícitamente que las correcciones
compartimentales tienen contribuciones a partir del volumen de ECV,
sólo contribuyen a la corrección de masa compartimental
\Deltam(t) aquellas partes que no tienen contribuciones a
partir del volumen de ECV.
Con el fin de deducir la propia corrección de la
masa de grasa \Deltaf(t), el programa puede hacer uso de
la ecuación (6). Para este fin, el medio 5 para determinar el valor
de ECV(t) también es un medio para determinar el valor de
ICV(t). Tal como se ha explicado anteriormente, hay
dispositivos disponibles en el mercado que miden ambos valores
simultáneamente.
La ecuación (6) se basa en las relaciones
siguientes: Puede definirse una relación similar a la ecuación (8)
entre el ICV y Wgt_{dry} para los sujetos sanos, es decir,
Un estudio ha revelado los siguientes valores de
los coeficientes: \alpha_{j} = 0,253 litros/kg para las mujeres
y \alpha_{i} =0,333 litros/kg para los hombres.
Los valores, como en la determinación de los
valores de los coeficientes de la ecuación (8), se han encontrado
en una estrategia de optimización para ajustar los pesos medidos de
los sujetos sanos a una suma del ECV, el ICV y los compartimentos
de la masa de grasa.
Este último se divide a su vez en un
compartimento de la masa de grasa promedio y uno de corrección de la
masa \Deltaf individual. La corrección de la masa de grasa
\Deltaf fue el único parámetro libre para un peso total medido
dado durante el cálculo de la optimización que tiene en cuenta la
individualidad de los diversos sujetos sanos.
Además, se ha revelado en este estudio que los
volúmenes de ICV no difieren significativamente de un tratamiento a
otro para un paciente con diálisis. En caso de que el paciente no
sea catabólico ni anabólico, este volumen debe ser incluso idéntico
a los volúmenes de ICV de los sujetos sanos. Tras haber establecido
los coeficientes de la ecuación (9) es posible, por tanto, deducir
la masa corporal total de un paciente con diálisis en la parte de
ICV que puede determinarse mediante el valor medido de ICV(t)
multiplicado por la densidad \rho_{i} correspondiente, en la
parte de ECV que puede determinarse mediante el valor medido de
ECV(t) multiplicado por la densidad \rho_{e}
correspondiente y que es la suma de una parte ECV_{N} que
representa el valor sano y una desviación \DeltaECV que supone el
equilibrio de fluidos alterado en un paciente con diálisis (véase
la figura 6), la contribución de la masa de grasa promedio y por
último, pero no por eso menos importante, la corrección de la masa
de grasa \Deltaf(t). La contribución de la masa de grasa
promedio no es un parámetro libre en el cálculo, ya que puede
expresarse como el peso corporal seco de sujetos sanos y promedio
menos las contribuciones de ICV y ECV de esos sujetos. El peso
corporal seco de los sujetos sanos y promedio se sustituye entonces
mediante la ecuación (9). Como resultado, se encuentra la ecuación
(6) en la que \Deltaf(t) sigue siendo el único parámetro
desconocido.
Para las densidades \rho_{e} y \rho_{i},
el programa utiliza 1 kg/litro, ya que estos compartimentos
consisten básicamente en agua.
Los pacientes que acaban de comenzar el
tratamiento de diálisis muestran volúmenes de ICV que están
aumentados ligeramente en comparación con los valores bastante
estacionarios encontrados tras algunos tratamientos de diálisis.
Sin embargo, el procedimiento expuesto para determinar la corrección
de la masa de grasa \Deltaf(t) todavía es una buena
aproximación incluso en este caso.
En una cuarta realización, el peso seco
Wgt_{dry}(t) de un paciente se deduce, no sólo a partir de
una intersección de una función deducida a partir de los valores
determinados de ECV(t) y Wgt(t) representando una
relación de referencia establecida previamente del ECV frente al
Wgt_{dry} a los sujetos sanos, sino también a partir de una
intersección de una función deducida a partir de los valores
determinados de ICV(t) y Wgt(t) y representando una
relación de referencia establecida previamente del ICV frente al
Wgt_{dry} a los sujetos sanos.
El método que utiliza el programa almacenado en
la unidad 1a de almacenamiento de programa del microprocesador para
deducir el peso seco Wgt_{dry}(t) según la cuarta
realización se ilustra en la figura 7, en la que se muestra tanto
una relación de referencia establecida previamente del ECV frente al
Wgt_{dry} como una relación de referencia establecida previamente
del ICV frente al Wgt_{dry} representando a los sujetos sanos.
Las relaciones mostradas corresponden simplemente a las ecuaciones
(8) y (9), es decir, se facilitan mediante líneas rectas con
pendientes \alpha_{e} y \alpha_{i}, respectivamente.
Esta realización toma ventaja del hecho de que
cualquier corrección de masa compartimental \Deltam(t) para
los pacientes que se desvían del peso seco normal producirá un
desplazamiento horizontal con respecto al eje x que es idéntico
para ambas relaciones de referencia. Suponiendo además, como un modo
preferido, que la corrección de masa compartimental
\Deltam(t) se fija igual a una corrección de la masa de
grasa \Deltaf(t) que, a su vez, no tiene ninguna
contribución de ECV o ICV, la corrección de masa compartimental
\Deltam(t) está representada únicamente por un
desplazamiento horizontal sin desplazamiento vertical, de manera
similar al mostrado en la figura 6.
El peso así obtenido es el peso seco objetivo
Wgt_{dry}(t) para este paciente individual. Debido a la
hidratación en exceso, el peso medido Wgt(t) será mayor que
Wgt_{dry}(t). La diferencia de los dos parámetros, el peso
de la hidratación en exceso \DeltaWgt_{oh}(t), puede
representarse de nuevo mediante las funciones que conectan los
puntos de datos de ECV_{N}/ Wgt_{dry}(t) y ICV_{N}/
Wgt_{dry}(t), respectivamente, con los puntos de datos
medidos de ECV(t)/Wgt(t) y
ICV(t)/Wgt(t), respectivamente. En el modo mostrado en
la figura 7, estas funciones se toman como líneas rectas con
pendientes \alpha_{e} y \alpha_{i}. De manera similar a la
derivación de la ecuación (1)_{ }\alpha_{i} se fija a 0
litros/kg.
El programa almacenado en la unidad de
almacenamiento del microprocesador 1 a hace uso ahora de la ecuación
(7) que se deduce del hecho mencionado anteriormente de que las
funciones desplazadas que explican el peso de la hidratación en
exceso \DeltaWgt_{oh} (t) en los diagramas de ECV frente al peso
y de ICV frente al peso tienen que desplazarse en la misma cantidad
\Deltaf(t) horizontalmente para intersectar con las
relaciones de referencia correspondientes para los sujetos sanos, es
decir, en las intersecciones IS_{e} e IS_{i}.
Independientemente de si se tiene en cuenta una
corrección de la masa de grasa \Deltaf(t) o no y de que
realización de un método para deducir el peso seco
Wgt_{dry}(t) se implementa en el programa del
microprocesador, el resultado para Wgt_{dry}(t) se pasa
finalmente a una unidad 9 de salida que es un dispositivo de
visualización y que muestra el resultado a un usuario. Podrían
añadirse los resultados intermedios adicionales como los valores de
medición o la corrección de la masa de grasa \Deltaf(t) al
carácter informativo de la visualización.
Por tanto, el dispositivo y el método descritos
según la invención pueden proporcionar una técnica poderosa para el
tratamiento del peso seco. Es obvio que el alcance de la invención
reivindicada no se limita a la ecuación (8) en lo que respecta a la
relación de referencia establecida previamente del ECV frente al
Wgt_{dry} para los sujetos sanos. En su lugar puede utilizarse
cualquier otra relación establecida.
Es posible el tratamiento de cualquier paciente,
independientemente de la modalidad de tratamiento, es decir, la
invención puede aplicarse para hemodiálisis, hemofiltración,
hemodiafiltración o cualquier forma de diálisis peritoneal (todas
estas modalidades de tratamiento se resumen a lo largo de esta
solicitud de patente mediante la terminología "un tratamiento de
diálisis"). Además, sería práctica la medición en prácticamente
cualquier entorno, incluyendo el domicilio, la clínica, la unidad
de diálisis, una sala de hospital o un entorno de cuidados
intensivos.
Claims (25)
1. Método para determinar el peso seco
Wgt_{dry}(t) de un paciente en un tiempo t que comprende
las etapas de:
determinar el volumen de agua extracelular
ECV(t) del paciente en el tiempo t,
determinar el peso Wgt(t) del paciente en
el tiempo t,
deducir el peso seco Wgt_{dry}(t) del
paciente a partir de una intersección de una función deducida a
partir de los valores determinados de ECV(t) y
Wgt(t), representando una relación de referencia establecida
previamente del volumen de agua extracelular ECV frente al peso
seco Wgt_{dry} a los sujetos sanos.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque ECV(t) se deduce de una medición
de la bioimpedancia.
3. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque la medición de la bioimpedancia es una
medición de todo el cuerpo.
4. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque la medición de la bioimpedancia es una
medición segmentaria.
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
Wgt_{dry}(t) se determina usando la siguiente
expresión:
en la que \alpha_{e} y
\beta_{e} son coeficientes determinados
empíricamente.
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
almacenan los valores de ECV(t_{i}) y Wgt(t_{i})
de un paciente en los tiempos t_{j}, i=1...j, y porque el peso
corporal seco Wgt_{dry} (t_{j}) se deduce mediante un análisis
de regresión lineal.
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
determina una corrección de masa \Deltam(t) con el fin de
deducir el peso corporal seco Wgt_{dry}(t) a partir del
peso Wgt(t) determinado.
8. Método según la reivindicación 7,
caracterizado porque el peso seco Wgt_{dry}(t) se
deduce mediante la siguiente expresión:
en la que \alpha_{e} y
\beta_{e} son coeficientes determinados
empíricamente.
9. Método según las reivindicaciones 7 o 8,
caracterizado porque la corrección de masa compartimental
\Deltam(t) engloba una corrección de la masa de grasa
\Deltaf(t) y/o una corrección de la masa muscular
\Deltam_{muscular}(t).
10. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 7 o 8, caracterizado porque se determina el
volumen de agua intracelular ICV(t) para el paciente en el
tiempo t y porque el ICV(t) determinado se usa para deducir
la corrección de masa compartimental \Deltam(t).
11. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el método para determinar el peso seco
Wgt_{dry}(t) de un paciente en un tiempo t comprende
además las etapas de determinar el volumen de agua intracelular
ICV(t) del paciente en el tiempo t y de deducir el peso seco
Wgt_{dry}(t) del paciente también a partir de una
intersección de una función deducida a partir de los valores
determinados de ICV(t) y Wgt(t) representando una
relación de referencia establecida previamente del volumen de agua
intracelular ICV frente al Wgt_{dry} a los sujetos sanos.
12. Dispositivo (10) para llevar a cabo el
método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que
comprende
una unidad (1) de microprocesador que a su vez
comprende una unidad (1 a) de almacenamiento de programa del
microprocesador,
una unidad (2) de entrada para permitir la
introducción de los valores de ECV(t) y Wgt(t),
una unidad (3) de almacenamiento del ordenador
para almacenar los valores de ECV(t) y Wgt(t),
en el que la unidad (1a) de almacenamiento de
programa del microprocesador comprende un programa para deducir el
peso seco Wgt_{dry}(t) a partir de una intersección (IS) de
una función deducida a partir de los valores almacenados de
ECV(t) y Wgt(t) representando una relación de
referencia establecida previamente del ECV frente al Wgt_{dry} a
los sujetos sanos.
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque comprende además un medio (5) para
determinar el valor de ECV(t).
14. Dispositivo según las reivindicaciones 12 o
13, caracterizado porque comprende además un medio (7) para
determinar el valor de Wgt(t).
15. Dispositivo según la reivindicación 13,
caracterizado porque el medio (5) para determinar el valor de
ECV(t) es un dispositivo de medición de la
bioimpedancia.
16. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque la unidad (2) de entrada es una interfaz
de usuario manual, preferiblemente un teclado.
17. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque la unidad (2)
de entrada comprende una interfaz para el medio (5) para determinar
el valor de ECV(t) y/o el medio (7) para determinar el valor
de Wgt(t).
18. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque el programa
para deducir el peso corporal seco Wgt_{dry}(t) usa la
siguiente expresión:
\vskip1.000000\baselineskip
en la que \alpha_{e} y
\beta_{e} son coeficientes determinados
empíricamente.
19. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque la unidad (3)
de almacenamiento del ordenador puede almacenar los valores de
ECV(t_{i}) y Wgt(t_{i}) de un paciente en los
tiempos t_{i}, i=1...j, y porque el programa para deducir el peso
seco Wgt_{dry} (t_{j}) usa un análisis de regresión lineal.
20. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 19, que comprende además una unidad (9) de
salida que está unida a la unidad de microprocesador para hacer
salir, preferiblemente exponiendo el valor deducido de
Wgt_{dry}(t).
Wgt_{dry}(t).
21. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 20, caracterizado porque el programa
almacenado en la unidad (1 a) de almacenamiento de programa del
microprocesador es adecuado para determinar una corrección de masa
compartimental \Deltam(t) con el fin de deducir el peso
corporal seco Wgt_{dry}(t) a partir del peso Wgt(t)
deter-
minado.
minado.
22. Dispositivo según la reivindicación 21,
caracterizado porque el programa para deducir el peso
corporal seco Wgt_{dry}(t) usa la siguiente expresión:
\vskip1.000000\baselineskip
en la que \alpha_{e} y
\beta_{e} son coeficientes determinados
empíricamente.
23. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 21 o 22, caracterizado porque la unidad (2)
de entrada también es adecuada para permitir la introducción de un
valor para el volumen de agua intracelular ICV(t) del
paciente en el tiempo t, la unidad (3) de almacenamiento del
ordenador puede almacenar el valor de ICV(t) y porque el
programa para deducir el peso corporal seco Wgt_{dry}(t)
usa el valor de ICV(t) con el fin de determinar la
corrección de masa compartimental \Deltam(t).
24. Dispositivo según las reivindicaciones 23,
caracterizado porque el dispositivo comprende además medios
para determinar el valor de ICV(t), preferiblemente un
dispositivo de bioimpedancia.
\newpage
25. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque la unidad (2) de entrada también es
adecuada para permitir la introducción de un valor para el volumen
de agua intracelular ICV(t) del paciente en el tiempo t, la
unidad (3) de almacenamiento del ordenador puede almacenar el valor
de ICV(t) y porque el programa para deducir el peso seco
Wgt_{dry}(t) de un paciente en un tiempo t comprende además
una parte para deducir el peso seco Wgt_{dry}(t) también a
partir de una intersección de una función deducida a partir de los
valores determinados de ICV(t) y Wgt(t) representando
la relación de referencia establecida previamente del volumen de
agua intracelular ICV frente al Wgt_{dry} a los sujetos sanos.
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