Bioimpedancja

Jedna z najbardziej precyzyjnych i szybkich metod oceny składu ciała

Bio-impedancemetria to szybka i precyzyjna metoda oceny składu ciała (CC) ludzi (1985 Lukaski).

Skład ciała

Analiza składu ciała stosowana jest w różnych sektorach, takich jak: medycyna, antropologia, ergonomia, sport, auksologia.

Ostatnio specjaliści skierowali energię i zasoby na pogłębienie korelacji między CC, stanem zdrowia i wynikami sportowymi; okazało się, że kompozycja ciała, która jest bogata w tkankę tłuszczową (zwłaszcza z rozłożeniem brzucha lub jeszcze gorzej w tkance brzusznej) i uboga w masę mięśniową, jest skorelowana ze słabą ogólną sprawnością (sercowo-krążeniową, oddechową, mięśniową, stawową itp.), słabej sportowo-sportowej zdolności i większego ryzyka fizycznego związanego z niepomyślnymi zdarzeniami, takimi jak nadciśnienie, cukrzyca, otyłość, dyslipidemia, zespół metaboliczny, powikłania sercowo-naczyniowe, patologie stawów ... i ŚMIERĆ ŚMIERCI.

przedziały

Aby pogłębić wiedzę na temat składu ciała, należy mieć pewność, że organizm, z punktu widzenia kompozycji, można podzielić na przedziały. Nie ma jednej klasyfikacji, a co najmniej pięć można opisać (zmodyfikowane później przez Wang i in., 1992-1993-1995):

Model podstawowy

  • 2 przedziały (masa tłuszczowa / masa beztłuszczowa - FM / FFM)

Modele wielokomorowe

  • Model atomowy - 4 przedziały (węgiel / wodór / tlen / inne pierwiastki)
  • Model molekularny - 4 przedziały (woda / tłuszcz / białko / minerały)
  • Model komórkowy - 4 przedziały (masa komórek / ciała stałe ekstracell / płyny pozakomórkowe / tłuszcz).
  • Model funkcjonalny - 5 przedziałów (mięśnie szkieletowe / tkanka tłuszczowa / kość / krew / inne).

Zmodyfikowany w latach 1992-1993-1995 przez Wanga i in. w następujący sposób:

Modele wielokomorowe

  • Model podstawowy - 5 przedziałów (węgiel / wodór / tlen / azot / inne pierwiastki)
  • Model molekularny - 5 przedziałów (woda / tłuszcz / białko / minerały / glikogen )
  • Model komórkowy - 5 przedziałów (masa komórkowa / ciała stałe pozakomórkowe / ekstrakt. Woda / tłuszcz)
  • Model funkcjonalny - 4 przedziały (mięśnie szkieletowe / tkanka tłuszczowa / szkielet / organy trzewne i pozostałości ).

Ocena składu ciała - poziomy analizy

Strukturę ciała należy traktować jako rosnącą organizację złożoności; różne poziomy analizy to: atomy, cząsteczki, komórki, tkanki, narządy, układy / aparaty i wreszcie organizm (Body Whole - BW).

NB . Znajomość relacji między różnymi składnikami na pewnym poziomie lub między różnymi poziomami jest WAŻNA dla szacunku POŚREDNIEGO konkretnej komory.

Analiza całego ciała - BW

Ciało można uznać za pojedynczą jednostkę charakteryzującą się: WYMIARAMI, KSZTAŁTEM, OBSZAREM I POWIERZCHNIĄ, GĘSTOŚCIĄ i INNYMI CHARAKTERYSTYKAMI ZEWNĘTRZNYMI (waga, wysokość, objętość); w analizie BW poziomy atomowe i komórkowe są względnie interesujące, dlatego system organizacji jest zredukowany głównie do poziomów:

  • Molekularno - chemiczne
  • Tkanka - anatomiczna.

Metody: trafność i dokładność

Ważność to stopień, w jakim instrument lub metoda faktycznie mierzy to, co mówi, że mierzy; na podstawie ważności leży dokładność lub precyzja pomiaru ilości, której rzeczywistą wartością jest NOTO.

W ocenie CC (a więc masy tłuszczu - FM) poziomy ważności wynoszą 3:

  • I poziom - bezpośredni: rozbiór zwłok i ekstrakcja tłuszczu eterem
  • 2. poziom - częściowo bezpośredni: pomiar „niektórych” ilości metodą densytometrii (DEXA) i późniejsza zależność ilościowa do oszacowania FM
  • Poziom III ° - pośredni: wykrywanie pomiaru (takiego jak grubość lub opór elektryczny) i wyprowadzenie równania zregenerowanego do poziomu II (w rzeczywistości lepiej byłoby zdefiniować to podwójnie pośrednio).

Plikometria i bioimpedancja to metody należące do trzeciego poziomu ważności, a zatem POŚREDNIE; są WYSOKIMI „specyficznymi mistrzami”, ponieważ związek między tłuszczem a gęstością zależy od wielu zmiennych, takich jak: nawodnienie organizmu, gęstość ciała, muskularność, ściśliwość i grubość tłuszczu, rozkład tłuszczu, ilość tłuszczu w jamie brzusznej.

Bioimpedentiometria - historia

Bio-impedancemetria opiera się na koncepcji impedancji bioelektrycznej lub stosunku amplitudy potencjału przemiennego do wynikającej z tego amplitudy prądu przemiennego w przewodniku biologicznym .

Koncepcja impedancji bioelektrycznej została pogłębiona przez Lukaskiego w 1985 roku:

Z = opozycja przewodnika biologicznego w kierunku prądu przemiennego

na podstawie badań:

  • Pletyzmograf impedancyjny, dotyczący elektrycznych właściwości komórek, tkanek i przepływu krwi, przeprowadzony w 1959 r. Przez Nyboera, który stwierdził, że modyfikacje objętości przewodzącej są związane ze zmianami impedancji przewodnika.
  • Eksperymentalna w inwazyjnej technice dwubiegunowej (podskórna elektroda dłoni na stopie bocznej), Thomasset 1962.
  • Dalsze badania prowadził Hoffer (1969), który zastosował cztery elektrody skórne

W latach 80. impedancja jednoczęstotliwościowa (50 KHz) była już wykorzystywana do oceny CC, podczas gdy w następnych dziesięcioleciach mierniki impedancji wieloczęstotliwościowej wykorzystano do oszacowania całkowitej pojemności przedziału wody w organizmie (całkowita woda w organizmie - TBW): XITRON, pierwsze wieloczęstotliwościowe urządzenie do analizy impedancji bioelektrycznej.

Bioimpedentiometria - cechy i działanie

Analiza bioimpedancji jest metodą oceny pośredniej CC, próbą zależną, ale z licznymi zaletami i zaletami; wśród nich rozpoznajemy: szybkość wykonania, łatwość użycia, nieinwazyjność, tańsze niż DEXA (densytometria), możliwe zarówno dla kliniki, jak i badań terenowych (przenośnych).

Bioimpedentiometria mierzy impedancję oferowaną przez ciało dla przepływu przemiennego prądu elektrycznego o niskiej intensywności (800µA) i stałej częstotliwości; chude tkanki niosą stały prąd bardziej niż tkanki tłuszczowe, ponieważ zawierają większą ilość wody i elektrolitów. Wynika z tego, że zdolność przewodzenia jest wprost proporcjonalna do ilości wody i zawartych elektrolitów. Co więcej, TBW można przewidzieć przez impedancję (Z), ponieważ zawarte w wodzie elektrolity są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego; jeśli TBW jest duże, prąd płynie łatwo przez ciało z mniejszym oporem (R), co samo w sobie wydaje się odwrotnie proporcjonalne do masy beztłuszczowej (FFM). Logicznie rzecz biorąc, opór jest wprost proporcjonalny (wysoki) u osób z większą ilością tkanki tłuszczowej, ponieważ tłuszcz jest bardzo złym przewodnikiem prądu ze względu na niską zawartość wody.

Analiza bioimpedancji i kształty ciała

Ciało ludzkie NIE jest pojedynczym cylindrem o jednolitym przekroju i musi być interpretowane jako pięć odrębnych cylindrów połączonych szeregowo; różne segmenty nie są jednolite ani pod względem długości, ani przekroju, dlatego opór jest zmienny.

Istnieje również związek między opozycją biologicznego przewodnika w kierunku prądu zmiennego (Z) a DŁUGOŚCIĄ i OBJĘTOŚCIĄ przewodnika; impedancja (Z) do przepływu prądu przez ciało jest wprost proporcjonalna do długości przewodu (STATURE) i odwrotnie proporcjonalna do sekcji, zawsze biorąc pod uwagę, że: impedancja ( Z) = ƿ (rezystywność) * [długość (L) / sekcja (A)] - gdzie ƿ jest równe określonej ODPORNOŚCI tkanek ciała (stała).

Analiza bioimpedancji i zasady fizyczne

  • Tkanki biologiczne działają jako przewodniki lub izolatory, a przepływ prądu przebiega ścieżką najmniejszego oporu. Zastosowanie bio-impedancometrii do oceny CC opiera się na różnych właściwościach przewodzących i dielektrycznych tkanek biologicznych, gdy częstotliwość odnosząca się do prądu elektrycznego zmienia się; tkanki, które zawierają wodę i elektrolity, takie jak płyn mózgowo-rdzeniowy, krew i mięśnie, są dobrymi przewodnikami, podczas gdy tkanki tłuszczowe, kostne i wypełnione powietrzem, takie jak płuca, są tkankami dielektrycznymi. W ludzkim ciele objętość (V) tych tkanek można wywnioskować z miary ich odporności (R).
  • Impedancja jest funkcją rezystancji (R) i reaktancji (Xc): Z = R2 + Xc2

Impedancja (Z) jest opozycją zależną od rezystancji przewodnika do przepływu przemiennego prądu elektrycznego i może być podzielona na dwa elementy: rezystancję (R) i reaktancję (Xc). Rezystancja (R) jest czystą miarą oporu względem przepływu prądu elektrycznego i jest odwrotna do PRZEWODNOŚCI. Reaktancja (Xc) jest przeciwieństwem przepływu prądu spowodowanego przez masę ciała (MC) i jest odwrotnością pojemności; w analizie bioimpedancji rezystancja (R) i impedancja (Z) są wymienne, ponieważ reaktancja (Xc) jest bardzo niska (<4%). Przy 50 Hz opór (R) jest większy niż reaktancja (Xc), więc opór (R) jest najlepszym predyktorem impedancji (Z).

Wskaźnik oporu odpowiada: postawie (S) 2 / opór (R), podczas gdy najlepszym predyktorem wody pozakomórkowej (ECW) jest: wzrost ( H) 2 / reaktancja (Xc).

Opór (R) między dwoma punktami jest określony przez prawo Ohma: opór (R) = odległość między dwoma punktami (V) / natężenie prądu (I).

Zgodnie z przewidywaniami, dla izotropowego przewodnika cylindrycznego, opór (R) jest wprost proporcjonalny do długości (L) i odwrotnie proporcjonalny do jego odcinka (A), dlatego rezystywność właściwa ( ƿ ) pnia jest 2 lub 3 razy wyższa niż rezystywność ( ƿ ) tych kończyn. Również oporność ( ƿ) dorosłych jest większa niż u dzieci, a oporność ( ƿ ) otyłych jest większa niż w normalnej wadze.

Bioimpedentiometria - czynniki błędu

„Dopuszczalny” poziom błędu dla analizy CC po analizie impedancji bioelektrycznej wynosi <3, 5 kg dla mężczyzn i <2, 5 kg dla kobiet.

Na poziom dokładności i precyzji metody bioimpedancji wpływa przede wszystkim zmienność między instrumentami (kalibracja) i zmienność między instrumentami (różne modele).

W miernikach impedancji o stałej częstotliwości INTENSYWNOŚĆ prądu przemiennego (800: 500 µA) może się znacznie różnić nawet przy tej samej częstotliwości 50 kHz, jak również RÓWNANIE PRZEWIDYWANIA (różnorodność oprogramowania) i typ KALIBRACJI (wewnętrzny lub zewnętrzny).

Mierniki impedancji wieloczęstotliwościowej mają z pewnością wyższe ceny niż mierniki jednoczęstotliwościowe; używają tri-częstotliwości (5-50-100KHz) do pomiaru rezystancji (R) i reaktancji (Xc), ale są używane przede wszystkim w badaniach naukowych.

Ostatecznie, aby uzyskać przydatne środki do oceny CC osoby, konieczne jest ZAWSZE użycie tego samego instrumentu i ZAWSZE KALIBRUJ go przed użyciem. Lepiej używać elektrod o powierzchni 5 cm 2 i układać je w trybie pełnego ciała (dystalny / proksymalny).

Właściwe jest również określenie, że istnieją parafizoloficzne warunki, które mogą zmienić wykrywanie składu ciała. Pierwszym jest stan nawodnienia; zaobserwowano, że stan postu stałego i płynnego przez co najmniej 5 godzin może modyfikować wykrywanie na obiekcie. Podobnie intensywne ćwiczenia aerobowe mogą zmniejszyć opór (R) z powodu braku równowagi między elektrolitami ciała a całkowitą ilością wody; stosunek na korzyść elektrolitów w odniesieniu do wody prowadzi do większej przewodności. Temperatura ciała ma również znaczący wpływ na wykrywanie impedancji biologicznej; zwiększenie go powoduje zmniejszenie oporności (R), dlatego gorączka lub hipertermia NIE jest wiarygodna. Wreszcie skóra, na którą nakładane są elektrody, zwiększa jej przewodność, jeśli jest czyszczona alkoholem etylowym.

NB . Błędy 1 cm w pozycjonowaniu elektrod w ciele determinują modyfikację detekcji równą 2% całości, a temperatura otoczenia <14 ° C pogarsza szacunek masy beztłuszczowej do 2, 2 kg.

Zalety bioimpedancji w odniesieniu do plikometrii

Zarówno geometria plikometrii, jak i geometrii bioimpedancji są pośrednimi technikami wykrywania CC i mają ten sam stopień dokładności; czasem jednak lepiej byłoby użyć impedancji bioelektrycznej, ponieważ ma ona pewne zalety zastosowania. Wśród nich wspominamy:

  • Nie wymaga wysokiego poziomu umiejętności manualnych i umiejętności operatora
  • Jest wygodniej
  • Można to oszacować dla oceny otyłych i obłożnie chorych
  • Ocenia także lokalne CC
  • Posiada zdolność oceny ECW (woda pozakomórkowa) i ICW (woda wewnątrzkomórkowa)

Krótko mówiąc: dobra detekcja z analizą impedancji bioelektrycznej

Aby wykonać prawidłowy pomiar impedancji bioelektrycznej, konieczne jest:

  • PROPONUJ PRAWIDŁOWO ELEKTRODY (odległość 4 cm proksymalnie czerwony dystalnie czerwony)
  • UZNAJ ODDYCHANIE
  • OCENA ZNACZENIA WYKONYWANEGO ĆWICZENIA FIZYCZNEGO
  • ZBUDUJ ŚRODOWISKO WYKRYWANIA TERMICZNEGO
  • CZYSZCZENIE POWIERZCHNI PROWADZĄCEJ

Ponadto przypominamy, że w celu uzyskania wiarygodnych i powtarzalnych danych temat musi:

  • BYĆ SZYBKI NA CO NAJMNIEJ 4 GODZINY
  • BĘDZIE NIEOBECNY Z FIZYCZNEGO ĆWICZENIA 12 GODZIN
  • MASZ PUSTĄ PĘCHERZĘ
  • O NAPOJU Z ALKOHOLU OD CO NAJMNIEJ 48 GODZIN
  • NALEŻY UNIKAĆ OD DIURETYKI NA CO NAJMNIEJ 7 DNI

Chcąc być jeszcze bardziej precyzyjnym, pamiętajmy, że okres przedmiesiączkowy u kobiet determinuje zmianę równowagi ciała i że zmiana zawartości wody i soli u dzieci wymaga zastosowania specjalnych równań predykcyjnych.

NB . Według niektórych badaczy dokładność przewidywania z BIA można poprawić, stosując:

  • Eq. specyficzny dla wieku Lohman 1992
  • Eq. rasowy specyficzny Rising i in., 1991
  • Eq. specyficzny dla poziomu otyłości Rye t al., 1988
  • Eq. specyficzne dla poziomu aktywności fizycznej Houtkooper 1989

Sformułowano GENERALIZOWANE RÓWNANIA, które obejmują AGE i SEX, ale możliwe jest również, aby NAKŁADAĆ MASĘ TŁUSZCZU U OSÓB Z NISKIM PROCENTEM TŁUSZCZU (przeciwieństwo plikometrii) I ZŁOŻYĆ MASĘ TŁUSZCZU U OSÓB WYSOKICH PROCENTÓW.

Zalecane

Ketoza - przyczyny i objawy
2019
Żywność Gozzigeni
2019
Propolis - efekty i zalety propolisu
2019