Кіріспе
Дене құрамын бағалау әдісі Биоэлектрлік импиданстық талдау (BIA) - дене құрамын, әсіресе денедегі май мен бұлшық ет массасын бағалау әдісі, онда дене арқылы әлсіз электр тогы ағылады және дененің импиданстығын (қозғалыс күші мен реактивтілігін) есептеу үшін кернеу өлшенеді. Денедегі судың көп бөлігі бұлшықеттерде сақталады. Сондықтан, егер адам мысықты болса, онда адамның дене суының көп болуының мүмкіндігі жоғары, бұл төменгі кедергіге әкеледі. 1980 жылдардың ортасында коммерциялық мақсатта қол жетімді алғашқы құрылғылар пайда болғаннан бері бұл әдіс пайдаланудың оңайлығы мен жабдықтың тасымалдануы арқасында танымал болды. Ол тұтынушылар нарығында денедегі майды бағалаудың қарапайым құралы ретінде танымал. BIA электрлік кедергісін немесе дене тіндері арқылы электр тогының ағынына қарсылықты анықтайды, содан кейін оны жалпы дене суын (TBW) бағалау үшін қолдануға болады, оны майсыз дене массасын және дене салмағының айырмашылығы бойынша дене майларын бағалау үшін пайдалануға болады.
Bioelectrical impedance analysis (BIA) is a method for estimating body composition, in particular body fat and muscle mass, where a weak electric current flows through the body and the voltage is measured in order to calculate impedance (resistance and reactance) of the body. Most body water is stored in muscle. Therefore, if a person is more muscular there is a high chance that the person will also have more body water, which leads to lower impedance. Since the advent of the first commercially available devices in the mid 1980s the method has become popular owing to its ease of use and portability of the equipment. It is familiar in the consumer market as a simple instrument for estimating body fat. BIA actually determines the electrical impedance, or opposition to the flow of an electric current through body tissues which can then be used to estimate total body water (TBW), which can be used to estimate fat free body mass and, by difference with body weight, body fat.
Дұрыс
Алғашқы зерттеулердің көбісі ААЖ-ның өте өзгермелі екенін көрсетті және көпшілік оны дене құрамының нақты өлшемін қамтамасыз ететін деп санамады. Соңғы жылдары технологиялық жетістіктер дене құрамын өлшеудің БИА-ны әлдеқайда сенімді және сондықтан да қолайлы әдісін жасады. Дегенмен, дене құрамын талдаудағы эталондық әдіс ретінде BIA емес, 4 камералы модель (4C) (DXA және MRI қолайлы альтернативалар) қарастырылады. Құралдарды пайдалану оңай болғанымен, оларды қолдану әдісіне (өндіруші сипаттағандай) мұқият көңіл бөлу керек. Тұтынушылар үшін денедегі майды өлшейтін қарапайым құрылғылар, көбінесе BIA-ны пайдалана отырып, денедегі май өлшегіш ретінде қол жетімді. Бұл құралдар клиникалық немесе тамақтану және медициналық тәжірибеде қолданылатын құралдарға қарағанда аз дәл болып саналады. Олар денедегі майдың пайыздық мөлшерін орташа есеппен шамамен 5 кг (±7 кг LoA) кемтеп оқиды, бұл әйелдер мен ерлер үшін МРТ-ге негізделген 0,75 және 0,81 өлшемдермен сызықтық байланысын көрсетуге қарамастан. Сусыздану - бұл BIA өлшеміне әсер ететін фактор, өйткені ол дененің электрлік кедергісінің артуына әкеледі, сондықтан майсыз массаны 5 кг кем бағалауға, яғни дене майларын асыра бағалауға әкеледі. Денедегі майдың мөлшері тамақ ішкеннен кейін бірден өлшенгенде төмен болады, бұл денедегі майдың күн бойы алынған ең жоғары және ең төменгі пайыздық көрсеткіштері арасындағы айырмашылықты тудырады, бұл денедегі майдың 4,2% -ға дейін. BIA өлшемінен бұрын орташа дене шынықтыру жаттығулары майсыз массаны асыра бағалауға және импиданстың төмендеуіне байланысты денедегі майдың пайызын төмен бағалауға әкеледі. Мысалы, 90-120 минут бойы орташа қарқынды жаттығулар BIA өлшемінен бұрын майсыз массаның шамамен 12 кг-ға асыра бағалауына әкеледі, яғни денедегі майдың мөлшері айтарлықтай төмен бағаланады. Сондықтан, орташа немесе жоғары қарқынды жаттығудан кейін бірнеше сағат бойы АЖККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККККК BIA топтарды өлшеу үшін жеткілікті дәлдігі бар деп саналады, белгілі бір уақыт аралығында адамның дене құрамын бақылау үшін шектеулі дәлдігі бар, бірақ жеке тұлғалардың бір өлшемдерін тіркеу үшін жеткілікті дәлдігі жоқ деп саналады. БИА өлшеуге арналған тұтынушы класты құрылғылар бір рет өлшеу үшін жеткілікті дәлдігі жоқ деп табылды және олар жеке адамдар үшін уақыт өте келе дене құрамының өзгеруін өлшеу үшін қолайлы. Екі электродты, мысалы, аяқ-аяқ немесе қол-қол өлшеу, әдетте 4 электродтық әдістерден (тетраполярлы әдіс, онда ток схемасы дисталдық электродтар жұбымен қамтамасыз етіледі, импедансы өлшенеді, өйткені кернеулік төмендеуі проксимальді электродтардың жеке жұбының арасында). Қол мен аяқтардың бірнеше электродтарын қолдануға болады, әдетте сегіз, бұл дене сегменттерінің, қол, аяқ және дене бөлігінің кедергісін өлшеуге мүмкіндік береді. Көп электродты құрылғылардың артықшылығы - дене сегменттерін электродтарды ауыстырудың қажеті жоқ, бір мезгілде өлшеу мүмкін. Сыналған кейбір импеданстық аспаптардың нәтижелері келісудің төмен шектерін және кейбір жағдайларда висцеральді майдың пайызын бағалауда жүйелі ауытқушылықты тапты, бірақ толығымен толығымен бүкіл дене магниттік резонанстық бейнелеу (МРТ) және қос энергиялы рентгендік сәулелерді сіңіру (DXA) әдістерімен салыстырғанда тынығудағы энергия шығынын (REE) болжауда жақсы дәлдік. Импеданс жиілікке сезімтал; төменг...
Тарихи негіздер
Тіндердің электрлік қасиеттері 1872 жылдан бері сипатталған. Бұл қасиеттер тіндердің кең ауқымында жиіліктердің кең ауқымы үшін, соның ішінде зақымдалған немесе өлімнен кейін өзгеріске ұшыраған тіндер үшін сипатталды. 1962 жылы Thomasset екі тері астына салған инелерді қолдана отырып, жалпы дене суының индексі ретінде электрлік кедергі өлшеуін қолдана отырып, алғашқы зерттеулерді жүргізді. 1969 жылы Хоффер бүкіл дене импидансын өлшеу жалпы денедегі судың шамасын болжауға мүмкіндік береді деген қорытындыға келді. Теңдеу (дене биіктігінің квадрат мәні дененің оң жартысындағы импеданс өлшеміне бөлінген) жалпы дене суымен 0,92 корреляция коэффициентін көрсетті. Бұл теңдеу, Хоффер дәлелдеді, BIA-да қолданылатын импеданс индексі ретінде белгілі. 1983 жылы Нюбер дене құрамын бағалау үшін бүкіл дене электрлік кедергісін қолдануды растады. 1970 жылдары BIA негіздері, оның ішінде импеданс пен денедегі судың құрамы арасындағы байланысты негіздегендер құрылды. Кейін RJL Systems және оның алғашқы коммерциялық импеданс өлшегіші сияқты түрлі бір жиілікті BIA талдаушылары коммерциялық түрде қол жетімді болды. 1980-ші жылдары Лукаски, Сегал және басқа зерттеушілер BIA-да бір жиілікті (50 кГц) қолдану адам денесін бір цилиндр деп қабылдағанын анықтады, бұл BIA-да көптеген техникалық шектеулерді тудырды. Стандартты дене түрі жоқ популяцияларда бір жиілікті қолдану дұрыс емес. BIA-ның дәлдігін арттыру үшін зерттеушілер емпирикалық деректерді (жынысы, жасы, ұлты) пайдаланушының дене құрамын болжау үшін эмпирикалық теңдеулер жасады. 1986 жылы Лукаски импеданс индексі, дене салмағы және реактансты пайдалана отырып, эмпирикалық теңдеулерді жариялады. Алайда, эмпирикалық теңдеулер орташа халықтың дене құрамын болжауда ғана пайдалы болды және аурулары бар халық үшін медициналық мақсаттарда дәл болмады. 1990 жылдары нарыққа бірнеше бірнеше жиілікті талдаушылар мен BIS құрылғылары кірді. БИА-ны төсек жағындағы әдіс ретінде қолдану көбейді, өйткені жабдық тасымалданатын және қауіпсіз, процедура қарапайым және инвазивті емес, ал нәтижелер қайталана алады және тез алынады. Жақында сегменттік BIA кедергі (R) мен дене массасының арасындағы сәйкессіздіктерді жою үшін әзірленді. 1996 жылы, эмпирикалық теңдеулерді пайдаланбаған InBody атты BIA құрылғысында сегіз полярлы тұрақ жасалды және "халықтық формулалар қажетсіз әйелдерде TBW және ECW-нің нақты бағалауын ұсынады" деп табылды. 2018 жылы AURA Devices фитнес-трекері AURA Band-ті BIA құрамында әкелді. 2020 жылы BIA Apple Watch пайдаланушыларына сенсорлары бар AURA Strap аксессуарымен қол жетімді болды. 2020 жылдың басында Samsung Galaxy Watch 4 секілді ақылды сағаттар BIA-да салынған.
Өлшеу конфигурациясы
Ұяшық тінінің импиденциясын резистор (клеткадан тыс жолды білдіретін) ретінде, қатардағы резистор мен конденсатормен (клеткааралық жолды, клетка ішіндегі сұйықтықтың кедергісін және конденсаторды бейнелейтін) модельдеуге болады. Бұл өлшеуде қолданылатын жиілікке қарсы кедергі өзгеруіне әкеледі. Бүкіл дене импидансын өлшеу, әдетте, билеттен іпсилатеральды аяқ жағына дейін өлшенеді және екі (сирек) немесе төрт (көп жағдайда) электродты қолданады. 2 электроды (биполярлы) конфигурациясында екі электродтың арасында 1 10 мкА шамасындағы шағын ток өтеді және кернеу бір-біріне тең өлшенеді, ал тетраполярлы конфигурациядағы кедергі екі электродтың аралығында жеке жұп ретінде өлшенеді. Тетраполярлық орналасу артық, өйткені өлшеу терінің электродты интерфейсінің кедергісімен шатастырылмайды
Фазалық бұрыш
Адамдағы биоэлектрлік импедансты талдау кезінде фазалық бұрышты бағалауды алуға болады және ол тіндер арқылы ауыспалы ток өтуімен кедергі мен реактивтіліктің өзгеруіне негізделеді, бұл фазалық ауысуды тудырады. Сондықтан барлық өлшем жиіліктері үшін фазалық бұрыш бар, бірақ әдетте, BIA-да 50 кГц өлшем жиілігінде фазалық бұрыш қарастырылады. Сондықтан өлшенген фазалық бұрыш бірнеше биологиялық факторларға байланысты. Фазалық бұрыш ерлерде әйелдерге қарағанда үлкен және жасқа қарай төмендейді.