Биомпедансный анализ

 В избранное 
Материал из Интервики
Перейти к: навигация, поиск

Биоимпедансный анализ, биоимпедансометрия, БИА — метод определения электрического сопротивления биологических тканей («био» — биологический, «импеданс» — комплексное электрическое сопротивление). С помощью этого метода оценивается состав тела, а именно объем жидкости и ее распределение, мышечная, жировая и костная массы, а также другие морфологические/физиологические параметры.

Биоимпедансометрия проводится анализатором состава тела (биомпедансметром). Сейчас прибор для определения состава тела входит в стандарт оснащения отделений диетологии и кабинета диетолога согласно Приказу Министерства здравоохранения РФ.

Описание[править]

В ходе биоимпедансометрии определяют электрическое сопротивление тканей, представленное активным и реактивным импедансом. Субстрат активного импеданса — это жидкости (внутри- и внеклеточная), которые обладают ионным механизмом проводимости, а реактивного — клеточные мембраны. Биоимпедансометр измеряет сопротивление с помощью двух пар электродов («рука/туловище/нога»), а также синусоидального тока низкой мощности (до 500–800 мкА) и постоянной частоты.

Поскольку биологические ткани обладают разным сопротивлением, возможно точно измерить компонентный состав (содержание отдельных компонентов тела). Величины активного импеданса, разные по частоте, используют для определения общей жидкости, внеклеточной жидкости, мышечной массы. Значение реактивной составляющей электрического сопротивления используется для расчета основного обмена и активной клеточной массы.

Прежде вего, БИА определяет содержание воды в ткани. Измеряемое при заданной частоте тока сопротивление изменяется в зависимости от физиологических и патологических факторов. Например, импеданс крови и лимфы зависит от концентрации электролитов и белков, а сопротивление здоровой ткани меняется при отеках, ишемии или опухолях, что позволяет использовать биоимпедансометрию для оценки отдельных органов и систем

История развития метода[править]

Первое упоминание об электропроводимости биологических тканей встречается в работах В. Томсона в конце XIX века. Метод биоимпедансометрии как таковой получил свое название и начал активно развиваться во второй половине XX века. Применять метод на практике для определения состава тела начал французский анестезиолог А. Томассет в первой половине 60-х годов прошлого столетия. Впоследствии метод стали активно использовать в спортивной медицине. С помощью БИА оценивали выносливость спортсменов и содержание мышечной массы, корректировали рацион питания и уровень нагрузки.

Начиная с 30-х годов прошлого века, опубликовано множество работ, подтверждающих точность метода в сравнении с оценкой состава тела с помощью других методик [Синдеева Л. В., Казакова Г. Н. Антропометрия и биоимпедансометрия: параллели и расхождения. Журнал «Фундаментальные исследования» – 2013. – № 9 (часть 3) – С. 476-480], [Hoffer E. C. et al. Correlation of whole-body impedance with total body water volume // J. Appl. Physiol. 1969. Vol. 26. P. 531–534],[Manuela Dittmar, Helmut Reber. Validation of different bioimpedance analyzers for predicting cell mass against whole-body counting of potassium (40K) as a reference method. Am J Hum Biol, Nov-Dec 2004;16(6):697-703. doi: 10.1002/ajhb.20078]. Примерно в то же время начата разработка аппаратуры для выполнения биоимпедансного анализа.

Анализаторы состава тела[править]

Первые серийные биоимпедансметры появились в США в конце 70-х годов прошлого века. Сегодня множество компаний в разных странах выпускают анализаторы биоимпеданса: «БИОРС» и «МЕДАСС» (Россия), Omron и Tanita (Япония), InBody (Южная Корея), ImpediMed и RJL (Австралия), Data Input (Германия), Akern (Италия) и др. Принцип их действия одинаков, однако есть различия в способе измерения. Использование биоимпедансметров горизонтального типа напоминает процедуру записи ЭКГ: пациент ложится на кушетку, после чего на его запястье и лодыжке с любой стороны тела закрепляют электроды. Такой способ является стандартным и точным методом измерения, наиболее часто используемым в практике врача-диетолога. Также существуют анализаторы состава тела в виде весов, когда пациент встает ногами на платформу (вертикальный тип измерения). В последние годы производятся уникальные аппаратно-программные комплексы, в которых объединены несколько медицинских технологий диагностики с выполнением обследований и получением результатов в автоматическом режиме (Медсканер БИОРС).

Основные показатели[править]

При биоимпедансометрии масса тела состоит из двух компонентов: тощей и жировой массы. В свою очередь, тощая представляет собой совокупность активной клеточной массы (включает внутренние органы, нервные клетки, мышцы) и внеклеточной массы (внеклеточная жидкость и соединительная ткань). Диапазон нормы для каждого показателя зависит от возраста, пола и некоторых других параметров. С помощью БИА определяются следующее:

  • ИМТ (индекс массы тела);
  • жировая масса (содержание в кг) в отношении к общему весу тела;
  • количество АКМ (в кг и %);
  • масса костной ткани;
  • общее количество жидкости;
  • объем внеклеточной жидкости;
  • содержание связанной жидкости;
  • основной обмен (в ккал);
  • фазовый угол биоимпеданса.

1.ИМТ. Данный показатель используется для расчета оптимальной массы тела. Его определяют как отношение веса (в кг) и роста (величина в квадрате, в метрах). ИМТ позволяет провести лишь косвенную оценку недостаточного, оптимального или избыточного веса, поскольку не учитывает объем мышц, который может быть увеличен у спортсменов, или наличие отеков, которые могут наблюдаться при различных заболеваниях.

2.Жировая масса. Более точно отражает понятие «лишний вес» по сравнению с ИМТ. Недостаток жира в организме не менее опасен, чем избыток, поскольку он необходим для теплоизоляции, выработки гормонов и выполнения других важных функций.

3.Активная клеточная масса. В основном, представлена мышцами. При слишком малом объеме АКМ нарушаются функции органов — такое бывает при заболевании щитовидной железы (при повышении обмена веществ), печени (при нарушении синтеза белков). Чем больше содержание АКМ, тем быстрее идет процесс похудения, поскольку в мышечной ткани сжигается больше всего калорий. Именно поэтому часто бывают неэффективными диеты у тех, кто пренебрегает физическими упражнениями. При недостатке АКМ жир накапливается даже при строгой диете

4.Костная масса. Если показатель снижен, это может указывать на разрежение костной ткани (остеопороз). Кости становятся хрупкими и склонными к переломам. Основным структурным элементом кости является кальций, поэтому низкие значения костной массы могут косвенно отражать дефицит кальция, что часто встречается при недостатке этого минерала в рационе питания.

5.Количество внеклеточной жидкости. Преимущественно, она представлена кровью и лимфой. Низкий показатель говори о сгущении крови – опасном состоянии, при котором повышается вероятность формирования тромбов в кровеносных сосудах с возрастанием риска тромбоза вен, инфаркта/инсульта. Кроме того, сгущение крови замедляет обмен веществ.

6.Содержание жидкости в связанном состоянии. Этот показатель позволяет выявить отеки, причина которых может заключаться в заболеваниях почек или сердечно-сосудистой системы.

7.Основной обмен. Количество энергии, необходимое на поддержание обычной жизнедеятельности в течение суток (в состоянии покоя и комфортных для организма условиях).

8.Фазовый угол биоимпеданса. Отражает выносливость организма. На его основании также определяется биологический возраст, т. е. соответствие физических показателей фактическому возрасту. Относительно высокие значения указывают на высокую активность мышц и хорошее состояние клеточных мембран. Этот показатель снижается с возрастом, при хронической патологии или недостатке нутриентов. Существенное снижение наблюдается в случаях обширного распада тканей — например, при онкологических заболеваниях на поздних стадиях, туберкулезе, циррозе печени.

Клиническое применение[править]

Поскольку БИА помогает определять и контролировать водный, белковый и липидный обмен, биоимпедансометрию применяют врачи различных специальностей

  • В кардиологии биоимпедансный анализ применяют для определения степени нарушения баланса жидкости и подбора терапии
  • В терапии и эндокринологии БИА является одним из методов оценки и контроля эффективности лечения ожирения, помогает определить степень гидратации тканей, вероятность развития метаболического синдрома, оценить риск осложнений при циррозе печени
  • В реанимации метод используется для планирования инфузионной терапии и др. [Николаев Д. В. с соавт. Спектр применения методик биоимпедансного анализа и новые возможности их использования в интенсивной терапии // Труды Седьмой научно-практической конференции «Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы». М., 2003. С. 301–309.]

Применение в нутрициологии[править]

Основное использование биоимпедансометрии относится к сферам диетологии/нутрициологии, мониторинга состояния здоровья и биомедицинской антропологии Известно, что показатели БИА зависят от возраста и пола, в связи с чем метод используют в педиатрической практике для оценки динамики состава тела детей Биоимпедансометрия активно применяется в спортивной медицине. Основная цель использования — мониторинг состава тела в ходе тренировок с выявлением перетренированности, прогноз достижений и разработка техник адаптации конкретного спортсмена к нагрузкам

Подготовка и проведение процедуры[править]

Чтобы получить наиболее точные результаты биоимпедансометрии, перед обследованием нужна подготовка, которая включает в себе следующее:

  • пациент не должен употреблять кофе, чай и другие кофеиносодержащие напитки, а также алкоголь за два дня до процедуры,
  • последний прием пищи должен быть не позднее, чем за 3 часа до выполнения биоимпедансного анализа,
  • пациенту необходимо снять металлические предметы и отложить в сторону гаджеты, а также спокойно полежать перед началом обследования в течение 7-10 минут.

В помещении, где проводится обследование, должна поддерживаться температура в диапазоне 22–25 °С. Во время процедуры внутренние поверхности бедер (до паха) не должны соприкасаться друг с другом, так же как и руки с туловищем (до подмышечных впадин).

Противопоказания[править]

Относительными противопоказаниями к проведению биоимпедансометрии считаются следующие:

  • повреждение кожи в областях наложения электродов,
  • повышение температуры тела,
  • период менструации или беременности,
  • наличие кардиостимулятора у пациента.

Список литературы

[Николаев Д. В. и др. Биоимпедансный анализ состава тела человека. М.: Наука, 2009. 392 с.].

[Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 15 ноября 2012 г. № 920н "Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи населению по профилю «диетология»".]

[Мартиросов Э. Г. и др. Технологии и методы определения состава тела человека. М.: Наука, 2006. 256 с.].

[Руднев С. Г. и др. Биоимпедансное исследование состава тела населения России. М., 2014. 493 с.].

[Selberg O. Norms and correlates of bioimpedance phase angle in healthy human subjects, hospitalized patients, and patients with liver cirrhosis // Eur. J. Appl. Physiol. 2002. Vol. 86, N 6. P. 509–516.],[ Eickemberg M., et al. Bioelectrical impedance and visceral fat: a comparison with computed tomography in adults and elderly // Arch. Bras. Endocrinol. Metabol. 2013. Vol. 57, N 1. P. 27–32.].

[Janssen I. et al. Estimation of skeletal muscle mass by bioelectrical impedance analysis // Am. J. Clin. Nutr. 2000. Vol. 89, N 2. P. 465–471.].

[Николаев Д. В. Биоимпедансный анализ: основы метода. Протокол обследования и интерпретация результатов // Спортивная медицина: наука и практика. 2012. Вып. 2. С. 29–36.],[ Никитюк Д. Б. и др. Индекс массы тела и другие антропологические показатели физического статуса с учетом возраста и индивидуально-типологических особенностей конституции женщин // Вопросы питания. 2015. Т. 84, № 4. С. 47–54.]

[Мартиросов Э. Г. и др. Применение антропологических методов в спорте, спортивной медицине и фитнесе. М.: Физическая культура, 2010. 119 с.]

[Синдеева Л. В. и др. Анатомические и биоимпедансометрические показатели — маркеры физического здоровья женского населения // Соврем. проблемы науки и образования. 2015. Вып. 5. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=21638],[ Гайворонский И. В. Конституциональные особенности возрастных изменений минеральной плотности костной ткани у взрослых женщин Республики Карелии // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 11. Медицина. 2014. Вып. 3. С. 158–164.26. Ellis K. J. Human body composition: in vivo methods // Physiol. Rev. 2000. Vol. 80, N 2. P. 649–680.]. При этом биоимпедансометрия используется для изучения состава тела не только в обычных условиях, но и во время космических полетов[ Heymsfield S. B. et. Al. Human body composition (2nd ed.). Champaign: Human Kinetics, 2005. 533 p.].

[Хрущева Ю. В. и др. Верификация и описание возрастной изменчивости биоимпедансных оценок основного обмена // Сб. трудов науч.-практ. конф. «Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы». М., 2009. С. 353–357.],[ Сакибаев К. Ш. Анатомо-антропологические основы биоимпедансометрии в изучении состава тела в постнатальном онтогенезе // Журнал анатомии и гистопатологии. 2015. Т. 4, No 3. С. 106.],[ Бариева Ю. Б. и др. Биоимпедансный анализ состава тела у детей школьного возраста с избыточным весом // Медицинская реабилитация в педиатрической практике: достижения, проблемы и перспективы. Киров, 2013. С. 56–63.].

[Торнуев Ю. В. с соавт. Диагностические возможности неинвазивной биоимпедансометрии // Фундаментальные исследования. 2014. Вып. 10-4. С. 782–788.],[ Khalil S. et al. The theory and fundamentals of bioimpedance analysis in clinical status monitoring and diagnosis of disease // Sensors (Basel). 2014. Vol. 14, N 6. P. 10895–10928.]. [ Selberg O., Selberg D. Norms and correlates of bioimpedance phase angle in healthy human subjects, hospitalized patients, and patients with liver cirrhosis // Eur. J. Appl. Physiol. 2002. Vol. 86, N 6. P. 509–516.]

[Прусов П. К. Взаимосвязи показателей биоимпеданса с физическим развитием и работоспособностью у юных спортсменов // Медицина для спорта: материалы I Всероссийского конгресса. М., 2011. С. 354–358.].

[Николаев Д. В. с соавт. Методические вопросы биоимпедансного анализа состава тела и баланса водных секторов // Труды Шестой научно-практической конференции «Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы». М., 2004. С. 105–114.],[ Васильев А. В. с соавт. Одночастотный метод биоимпедансного анализа состава тела у больных с сердечно-сосудистой патологией — новые методические подходы // Труды Седьмой научно-практической конференции «Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы». М., 2005. С. 152–159.].