Bioimpedance

신체 구성을 평가하는 가장 정확하고 빠른 방법 중 하나

생체 임피던스 측정은 인간의 신체 조성 (CC)을 평가하는 빠르고 정확한 방법입니다 (1985 Lukaski).

몸 조성

신체 구성 분석은 의학, 인류학, 인간 공학, 스포츠, 보조 등 다양한 부문에서 사용됩니다.

최근 전문가들은 CC, 건강 상태 및 스포츠 성과 간의 상관 관계를 심화시키기 위해 에너지와 자원을 이용했다. 지방 조직이 풍부 해지는 경향이있는 신체 조성 (특히 복부 분포 또는 복강 내 조직의 악화)과 근육량 부족이 전반적인 체력 (심장 순환계, 호흡기, 근육질, 관절 등)과 관련이 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 당뇨병, 비만, 이상 지질 혈증, 대사 증후군, 심혈관 합병증, 관절 병리 ... 그리고 죽음의 죽음과 같은 불행한 사건과 관련된 더 큰 신체적 위험에 노출 될 수 있습니다.

구획

몸 조성에 대한 지식을 깊게하려면 구성적인 관점에서 유기체가 구획으로 나뉠 수 있다는 것이 분명해야합니다. 단일 분류가 없으며 적어도 5 개를 기술 할 수있다 (나중에 Wang 외, 1992-1993-1995에 의해 수정 됨).

기본 모델

2 구획 (지방 질량 / 적기 질량 - FM / FFM)

다중 구획 모델

원자 모델 - 4 구획 (탄소 / 수소 / 산소 / 기타 요소)
분자 모델 - 4 구획 (물 / 지방 / 단백질 / 미네랄)
세포 모델 - 4 구획 (세포 질량 / extracell 고체 / extracell 유체 / 지방).
기능 모델 - 5 개의 구획 (골격 근육 / 지방 조직 / 뼈 / 혈액 / 기타).

왕 (Wang)에 의해 1992-1993-1995 년 사이에 수정 됨. 다음과 같은 방법으로

다중 구획 모델

초급 모델 - 5 개 구획 (탄소 / 수소 / 산소 / 질소 / 기타 요소)
분자 모델 - 5 구획 (물 / 지방 / 단백질 / 미네랄 / 글리코겐 )
세포 모형 - 5 개의 구획 (세포질 / 세포질 고체 / extracell. 물 / 지방)
기능 모델 - 4 개의 구획 (골격근 / 지방 조직 / 골격 / 내장 장기 및 잔류 물 ).

신체 조성 평가 - 분석 수준

신체 구조는 복잡성이 증가하는 조직으로 간주되어야합니다. 분자, 세포, 조직, 기관, 시스템 / 장치, 그리고 마지막으로 유기체 (몸 전체 - BW)의 다양한 수준의 분석이 있습니다.

NB . 특정 수준 또는 다른 수준에서 다른 구성 성분 간의 관계에 대한 지식은 특정 신체 구획의 간접 추정에 중요합니다.

전신 분석 - BW

몸체는 치수, 모양, 면적 및 표면, 밀도 및 기타 외장 특성 (무게, 높이, 부피)로 특징 지어지는 단일 단위로 간주 될 수 있습니다. BW 분석에서 원자 및 세포 수준은 상대적인 관심 대상이므로 조직 체계는 주로 수준으로 감소합니다.

분자 - 화학
조직 - 해부학.

방법 : 유효성 및 정확성

유효성 (Validity)은 도구 또는 방법이 실제로 측정 한 바를 실제로 측정하는 정도입니다. 타당성에 기초하여 실제 가치가 NOTO 인 양의 측정 정확도 또는 정밀도가 놓여있다.

공통 평가 기준 (그러므로 체지방 -FM)의 평가에서 유효성 수준은 3 :

1 단계 - 직접 : 시체의 해부 및 에테르로 지방 추출
2 차 수준 - 부분적 직접 측정 : 밀도 측정법 (DEXA)에 의한 "일부"양의 측정과 이후 FM의 추정을위한 정량적 관계
III ° 수준 - 간접 : 측정 (두께 또는 전기 저항과 같은) 및 II 수준으로 회귀 된 방정식 유도 (실제로는 이중으로 간접적으로 정의하는 것이 좋습니다).

Plicometry 및 생체 임피던스는 유효성의 세 번째 수준에 속하는 방법이므로 간접적 인 것입니다. 지방과 밀도의 관계는 신체 수화, 체 밀도, 근력, 지방의 압축성과 두께, 지방 분포, 복강 지방의 양과 같은 많은 변수에 의존하기 때문에 그들은 고도의 "특정 챔피언"입니다.

Bioimpedentiometry - 역사

생체 임피던스 측정은 생체 전기 임피던스의 개념 또는 교류 전위의 진폭과 생체 도체의 교류 전류의 진폭 간의 비율을 기반으로합니다.

생체 전기 임피던스의 개념은 1985 년 Lukaski에 의해 심화되었다 :

Z = 교류 전류에 대한 생물학적 전도체의 반대

연구에 기초 :

1959 년 Nyboer에 의해 수행 된 세포, 조직 및 혈류의 전기적 특성에 관한 임피던스 th 체학 (impedance plethysmographic)은 도전 체적의 변화가 도체의 임피던스 변화와 관련이 있다고 결론 지었다.
침습성 양극성 기법 (외측에 대한 피하 전극 손 발), Thomasset 1962에 대한 실험.
Hoffer (1969)에 의해 더 자세히 조사되었는데, 4 명의 피부 전극

1980 년대에 단일 주파수 임피던스 (50KHz)는 이미 CC 평가를 위해 사용되고 있었지만, 다음 10 년 동안 다중 주파수 임피던스 미터가 총 체수 구획화 (총 체수 - TBW)를 추정하는 데 사용되었습니다. XITRON, bioimpedance 분석을위한 최초의 다중 주파수 악기.

Bioimpedentiometry - 기능 및 작동

Bioimpedance 분석은 여러 가지 장점과 장점을 지닌 간접적 인 CC 샘플을 평가하는 방법입니다. 우리는 실행 속도, 사용의 편의성, 비 침습성, DEXA (밀도 측정법)보다 저렴하며 병원 및 현장 조사 (이동 가능한) 모두에 대해 생각할 수 있습니다.

bioimpedentiometry는 고정 된 주파수와 낮은 강도 (800μA)에서 교류 전류가 통과 할 때 신체가 제공하는 임피던스를 측정합니다. 마른 조직은 더 많은 양의 물과 전해질을 포함하기 때문에 지방 조직보다 고정 된 전류를 더 많이 흘립니다. 전도 용량은 포함 된 물 및 전해질의 양에 직접 비례합니다. 또한 TBW는 임피던스 (Z)로 예측할 수 있습니다. 왜냐하면 물에 함유 된 전해질은 우수한 전류 도체이기 때문입니다. TBW가 클 경우 전류는 적은 저항 (R)으로 본체를 통해 쉽게 흐르고, 그 자체로 마른 질량 (FFM)에 반비례합니다. 논리적으로 저항은 지방 함량이 낮기 때문에 지방이 매우 나쁜 전류 도체이므로 지방 조직의 양이 많은 개인의 경우 직접적으로 비례합니다 (높은).

Bioimpedance 분석 및 몸 모양

인체는 단면이 균일 한 단일 실린더가 아니며 직렬로 연결된 5 개의 별개의 실린더로 해석되어야합니다. 다양한 세그먼트는 길이와 단면이 일정하지 않으므로 저항이 가변적입니다.

교류 (Z)를 향한 생물학적 도체의 반대와 도체 의 길이 및 체적과의 관계도있다. 몸체를 통과하는 전류 흐름에 대한 임피던스 (Z)는 전도체의 길이에 직접 비례하며 단면에 반비례하며 항상 임피던스 ( Z) = ƿ (저항) * [길이 (L) / 섹션 (A)] - ƿ 는 신체 조직의 특정 저항력 (일정)과 같습니다.

생체 신호 분석 및 물리적 원리

생물학적 조직은 도체 또는 절연체의 역할을하며 전류 흐름은 저항이 가장 적은 경로를 따른다. CC를 평가하기 위해 생체 임피던스 측정법을 사용하는 것은 전류를 기준으로하는 주파수가 다양 할 때 생물학적 조직의 다양한 전도성 및 유전체 특성을 기반으로합니다. 뇌척수, 혈액 및 근육과 같은 물과 전해질을 함유 한 조직은 좋은 도체이지만 폐와 같은 지방, 뼈 및 공기로 채워진 공간은 유전체 조직입니다. 인체에서 이들 조직의 부피 (V)는 저항 (R)의 측정으로부터 추론 할 수 있습니다.
임피던스는 저항 (R)과 리액턴스 (Xc)의 함수입니다. Z = R2 + Xc2

임피던스 (Z)는 교류 전류의 흐름에 대한 도체의 저항에 의존하는 저항이며 저항 (R)과 리액턴스 (Xc)의 두 가지 요소로 나눌 수 있습니다. 저항 (R)은 전류의 흐름에 대한 반대의 순수한 척도이며, 전도도와 반대입니다. 리액턴스 (Xc)는 몸 질량 (MC)에 의해 야기되는 전류 흐름에 대한 반대이며 용량의 역수입니다. 생체 신호 분석에서 리액턴스 (Xc)가 매우 낮기 때문에 저항 (R)과 임피던스 (Z)는 서로 바뀔 수 있습니다 (4 % 미만). 50Hz에서 저항 (R)은 리액턴스 (Xc)보다 커서 저항 (R)이 임피던스 (Z)의 가장 좋은 예측 인자입니다.

저항 지수는 신장 (S) 2 / 저항 (R) 에 해당하는 반면, 세포 외 물 (ECW)의 가장 좋은 예측 인자는 신장 ( H) 2 / 리액턴스 (Xc)입니다.

저항 (R) = 두 점 사이의 거리 (V) / 전류 강도 (I).

예상대로, 등방성 원통형 도체의 경우 저항 (R)은 길이 (L)에 직접 비례하며 단면 (A)에 반비례하므로 트렁크의 고유 저항 ( Ω )은 2 ~ 3 배 높습니다. 사지의 비저항 ( ƿ ). 또한 성인의 저항력 ( ƿ) 은 어린이보다 높으며 비만의 저항 ( ƿ )은 정상 체중보다 큽니다.

Bioimpedentiometry - 오차 요인

bioimpedance 분석 후 CC 분석에 대한 "수용 가능한"오류 수준은 남성의 경우 <3.5kg이고 여성의 경우 <2.5kg 미만입니다.

생물학적 임피던스 법의 정확도와 정확도는 무엇보다도 계내 내 변동성 (교정)과 계기 간 변동성 (다른 모델)에 영향을받습니다.

단일 주파수 임피던스 미터에서, 동일한 전류 (800 : 500μA)의 강도는 PREDICTION EQUATION (소프트웨어 다이버 시티) 및 CALIBRATION (내부 또는 외부) 유형뿐만 아니라 동일한 50KHz 주파수에서도 상당히 다를 수 있습니다.

다중 주파수 임피던스 계측기는 단일 주파수 계측기보다 확실히 높은 가격을 제공합니다. 그들은 저항 (R)과 리액턴스 (Xc)를 측정하기 위해 3- 주파수 (5-50-100KHz)를 사용하지만 무엇보다 과학 연구에 사용됩니다.

궁극적으로 사람의 공통 평가 기준 평가에 유용한 방법을 얻으려면 항상 같은 악기를 사용해야하며 사용하기 전에 항상 조정해야합니다. 5cm 2 의 표면을 가진 전극을 사용하고 전신 모드 (말단 / 근위)로 배열하는 것이 더 좋습니다.

또한 체성분 검출을 변경할 수있는 파라 인 소로 phic 조건이 존재 함을 지정하는 것이 적절합니다. 첫 번째는 수화 상태입니다. 적어도 5 시간 동안 고체 및 액체 절식 상태가 피검자의 검출을 수정할 수 있다는 것이 관찰되었다. 마찬가지로 강렬한 에어로빅 운동은 신체 전해질과 총 물 사이의 불균형으로 인해 저항 (R)을 감소시킬 수 있습니다. 물에 대한 전해질의 비율은 전도율을 증가시킨다. 체온은 또한 생체 임피던스 검출에 상당한 영향을 미친다. 그것을 증가 시키면 저항 감소 (R)가 생기기 때문에 발열이나 고열로 생체 임피던스를 신뢰할 수 없습니다. 마지막으로, 전극이 적용된 피부는 에틸 알코올로 세척하면 전도성이 증가합니다.

NB . 몸체의 전극 배치에서 1cm의 오차는 총 온도의 2 %에 해당하는 검출 변화를 결정하고, 14 ° C 미만의 환경 온도는 최대 2.2kg의 희박한 질량을 추정합니다.