Фазовый угол биоимпеданса что это
Биоимпедансный анализ
Содержание
Биофизический метод — биоимпедансный анализ [ править | править код ]
Классификацию биоимпедансных измерений принято производить по следующим параметрам [13] [14] :
Физические основы биоимпедансного метода [ править | править код ]
Основу биоимпедансного анализа составляют различия электропроводности тканей организма по причине разного содержания в них жидкости и электролитов (таблица 1). К примеру, активное сопротивление жировой ткани примерно в 10-15 раз выше в сравнении с большинством других безжировых тканей.
Таблица 1. Типичные значения удельного электрического сопротивления биологических жидкостей и тканей [14] [16]
Удельное сопротивление, Ом х м
Легкие без воздуха
Несомненным преимуществом методики [17] является то, что она проста, неинвазивна и безопасна.
Методика интегрального исследования [ править | править код ]
Проведение биоимпедансного исследования требует наличия специального оборудования [14] :
Интерпретация результатов исследования [ править | править код ]
По окончании измерений программа автоматически обрабатывает данные. Результаты обследования отражаются в протоколах с комментариями и рекомендациями. Кроме того, отображаются сравнительные (с результатами предыдущих измерений, сохраненных в базе данных) графики динамики основных параметров состава тела:
Индекс массы тела — отношение массы к площади поверхности тела. Данный параметр позволяет определить избыток или недостаток питания.
Жировая масса организма. Жир для организма является важнейшим депо жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К), жирных кислот и энергии. Именно поэтому чрезмерно низкое содержание жира в организме является опасным. Другая крайность — слишком большое количество жира увеличивает вероятность возникновения таких заболеваний как атеросклероз и инфаркт миокарда.
Тощая масса тела. Обычно количество тощей массы (безжировой) находится в диапазоне 75-85% от массы тела. Это всё то, что не является жиром: мышцы, внутренние органы, нервы, кости и все жидкости организма. Данный показатель необходим для определения основного обмена веществ и уровня потребления энергии организмом, а также для расчета суточного рациона питания.
Основной обмен веществ (ккал) — это количество энергии, которая расходуется организмом за сутки на поддержание его функционирования. Основной обмен тесно связан с количеством активной клеточной массой. Чем выше данный показатель, тем больше энергии расходуется на кровообращение, обмен веществ и выполнение других жизненно необходимых функций.
Скелетно-мышечная масса тела является показателем адаптационного резерва организма и составляет в среднем 30-40% массы тела.
Общая жидкость — это показатель содержания воды в организме. Выделяют внутриклеточную, внеклеточную (кровь, плазма, лимфа) и связанную (в отёчных тканях) жидкость. Полученные результаты позволяют определить потребность в воде для каждого конкретного испытуемого.
Фазовый угол биоимпеданса — это показатель, который отражает состояние клеток организма, уровень общей работоспособности и интенсивности обмена веществ; позволяет определить биологический возраст спортсмена.
На рисунках изображены стандартные протоколы исследований одночастотным методом биоимпедансного анализа в программе АВС-037 «Медасс». Так, рисунок 1 отражает протокол первичного обследования, который включает входные данные (пол, возраст, длина и масса тела, обхваты талии и бёдер) и результаты оценки различных показателей состава тела (жировая и тощая масса тела, абсолютное и относительное содержание активной клеточной массы, общая жидкость организма и основной обмен веществ). В зависимости от пола, возраста и длины тела приводятся границы нормальных значений перечисленных показателей.
Протокол фазового угла, представленный на рисунке 2, даёт информацию о состоянии метаболизма обследуемого. Диаграмма вверху слева отображает соответствие фазового угла и жировой массы диапазонам нормальных значений. Диаграмма внизу справа дает информацию об возрастных изменениях интервала нормальных значений фазового угла. На ней изображена популяционная кривая (жирным), соответствующая полу индивида, а также две кривые, которые ограничивают область значений фазового угла в интервале плюс-минус одно стандартное отклонение.
Анализ наблюдений в динамике даёт возможность оценить эффективность тренировочного процесса, вовремя вносить необходимые коррективы, а также прогнозировать изменения физической работоспособности хоккеистов.
Рисунок 1. Оценка состава тела на основе биоимпедансного анализа. Протокол первичного обследования
Биоимпеданс как метод анализа состава тела человека. Учимся читать данные.
Наше Вам с кисточкой, друзья и боевые подруги! Хотите верьте, хотите нет, но биоимпеданс это крайняя заметка из цикла “Уголок больного». И сегодня мы узнаем все о методе анализа качества телосложения, а именно поговорим о его принципе работы, преимуществах и недостатках, а также научимся понимать на конкретном примере цифры, полученные в ходе БИМ-исследования.
Итак, занимайте свои места в зрительном зале, приступим-с.
Биоимпеданс: что, к чему и почему?
Примечание:
Для лучшего усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.
Биоимпеданс: основные возможности
Биоимпеданс – диагностический метод, позволяющий на основании измеренных значений электрического сопротивления и антропометрических данных оценить абсолютные и относительные значения параметров состава тела, а также возможности организма и риски развития тех или иных заболеваний.
К основной аудитории относятся люди, которые хотят добиться идеальной (по их мнению) фигуры, например, девушки, желающие правильно похудеть без обезвоживания тканей и ущерба для мышечной массы или желающие набрать мышечную массу с минимальным количеством жировой.
К основным возможностям BIA относятся измерения:
Как проводится сама процедура и как работает метод?
Таким образом, электрический сигнал быстро проходит через воду, которая присутствует в гидратированной мышечной ткани, но встречает сопротивление, когда “попадает” на жировую ткань. Это сопротивление называется импедансом.
На электропроводность влияет соотношение ионов, состояние костной ткани и другие важные процессы в организме.
Способность тканей для передачи электрического тока, связана с высокой концентрацией воды в организме и электролитов, растворенных в ней.
Сама процедура биоимпеданса заключается в размещении электродов на определенных участках тела (голени и предплечья) и пропускании через них небольшого (50 kHz) переменного тока. Чувствительные датчики фиксируют нужные показатели, а компьютер выдает готовый результат.
На основании данных импедансометрии атлет сможет сориентироваться, работает ли его текущая связка из программы тренировок и плана питания и в каком направлении в отношении своих целей он движется.
Плюсы и минусы BIA
Если Вы собираетесь проводить данную процедуру, то знайте, что у нее есть как преимущества, так и недостатки. К первым относятся:
К недостаткам BIA относятся:
Это мы разобрали некоторые теоретические моменты и теперь займемся…
Биоимпеданс: практическая сторона. Учимся читать и понимать данные.
№I. Описательные модели состава тела человека
При описании состава тела чаще всего используются 2-х или 4-х параметрические модели:
№II. Основные параметры состава тела человека
Каждый, кто прошел процедуру биоимпеданс, получает на руки распечатку с результатами анализа. Что означает буквально каждая строчка? Об этом мы и поговорим далее и начнем с…
№1. Индекс массы тела (ИМТ/BMI)
Существуют следующие нормированные значения ИМТ.
Основные выводы по ИМТ:
№2. Жировая масса (FM)
Основные выводы по FM:
№3. Масса, свободная от жира ( Fat free mass) /тощая масса
Чистая мышечная масса (LBM) – это общее количество обезжиренной (тощей) части тела, которое состоит из воды, белка, минералов и золы. Главным образом LBM представлена костями, мышцами, белками, сухожилиями и тканями всех внутренних органов.
Основные выводы по FFM/LBM:
№4. Активная клеточная масса/Доля АКМ
К ней относятся следующие структуры: нервные клетки, клетки мышц и органов, внутриклеточная жидкость.
Основные выводы по АКМ:
№5. Мышечная масса/скелетно-мышечная масса (SMM)
Основные выводы по SMM:
№6. Основной обмен/удельный основной обмен (ОО/УОО)
Основные выводы по ОО/УОО:
№7. Общая вода в организме (TBW)
Формула TBW = ICW + ECW означает, что общая вода в организме представляет собой внутриклеточную и внеклеточную жидкости вместе взятые.
№7.1. Внеклеточная вода (ECW)
Жидкость, находящаяся вне клеток организма. Она состоит из:
Количество внеклеточной воды составляет 40-45% от TBW.
№7.2. Внутриклеточная вода (ICW)
Все жидкости, находящиеся внутри клеток и тканей организма. Количество внутриклеточной воды составляет 20-25% от TBW.
Основные выводы по TBW:
№8. Окружность талии/бедер & cоотношение талия/бедра (индекс WHR)
Основные выводы по антропометрии:
№9. Классификация по проценту жировой массы
Шкала значений, которая показывает к какой “категории жирности” принадлежит человек. Значения от 20 до 30% являются нормативными.
№10. Фазовый угол
Основные выводы по фазовому углу:
Итак, это мы в теории разобрали основные параметры состава тела человека, теперь займемся…
Биоимпеданс: практическая сторона вопроса.
В этой части заметки мы обкатаем теорию на практике – разберем реальные значения BIA, полученные нашей читательницей Викторией, в процессе работы по услуге “Составление программ тренировок и питания”.
По ходу программно-питательных мероприятий, у атлетов возникали вопросы, касающиеся оценки происходящих изменений. В большинстве своем, последнюю мы проводили посредством формирования отчетов с указанием роста-весовых характеристик и антропометрии. В целом биоимпеданс позволяет дать адекватную оценку “рабочести” связки “ПТ+план питания”.
Наиболее полную картину по качественному изменению состава тела дает процедура биоимпеданса. И посему для тех атлетов, перед которыми стоят/стояли задачи улучшения качества телосложения – увеличение мышечной массы, сокращение жировой ткани, формирование глубокого рельефа и прочее, мы стали рекомендовать (каждый месяц-два) проводить BIA-анализ.
Результаты такого анализа (с периода сентябрь-октябрь 2016) находятся ниже перед Вами, их анализ мы и будем проводить.
Поставленные атлетом цели (текст представлен в условно-оригинале) :
Для наглядности данные анализа сведены в таблицу.
Справедливости ради стоит отметить, что работы по “шлифовке/пропорциям” самые сложные ввиду того, что атлет уже имеет относительно серьезный тренировочный опыт (часто минимум 1,5-2 года) и уже перепробовал на себе различные стратегии тренинга, а диета его достаточно выверенная. Посему каждый “+1” нужный мышечный килограмм или увеличенный объем (для нашего случая ягодиц) дается достаточно тяжело.
Собственно, это все, о чем хотелось бы рассказать, переходим к…
Послесловие
Ну вот теперь Вы знаете, что такое биоимпеданс, и сможете самостоятельно, пройдя эту процедуру, сделать вполне недвусмысленные выводы. Как обычно, спасибо за поддержку доктору Грапову. И это была наша с ним крайняя спортивно-врачебная заметка, на сим усё), цикл считаю логически завершенным. И на этом можно пока поставить точку.
С нетерпением ждем новых встреч с Вами в предновогодне-угарных статьях, до связи!
PS: Друзья, как Вам цикл заметок? Вещь)?
PPS: помог проект? Тогда оставьте ссылку на него в статусе своей социальной сети — плюс 100 очков к карме гарантировано :).
Данная статья одобрена спортивным врачом
Андрей Васильевич Налетов
ГОО ВПО ДонНМУ им. М. Горького, г. Донецк
Украина
доктор мед. наук, доцент, зав. кафедрой педиатрии № 2
Наталья Александровна Свистунова
ГОО ВПО ДонНМУ им. М. Горького, г. Донецк
Украина
ординатор, кафедра педиатрии № 2
НОВОСТИ МЕДИЦИНЫ
Налетов А.В., Свистунова Н.А.
ГОО ВПО Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького, г. Донецк, Донецкая Народная Республика
ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ БИОИМПЕДАНСНОГО АНАЛИЗА СОСТАВА ТЕЛА У ДЕТЕЙ, СОБЛЮДАЮЩИХ БЕЗМОЛОЧНУЮ ДИЕТУ
Цель исследования – оценить компонентный состав тела детей, соблюдающих длительную безмолочную диету, при помощи метода биоимпедансного анализа.
Материалы и методы. Обследованы 40 детей младшего школьного возраста, соблюдающих по разным причинам длительную безмолочную диету, которые составили основную группу. Группу контроля составили 30 здоровых детей аналогичного возраста, не придерживающихся какого-либо ограничения в питании. У всех детей было проведено определение состава тела методом биоимпедансного анализа.
Результаты. У детей, соблюдающих безмолочную диету, выявлены определенные изменения в составе тела. В данной группе выявлена достоверно бóльшая доля детей, имеющих уменьшение объема жировой массы организма – 25,0 ± 6,8 %, относительно детей группы контроля – 3,3 ± 3,3 %. Установлена бóльшая доля детей со снижением активной клеточной массы – 30,0 ± 7,2 %, относительно группы контроля – 6,7 ± 4,6 %. Сниженный фазовый угол биоимпеданса был установлен у 35,0 ± 7,5 % детей основной группы, что было статистически значимо больше относительно детей группы контроля – 10,0 ± 5,5 %.
Заключение. Дети, соблюдающие безмолочную диету, имеют определенные изменения в показателях биоимпедансного анализа относительно традиционно питающихся детей, что можно расценивать как изменения нутритивного статуса данных детей и склонность к развитию соматической патологии.
Ключевые слова: биоимпедансный анализ; состав тела; дети; безмолочная диета
Nalyotov A.V., Svistunova N.A.
M. Gorky Donetsk National Medical University
EVALUATION OF BIOIMPEDANCE ANALYSIS INDICATORS OF BODY COMPOSITION IN CHILDREN FOLLOWING A DAIRY-FREE DIET
The aim of the research – to study the component composition of the body of children following a long-term dairy-free diet using the method of bioimpedance analysis.
Materials and methods. 40 children of primary school age who follow a long-term dairy-free diet for various reasons were examined (group 1). The control group consisted of 30 healthy children of the same age who did not adhere to any dietary restriction. All children had their body composition determined by bioimpedance analysis.
Results. In children who follow a dairy-free diet, certain changes in body composition were detected. Among this group, a significantly large proportion of children with a decrease in the volume of body fat mass was revealed – 25.0 ± 6.8 %, compared to children of the control group – 3.3 ± 3.3 %. A large proportion of children with a decrease in active cell mass was found – 30.0 ± 7.2 %, compared to the control group – 6.7 ± 4.6 %. The reduced phase angle of bioimpedance was reduced in 35.0 ± 7.5 % of children of the main group, which was statistically significantly higher compared to children of the control group – 10.0 ± 5.5 %.
Conclusion. Children who follow a dairy-free diet have certain changes in the indicators of bioimpedance analysis relative to traditionally fed children, which can be regarded as changes in the nutritional status of these children and the tendency to develop somatic pathology.
Key words: bioimpedance analysis; body composition; children; dairy-free diet
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
На базе ООО «Медицинский центр Гастро-лайн г. Донецка» и ГБУ «Городская детская клиническая больница № 1 г. Донецка» н ами были обследованы 40 детей младшего школьного возраста (7-11 лет), соблюдающих по разным причинам длительную безмолочную диету. Данные дети составили основную группу наблюдения. Длительность соблюдения безмолочной диеты составила в среднем в группе 3 года и 5 месяцев ( Min-Max: 6 месяцев – 6 лет и 4 месяца). Группу контроля составили 30 здоровых детей аналогичного возраста, не придерживающихся каких-либо ограничений в питании.
Определение состава тела у детей проводили путем БИА с применением анализатора центральной гемодинамики и состава тела человека «Диамант-АИСТ» с использованием норм, разработанных совместно с Институтом питания РАМН. При помощи БИА определяли параметры: индекс массы тела (ИМТ), общая жидкость (ОО, л), общая вода (ОВ, л), внеклеточная жидкость (ВКЖ, л), жировая масса организма (ЖМ, кг), тощая масса тела (ТМ, кг), активная клеточная масса (АКМ, кг), доля активной клеточной массы (%АКМ), скелетно-мышечная масса тела (СММ, кг), удельный основной обмен (УОО, ккал/м 2 /сутки), фазовый угол биомпеданса (ФУ, градусы).
Для статистического анализа данных был использован пакет STATISTICA 7.0. Для качественных характеристик приводится значение показателя частоты признака (Р, в %) и ее стандартная ошибка (m). Сравнение средних качественных данных было выполнено с использованием парного сравнения доли (угловое преобразование Фишера с учетом поправки Йейтса).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При рассмотрении результатов БИА у обследованных детей нами не были установлены достоверные различия по уровням содержания жидкостей в организме между сравниваемыми группами детей (табл. 1).
Таблица 1. Содержание жидкости в составе тела детей обследованных групп по данным БИА
Table 1. Fluid content in the body composition of children of the examined groups according to BIA data
Фазовый угол биоимпеданса что это
Электроимпедансометрия (или биоимпедансный анализ) широко вошла в биологический эксперимент и медицинскую практику как неинвазивная методика, позволяющая получать информацию, не внося в организм изменений или риска развития осложнений. Метод сравнительно прост в исполнении, недорог и имеет преимущества перед традиционными методами неинвазивного контроля состояния организма. Он дает возможность оценки широкого спектра морфологических и физиологических показателей и основан на закономерностях, связывающих уровень электрического импеданса с параметрами компонентного состава тела, и заключается, в первую очередь, в оценке количества жидкости, так как именно она определяет активную составляющую импеданса. Кроме того, на основе данных биоимпедансометрии можно рассчитать такие характеристики, как жировая, тощая, клеточная и скелетно-мышечная масса тела [9, 26, 28]. Перечисленные возможности биоимпедансного анализа частично апробированы в клинических условиях для оценки гидратации головного мозга при угрозе отека, травмированных конечностей, грудных желез, десен, мочеточника и мочеиспускательного канала и др. [10, 27, 29, 30]. Конечно, решение этих задач подразумевает знание и учет взаимосвязей между составом тела и электрофизическими свойствами каждого сегмента как в норме, так и в патологии.
Значения электрического импеданса различных участков тела, как правило, различаются по величине. Поэтому на практике анализируют относительные показатели, например разницу импеданса неповрежденного и поврежденного участка кожи, симметричных участков тела и др.
Диагностическая значимость анализа биоимпеданса тканей связана еще и с информативностью его частотных зависимостей, поэтому иногда оценивают и коэффициент поляризации (Кп), равный отношению импедансов на двух фиксированных частотах, низкой и высокой, например 10 кГц и 1 мГц (диапазон β-дисперсии) [13, 22]. Диапазон β-дисперсии характеризуется резким частотным градиентом, свойственным исключительно живым тканям. По мере снижения активности обменных процессов и развития процессов деструкции крутизна дисперсии и соответственно Кп уменьшается. В ряде случаев используют трехчастотную методику в том же диапазоне [24].
Согласно данным специальной литературы [10, 22, 25], электрический импеданс тканей на сравнительно низких частотах определяется особенностями их структуры, уровнем кровоснабжения и содержанием проводящей жидкости в межклеточных пространствах, «плотностью упаковки» структурных элементов в единице объема. Величина электропроводности на высокой частоте и, соответственно, ее дисперсия в диапазоне частот 10 кГц – 1 мГц – поляризацией фосфолипидов мембран клеток (как правило, диаметром порядка 30 нм) в поле внешнего электрического тока и дипольной поляризацией структурных образований в цитоплазме.
Анализ состава тела по показателям импеданса помогает контролировать состояние липидного, белкового и водного обмена организма. В этой связи он представляет интерес для практической медицины и служит одним из инструментов оценки эффективности лечения больных ожирением [10]. У больных сердечно-cосудистыми заболеваниями биоимпедансометрия позволяет оценить нарушения водного баланса, перераспределения жидкости в водных секторах организма и обеспечить правильный подбор лекарственных препаратов. У реанимационных больных метод апробирован для мониторинга и планирования инфузионной терапии, а при циррозе печени для прогнозирования риска клинических осложнений.
Методы биоимпедансометрии используются на практике для определения границ термических поражений мягких тканей, которые являются одними из наиболее распространенных форм производственных травм.
Так, например, хорошо известно, что закономерности тканевой реорганизации миокарда, печени и некоторых других внутренних органов при контрастных температурных воздействиях и в некоторых других ситуациях, например при некробиозе части кардиомиоцитов и гепатоцитов, развивающиеся на фоне нарушений кровообращения и лимфотока, носят фазный характер. Исследования поляризационных и электропроводящих свойств мышечной ткани, печени и почек при термических воздействиях также выявили фазность их изменения, что позволило предположить наличие связи между электрофизическими параметрами тканей и морфофункциональными изменениями в них, в частности с тканевым кровообращением, гидратацией тканей и процессами некробиоза. Известно, что электропроводящие и поляризационные свойства тканей претерпевают изменения при гипоксических воздействиях различного генеза. Например, отмечена пропорциональная зависимость между нарастанием кислородного долга и изменениями высоко- и низкочастотного импеданса тканей [22].
Если динамика электрического импеданса тканей на низких частотах во многом определяется изменениями кровотока и лимфотока, то высокочастотная составляющая непосредственно связана с внутриклеточными процессами и активацией метаболизма. В этом плане представляет интерес сопоставление известных данных импедансометрии с результатами исследования структурных изменений при гипоксии и термических воздействиях, предполагая, что результат большинства стрессирующих воздействий на организм будет отражаться в соответствующей динамике электрофизических показателей [7, 8].
В случае воздействия неблагоприятных факторов нарушаются многие корреляционные связи в организме, что может привести к дезадаптации и гибели индивида. Какова цена перестроек, позволяющих сохранить жизнь, каковы механизмы интегрального взаимодействия функциональных систем – все это является весьма актуальной проблемой. Помочь в ее разрешении, по нашему мнению, может комплексное морфофункциональное и электрофизиологическое исследование.
В литературе содержится недостаточно сведений о динамике электропроводящих свойств тканей внутренних органов, исследованных после экстремальных воздействий на целостный организм, например при гипо- или гипертермии, гипоксии, гипокинезии. Однако в клинической практике в последние годы достаточно широко применяется термотерапия и гипертермия целостного организма для лечения онкологических заболеваний. Как подобное экстремальное воздействие на организм отразится на состоянии тканей других органов, во многом остается неясным.
Своевременное определение границ некротических повреждений и осуществление некроэктомии во многом определяет эффективность лечения и предупреждает развитие осложнений. В работе [15] показано, что временная динамика уровня импеданса сопредельных интактных и симметричных точек у травмированных пациентов была одинаковой, и соотношение их импедансов (Кж) было сравнительно стабильным и находилось в пределах 1 ± 0,095 (р