Merania a výpočty v BIA | El Paso, TX.

V obchodoch, online, v telocvičniach a v ambulanciách ste už videli váhy telesnej hmotnosti, ktoré využívajú bioimpedančnú analýzu. Tieto váhy môžu byť drahé a premýšľal, čo to je bioimpedančná analýza a stojí to za tú cenu?

Analýza bioelektrickej impedancie môže znieť komplikovane, avšak zariadenia BIA využívajú dnešnú technológiu. Meria rýchlosť, ktorou cez telo prechádza elektrický prúd nízkej úrovne. Na základe rýchlosti, ktorou sa pohybuje, sa používajú algoritmy na meranie beztukovej hmoty spolu s ďalšími údajmi, ako sú merania výšky, pohlavia a hmotnosti, na určenie percenta telesného tuku.

• Existujú rôzne typy zariadení, ale každé zariadenie vyžaduje dva kontaktné body.
• Ručné zariadenia používajú dva body, ktorými sú ruky (nazývané BIA ruky-ruky).
• Typická škála BIA využíva chodidlá (nazývané BIA chodidlá-noha).
• Každú nohu položíte na podložku a prúd prechádza vaším telom medzi chodidlami.
• Existujú aj zariadenia BIA typu ruka-noha.

• Existuje mnoho značiek, ktoré vyrábajú rôzne typy váh BIA (nazývané aj bioimpedančné váhy)
• Novšie modely sa spájajú s aplikáciou pre smartfóny, takže môžete sledovať svoj pokrok.

• Ceny stupnice BIA závisia od náročnosti zariadenia.
• Niektoré váhy používajú viac frekvencií a tiež pokročilejšie algoritmy.
• Niektoré poskytujú segmentálnu analýzu tuku, čo znamená, že môžete získať merania telesného tuku pre každú ruku, nohu a brucho.

• Existujú správy, že segmentálna analýza tuku (s využitím BIA ruka-noha) je presnejšia, pretože ručné zariadenia sa zameriavajú na meranie hornej časti tela.
• Stupnice nôh a nôh primárne merajú spodnú časť tela.

• Tieto zariadenia sa považujú za bezpečné pre väčšinu ľudí. okrem:
• Analýzu bioelektrickej impedancie by nemal používať nikto s elektronickým lekárskym implantátom (napr. kardiostimulátorom).
• Nepoužívajú ho tehotné ženy.

• Štúdie ukázali, že bioelektrická impedančná analýza je presnou metódou na meranie telesného tuku.
• Ale tieto štúdie vo všeobecnosti netestujú váhy z obchodu.
• Odborníci sa zhodujú, že presnosť merania závisí od kvality zariadenia.

parametre

(R) Odpor

• Odpor a reaktancia sú pojmy z fyziky, ktoré sú súčasťou oblasti materiálov a účinkov na elektrinu. V skutočnosti sú odpor a reaktancia ľahko pochopiteľné.
• Odpor je pomer elektrický potenciál (napätie) k prúdu v materiáli. Zjednodušene povedané, materiál s vysokým odporom potrebuje vysoký potenciál na generovanie daného množstva prúdu v materiáli. Materiál s nízkym odporom vyžaduje nízky potenciál na vytvorenie rovnakého množstva prúdu v materiáli.
• Najjednoduchší spôsob zapamätania je:
• Materiál s nízky odpor vedie dobre.
• Materiál s vysoký odpor vedie zle.
• Keď materiál vedie, uvoľňuje energiu vo forme tepla.
• Odolnosť materiálu súvisí so schopnosťou materiálu rozptýliť energiu.
• Jednotky odporu sa nazývajú ohmy.
• V ľudskom tele
• Nízky odpor je spojený s veľkým množstvom hmoty bez tuku.
• Vysoká odolnosť je spojená s menším množstvom hmoty bez tuku.

Púzdro

• Primárny vodič v ľudskom tele je ionizovaná voda.
• So zvyšujúcim sa percentom telesnej hmotnosti, ktorú tvorí voda, sa zvyšuje vodivosť tela.
• Telová voda je obsiahnutá výlučne v hmote bez tuku
• Vodivosť tela je úmerná množstvu beztukovej hmoty.

Odpor sa meria podľa

• Cez telo sa aplikuje malý prúd.
• Meria sa potenciál potrebný na generovanie prúdu.
• Na určenie odporu a reaktancie sa používa pomer potenciálu a prúdu spolu s procesom nazývaným korelácia a integrácia. POZNÁMKA: Tento odpor striedavého prúdu nie je ten istý odpor, ktorý možno merať bežným ohmmetrom.

(X) Reakcia

• Reaktancia: vplyv na elektrický prúd spôsobený schopnosťou materiálu akumulovať energiu.
• Časové oneskorenie medzi aplikovaným elektrickým potenciálom a prúdom.
• Materiál, ktorý ukladá energiu, ľahko spôsobuje vysokú reaktanciu a spôsobuje veľké oneskorenie prúdu.
• Materiál, ktorý zle ukladá energiu, má nízku reaktanciu a spôsobuje malé oneskorenie prúdu.
• Príklad: Voda naliata na špongiu po určitom čase vytečie zo spodnej časti.
• Veľká špongia spôsobí veľké oneskorenie odtoku vody dnu
• Malá špongia by spôsobila malé oneskorenie.
• Prúd preteká materiálom rovnakým spôsobom.
• Oneskorenie toku prúdu zo zásobníka je reaktancia.
• Jednotky reaktancie sú ohmy.
• V ľudskom tele:
• Vysoká reaktancia: veľké množstvo telesnej bunkovej hmoty (intracelulárna hmota).
• Nízka reaktancia: malé množstvo telesnej bunkovej hmoty.

Púzdro

• Bunkové membrány pozostávajú z vrstvy nevodivého lipofilného materiálu vloženého medzi dve vrstvy vodivých molekúl.
• Správajte sa ako malé kondenzátory a ukladajte energiu.
• Reaktancia v tele odráža silu kapacity.
• Neporušené bunkové membrány obsiahnuté predovšetkým v bunkovej hmote tela
• Reakcia tela je úmerná množstvu telesnej bunkovej hmoty

Reaktancia sa meria

• Telom prechádza malý prúd.
• Meria sa potenciál potrebný na generovanie prúdu.
• Pomer potenciálu a prúdu spolu s procesom korelácia a integrácia používa sa na určenie reaktancie.

(Z) Impedancia

• Celková impedancia (Z): Vektorový súčet účinkov odporu a reaktancie na prúd v ľudskom tele.
• Technicky je impedancia pomer potenciálu (V) až aktuálne (I) a používa sa bioimpedančná analýza.

Ako súvisia R, X a Z

Matematický vzťah medzi odporom (R), reaktanciou (X) a impedanciou (Z) sú: Z = sqrt (X2+R2) X = Z * sin (?) R = Z * cos (?) fázový uhol = arcsin (X/Z) fázový uhol = arctan (X/R)

Príklad:

(?) Fázový uhol

• Fázový uhol je indikátorom bunkového zdravia a integrity.
• Výskum ukázal, že vzťah medzi fázovým uhlom a zdravím buniek sa zvyšuje a je takmer lineárny.
• Nízky fázový uhol: V súlade s neschopnosťou buniek ukladať energiu a
• Indikácia rozpadu v bunkových membránach.
• Vysoký fázový uhol: V súlade s veľkým množstvom neporušených bunkových membrán a hmoty telových buniek.

• Fázový uhol odráža pomer hmoty telesných buniek k hmote bez tuku.
• Fázový uhol je úmerný pomeru reaktancie a odporu (proporcionálna hmota telesných buniek k hmote bez tuku.)

Zvýšenie fázového uhla

• Nárast hmoty telesných buniek v porovnaní s hmotou bez tuku.
• Zvýšenie beztukovej hmoty v pomere k telesnej hmotnosti.
• Zlepšená hydratácia hmoty bez tuku

Fázový uhol: Užitočné na porovnávanie

• Reakcia spolu s hmotnosťou pacienta udáva absolútne množstvo telesnej bunkovej hmoty (BCM).
• Reakcia sa najlepšie aplikuje pri porovnávaní výsledkov testov u jedného pacienta v rôznych časoch.
• Dvaja pacienti s presnou reaktanciou (X) môžu mať rôzne množstvá BCM v závislosti od hmotnosti pacienta.
• Každý pacient s vyšším fázovým uhlom bude mať vždy vyšší podiel BCM ako pacient s nízkym fázovým uhlom.
• Fázový uhol označuje počet neporušených bunkových membrán.
• Fázový uhol nezahŕňa efekt štatistickej regresnej analýzy.
• Fázový uhol je priame meranie relatívneho množstva neporušených bunkových membrán.

Ako funguje fázový uhol?

• Bioimpedančný analyzátor aplikuje do tela 50-kilohertzový striedavý prúd.
• Fázový uhol je časové oneskorenie medzi elektrickým potenciálom a prúdom.
• Osciloskop pripojený k telu sa javí ako oneskorenie medzi priebehom napätia a priebehom prúdu.
• Perióda každej vlny pri 50 kilohertzoch je 20 mikrosekúnd. Ak je napríklad časové oneskorenie desať percent
• perióda, potom je časové oneskorenie 2 mikrosekundy.
• Pri vyjadrení v jednotkách času sa hovorí, že fázové oneskorenie je 2 mikrosekundy.
• Časové oneskorenie je možné vidieť ako percento celej periódy vlny v stupňoch.
• Kompletná perióda vlny pozostáva z 360 stupňov. Ak je časové oneskorenie jedna desatina celkovej periódy vlny, zodpovedá 36 stupňom.
• Keď je časové oneskorenie vyjadrené týmto spôsobom (v stupňoch celkovej periódy vlny),
• Toto je fázový uhol.

• Keď sa elektrický potenciál a prúd zobrazujú ako zametanie okolo kruhu
• Namiesto toho, aby sa časom posúval
• Vzťah medzi je ľahšie vidieť reaktanciu, odpor a fázový uhol.
• Zobrazené nižšie

• Rozsah fázového uhla v ľudskom tele je 1 až 20 stupňov.
• Fázový uhol je arkustangens (X/R)

Referencie:

• Kyle UG a kol. Beztukové a tukové percentily hmotnosti u 5225 zdravých jedincov vo veku 15 až 98 rokov. Výživa, 17: 534-541, 2000.
• Mattar J, a kol. Aplikácia celkovej bioimpedancie tela u kriticky chorého pacienta. New Horizons 1995, zväzok 4, č, 4: 493-503.
• Ott M, a kol. Analýza bioelektrickej impedancie ako prediktor prežitia u pacientov s infekciou vírusom ľudskej imunodeficiencie. Journal of Acquired Immune Deficiency Syndrome and Human Retrovirology 1995: 9:20-25.