バイオエレクトリカル・インピーダンス分析: BIAが体組成を測定する方法

バイオエレクトリカルインピーダンス分析(またはBIA)は、電極を使用して低電圧の電流が体内をどのように循環するかを測定する、簡単で非侵襲的なテストです。

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BIA:体組成を評価する方法

BIAが区別するのに役立つため体脂肪、筋肉、体水分が体組織にどのように分布しているか, それは体組成を決定するために広く使用されています。 除脂肪体重に対して脂肪が多すぎる場合、それは「変化した体組成。” 多くの人々が体重にのみ注目しますが、体組成の変化は心血管疾患、2型糖尿病、高血圧を含むさまざまな病気のリスクを高めることが知られています。 したがって、BIAは健康状態の重要な評価となり得ます。Here’s what you should know about the BIA method, history, accuracy and potential bias

バイオエレクトリカルインピーダンス分析とは何ですか?

バイオインピーダンス分析(BIA)、またはバイオインピーダンスはt生体組織が低電圧電流の流れに対する抵抗を測定すること

人体は異なる種類の組織で構成されており、それぞれが異なるレベルの電気伝導性を持っています。電圧が約70マイクロアンペア(μA)の場合、電流は主に水や筋肉のような最も伝導性の高い組織を通ります。

電源電極と受信電極の間の電圧降下を測定することにより、BIAはこれらの組織が電流の通過に対する抵抗レベルを決定します

“インピーダンス”と呼ばれる、これは抵抗(Z) に対応する比率 電圧 (V) 組織と接触している2点間で測定されますが、強度 (I)この組織に適用される電流の周波数。

インピーダンスの計算は次にZ=V/Iとなります

バイオエレクトリカルインピーダンス分析はどこから来たのですか?

最初の電気インピーダンステストはゲオルク・ジーモン・オーム(1788-1854)に遡りますが、その人体への応用と生体組織の測定は20世紀後半に理論化されました。

1962年にペーパー entitled "組織の生体電気特性。臨床医学におけるインピーダンス測定". 得られた曲線の重要性について、フランスの医師トマセットは、2つの電極を使用し、2つの電流周波数を比較する方法を最初に導入し、どの医師でも除脂肪体重を計算し、患者の栄養状態を満足のいく形で推定できるようにしました。

Withingsの製品名source)。

どのようにして生体電気インピーダンス分析が体組成を示すのか?

バイオエレクトリカルインピーダンス分析は、体内の体水分、体脂肪、骨格筋の量を区別するために、現在医療分野で広く使用されています。

体水分量(TBW)を最初に分析します。これは、体細胞の内外に存在する液体の量です。成人の場合、体水分量は45~60%の体重の総重量

他の成分—体脂肪や皮膚のようなより断熱性のあるもの—はより「抵抗性」があり、つまり電気をあまり効果的に伝導しません。

バイオエレクトリカルインピーダンスを別の周波数で測定した比率を使用して、複雑な方程式が体内の除脂肪体重の量を推定します。最終的に、体脂肪の量が総体重から差し引かれます。

体組成を超えて

Note: 生体電気インピーダンスは、心臓病学で評価に使用される方法でもあります脈波速度、動脈の硬さを決定して心血管の健康を推測する別のバイオマーカーです。

脂肪組織で測定された抵抗

脂肪のない組織で測定された抵抗

筋肉や水中では、電流の流れに対する抵抗が少ないため、測定される電流(V)が高く、インピーダンスが低くなります。

バイオインピーダンス分析の精度はどのくらいですか?

バイオエレクトリカルインピーダンス分析で使用される信号は大人と子供の両方にとって完全に安全で痛みのない, 心臓ペースメーカーを使用している人には、生体インピーダンスは推奨されていないことに注意してください

一方で、多くの科学的出版物が信頼性を証明しています、精度と正確さBIA法が個人の総体水分量を正確に推定する際の有効性。

反対に、テスト結果を変える可能性のある特定の要因については、標準化と合意がまだ必要です。これらの要因のいくつかは、『The American Journal of Clinical Nutrition』に掲載された研究で説明されています「バイオインピーダンス分析測定に影響を与える臨床的特徴。”

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BIA分析に影響を与える可能性のある要因には、

環境

測定が行われる環境による皮膚温度の変化は、科学論文で詳述されているように、皮膚表面のインピーダンスに影響を与えると考えられています。Journal of Applied Physiology: "BIA測定の標準化には、制御された環境温度と皮膚温度を含めるべきです。""

水分補給

筋肉は主に水分で構成されているため、脱水症状はこれらの組織の伝導を低下させる可能性のある体液と電解質の量を減少させます。その結果、除脂肪体重が過小評価される可能性が高くなります。水分補給のレベルは一日の中で大きく変動するため、一貫性が正確なBIA推定において重要な要素であることが説明されます。

年齢

2017年に発表された研究ボディワークとムーブメントセラピーのジャーナル, "子供と青年における体組成推定のための生体インピーダンス分析: 系統的レビュー", "子供におけるBIAベースの体組成推定と参照方法との間に完璧な相関が示されました。しかし、無脂肪体重は子供において依然として過小評価されることがよくあります。

極度の肥満

体水分量の結果に基づいて脂肪のない体重を解釈する方程式は、基準となる集団セグメントに依存しているため、過脂肪と見なされる人々にとって体組成の推定が不正確である可能性があります。研究「内臓脂肪の評価における重度肥満” は、肥満者の脂肪量を過小評価しており、BMIが増加するにつれて誤差が大きくなることを示しました。”

金属インプラント

金属インプラントを装着している人は、体脂肪率が過小評価される可能性があります。しかし、この測定値は時間が経っても一定であるため、体組成の変化をうまく追跡することができます。

BIAデバイスの種類は何ですか?

多くのデバイスが、年々精度と利便性を向上させた生体インピーダンスを測定するために設計されてきました。同じ測定方法を使用して、主に電極の数と、どの部分の身体が測定され、どの部分が推定されるかによって異なります。

これらのデバイスのデザインを超えて重要なのは、受信した周波数に基づいて体全体の水分量と除脂肪体重を推定するために実行されるアルゴリズムの性質と複雑さです。これらのアルゴリズムを構築するために、科学者は体脂肪の基準を使用しますが、それは変わることがあります。

スマートスケールを使用して体組成を測定することで、測定が一貫したレベルに保たれている場合、変化を信頼性があり、費用対効果の高い方法で追跡するのに役立ちます。

BIAスケール

これらの体重計は、電流を片足から送り、もう片方の足に流すことができます。使用する前に、ユーザーは年齢、身長、性別を設定する必要があります。

ハンドル付きBIAデバイス

ハンド・トゥ・ハンドインピーダンスデバイスとも呼ばれ、腕と上半身の生体インピーダンスを測定します。

全身インピーダンス装置

これらの一般的なBIAデバイスは、4つの電極で構成されており、それぞれが体の半分(左または右)に配置され、腕から体を通って脚に電流を送ります。

DSM-BIA

Direct Segmental Multi-Frequency BIA(またはDSM-BIA)は、最も高度で、また最も高価な生体インピーダンス分析を提供する装置です。この装置は体を5つのセグメントに分け、それぞれのセグメントのインピーダンスを独立して測定します。

バイオエレクトリカル・インピーダンス分析(BIA)は、成人の体組成を推定するための迅速で安全な方法として依然として有効です。このため、この費用対効果の高い代替手段は、クリニックやスポーツ医学、その他の健康関連分野で広く使用されています。多くの研究努力が、BIA法を使用する際の解釈バイアスの残る問題を修正するための標準に合意するには至っていません。しかし、測定の一貫性は変動を正確に検出するのに役立ち、誰でも体組成の変化を追跡しやすくします。

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