WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 38 |
Д. В. Николаев А. В. Смирнов И. Г. Бобринская С. Г. Руднев БИОИМПЕДАНСНЫЙ АНАЛИЗ СОСТАВА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Москва «Наука» 2009 УДК 572; 615.47; 621.31 ББК 28.71; 31.221 Н63 Рецензенты:

доктор медицинских наук В.Б. Носков, доктор медицинских наук С.В. Свиридов, кандидат физико-математических наук А.В. Корженевский Николаев Д.В.

Биоимпедансный анализ состава тела человека / Д.В. Николаев, А.В. Смирнов, И.Г. Бобринская, С.Г. Руднев. — М. : Наука, 2009. — 392 c. — ISBN 978-5-02-036696-1 (в пер.).

Книга посвящена теории и практическому применению метода биоимпедансного анализа состава тела человека. Рассмотрены физические и метрологические основы метода, описаны методики биоимпедансных измерений, возможности приборов и программного обеспечения. Представлены данные, характеризующие изменчивость биоимпедансных параметров состава тела в норме и при заболеваниях. Описаны результаты применения метода в отечественной медицинской практике, фитнесе и спорте.

Для биологов, диетологов, клиницистов и спортивных врачей, интересующихся методами изучения состава тела. Книга может представлять интерес для специалистов в области прикладной математики и физики, а также для разработчиков медицинской техники.

Nikolaev D.V.

Bioelectric impedance analysis of human body composition / D.V. Nikolaev, A.V. Smirnov, I.G. Bobrinskaya, S.G. Rudnev. — M. :

Nauka, 2009. — 392 p. — ISBN 978-5-02-036696-1 (in cloth).

This book focuses on theory and applications of bioelectric impedance analysis of human body composition. Essential physical, metrological aspects and measurement techniques, as well as capabilities of modern BIA equipment and software are considered. Data on variability of BIA body composition parameters in norm and disease are represented. A broad range of clinical applications and the results of BIA measurements in fitness and sport are described.

For biologists, dietitians, clinicians and sports physicians who are interested in human body composition research. The book may be of interest for applied mathematicians and physicists, as well as for medical engineers.

ISBN 978-5-02-036696-1 © Николаев Д.В., Смирнов А.В., Бобринская И.Г., Руднев С.Г., © Редакционно-издательское оформление. Издательство “Наука”, От авторов Изучение состава тела — сравнительно новая область биологии и медицины, которая выделилась в отдельное направление исследований в начале второй половины XX в. (Behnke et al., 1942;

Edelman et al., 1952; Brozek, Henschel, 1961; Brozek et al., 1963;

Moore et al., 1963; Forbes, 1987; Yasumura et al., 1990; Lohman, 1992; Heymsfield et al., 2005; Мартиросов и др., 2006). Под составом тела принято понимать деление массы тела на два или несколько взаимодополняющих компонента. Например, представление массы тела в виде суммы жировой и безжировой масс используется для диагностики избыточной массы тела и ожирения, а также для оценки риска сопутствующих заболеваний.

Наблюдаемый рост количества публикаций в области изучения состава тела (рис. 1) связан с развитием физических методов исследования, основанных на регистрации параметров собственных физических полей организма или на оценке изменчивости внешних физических полей при их взаимодействии с телом человека. Примерами являются метод определения естественной радиоактивности тела, рентгеновская денситометрия, нейтронный активационный Рис. 1. Динамика публикаций по анализ и компьютерная томоизучению состава тела: • — общее графия. Многие из этих метоколичество, — на основе биоимдов и соответствующее оборудо- педансного анализа. Оценка с использованием баз данных Medline вание уникальны, дорогостоящи и HighWire Press и применяются, главным образом, в научных исследованиях. Наиболее широко используемым в клинической практике и скрининговых исследованиях методом на сегодняшний день является биоимпедансный анализ. Предлагаемая работа посвящена описанию теоретических основ и практического приложения данного метода изучения состава тела.

Биоимпедансный анализ — это контактный метод измерения электрической проводимости биологических тканей, дающий возможность оценки широкого спектра морфологических и физиологических параметров организма. В биоимпедансном анализе измеряются активное и реактивное сопротивления тела человека или его сегментов на различных частотах. На их основе рассчитываются характеристики состава тела, такие как жировая, тощая, клеточная и скелетно-мышечная масса, объем и распределение воды в организме.

Книга состоит из восьми глав и приложений. В гл. 1 рассмотрены теоретические аспекты фракционирования массы тела. Приводится экскурс в историю изучения состава тела, вводятся основные определения, рассматриваются модели и методы оценки состава тела, дается общее представление о биоимпедансном анализе.

В гл. 2 рассматриваются физические основы и наиболее распространенные приемы измерений импедансных параметров биологических тканей, а также метрологические аспекты измерений.

Гл. 3 посвящена физическим моделям оценки состава тела биоимпедансным методом, описаны возможности одночастотных и многочастотных, интегральных и полисегментных методов, дается характеристика точности и воспроизводимости получаемых оценок состава тела.

Начало массового использования физических методов оценки состава тела связано с организацией на рубеже 1990-х гг. серийного выпуска биоимпедансных анализаторов. По нашим данным, в настоящее время в мире выпущено и эксплуатируется около 1 млн таких устройств.

В гл. 4 дается характеристика современных биоимпедансных анализаторов состава тела, описываются возможности применяемого программного обеспечения, а также используемых разновидностей электродов и электродных систем.



В гл. 5 приводятся данные, характеризующие биологическую изменчивость состава тела у здоровых людей. Основная часть этих данных является результатом собственных исследований авторов и в монографическом виде публикуется впервые.

Биоимпедансный анализ состава тела помогает контролировать состояние липидного, белкового и водного обмена организма и в этой связи представляет интерес для врачей различных специальностей. Зная состав тела, терапевты и кардиологи оценивают риск развития метаболического синдрома, степень гидратации тканей.

Биоимпедансный анализ служит одним из инструментов диагностики и оценки эффективности лечения больных ожирением. У больных сердечно-сосудистыми заболеваниями биоимпедансометрия применяется для оценки нарушений водного баланса, перераспределения жидкости в водных секторах организма и подбора лекарственных препаратов. У реанимационных больных метод используется для мониторинга и планирования инфузионной терапии, а при циррозе печени — для прогнозирования риска клинических осложнений и оценки времени дожития. Результаты применения биоимпедансного анализа состава тела в медицине описаны в гл. 6.

В гл. 7 показаны возможности и результаты применения биоимпедансного анализа для подбора тактики и контроля эффективности процедур коррекции фигуры.

Состав тела коррелирует с показателями физической работоспособности человека и его адаптации к среде обитания. Особенно выражена эта взаимосвязь в условиях экстремальной профессиональной и спортивной деятельности. В гл. 8 рассмотрены применения биоимпедансного анализа в спорте и фитнесе, приводятся биоимпедансные оценки состава тела спортсменов в зависимости от вида спорта.

В заключении кратко описаны дополнительные возможности и перспективные направления развития биоимпедансного анализа.

В приложениях дана хронология развития метода, приводятся оценки удельного сопротивления и диэлектрических параметров тканей организма, а также данные по составу тела условного человека. Для удобства читателей добавлены авторский и предметный указатели.

Участие авторов в написании книги распределилось следующим образом: Д.В. Николаев — гл. 4–8, А.В. Смирнов — гл. 2–4, И.Г. Бобринская — гл. 6, С.Г. Руднев — гл. 1, 5–8.

Авторы благодарят Э.Н. Безуглова, Е.Ю. Берсенева, М.В. Гаврик, И.А. Меркулова, Р.В. Мойсенко, О.Н. Московца, Л.П. Свиридкину, А.А. Сорокина и Ю.В. Хрущеву за предоставленные оригинальные и ранее не публиковавшиеся данные; И.А. Дубровского, Е.В. Жиляева, Э.Г. Мартиросова, М.А. Негашеву, Ю.П. Попову, А.Н. Рогозу, В.А. Рябинина — за чтение рукописи и замечания;

А.В. Корженевского, В.Б. Носкова и С.В. Свиридова — за рецензирование книги; Т.А. Ерюкову и О.А. Старунову — за техническую поддержку на разных этапах подготовки рукописи.

Литература Мартиросов Э.Г., Николаев Д.В., Руднев С.Г. Технологии и методы определения состава тела человека. М.: Наука, 2006. 248 с.

Behnke A.R., Feen B.G., Welham W.C. The specific gravity of healthy men. Body weight divided by volume as an index of obesity. 1942 // Obes. Res. 1995. Vol. 3, N 3. P. 295–300.

Brozek J., Behnke A.R., Abbott W.E. et al. (ed.). Body composition. N.Y., 1963.

Pt. 1, 2. (Ann. N.Y. Acad. Sci.; Vol. 110).

Brozek J., Henschel A. (Eds.) Techniques of measuring body composition. Wash.

(D.C.): National Academy of Sciences, National Research Council, 1961.

Edelman I.S., Olney J.M., James A.H. Body composition: studies in the human being by the dilution principle // Science. 1952. Vol. 115. P. 447–454.

Forbes G.B. Human body composition: growth, aging, nutrition, and activity. N.Y.:

Springer, 1987.

Heymsfield S.B., Lohman T.G., Wang Z., Going S.B. (ed.) Human body composition.

Champaign (Ill.): Human Kinetics, 2005. 533 p.

Lohman T.G. Advances in body composition assessment. Champaign (Ill.): Human Kinetics, 1992.

Moore F.D., Olesen K.H., McMurray J.D., Parker J.H.V., Ball M. The body cell mass and its supporting environment. Philadelphia: Saunders, 1963.

Yasumura S., Harrison J.E., McNeill K.G. et al. (ed.) Advances in in vivo body composition studies. N.Y.: Plenum, 1990.

Глава Основы анализа состава тела 1.1. Индекс массы тела Одна из ключевых предпосылок для развития методов исследования состава тела1 возникла в первой половине XIX в. в связи с появлением демографической статистики и биометрии. Для об щей характеристики популяций человека в 1835 г. А. Кетле ввел понятие среднего человека, а для оценки индивидуального физического развития предложил использовать весо-ростовые индексы, под которыми понимаются различные соотношения размерных антропометрических признаков (Quetelet, 1835). В дальнейшем было предложено несколько десятков таких индексов (Башкиров, 1962).

Наибольшей популярностью пользуется индекс Кетле, или индекс массы тела, рассчитываемый как отношение массы тела в килограммах к квадрату длины тела в метрах:

ИМТ = Масса тела, кг/(Длина тела, м)2.

Широкое использование индекса массы тела обусловлено простотой и доступностью измерений. Многочисленные исследования показали, что отклонение ИМТ от нормальных значений связано с увеличением риска заболеваемости и смертности. Установлена зависимость между относительным риском гибели и величиной ИМТ (Calle et al., 1999). Эта зависимость представлена на рис. 1.1.

Более подробно о возникновении интереса к фракционированию массы тела см. в другой работе (Мартиросов и др., 2006).





Рис. 1.1. Взаимоотношения относительного риска гибели и индекса массы тела [по (Calle et al., 1999)] При нормальных значениях индекса (20–25 кг/м2) относительный риск гибели минимален, при увеличении индекса возрастает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, рака и других причин, а при пониженных значениях ИМТ увеличение смертности происходит, прежде всего, за счет хронических легочных заболеваний.

Клиническая классификация значений индекса массы тела, разработанная Национальным институтом здоровья США и одобренная ВОЗ, показана в табл. 1.1, а в табл. 1.2 приведены нормальные значения индекса в зависимости от возраста. У больных ожирением индекс массы тела рекомендуется считать пятым основным показателем жизнедеятельности организма наряду с артериальным давлением, частотой сердечных сокращений, частотой дыхания и температурой тела (Бессесен, Кушнер, 2004).

Таким образом, на популяционном уровне, применение ИМТ позволяет оценивать риски заболеваемости и смертности для широко распространенных нозологий. На индивидуальном уровне Таблица 1.1. Клиническая классификация значений ИМТ ИМТ, кг/м2 Классификация Риск заболеваемости Менее 18,5 Дефицит массы тела Повышенный 18,5–24,9 Нормальная масса тела Минимальный 25,0–29,9 Избыточная масса тела Повышенный 30,0–34,9 Ожирение I степени Высокий 35,0–39,9 Ожирение II степени Очень высокий Свыше 40 Ожирение III степени Чрезмерно высокий Таблица 1.2. Нормальные значения ИМТ в зависимости от возраста Возрастная группа Нормальные значения индекса 19–24 года <25–34 года 20–35–44 года 21–45–54 года 22–55–64 года 23–>65 лет 24–ИМТ не всегда адекватно отражает степень жироотложения.

Пример несостоятельности индивидуальной оценки степени жироотложения на основе ИМТ иллюстрирует рис. 1.2, где показаны два индивида с одинаковой длиной и массой тела. Субъективно ясно, что один из них страдает ожирением, а у другого выражена гипертрофия мышечной ткани. Но ИМТ у них одинаков, поэтому оба они должны быть классифицированы как имеющие ожирение 1 степени! Рис. 1.2. Пример индивидов с разной степенью жироотложения, имеющих одинаковый индекс массы тела (рисунок с сайта http://www.

figurefriendlyclub.com/2007/10/) Рис. 1.3. Зависимость степени жироотложения от индекса массы тела по результатам обследования практически здоровых москвичей в возрасте от 4-х до 57 лет. Слева — данные для мужчин, справа — для женщин Проведенные исследования показали наличие умеренно выраженной статистической зависимости степени жироотложения у взрослых людей, оцениваемой методом биоимпедансного анализа, от ИМТ (Roubenoff et al., 1995). Коэффициент детерминации (r2) составил 0,55 и 0,38 для женщин и мужчин соответственно при величине стандартной ошибки 5% жировой массы. По результатам обследования группы практически здоровых москвичей, в которую вошли посетители фитнес-центров, учащиеся средних общеобразовательных школ и воспитанники детских садов (n = 5077), величина r2 составила 0,55 для мужчин и 0,68 для женщин. Соответствующие диаграммы рассеяния представлены на рис. 1.3, из которого следует, что для рассматриваемой выборки биоимпедансные оценки степени жироотложения при одинаковых значениях ИМТ характеризуются значительным разбросом.

Таким образом, высокие индивидуальные значения ИМТ сами по себе не могут служить критерием ожирения. Известны случаи ожирения у индивидов, имеющих нормальные значения ИМТ.

Помимо показанных на рис. 1.2 типов телосложения у индивидов, имеющих одинаковую длину и массу тела, возможны и переходные типы. Существенные изменения ИМТ могут происходить за счет повышенной гидратации. Возникает закономерный вопрос: каковы способы объективной количественной оценки содержания жира в организме Задача такой оценки решается с использованием методов изучения состава тела.

1.2. Методы изучения состава тела 1.2.1. Классификация методов В настоящее время отсутствуют способы непосредственного измерения компонентного состава тела живого организма, и, таким образом, все существующие методы in vivo являются непрямыми.Непрямые методы позволяют получать оценки состава тела, опираясь на физические закономерности, ряд параметров которых измеряют в ходе обследования, а остальные практически не зависят или мало зависят от индивида и считаются постоянными (инварианты состава тела). К непрямым методам относят гидростатическое взвешивание, рентгеновскую денситометрию, рентгеновскую компьютерную, магниторезонансную томографию и другие методы. В ряде случаев непрямые методы верифицированы по данным прямых методов in vitro на небольших выборках.

Для характеристики точности методов выбираются “наилучшие” для оценки выбранного компонента состава тела непрямые методы, рассматриваемые как условно достоверные. Такие методы принято называть эталонными, или золотым стандартом.

Например, золотым стандартом оценки плотности тела (и одновременно — состава тела в традиционной двукомпонентной модели) считается метод гидростатического взвешивания. Оценки состава тела, получаемые такими методами, как калиперометрия и биоимпедансный анализ, обычно строятся на основе линейных регрессионных зависимостей путем сопоставления с результатами применения эталонного метода.

Возможны разные способы классификации методов оценки состава тела. Например, по используемым первично измеряемым параметрам (антропометрические, физические), по условиям применения (полевые, амбулаторные, клинические и обслуживающие фундаментальные исследования) и по измеряемым показателям (денситометрия, волюметрия, гидрометрия и др.).

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 38 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.