バイオインピーダンス

体組成を評価するための最も正確で迅速な方法の1つ

生体インピーダンス測定は、人間の体組成（CC）を評価するための迅速で正確な方法です（1985 Lukaski）。

体組成

体組成の分析は、医学、人類学、人間工学、スポーツ、栄養学など、さまざまな分野で使用されています。

最近、専門家たちはエネルギー、資源をCC、健康状態、スポーツパフォーマンスの間の相関関係の深化へと導いた。脂肪組織が豊富（特に腹部の分布がある、または腹部内組織がさらに悪い）、全身の筋肉量が少ない傾向がある体組成は、全体的な健康状態の悪化（心循環、呼吸、筋肉、関節など）と相関がある。アスレチックスポーツ能力が乏しく、高血圧、糖尿病、肥満、脂質異常症、メタボリックシンドローム、心血管系合併症、関節の病状などの不吉な出来事に関連した身体的リスクが高いこと、そして死亡につながる。

コンパートメント

体組成の知識を深めるためには、組成の観点から、生物がコンパートメントに分割できることを明確にする必要があります。単一の分類はなく、少なくとも5つを記述することができます（ Wang et al。、1992-1993-1995によって後に修正されます）。

基本モデル

2つのコンパートメント（体脂肪量/除脂肪量 - FM / FFM）

マルチコンパートメントモデル

原子モデル - 4つのコンパートメント（炭素/水素/酸素/その他の元素）
分子モデル - 4つのコンパートメント（水/脂肪/タンパク質/ミネラル）
細胞モデル - 4つのコンパートメント（細胞質量/細胞外固形分/細胞外液/脂肪）。
機能モデル - 5つのコンパートメント（骨格筋/脂肪組織/骨/血液/その他）

1992年から1993年にかけてWangらによって変更された。次のように

マルチコンパートメントモデル

小学校モデル - 5つのコンパートメント（炭素/水素/酸素/ 窒素 /その他の元素）
分子モデル - 5つのコンパートメント（水/脂肪/タンパク質/ミネラル/ グリコーゲン ）
細胞モデル - 5つのコンパートメント（細胞質量/細胞外固体/細胞外。水 /脂肪）
機能モデル - 4つのコンパートメント（骨格筋/脂肪組織/ 骨格 / 内臓器官および残留物 ）。

体組成評価 - 分析レベル

身体構造は、ますます複雑化する組織と見なされなければなりません。さまざまなレベルの分析は、原子、分子、細胞、組織、臓器、システム/装置、そして最後に生物（Body Whole - BW）です。

NB 。特定のレベルの異なる構成要素間または異なるレベル間の関係についての知識は、特定の身体コンパートメントの間接推定には重要です。

全身分析 - BW

身体は、次のものによって特徴付けられる単一の単位として考えることができます：寸法、形、面積と表面、密度と他の外部の特徴（重さ、身長、容積）。 BW分析では、原子レベルと細胞レベルが比較的重要です。したがって、編成システムは主に次のレベルに削減されます。

分子 - 化学
組織 - 解剖学的です。

方法：妥当性と正確性

妥当性とは、機器またはメソッドが実際に測定した内容を測定する程度のことです。妥当性の根拠にあるのは、正確さ、または真の値がNOTOである量の測定の正確さです。

CC（したがって、体脂肪量 - FM）の評価では、妥当性レベルは3です。

第1レベル - 直接：死体の解剖とエーテルによる脂肪の抽出
第2レベル - 部分的直接：デンシトメトリー（DEXA）による「いくつかの」量の測定とそれに続くFMの推定のための定量的関係
III°レベル - 間接：測定値の検出（厚さや電気抵抗など）およびIIレベルに回帰した式の導出（実際には、二重に間接的に定義する方が良いでしょう）。

プライクロメトリーおよびバイオインピーダンスは第3レベルの妥当性に属する方法であり、したがってINDIRECTです。脂肪と密度の関係は、体の水分補給、体の密度、筋肉質、脂肪の圧縮率と厚さ、脂肪の分布、腹腔内の脂肪の量など、さまざまな要因に左右されるため、これらは非常に「特定のチャンピオン」です。

バイオインペデンティメトリー - 歴史

生体インピーダンス測定は、生体電気インピーダンスの概念、または生体導体内の交流電位の振幅とその結果生じる交流電流の振幅との比に基づいている。

生体電気インピーダンスの概念は、1985年にLukaskiによって深められました。

Z =交流に向けた生体導体の反対

研究に基づいて：

細胞、組織および血流の電気的特性に関するインピーダンスプレチスモグラフィは、1959年にNyboerによって実行され、Nyboerは、導電性体積の修正は導体のインピーダンスの変化に関連すると結論付けた。
侵襲的バイポーラ技術（側面に対して手足の皮下電極）、Thomasset 1962年の実験。
4つの皮膚電極を適用したHoffer（1969）によるさらなる調査

1980年代には、単周波数インピーダンス（50KHz）がCC評価にすでに使用されていましたが、その後の10年間では、多周波インピーダンス計を使用して、全身の水分区画化を評価しました（全身の水分 - TBW）。 XITRON、バイオインピーダンス解析用の最初の多周波機器

生体インピーダンス測定 - 機能と操作

バイオインピーダンス分析は、間接的なCC、依存サンプルを評価する方法ですが、数多くの利点と利点があります。実行速度、使いやすさ、非侵襲性、DEXAよりも安い（濃度測定）、診療所および現地調査（輸送可能）の両方で考えられます。

生体インピーダンス測定法は、体が低強度（800μA）および固定周波数で交流を通過させるために提供するインピーダンスを測定します。細い組織は、脂肪組織よりも多くの水と電解質を含んでいるため、脂肪組織よりも固定電流を多く運びます。その結果、伝導容量は含まれる水と電解質の量に正比例します。さらに、水に含まれる電解質は電流の良導体であるため、TBWはインピーダンス（Z）で予測できます。ＴＢＷが大きいと、電流はより少ない抵抗（Ｒ）で容易に身体を通って流れ、それ自体は除脂肪量（ＦＦＭ）に反比例するように見える。論理的には、脂肪は水分含有量が低いため、脂肪の流れが非常に悪いので、抵抗は脂肪組織の量が多い人には正比例（高）です。

生体インピーダンス解析と体型

人体は一様な断面を持つ単一の円柱ではなく、直列に接続された5つの異なる円柱として解釈されなければなりません。様々なセグメントは長さも断面も均一ではなく、したがって抵抗は可変である。

生物学的導体の交流 （Ｚ） への反対と導体の長さおよび体積との間にも関係がある。身体を流れる電流に対するインピーダンス（Z）は、常に次の点を考慮して、導体の長さ（STATURE）に正比例し、断面に反比例します。インピーダンス（ Z）=ƿ（比抵抗）* [長さ（L） / section（A）] -ここでƿは体組織の比抵抗に等しい（定数）。

生体インピーダンス解析と物理的原理

生体組織は導体または絶縁体として機能し、電流の流れは最も抵抗の少ない経路をたどります。ＣＣを評価するためのバイオインピーダンス測定の使用は、電流に関連する周波数が変化するときの生物学的組織の異なる導電性および誘電性に基づいている。水や脳脊髄液、血液、筋肉などの電解質を含む組織は優れた導体ですが、肺のような脂肪、骨、空気で満たされた空間は誘電体組織です。人体では、これらの組織の体積（V）は、それらの抵抗の尺度（R）から推定できます。
インピーダンスは、抵抗（R）とリアクタンス（Xc）の関数です。Z = R2 + Xc2

インピーダンス（Ｚ）は、交流の流れに対する導体の抵抗に依存する反対であり、２つの要素、すなわち抵抗（Ｒ）とリアクタンス（Ｘｃ）に分解することができる。抵抗（R）は、電流の流れに対する反対の純粋な尺度であり、CONDUCTANCEの逆数です。リアクタンス（Xc）は、ボディマス（MC）によって引き起こされる電流の流れに対する反対であり、CAPACITYの逆数です。バイオインピーダンス解析では、リアクタンス（Xc）が非常に低い（<4％）ため、抵抗（R）とインピーダンス（Z）は互換性があります。 50Hzでは、抵抗（R）はリアクタンス（Xc）よりも大きいので、抵抗（R）はインピーダンス（Z）の最良の予測因子です。

抵抗指数は、 身長（Ｓ）2 ／抵抗（Ｒ）に対応し、細胞外水分（ＥＣＷ）の最良の予測値は、身長（ Ｈ）2 ／リアクタンス（Ｘｃ）である。

2点間の抵抗（R）は、オームの法則によって定義されます。 抵抗（R）= 2点間の距離（V）/電流強度（I）。

予想されるように、等方性円筒形導体の場合、抵抗（R）は長さ（L）に正比例し、その断面積（A）に反比例するので、トランクの比抵抗（ ƿ ）は2倍から3倍高くなります。四肢の比抵抗（ ƿ ）。また、大人の抵抗率（ ƿ）は子供よりも大きく、肥満の抵抗率（ ƿ ）は通常の体重よりも大きくなります。

生体インピーダンス測定 - 誤差要因

生体インピーダンス分析後のCC分析の「許容できる」エラーレベルは、男性で3.5kg未満、女性で2.5kg未満です。

生体インピーダンス法の正確さおよび精度のレベルは、とりわけ機器内変動性（較正）および機器間変動性（異なるモデル）によって影響される。

単周波インピーダンス計では、同じ50KHzの周波数でも、予測式（ソフトウェアの多様性）やキャリブレーションの種類（内部または外部）でも、交流の強度（800：500μA）が大きく変わる可能性があります。

マルチ周波数インピーダンスメーターは確かにシングル周波数のものよりも高価です。彼らは抵抗（R）とリアクタンス（Xc）を測定するために三周波数（5-50-100KHz）を使いますが、とりわけ科学研究で使われます。

結局のところ、人のCCを評価するための有用な尺度を得るためには、常に同じ機器を使用し、使用前に常に校正することが必要です。 5cm 2の表面を持つ電極を使用し、フルボディモード（遠位/近位）でそれらを配置することをお勧めします。

身体組成の検出を変える可能性があるパラフィソロフィック条件が存在することを特定することも適切である。一つは水分補給の状態です。少なくとも５時間固体および液体の絶食状態が対象の検出を変更することができることが観察されている。同様に、激しい有酸素運動は、体の電解質と総水分との間の不均衡のために抵抗（R）を減らすことができます。水に対して電解質を優先する比率は、より高い導電率をもたらす。体温もバイオインピーダンス検出に大きな影響を与えます。それを増加させると、抵抗（R）が減少します。したがって、発熱または温熱療法では、生体インピーダンスは信頼できません。最後に、電極が適用されている皮膚は、エチルアルコールで洗浄されるとその導電性を高める。

NB 。体内の電極の位置決めにおける１ｃｍの誤差は、全体の２％に等しい検出の修正を決定し、そして環境温度＜１４℃は、２．２ｋｇまでの除脂肪量の見積もりを妥協する。