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1、人体成分分析仪的临床应用,人体成分的五个水平模式,王永成，刘跟平。身体成份的测量和评价方法，井冈山学院学报(自然科学)，2007；28(4):87-89,人体测量的方法,（一）BIA的原理,BIA假设人体是由脂肪(Fat mass,FM)与瘦体组织(Fat free mass,FFM)组成FFM含有大量的水分和电解质，电阻抗较低；而FM是无水物质，电阻抗较高，导致电流主要是从肌肉及电解液中经过，由此产生人体阻抗的主要是瘦体组织(FFM)，从而估算出人体FM及FFM的量。,电流随着阻抗小、传导性能较好的体液流传.,测量 阻抗(Impedance).,测量 体水分体积., 体水分 体积 1) Oh
2、ms law V = I x R (V: 电压 I: 电流 R: 阻抗)2) 圆柱体 体积 圆柱体 体积 = 横截面积 x 高度3) 阻抗 特性 R = L/A (R: 阻抗 L:长度 A:横截面积),BIA ? (Bioelectric Impedance Analysis; 生物电阻抗法) 微弱的交流电流导入人体，测量阻抗的原理,Impedance(阻抗）,Impedance(阻抗)? 在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。,Impedance(阻抗）,阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗。 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗，其
3、中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗(Xc) ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗(XL)。,*Resistor = 体水分(细胞内外水分),Resistance,Reactance,* Capacitor = 细胞膜,阻抗是电阻与电抗在向量上的和 Z = (R+Xc),BIA原理,Impedance Index: 只要有导体的阻抗和长度（高度）就可以计算出体积。,有人体的阻抗与身高就可以测量出人体体水分的体积,BIA原理,The Volume of TBW,Fat Free Mass,Fat Mass,Etc,体水分体积,去脂体重的 73%是体水分FFM = TBW / 0.
4、73,体脂肪 = 体重 去脂体重,测量无机盐与蛋白质,BIA原理,利用BIA法测量体水分的步骤：,Step 1. 正确地测量人体阻抗,Step 2. 再根据阻抗值测量体水分体积,在BIA法决定着其准确度的关键在于 准确地测量阻抗,（二） BIA的操作,新型的 BIA 人体成分分析仪通过多个电极( 通常是 4 个， 即双手和双脚) 、多个频率( 1、 5、 50、 250、 500 和 1 000 kHz 等) 进行节段测定，而且同时测定电阻和电抗，使人体成分分析的结果精确可靠。 能获取四肢和躯干各部位的肌肉、脂肪比例， 而且还能区分细胞内、细胞外的水分。,躯干阻抗测量,节段性直接测量法,多频率
5、测量法,1kHz,50kHz,1000kHz,细胞内水分(Intracellular Water),细胞外水分(Entracellular Water),8点接触式测量法,应空腹测量重量，至少间隔2小时后再进行测量。测量前应排空大小便。3 . 运动后不宜立即进行测量。淋浴或桑拿后不宜立即测量，出汗会导致体成分发生暂时性变化。5.女性月经期间不宜进行测量，经验表明女性在月经期间身体水分会增加。测量环境应保持适宜的温度（20C25C），人的身体成分在适宜温度下比较稳定，而过热或过冷都会造成身体成分的不稳定。7.重复测量应使测试条件与上一次测量尽可能一致，保持测量条件的一致，能够最大程度保证测试结果
6、的一致性或可比性。8.体内配带心脏起搏器(Pacemaker)等电子医疗仪器者或其他金属请勿使用。,检查注意事项,总体重,去脂体重,瘦组织,细胞内水分,细胞外水分,蛋白质,无机矿物质,体脂肪,总体水,（三）人体成分组成及分析,肌肉脂肪分析,去脂体重指数FFMI ( 1 体脂比 ) * kg/ m2 FFMI的下限男性应 17，女性应 14.5。由于FFMI反映人体肌肉、骨骼等“健康”成分，所以FFMI 无上限，越高越好1 。 1 Kyle UG， Schutz Y， Dupertuis YM， et al Body Composition Inter pretation Contributio
7、ns of the Fat-Free Mass Index and the Body Fat Mass Index Nutrition，2003，19( 78) :597604,肌肉脂肪分析,1）正常体重肌肉型,此种体成分类型三种体成分结果构成一个“D”形最理想的体成分状态,肌肉脂肪分析,2）正常体重肥胖型,三种体成分结果构成一个大“C”形。在本例图中受试者的体重虽然在正常范围内，并不属于肥胖，但其体成分不够理想。属于这种体成分类型的人应该通过运动来得到理想的体型，不必减少体重，应增加骨骼肌重量。虽然体重正常，但他们内脏脂肪的增加同样会增加心血管疾病发生的几率。,肌肉脂肪分析,3）正常体重虚弱
8、型,骨骼肌重量柱图低于理想值范围，而体脂重量则在正常范围，三种体成分结果构成小“C”形。导致这种状况的原因通常是缺乏运动，缺乏足够的蛋白质摄入，或者伤病与疾病导致的代谢速度加快。,肌肉脂肪分析,4）低体重虚弱型,低体重类型。如果维持这种体质的时间过久，就难免会出现健康问题。如消化不良、因食欲差而导致的营养不良，肠道蛋白质丢失而导致的营养不均衡，代谢紊乱等。,肌肉脂肪分析,5）低体重肌肉型,此种体成分类型是体重低于正常范围，骨骼肌发达的类型。然而，体内的脂肪不仅能够储存能量，还能帮助吸收脂溶性维生素，同时还能保持健康皮肤和发质。除此之外，它对构件细胞组织也很重要，因此，拥有这种体成分类型的人要注
9、意不应该再减少体脂了。,肌肉脂肪分析,6）超体重虚弱型,超重，肥胖。肥胖的人易患心血管疾病、糖尿病等。除此以外，肥胖病人还存在其他一些潜在问题，例如运动耐力下降，骨关节炎。,肌肉脂肪分析,7）超体重肌肉型,肌肉脂肪分析,如运动员通常是肌肉发达的超重类型，如果采用 BMI 指数法计算，他们通常会被划分为肥胖型一类。他们超重的原因是因为骨骼肌重量大，因此并不需要降体重。,8）超体重肥胖型,肌肉脂肪分析,超体重肥胖型大多为严重肥胖者。超重者的骨骼肌重量之所以超过正常范围并非是因为通过运动训练使肌肉发达，而是因为他们的所有身体成分都超过了正常范围。因此这种慢性肥胖者需要接受治疗，通过降体重措施减去身体
10、脂肪重量，主要的目的是治疗或预防肥胖的各种并发症，而并非仅仅是为了塑造体形。,肌肉均衡,每个条形旁边的数值代表受试者肌肉的绝对公斤数。当条形长度达到 每个条形旁边的数值代表受试者肌肉的绝对公斤数。通过对肌肉均衡进行分析能够评估受试者的肌肉发达程度，并且能判断节段均衡程度。,体水分分析,身体总水分（TBW）细胞内水分（ICW）细胞外水分（ECW） 健康人身体中细胞内分和细胞外水分的比例一般保持在 3:2左右。水分比率 水分比率=细胞外水分(ECW)/身体总水分(TBW) 0.390 为正常，0.3900.400 以下为轻度浮肿，0.400 以上为浮肿 水分比率高意味细胞外水分含量不正常增加的状态
11、，临床上容易引起浮肿。营养不良性浮肿：体成分测量中细胞外水分比例增加,营养评价中蛋白质缺乏。淋巴浮肿：节段浮肿，节段体水分分布会显示为体水分不均衡状态。,附加数据,1）身体细胞量 (BCM)2）骨矿物质含量(BMC)3）上臂围度（AC）4）上臂肌肉围度（AMC). 5）腰围（Waist Cir.）6）内脏脂肪面积（VFA）7）基础代谢（BMR）8）TBW/FFM9)阻抗（Impedance、Reactance Phase Angle）,附加数据,1）身体细胞量 (BCM)人体器官内所有含水分和蛋白质的细胞数量，主要用于评价受试者的营养状况。该指标能够灵敏反应身体健康状况不佳的病人的营养状况，如
12、有腹水或水肿症状的病人由于细胞外水分明显增加而难以测定游离脂肪的重量，因此对这些人群来说用身体细胞量（BCM）来评价其营养状况更为可靠。2）骨矿物质含量(BMC)骨矿物质含量指的是组成骨骼、维持骨密度的无机盐，其中钙是主要成分。无机盐是人体所需的微量元素，包含钙(Calcium)，钠(Sodium)，钾(Potassium)等。其中钙不仅是骨骼发育的基本原料，而且参与神经、肌肉的活动和神经递质的释放，调节激素的分泌。血液的凝固、细胞粘附、肌肉的收缩活动。理论上，BIA 通过测定水份含量而估测矿物质含量，矿物质含量与肌肉重量密切相关。利用这种比例对矿物质量进行估测。如果测量结果显示矿物质含量低，
13、应该应用骨密度测量仪器进行更精细的检查。,附加数据,3）上臂围度（AC）上臂围度是测量肩关节与肘关节之间 1/2 点的围度。4）上臂肌肉围度（AMC）测量肩关节与肘关节之间 1/2 点的围度，然后用皮褶钳测量皮下脂肪的厚度：AMC=上臂围度3.14三头肌皮褶厚度可判断身体总肌肉量。蛋白质- 能量营养不良(Protein-Energy Malnutrition)时上臂肌肉分解，因此可判断蛋白质营养状态。,附加数据,5）腰围（Waist Cir.）男性85cm，女性80cm， 可判断为腹部肥胖。6）内脏脂肪面积（VFA）是内脏脂肪的横截面积，如果内脏脂肪面积超过 100cm2，表明腹部肥胖。测量内
14、脏脂肪的方法是以 CT 直接测量的方法为金标准，一般测量肚脐平衡线或第 4-5 腰椎之间的横截面积内脏脂肪。,附加数据,7）基础代谢（BMR）REE = 21.6 FFM去脂体重(kg) + 3708）TBW/FFM 体水分在去脂体重当中占的比例。9）阻抗（Impedance、Reactance ）BIA提供 5 个节段，1,5,50,250,500Khz,1MKhz 频率的阻抗值还提供 5,50,250Khz 频率的电抗值和相位角(phase angle)。只有当频率增加而阻抗值减小时才表明测量是正确的,相位角 Phase Angle,相位角（PhA）是指交流电流经细胞膜等组织界面时，类似电
15、容器的细胞膜等进行充放电，此过程中存储的电荷会产生一个相移，可被视为电阻和电抗的比值，在几何上表示为相位角（PhA）。,PhA=arc-tan(Xc/R)180/,大部分健康人的 PhA 在 57之间，少数运动员可达到 9.5以上 高的 PhA 值：身体瘦体组织较多、细胞结构和细胞膜完整性好、 细胞功能完善、体液分布平衡 较低的 PhA 值：营养状况差、瘦体组织丢失、细胞的完整性破坏、 细胞功能下降、ICW 与 ECW 比值下降,相位角 Phase Angle,成人PhA的主要影响因素,1 .年龄 随着年龄增加，PhA值逐渐减小。 2. 性别 PhA值随BCM的增加而增大，而男性因为其瘦体组织
16、量一般都比女性高。 3. BMI 在一定范围内，随BMI的增加，PhA值增大。 BMI值 40 kg/m2的严重肥胖者 PhA与BMI即为反相关。 4. 营养状况 疾病相关的营养不良患者中，PhA 可识别细胞早期营养不良的特点如细胞内液 体向细胞外转移、ECM/BCM（细胞外组织的量/体细胞质量）增加 5. 体力活动 高强度的体育锻炼可影响细胞膜的稳定性，从而利于 PhA 的提高 6. 疾病 对于临床患者而言，炎症和中重度的营养不良是影响PhA的两个最主要因素 . 儿童及青少年PhA的主要影响因素 年龄为PhA的主要影响因子，在儿童和青少年中，BMI独立于年龄和性别与PhA呈正相关,赵怀玉,李
17、子健.应用“相位角”预测营养不良及临床应用.中华临床营养杂志,2017,25(4);256-260,PhA临床应用：疾病预后,可用于病人的营养筛查/评估和营养监测 PhA反映个体的功能状态,PhA临床应用,PhA与营养状况,PhA与机体功能状况,.健康检查（包括老年人）.营养状态评估.临床营养支持的应用.肥胖症患者减重监测.康复治疗后肌肉物质的变化.透析后体内水份改变,激素治疗后身体成份的改变.在临床结果和预后中的应用 ,在化疗药物治疗中的应用.严重脱水、水肿、浆膜腔积液,重度肥胖病人，测量结果会产生较大误差。但 BIA用于横向或纵向的比较还是具有较大参考价值的。,(四)BIA应用,Bryan
18、t 等研究分析发现， 28%的克罗恩病病人和 13%的溃疡性结肠炎病人存在瘦体重明显降低， 31% 的克罗恩病病人和 13%的溃疡性结肠炎病人存在脂肪组织的减少。可见，克罗恩病对营养状况的影响比溃疡性结肠炎大1。 此外，炎症性肠病病人使用糖皮质激素可能出现总体重，脂肪比例的增加，但骨密度和瘦体重却明显降低 2 。,1 Bryant V， Trott MJ， Bartholomeusz FD， et al Systematic review:body composition in adults with inflammatory bowel disease Aliment Pharmacol T
19、her，2013， 38( 3) :2132252 Mingrone G， Benedetti G， Capristo E， et al Twentyfour-hour energy balance in Crohn disease patients: metabolic implications of steroid treatment Am J Clin Nutr， 1998， 67( 1) :118123,炎症性肠病,恶性肿瘤,解放军普通外科研究所的研究发现， 70.7%胃癌病人在术前有 10%的体重丢失。应用 BIA 法行人体成分分析结果表明，胃癌病人脂肪群和瘦组织群均明显下降。与正常
20、对照组比，胃癌病人脂肪群平均降低 2.68 kg，瘦组织群平均降低5.62kg。而肠癌病人仅瘦组织群降低 4.61 kg，而脂肪组织并无明显下降。说明胃癌病人和肠癌病人的营养支持和生活方式有所不同。 胃癌病人术后第10 天与术前比较，短期内体重丢失467kg( 7.79%) 其中以瘦组织丢失最多( 290 kg)，结果提示我们围手术期能量的补充和瘦体重( 主要是肌肉容积) 的维持同样重要.,赵明利 . 人体成分分析及应用 肠外与肠内营养 ，2016.23(1).50-53,临床用药,麻醉用药:通常按总体重计算用量，但病态肥胖的病人若按总体重用药可能出现药物过量。所以,肥胖病人使用阿片类药物和大
21、多麻醉诱导用药应基于瘦体重计算用量，但肌肉松弛药物用量仍应按总体重计算1。BMI40的肥胖病人，若以实际体重作为麻醉诱导用药剂量的计算标准会使药物剂量偏大，从而引发比较严重的心血管抑制反应，并使麻醉苏醒时间延长; 而以理想体重作为计算标准，则会引发较严重的置管应激反应，说明用药剂量偏小2。化疗药物:药物使用的剂量常依据体表面积来计算，身高和体质量常作为药物剂量的衡量标准，但该计算方法获得的药物剂量不能减小患者间药物清除率的差异3 。 故以 BIA 法测定的去脂体重为计算标准是比较合理的方法。 1Ingrande J， Lemmens HJ Dose adjustment of anaesthe
22、tics in the morbidly obese Br J Anaesth， 2010， 105( Suppl1) :16232徐晓莹，李玉娟，赵国庆 以去脂体重为标准计算静脉全麻诱导剂量对重度肥胖病人的影响 岭南现代临床外科， 2013， 13 ( 2) :1031063 Baker SD，Verweij J，owinsky EK，et al ole of body surface area in dosing of investigational anticancer agents in adults，19912001 J J Natl Cancer Inst，2002， 94( 24
23、) :1883-1888.,Hart N, et al. Am J Clin Nutr, 2004; 80(5):1201-1206,临床结局及预后,FFM的丢失会导致呼吸肌萎缩而影响呼吸，使运动受限，从而导致临床上不良结局的发生。,63例孕妇，孕24-25w和孕37-38w分别测体成分孕中晚期的母体去脂体质、细胞内水及外水等与新生儿出生体重正相关体脂增加量与其无关。,新生儿健康,1林锦芬,吴元赭,王新颖,刘美燕,. 母体生物电阻抗分析与新生儿出生体质量关系的研究J. 肠外与肠内营养,2008,(3).,营养状况的评估,较高的去脂体质(FFM)和去脂体质指数(FFMI)可明显降低患者住院天数。
24、应该在NRS2002筛查中发现的体重丢失10%或BMI20的患者，采用体成分检测FFM来评估其营养状况。,Claude P, et al. Am J Clin Nutr, 2004; 79(4):613-618.,临床营养支持评估,在临床评估营养支持效果时，不能仅关注体重的增加，还需监测人体成分随体重变化的动态改变，仅体重增加不一定是最适合患者的营养支持，可能会造成过度喂养，反而影响健康和疾病恢复。通过动态监测人体成分变化情况，可以有效评估营养支持的效果，避免发生营养不良，进而促进疾病的恢复。,胡景敏, 等. 医学综述. 2016；22(19):3783-3787.,小结,BIA法测定人体成分快捷、方便。其结果不仅可用于一般人群评价体型，而且还可用于多种疾病病人营养评估、判断预后和指导用药剂量等。但人体成分分析的一些关键数据和具体使用方法还有待进一步深入的研究。,谢 谢,
