人体成分分析的临床应用

ⓥ Resistance
*Resistor = 体水分(细胞内外水分)
ⓥ Reactance
* Capacitor = 细胞膜
阻抗是电阻与电抗在向量上的和 Z = √(R²+Xc²)
BIA原理
Volume Length Area
(1)
Impedance Length Area
Area Length Impedance
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，0.390~0.400 以下为轻度浮肿，0.400 以上为浮肿
肿。
水分比率高意味细胞外水分含量不正常增加的状态，临床上容易引起浮
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。
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。
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/FFM • 9)阻抗（Impedance、
Reactance ＆ Phase Angle）
实用性 难、繁琐、仅科研 易、影响因素多 易、便宜、无害 难、贵、γ射线
易、范围局限 贵、辐射
时间长、贵、无害 贵、辐射
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
（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。
附加数据
7）基础代谢（BMR） REE = 21.6 ⅹ FFM去脂体重(kg) + 370 8）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
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.
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。
R
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)。
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，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：
节段性直接测量法
躯干阻抗测量
阻抗测量仪 V:电流 I:电压
假设人体为一个圆柱体
右上肢 阻抗
左上肢 阻抗
右下肢 阻抗
左下肢 阻抗
假设人体为五个圆柱体
多频率测量法
细胞内水分
(Intracellular Water)
细胞外水分
(Entracellular Water)
1kHz
50kHz
1000kHz
8点接触式测量法
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。
电压 测量点
大拇指接触点
手掌 接触点
电压 测量点
前脚掌 接触点
后脚跟 接触点
检查注意事项
1. 应空腹测量重量，至少间隔2小时后再进行测量。 2. 测量前应排空大小便。 3 . 运动后不宜立即进行测量。 4. 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。 6. 测量环境应保持适宜的温度（20°C～25°C），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。
•
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
• 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。
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。
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
[ 体水分 体积 ]
1) Ohm’s law V=IxR (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 = ρL/A (R: 阻抗 L:长度 A:横截面积)
(2) (3)
Volume Length2 Impedance
(4)
ImpedanceIndex c Height2
L2
Impedance
R
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
FFMI 低 中等 高
PBF低 瘦弱 消瘦 健壮
PBF正常 虚弱 匀称 强壮
PBF 高 虚胖 肥胖 粗壮
[1] Kyle UG， Schutz Y， Dupertuis YM， et al． Body Composition Inter pretation Contributions of the Fat-Free Mass Index and the Body Fat Mass Index． Nutrition，2003，19( 78) :597604．
人体成分分析仪的临床应用
人体成分的五个水平模式
人体测量的方法
方法 水下称重法 体格测量法 生物电阻抗法 总钾量推算法
超声波法 双能X线法(DEXA)
核磁共振法 CT法
特点 黄金标准 BMI、皮褶厚度 电流导电性差异 K同位素分布 超声局部组织 双能X射线
核磁 X线
准确度 准 一般 准 较糙 准 准 准 准
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意不 应该再减少体脂了。
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。
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。
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 / 0.73 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
• 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
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、
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。
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°/π
相位角 Phase Angle
大部分健康人的 PhA 在 5°~7°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、
肌肉脂肪分析
8）超体重肥胖型
• 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。
（三）人体成分组成及分析
总体重
去脂体重 体脂肪
瘦组织
无机矿物质
总体水 蛋白质
细胞内水分 细胞外水分
肌肉脂肪分析
源自文库
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] 。