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1、国外医学生物医学工程分册2000年第23卷第3期生物电阻抗分析法(BIA)测量人体成分黄海滨任超世(中国医学科学院、中国协和医科大学生物医学工程研究所,天津300192)摘要:测量人体成分的理想方法应当是相对廉价的、病人易于接受的、可以由非专业人员来操作的、结果准确且可重复性高的。生物电阻抗分析法(BIA)可以部分满足这些要求。然而,生物电阻抗分析法(BIA)还有许多待解决的问题和应用的限制。本文综述BIA的基本理论、数据分析方法。关键词:生物电阻抗;人体成分分析;脂肪;人体水分分布中图分类号:R318;R312文献标识码:A文章编号:1001-1110(2000)03
2、-0151-05MeasurementofbodycompositionbybioelectricalimpedanceanalysisHUANGHai-bin,RENChao-shi(InstituteofBiomedicalEnineering,ChineseAcademyofMedicalScience,Tianjin300192,China)Abstract:Therearekindsofmethodsofmeasuringbodycomposition,theidealmethodshouldberelativelyinexpensive,andrequire
3、littleinconvenienceforthesubject,beoperatedbyunskilledtechniciansandyieldhighlyreproducibleandaccurateresults.Bioelectricalimpedanceanalysis(BIA)canpartiallymeettheserequirements.However,therearestillanumberofunresolvedquestionsandlimitationstotheapplicationsofBIA.Thispaperreviewstheprin
4、ciplesandmethodologyofBIAKeywords:bioelectricalimpedance;bodycomposition;fat;distributionofbodywater1引言型等。二元件模型将人体简化为由脂肪物质在医学临床与基础研究中,测量人体成(FatMass,FM)和非脂肪物质(FatFree分具有重要的价值。它可以提供人体成分正Mass,FFM)构成。Anderson提出的三元件[2]常值范围,评价生长发育、成熟情况以及老化模型由瘦肉物质、脂肪物质和水构成。进程,有助于对营养状况和相关疾病的研Keys提出四元件模型,由水、蛋白质、矿
5、物质[1][3]究。特别是随着人们生活水平的提高,营养(bonemineral)和脂肪(fat)构成。此外,状况的改善,肥胖症患者及相关疾病的发生Wang提出人体成分的统一模型,通过对C、越来越多。在儿童生长发育期,监测身体成长N/H、K、Ca、Cl和P元素含量的测量,对人变化,了解发育状况,正确指导营养补充,对体在元素、分子、细胞和组织系统各个层次进[4]确保儿童健康成长是非常重要的。在体育运行分析。但是,由于技术上的困难,直到近动中,为了减轻体重,提高竞赛成绩,以及在几年,人们才有可能真正实现在体测量多种运动员训练过程中,安排合理的运动量,都需成分。要监测体内成分的
6、变化。健美和减肥锻炼如Garrow在回顾了对人体成分的各种测能在脂肪含量监测的指导下进行,也将会收量技术之后,认为测量人体成分的理想方法到事半功倍的效果。应当是相对廉价的、病人易于接受的、可以由[1]人体成分的模型有多种,广泛应用的非专业人员来操作的、结果准确且重复性高[5]模型包括二元件模型、三元件模型、四元件模的方法。如果需要在远离大医院和研究中心的地方使用,还要求设备应当是容易携带收稿日期:2000-01-06·151·国外医学生物医学工程分册2000年第23卷第3期的。目前测量人体成分的主要方法有总体水比例与频率有关。在低频情况下,由于细胞膜法(TotalBod
7、yWater,TBW)、总体钾法电容的存在,细胞内路径的电阻相当大,电流(TotalBodyPotassium,TBK)、水下称重法基本上只通过细胞外路径。随着电流频率的(Hydrodensitometry)、皮褶计法(Skinfold增加,通过细胞内路径的电流的比例将增[7]anthropometry)、生物电阻抗分析法大。如果将人体简化为一电阻率为p,长为(BioelectricalImpedanceAnalysis,BIA);此L,横截面为A的圆柱体,则人体的阻抗为:外,还有近年来发展起来的双能X射线吸收R=ρL/A(1)2法(Du
