BIA生物电阻抗分析法

健康   2025-01-20 00:02   山西  

即生物电阻抗分析(bioelectricalimpedance analysis, BIA)。该技术通过利用人体不同组织器官具有不同导电性能、并由此产生复杂的电阻抗值的特点,估测人体细胞外液(extracellular water, ECW)、细胞内液(intracellularwater, ICW)、瘦组织指数( lean tissue index, LTI)、骨骼肌质量(skeletal muscle mass, SMM)等生理病理信息。


BIA基本原理是基于生物组织的电学特性。BIA释放出微弱的交流电,并沿着导电性能良好的人体组织流动:直接通过液体和间接通过细胞膜。低频电流主要流经细胞外液,不通过细胞,而高频电流能穿透细胞膜。因此,人体水分体积决定了电流流经的通道宽度,即电阻抗。电阻抗是一种干扰电流流动的阻力,取决于电阻和电抗的矢量和。在人体中,阻抗和电阻的值之间的差异较小,两者可以互用。目前认为特定物质电阻率值是恒定的,因为每单位体积的电解质溶解在水体中是高度恒定的。最后根据欧姆定律并进行变式,人体水分体积(V)=ρL/Z [ρ表示特定的电阻率,L表示身高(cm),Z表示电阻抗(Ω)]。比如当使用BIA设备进行操作时,首先输入人体身高、体重,然后在腕部、手背及同侧脚踝、足部分别安装电极,并与阻抗计相连,阻抗计在手背和脚的电极之间将提供50 KHz和800 μA的电流。电流流经同侧上下肢及躯干,通过阻抗计测量手腕和脚踝之间的电压。在给定的电流值和测量的电压下,即可得出电阻值并估测人体水分体积。

  

根据全身分段方法也可分为全身性BIA、节段性BIA。全身性BIA是将人的身体视为具有一定长度和截面积的圆柱体,四肢占有30%的容量,却贡献90%的全身阻力。因此,全身性BIA难以精确反映身体各部位电阻抗值,其推算的容量负荷可能会产生误差。节段性BIA则在全身性BIA的基础上,进一步将身体虚化成五个圆柱体组成:两个是手臂,两个是腿,一个是躯干。目前认为节段性BIA优于全身性BIA,更准确地反映了容量负荷的变化,尤其在容量分布不均匀的状态下,如腹水和肾脏疾病,以及在手术过程中。

应用领域

  1. 癌症诊断与监测

  • BIA在癌症诊断中具有显著的应用潜力,特别是在乳腺癌、甲状腺癌、膀胱癌、前列腺癌和子宫颈癌等癌症的早期检测和风险评估中。例如,乳腺癌患者术后淋巴水肿的预防可以通过BIA进行早期检测和监测,从而减少复杂治疗的需求。


  • 在甲状腺结节的检测中,BIA也被用于评估甲状腺癌的风险,通过测量结节的电阻特性来辅助诊断。

  • 心血管疾病监测

    • BIA可用于监测心血管系统的健康状况,包括心脏输出量和心肌功能的评估。此外,它还可以用于术后心脏手术患者的监测,以评估液体平衡和营养状态。


  • 呼吸系统疾病

    • 在肺部疾病的监测中,BIA能够评估肺功能和液体分布,如用于慢性阻塞性肺病(COPD)和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的诊断和病情监测。

  • 神经系统疾病

    • 对于神经系统疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等,BIA可以用来评估患者的营养状况和体液平衡,从而帮助监测病情进展。

  • 肾脏疾病与透析患者

    • BIA在肾脏疾病的监测中也有重要应用,特别是在透析患者中,用于评估体液状态和营养状况。

  • 其他疾病

    • BIA还被用于糖尿病患者的体液状态监测、肥胖症患者的体成分分析以及慢性感染性疾病如HIV感染者的营养状态评估。

    技术优势

    • 无创性:BIA是一种非侵入性的检测方法,避免了传统诊断手段可能带来的痛苦和风险。

    • 快速性:测量过程简单快捷,可以在短时间内完成,适合大规模筛查和日常监测。

    • 多功能性:除了用于疾病诊断外,BIA还可以用于健康管理和个性化医疗,提供长期连续的健康数据。

    未来展望

    随着微纳技术的发展,BIA设备正朝着微型化、集成化和智能化方向发展。未来的BIA设备将更加便携和精准,有望在家庭健康监测和远程医疗中发挥更大的作用。
    生物电阻抗分析作为一种高效、便捷的检测技术,在临床监测和疾病诊断中展现了广泛的应用前景,并且随着技术的进步,其应用范围和准确性将进一步提升。

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