慢性腎疾患の管理におけるバイオインピーダンスの進化と応用|Nefrología(英語版)

慢性腎疾患患者における体組成の分析は、罹患率および死亡率の危険因子としての大きな影響を与えるため、近年興味を集めている。1,2ボディ構成を評価するのに使用されるさまざまな方法の中でbioelectricalインピーダンス分析(BIA)は検査される患者のための簡易性、安価、速度、再現性および安, 体組成の評価におけるBIAの使用は、過去数十年にわたって拡大しており、この期間を通じて、この分析に利用可能なツールが大幅に改善されています。

電気的観点から、生物は導電性シリンダまたはシリンダの合計として作用する。 BIAは、通常、シリンダーの両端から放出され、受け取られる交流電流の流れに対して、任意の生物が作成する反対に基づいています。, インピーダンス(Z)は、二つの異なる成分(図1)の結果である:抵抗(R)は、主に体内の水分content有量(水は優れた導体である)によって与えられる電流の流れに対する、より大きな水分content有量がより低いRをもたらし、その逆もまた同様である。 これにより、患者の水分状態を分析し、筋肉などの水分content有量が大きい組織と脂肪、肺、骨などの水分content有量が低い組織を区別することができます。, 第二のコンポーネントは、電流がそれらを通過するとき、彼らは電気コンデンサーとして機能するので、エネルギーを格納するために、セルの容量を決定するリアクタンス(Xc)、です。 細胞膜は導体として作用し、細胞内容物は弁証法材料として作用し、電流が媒体を通過すると電荷を貯蔵する。 これら二つの成分はオーム(Ω)で表され、それらはベクトルでグラフィカルに表され、結果のベクトルインピーダンス(Z)で表されます。, RとXcによって形成される角度は、rがXcよりもはるかに大きいため、通常は10º未満の位相角(θ)と呼ばれます。印加される交流の周波数に基づいて、BIAは単周波数または多周波数BIAに分類することができる。

多周波数BIAは、抵抗、リアクタンス、および位相角の測定で構成され、周波数は5kHzから1000kHzの間で振動します。, これらの測定値をグラフで表示すると、ColeモデルとColeモデルに対応する放物線が得られます(図2)。3低周波では、電流は細胞膜を通過することができず、代わりに細胞外空間を移動し、細胞外水とそれに含まれるイオン(ECW)にのみ抵抗に遭遇する。, このタイプの周波数に対するZの値はColeおよびColeモデルの右側にあり、x軸に会うまで曲線を外挿すると、つまりXcが0の場合、ECW(R0)に対応する抵抗

高い周波数は、細胞および細胞外空間の両方を横断することができる。 したがって、抵抗性は、細胞内水およびそれが含むイオン(ICW)、ならびにECWによって与えられる反対によって決定される。, 高い周波数に対するZの値はColeおよびCole曲線の左側にあり、X軸への外挿により、TBW=ICW+ECWである全体水に対応するR値(Rθ)推定値が得られる。,

R0とRθがわかると、ICW(RI)に対応する抵抗の計算は、以下の式に従って抵抗の差によって与えられます。

— = — – — ここで、RI= ———-

単周波数BIAは、この波長では位相角とリアクタンスが最大であると考えられるため、50kHzでのみR、Xc、位相角の測定に基づいています(図2)。, しかし、多周波分析器を用いてすべての測定値が得られると、この公理は一定ではないことが観察され、そのため、単周波数BIAは、特に体組成の極値で、あるレベルの誤差を仮定する。

位相角は細胞質量の間接的なアイデアを与え、そのため、生存のマーカーとして広く使用されている栄養のための良いパラメータと考えられている。4-7

現在、私たちはbiaを分析するための三つの異なるシステムを処分しています:式、ベクトルインピーダンス、およびインピーダンス分光法(BIS)に基づいて。, 最初の二つは単周波数モデルに基づいているのに対し、BISは多周波数モデルに基づいています。

数式に基づくシステムは長年にわたって機能しており、いくつかの異なる方程式が記述されており、8-10では被験者の高さが50khzの平均抵抗とともに含まれる傾向がある。 方程式は、集団の特定のサブグループのための参照方法で検証されたので、各研究者は、健常者を使用して各研究のために特別に参照テーブルをまとめることをお勧めします。,11通常、BIAの検光子に含まれているソフトウェアは体重と細い固まり間の相違を使用して計算されるTBW、ICWおよびECW、また細い固まりか無脂肪の固まり、および脂肪質量を計算することを可能にする。 文献に記載されている異なる方程式は、それらが開発されたインピーダンス分析器に対してのみ有効であることを指摘することが重要である。 ハイパー水和させた患者では、余分な水は第三ボディ部品としてこれを表示するかわりに細い固まりに組み込まれます。,

生体電気インピーダンスベクトル解析(BIVA)システムは1994年12月にPiccoliによって導入されました。これはインピーダンスベクトルの長さと50khzで測定された位相角に基づいています。 ベクトルの長さは水和のレベルを確立し、ベクトルが長いほど水の量が少なく抵抗が大きくなりますが、位相角が大きいほど栄養状態が良くなりま, 参照値は、ノモグラムの形で50%、75%、95%の百分位数を表す楕円によって提供されます(図3)が、式ベースのモデルと同様に、参照楕円は健康なイタリアの被験者の集団で計算されました。 このモデルは彼/彼女が長円の中心、12、13からより近くまたはより遠くなるが、また患者の患者またはグループ間の量的な比較をすることを妨げると同時に患者の水和の状態の進化の考えを提供する。, 楕円は、体組成(脂肪content量)の違いにより男性と女性で異なりますが、より高いレベルの精度を達成するためには、年齢、栄養率、さらには人種によって分11,14さらに、これらの変数のいくつかを組み込んだ参照楕円を開発する必要があり、参照パターンの精緻化が過度に複雑になります。,

最近、Fresenius Medical Careは、ECW、ICW、TBWを決定するためのColeとColeモデルを使用して、50の異なる周波数でのR、Xc、および位相角の同時測定に基づくBISアナライザ(BCM®;Body Composition Monitor)を開発しました。5khzと1000kHzの間で振動します。 システムはティッシュのnormohydrationに基づいているので他の多重周波数BIAモデルに異なって、細い固まりおよび脂肪組織に含まれている水の生理学的な内容のためのある特定の価値を仮定して、大いにより低い後者です。, 過剰な水分は、TBWと正常水和脂肪組織および除脂肪組織に含まれる水との違いによって記述される。

このモデルは、Chamney et al,15による研究によれば、例えば、DEXAによって測定された脂肪content有量が10%の被験者では、正常水和組織に調整されたTBWは総重量の約65%(40%ICWおよび25%ECW)であるのに対し、脂肪content有量が30%の別の被験者では、TBWは50%(30%ICWおよび20%ECW)であるというように、tbw、ICWおよびECWとの逆の関係を維持する脂肪content有量を考慮する。, したがって、分析された各被験者の脂肪content量を調整した後、その人自身の体組成に加えて、他の参照パターンは必要とされない。15

慢性腎疾患患者におけるアプリケーション

水和

腎補充療法を開始する前後の慢性腎疾患患者の臨床評価において、水和状態を定量化することが,16-21血液透析患者におけるbisによって測定された乾燥重量の組み込みは、患者の臨床的評価がいくつかのケースでは真の状況から歪んでいることを示すことを可能にするが、他のケースでは血行力学的耐性の改善を容易にする。22,23これは、血圧および左心室肥大の重症度の両方に影響を及ぼす。24,25理想的なレベルに近い水和状態を維持することは、透析患者の残存腎機能の制御を助けることができ、その損失は死亡率の別の危険因子である。,26最近では、ECWも炎症状態と関連している。27,28

栄養

栄養状態は、慢性腎臓病患者の死亡率に大きな影響を与える要因である。29-31Biaによる体組成およびその時間変化の測定は、これらの患者の可逆的変化の早期発見を支援することができる罹患率/死亡率マーカーを提供する。32,33さらに、この用具は忍耐強い進化の異なった影響があり、ボディ固まりの索引を定めるために古典的な方法に付加価値を提供する脂肪質の固まりと細い固まりの間で区別を可能にする。,34,35

尿素(UDV)の分布量

オンラインイオン透析を用いて透析用量を決定する血液透析モニターの導入がますます頻繁になってきている。 このタイプのデバイスは、投与される透析用量を分析するのに役立つ。36-38UDVの測定は、通常、モニター自体によって行われ、人体計測式を使用して行われ、その中でWatson equation39が最も一般的に使用されています。 極端な脂肪content量を有する患者では、BISによって提供されるUDVと方程式を使用することとの間の差は有意であり得る。, などを使用し、UDV測定によるビスを提供できる透析量により調整し、患者の真の状態です。

要約すると、BIAは、彼らが腎臓科医とその臨床応用のすべてに提供する情報を考えると、特に透析ユニットで、すべての部門の処分でヘルスケア機器の一部を形成する必要があり、再現性と低コストの結果で、少しの時間を必要とする非侵襲的、シンプルなツールです。

Nefrologíaのこの問題と前のものに含まれる二つの研究は、BIAの多くのアプリケーションのいくつかを示しています。,6,7Caravacaらは、透析前進慢性腎疾患を有する患者におけるBISの結果を説明し、平均約0.2リットルのわずかな過水分補給を示した。 しかし、バリエーションの広い範囲がありました。 水和は人および糖尿病患者でより重要で、ボディマスの索引および血しょうアルブミンおよびヘモグロビンのレベルと逆相関します。, 過剰水分または脱水の定量的評価は、体組成にかかわらず、非常に臨床的に重要なパラメータであり、利用可能な最も先進的なBISシステムを使用してAbadらによる研究では、透析患者における栄養マーカーとして位相角を調べた。 このために、彼らは多周波数BIAアナライザを使用しましたが、結果の分析では、単周波数で一般的に使用される値である50kHzの周波数のみを使用して得られた結果のみを考慮に入れました。, 著者らは、位相角は栄養パラメータおよびICWの含有量と関連しており、Caravacaらの結果と同様であると結論付けた。 しかし,最も新しい結果は位相角と透析患者の生存との関連であった。 この関連付けは強く唯一の年齢と位相角4-7この研究は、フォローアップの6年後にその予後値をサポートしている他の栄養と炎症変数のために調整された多変量解析によってサポートされていました。,

両方の研究は、位相角の最良の予後値が50kHzで達していることに同意するが、カットオフポイントは、おそらく二つの研究で使用される異なる分析 一般的に、BIAについて話すとき、あるアナライザで得られた方程式と生データは、別のタイプのアナライザでは有効ではないことを指摘することが重要

キーコンセプト

1. Bioelectricalインピーダンス分析は慢性の腎臓病の患者の処置の非常に有用な用具である。, それは提供される情報、使い易さ、速い結果、安全および安価のためにすべての単位に組み込まれるべきである。

2. この技術の主な応用は、水和状態の評価、栄養状態の分析、およびこの速度論モデルのより良い適用のための尿素の分布量の計算である。

3., 生体電気インピーダンスアナライザ自体によって提供される生データを使用することが好ましく、体組成の異なる値によって引き起こされるエラーを避けるために、我々が研究したい集団のための適切な基準値を検索する必要性を排除することが望ましい。

4. Bioelectricalインピーダンスシステムはここ数十年で特に改良され、より精密な情報を常に提供しています。, Bioelectricalインピーダンス分光学はこの技術からの結果がティッシュのnormohydrationに合わせられ、年齢、性、競争、またはボディ構成のために調節される参照の人口のための必要性なしで患者のボディ構成の脂肪分ができるように調節されるので、現在利用できる最先端の方法である。

5. Bioelectricalインピーダンス検光子によって提供される水和および栄養学変数は透析の有無にかかわらず慢性の腎臓病の患者の存続/死亡率の早いマーカーとして,

図2. ベクトル生体電気インピーダンスモデルの表現

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