人体成分分析仪在临床上的应用

刘思彤,王新颖,彭南海

南京军区南京总医院 普外科,江苏南京 210002

[摘 要]人体主要由水、蛋白质、脂肪、矿物质等成分按一定的比例组合而成。当疾病发生的时候,人体成分也会出现异常,因此测量人体成分在临床上有重要价值。随着人体成分分析仪在临床上的推广,我们不仅应当掌握它的操作方法,更应该了解它的工作原理和临床应用,从而获得更加精准的测量结果。

[关键词]人体成分分析仪;生物电阻抗分析法;生物电阻抗;营养支持治疗

生物电阻抗分析法(Bioelectrical Impedance Analysis,BIA)是目前临床测量身体组成成分的常用技术,该方法可反映患者细胞内、外液和总体水分[1-2],以及脂肪组织和无脂组织,最新的人体组成分析仪还可测量内脏脂肪面积[3-4]。利用BIA测量人体成分是近20年时间里发展起来的一项分析技术,它通过电学方法测定人体水分,当微弱的交流电信号导入人体时,电流会随着电阻小、传导性能好的体液流传[5]。研究显示重症患者身体的电阻值比健康人的电阻值显著降低,BIA不仅能反映患者的机体构成和营养状况,还能反映疾病的严重程度[6]。人体成分分析仪操作简便、患者无痛苦,因此在临床上得到推广[7-8]

1 人体成分分析仪

1.1 测量机制

人体成分分析仪主要应用BIA技术进行测量,利用微电流对人体进行测量[9]。测量主要包括以下几个方面:① 身体总水分(Total Body Water,TBW),分为细胞内水分(Intracellutar Water,ICW)和细胞外水分(Extracellular Water,ECW)。细胞内水分即细胞膜内侧的水分,ECW即细胞膜外侧的水分。一般健康人的ICW和ECW的比例为3:2;② 蛋白质(Protein Mass,kg),是构成四肢肌肉、内脏肌肉、皮肤的主要成分,表示这些蛋白质的重量;③ 无机盐(Mineral Mass,kg),表示骨内无机盐含量和体液中的无机盐含量之和;④ 体脂肪(Body Fat Mass,kg),表示脂肪组织以及其他组织中脂质的总量;⑤ 骨骼肌含量(Skeletal Muscle Mass,kg),一般指四肢的肌肉含量。标准范围是相对于理想体重、理想肌肉量的90%~110%;⑥体脂百分比(Percent Body Fat,%),是指体脂肪在体重所占的比例,标准范围为男性15%±5%(10%~20%),女性为23%±5%(18%~28%);⑦ 浮肿指数(ECW/TBW),健康人的细胞内、外液水分是处于一定的平衡状态,当ECW增加时,就会出现浮肿,浮肿指数是根据ICW和ECW的比例表示水分的平衡状态,标准范围是0.36~0.39;⑧ 其他:例如骨矿物质含量(Bone Mineral Content,BMC)、上臂围度(Arm Circumference,AC)、上臂无脂肪围度(Arm Muscle Circumference,AMC)、内脏脂肪面积(Visceral Fat Area,VFA)等[10]

1.2 仪器种类

我科室自2007年开始引进人体成分分析仪,先后引进过站立式Inbody3.0、Inbody720;移动式InbodyS20、InbodyS10。其中,站立式人体成分分析仪Inbody3.0和Inbody720,多应用于可以正常行走的患者;移动式人体成分分析仪InbodyS20和InbodyS10多应用于不便于下床行走以及重症患者。

2 人体成分分析仪的应用

2.1 测量方法

① 保持室内温度在20~25℃;② 嘱患者排空大小便,空腹或停止营养液输注2~3 h以上;③ 将仪器预热后处于待机状态(若为卧床患者,需要将移动式仪器推至患者床边预热);④ 能下床的患者进行站立式人体成分分析仪的监测,嘱患者脱掉鞋袜、手套等,用75%的酒精纱布将患者手掌面擦拭干净后,将手掌和脚掌与分析仪电极面接触,拇指稍微用力按压电极,双手自然下垂,与身体略分开;卧床患者进行移动式人体成分分析仪的监测,协助患者脱掉袜子,嘱患者平卧、放松,有床栏的患者要将脚下的床栏挡板去掉,用75%的酒精纱布将患者手掌面擦拭干净后,将手掌和脚掌与分析仪电极面接触,双手、双脚自然分开;⑤ 在人体成分分析仪屏幕上输入患者ID号,身高、体重、年龄、性别等信息,然后按Enter和Start键即可测量;⑥约2 min后测量完毕,打印结果,然后处于待机状态即可测试下一个患者;⑦ 监测完毕后,用略湿的纱布将仪器擦拭干净,关闭所有电源。

2.2 如何减少误差

① 患者皮肤需直接接触电极,穿袜子或丝袜会使导电性能降低,影响监测结果;② 佩戴心脏起搏器的患者不能测量,因为体内置入铁芯后会影响体内的电流传导;③ 监测前不要剧烈运动或淋浴等;④ 不要穿戴厚重衣服,不要戴手表或饰品;⑤ 孕妇不宜测量,以免对胎儿造成不必要的影响。

2.3 在临床中的应用

在临床中患者的体重变化远比正常人复杂,例如肝硬化或腹腔内肿瘤导致腹水时表现为体重增加,但患者的整体营养状况是明显恶化的,通过人体成分分析可以分别测定水分含量、肌肉容积和脂肪储备,能更有针对性地给予患者营养支持治疗和康复指导,对于营养性疾病(如肥胖、严重营养不良)以及疾病本身或其治疗可能影响营养状态的(如恶性肿瘤、炎性肠病、各类大手术前后、器官移植、一些感染性疾病等)均应根据需要动态监测人体成分变化,以便给予更加合理的营养干预[11]。Korsten 等[12]发现,在急危重患者中,其体内液体量与整体阻抗有明显相关性,可以用于估算体内水份的变。根据阻抗变化将患者分为3种状态:脱水、良好与水过多。Bracco等[13]用MFO-BIA(0.5 、50 、100 Hz)研究围手术期体内水份变化后发现,腹部手术后躯干部阻抗下降与躯干部液体积聚有明显关系。Foley等[14]用Holtain人体组织成分分析仪检测严重器官功能障碍综合征患者全身与局部生物阻抗及TBW时发现,危重患者体重与体内水分有着密切关系,而且膝盖到踝关节段阻抗与总阻抗比明显增加,说明体内水分从下肢向躯干回流增加。此外,当患者肾功能衰竭时,钠盐和水分的排出会出现问题并产生浮肿,为保持体内电解质均衡,通常对患者进行血液透析,而人体成分分析仪可以通过ECW比率(ECW/TBW)确认进行血液透析后体内水分是否达到平衡状态,透析患者的ECW比率通常高于正常人,进行透析后该数值有所改善并接近正常。

有研究分别选取两组胃癌患者胃实验组和对照组,试验组患者在术前和术后常规治疗和护理的基础上进行人体成分的动态监测,而对照组患者不进行监测。结果显示试验组患者的身体质量指数(Body Mass Index,BMI)变化明显小于对照组。虽然手术本身会造成机体肌肉组织的分解代谢增加,体重减轻、BMI下降,但通过对患者术前和术后的对比监测,及时调整个体化营养治疗方案,使得试验组患者BMI下降率小于对照组,反映了围手术期监测人体组成成分的重要性[15-16]

人体成分分析对合理用药也有帮助。凡是需要通过体重计算给药量的药物,比如激素、免疫抑制剂(比如硫唑嘌呤、英夫利昔单抗等)、麻醉用药都应该通过人体成分分析进行校正,但这方面的研究尚不够深入[17]。我国的学者也发现对肥胖患者使用瘦体重计算麻药用量对循环的影响小,不良反应发生率低,而且苏醒快,更具合理性[18]

3 结语

通过对人体成分分析仪的工作原理以及在临床当中的应用进行介绍,说明利用生物电阻抗测定人体成分是一种较为简便、准确的营养评定方法[19-21]。开展人体成分分析的监测,对于准确评估患者营养状况和指导治疗是有非常重要的作用[22]。我科室目前将人体成分分析仪用于外科胃肠肿瘤以及营养不良患者的营养监测,积累了宝贵的经验,为患者的个体化治疗提供了依据,帮助全面掌握病人的营养状况,指导临床营养支持治疗计划的制定和实施[23-25]。此外,很多文献已经证实人体成分分析在各个领域都发挥着很重要的作用[26]。因此,熟练掌握人体成分分析仪的操作技术、工作原理和临床应用,减少和避免测量数据的误差,对于提供有效数据,指导不同人群的临床治疗都有着很大帮助。

[参考文献]

[1] Woodrow G.Body composition analysis techniques in adult and pediatric patients:how reliable are they? How useful are they clinically?[J].Perit Dial Int,2007,27 (Suppl):S245-249.

[2] Tura A.Noninvasive glycaemia monitoring:background,traditi onal findings,and novelties in the recent clinical trials[J].Curr Opin Clin Nutr Metab Care,2008,11(5):607-612.

[3] Buehholz AC,MeGillivray CF,Pencharz PB.The use of bioelectrie impedance analysis to measure fluid compartments in subjects with chronic paraplegia[J].Arch Phys Med Rehabil,2003,84(6): 854-861.

[4] Kyle UG,Bosaeus I,De Lorenzo AD,et al.Bioelectrical impedance analysis-part I:review of principles and methods[J].Clin Nutr, 2004,23:1226-1243.

[5] 肖晓明,何为,贺玉成.基于生物电阻抗原理人体成分分析仪的设计与研究[J].中国医疗设备,2015,30(8):9-13.

[6] Kuhlmann MK,Levin NW.How common is malnutrition in ESRD? New approaches to diagnosis of malnutrition[J].Blood Purif,2008, 26:49-53.

[7] Buchholz AC,Mcgillivray CF,Pencharz PB.The use of bioelectric impedance analysis to measure fluid compartmerits in subjects with chronic paraplegia[J].Arch Phys Med Rehabil, 2003,84(6):854-861.

[8] Kyle UG,Bosaeus I,De Lorenzo AD,et al.Bioelectrical impedance analysis-part II:utilization in clinical practice[J].Clin Nutr, 2004,23(6):1430-1453.

[9] Gupta D,Lammersfeld CA,Vashi PG,et al.Bioelectrical impedance phase angle in clinical practice:implications for prognosis in stage IIIB and IV non-small cell lung cancer[J].BMC Cancer,2009,9:37.

[10] Jeejeebhoy KN.Nutritional assessment[J].Nutrition,2000,16:585-590.

[11] Thibault R,Genton L,Pichard C.Body composition:why,when and for who?[J].Clin Nutr,2012,31:435-447.

[12] Korsten HH,Roos AN.Noninvasive monitoring by electrical impedance techniques:Will it ever be an accepted clinical tool?[J].Crit Care Med,1998,26:425.

[13] Bracco D,Berger MM,Revelly JP,et al.Segmental bioelectrical impedance analysis to assess perioperative fluid changes[J].Crit Care Med,2000,28:2390-2396.

[14] Foley K,Keegan M,Campbell I,et al.Use of single-frequency bioimpedance at 50 kHz to estimate total body water in patients with multiple organ failure and fluid overload[J].Crit Care Med,1999,27:1472-1477.

[15] 金丽,王新颖,彭南海,江志伟.胃癌病人加速康复外科围手术期护理与体质指数的评价[J].肠外与肠内营养,2010,17(3):191-192.

[16] 江志伟,李宁,黎介寿.用加速康复外科新理念促进胃肠癌手术病人的快速康复[J].肠外与肠内营养,2008,15(5):257-258.

[17] Thibault R,Pichard C.The evaluation of body composition:a useful tool for clinical practice[J].Ann Nutr Metab,2012,60:6-16.

[18] 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[J].岭南现代临床外科,2013,13 (2):103-106.

[19] Cha K,Chertow GM,Gonzalez J,et al.Multifrequency bioelectrical impedance estimates the distribution of body water[J].J Appl Physiol(1985),1995,79:1316-1319.

[20] Kushner RF,Schoeller DA.Estimation of total body water by bioelectrical impedance analysis[J].Am J Clin Nutr,1986, 44:417-424.

[21] Bedogni G,Malavolti M,Severi S,et al.Accuracy of an eightpoint tactile-electrode impedance method in the assessment of total body water[J].Eur J Clin Nutr,2002,56:1143-1148.

[22] Ross R,Goodpaster B,Kelley D,et al.Magnetic resonance imaging in human body composition research.From quantitative to qualitative tissue measurement[J].Ann N Y Acad Sci,2000,904:12-17.

[23] Williams J,Wake M,Campbell M.Comparing estimates of body fat in children using published bioelectrical impedance analysis equations[J].Int J Pediatr Obes,2007,2:174-179.

[24] 王新波,任建安,范朝刚,等.肠外疾病人入院初期人体组成成分的变化分析[J].中国实用外科杂志,2002,22(9):546.

[25] 何夏阳,刘雪琴.利用其他人体营养学指标预测老年患者的体重及体质指数[J].解放军护理杂志,2008,25(1):13-15.

[26] 吴国豪,吴肇汉,吴肇光.应用生物电阻抗分析法检测营养不良病人的人体组成[J].肠外与肠内营养,2002,9(2):87-89.

Clinical Application of the Human Body Composition Analyzer

LIU Si-tong, WANG Xin-ying, PENG Nan-hai
Department of General Surgery, Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command, Nanjing Jiangsu 210002, China

Abstract:The human body is mainly composed of a certain proportion of water, protein, fat and minerals. When the disease occurs, the human body compositions also appear abnormal. Therefore, the measurement of human body compositions plays an important role in clinical application. With the promotion of human body compositions analyzer in clinical practice, medical staff should not only master its operation method, but also should understand its working principle and clinical application, so as to obtain more accurate measurement results.

Key words:human body composition analyzer; biological impedance analysis; biological impedance; nutrition support treatment

[中图分类号]TH789

[文献标志码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2016.08.048

[文章编号]1674-1633(2016)08-0144-03

收稿日期:2015-07-01

修回日期:2015-07-15