Аппаратно-программный комплекс для биоимпедансного анализа состава тела человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.17, кандидат наук Соловьёв Михаил Николаевич

• Соловьёв Михаил Николаевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Соловьёв Михаил Николаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АКТУАЛЬНОСТЬ И ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ ОЦЕНКИ СОСТАВА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

1. 1 Классификация современных методов и систем оценки состава тела человека

1.2 Сферы применения методов оценки состава тела человека

1.3 Проблемы проектирования технических систем для биоимпедансного анализа состава тела человека

1.3.1 Проблемы моделирования тела человека при разработке методов биоимпедансного анализа состава тела человека

1.3.2 Проблемы устранения методической погрешности при проектировании технических систем для биоимпедансного анализа состава тела человека

1.3.3 Общие проблемы проектирования современных аппаратно-программных комплексов биоимпедансного анализа состава тела человека

1.3.4 Проблемы современных аппаратно-программных комплексов для оценки состава тела человека на примере обследуемых с высокими значениями жировой или мышечной массы

1.4 Факторы, обуславливающие проблемы проектирования современных технических систем для биоимпедансного анализа состава тела человека

1.4.1 Модель оценки состава тела человека

1.4.2 Метод оценки состава тела человека

1.4.3 Аппаратное и программное обеспечение

1.5 Постановка целей и задач

2. МЕТОД СЕГМЕНТАРНОЙ ТРЕХЧАСТОТНОЙ БИОИМПЕДАНСОМЕТРИИ

2.1 Концепция разработки метода и аппаратно-программного комплекса для оценки состава тела человека с помощью многочастотной сегментарной биоимпедансометрии

2.2 Исследование проводимости тела человека при обследовании разных групп пациентов

2.2.1 Исследование моделей проводимости тела человека при обследовании пациентов с нарушениями периферического и центрального кровообращения

2.2.2 Исследование моделей проводимости тела человека при обследовании пациентов с признаками ожирения

2.2.3 Исследование моделей проводимости тела человека при обследовании пациентов с пониженным значением ИМТ

2.2.4 Исследование моделей проводимости тела человека при обследовании пациентов с повышенным значением мышечной массы

2.3 Моделирование сегментов тела человека для метода биоимпедансного анализа состава тела человека

2.3.1 Физическая основа метода трехчастотной биоимпедансометрии

2.3.2 Выбор третьей частоты зондирующего тока

2.3.3 Трехкомпонентная электрическая модель тела человека

2.3.4 Сегментарная модель тела человека

2.3.5 Использование интегральной и сегментарной оценки состава тела человека

2.4 Методическое обеспечение способа оценки состава тела человека с помощью сегментарной трехчастотной биоимпедансометрии

2.4.1 Классификация и выбор исходных параметров условно-эталонной и сегментарной физических моделей метода сегментарной трехчастотной биоимпедансометрии при обследовании различных групп пациентов

2.4.2 Метод восстановления объемо-массовых характеристик сегментов по отдельным антропометрическим измерениям

2.4.3 Расчет значений нормы системы должных показателей для сегментов тела человека

2.4.4 Метод оценки основных показателей водного баланса тела человека с помощью сегментарной трехчастотной биоимпедансометрии

2.4.5 Метод оценки основных показателей состава тела с помощью сегментарной трехчастотной биоимпедансометрии

2.4.6 Формирование портрета пациента и его классификация в целях диагностики нарушений строения тела человека

2.5 Методика проведения обследования

2.5.1 Предварительный этап проведения обследования

2.5.2 Основной этап проведения обследования

2.6 Выводы

3. АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ОЦЕНКИ СОСТАВА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА С ПОМОЩЬЮ СЕГМЕНТАРНОЙ ТРЕХЧАСТОТНОЙ БИОИМПЕДАНСОМЕТРИИ

3.1 Структурная схема аппаратно-программного комплекса оценки состава тела с помощью трехчастотной сегментарной биоимпедансометрии

3.2 Аппаратное обеспечение аппаратно-программного комплекса оценки состава тела с помощью трехчастотной биоимпедансометрии

3.2.1 Структурная схема аппаратного обеспечения на локальном уровне аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека методом сегментарной трехчастотной биоимпедансометрии

3.2.2 Общая структура аппаратного обеспечения на трех уровнях аппаратно-программного комплекса

3.3 Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека

3.3.1 Локальный уровень программного обеспечения

3.3.2 Глобальный (облачный) уровень программного обеспечения

3.3.3 Исследовательский уровень программного обеспечения

3.3.4 Справочник диагнозов и их значимых признаков

3.4 Алгоритмическое обеспечение метода сегментарной трехчастотной биоимпедансометрии

3.4.1 Алгоритм решения основной системы уравнений метода трехчастотной биоимпедансометрии

3.4.2 Алгоритмы оценки основных должных показателей нормы для сегментов тела человека

3.4.3 Алгоритм классификации портрета пациента и постановки полуавтоматического диагноза

3.4.4 Алгоритм классификации портрета пациента на предварительном этапе проведения обследования

3.5 Выводы по третьей главе

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА И ЕГО КЛИНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1 Разработка экспериментального образца аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека

4.1.1 Экспериментальный образец аппаратной части анализатора состава тела человека

4.1.2 Прототип программного обеспечения локального уровня

138

4.1.3 Прототип программного обеспечения глобального уровня аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека

4.2 Испытания экспериментального образца аппаратно-программного комплекса на тестовом стенде

4.2.1 Калибровка экспериментального образца анализатора состава тела человека

4.2.2 Исследование экспериментального образца на тестовом стенде

4.3 Клинические испытания аппаратно-программного комплекса

4.3.1 Испытания аппаратно-программного комплекса на контрольной группе здоровых пациентов

4.3.2 Испытания аппаратно-программного комплекса на группах обследуемых с низкой и высокой жировой массой

4.3.3 Испытания аппаратно-программного комплекса на группе обследуемых с повышенной мышечной массой

4.4 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Изучение водного баланса и состава тела человека широко используется в спортивной медицине и индустрии велнесс; для оценки эффективности восстановления центрального и периферического кровообращения; при лечении нарушений деятельности печени и почек, ряда сопутствующих проявлений (отек нижних конечностей, легких, асцит, переломы); в диетологии для формирования и контроля эффективности медицинских диет.

В этой связи проблема повышения точности оценки объемов внутри и внеклеточной жидкости тела является актуальной, так как ее решение позволит точнее оценивать эффективность лечебного процесса.

Среди существующих неинвазивных методов оценки состава тела человека метод биоимпедансного анализа (БИА) состава тела человека выделяется своей простотой проведения измерений, относительно низкой стоимостью оборудования при достаточно высокой точности оценки показателей состава тела человека; БИА обладает наибольшим количеством измеряемых показателей, включая как жидкостные параметры, так и параметры состава тела человека.

Однако, биоимпедансные методы также не лишены недостатков. В клинической практике существует потребность в оценке состава конечностей, туловища и их подсегментов у пациентов с ярко выраженными отклонениями в строении конечностей при серьезных отеках, избыточной мышечной или жировой массе. Современные биомпедансометрические методы не позволяют проводить оценку состава тела человека с необходимой точностью у таких групп обследуемых ввиду несовершенства модели тела человека и статистической базы метода - они не учитывают индивидуальные особенности строения тела человека. При обследовании определенных групп пациентов, современные методы БИА характеризуются низкой точностью в определении баланса больших объемов мышечной и жировой масс.

В качестве решения данной проблемы предлагается разработка методического и аппаратно-программного обеспечения для оценки состава тела

человека, которое поможет существенным образом повысить точность оценки состава тела человека у этих групп обследуемых.

Цель исследования: разработка метода и инструментальных средств, обеспечивающих повышение точности оценки состава тела человека с помощью метода биоимпедансометрии.

Объектом исследования является аппаратно-программный комплекс для биоимпедансного анализа состава тела человека.

Предметом исследования являются компоненты информационного, методического, инструментального и программно-алгоритмического обеспечения аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека.

Задачи исследования

1. Развитие и усовершенствование моделей, описывающих состав тела человека при проведении многочастотной биоимпедансометрии и учитывающих индивидуальные особенности строения тела человека.

2. Разработка метода оценки состава тела человека с помощью многочастотной биоимпедансометрии на основе анализа предложенной модели.

3. Разработка структуры аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека в соответствии с предложенным методом.

4. Разработка алгоритмов обработки и анализа результатов исследования состава тела человека, формирование диагностического заключения.

5. Разработка экспериментального образца аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека и проведение лабораторных исследований.

6. Проведение метрологических исследований аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека, основанного на предложенном методе.

Научная новизна метода

1. Предложен и обоснован метод трехчастотной биоимпедансометрии, отличающийся использованием дополнительной, третьей частоты зондирующего тока и обеспечивающий повышение точности измерения объема внутриклеточной жидкости.

2. Разработана усовершенствованная сегментарная пятизвенная модель строения тела человека с использованием трехчастотной биоимпедансометрии, обеспечивающая повышение точности оценки состава тела человека за счет учета структурных особенностей тела.

3. Разработана структура аппаратно-программного комплекса, обеспечивающего повышение точности оценки состава тела человека с помощью метода трехчастотной полисегментной биоимпедансометрии.

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретическая значимость результатов работы заключается в развитии метода и аппаратно-программного комплекса биоимпедансного анализа состава тела человека, расширении границ его применения в новых диагностических областях и группах обследуемых.

Практическая значимость результатов работы заключается в разработке аппаратно-программного комплекса оценки состава тела человека с помощью трехчастотной сегментарной биоимпедансометрии и внедрением его в серийное производство в ООО «Диамант» и клиническую практику.

Методы исследования

В работе использованы методы системного анализа, методы математического и схемотехнического моделирования, статистические методы, методы анализа и синтеза электронных устройств, методы объектно-ориентированного программирования.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Для повышения точности косвенной оценки состава тела человека на основе биоимпедансометрии необходимо использовать зондирующие токи с частотами 28,0 кГц и 115,0 кГц, традиционно принятыми для исследований, дополнительно использовать зондирующие токи с частотой 460 кГц для точной оценки сопротивления внутриклеточной жидкости.

2. Для повышения точности косвенной оценки состава тела человека за счет учета индивидуальных структурных особенностей строения тела человека необходимо использовать методику исследования, основанную на сегментарной

пятизвенной модели строения тела человека, учитывающей различия структуры тканей нижних и верхних конечностей, сегментов грудной клетки.

3. Для уточнения результатов оценки состава тела человека на основе биоимпедансометрии аппаратно-программный комплекс должен обеспечивать использование оценку сопротивлений внутри и внеклеточной жидкости на трех частотах зондирующего тока и различных сегментах тела человека.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на конференциях: XV международная НТК по мягким вычислениям и измерениям ^СМЛ2012); научная конференция «Биомедсистемы - 2014», г. Рязань; юбилейная 70-я Всероссийская научно-техническая конференция, посвященная Дню радио, г. Санкт-Петербург, 2015; конференция "Кардиостим-2016", г. Санкт-Петербург; 3-я международная НТК «Актуальные проблемы энергосбережения и эффективности в технических системах», г. Тамбов, 2016; 4-я международная НТК «Энергосбережение и эффективность в технических системах», г. Тамбов, 2017; конференция "Биомедсисте-мы-2017", г. Рязань.

Внедрение результатов работы

Теоретические и практические результаты работы внедрены в производственный цикл ООО «Диамант», разработанный аппаратно-программный комплекс используется в научно-исследовательской деятельности на базе предприятия ООО «Диамант».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 научных работ. Из них 3 статьи -опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК РФ; 11 работ - в материалах международных и российских научно-технических конференций; получено свидетельство Роспатента на программу для ЭВМ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 95 наименований. Основное содержание диссертации изложено на 180 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков и 29 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи научного исследования; изложены новые научные результаты, значимость работы для теории и практики, положения, выносимые на защиту; приведено краткое содержание глав диссертации.

В первой главе приведен обзор современных методы оценки состава тела, выявляются их сферы применения. Производится классификация методов и существующих аппаратно-программных комплексов оценки состава тела человека. Рассматриваются преимущества и недостатки методов биоимпедансного анализа состава тела человека. Выявлены основные проблемы недостаточной точности измерений отдельных групп обследуемых, несовершенства моделей, методов и средств оценки состава тела человека, проанализированы основные факторы, обуславливающие каждую из проблем. Сформированы цель и задачи работы, направленные на повышение точности оценки состава тела методом биоимпедансного анализа.

Во второй главе описан процесс разработки метода сегментарной трехчастотной биоимпедансометрии. Рассмотрены модели проводимости пациентов с разными видами патологий. Физической основой нового метода является измерение трех основных компонент модели проводимости тела человека: сопротивлений внеклеточной и внутриклеточной жидкости, эквивалентной емкости клеточной мембраны. Для оценки этих компонент предложено использование третьей частоты зондирующего тока, модифицирована условно-эталонная модель и разработана новая сегментарная модель оценки состава тела человека с помощью трехчастотной биоимпедансометрии. Рассмотрены и классифицированы входные параметры сегментарной модели и способы восстановления объемо-массовых характеристик. Рассмотрены предварительный и основной этапы методики проведения обследования.

В третьей главе рассматривается обобщенная структура аппаратно-программного комплекса оценки состава тела с помощью трехчастотной биоимпедансометрии. Предлагаемый аппаратно-программный комплекс имеет

многоуровневую распределенную в пространстве структуру для решения комплекса задач. Разработана структура аппаратной части комплекса, описаны все ее основные узлы. Предложена структура локального уровня программного обеспечения, реализующего многофункциональное рабочее место врача в диагностическом кабинете. Разработана структурная схема глобального уровня, предназначенного для сбора, хранения, статистической обработки и классификации данных пациентов и обследований. Разработана структурная схема исследовательского уровня аппаратно-программного комплекса, на котором производится статистическая обработка результатов исследований отдельных групп пациентов, формирование новых способов и критериев классификации, внедрение их на глобальный уровень комплекса.

В четвертой главе рассматривается разработка опытного образца аппаратно-программного комплекса, описываются его метрологические и клинические испытания. В ходе выполнения работы были разработан опытный образец биоимпедансного анализатора, прототипы программного обеспечения локального и глобального уровней. Были проведены метрологические испытания экспериментального образца биоимпедансметра на специально собранном тестовом стенде, проведено сравнение его метрологических характеристик с аналогом. Были проведены клинические испытания метода на трех группах обследуемых: контрольная группа здоровых людей, пациенты с избыточной мышечной массой и пациенты с низким показателем жировой массы. Были сделаны выводы о применимости метода в клинической практике.

В заключении приводятся основные результаты работы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аппаратно-программный комплекс для биоимпедансного анализа состава тела человека»

1 АКТУАЛЬНОСТЬ И ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ ОЦЕНКИ

СОСТАВА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

1.1 Классификация современных методов и систем оценки состава тела человека

Все существующие методы оценки состава тела человека определяют компоненты состава тела человека in vivo исключительно косвенным образом [1], опираясь на закономерности и статистические связи между измеряемыми во время обследования параметрами и компонентами состава тела. Помимо метода биоимпедансного анализа к данной группе методов можно отнести рентгеновскую томографию, компьютерную томографию, магниторезонансную томографию [2], рентгеновскую денситометрию [3], гидростатическое взвешивание, воздушную плетизмографию, методы разведения, калиперометрию [4] и другие методы, оценивающие определенные параметры состава тела (см. таблицу 1.1).

Таблица 1.1. Основные компоненты состава тела человека, оцениваемые с

помощью различных методов.

Метод ЖМ БЖМ ОВ Внек.Ж. Внук.Ж. АКМ

Одночастотный БИА ✓ ✓ ✓

Многочастотный БИА ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

РКТ и МРТ ✓ ✓

Воздушная плетизмография ✓ ✓

Калиперометрия ✓ ✓

Методы разведения ✓* ✓* ✓*

Гидроденситометрия ✓* ✓*

Воздушная плетизмография ✓ ✓

К таким параметрам относятся [5]:

1. Жировая масса (ЖМ) - суммарная масса жировых клеток в организме.

2. Безжировая масса (БЖМ) - часть массы тела, включающая в себя все, что не является жиром: мышцы, все органы, мозг, нервы, кости и все жидкости, находящиеся в организме.

3. Общая вода организма (ОВ) - состоит из внеклеточной и внутриклеточной жидкости и жидкостей, находящихся в организме в связанном состоянии.

4. Внеклеточная жидкость (Внек.Ж.).

5. Внутриклеточная жидкость (Внук.Ж.).

6. Активная клеточная масса (АКМ) - является частью безжировой массы и состоит из мышц, органов, мозга и нервных клеток.

7. Мышечная масса (ММ) - суммарная масса мышечных клеток в организме.

Очевидно, что прямое измерение объемов и масс каждого из основных компонентов состава тела невозможно на живом человеке, поэтому каждая из этих компонент состава тела человека оценивается с помощью неинвазивного метода, дающего наиболее достоверные результаты для измеряемого показателя. Например, для оценки плотности тела эталонным методом считается метод гидростатического взвешивания [6].

По непосредственно измеряемым параметрам и рассчитываемым показателям можно выделить следующие группы методов оценки состава тела человека:

1. Гидростатическая денситометрия. Эталонный метод оценки жировой и безжировой массы. В основе метода лежит способ Архимеда для определения плотности тела и различия в плотности жировой и безжировой массы. Стандартная ошибка метода составляет 2.5% [7]. Недостатки: длительность процедуры измерения (около часа), необходимость полного погружения пациента в воду, оценка состава тела человека только по двухкомпонентной модели (ЖМ и БЖМ).

2. Воздушная плетизмография. Измерения требуют размещения тела человека в герметичной кабине. Метод имеет более высокую воспроизводимость и

точность оценки жировой массы (около 0.3% [8]), меньшую продолжительность проведения обследования (менее 10 минут). Недостатки: относительная сложность оборудования, оценка состава тела человека только по двухкомпонентной модели[8].

3. Метод разведения индикаторов. Является эталонным методом оценки жидкостных секторов организма [1]. Оценивается объем общей воды и внеклеточной в организме путем ввода индикатора. Недостатки метода: длительная продолжительность процедуры обследования, необходимость введения в кровь радиоактивной метки и последующий анализ крови, лучевая нагрузка на обследуемого, высокая стоимость процедуры обследования и оценка только компонентов водного баланса тела человека.

4. Рентгеновская денситометрия. Эталонный метод оценки костной массы тела. Основан на взаимодействии рентгеновских лучей с веществом. Длительность проведения обследования составляет около пяти минут, низкая суммарная доза радиоактивного облучения, погрешность измерений около 2% [1]. Недостатки: относительная сложность оборудования, измерение только одного показателя состава тела человека.

5. Рентгеновская компьютерная томография. Возможность изучения пространственной структуры тканей и органов человека, оценка содержания подкожного и висцерального жира, оценка плотности ткани в каждой точке на поперечном сечении тела [9]. Недостатки: высокая стоимость обследования, необходимость рентгеновского облучения пациента и проведения обследования в стационаре, относительная сложность оборудования, ограниченный набор исследуемых компонент состава тела человека.

6. Магниторезонансная томография. Применяется для оценки жировой массы тела, включая подкожный и висцеральный жир, а также скелетно-мышечной массы [10]. Метод не связан с облучением пациента. Недостатки: сложность и дороговизна оборудования, ограниченный набор исследуемых компонент состава тела человека, высокая точность оценки висцерального жира только в областях его высокого содержания.

7. Калиперометрия. Оценка жировой массы тела по толщине жировой складки. Погрешность метода составляет около 5% [11]. Недостатки: специфичность формул расчета жировой массы для отдельных групп обследуемых, оценка только одного показателя состава тела человека.

8. Биоимпедансный анализ. Неинвазивный, относительно простой метод оценки состава тела человека. Оценивает максимальное количество компонент состава тела человека [12], относительно высокая точность измерения жидкостных секторов организма и жировой массы тела. Длительность проведения обследования около 10 минут [13].

Методы биоимпедансного анализа состава тела человека являются наиболее универсальными [14] и простыми в использовании методами.

По частоте зондирующего тока можно выделить следующие группы методов БИА [15]:

1. Одночастотные методы.

2. Двухчастотные методы.

3. Многочастотные методы.

В зависимости от локализации измерения выделяют следующие группы методов биоимпедансного анализа:

1. Локальные методы.

2. Региональные методы.

3. Интегральные методы.

4. Сегментарные методы.

Классификация методов биоимпедансного анализа состава тела человека по способу наложения электродов:

1. Биполярная схема наложения электродов с расположением электродов на верхней и нижней конечности. Имеет малое распространение в связи с несовершенством биполярной схемы наложения электродов и неудобной компоновки электродов для использования в бытовых приборах спортивного назначения.

2. Биполярная схема наложения электродов с расположением электродов на двух верхних или нижних конечностях [16]. Применяется в приборах, совмещенных с весами или спортивными тренажерами.

3. Тетраполярная схема наложения электродов с расположением электродов на одной верхней и одной нижней конечности [17]. Применяется в приборах медицинского назначения.

4. Тетраполярная схема наложения электродов с расположением электродов на всех четырех конечностях [13]. Применяется в приборах медицинского назначения.

5. Схема наложения электродов, использующая дополнительные электроды [18]. Применяется в приборах медицинского назначения, включая сегментарные методы биоимпедансного анализа состава тела человека.

Классификация методов биоимпедансного анализа состава тела человека по типу используемых устройств (примеры устройств изображены на рисунке 1.1):

1. Бытовые приборы. Весы, спортивные тренажеры с функцией анализа состава тела (рисунок 1.1 (а)).

2. Анализаторы медицинского назначения, совмещенные с весами (рисунок 1.1 (б)).

3. Переносные анализаторы медицинского назначения (рисунок 1.1 (в)).

4. Стационарные анализаторы медицинского назначения (рисунок 1 .1 (г)).

5. Комплексы общей функциональной диагностики, включающие аппаратный блок анализатора состава тела человека (рисунок 1.1 (д)).

В рамках данного исследования рассматриваются многочастотные анализаторы медицинского назначения, использующие тетраполярную схему наложения электродов дистально на 4 конечности, поскольку они обеспечивают максимальную точность оценки [19] и количество оцениваемых показателей [13] состава тела человека, а также нашли широкое применение в клинической практике [5].

а) б) в)

г) д)

Рисунок 1.1. Основные типы анализаторов состава тела человека.

Изображенный на рисунке 1.1 (д) многофункциональный диагностический комплекс включает в себя модуль биоимпедансометрии, интегрированный в конструкцию кабины. В такие комплексы могут быть включены анализаторы состава тела медицинского назначения с тетраполярной схемой наложения электродов на все четыре конечности, рассматриваемые в данной диссертации.

1.2 Сферы применения методов оценки состава тела человека.

Методы биоимпедансного анализа состава тела человека получили широкое распространение в различных сферах медицины и индустрии велнесс [20, 21, 22, 23]. Они неинвазивны, просты в применении и не требуют существенных материальных и временных затрат - длительность проведения обследования составляет в среднем 10-15 минут.

Оценка эффективности восстановления центрального и периферического кровообращения, лечения заболеваний печени и почек.

При различных нарушениях центрального и периферического кровообращения и при нарушении деятельности почек и печени могут возникать сопутствующие симптомы [24], такие как отеки нижних конечностей и легких, асцит.

Методы БИА получили применения для решения следующих проблем:

1. Лечение отеков конечностей требует от врачей контроля количества внеклеточной и внутриклеточной жидкости в каждой отдельной конечности, оценки количества жировой и мышечной массы.

2. В случае лечения асцита путем лапароцентеза методы БИА позволяют врачу контролировать количество жидкости [25], выводимое из брюшной полости пациента, назначать дальнейший курс лечения и оценивать его эффективность.

3. Выявление дизгидрий [19] у больных желчнокаменной болезнью или гинекологическими заболеваниями, контроль их состояния в постоперационный период.

4. Контроль изменения жидкостных секторов во время лапароскопической холецистэктомии [26], функционирования физиологических механизмов обмена жидкости.

5. Оценка влияния инфузионно-трансфузионной терапии [27] на баланс жидкостных секторов организма.

6. Контроль жидкостных секторов у больных с патологией сердечнососудистой системы (ишемической болезнью сердца, клапанной патологией сердца, гипертонической болезнью) [28, 29, 30].

7. Оценка степени гидратации тканей организма [31].

Применение методов биоимпедансного анализа состава тела человека в спортивной медицине и индустрии велнесс.

В спортивной медицине методы биоимпедансного анализа состава тела

человека используются для контроля состава тела и функционального состояния [32, 33] спортсмена, корректировки нагрузок на обследуемого, составления плана тренировок, оценки изменения баланса жидкостных секторов после длительной физической нагрузки, восстановления после травм [34] и соревнований [35].

В индустрии велнесс и в рамках программ по пропаганде здорового образа жизни методы БИА применяются при создании специальных диагностических кабинетов в целях укрепления здоровья у широких групп населения, как пример биоимпедансный анализ состава тела человека использовался в рамках программы «Здоровье» [36]. Наиболее обширное применение методы биоимпедансометрии получили для оценки риска возникновения сахарного диабета [37] и борьбы с ожирением 1-4 стадий.

В диетологии методы многочастотной биоимпедансометрии решают задачу контроля состава тела и оценку показателя основного обмена организма. На основе результатов БИА диетологи формируют индивидуальные планы питания [38] и контролируют эффективность назначенных диет.

Научно-исследовательская деятельность по изучению влияния разнообразных внешних факторов и воздействий на организм человека.

Методы БИА активно применяются при исследовании влияния на организм человека внешних факторов и воздействий:

1. Состояния невесомости на организм человека во время длительного пребывания на космических станциях [39].

2. Проверка эффективности терапевтических воздействий на организм человека [40], предназначенных для изменения баланса жидкостных секторов или состава тела человека.

3. Исследования влияния разных типов физических нагрузок на организм человека.

1.3 Проблемы проектирования технических систем для биоимпедансного анализа состава тела человека.

1.3.1 Проблемы моделирования тела человека при разработке методов биоимпедансного анализа состава тела человека

Точность оценки параметров состава тела человека главным образом ограничивается степенью приближения модели тела человека [1] к реальному биологическому объекту и результатам статистического анализа определенных групп обследуемых.

Используемые в современных методах модели имеют очень упрощенный характер [41], поэтому важно понимать, что все формулы вычисления параметров состава тела человека являются сильно приближенными и применимы только к определенным группам обследуемых, на основе результатов обследования которых были определены корреляционные связи между значениями входных параметров модели (импедансометрические и антропометрические данные пациента, объемы внутриклеточной и внеклеточной жидкостей) и величинами компонент состава тела человека.

Исследование других групп существующими методами неизбежно приводит к случаям возникновения дополнительных методических погрешностей [1], сильно превышающих значения таковых для целевой группы.

Факторами, определяющими принадлежность обследуемого к той или иной группе являются:

1. Пол пациента. Мужчины и женщины имеют сильно отличающиеся друг от друга состав и строение тела. Например, по статистике, у женщин процент содержания жировой массы на 10% выше аналогичного показателя у мужской части населения [19].

2. Возраст обследуемого. В организме каждого человека в процессе роста и старения происходят изменения в строении и составе тела человека, изменяются электрофизиологические свойства тканей организма [42, 43]. Например, пропорции туловища и конечностей имеют сильное отличие у

ребенка и у взрослого человека.

3. Этническая и расовая принадлежность. Структура, пропорции и состав тела у представителей разных рас могут достаточно сильно отличаться. Это подтверждают многочисленные исследования среди представителей разных этнических групп [44, 45, 46, 47].

4. Деление обследуемых на группы по разным видам заболеваний, приводящих к нарушению водного баланса или компонентного состава тела человека. Яркий пример - выраженные отеки конечностей при нарушении работы центральной или периферической системы кровообращения.

5. Доминирование отдельных компонент состава тела у обследуемого. При проведении практических исследований встречаются обследуемые с сильно повышенным [48] или пониженным относительно нормы для исследуемой группы людей процентным соотношением того или иного компонента [49]. Выразительный пример - спортсмены (тяжелоатлеты или бодибилдеры), у которых величина мышечной массы в несколько раз превышает значение должного показателя нормы.

6. Тип телосложения. Люди с разным типом телосложения имеют разное процентное соотношение компонент состава тела [50].

Снижение влияния вышеперечисленных факторов на погрешность исследования состава тела человека методом биоимпедансного анализа состава тела человека - в первую очередь задача усовершенствования физической и статистической моделей тела человека, повышения ее адекватности реальному биологическому объекту, включая большую диверсификацию исследуемых групп пациентов.

Проблема расовой и этнической принадлежности может оказывать дополнительную погрешность при проведении измерений с помощью аналогов аппаратно-программных комплексов по оценке состава тела человека из дальнего зарубежья [51].

1.3.2 Проблемы устранения методической погрешности при проектировании технических систем для биоимпедансного анализа состава тела человека.

Помимо факторов, связанных с несовершенством физической модели, точность и достоверность оценки состава тела человека могут существенно снизить инструментальные и методические погрешности выполнения измерений [1].

Несмотря на то, что наиболее корректные результаты для метода оценки состава тела человека мы получаем при регистрации динамики изменения показателей состава тела в относительном выражении [52], рассматриваемые группы погрешностей могут как повторяться, так и варьироваться от измерения к измерению. В некоторых случаях погрешности такого рода оказывают даже более существенное влияние на результаты оценки компонентов состава тела, чем дополнительные погрешности, описанные ранее.

Одним из таких факторов, которые следует учитывать при проектировании систем для биоимпедансного анализа, является погрешность измерения длины проводника: погрешность в 1 см при измерении этого показателя увеличивает погрешность оценки объема общей воды организма приблизительно в 0.34 литра [53].

Ситуация усугубляется методикой расчета длины проводника, используемой в современных методах интегральной двухчастотной биоимпедансометрии. Для удобства врача при проведении исследования и в целях стандартизации используемых антропометрических показателей, в клинической практике вместо показателя межэлектродного расстояния используется рост пациента [54]. По его значению согласно статистическим коэффициентам пропорциональности туловища и конечностей косвенным образом рассчитывается величина межэлектродного расстояния.

В таблице 1.2 приведены процентное отношение длин конечностей и туловища к общей длине тела в зависимости от типа телосложения [55].

Таблица 1.2. Процентное отношение длин туловища и конечностей для

обследуемых с разным типом телосложения.

Тип телосложения Длина туловища, % Длина ноги, % Длина руки, %

Астенический 29,5 54,0 46,5

Нормостенический 31,0 52,0 44,5

Гиперстенический 33,5 50,0 42,5

Диапазон изменения длины туловища и конечностей составляет до 4% согласно данным таблицы. При росте обследуемого в 180 см в абсолютном значении 4% соответствуют 7.2 см для каждого сегмента в зависимости от типа телосложения обследуемого. Теоретически такой разброс может привести к погрешности оценки показателя объема общей воды организма величиной от 1 до 2,5 литров, основываясь только на усредненных антропометрических соотношениях. В реальных случаях погрешность может оказаться больше.

Меньшее влияние на результаты оценки состава тела человека методом БИА оказывает погрешность измерения массы тела: погрешность в 0.5 кг дает погрешность объема общей воды приблизительно в 0.06 л [56]. Погрешность измерения импеданса на низкой частоте 2 Ом дает погрешность оценки показателя общей воды в 0,18 л.

Учитывая, что значения безжировой и жировой масс вычисляются косвенным образом на основе показателя объема общей воды организма, то погрешности итоговой оценки объемного эквивалента этих показателей могут возрастать практически в два раза по сравнению с погрешностью оценки ОВ.

Таким образом, даже точное и строгое следование современным методикам проведения измерений показателей состава тела человека методом биоимпедансного анализа не может гарантировать отсутствие существенной методической погрешности измерений.

Еще сложнее проблема абсолютной оценки компонентов состава сегментов тела человека, так как в случае интегрального обследования для оценки

безжировой массы используется масса всего тела [57], в то время как в случае сегментарного обследования невозможно прямое измерение масс отдельных сегментов. Это создает дополнительные трудности при проектировании аппаратно-программных комплексов для проведения БИА, обусловленные ошибкой при косвенной оценке значений массы каждого из оцениваемых сегментов.

1.3.3 Общие проблемы проектирования современных аппаратно-программных комплексов биоимпедансного анализа состава тела человека

По мере распространения и расширения сферы применения метода биоимпедансного анализа состава тела человека появляются новые способы и задачи применения методов - появляется потребность в оценке проводимости разных органов, тканей и биологических жидкостей. Среди них:

1. Оценка количества висцерального жира в абдоминальном сегменте [58, 59].

2. Биоимпедансный анализ для определения нейромышечных расстройств [60].

3. Задача оценки статуса питания у больных циррозом печени [61].

4. Полисегментный анализ состава тела человека [62].

5. Оценка состава тела у детей разных возрастных групп [63, 64].

6. Биоимпедансная маммография [65].

Актуальна задача создания более универсальных аппаратно-программных комплексов оценки состава тела человека, позволяющих проводить более разнообразные измерения, например, с возможностью смены схемы наложения электродов в зависимости от конкретных медицинских задач.

Перечисленные задачи требуют доработки существующих или разработки новых аппаратно-программных комплексов с разными базами данных обследований, алгоритмами расчета показателей, частотами зондирующего тока, схемами наложения электродов. Отсутствует какая-либо унификация и стандартизация данных или универсальные справочники диагнозов.

Практически все существующие системы выполнены в виде отдельных диагностических рабочих мест для врачей, не имеющих общей базы данных для накопления банков данных исследований, предназначенных для научно-исследовательских целей.

Обмен данными и их накопление для дальнейшей обработки организуются только средствами внутренних информационных систем лечебных учреждений (как пример сеть диагностических «центров здоровья» [36], созданных в рамках национальной программы «Здоровье»), с которыми интегрируются отдельные аппаратные решения. Однако, такие базы данных не объединяются в общие банки данных обследований и создание объединенных хранилищ данных является важной и перспективной задачей.

1.3.4 Проблемы современных аппаратно-программных комплексов для оценки состава тела человека на примере обследуемых с высокими значениями жировой или мышечной массы.

Описанные в предыдущих параграфах проблемы современных методов оценки состава тела человека наиболее выраженно проявляются при обследовании групп обследуемых с завышенными значениями показателей жировой и мышечной масс. Как показывает практика, существующие методы биоимпедансометрии малочувствительны к оценке соотношения значений этих двух компонент в теле отдельно взятых обследуемых.

Рассмотрим характерный пример возникновения такой ошибки измерения импедансометрических параметров и параметров состава тела у пациента (таблица 1.3), отобранного из группы обследуемых с повышенной мышечной массой. Результаты измерений методом БИА сравниваются с показателями системы должных показателей нормы по индексу массы тела (ИМТ) и контрольным методом двухмерной денситометрии.

В данном случае на основе сопротивления внеклеточной жидкости Кв («импеданс тела человека на низкой частоте зондирующего тока) было рассчитано значение электрического сопротивления внутриклеточной жидкости Кк с

помощью формулы параллельного соединения проводников. Должное значение Кк было получено исходя из соотношения должных значений показателей внутриклеточной и внеклеточной жидкостей (сопротивления жидкостей обратно пропорциональны их объемам при одинаковой длине и удельном сопротивлении проводника).

Таблица 1.3. Результаты оценки состава тела человека с повышенной мышечной массой методами БИА и двухмерной денситометрии.

Параметр Должное значение БИА Денситометрия

Яв 189 Ом 189 Ом -

Як «94,5 Ом «830 Ом -

Внек. Ж. 13,6 14,9 л -

Внук. Ж. 27,3 28,1 л -

Жировая масса (ЖМ) 14 кг 25,3 кг 17,7 кг

%ЖМ 18% 26% 19%

Мышечная масса (ММ) 30 кг 46 кг 75 кг

%ММ 39% 48% 77%

Результаты измерения импедансометрических показателей показывают, что должное значение сопротивления внутриклеточной жидкости на порядок отличается от измеренного, что говорит о недостаточной адекватности модели проводимости тела человека и использовании статистических коэффициентов и компонент в формулах расчета показателей состава тела человека, так как соотношение измеренных значений внеклеточной и внутриклеточной жидкостей составляет «1:2.

Сравнение значений показателей мышечной и жировой масс, полученных методом двухчастотного БИА и контрольным методом, показывает явное завышение процента жира в организме за счет снижения процента мышечной массы. Обуславливается это как зависимостью расчетных значений обоих показателей от расчетного значения внутриклеточной жидкости, так и недостаточным количеством исходных данных о пациенте, включая его антропометрические параметры и выраженные особенности строения тела.

1.4 Факторы, обуславливающие проблемы проектирования современных технических систем для биоимпедансного анализа состава тела человека.

1.4.1 Модель оценки состава тела человека

Рассмотрим причины возникновения таких ошибок при оценке состава тела человека с помощью биоимпедансометрии. Рассмотрим модели состава тела человека, используемые современными методами, и их физическую основу. Метод двухчастотного биоимпедансного анализа основан на двух простых принципах:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Соловьёв Михаил Николаевич, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Д.В. Николаев, А.В. Смирнов, И.Г. Бобринская, С.Г. Руднев. Биоимпедансный анализ состава тела человека /. — М. : Наука, 2009. — 392 c

2. Касаткина Е.А., Лядов В.К., Мершина Е.А., Синицын В.Е. Методы лучевой диагностики в оценке состава тела человека. Вестник рентгенологии и радиологии, 2013.-№2.-С.59-64.

3. Каронова Т.Л., Гринева Е.Н., Буданова М.В. и др. Двухэнергетическая рентгеновская денситометрия и расчет индекса массы жировой ткани в обследовании женщин с избыточным весом. Проблемы женского здоровья. 2010;5 (3):5-10.

4. Применение калиперометрии и биоимпедансометрии для получающих программный гемодиализ/Яковенко А.А. //Нефрология. -2007. -Т. 11, № 4. -C. 55-58.

5. Методические указания - Применение индикаторных и импедансометрических методов определения жидкостных секторов организма в клинической практике. - Санкт-Петербург : Научно-исследовательский институт кардиологии, 2010

6. Schoeller D.A. Hydrometry // Human body composition / Ed. A.F.Roche, S.B. Heymsfield, T.G. Lohman. Champaign (1ll.): Human Kinetics, 1996. P. 25-44

7. Sherwood K.E., Ingle B.M., Eastell R. Quantitative ultrasound measurements: short and long term precision // J. Clin. Densitometry. 1998. Vol. 1. P. 108

8. McCrory M.A., Gomez T.D., Bernauer E.M., Mole P.A. Evaluation of a new airdisplacement Plethysmograph for measuring human body composition // Med. Sci. Sports Exerc. 1995. Vol. 27, N12. P. 1686-1691

9. Valentin J. Basic anatomical and physiological data for use in radiological protection:reference values. ICRP publication 89 // Ann. ICRP. 2002. Vol. 32, N3-4. P. 1-277

10.Seidell J.C., Bakker C.J., Van Der Kooy K. Imaging techniques for measuring adipose-tissue distribution a comparison between computed tomography and 1,5-T magnetic resonance // Amer. J. Clin. Nutr. 1990. Vol. 51, N6. P. 953-957

11. Martin A.D., Ross W.D., Drinkwater D.T., Clarys J.P. Prediction of body fat byskinfold calipers: assumptions and cadaver evidence // Intern. J. Obes. 1985. Vol. 9, suppl. 1. P. 31-39

12. Kushner R.F. Bioelectrical impedance analysis: A review of principles and applications // J. Amer. Coll. Nutr. 1992. Vol. 11, N2. P. 199-209.

13. Патент 2093069 РФ. Способ определения объемов жидкостных секторов организма Ю.Н.Волков, В.Г.Покровский, И.П.Николаева, В.Н.Семенов, И.С.Курапеев. - № 5013462/14; Заявл. 18.11.91; Опубл.в Б.И., 1997, № 29

14. Иванов Г.Г., Балуев Э.П., Петухов А.Б., Николаев Д.В. и др. Биоимпедансный метод определения состава тела // Вестн. РУДН. Сер. Медицина. 2000. С. 66-73

15. Gudivaka R., Schoeller D.A., Kushner R.F., Bolt M.J.G. Single- and multifrequency models for bioelectrical impedance analysis of body water compartments // J. Appl. Physiol. 1999. Vol. 87, N3. P. 1087-1096

16. URL: www.tanita.co.uk

17. Цветков А.А., Туйкин С.А., Смирнов А.В., Николаев Д.В., Можаев В.А. и др. Биоимпедансный анализатор. Патент на полезную модель 57578 РФ. 2006

18. Соловьев М.Н., Юлдашев З.М., Волков Н.Ю., Илларионов В.В. Метод и система для анализа состава тела // Биотехносфера - 2015 - №4 - с.28-31

19. Николаева И.П. Неинвазивный биоэлектрический импедансный метод для оценки структуры тела человека. — СПб: НИИ кардиологии МЗ РФ, 2000. — 9 с.

20. Синдеева Л.В., Петрова М.М., Николаев В.Г., Медведева Н.Н., Шнайдер Н.А., Шульмин А.В., Деревцова С.Н. Антропометрические и биоимпедансометрические показатели - маркеры физического здоровья женского населения // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №2 5

21.Николаев Д. В., Кротов В. П., Носков В. Б., Уткин М. М. Спектр применения методик биоимпедансного анализа и новые возможности их использования в интенсивной терапии//Труды Седьмой научно-практической конференции «Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы». М., 2003. С. 301-309.

22. Нехаева Т. И. Опыт применения биоимпеданного анализа в системе мониторинга здоровья представителей старших возрастных групп//Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы: труды XIII науч.-практ. конф. М., 2011. С. 187-190

23. Бариева Ю. Б., Уварова Н. Г., Ботвинева Л. А. Анализ показателей биоимпедансометрии у пациентов с метаболическим синдромом на фоне лечения в санатории «Дубовая роща»//Кремлевская медицина. Клинический вестник. 2015. Вып. 1. С. 56-58.

24. Ронкин М.А., Иванов Л.Б. Реография в клинической практике. М., 1997.- 403 С

25. Егоров Д.В. Клинические особенности и этиологические факторы у стационарных больных с декомпенсированным циррозом печени / С.Н. Мехти-ев, И.В. Субботина, Ю.А. Кравчук, Д.В. Егоров // материалы итоговой конференции военно-научного общества слушателей и ординаторов I факультета. -СПб.: ВМедА, 2008. - С. 198-199

26. Методические указания - Применение индикаторных и импедансометрических методов определения жидкостных секторов организма в клинической практике. - Санкт-Петербург : Научно-исследовательский институт кардиологии, 2010

27. Шилова Н.Л., Борисов А.Ю., Бутров А.В. Оптимизация инфузионной терапии при операциях тотального эндопротезирования тазобедренного сустава // Новости анестезиологии и реаниматологии (медицина критических состояний). 2005. № 1.

28. Бледжянц Г.А., Бубнов В.А., Пузенко Д.В., Черепенин В.А. Электрическая импедансометрия - новый метод оценки защиты миокарда при операциях на сердце с искусственным кровообращением // Клиническая практика. - 2012. - №2 1. - С. 23-33

29. Непомнящих Д.Л., Никитюк Д.Б., Торнуев Ю.В., Лапий Г.А., Непомнящих Р.Д., Виноградова Е.В., Манвелидзе Р.А., Преображенская В.К., Савченко С.А. Электрофизиологические показатели в диагностике гипертонической болезни // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 10-4. - С. 715-719

30. Павлович А.А., Озерова М.С, Панина М.А., Кислая С.Н., Дворников В.Е., Иванов Г.Г. Анализ нарушений баланса водных секторов организма при остром инфаркте миокарда методом биоимпедансометрии // Вестник РУДН, серия «Медицина». - 2008. - №1. - С. 51-59

31. Торнуев Ю.В., Непомнящих Д.Л., Никитюк Д.Б., Лапий Г.А., Молодых О.П., Непомнящих Р.Д., Колдышева Е.В., Криницына Ю.М., Балахнин С.М., Манвелидзе Р.А., Семенов Д.Е., Чурин Б.В. Диагностические возможности неинвазивной биоимпедансометрии // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 10-4. - С. 782-788;

32. Фролов А.В., Николаев Д.В. Инструментальный анализ состава тела в спортивной медицине и диетологии // Рецепт. - 2011. - № 4. - С. 139-142

33. Торнуев Ю.В., Непомнящих Л.М., Колдышева Е.В. Воздействие низкохолиновой диеты и этанола на электропроводящие свойства тканей мышей СВА // Бюлл. экспер. биол. - 2005. - Т. 140, № 11. - С. 515-518

34. Торнуев Ю.В. Патофизиологическое исследование электродермальной активности при хронических общепатологических состояниях: дис. д-ра биол. наук. - Новосибирск, 1996. - 54 с.

35. Результаты исследований фактического питания и некоторых параметров

физического состояния спортсменов-регбистов / М. А. Абрамова [и др.] // Вопр. питания. - 2013. - № 4. - С. 69-75

36. Руднев С.Г., Соболева Н.П., Стерликов С.А., Николаев Д.В., Старунова О.А., Черных С.П., Ерюкова Т.А., Колесников В.А., Мельниченко О.А., Пономарёва Е.Г. Биоимпедансное исследование состава тела населения России. М.: РИО ЦНИИОИЗ, 2014. 493 с

37. Блинов ДС, Смирнова ОА [и др.]. Результаты анализа состава тела студентов методом биоимпедансометрии. Вестн. Мордовского ун-та. 2016; 2: 192-202

38. Николаева И.П., Волков Н.Ю., Полийчук Т.П. Неинвазивный биоэлектрический импедансный метод для оценки структуры организма в процедурах коррекции фигуры - Каталог производителей и поставщиков, Санкт-Петербург - c.36-38

39. Носков В.Б., Ничипорук И.А., Моруков Б.В., Маленченко Ю.И. Исследование состояния жидких сред организма человека в условиях длительного космического полета // Авиакосмич. и экологич. медицина - 2005, Т. 39, № 1, С. 27 - 31.

40. Егоров Д.В. Применение метода биоимпедансного анализа для определения количества асцитической жидкости в брюшной полости и оценки массы тела у больных декомпенсированным циррозом печени: Методические рекомендации / В.Б. Гриневич, Ю.А. Кравчук, В.В. Илларионов, Д.В. Егоров // Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, СПб., 2010 - 17 с

41. А.Л. Зуев, В.Ю. Мишланов, А.И. Судаков, Н.В. Шакиров, А.В. Фролов. Эквивалентные электрические модели биологических объектов// Российский журнал биомеханики. 2012. Т. 16, № 1 (55): с.110-120

42. Шарпан О.Б., Ярошенко В.Т. Варианты импедансометрии при изучении возрастной физиологии // Научные вести НТГУ «КПИ». - 2009. - № 1. - С. 2629

43. Фролова Е.В., Корыстина Е.М. Комплексная оценка состояния здоровья пожилого человека и возможности ее осуществления в общей врачебной практике // Российский семейный врач. - 2010. - № 1. - С. 12-23

44. Macias N, Alemán-Mateo H, Esparza-Romero J, Valencia ME. Body fat measurement by bioelectrical impedance and air displacement plethysmography: a cross-validation study to design bioelectrical impedance equations in Mexican adults. // Nutr J. 2007 Aug 15;6:18

45. Newton RL Jr, Alfonso A, York-Crowe E, Walden H, White MA, Ryan D, Williamson DA. Comparison of body composition methods in obese African-American women. // Obesity (Silver Spring). 2006 Mar;14(3):415-22

46. Deurenberg P, Deurenberg-Yap M Validity of body composition methods across ethnic population groups. // Acta Diabetol. 2003 0ct;40 Suppl 1:S246-9

47. Duncan J. S., Duncan E. K., Scho field G. Accuracy of body mass index (BMI) thresholds for predicting excess body fat in girls from five ethnicities // Asia Pac. J. Clin. Nutr. 2009. Vol. 18, N 3. P. 404-411

48. De Simone G., Daniels S.R., Devereux R.B. et al. Left ventricular mass and body size in normotensive children and adults: assessment of allometric relations and impact of overweight // J. Amer. College Cardiol. 1992. Vol. 20, N5. P. 1251- 126

49. Roos AN, Westendorp RG, Brand R, Souverijn JH, Frölich M, Meinders AE. Predictive value of tetrapolar body impedance measurements for hydration status in critically ill patients. // Intensive Care Med. 1995 Feb;21(2):125-31

50. Взаимосвязь антропо-и биоимпедансометрических параметров взрослых женщин Среднего Поволжья/Е.А. Анисимова, Д.И. Анисимов, Д.В. Попрыга и др.//Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2015. Т. 5. № 7. С. 10121017.

51. Deurenberg P, Deurenberg-Yap M Validity of body composition methods across ethnic population groups. // Acta Diabetol. 2003 0ct;40 Suppl 1:S246-9.

52. Grimnes S., Martinsen O.G. Bioimpedance and bioelectricity basics. 2nd ed. L.:Acad. press, 2008. 471 p

53. Николаев Д.В., Пушкин С.В., Смирнов А.В. и др. Анализ погрешностей, возникающих при нарушении процедуры исследований состава тела биоимпедансным методом // Материалы 8-й науч.-практ. конф. "Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы". М., 2006. C. 151155

54. Assessment of body composition by bioelectrical impedance analysis without the need for measurement of height WARD, L.C. et al. Clinical Nutrition , Volume 20 , Issue 1 , 21 - 26

55. Башкиров П. Н. Учение о физическом развитии человека. — М., 1962

56. Смирнов А.В., Цветков А.А. Анализ факторов, влияющих на погрешность измерения биоимпеданса // Материалы 7-й науч.-практ. конф. "Диагностика и

лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы". М., 2005. C. 6166.

57. Мартиросов Э.Г., Николаев Д.В., Руднев С.Г. Технологии и методы определения состава тела человека. М.: Наука, 2006. 248 с

58. Scharfetter H., Schlager T., Stollberger R. et al. Assessing abdominal fatness with local bioimpedance analysis: basics and experimental findings // Intern. J. Obes. 2001. Vol. 25. P. 502-511.

59. Возможности биоимпедансного анализа в диагностике ожирения Нагибович О.А., Смирнова Г.А., Андриянов А.И., Кравченко Е.В., Коновалова И.А. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2018. № 2 (62). С. 182-186

60. Rutkove S.B., Aaron R., Schiffman C.A. Localized bioimpedance analysis in the valuation of neuromuscular disease // Muscle Nerve. 2002. Vol. 25. P. 390-397

61. Егоров Д.В. Оценка статуса питания у больных с декомпенсированным циррозом печени / В.Б. Гриневич, Ю.А. Кравчук, В.А. Барнакова, Д.В. Егоров // Сб. тез. науч.-практ. конф., посвящ. 150-летию СПб ГУЗ «Городская Покровская больница». - СПб, 2009. - С. 5-6

62. Baumgartner R.N., Chumlea W.C., Roche A.F. Estimation of body composition from bioelectric impedance of body segments // Amer. J. Clin. Nutr. 1989. Vol. 50, N22. P. 1-6

63. А.Г.Эдлеева, М.М.Хомич, И.А.Леонова, В.А.Богданов. Биоимпедансометрия как метод оценки компонентного состава тела у детей старше 5 лет. // Детская медицина Северо-Запада2011/ Т. 2 No 3

64. Skinfold equations for estimation of body fatness in children and youth / M.H. Slaughter, T.G. Lohman, R.A. Boileau et al. // Hum. Biol. 1988. Vol. 60, N 5. P. 709723

65. Семченков А. А. Метод электроимпедансной диагностики рака молочной железы / А. А. Семченков, А. Н. Калиниченко // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2012. - №1. - С. 4-7

66. Мартиросов Э.Г., Руднев С.Г. Состав тела человека: основные понятия, модели и методы // Теория и практика физической культуры. 2007. №1. C. 63-69

67. Ярема И.В., Акопян И.Г., Меркулов И.А., Томилина Ю.А. Объективизация оценки отека мягких тканей оперированной конечности методом биоимпедансного анализа // Паллиативная медицина и реабилитация. - 2005. -№ 1 - С. 91

68. Иванов Г.Г., Сыркин А.Л., Дворников В.Е., Николаев Д.В., Остапченко Д.А., Котлярова Л.В., Байрак И.В. Мультичастотный сегментарный биоимпедансный анализ в оценке изменений водных секторов организма //Рос. ж-л анестезиологии и интенсивной терапии. - 1999. - №. 2. - С. 2-9.

69. К.К. Ильяшенко, Е.А. Лужников, А.Ю. Симонова, В.А. Маткевич, Е.Н. Капитанов, Д.В. Николаев, Г.В. Абрин. Применение метода полисегментарного биоимпедансного анализа водных секторов организма у больных с острыми отравлениями психотропными препаратами. Методические рекомендации департамента здравоохранения Москвы. / Москва: НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, 2009. - 21 с

70. Zhu F., Schneditz D., Wang E., Levin N.W. Dynamics of segmental extracellular volumes during changes in body position by bioimpedance analysis // J. Appl. Physiol. 1998. Vol. 85, N2. P. 497-504

71. Estimation of body fluid in hemodialysis patients using segmental bioimpedance analysis calibration by magnetic resonance imaging and dilution techniques / F. Zhu [et al.] // Proc. XII Intern. conf. on electrical impedance & V Intern. conf. on electrical impedance tomography. Gdansk, 2004. Vol. 1, P. 233-237

72. Иванов Г.Г., Котлярова JIB, Берштейн Ю.В. Оценка степени внеклеточной гипергидратации тканей по данным импеданса ног // Вестник аритмологии -2006. Приложение:А-с.54

73. Piccoli A. Bioelectric impedance vector distribution in peritoneal dialysis patients with different hydration status. Kidney Int. 2004; 65(3): 1050-63. https://doi.org/10.1111/j.1523-1755.2004.00467.x PMID: 14871426

74. Foster K.R., Schwan H.P. Dielectric properties of tissues and biological materials: A critical review // CRC Crit. Rev. Biomed. Eng. 1989. Vol. 17. P. 25-104

75. Висцеральное ожирение как глобальный фактор сердечно-сосудистого риска, Чумакова Г.А., Кузнецова Т.Ю., Дружилов М.А., Веселовская Н.Г., Российский кардиологический журнал. 2018. Т. 23. № 5. С. 7-14.

76. Epstein B R and Foster K R 1983 Anisotropy in the dielectric properties of skeletal muscle Med. Biol. Eng. Comp. 21 51-5

77. А.А.Цветков. Биоимпедансные методы контроля системной гемодинамики. -. Москва: Издательство Фирма «Слово», 2010. - 330 с

78. Яруллин, Х.Х. Клиническая реоэнцефалография / Х.Х. Яруллин. - М.: Медицина, 1982. - 278 с.

79. Bosy-Westphal A, Danielzik S, Dorhofer RP, Later W, Wiese S, Muller MJ (2006) Phase angle from bioelectrical impedance analysis: population reference values by age, sex, and body mass index. JPEN 30:309-316

80. Baumgartner RN, Chumlea WC, Roche AF (1988) Bioelectric impedance phase angle and body composition. Am J Cli Nutr 48:16-23

81. Hoffer E.C., Meador C.K., Simpson D.C. Correlation of whole-body impedance with total body water volume // J.Appl. Physiol. 1969. Vol. 26. P. 531-534

82. Yanna Dou, Li Liu, Xuyang Cheng, Liyun Cao, Li Zuo; Comparison of bioimpedance methods for estimating total body water and intracellular water changes during hemodialysis, Nephrology Dialysis Transplantation, Volume 26, Issue 10, 1 October 2011, Pages 3319-3324

83. Ward L. C. Segmental bioelectrical impedance analysis: an update // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2012. Vol. 15, N 5. P. 424-429.

84. Bioelectrical impedance analysis—part I: review of principles and methods Kyle, Ursula G. et al. Clinical Nutrition , Volume 23 , Issue 5 , 1226 - 1243

85. Анищенко А. П., Архангельская А. Н., Рогозная Е. В. Сопоставимость антропометрических измерений и результатов биоимпедансного анализа // Вестник новых мед. технологий. 2016. Т. 23, № 1. С. 138-141

86. Мартиросов Э. Г., Руднев С. Г., Николаев Д. В. Применение антропологических методов в спорте, спортивной медицине и фитнесе. М.: Физическая культура, 2010. 119 с

87. Бунак В. В. Антропометрия. Практический курс. — М., 1941

88. Никитюк Б. А., Чтецов В. П. Морфология человека. — М., Изд-во МГУ, 1983. 320 с

89. Завьялов Ю. С., Леус В. А., Скороспелов В. А. Сплайны в инженерной геометрии. — М.: Машиностроение, 1985.

90. Clarkson S, Wheat J, Heller B, Choppin S. Assessment of a Microsoft Kinect-based 3d scanning system for taking body segment girth measurements: A comparison to isak and iso standards. J Sports Sci. 2016;34:1006-1014.

91. Michelle M. Harbin, Alexander Kasak, Joseph D. Ostrem, Donald R. Dengel, Validation of a three-dimensional body scanner for body composition measures. European Journal of Clinical Nutritionvolume 72, pages1191-1194 (2018)

92. Флах П. Машинное обучение. — М.: ДМК Пресс, 2015. — 400 с

93. Nuttall, Frank Q. Body Mass Index: Obesity, BMI, and Health A Critical Review. Nutrition Today: May/June 2015 - Volume 50 - Issue 3 - p 117-12

94. Николаев Д. В. Биоимпедансный анализ: основы метода. Протокол обследования и интерпретация результатов // Спортивная медицина: наука и практика. 2012. Вып. 2. С. 29-36

95. Федеральный закон "О персональных данных" от 27.07.2006 N 152-ФЗ (последняя редакция) // Официальный интернет-портал правовой информации. Государственная система правовой информации. 2006.

96. Опыт использования импедансометрии в практике центра здоровья Минакова Е.И., Супрун С.В., Минаева И.С. Электронный сборник научных трудов "Здоровье и образование в XXI веке". 2010. Т. 12. № 5. С. 264-265.

97. Определение количества жирового компонента в оценке нутриционного статуса детей Эдлеева А.Г., Хомич М.М., Гуркина Е.Ю. Бюллетень Федерального Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова. 2012. № 1. С. 10-13

98. Биоимпедансометрия у больных с хроническим панкреатитом с внешнесекреторной недостаточностью поджелудочной железы, Губергриц Н.Б., Голубова О.А. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014. № 5 (105). С. 50a.

99.Comparison of Body Composition Assessment by Bia and Dexa According to the Body Mass Index: A Retrospective Study on 3655 Measures, Achamrah, N. et al. Clinical Nutrition , Volume 36 , S244 - S245.

100. B. Sparling, P & Millard-Stafford, M & Rosskopf, Linda & J. Dicarlo, L & T. Hinson, B. (1993). Body composition by bioelectric impedance and densitometry in black women. American Journal of Human Biology. 5. 111 - 117

101. Иванова И.В., Черная Н.Л., Мамонтова О.К. Оценка жирового компонента массы тела школьников с помощью портативного полуавтоматического калипера // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2011. №3.