生物电阻抗分析法在慢性肾脏病中的研究

张薇，包蓓艳

作者单位： 315211宁波，宁波大学医学院（张薇）；宁波市鄞州第二医院（包蓓艳）

慢性肾脏病（CKD）已逐渐成为全球性的公共健康问题[1]，随病程进展最终发展为终末期肾脏病，且发病率逐年升高，据报道目前中国成人慢性肾脏病发病率为13.2%[2]。终末期肾脏病患者依赖血液净化、腹膜透析或肾脏移植维持生命，但如何正确评估血液透析及腹膜透析患者的营养及容量状况一直是临床医师面临的难题。目前广泛使用的评估方法主要是双能X线吸收法（DEXA）、MRI/CT扫描和BIA等。DEXA是在利用X线测定骨密度的基础上发展而来，可直接测定“瘦”组织、骨组织和脂肪组织的含量，但该方法存在费用较高、射线暴露等问题限制其应用。MRI/CT扫描法是利用影像技术获取人体断层图像，可清晰显示肌肉、脂肪等不同成分，再利用软件计算肌肉、脂肪比例[3]；但存在费用高、耗时长的缺陷，CT扫描也存在射线暴露问题。上述这两种方法一般只用于科研。BIA是基于电学方法测定的技术，建立在人体不同组织电阻抗不同的基础上，通过测量人体营养及容量相关指标来进行分析。其具有非侵入性、便携性、重复性好、操作简单及患者易接受等优点。现就BIA在慢性肾脏病中的应用进展予以综述。

1 原理

BIA是利用生物电阻抗技术进行测量的。生物电阻抗法是通过电学方法测量机体水分技术，其原理是机体的体液量与阻抗值呈正相关。输入直流或低频电流时，由于细胞膜的电容作用，电流将绕过细胞膜，只能通过细胞外水分（ECW）传导，此时测出的是ECW的阻抗值，反映的是ECW；而高频电流能穿透细胞膜，通过细胞内水分（ICW）、ECW传导，测出体液总量（TBW）阻抗值，反映的是TBW。TBW减去ECW即得出 ICW 含量。体液和肌肉含有大量的水分和电解质导电性良好，电阻小；而脂肪和骨骼含水少导电不良，电阻大。根据这种理论，当通过放置在体表的电极向人体施加一个微小的交流测量电流时，导电性就有很大差异。因此，利用各种组织生物电阻的差异性，可用于身体组成的测定。人体成分中的液体成分电阻最小，电阻抗测定对液体成分分布的变化最为敏感。

2 应用

2.1 营养状况的评估 营养状况是影响CKD患者预后的重要因素，评估和改善患者的营养状况对提高患者生活质量、降低病死率具有重要意义[4]。随着肾功能的下降，CKD患者尤其是终末期肾病患者尿毒症毒素蓄积，容易出现如食欲减退和恶心等症状，导致蛋白质摄入减少；同时体内广泛存在的微炎症状态，加速了蛋白质的分解代谢；又因胰岛素缺乏或抵抗，使得肌肉蛋白合成减弱。体质量指数（BMI）曾长期用于指导临床实践，但其不能区分体质量来源于脂肪、肌肉或其他成分，对临床评估有一定局限性。

利用人体成分分析的数据评价患者的营养和体型，脂肪组织率（FP）和去脂体重（FFM）是最重要的两个指标。FP即脂肪占体质量的比例，可从人体成分分析仪直接读出。一般认为，成年人FP男性12%～22%，女性20%～30%比较合适。成年人随着年龄的增长，FP逐渐增加，其正常参考值范围也逐渐上移。FFM包括骨盐和“瘦”组织，其不仅能反映人体的营养状态，也能反映人体的水合状态。去脂体重指数（FFM I）的计算公式为：（1 － FP）×体质量/身高2。FFM I的下限男性应＞17，女性应＞14.5。由于FFM I反映人体肌肉、骨骼等“健康”成分，所以FFM I无上限，越高越好，但一般将男性＞ 21、女性＞ 18作为高FFM I的标准。FP可反映肥胖程度，而FFM I则反映健壮程度。Huang等[5]研究认为，低脂肪、低“瘦”组织含量和低BM I的患者死亡风险明显增高。Noori等[6]也表明，高“瘦”组织和高脂肪含量MHD患者有较高的存活率，且高脂肪含量者的生存优势似乎优于高“瘦”组织含量者。

2.2 BIA在腹透患者中的应用 容量超负荷在腹膜透析患者中普遍存在，而且明显高于血液透析患者[7]。导致上述现象的其中一个原因是因为腹透患者容量评估的频率不及血透患者频繁。而容量超负荷往往会导致高血压、心血管疾病及死亡等并发症发生[8]。尽管导致高血压的机制是多因素的，但在腹透患者中容量超负荷是主要的致病因素。容量超负荷时往往ECW增多，导致高血压的发生[9]。因此，BIA有助于辨别透析患者中容量超负荷导致的高血压，避免不必要的降压药使用。研究表明，左心室肥厚与容量超负荷密切相关[10]。也有研究发现，在腹透患者中，容量超负荷患者的左心室质量指数（左心室质量/体表面积）明显要高于容量未超负荷患者[11]。因此，容量的管理在透析患者中对于心血管的保护至关重要。

目前尚无公认的客观测量容量超负荷的指标。浮肿指数（ECW/TBW）被认为是评价容量负荷的有效指标[12]。Hyun等[13]在一项横断面研究中发现 ECW/TBW 值与腹透患者的容量状态密切相关，与腹透患者收缩压的关系也十分密切，多因素回归分析显示ECW/TBW和收缩压增高往往预示着极度浮肿。

2.3 BIA在血透患者中的应用 血液透析的目的是清除患者体内满留的水分及毒素保持容量平衡，使透析结束时达到干体质量（DW）。临床上用DW来描述维持性血液透析患者体液负荷合适状态[14]。Inbody720仪器推荐干体质量计算公式：理想干体质量=实际体质量－（ECW－理想浮肿指数×TBW）/（1－理想浮肿指数）。仪器推荐健康人群浮肿指数为0.380，透析人群浮肿指数参考值为[15]：（1）无糖尿病和低蛋白血症：0.385，（2）合并糖尿病或低蛋白血症：0.395 ～ 0.400，（3）合并糖尿病及低蛋白血症：0.400～0.405。

有研究表明，血透患者高血压、左心室肥大及高病死率与容量负荷密切相关[15]。因此对血透患者精确的容量评估是至关重要的。临床上通过判断外周组织水肿的方法来评估容量状态通常带有主观性，不够精确[16]。通过BIA辨别人体的成分包括ECW和TBW用于管理血透患者的容量负荷以及判断临床预后，具有实用性、客观性和可靠性[17]。Kim等[18]通过ECW/ICW来评估容量状态及营养情况，并且证明其与心血管事件的发生率与全因死亡率密切相关。

研究表明通过BIA来预测血透患者的残余肾功能（RKF），这个方法精确、方便、可重复又具有独立性。预测残余肾功能的公式为[19]：eGFRBIA=1.074×（PhA50post－PhA100post）+0.037×（R5pre－R100pre）－0.592×[（Xc50pre－Xc5pre）/（Xc50post－Xc5post）]+4.059×H2+0.040×age－ 0.871×Cre－ 7.589（eGFRBIA=通过BIA估计的肾小球滤过率，PhA50post=透析后 50 kHz所对应的相位角，PhA50pre=透析前50 kHz所对应的相位角，R5pre=透析前 5 kHz时的电阻，R100pre=透析前 100 kHz时的电阻，Xc50pre=透析前 50 kHz时的电抗，Xc5pre=透析前 5 kHz时的电抗，Xc50post=透析后 50 kHz时的电抗，Xc5post=透析后5 kHz时的电抗，H=身高，serum creatinine=透析前血肌酐）。需要注意的是，这个公式临床上更适用于mGFR＞2 m l·m in－1·1.73m－2的血透患者，对于mGFR≤2 m l m in－1·1.73m－2的患者需要谨慎使用。

2.4 其他 血肌酐的水平能够对肾脏功能做出良好的评价。研究表明，人体体脂成分与血肌酐水平具有良好的相关性[20]，人体水分、蛋白质 、无机盐及肌肉量等成分也同样与肌酐水平关系密切，具有良好的预测性。另有研究显示患者脂肪含量与血胆固醇呈正相关，血红蛋白水平与单位面积脂肪含量呈正相关，单位面积瘦组织含量与白蛋白存在正相关[21]。还有研究表明血透患者ECV/TBW的变化与血流动力学改变是类似的[22]。

3 小结

人体形状复杂，不同组织间人体成分的分布不同，体液分布不均匀。如躯干占人体总体积50%左右，但其阻抗仅占身体总阻抗约10%[23]。这意味着对于腹透患者来讲，腹透液留在腹膜里与干腹状态下电阻的差别并不明显。BIA是近年来用于评估透析患者容量及营养状态的一种简单有效的方法。BIA测定人体成分快捷、方便。尽管ECW/TBW已经被认为是人体水合状态的一个可靠指标，但仍有研究认为分母TBW中包含了ICW，所以它的值容易受到营养状况和过度饮水等因素的影响[24]。Van等[25]认为ECW/身高能够预测透析患者的高血容量状态。Woodrow等[26]认为身体细胞质量比FFM以及“瘦”组织质量更能评估人体的营养及消耗状态，并且提到了单独测量营养状态和容量状态（测量ECW而不是TBW表示容量状态，测量ICW而不是“瘦”组织或者FFM代表营养状态）。因此，对于人体成分分析的个体化使用方法以及如何综合性应用BIA测量出来的一些关键数据等方面尚待临床进一步研究。