Анализ состава тела биоимпедансным методом основан на наличии объективных и устойчивых закономерностей, связывающих измеренные значения импеданса с параметрами состава тела. Эти закономерности вытекают как из физических моделей тела или его сегментов, так и из статистических зависимостей между антропометрическими, физическими и другими переменными, характеризующими человеческий организм.
Биоимпедансный анализ состава тела заключается в первую очередь в оценке количества жидкости в биообъекте, так как именно жидкая среда создает активную составляющую проводимости (Kyle et al., 2004; Grimnes, Martinsen, 2008). Оценка объема жидкости в организме по импедансу осуществляется с использованием физических и/или эмпирических моделей, описанных в следующих разделах.
Электрический ток может протекать, огибая клетки и через клетки как показано на рис. 3.1,а. Границы клеток образованы мембранами, которые по своим электрическим свойствам являются конденсаторами с зависящей от частоты переменного тока емкостью (см. п. 2.3). Эквивалентная схема биообъекта (рис. 3.1,6) содержит сопротивление внеклеточной жидкости Авкж, сопротивление клеточной жидкости Якж и емкость мембран См.
Чтобы определить объем внеклеточной жидкости (ВКЖ), необ-
ходимо измерять импеданс на постоянном токе, так как в этом случае клеточные мембраны остаются непроницаемыми, и внутриклеточная жидкость не влияет на результат измерения. Сопротивление Rq на постоянном токе равно сопротивлению внеклеточной жидкости
С ростом частоты реактивное сопротивление емкости См уменьшается, и все большая часть тока проникает внутрь клеток, так что в результат измерения все Больший вклад вносит внутриклеточная жидкость. При этом модуль измеренного импеданса постепенно уменьшается. На бесконечно Большой частоте реактивное сопротивление емкости становится равным нулю, так что измеренное сопротивление R^ определяется параллельным соединением RBK* и Rk-ж.


(3.2)
По сопротивлению Rx определяют объем общей воды организма ово.
Измерения на нулевой и бесконечно большой частотах реализовать невозможно, поэтому в биоимпедансных анализаторах или используют достаточно низкую частоту для измерения ВКЖ и до-
стэточно высокую частоту для измерения ОВО, или аппроксимируют значения Щ и Rпо результатам измерений импеданса на нескольких частотах (метод биоимпедансной спектроскопии).

Объем внутриклеточной (или просто клеточной) жидкости КЖ чаще всего получают как разность
Другой подход состоит в вычислении по эквивалентной схеме рис. 3.1,б сопротивления внутриклеточной среды
(3.4)
и в использовании этого сопротивления для оценки объема КЖ.
После того, как найдена величина ОВО, следующий шаг — определение значения безжировой (тощей) массы тела БМТ. Установлено, что значения ОВО и БМТ тесно связаны друг с другом. Многочисленные исследования, результаты которых представлены в обзорах (Wang et al., 1999; Николаев и др., 2004), показали, что гидратация тощей массы, то есть доля воды в БМТ, поддерживается в организме человека практически постоянной. Вследствие этого величина БМТ может быть вычислена из величины ОВО по формуле
(3.5)
где ГТМ w 0,737 ± 0,036 — гидратация тощей массы.
Данное значение гидратации было получено для тела человека в целом. Гидратация различных тканей меняется от 0,41 для скелета до 0,88 для мозга. Гидратация ткани скелетных мышц составляет w0,80. Близкие значения гидратации тощей массы получены и для других млекопитающих.
Далее, по массе тела МТ и величине БМТ находят жировую массу тела ЖМТ, используя очевидное равенство
(3.6)
Наконец, предполагая постоянство средней гидратации клеток в организме, можно связать величину КЖ с клеточной массой тела КМТ соотношением
(3.7)
где ГКМ w 0,7 — гидратация клеточной массы (Wang et al,, 1999; Николаев и др,, 2004), Для расчета параметров состава тела используют формулы с коэффициентами, значения которых определяются и уточняются путем сопоставления результатов биоимпедансного анализа с результатами оценки параметров состава тела эталонными методами,
Для оценки объемов ОВО и ВКЖ применяют методы разведения индикаторов, Величины безжировой и жировой массы определяют путем подводного взвешивания, а также с помощью рентгеновской денситометрии и магниторезонансной томографии, Последние два метода позволяют определять состав не только всего тела, но и отдельных сегментов, Клеточную массу и объем КЖ находят методом измерения радиоактивности тела, определяя содержание радиоактивного изотопа 40К. Сведения об эталонных методах были приведены в первой главе этой книги,
Дальнейшим развитием биоимпедансного анализа состава тела являются сегментные методы, цель которых — определить состав отдельных сегментов тела, В большинстве случаев такими сегментами являются конечности, туловище, голова, Также решаются задачи количественной оценки состава более мелких сегментов тела, Сегментный анализ основан на тех же принципах, что и анализ состава всего тела, С уменьшением размеров исследуемых участков сегментный анализ переходит в локальный,
Для систематизации дальнейшего изучения особенностей реализации биоимпедансного анализа состава тела и вопросов, связанных с его достоверностью, предложим следующую классификацию методов:

• интегральный одночастотный метод;
• интегральный многочастотный метод, включая биоимпеданс- ную спектроскопию;
• сегментные методы как одночастотные, так и многочастотные,