生物電阻抗分析法在慢性腎臟病中的研究

張薇，包蓓艷

作者單位： 315211寧波，寧波大學醫學院（張薇）；寧波市鄞州第二醫院（包蓓艷）

慢性腎臟病（CKD）已逐漸成為全球性的公共健康問題[1]，隨病程進展最終發展為終末期腎臟病，且發病率逐年升高，據報道目前中國成人慢性腎臟病發病率為13.2%[2]。終末期腎臟病患者依賴血液凈化、腹膜透析或腎臟移植維持生命，但如何正確評估血液透析及腹膜透析患者的營養及容量狀況一直是臨床醫師面臨的難題。目前廣泛使用的評估方法主要是雙能X線吸收法（DEXA）、MRI/CT掃描和BIA等。DEXA是在利用X線測定骨密度的基礎上發展而來，可直接測定“瘦”組織、骨組織和脂肪組織的含量，但該方法存在費用較高、射線暴露等問題限制其應用。MRI/CT掃描法是利用影像技術獲取人體斷層圖像，可清晰顯示肌肉、脂肪等不同成分，再利用軟件計算肌肉、脂肪比例[3]；但存在費用高、耗時長的缺陷，CT掃描也存在射線暴露問題。上述這兩種方法一般只用于科研。BIA是基于電學方法測定的技術，建立在人體不同組織電阻抗不同的基礎上，通過測量人體營養及容量相關指標來進行分析。其具有非侵入性、便攜性、重復性好、操作簡單及患者易接受等優點。現就BIA在慢性腎臟病中的應用進展予以綜述。

1 原理

BIA是利用生物電阻抗技術進行測量的。生物電阻抗法是通過電學方法測量機體水分技術，其原理是機體的體液量與阻抗值呈正相關。輸入直流或低頻電流時，由于細胞膜的電容作用，電流將繞過細胞膜，只能通過細胞外水分（ECW）傳導，此時測出的是ECW的阻抗值，反映的是ECW；而高頻電流能穿透細胞膜，通過細胞內水分（ICW）、ECW傳導，測出體液總量（TBW）阻抗值，反映的是TBW。TBW減去ECW即得出 ICW 含量。體液和肌肉含有大量的水分和電解質導電性良好，電阻小；而脂肪和骨骼含水少導電不良，電阻大。根據這種理論，當通過放置在體表的電極向人體施加一個微小的交流測量電流時，導電性就有很大差異。因此，利用各種組織生物電阻的差異性，可用于身體組成的測定。人體成分中的液體成分電阻最小，電阻抗測定對液體成分分布的變化最為敏感。

2 應用

2.1 營養狀況的評估 營養狀況是影響CKD患者預后的重要因素，評估和改善患者的營養狀況對提高患者生活質量、降低病死率具有重要意義[4]。隨著腎功能的下降，CKD患者尤其是終末期腎病患者尿毒癥毒素蓄積，容易出現如食欲減退和惡心等癥狀，導致蛋白質攝入減少；同時體內廣泛存在的微炎癥狀態，加速了蛋白質的分解代謝；又因胰島素缺乏或抵抗，使得肌肉蛋白合成減弱。體質量指數（BMI）曾長期用于指導臨床實踐，但其不能區分體質量來源于脂肪、肌肉或其他成分，對臨床評估有一定局限性。

利用人體成分分析的數據評價患者的營養和體型，脂肪組織率（FP）和去脂體重（FFM）是最重要的兩個指標。FP即脂肪占體質量的比例，可從人體成分分析儀直接讀出。一般認為，成年人FP男性12%～22%，女性20%～30%比較合適。成年人隨著年齡的增長，FP逐漸增加，其正常參考值范圍也逐漸上移。FFM包括骨鹽和“瘦”組織，其不僅能反映人體的營養狀態，也能反映人體的水合狀態。去脂體重指數（FFM I）的計算公式為：（1 － FP）×體質量/身高2。FFM I的下限男性應＞17，女性應＞14.5。由于FFM I反映人體肌肉、骨骼等“健康”成分，所以FFM I無上限，越高越好，但一般將男性＞ 21、女性＞ 18作為高FFM I的標準。FP可反映肥胖程度，而FFM I則反映健壯程度。Huang等[5]研究認為，低脂肪、低“瘦”組織含量和低BM I的患者死亡風險明顯增高。Noori等[6]也表明，高“瘦”組織和高脂肪含量MHD患者有較高的存活率，且高脂肪含量者的生存優勢似乎優于高“瘦”組織含量者。

2.2 BIA在腹透患者中的應用 容量超負荷在腹膜透析患者中普遍存在，而且明顯高于血液透析患者[7]。導致上述現象的其中一個原因是因為腹透患者容量評估的頻率不及血透患者頻繁。而容量超負荷往往會導致高血壓、心血管疾病及死亡等并發癥發生[8]。盡管導致高血壓的機制是多因素的，但在腹透患者中容量超負荷是主要的致病因素。容量超負荷時往往ECW增多，導致高血壓的發生[9]。因此，BIA有助于辨別透析患者中容量超負荷導致的高血壓，避免不必要的降壓藥使用。研究表明，左心室肥厚與容量超負荷密切相關[10]。也有研究發現，在腹透患者中，容量超負荷患者的左心室質量指數（左心室質量/體表面積）明顯要高于容量未超負荷患者[11]。因此，容量的管理在透析患者中對于心血管的保護至關重要。

目前尚無公認的客觀測量容量超負荷的指標。浮腫指數（ECW/TBW）被認為是評價容量負荷的有效指標[12]。Hyun等[13]在一項橫斷面研究中發現 ECW/TBW 值與腹透患者的容量狀態密切相關，與腹透患者收縮壓的關系也十分密切，多因素回歸分析顯示ECW/TBW和收縮壓增高往往預示著極度浮腫。

2.3 BIA在血透患者中的應用 血液透析的目的是清除患者體內滿留的水分及毒素保持容量平衡，使透析結束時達到干體質量（DW）。臨床上用DW來描述維持性血液透析患者體液負荷合適狀態[14]。Inbody720儀器推薦干體質量計算公式：理想干體質量=實際體質量－（ECW－理想浮腫指數×TBW）/（1－理想浮腫指數）。儀器推薦健康人群浮腫指數為0.380，透析人群浮腫指數參考值為[15]：（1）無糖尿病和低蛋白血癥：0.385，（2）合并糖尿病或低蛋白血癥：0.395 ～ 0.400，（3）合并糖尿病及低蛋白血癥：0.400～0.405。

有研究表明，血透患者高血壓、左心室肥大及高病死率與容量負荷密切相關[15]。因此對血透患者精確的容量評估是至關重要的。臨床上通過判斷外周組織水腫的方法來評估容量狀態通常帶有主觀性，不夠精確[16]。通過BIA辨別人體的成分包括ECW和TBW用于管理血透患者的容量負荷以及判斷臨床預后，具有實用性、客觀性和可靠性[17]。Kim等[18]通過ECW/ICW來評估容量狀態及營養情況，并且證明其與心血管事件的發生率與全因死亡率密切相關。

研究表明通過BIA來預測血透患者的殘余腎功能（RKF），這個方法精確、方便、可重復又具有獨立性。預測殘余腎功能的公式為[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=通過BIA估計的腎小球濾過率，PhA50post=透析后 50 kHz所對應的相位角，PhA50pre=透析前50 kHz所對應的相位角，R5pre=透析前 5 kHz時的電阻，R100pre=透析前 100 kHz時的電阻，Xc50pre=透析前 50 kHz時的電抗，Xc5pre=透析前 5 kHz時的電抗，Xc50post=透析后 50 kHz時的電抗，Xc5post=透析后5 kHz時的電抗，H=身高，serum creatinine=透析前血肌酐）。需要注意的是，這個公式臨床上更適用于mGFR＞2 m l·m in－1·1.73m－2的血透患者，對于mGFR≤2 m l m in－1·1.73m－2的患者需要謹慎使用。

2.4 其他 血肌酐的水平能夠對腎臟功能做出良好的評價。研究表明，人體體脂成分與血肌酐水平具有良好的相關性[20]，人體水分、蛋白質 、無機鹽及肌肉量等成分也同樣與肌酐水平關系密切，具有良好的預測性。另有研究顯示患者脂肪含量與血膽固醇呈正相關，血紅蛋白水平與單位面積脂肪含量呈正相關，單位面積瘦組織含量與白蛋白存在正相關[21]。還有研究表明血透患者ECV/TBW的變化與血流動力學改變是類似的[22]。

3 小結

人體形狀復雜，不同組織間人體成分的分布不同，體液分布不均勻。如軀干占人體總體積50%左右，但其阻抗僅占身體總阻抗約10%[23]。這意味著對于腹透患者來講，腹透液留在腹膜里與干腹狀態下電阻的差別并不明顯。BIA是近年來用于評估透析患者容量及營養狀態的一種簡單有效的方法。BIA測定人體成分快捷、方便。盡管ECW/TBW已經被認為是人體水合狀態的一個可靠指標，但仍有研究認為分母TBW中包含了ICW，所以它的值容易受到營養狀況和過度飲水等因素的影響[24]。Van等[25]認為ECW/身高能夠預測透析患者的高血容量狀態。Woodrow等[26]認為身體細胞質量比FFM以及“瘦”組織質量更能評估人體的營養及消耗狀態，并且提到了單獨測量營養狀態和容量狀態（測量ECW而不是TBW表示容量狀態，測量ICW而不是“瘦”組織或者FFM代表營養狀態）。因此，對于人體成分分析的個體化使用方法以及如何綜合性應用BIA測量出來的一些關鍵數據等方面尚待臨床進一步研究。