Ten protokół opisuje połączoną ocenę składu ciała i wydajności nerwowo-mięśniowej w celu uzyskania biomarkerów masy mięśniowej i funkcji dla charakteryzacji statusu treningowego sportowców oraz statusu zdrowia pacjentów.
Artykuł metodologiczny
Zintegrowana Ocena Składu Ciała i Wydajności Neuromięśniowej w Praktyce Klinicznej
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Ocena składu ciała i wydajności neuromiopatycznej dostarcza cennych informacji do zarządzania klinicznego sportowcami i różnorodnymi populacjami pacjentów. Ten protokół opisuje połączone użycie wieloczęstotliwościowego analizatora impedancji bioelektrycznej i analizatora siły w celu uzyskania biomarkerów masy mięśniowej i funkcji. Analizator impedancji bioelektrycznej mierzy impedancję ciała dla przemiennych prądów elektrycznych na wybranych częstotliwościach, umożliwiając oszacowanie parametrów składu ciała. Analizator siły wykrywa pionowo nakładane siły podczas ruchów ze stania do siedzenia, w tym testy stania z krzesła jeden, dwa lub trzy razy, umożliwiając ocenę wydajności neuromiopatycznej. Obie oceny są proste w wykonaniu, bezinwazyjne i dostarczają szybkich wyników poprzez automatycznie generowane raporty. Połączona analiza składu ciała i wydajności neuromiopatycznej oferuje praktyczne podejście do charakteryzacji wydajności fizycznej u sportowców oraz stanu funkcjonalnego i zdrowotnego w populacjach klinicznych. Ten protokół może ułatwić rutynowe monitorowanie i wspierać indywidualne strategie treningowe, rehabilitację oraz wyniki zarządzania klinicznego.
Wprowadzenie
Sarkopenia to utrata masy i funkcji mięśni szkieletowych (występująca w trakcie procesu starzenia się lub wtórnie do choroby podstawowej), która istotnie wpływa na stan zdrowia, szczególnie u osób starszych1,2,3. Z patofizjologicznego punktu widzenia, sarkopenia może być postrzegana jako niewydolność narządów, która może rozwijać się przewlekle (częściej) lub ostry (np. podczas unieruchomienia) i wynika z kombinacji adaptacji nerwowych i mięśniowych1,2,3. Adaptacje nerwowe obejmują procesy neuropatyczne prowadzące do denerwacji jednostek ruchowych i preferencyjnej utraty szybkich jednostek ruchowych. Adaptacje mięśniowe obejmują zmniejszenie liczby włókien mięśniowych (hipoplasia) i wielkości (atrofia), szczególnie dotyczących szybkich włókien mięśniowych (które są bardziej podatne na atrofię niż powolne włókna mięśniowe). Operacyjne definicje sarkopeni zostały niedawno zaproponowane przez kilka międzynarodowych grup, podkreślając, że niska masa mięśni szkieletowych powinna być uważana za objaw, a nie zespół4,5,6. Zgodnie ze wszystkimi międzynarodowymi grupami, choć tomografia komputerowa z prześwietleniem rentgenowskim i rezonans magnetyczny mogą być uważane za standardy referencyjne do estymacji masy mięśni szkieletowych (na przykład poprzez ocenę średnicy uda lub obszaru przekroju poprzecznego mięśni lędźwiowych), ich zastosowanie w środowisku klinicznym jest ograniczone, ponieważ te techniki są czasochłonne i wymagają wysoko wyszkolonego personelu, a także ze względu na wysokie koszty i inwazyjność4,5,6. Z drugiej strony, analiza impedancji bioelektrycznej (BIA) jest tanią, bezpieczną, prostą techniką, która może być zastosowana w praktyce klinicznej do estymacji masy wolnej od tłuszczu (czyli wszystkich nie-tłuszczowych składników ciała) i masy mięśniowej7,8,9. BIA nie mierzy bezpośrednio masy wolnej od tłuszczu i masy mięśniowej, ale zamiast tego wyprowadza estymacje masy wolnej od tłuszczu kończyn (czyli masy chudej czterech kończyn, z włączeniem minerałów kostnych) i masy mięśniowej na podstawie przewodności elektrycznej ciała i stosowania równań predykcyjnych.
Wszystkie międzynarodowe grupy zgadzały się, że diagnoza zespołu sarkopeni wymaga połączonego wykrycia niskiej masy mięśniowej i niskiej funkcji mięśniowej4,5,6. Zgodnie z tym, objawy kliniczne sarkopeni, które są istotne z perspektywy pacjentów, obejmują upośledzenia funkcji mięśni, które powodują niepełnosprawność ruchomą, niezdolność do wykonywania codziennych czynności, zwiększone ryzyko upadków, zmęczenie i obniżenie jakości życia. Ocena funkcji mięśni jest zwykle przeprowadzana w praktyce klinicznej poprzez test siły chwytu10,11 i/lub test wstania z krzesła12. Dwie odmiany tego ostatniego testu są powszechnie stosowane: test wstania z krzesła pięć razy13 i test wstania z krzesła z czasem14. Miarą jest odpowiednio czas potrzebny na pięć razy wstanie z krzesła oraz liczba razy, kiedy osoba może wstać i usiąść na krześle w ciągu 30 sekund. Ponadto ocena szybkości rozwoju siły stała się popularna w ostatniej dekadzie w charakteryzowaniu wybuchowej siły podczas szybkich dobrowolnych skurczów, takich jak ruchy siedzenie-stanie, ponieważ wpływa zarówno na komponenty produkcji siły, jak i prędkości: w porównaniu z maksymalną siłą, szybkość rozwoju siły jest lepiej związana z czynnościami funkcjonalnymi i bardziej wrażliwa na wykrywanie ostrych i przewlekłych zmian w funkcji nerwowo-mięśniowej15. Zgodnie z tym, wcześniej stwierdzono, że pomiar parametrów siły reakcji gruntu w wybuchowych ruchach wykonywanych podczas testu wstania z krzesła daje dokładniejszą ocenę dynamicznej siły kończyn dolnych w porównaniu z klasycznym testem pięciokrotnym16 oraz że połączona ocena wybuchowej siły i równowagi jest skuteczna w ocenie ryzyka upadków lub upośledzenia ruchowego17,18. Dlatego zintegrowana ocena składu ciała i wydajności nerwowo-mięśniowej (kwantyfikując odpowiednio masę mięśniową kończyn i wybuchową siłę) może być przydatna w praktyce klinicznej do oceny osłabionych pacjentów z sarkopenią lub zaburzeniami nerwowo-mięśniowymi.
Celem niniejszego protokołu jest opisanie procedur oceny składu ciała i wydajności nerwowo-mięśniowej z wykorzystaniem wieloczęstotliwościowej analizy impedancji bioelektrycznej i testowania siły na podsta
Protokół
Wszystkie procedury z udziałem ludzkich uczestników przeprowadzane były zgodnie ze standardami etycznymi komitetów instytucjonalnych i Deklaracją Helsińską. Protokoły badań zostały zatwierdzone przez Komitet Etyczny Uniwersytetu w Turynie (numer protokołu 115311/2024) oraz Terytorialne Komitety Etyczne w Turynie (numer protokołu 223/2026). Pisemną, świadomą zgodę uzyskano od wszystkich uczestników przed przystąpieniem do badania.
1. Przygotowanie uczestnika
- Poproś uczestnika, aby nosił tylko bieliznę i zdjął skarpetki i buty.
2. Ocena składu ciała za pomocą analizy impedancji bioelektrycznej
- Zarejestruj uczestnika
- Zmierzyć wzrost uczestnika (z dokładnością do 0,5 cm) za pomocą statyometru.
- Podwójne kliknięcie ikony oprogramowania na pulpicie, aby uruchomić aplikację.
- Przejdź do sekcji rejestracji uczestników.
- Kliknij Dodaj +, aby utworzyć nowy profil uczestnika.
- Wprowadź dane osobowe uczestnika, w tym płeć, nazwisko, imię i datę urodzenia. Wprowadź dane kontaktowe, w tym adres, kod pocztowy, kraj, adres e-mail, numer telefonu i numer komórkowy, a następnie kliknij Zapisz (Dodatkowa rycina 1).
- Kliknij Przejdź do ekranu głównego, a następnie kliknij przycisk po prawej stronie, aby kontynuować.
- Kliknij Analiza, aby przejść do ustawień oceny.
- Wybierz typ ciała (Standardowy lub Atleta: Typ standardowy musi być wybrany, jeśli uczestnik jest osiadły lub aktywny rekreacyjnie, natomiast typ atletyczny musi być wybrany, jeśli uczestnik wykonuje 12 lub więcej godzin ćwiczeń tygodniowo lub uczestniczy w zorganizowanych sportach zespołowych lub indywidualnych, które obejmują regularne zawody i wymagają systematycznego treningu). Wprowadź wzrost i wagę ubioru uczestnika, a następnie kliknij na Rozpocznij analizę.
- Zbieranie danych dotyczących składu ciała
- Poproś uczestnika, aby wstąpił na urządzenie i postępował zgodnie z instrukcjami na ekranie.
- Poproś uczestnika, aby trzymał elektrody w dłoniach (z rozluźnionymi i prostymi ramionami, lekko trzymając je od tułowia) podczas pomiaru.
- Poproś uczestnika, aby zwrócił elektrody w dłoniach i zeskoczył z urządzenia po zakończeniu pomiaru.
- Analiza danych dotyczących składu ciała
- Przejrzyj automatycznie wygenerowany raport dotyczący składu ciała.
- Zapisz masę wolną od tłuszczu, masę mięśniową, masę tłuszczu, procent tkanki tłuszczowej i podstawową przemianę materii (Rycina 1, Tabela 1), a następnie kliknij Zapisz.
UWAGA: Dodatkowe wyniki obejmują całkowitą zawartość wody w ciele, wodę pozakomórkową, wodę wewnątrzkomórkową, całkowitą masę mięśniową i masę mięśniową segmentalną, całkowitą i segmentalną fazę kątową ciała, rezystancję, reaktancję i wartości wskaźnika sarkopenii. - Wydrukuj raport (przycisk Drukuj) lub udostępnij wyniki (przycisk Udostępnij).
3. Ocena wydajności neuromiopatycznej
- Zarejestruj uczestnika
- Zmierzyć wzrost uczestnika za pomocą statyometru.
- Otworzyć oprogramowanie i kliknąć na okno aplikacji.
- Wprowadzić hasło i kliknąć na Dalej.
- Kliknij Funkcja mięśniowa, a następnie kliknij Zarejestruj.
- Wprowadź wymagane informacje, w tym imię i nazwisko, datę urodzenia, płeć, masę ciała, wzrost i typ ciała (Standardowy lub Atleta: Typ standardowy musi być wybrany, jeśli uczestnik jest osiadły lub aktywny rekreacyjnie, podczas gdy typ atletyczny musi być wybrany, jeśli uczestnik wykonuje 12 lub więcej godzin ćwiczeń tygodniowo lub uczestniczy w zorganizowanych sportach zespołowych lub indywidualnych, które obejmują regularne zawody i wymagają systematycznego treningu) (Dodatkowa rycina 2).
- Kliknij Zarejestruj i Rozpocznij pomiar.
- Zbieranie danych dotyczących wydajności neuromiopatycznej
- Poproś uczestnika, aby postawił obie stopy na dwóch metalowych płytach platformy (Rycina 2A).
- Wybierz liczbę powtórzeń wstania i ponownego ustawienia się (1, 2 lub 3) i kliknij na Rozpocznij pomiar.
- Poproś uczestnika, aby usiąść wyprostowanym, z rękami skrzyżowanymi na piersiach i kolanami zgiętymi pod kątem oko
Wyniki
Bezpośrednio po analizie impedancji bioelektrycznej oprogramowanie analizatora (system #1) dostarcza szacunkowych wartości składu ciała, w tym beztłuszczowej masy ciała, masy mięśniowej, masy tłuszczowej, procentowej zawartości tłuszczu w organizmie oraz podstawowej przemiany materii, które są generowane przy użyciu zastrzeżonych algorytmów (Rycina 1, Tabela 1). Dodatkowo system podaje szacunkowe wartości całkowitej wody w organizmie (TBW), wody pozakomórkowej (ECW), wody wewnątrzkomórkowej (ICW) oraz stosunku ECW/TBW (Rycina 1). Analiza dostarcza również wartości całkowitej oraz segmentowej masy mięśniowej dla kończyn górnych i dolnych, co umożliwia obliczenie wskaźnika sarkopenii, zdefiniowanego jako suma masy mięśniowej kończyn górnych i dolnych znormalizowana przez kwadrat wzrostu. Wartości wskaźnika sarkopenii poniżej 7,26 kg/m2 u mężczyzn i 5,5 kg/m2 u kobiet wskazują na niską masę mięśniową19,20. Ponadto podawane są wartości całkowitego i segmentowego kąta fazy przy 50 kHz, wraz z pomiarami rezystancji i reaktancji uzyskanymi przy wielu częstotliwościach. Te surowe parametry bioelektryczne mogą być wykorzystane do wyznaczenia dodatkowych wskaźników składu ciała i stanu nawodnienia, w tym zależności między wodą pozakomórkową a wewnątrzkomórkową, co może dostarczyć dalszych informacji na temat jakości mięśni i zdrowia komórkowego21. W rzeczywistości całkowite i segmentowe wartości rezystancji i reaktancji uzyskane przy wielu częstotliwościach mogą być wykorzystane do obliczenia stosunków rezystancji wody pozakomórkowej do wewnątrzkomórkowej (ECW/ICW) zgodnie z równaniem R5 / [(R5 × R250)/(R5 − R250)]21, gdzie R5 i R250 reprezentują wartości rezystancji zmierzone odpowiednio przy 5 kHz i 250 kHz.
Bezpośrednio po zakończeniu testu wstawania z krzesła oprogramowanie analizatora wydajności nerwowo-mięśniowej (system #2) generuje trzy zmienne przy użyciu zastrzeżonych algorytmów (Rysunek 2C): (i) siłę mięśni nóg, zdefiniowaną jako siłę generowaną podczas ruchu wstawania, obliczaną jako maksymalne obciążenie podzielone przez masę ciała; (ii) prędkość wstawania, zdefiniowaną jako prędkość ruchu wstawania, obliczaną jako maksymalny przyrost obciążenia na jednostkę czasu podzielony przez masę ciała; oraz (iii) stabilność, czyli wskaźnik łączący stopień ruchu ciała podczas wstawania oraz czas potrzebny do ustania kołysania posturalnego. Stabilność jest raportowana jako T-score na podstawie danych referencyjnych z populacji dopasowanych pod względem wieku i płci. Wyniki te są wykorzystywane do zakwalifikowania badanych jako słabych, przeciętnych lub silnych w zakresie siły mięśni nóg; powolnych, przeciętnych lub szybkich w zakresie prędkości wstawania; oraz niestabilnych, stabilnych lub bardzo stabilnych w zakresie stabilności. Dodatkowo oprogramowanie generuje wykres T-score siły i stabilności (Rysunek 2C), który kategoryzuje ogólną siłę i stabilność jako niską lub wysoką.
Tabela 2 podsumowuje zmienne składu ciała i sprawności nerwowo-mięśniowej uzyskane od czterech reprezentatywnych mężczyzn: sportowca (31 lat), zdrowego mężczyzny prowadzącego siedzący tryb życia (51 lat), osoby z otyłością (59 lat) oraz pacjenta z chorobą Parkinsona (60 lat). Dane ilustrują odmienne profile fizjologiczne i funkcjonalne u tych czterech osób. Sportowiec i mężczyzna prowadzący siedzący tryb życia mieli prawidłową masę ciała, podczas gdy osoba z otyłością miała otyłość II stopnia, a pacjent z chorobą Parkinsona miał niedowagę. Stan nawodnienia, oceniany na podstawie stosunku TBW/masa ciała, mieścił się w oczekiwanym zakresie (50%–65%) u sportowca, osoby prowadzącej siedzący tryb życia oraz pacjenta z chorobą Parkinsona, natomiast u osoby z otyłością zaobserwowano niższe wartości. Indeks sarkopenii znajdował się w normie u sportowca, osoby prowadzącej siedzący tryb życia oraz osoby z otyłością, ale był obniżony u pacjenta z chorobą Parkinsona (7,15 kg/m2). Najwyższe i najniższe wartości kąta fazowego całego ciała przy 50 kHz zaobserwowano odpowiednio u sportowca i osoby z otyłością. Podobnie najwyższe i najniższe stosunki rezystancji ECW/ICW całego ciała zaobserwowano u sportowca i osoby z otyłością, natomiast najwyższe i najniższe stosunki rezystancji ECW/ICW kończyn dolnych zaobserwowano odpowiednio u sportowca i pacjenta z chorobą Parkinsona. Analiza sprawności nerwowo-mięśniowej zaklasyfikowała sportowca i osobę prowadzącą siedzący tryb życia jako silnych, szybkich i bardzo stabilnych. W przeciwieństwie do nich, osoba z otyłością została zaklasyfikowana jako słaba, powolna i bardzo stabilna, natomiast pacjent z chorobą Parkinsona został zaklasyfikowany jako słaby, przeciętny i bardzo stabilny.
Połączona ocena składu ciała i wydajności nerwowo-mięśniowej pozwoliła na wygenerowanie odmiennych profili fizjologicznych u czterech reprezentatywnych badanych. Sportowiec oraz osoba prowadząca siedzący tryb życia wykazywali prawidłową masę mięśniową i charakterystykę wydajności nerwowo-mięśniowej, natomiast pacjent z chorobą Parkinsona wykazał zmniejszoną masę mięśniową oraz upośledzone parametry siły, co jest zgodne z profilem sarkopenicznym. Wyniki te ilustrują, w jaki sposób połączona ocena może być wykorzystana do charakterystyki masy i funkcji mięśni u osób o różnych stanach klinicznych i funkcjonalnych.
Rycina 1: Reprezentatywny raport z analizy impedancji bioelektrycznej uzyskany od zdrowego mężczyzny. Raport zawiera zmienne składu ciała (masę ciała, procent tkanki tłuszczowej, masę tkanki tłuszczowej, masę beztłuszczową, masę mięśniową, poziom tłuszczu trzewnego, wskaźnik masy ciała, masę mięśni szkieletowych oraz wiek metaboliczny) i zmienne dotyczące wody w organizmie, w tym całkowitą wodę organizmu, wodę pozakomórkową, wodę wewnątrzkomórkową oraz stosunek wody pozakomórkowej do całkowitej wody organizmu. Skróty: BMI = wskaźnik masy ciała; ECW = woda pozakomórkowa; ICW = woda wewnątrzkomórkowa; TBW = całkowita woda organizmu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Rycina 2: Reprezentatywna ocena sprawności nerwowo-mięśniowej oraz raport wygenerowany przez oprogramowanie. (A) Analizator sprawności nerwowo-mięśniowej (system nr 2) przedstawiający metalowe płyty do ustawienia stóp (gwiazdki) używane podczas testów. (B) Reprezentatywny ruch siadania i wstawania wykonany podczas oceny. (C) Reprezentatywny raport sprawności nerwowo-mięśniowej wygenerowany przez oprogramowanie dla tego samego zdrowego mężczyzny przedstawionego na Rycini 1. Raport zawiera siłę mięśni nóg, prędkość wstawania i wskaźniki stabilności, a także wykres klasyfikacji siła–stabilność oraz wykres trendów historycznych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
| Rozszerzony zestaw pomiarowy dostępny do pobrania z oprogramowania systemu #1 | Masa ciała (jednostka miary: kg) |
| Procentowa zawartość tkanki tłuszczowej w organizmie | |
| Masa tłuszczowa (jednostka miary: kg) | |
| Masa beztłuszczowa (jednostka miary: kg) | |
| Masa mięśniowa (jednostka miary: kg) | |
| Masa kostna (jednostka pomiaru: kg) | |
| Całkowita zawartość wody w organizmie (jednostka pomiaru: kg) | |
| Woda pozakomórkowa (jednostka miary: kg) | |
| Woda wewnątrzkomórkowa (jednostka miary: kg) | |
| Stosunek wody pozakomórkowej do całkowitej wody organizmu | |
| Wskaźnik masy ciała (jednostka miary: kg/m²)2) | |
| Metabolizm (jednostki miary: kcal i kJ) | |
| Segmentarna masa tłuszczowa (lewa i prawa ręka, lewa i prawa noga, tułów) (jednostka miary: kg) | |
| Segmentarna masa mięśniowa (lewa i prawa ręka, lewa i prawa noga, tułów) (jednostka pomiaru: kg) | |
| wskaźnik beztłuszczowej masy ciała (jednostka miary: kg/m²2) | |
| Wskaźnik sarkopenii (jednostka miary: kg/m²})2) | |
| Kąt fazowy całego ciała oraz segmentów (lewa i prawa ręka, lewa i prawa noga) uzyskany przy częstotliwości 50 kHz (jednostka miary: °) | |
| Wartości rezystancji i reaktancji (jednostka miary: Ω) uzyskane dla różnych częstotliwości | |
| Rozszerzony zestaw pomiarowy możliwy do pobrania z oprogramowania systemu #2 | Masa ciała (jednostka miary: kg) |
| Siła mięśni kończyn dolnych (F/w): znormalizowana do masy ciała siła szczytowa (siła reakcji podłoża) do momentu wstania (jednostka miary: kgf/kg) | |
| Szybkość narastania siły (RFD/w): znormalizowana względem masy ciała szybkość wzrostu siły (jednostka pomiaru: kgf/s/kg) | |
| Czas stabilizacji: czas od momentu zarejestrowania maksymalnej wartości obciążenia do jego ustabilizowania się (jednostka miary: s) | |
| Boczne kołysanie (Vx): wartość bezwzględna prędkości ruchu środka ciężkości w kierunku lewo-prawo podczas wstawania (jednostka pomiaru: mm/s) | |
| Fluktuacja obciążenia (Vw): wartość bezwzględna prędkości zmiany obciążenia pionowego podczas ruchu wstawania (jednostka pomiaru: kg/s) | |
| Maksymalny stosunek obciążenia lewej strony: stopień siły przyłożonej do lewej strony podczas wstawania (wyrażony w %) | |
| Maksymalny stosunek obciążenia prawej strony: stopień przyłożonej siły po stronie prawej podczas wstawania (wyrażony w %) |
Tabela 1: Zmienne składu ciała i wydolności nerwowo-mięśniowej dostarczone przez analizator składu ciała (system #1) oraz analizator wydolności nerwowo-mięśniowej (system #2). Tabela podsumowuje wszystkie zmienne dostępne do eksportu z raportów generowanych przez oprogramowanie.
| ZMIENNE | Sportowiec | Osoba prowadząca siedzący tryb życia | Osoba z otyłością | Pacjent z chorobą Parkinsona | ||
| Wskaźnik masy ciała (kg/m²2) | 24.2 | 23.5 | 38.9 | 17.7 | ||
| Całkowita zawartość wody w organizmie (l) | 46.6 | 42.5 | 51.2 | 36.5 | ||
| Całkowita zawartość wody w organizmie / masa (%) | 61.4 | 57.0 | 47.8 | 65.0 | ||
| Stosunek wody pozakomórkowej do całkowitej wody organizmu (%) | 40.1 | 43.1 | 43.2 | 43.6 | ||
| Beztłuszczowa masa ciała (kg) | 68.2 | 61.7 | 67.9 | 53.7 | ||
| Masa mięśniowa (kg) | 64.8 | 58.6 | 64.5 | 51 | ||
| Indeks sarkopenii (kg/m2) | 9.8 | 8.3 | 10.8 | 7.15 | ||
| Kąt fazowy całego ciała przy częstotliwości 50 kHz (°) | 7.3 | 5.7 | 5.3 | 5.4 | ||
| Wskaźnik oporu wody pozakomórkowej do wewnątrzkomórkowej w całym organizmie | 0.36 | 0.26 | 0.24 | 0.25 | ||
| Stosunek oporu wody zewnątrzkomórkowej do wewnątrzkomórkowej w kończynach dolnych | 0.32 | 0.24 | 0.21 | 0.20 | ||
| Siła mięśni kończyn dolnych (F/w: kgf/kg) | 1.79 | 1.62 | 1.31 | 1.38 | ||
| Szybkość rozwoju siły (RFD/w: kgf/s/kg) | 16.6 | 14.4 | 9.2 | 11.2 | ||
| T-score kołysania (stabilności) | 60 | 59 | 59 | 57 | ||
Tabela 2: Reprezentatywne zmienne składu ciała i wydajności nerwowo-mięśniowej uzyskane od czterech mężczyzn o różnych charakterystykach klinicznych i funkcjonalnych. Dane przedstawiono dla sportowca, zdrowej osoby prowadzącej siedzący tryb życia, osoby otyłej oraz pacjenta z chorobą Parkinsona, aby zilustrować zastosowanie połączonego protokołu oceny.
Rycina uzupełniająca 1: Interfejs rejestracji badanych do oceny składu ciała (system nr 1). Zrzut ekranu okna rejestracji oprogramowania służącego do wprowadzania danych demograficznych i kontaktowych uczestnika przed analizą impedancji bioelektrycznej. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Rycina uzupełniająca 2: Interfejs rejestracji badanych do oceny sprawności nerwowo-mięśniowej (system nr 2). Zrzut ekranu okna rejestracji oprogramowania służącego do wprowadzania informacji o uczestniku przed oceną sprawności nerwowo-mięśniowej w próbie wstawania z krzesła. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Dyskusja
Komercyjnie dostępne systemy umożliwiają oceny opisane w tym protokole: rozwiązania te są bezinwazyjne i łatwe w użyciu, a badania są proste, szybkie i niedrogie. Jednak kilka ograniczeń wyżej opisanych rozwiązań, procedur i parametrów wymaga podkreślenia. Po pierwsze, wieloczęstotliwościowy analizator impedancji bioelektrycznej użyty w tym badaniu nie jest przenośny ze względu na swoją wielkość (124 cm × 45 cm × 74 cm) i wagę (33 kg). Po drugie, BIA i test na stołku mogą być wykonywane tylko u osób, które mogą przyjąć i utrzymać pozycję stojącą. Dlatego te badania nie mogą być przeprowadzane u pacjentów neurologicznych lub krytycznie chorych z ciężką niepełnosprawnością ruchową. Ponadto, BIA wymaga, aby osoba badana trzymała elektrody w dłoniach; zadanie to może być trudne (lub nawet niemożliwe) dla pacjentów z drżeniem lub zaburzeniami górnych kończyn (np. upośledzeniem ruchowym po udarze). Jednak BIA może być również przeprowadzona u pacjentów z ciężką niepełnosprawnością ruchową przy użyciu innych komercyjnie dostępnych urządzeń przeznaczonych do pomiarów w pozycji leżącej (tj. przy łóżku) z użyciem elektrod klejących9. Po trzecie, parametry składu ciała są uzyskiwane za pomocą specyficznych dla urządzenia, własnościowych algorytmów; dlatego zmienność analityczna może uniemożliwić porównanie danych uzyskiwanych z różnych urządzeń. Jednak użycie surowych miar rezystancji i reaktancji wraz z równania zweryfikowanymi krzyżowo może przynajmniej częściowo przezwyciężyć tę ograniczenie. Alternatywnym podejściem do porównywania danych uzyskiwanych z różnych urządzeń jest użycie surowych pomiarów, takich jak kąt fazowy i stosunek rezystancji ECW/ICW. Pierwsza zmienna jest wskaźnikiem integralności błon22,23, podczas gdy druga zmienna jest wskaźnikiem nawodnienia komórkowego21,24,25. Zgodnie z tym kilka ostatnich badań wykazało, że zarówno kąt fazowy26,27,28,29, jak i stosunek rezystancji ECW/ICW21,24,25 są przydatnymi wskaźnikami funkcji mięśni u osób starszych i mogą być przydatne do przewidywania niepełnosprawności i śmiertelności25,30. Niższe wartości kąta fazowego obserwowane u dwóch pacjentów w porównaniu z naszymi dwoma zdrowymi osobami mogą być związane ze zmianami w zdrowiu komórkowym związanymi z wiekiem i/lub chorobą22,23. Niższe wartości stosunków rezystancji ECW/ICW obserwowane u dwóch pacjentów w porównaniu z naszymi dwoma zdrowymi osobami mogą być związane z wiekową i/lub chorobową względną ekspansją ECW (z konsekwentnym spadkiem rezystancji ECW) i/lub spadkiem ICW (z konsekwentnym wzrostem rezystancji ICW)21,24.
Mimo tych ograniczeń, połączona ocena składu ciała i wydajności neuromio-motorycznej zapewnia praktyczne, bezinwazyjne podejście do oceny masy i funkcji mięśni w środowisku klinicznym i sportowej medycyny. Integracja zmiennych składu ciała z pomiarami siły, szybkości stojącej i stabilności może ułatwić bardziej kompleksową charakterystykę stanu czynnościowego niż każda ocena samodzielnie. W konsekwencji, to podejście może wspierać monitorowanie sportowców i pacjentów oraz pomóc w identyfikacji osób z ryzykiem upośledzenia funkcji mięśniowych lub sarkopenii.
Oświadczenia
A.P. i S.B.H. są członkami komitetu doradczego medycznego Tanita Corporation. M.A.M. otrzymał sprzęt na wypożyczenie na mocy umowy badawczej z Tanita Corporation. Ten artykuł był inicjatywą autorską, niezależną od Tanita Corporation, a treść nie była wpływana przez firmę.
Podziękowania
Autorzy dziękują dr Federico Todella (Uniwersytet w Turynie) za jego wsparcie w pozyskiwaniu danych.
Wsparcie finansowe dla tej pracy zostało zapewnione przez “Grant na Międzynarodowe – GFI” Uniwersytetu w Turynie.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| System #1 | |||
| Multifrequency impedance analyzer | Tanita Corporation, Tokyo, Japan | MC-980-MA-N | „System #1” w manuskrypcie |
| Mobee® 360 - Tanita Pro | SportMed SA, Echternach, Luksemburg | Wersja 4.6.0 | „Oprogramowanie systemu #1” w manuskrypcie |
| System #2 | |||
| Muscle function Monitor | Tanita Corporation, Tokyo, Japan | zaRitz BM-220 | „System #2” w manuskrypcie |
| Muscle function Monitor software | Tanita Corporation, Tokyo, Japan | Wersja 1.7.3 | „Oprogramowanie systemu #2” w manuskrypcie |
Bibliografia
- Narici MV, Maffulli N. Sarcopenia: characteristics, mechanisms and functional significance. Br Med Bull. 2010;95:139-159.
- Minetto MA et al. Common Musculoskeletal Disorders in the Elderly: The Star Triad. J Clin Med. 2020;9:1216.
- Cruz-Jentoft AJ, Sayer AA. Sarcopenia. Lancet. 2019;393:2636-2646.
- Studenski SA et al. The FNIH sarcopenia project: rationale, study description, conference recommendations, and final estimates. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2014;69:547-558.
- Cruz-Jentoft AJ et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age Ageing. 2019;48:16-31.
- Chen LK et al. Asian working group for sarcopenia: 2019 consensus update on sarcopenia diagnosis and treatment. J Am Med Dir Assoc. 2020;21:300-307.
- Heymsfield SB, Lohman T, Wang ZM, Going S. Human body composition. 2nd Edition. Human Kinetics; Champaign, IL, USA; 2005.
- Thomas DM et al. Updates on methods for body composition analysis: Implications for clinical practice. Curr Obes Rep. 2025;14:8.
- Son JW et al. Development and clinical application of bioelectrical impedance analysis method for body composition assessment. Obes Rev. 2025;26:e13844.
- Mathiowetz V, Weber K, Volland G, Kashman N. Reliability and validity of grip and pinch strength evaluations. J Hand Surg Am. 1984;9:222-226.
- Bohannon RW, Schaubert KL. Test-retest reliability of grip-strength measures obtained over a 12-week interval from community-dwelling elders. J Hand Ther. 2005;18:426-427.
- Lord SR et al. Sit-to-stand performance depends on sensation, speed, balance, and psychological status in addition to strength in older people. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2002;57:M539-443.
- Bohannon RW. Reference values for the five-repetition sit-to-stand test: a descriptive meta-analysis of data from elders. Percept Mot Skills. 2006;103:215-222.
- Jones CJ, Rikli RE, Beam WC. A 30-s chair-stand test as a measure of lower body strength in community-residing older adults. Res Q Exerc Sport. 1999;70:113-119.
- Maffiuletti NA et al. Rate of force development: physiological and methodological considerations. Eur J Appl Physiol. 2016;116:1091-1116.
- Tsuji T, Tsunoda K, Mitsuishi Y, Okura T. Ground reaction force in sit-to-stand movement reflects lower limb muscle strength and power in community-dwelling older adults. Int J Gerontol. 2015;9:111-118.
- Abe T et al. Composite variable of lower extremity muscle strength and balance ability for evaluating risks of mobility limitation and falls in community-dwelling older adults. J Phys Fitness Sports Med. 2016;5:257-266.
- Seya T et al. Rate of force development during sit-to-stand movement is associated with locomotive syndrome severity: a cross-sectional study. Geriatr Gerontol Int. 2026;26:e70314.
- Baumgartner RN et al. Epidemiology of sarcopenia among the elderly in New Mexico. Am J Epidemiol. 1998;147:755-763.
- Beaudart C et al. Prevalence of sarcopenia: the impact of different diagnostic cut-off limits. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2014;14:425-431.
- Asano Y, Tsuji T, Okura T. Segmental extracellular-to-intracellular water resistance ratio and physical function in older adults. Exp Gerontol. 2023;181:112278. Erratum in: Exp Gerontol. 2024;189:112398.
- Yamada Y et al. Phase angle obtained via bioelectrical impedance analysis and objectively measured physical activity or exercise habits. Sci Rep. 2022;12:17274.
- da Silva BR et al. Phase angle and cellular health: inflammation and oxidative damage. Rev Endocr Metab Disord. 2023;24:543-562.
- Asano Y, Tsuji T, Okura T. Segmental extracellular-to-intracellular water resistance ratio and physical function in older adults. Exp Gerontol. 2023;181:112278.
- Asano Y et al. Segmental phase angle and the extracellular to intracellular water ratio are associated with functional disability in community-dwelling older adults: A follow-up study of up to 12 years. Nutrition. 2025;133:112709.
- Yamada M et al. Phase angle is a useful indicator for muscle function in older adults. J Nutr Health Aging. 2019;23:251-255.
- Chen J et al. Associations between objectively measured overall and intensity-specific physical activity and phase angle in older adults. Sci Rep. 2024;14:7309.
- Lin LY et al. Sedentary behavior and phase angle: An objective assessment in physically active and inactive older adults. Nutrients. 2023;16:101.
- Homma D et al. Decreased lower limb phase angle in older people is an indicator of standing and gait function, regardless of age. J Clin Med. 2025;14:1023.
- Asano Y et al. Association of muscle mass, muscle quality, and function with mortality in community-dwelling older adults: Focus on segmental phase angle and extracellular to intracellular water ratio. Clin Nutr ESPEN. 2025;70:240-248.
Przedruki i uprawnienia
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny