Summary
该协议在为类风湿性关节炎患者设计的动态锻炼计划之后,使用生物电阻抗矢量分析评估水合作用和体细胞质量状态的改变。动态锻炼计划本身很详细,突出了其专注于心血管能力、力量和协调性的组成部分。该协议详细说明了步骤、仪器和限制。
Abstract
类风湿性关节炎(RA)是一种使人衰弱的疾病,可导致类风湿恶病质等并发症。虽然体育锻炼已显示出对类风湿性关节炎患者的益处,但其对水合作用和身体细胞质量的影响仍不确定。疼痛、炎症和关节变化的存在通常会限制活动,并且由于水合作用水平的改变,使传统的身体成分评估变得不可靠。生物电阻抗是估计身体成分的常用方法,但它有局限性,因为它主要是为普通人群开发的,没有考虑身体成分的变化。另一方面,生物电阻抗矢量分析(BIVA)提供了一种更全面的方法。BIVA涉及以图形方式解释电阻(R)和电抗(Xc),并根据高度进行调整,以提供有关水合状态和细胞团完整性的宝贵信息。
本研究纳入了 12 名患有 RA 的女性。在研究开始时,使用 BIVA 方法获得水合作用和体细胞质量测量值。随后,患者参加了为期六个月的动态锻炼计划,包括心血管能力、力量和协调训练。为了评估水合作用和体细胞质量的变化,使用BIVA置信度软件比较了R和Xc参数的差异,并根据身高进行了调整。结果显示出明显的变化:锻炼计划后电阻降低,而电抗增加。BIVA作为一种分类方法,可以有效地将患者分为脱水、水合过度、正常、运动员、瘦、恶病质和肥胖类别。这使其成为评估 RA 患者的宝贵工具,因为它提供独立于体重或预测方程的信息。总体而言,BIVA在这项研究中的实施揭示了锻炼计划对RA患者水合作用和体细胞质量的影响。它的优势在于它能够提供全面的信息,并克服了传统身体成分评估方法的局限性。
Introduction
类风湿性关节炎 (RA) 是一种致残性疾病,由于急性关节疼痛、肌肉力量下降和身体机能受损而影响患者的功能和独立性,所有这些都与疾病固有的炎症过程有关 1,2。在晚期,持续的炎症会导致结构改变,导致畸形、关节功能障碍和类风湿恶病质,这是这些患者的不良预后因素 3,4。
类风湿恶病质的特征是身体成分的改变,例如肌肉损失,体重稳定和脂肪量增加,这会显着影响这些患者的生活质量 3,5,6。有多种技术可用于评估身体成分,其中最广泛使用的是生物电阻抗分析(BIA)。然而,当常规 BIA 分析用于身体成分改变的受试者时,估计可能会受到限制,因为它们基于为健康或正常水合人群制定的预测方程 7,8。
另一种称为生物电阻抗矢量分析(BIVA)的方法利用基于图形RXc的阻抗矢量。它利用针对高度校正的阻抗、电阻 (R) 和电抗 (Xc) 数据,从而生成一个载体,提供有关细胞团水合状态和完整性的信息。BIVA 能够将患者分为脱水、水合过度、正常、运动员、瘦、恶病质和肥胖等类别,使其成为 RA 患者的宝贵工具 8,9,10。位于主轴上方或下方(椭圆的左半部分或右半部分)的向量分别与软组织中较高和较低的细胞质量相关。平行于长轴的矢量的向前和向后位移与脱水和液体超负荷有关。运动员被定义为细胞质量较高的个体,可能伴有脱水。瘦分类是指细胞质量较低的人,可能伴有脱水,肥胖分类适用于细胞质量较高的个体,可能伴有液体超负荷。BIVA对恶病质的分类由高电阻和低电抗值决定,由矢量向图右侧的移动表示,表明细胞质量减少,可能伴有水合状态的改变11(图1)。
RA 的常规药物治疗主要侧重于减轻疼痛、炎症和关节损伤进展,对身体成分的改变关注有限12.在该人群常用的非药物疗法中,基于运动的干预措施在改善功能、疲劳、疼痛、关节活动度、有氧能力、肌肉力量、耐力、柔韧性和心理健康方面显示出积极成果。重要的是,这些干预措施已被证明可以在不加重症状或导致关节损伤的患者中实现这些益处,而没有广泛的预先存在的损伤13,14,15,16,17。然而,关于实施和评估该人群运动干预后水合作用和体细胞质量状态变化的知识有限。这些患者经常经历疼痛、炎症和结构性关节变化,限制了他们可以从事的活动类型,并使使用传统方法的身体成分评估进一步复杂化。该协议旨在演示在为类风湿性关节炎患者实施动态锻炼计划后,如何使用生物电阻抗矢量分析评估水合作用和体细胞质量状态的变化。此外,该协议还提供了动态锻炼计划的详细信息,包括心血管能力、力量和协调成分,以及步骤、工具、限制和一般注意事项。
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Protocol
本方案由国家医学科学与营养研究所萨尔瓦多·祖比兰(参考文献:1347)的人类研究和伦理委员会指南批准并遵循。在参与本研究之前,已获得人类参与者的知情同意。本研究仅纳入功能性 I 至 III 级的患者,未进行全部或部分关节置换术18,19 且不适合假体。排除标准包括患有心血管疾病、癌症、慢性肾病、妊娠或其他与RA重叠的自身免疫性疾病的患者。
1. 招募参与者
- 招募患者。
注:在本研究中,从风湿病门诊招募了 12 名患有 RA 的女性。 - 确保患者在过去6个月内接受稳定的药物治疗;其中可能包括以下任何一种:抗疟药(例如氯喹、羟氯喹)、改善病情的抗风湿药 (DMARD)(例如甲氨蝶呤、来氟米特)和糖皮质激素(例如泼尼松)20。
注意:根据风湿病学家的评估,如有必要,可以在干预期间改变药物治疗。
2. 参与者预测试
注意:预测试是在开始动态锻炼计划前 1 周进行的。使用多频生物电阻抗分析设备(见 材料表),并在患者禁食 4 至 5 小时时进行测量。
- 测试前的步骤
- 确保这些测量由具有丰富经验的标准化人员进行。
- 使用0.05%氯己定清洁设备,并确保洗手。
- 向患者解释程序并获得体重 (kg) 和身高 (cm) 的测量值。
- 要求患者脱掉鞋子和右袜子以及与皮肤接触的任何金属物体。
- 将患者置于仰卧位 5 分钟,双腿和双臂伸展,并确认它们没有与身体的任何部位接触。
- BIA的测量
- 用70%酒精清洁手背和右脚。
- 将两个电极放在手背上:一个在第三掌指关节上,另一个在手腕中间的尺骨头水平。
- 在右脚上放置两个电极:一个在第三跖趾关节,另一个在内踝和外踝之间。电极之间应有 5-10 厘米的间隙。
- 连接设备的四根电缆。连接后,将红色夹子放在靠近指甲和脚趾甲的电极上;将黑色夹子放在剩余的电极上。电缆不得相互交叉。
- 四种不同频率(5、50、100 和 200 kHz)的阻抗值 (Z) 将显示在设备屏幕上。注意 50 kHz 频率的电阻和电抗值。这些值对于恶病质患者分类是必要的。
注意:使用四极多频设备的生物电阻抗分析可在 50 kHz 的单个频率下提供准确的电阻和电抗值,以及 200 kHz 和 5 kHz 阻抗值 (200/5 kHz) 之间的比率。
- BIVA对恶病质的分类
- 下载BIVA公差R-Xc图形软件(参见 材料表)并打开它。
注意:该软件是一个电子表格,可以在七个工作表的底部看到。 - 转到第二个工作表, 参考人口;选择与参考人口相对应的行;复制它;并将其粘贴到第二行,标记为黄色。
注意:参考人群是根据要评估的人群的年龄范围、种族、性别和 BMI 选择的。 - 转到第五个工作表“ 受试者”,然后在第二行中插入患者的数据:在 A 列中,输入 患者的 ID;在 B 列中,输入数字 1;对于接下来的两列,可以选择是否输入患者姓名。
- 在 E 列中,输入 患者的性别,使用 M 表示男性,使用 F 表示女性。在 F 和 G 列中,插入前面记下的 50 kHz 电阻和电抗值。在接下来的两列中输入身高 (cm) 和体重 (kg)。
- 在 J 列中,输入与第二个工作表中选择的参考人口相对应的数字。
- 在 K 列中插入一个介于 1 和 10 之间的数字。“点图”表需要它;在下一列中,输入患者的年龄。
注意:可以在 1 到 10 之间选择值,因为在 BIVA 公差软件中最多可以有 10 名患者同时绘制图表。 - 选项栏位于软件顶部。找到 补码 选项并 单击 它。然后,选择将显示的 计算 选项并 单击 它。观察通过高度和相位角调整的电阻和电抗值。
- 接下来,导航到工作表 3 点图,并根据所选的参考群体观察 BIVA 图。将显示一个对话框。选择在步骤 2.3.6 的 K 列中输入的 组代码 。选择 “确定”,BIVA 图将显示为将患者的向量绘制为几何图形。
- 观察 BIVA 图中 50%、75% 和 95% 的公差椭圆以及象限 I、II、III 和 IV。要使用BIVA对恶病质患者进行分类,载体必须位于右下象限(IV象限)和75%容差椭圆之外(图1)。
注意:载体落在 <75% 公差椭圆内的任何象限内的患者将被考虑为正常身体成分分类21。
- 下载BIVA公差R-Xc图形软件(参见 材料表)并打开它。
3.动态锻炼计划
注意:该程序由物理治疗师应用和监督。估计每位患者的干预持续时间为 48 次。锻炼课程在“INCMNSZ”风湿病和免疫科物理治疗区内的机械疗法健身房进行,持续时间为 90 分钟,每周两次。
- 对会议的评价
- 询问患者他们感觉到的关节疼痛或不适。
注:视觉模拟量表 (VAS) 用于评估疼痛。如果他们报告任何关节的 VAS 疼痛超过 7/10,则由物理治疗部门进行更具体的评估(例如,如果只有疼痛,则使用电疗,如果存在僵硬,则使用热疗,当同时存在疼痛和炎症时使用冷冻疗法)。 - 每次锻炼前测量生命体征。
- 询问患者他们感觉到的关节疼痛或不适。
- 热身
注意:持续时间为 15 分钟,建立了分为几个阶段的一般动态热身。激活阶段:对所有运动弧线进行简单、轻柔和的全局运动,同时保持静止姿势,重复 10 到 15 次。设置阶段:在最后一部分中,进行了温和的动态练习,模拟了将在工作阶段实施的动作的手势,重复 10-15 次。- 激活阶段
- 选择最合适的热身运动,包括上肢和下肢关节及其活动范围。
- 上肢:指导患者达到一定范围的运动,每次关节运动都不会感到不适。教练必须引导患者进行正常速度的运动,并指导患者避免疼痛的运动范围。
- 下肢:指导患者以站立姿势进行热身,双脚放在地面和稳定的表面上。当患者坐在椅子上时,指导患者在每个关节的运动范围内达到无痛的运动速度。
注意:如果有些患者可以长时间站立,则必须达到坐姿,考虑背部伸直且双脚着地的稳定椅子。必须包括髋关节、膝盖、脚踝和脚的可用活动范围。
- 选择最合适的热身运动,包括上肢和下肢关节及其活动范围。
- 设置阶段
- 指导患者执行功能性运动模式,包括每节段(下肢或上肢)两个以上的关节。
- 在此阶段进行监督,以在运动过程中带来健康感,并在患者出现不适时调整运动范围。
- 激活阶段
- 工作阶段
注意: 持续时间为 60 分钟,工作阶段分为三个阶段,每个阶段 20 分钟。- 有氧运动:在跑步机上进行锻炼。
注意: 选择没有默认倾斜度的跑步机。- 确保急停装置工作正常,并向患者解释安全措施。建议患者穿运动鞋。
- 向患者提供有关跑步机启动时必须进行的调整的信息,并且必须正确执行以避免不自然的步态运动。
- 为每位患者设定基本速度,要求在行走过程中保持正常感觉。
- 在跑步机上调整速度 5 分钟后。使用脉搏血氧仪(参见材料表),在速度增加的同时测量心率,直到达到 HRmax 的 55% 和 75%14,31 之间的心率区。
注意: 如果患者的心率超过 75% HRmax,则必须将速度降低到理想的心率区。指导患者寻找舒适的步伐。 - 10 分钟后,要求患者使用感知努力量表进行评估。
注:感知用力量表的改良 Borg 评分用于评估感知用力。 - 在患者的最后 5 分钟内将跑步机速度降低到舒适的速度。达到 5 分钟时,速度必须降低到完全停止。
- 询问患者使用跑步机后是否有任何疼痛或不适。
- 抗阻练习
注意:定向关节活动练习与肌肉力量练习结合使用。锻炼包括每次练习 8-10 次重复。使用软(0.5-2.6 kg)和中(0.7-3.2 kg)阻力带,每2周逐渐增加阻力。运动的剂量取决于干预时患者的状态。- 上肢
- 指导患者在用双手处理木棍(<1 kg)时进行上肢活动。
- 教患者进行联合锻炼,包括两个以上关节的运动范围(例如,肩部和肘部屈曲)。
- 指导患者在末端上方固定带子。患者必须用带子的末端卷起手以确保他们的抓地力。
注意: 如果患者的手感到不适,教练必须轻轻地将腕带固定在手腕上。 - 指导患者将带子的一端放在地板上,然后用脚踩踏。然后,对束带的阻力进行肘部屈曲。肘关节伸展必须在离心收缩时起作用,同时返回中立位置。
注意:患者必须站立,脚底稳定,姿势良好。如果患者表现出一些不适,则必须以坐姿进行此练习。 - 指导患者在手上卷起带子,确保不要施加过大的压力。另一端应由患者在臀部水平处紧挨身体的空手握住。然后,指导患者将肘部弯曲 90°,肘部处于中立位置。
注意:患者可以在两次运动之间休息 20 秒。
- 下肢
- 指导患者坐在稳固的椅子上,髋关节和膝盖屈曲 90°,并系好阻力带的末端,形成环带。患者必须用股骨远端(膝盖上方)的橡皮筋环绕双腿。在这个位置,指导患者对每条腿进行髋关节屈曲,最多比起始位置高出 20 到 30 度。
注意: 为了正确对齐,请避免髋关节旋转和膝关节屈曲。如果患者表现出不适,请减少活动范围。 - 指导患者坐在稳固的椅子上,髋关节和膝盖屈曲 90°,并系好阻力带的末端,形成环带。患者必须用股骨远端(膝盖上方)的橡皮筋环绕双腿。在这个位置,指导患者进行轻微的髋关节屈曲(距基本位置 10° 以上)和髋关节外展。
注意: 为了正确对齐,请避免髋关节旋转和膝盖过度屈曲。如果患者表现出不适,请减少活动范围。 - 指导患者坐在稳固的椅子上,髋关节和膝盖屈曲 90°,并系好阻力带的末端,形成环带。患者必须用脚踝处的橡皮筋包围最近的椅腿和自己的腿。指导患者以缓慢的速度返回基本位置。
注意:为了正确对齐,患者必须保持舒适的坐姿并避免髋关节屈曲补偿。如果需要,患者可以用手握住椅子的底部,以提高稳定性。这些步骤可以一次用一条腿或通过改变侧面来执行。 - 指导患者保持站立姿势。然后,让患者系好阻力带的末端,做一个环带,并将阻力带放在脚踝上。指导患者在坐姿和站姿之间重复改变姿势。
注意:如果患者在运动过程中感到不适,请重新评估并通过使用较高的椅子来减少膝盖屈曲或使用患者可以支撑自己并促进运动的第二把椅子来简化运动。
- 指导患者坐在稳固的椅子上,髋关节和膝盖屈曲 90°,并系好阻力带的末端,形成环带。患者必须用股骨远端(膝盖上方)的橡皮筋环绕双腿。在这个位置,指导患者对每条腿进行髋关节屈曲,最多比起始位置高出 20 到 30 度。
- 上肢
- 休闲游戏
注意:包括实施涉及从足球、篮球或排球等特定运动改编的手势或动作的练习系列,整合灵活性和协调性组件,创建 4 到 7 个由多关节运动和不同练习组成的站,并进行两个系列 8 到 15 次重复(难度每 2 周增加一次)。- 根据每次疗程中患者的运动姿态选择最合适的运动,并制作一个运动站。每个工作站的设计必须考虑到患者的局限性。
- 用两把椅子做一个足球球门,它们之间相距 1.3 m。
- 指导患者在足球门前 3 m 处用脚击打 30 厘米的塑料球。
- 通过增加每个站点的重复次数或组数以及向电路中添加新站点来控制难度。
注意: 示例站设计:(1) 将“Ula Ula”环连接到 1.3 m 木棍的尖端,将患者放在环前 2 m 的投掷点,并指导他们用手臂将一个 30 cm 的塑料球扔到“Ula Ula 环”上。每位患者必须至少打分 5 次,最多可以打 10 次。(2)沿着房间墙壁系上绳子,模拟排球网。绳索的最小高度必须为 1。7 m,每侧必须有两名患者就位。指导患者将 40 厘米长的气球从绳索上穿过,每次至少 10 至 15 次。(3)将两名患者放置,彼此之间相距3 m,并指导患者用手臂投掷一个30 cm的塑料球。每位患者每只手臂必须至少投掷塑料球 10 次。患者必须始终监督。
- 有氧运动:在跑步机上进行锻炼。
- 冷却
注意:冷却持续时间为 15 分钟,由主动静态拉伸组成。- 在全球范围内应用,拉伸必须轻柔地进行,而不会对关节施加压力。伸展运动不应给患者带来不适。
- 每次拉伸保持 15 到 20 秒。
4. 测试后评估
注意:测试后评估必须安排在最后一次锻炼后的一周内。
- 重复测量身体成分以获得 BIVA 分类,如预测试中所述。
注:要对实施动态锻炼计划前后进行比较,需要获得电阻差除以高度的平均值(dR/H)、电抗差除以高度的平均值(dXc/H),以及差值的标准差和Pearson相关系数,公式如下: - 要获得电阻和电抗的变化,请下载BIVA置信软件(参见 材料表)并打开它。
注意:该软件是一个电子表格;在底部,您可以看到五个工作表。 - 在第四个工作表“配对数据”中,检查需要插入请求数据的十列。
- 在 A 列中,放置组 ID。在 B 列中,放置已评估的患者数。
- 在C列中,插入先前获得的d R/H的平均值。在下一列中,添加标准偏差。
- 在 E 列中,插入 d Xc/H 的平均值,并在下一列中插入标准差。在 G 列中,插入之前获得的相关系数。
注意:在 H 列中,选择放置 1,您可以在图表上显示置信度椭圆,或者如果要显示置信度椭圆和差均值向量,请选择选项 2。 - 在以下两列中,可以选择是否放置用于进行测量的组和设备的名称。
- 完成所有必要的数据后,转到第 5 页“配对图”。在那里,可以看到差值均值的图,并且除了置信椭圆外,还能够定位电阻和电抗平均值的矢量。
- 要评估更改是否具有统计显著性,请在工具栏中找到 补码 选项并 单击 它。它将打开一个带有 Hotelling 的 T2 检验统计量8 的框,允许人们找到 p 的值。
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Representative Results
介绍了参加 48 节动态锻炼计划的 6 名女性 RA 患者的结果。患者的平均年龄为52.7岁±13.1岁,BMI为26.8±4.6。平均病程为 15.5 ± 6.1 年,以疾病活动度评分 28 衡量的疾病活动度被归类为低活动度,平均为 1.9 ± 1。在残疾方面,健康评估问卷残疾的平均得分为0.5分±0.3分。对于没有参加锻炼计划的六名参与者,平均年龄为 55.8 ± 7,他们的 BMI 为 27.2 ± 4.8。病程为21.8±10,病害活动度与接受动态运动计划的组相似。
表1 显示了各组的药物治疗,以及C反应蛋白(CRP)和红细胞沉降率(ESR)的浓度。根据治疗风湿病学家的说法,在干预期间,任何患者都不需要改变药物治疗。
图 2A 说明了 6 名患者在实施动态锻炼计划前的初始状态。每位患者都位于 RXc 图中 75% 公差椭圆之外,根据 BIVA 分类表示恶病质。锻炼计划前的平均电阻为 630 ± 88,电抗为 46.5 ± 7.4。图 2B 显示了对图 2A 所示的 6 名患者实施动态锻炼计划后 BIVA 分类的变化。根据BIVA的说法,他们被重新归类为正常。平均电阻为577±54.9,电抗为57.5±11.4。
图3A显示了没有参加锻炼计划的六名患者。2例患者被归类为恶病质,1例为正常,2例为瘦弱。图 3B 显示了图 3A 所示患者 6 个月后 BIVA 分类的变化。根据BIVA分类,最初分类为瘦病质的患者转为恶病质,最初分类为正常分型的患者也转为恶病质。
实施动态锻炼计划后,单位高度电阻(dR/H)的平均变化(dR/H)为-55.9±51,单位高度电抗的平均变化(dXc/H)为10.7±10.3。这些变化与细胞膜表面和膜完整性(Xc成分)相对于液体体积(R成分)的增加有关,反映了更高的体细胞质量以及细胞功能和肌肉功能的改善(图4A)。在未进行动态锻炼计划的组中,6个月后未观察到统计学上的显着变化(图4B)。
图 1:BIVA 对恶病质进行分类。 图中显示了一个 RXc 图,该图分为多个象限,容差椭圆分别为 50%、75% 和 95%。在右下角,举例说明一名恶病质 BIVA 分类的患者,标有黑色三角形。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 2:实施动态锻炼计划前后的 BIVA 分类。 (A)显示了将6名患者纳入锻炼计划前的分类,可以观察到每个人都有恶病质。(B) 显示了 48 次动态锻炼计划后 BIVA 分类的变化,观察到 6 名患者从被归类为恶病质变为正常。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 3:未进行锻炼计划的患者 6 个月后的基础 BIVA 分类和 分类。 (A) 基线测量时对 6 名患者的分类。(B)可以观察到六个月后的变化,其中三名患者将他们的分类转变为恶病质,而那些已经患有恶病质的患者保持不变。 请点击这里查看此图的较大版本.
图 4:接受锻炼计划的患者和未接受锻炼计划的患者的 R/H 和 Xc/H 的变化。 (A) 该图显示了 R/H 和 Xc/H 的平均值和置信椭圆的向量。锻炼计划后电阻降低,而电抗增加。(B) 该图显示了 R/H 和 Xc/H 的均值和置信椭圆的向量。六个月后电阻和电抗增加。然而,这些变化在统计学上并不显着。请点击这里查看此图的较大版本.
变量 | 动态锻炼计划 | 没有动态锻炼计划 |
年龄、岁月 | 52.7 ± 13.1 | 55.8 ± 7 |
病程、年数 | 15.5 ± 6.1 | 21.8 ± 10 |
全球功能状态,% | ||
我 | 33.3 | 33.3 |
第二 | 66.6 | 33.3 |
第三 | - | 33.3 |
疾病活动度评分-28 | 1.9 ± 1 | 2.2 ± 0.8 |
HAQ-Di,得分 | 0.5 ± 0.3 | 0.25 |
BMI,kg/m2 | 26.8 ± 4.6 | 27.2 ± 4.8 |
CRP,毫克/分升 | 1.2 ± 0.9 | 1.9 ± 1 |
红细胞沉降率,mm/h | 16.6 ± 8.5 | 12.5 ± 6.8 |
药物治疗,% | ||
甲氨蝶呤 | 100 | 83.3 |
柳氮磺吡啶 | 33.3 | 50 |
抗疟药 | 66.6 | 16.6 |
来氟米特 | - | 50 |
糖皮质激素 | - | 33.3 |
糖皮质激素的剂量,mg | 那 | 5 |
表1:参与者的特征。 该表显示了 6 名参与者的特征,这些参与者接受了 48 节动态锻炼计划,而 6 名参与者没有接受过锻炼计划。提供了年龄、体重、病程、疾病活动度、残疾、CRP 和 ESR 浓度以及处方药物治疗等数据。 请按此下载此表格。
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Discussion
在类风湿性关节炎中,已经描述了该病的恶性循环,这是指由炎症机制引起的关节结构变化;这些变化,加上慢性炎症状态,导致患者经历剧烈疼痛和炎症的阶段,关节结构发生变化,从而导致功能障碍,从而增加患代谢和心血管疾病的风险,以及类风湿恶病质等身体成分改变的风险22。运动已被证明可以减轻这种疾病的症状,提高生活质量,降低患其他疾病的风险23,并对这些患者的身体成分产生积极影响。有几种方法可以确定身体成分;然而,BIA 是最常用的一种,因为它是非侵入性的、易于访问且易于使用的。通过 BIA 进行的身体成分分析使用低频电流。该电流提供由电流通过系统流体产生的R值,这允许估计细胞内和细胞外液体24。BIA 方法提供的另一个测量值是 Xc,它是反对电流通过细胞膜并允许估计个体细胞质量的力;使用 R、Xc 和体重的值,可以通过预测方程获得无脂肪质量、全身水分和脂肪质量24。几种类型的 BIA 设备呈现出不同的可变性。该协议中描述的设备是多频设备,用于测量不同频率(5、50、50、100、200 和 500 kHz)下的阻抗,这允许区分细胞内和细胞外水,因为在较低频率下,对电流的阻抗允许确定细胞外水,而在较高频率下,阻抗可用于确定全身水和, 通过衍生,细胞内水25.
BIA 在 AR 等临床条件下的使用存在一些局限性,因为在这些患者中发现全部或部分关节置换术是很常见的。使用的外科植入物主要由钢、钛、钴和铬等金属制成,并使用陶瓷、羟基钠和聚乙烯等其他材料。这些材料可以增加或降低电导率,并且很难预测它们将如何影响身体成分的估计26。另一方面,手和脚的畸形很常见,会影响电极的正确解剖位置,从而影响获得的结果。当体液分布发生变化或身体几何形状异常时,BIA 方法的另一个重要局限性就会发生。由于 AR 的病理生理学,通过 BIA 方法使用身体成分估计并不能提供可靠的数据。为了避免这种限制并能够在具有这些改变的人群中使用 BIA 方法,建议通过 BIVA 使用原始阻抗数据,BIVA 通过代表特定性别和种族的 RXc 图以及比较参考人群的公差椭圆27 来呈现数据。这种方法的优点是它提供的信息独立于体重或预测方程,因此不受水合状态或身体变化的影响。该方法可以通过R/H轴和Xc/H轴28上的细胞质量来识别水化状态。它还允许我们进行学科内和学科间的比较;评估这些变量的干预后变化;并对恶病质患者进行分类,恶病质表现为与肌肉功能下降相关的 R/H 升高和与肌肉功能丧失相关的 Xc/h 降低,这在 AR29 患者中是必不可少的。至于BIVA的局限性,这是一种评估肌肉功能的间接方法。我们没有对肌肉功能或力量进行评估来支持我们的研究结果。但是,有必要为研究人群验证公差椭圆;使用来自不同人群的椭圆可能会导致错误和无效的结论,并且拥有 BIVA tolerance R-Xc 图形软件也很重要。此外,值得注意的是,双能 X 射线吸收测定法 (DXA) 被广泛认为是测量身体成分的金标准。虽然我们没有直接比较这两种技术之间的一致性,但现有的研究已经进行了这样的比较。这些研究发现,BIVA 方法在全身水 (TBW)、细胞外水 (ECW) 和细胞内水 (ICW) 方面表现出与 DXA 的良好一致性。然而,应该注意的是,据我们所知,没有对细胞质量30 进行具体比较。
BIVA方法的一个缺点是无法评估脂肪量或无脂肪量。然而,它提供了根据患者的细胞质量和水合状态对患者进行分类的优势,这使其与 DXA 区分开来。
使用 BIVA 测定水合状态和细胞质量是评估 AR 患者身体成分变化的有用工具,这可能来自疾病的病理生理学、药物治疗以及饮食或运动干预,因此必须将其应用于卫生服务作为评估 AR 患者不可或缺的一部分。
根据 Hurkmans 的说法,动态运动的特征是一种运动疗法,它涉及足够的强度、持续时间和频率,以增强有氧能力和肌肉力量,并对类风湿性关节炎 (RA) 患者的功能产生积极影响13。根据美国运动医学会,动态运动是指最大心率 (HRmax) 保持在 55% 至 80%31 之间的有氧运动。
这种类型的锻炼包括身体姿势的变化,从而可以有针对性地进行关节活动范围的工作。此外,它还结合了有氧运动、力量训练、柔韧性练习和协调练习等各种组成部分。我们的计划基于类风湿性关节炎患者培训 (RAPIT) 协议,该协议已证明其对具有与我们相似特征的患者的安全性和有效性15.
这里介绍的运动计划旨在适用于功能等级为 I 至 III 的 RA 患者。功能分级为 IV 的患者在进行任何活动时由于功能限制和依赖性而不适合执行此计划17.该锻炼计划可以安全地应用于超重或肥胖的 RA 患者,因为考虑到心血管因素以确保安全。全关节置换术或部分关节置换术的患者也不适合执行该计划,因为关节动力学发生了变化。不建议在没有专家事先监督或指导的情况下执行此锻炼方案,因为有必要了解关节情况、疾病活动和残疾程度,以避免对关节施加压力或引起关节疼痛或炎症。本研究中提出的锻炼计划持续时间延长至 6 个月。然而,在此之前,我们没有评估水合作用或细胞质量的变化。因此,未来的调查可以探索持续时间较短的干预措施,以确定这些方面是否发生任何变化。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
作者感谢意大利帕多瓦大学医学与外科科学系的Piccoli教授和Pastori教授提供BIVA软件。此外,还有路易斯·略伦特博士和德拉。来自 INCMNSZ 免疫学和风湿病学系的 Andrea Hinojosa-Azaola,用于对患者进行风湿病学评估。这项工作得到了 CONACyT 的支持,CONACyT 赞助了 CVU 奖学金,777701 Mariel Lozada Mellado 在博士课程学习期间以及通过研究项目资助000000000261652。申办者在研究设计或数据的收集、分析或解释中没有任何作用,也没有在报告的撰写和提交论文发表的决定中发挥任何作用。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alcohol 70% swabs | NA | NA | Any brand can be used |
bicycle ergometer | NA | NA | Any brand can be used |
BIVA tolerance software 2002 | NA | NA | Is a sofware created for academic use, can be download in http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" section |
BIVA confidence software | NA | NA | Is a sofware created for academic use, can be download in http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" section |
Chair | NA | NA | Any brand can be used |
Chlorhexidine | NA | NA | Any brand can be used, 0.05% |
Examination table | NA | NA | Any brand can be used |
Leadwires square socket | BodyStat | SQ-WIRES | |
Long Bodystat 0525 electrodes | BodyStat | BS-EL4000 | |
Plastic ball | NA | NA | Any brand can be used, 30 cm |
Pulse oximeter | NA | NA | Any brand can be used |
Quadscan 4000 equipment | BodyStat | BS-4000 | Impedance measuring range: 20 - 1300 Ω ohms Test Current: 620 μA Frequency: 5, 50, 100, 200 kHz Accuracy: Impedance 5 kHz: +/- 2 Ω Impedance 50 kHz: +/- 2 Ω Impedance 100 kHz: +/- 3 Ω Impedance 200 kHz: +/- 3 Ω Resistance 50 kHz: +/- 2 Ω Reactance 50 kHz: +/- 1 Ω Phase Angle 50 kHz: +/- 0.2° Calibration: A resistor is supplied for independent verification from time to time. The impedance value should read between 496 and 503 Ω. |
Resistence bands | NA | NA | Any brand can be used, with resistence of 0.5 kg to 3.2 kg |
Stationary bicycle | NA | NA | Any brand can be used |
Treadmill | NA | NA | Any brand can be used |
Wooden stick | NA | NA | Any brand can be used, 1.5m in large and <1kg |
References
- Aletaha, D., et al. Rheumatoid arthritis classification criteria: An American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism collaborative initiative. Annals of the Rheumatic Diseases. 62 (9), 1580-1588 (2010).
- Gamal, R. M., Mahran, S. A., Abo El Fetoh, N., Janbi, F. Quality of life assessment in Egyptian rheumatoid arthritis patients: Relation to clinical features and disease activity. Egyptian Rheumatologist. 38 (2), 65-70 (2016).
- Rall, L. C., Roubenoff, R. Rheumatoid cachexia: metabolic abnormalities, mechanisms, and interventions. Rheumatology. 43 (10), 1219-1223 (2004).
- Summers, G. D., Deighton, C. M., Rennie, M. J., Booth, A. H. Rheumatoid cachexia: A clinical perspective. Rheumatology. 47 (8), 1124-1131 (2008).
- Elkan, A. C., Engvall, I. L., Cederholm, T., Hafström, I. Rheumatoid cachexia, central obesity and malnutrition in patients with low-active rheumatoid arthritis: Feasibility of anthropometry, Mini Nutritional Assessment, and body composition techniques. European Journal of Nutrition. 48 (5), 315-322 (2009).
- Engvall, I. L., et al. Cachexia in rheumatoid arthritis is associated with inflammatory activity, physical disability, and low bioavailable insulin-like growth factor. Scandinavian Journal of Rheumatology. 37 (5), 321-328 (2008).
- Jacobs, D. O. Bioelectrical Impedance Analysis: Implications for Clinical Practice. Nutrition in Clinical Practice. 12 (5), 204-210 (1997).
- Santillán-Díaz, C., et al. Prevalence of rheumatoid cachexia assessed by bioelectrical impedance vector analysis and its relation with physical function. Clinical Rheumatology. 37 (3), 607-614 (2018).
- Piccoli, A., et al. Bivariate normal values of the bioelectrical impedance vector in adult and elderly populations. The American Journal of Clinical Nutrition. 61 (2), 269-270 (1995).
- Espinosa-Cuevas, M. A., et al. Vectores de impedancia bioeléctrica para la composición corporal en población mexicana [Bioelectrical impedance vectors for body composition in Mexican population]. Revista de investigación clínica [Clinical research journal]. 59 (1), 15-24 (2007).
- Piccoli, A., Pillon, L., Dumler, F. Impedance vector distribution by sex, race, body mass index, and age in the United States: standard reference intervals as bivariate Z scores. Nutrition. 18 (2), 153-167 (2002).
- Maese, J., García De Yébenes, M. J., Carmona, L., Hernández-García, C. Estudio sobre el manejo de la artritis reumatoide en España (emAR II) [Study on the management of rheumatoid arthritis in Spain (emAR II)]. Características clínicas de los pacientes [Clinical characteristic of patients]. Reumatología Clinica. 8 (5), 236-242 (2012).
- Hurkmans, E., Van der Giesen, F. J., Vlieland, T. P. M. V., Schoones, J., Van den Ende, E. C. H. M. Dynamic exercise programs (aerobic capacity and/or muscle strength training) in patients with rheumatoid arthritis. Cochrane Database of Systematic Reviews. 4, CD006853 (2009).
- Baillet, A., et al. Efficacy of cardiorespiratory aerobic exercise in rheumatoid arthritis: Meta-analysis of randomized controlled trials. Arthritis Care & Research. 62 (7), 984-992 (2010).
- De Jong, Z., et al. Long-term follow-up of a high-intensity exercise program in patients with rheumatoid arthritis. Clinical Rheumatology. 28 (6), 663-671 (2009).
- García-Morales, J. M., et al. Effect of a dynamic exercise program in combination with Mediterranean diet on quality of life in women with rheumatoid arthritis. Journal of Clinical Rheumatology. 26 (2), S116-S122 (2019).
- Munneke, M., et al. Effect of a high-intensity weight-bearing exercise program on radiologic damage progression of the large joints in subgroups of patients with rheumatoid arthritis. Arthritis & Rheumatism. 53, 410-417 (2005).
- Hochberg, M., Chang, R., Dwosh, I., Lyndsey, S., Pincus, T., et al. The American College of Rheumatology 1991 Revised Criteria for the Classification of Global Functional Status in Rheumatoid Arthritis. Arthritis & Rheumatism. 35, 498-502 (1991).
- Nikiphorou, E., Konan, S., MacGregor, A. J., Haddad, F. S., Young, A. The surgical treatment of rheumatoid arthritis. Bone Joint Journal. 96 (10), 1287-1289 (2014).
- Jacqueline, B., et al. Rheumatoid Arthritis: A Brief Overview of the Treatment. Medical Principles and Practice. 27 (6), 501-507 (2019).
- Piccoli, A., Rossi, B., Pillon, L., Bucciante, G. A new method for monitoring body fluid variation by bioimpedance analysis: the RXc graph. Kidney International. 46 (2), 534-539 (1994).
- Benatti, F. B., Pedersen, B. K. Exercise as an anti-inflammatory therapy for rheumatic diseases - Myokine regulation. Nature Reviews Rheumatology. 11 (2), 86-97 (2015).
- Cooney, J. K., et al.
Benefits of Exercise in Rheumatoid Arthritis. Journal of Aging Research. 6, 297-310 (2011). - Barbosa-Silva, M. C. G., Barros, J. D. Bioelectrical impedance analysis in clinical practice: a new perspective on its use beyond body composition equations. Current Opinion. Clinical Nutrition and Metabolic Care. 8 (3), 311-317 (2005).
- Mulasi, U., Kuchnia, A. J., Cole, A. J., Earthman, C. P. Bioimpedance at the bedside: current applications,limitations, and opportunities. Nutrition in Clinical Practice. 30 (2), 180-193 (2015).
- Steihaug, O. M., Bogen, B., Kristoffersen, M., Ranhoff, A. Bones, blood and steel: How bioelectrical impedance analysis is affected by a hip fracture and surgical implants. Journal of Electrical Bioimpedance. 8, 54-59 (2017).
- Nwosu, A. C., et al. Bioelectrical impedance vector analysis (BIVA) is a method to compare body composition differences according to cancer stage and type. Clinical nutrition ESPEN. 30, 59-66 (2019).
- Martins, P. C., Gobbo, L. A., Silva, D. A. S. Bioelectrical impedance vector analysis (BIVA) in university athletes. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 18 (7), 1-8 (2021).
- Norman, K., Pirlich, M., Sorensen, J., Christensen, P., Kemps, M., Schütz, T., Lochs, H., Kondrup, J. Bioimpedance vector analysis as a measure of muscle function. Clinical Nutrition. 28 (1), 78-82 (2009).
- Stagi, S., et al. Usability of classic and specific bioelectrical impedance vector analysis in measuring body composition of children. Clinical nutrition. 41 (3), 673-679 (2022).
- Garber, C. E., et al. American College of Sports Medicine. American College of Sports Medicine position stand. Quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory, musculoskeletal, and neuromotor fitness in apparently healthy adults: guidance for prescribing exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 43 (7), 1334-1359 (2011).