Среди худеющих и фитнес-зависимых приобретает популярность трекер состава тела KLU производства Корея по заказу московской компании. Согласно инструкции, трекер подключается к смартфону посредством Bluetooth, пользователю необходимо зарегистрироваться, указав свои рост, вес, пол и возраст.
Измерение заключается в нажатии кнопки Старт, после чего необходимо несильно сжать 4 электрода большими и указательными пальцами. Руки вытягиваются вперед таким образом, чтобы левая и правая руки не соприкасались.
После обработки данных устройство выдает на экране смартфона содержание в организме жировой ткани (%), содержание мышечной ткани (кг), скорость базального метаболизма и количество воды в организме.
Размеры устройства 75 х 31 х 17 мм, при этом на соответствующем сайте, после сравнения точности трекера KLY, бытовых весов-жироаназизаторов и профессиональных биоимпедансометров, делается вывод, что наибольшей точностью обладает KLU. Вопрос, зачем в таком разе необходимы дорогостоящие устройства, если карманный приборчик измеряет то-же самое, притом точнее.
Стоимость трекера в предела 6-7 тысяч рублей, бытовые жироанализаторы стоят до 20 тысяч, профессиональные от 200 тысяч до миллиона и выше.
Основные типы биоимпедансометров и принципы биоимпедансометрии
Первым делом разберем, каким образом можно подключать к человеческому телу токопроводящие электроды при биоимпедансометрии. Предполагается, что читатель уже знает, что состав человеческого тела определяется по его сопротивлению электрическому току; оценка основана на том, что проводимость разных тканей отличается, притом проводимость на низкой и высокой частоте разная для одного и того же вида тканей.
Подключения могут быть такими:
- рука - рука (схема Омрон);
- нога - нога (схема Танита);
- рука - нога (с одной стороны, Медасс);
- рука - нога (по диагонали);
- рука, рука, нога, нога (самая совершенная).
Названия схем Омрон и Танита условные, поскольку компании Омрон и Танита производят бытовые биоимпедансометры и по схеме с электродами на обеих ногах и руках.
Ниже рисунок биоимпедансометра Омрон BF-306 в процессе измерения.
Особенности трекера состава тела KLU
Трекер KLU захватывается иначе, чем Omron BF-306, снизу упрощенная схема протекания токов.
I - это источник тока, что означает, что при любом сопротивлении нагрузки он обеспечивает в нагрузке одно и то же значение тока (150 мкА для KLU). V - устройство измерения напряжения, с высоким входным сопротивлением, т.е. измеритель напряжение совершенно не нагружает источник измеряемого напряжения.
В подобном случае трекер измеряет лишь сопротивление между красными точками на схеме (они же обозначены на рисунке трекерf выше), что очень важно для точности оценки - на результат измерения не влияют сопротивления пальцев.
Итак, для оценки состава тела используется лишь сопротивление части кисти, предплечья и плеча (по обеим рукам), и сопротивление верхней части торса.
Измерение заключается в нажатии кнопки Старт, после чего необходимо несильно сжать 4 электрода большими и указательными пальцами. После обработки данных устройство выдает на экране смартфона содержание в организме жировой ткани (%), содержание мышечной ткани (кг), скорость базального метаболизма и количество воды в организме.
Из измерения выпадают нижние конечности и нижняя часть торса. Как и во всех схемах измерения по верхней тела (Omron BF-306, к примеру), нижняя часть "домысливается" исходя из предположения о стандартности фигуры.
Чтобы не домысливать, необходимо измерить, как, скажем, на рисунке ниже.
Так, данный трекер KLU не в состоянии учесть дополнительный жир, скапливающийся на бедрах у "груш", или на животе у "яблок", эти жировые запасы будут учтены как если бы фигура была стандартной, т.е. той, на которой прибор калибровался перед выпуском в производство.
Вся ценность его заключается не в том, что он даст объективную оценку состава тела, а в том, что он позволит оценивать динамику изменения состава - при похудении жир будет уходить и с верхней, и нижней частей тела.
Немного из теории биоимпедансометрии
А теперь для любопытных - как вообще при биоимпедансометрии осуществляется оценка состава тела, и какие здесь возможны подвохи.
Основным токопроводящим веществом в организме является вода, в которой растворены электролиты. Оттого любой биоимпедансометр, даже если он называется жиромером, измеряет не количество жира, а количество воды. Далее, исходя из того, что содержание воды в безжировой массе тела (БМТ) предполагается одинаковым, и равным 73,2%, по содержанию воды определяют БМТ простым расчетом. А поскольку потребителя интересует жировая масса тела (ЖМ), он находится по остаточному принципу - из массы (веса тела) вычитается БМТ.
Процент жира затем находится и выдается на индикацию как отношение ЖМ к весу в процентах.
Далее. БМТ пропорциональна проводящему объему тела. Но сопротивление проводника зависит не от его объема, а от длины, площади поперечного сечения и материапа. "Материал" БМТ предполагается неизменным (это мышцы, вода, кости, нервы, мозг, связки и пр., представленные белками, водой и минеральными веществами).
Человек (при модели измерения рука-нога) или его часть (рука-рука или нога-нога) представляется как цилиндр определенной высоты и поперечного сечения. При известном объеме поперечное сечение однозначно определяется высотой, оттого для оценки БМТ достаточно знать сопротивление и рост человека.
Поскольку при схемах подключения "рука-рука" или "нога-нога" путь тока протекает не по всей длине тела, а только по рукам или ногам (с включением торса), погрешность оценки биоимпедансометров с измерением только по верхней или нижней части тела зависит от пропорциональности человека, соответствия его некоторому стандарту.
А стандарты разные, промышленные модели биоимпедансометров калибруются по выборке из определенной популяции людей. Это могут быть европейцы, азиаты (японцы, сингапурцы), американцы (с включением только белых, или дополнительно с определенной квотой афроамериканцев и/или латиноамериканцев).
Поскольку все биоимпедансометры, продающиеся в России, поступают "оттуда", вы никогда не узнаете, на какой популяции прибор калибровался, производитель этого не указывает. Это дополнительный источник погрешности.
Итак, как минимум, в биоимпедансометр необходимо ввести рост человека. В напольных весах-жироанализаторах масса тела определяется весами, и вводить ее нет необходимости. Все ручные жиромеры, в т.ч. и KLU, требуют ввода при регистрации, помимо роста, и массы тела.
Пропорций тела жиромер не знает; оттого, как следует из рисунка выше, это вносит дополнительную погрешность. Пропорция могла бы быть учтена вводом в гаджет объемов груди, талии и бедер, но это был бы уже перебор. И так бытует мнение, что бытовые жироанализаторы - всего лишь калькуляторы (в сети существуют калькуляторы расчета процента жировой массы по измерениям веса, роста, объема груди, талии и шеи, а для женщин еще и бедер). Формулы расчета достаточно сложные, в них даже присутствуют наводящие ужас логарифмы.
А теперь еще одна неожиданность. Доля биоимпедансометрии при простейшей оценке (только по сопротивлению) в общем результате всего 0-20%. Если учесть рост, доля биоимпедансометрии повышается до 22-68%. В одной нашей статье (ссылка будет дана в конце статьи) мы оценили эту долю как 1/3, остальные две трети определяются расчетом по дополнительным параметрам.
Вот и добрались до дополнительных, кроме роста, параметров.
У женщин иное, чем у мужчин, распределение жира в теле, иное содержание воды, что, для повышения точности оценки, предполагает внесение поправки на пол. В разных биоимпедансометрах она разная, но в среднем для мужчин к рассчитанному для женщин значению БМТ прибавляют 4,2-4,6 кг, либо же производят расчет для мужчин и женщин по совершенно разным формулам.
И тут еще одна засада. Пол требуется указывать однозначно, или М или Ж, но как быть, если фигура промежуточная, мужчина женоподобный или женщина мужеподобная. Ведь такая характеристика предполагает некоторое промежуточное значение поправки, не 4 кг, а меньше. Оттого в подобном случае уже заложена погрешность определения БМТ в 2 кг.
А при среднем весе 60-80 кг это 3% от веса тела, соответственно и ЖМ не может быть определена точнее, чем ±3%. Обратите внимание, не точность измерения 3% (что приемлемо), а само значение процента жировой массы определено не точнее. Скажем, биоимпеданс выдает 20%, а считаться нужно со значениями в интервале 17-23%.
Итак, мы узнали, зачем в жироанализаторы вводится пол. Но содержание воды в теле определяется еще и возрастом. Относительное содержание воды выше всего у младенцев, с возрастом оно неуклонно снижается. Ниже, для справки, соответствующая таблица.
Следовательно, при регистрации в жиромере необходимо ввести еще и возраст. Возраст учитывается исходя из расчета БМТ минус 80-130 г на каждый год возраста.
Существует и иной путь учета возраста, без ввода возраста, путем расчета по более сложной формуле, учитывающей, кроме активного сопротивления, также и реактивного сопротивления, примерно из расчета: БМТ увеличивается на 130 г на каждый 1 Ом реактивного сопротивления.
Предполагается, что с возрастом реактивное сопротивление уменьшается. А теперь к вопросу, что же это такое. Клетки тела ограничены оболочками, или мембранами. Внутри клеток токопроводящая жидкость, снаружи тоже, сами мембраны непроводящие (это жир, в т.ч. жирные кислоты омеги, откуда весь маркетинг относительно употребления омеги-3 и омеги-6).
Таким образом, каждая клетка - это конденсатор (жидкость снаружи и внутри = обкладки, мембрана = диэлектрик). Конденсатор не проводит ток при приложении к его обкладкам постоянного тока, но начинает проводить при приложении к обкладкам переменного тока, и тем лучше, чем выше частота переменного тока.
Отсюда вытекает очень важный параметр - фазовый угол; к сожалению, простыми биоимпедансометрами не измеряемый, но измеряемый, например аппаратом Медасс АВС-02. Чем больше фазовый угол, тем лучше, поскольку он отражает физическое состояние. А если проще, то низкий фазовый угол - результат плохого состояния мембран клеток. А это состояние ухудшается при плохом питании (нехватка тех же самых омег, полиненасыщенных жирных кислот), при болезнях и с возрастом.
Что же касается скорости базального метаболизма, то ни один из методов биоимпедансометрии не в состоянии ее измерить. Выдается, с целью маркетинга, расчетное значение в килокалориях, исходя из активной клеточной массы или мышечной массы. На то есть особые формулы, Кэтча–МакАрдла или Каннингена, структурно схожие, но отличающиеся лишь числовыми показателями.
Но основной обмен определяется, в основном. активностью щитовидной железы, уровнем вырабатываемых ею гормонов, а тут разброс может быть огромным, до 35-40% в минус и еще больше в плюс.
Измерение может проводиться на одной частоте, двух частотах, или на множестве частот. Самые простые биоимпедансометры проводят измерение на частоте 50 кГц, на этой же частоте работает и KLU. Сопротивление измеряется в диапазоне 100-950 Ом, ток пропускается в 150 мкА.
Этот ток считается безопасным, но на всякий случай: " Не используйте данное устройство, если вы пользуетесь каким-либо устройством биометрической идентификации, таким, как сердечный регулятор, медицинский электрокардиограф, искусственное сердце или аппарат искусственного кровообращения. Не используйте устройство KLU трекер состава тела для оценки состава тела во время беременности или менструации".
Точность измерения и назначение
Также, пишется, что показания неточные при возрасте менее 13 лет и, что самое удивительное, при избыточной или недостаточной массе тела. Так кой прок в гаджете, если он предназначен для использования людьми с нормальной массой тела? При том, что пределы этой нормальной массы в инструкции не указываются. Разве назначение жироанализатора не в том, чтобы объективно оценивать жировую массу во всем диапазоне возможных ее изменений. т.е при крайней степени истощения и при предельных степенях ожирения?
Относительно точности. В инструкции указано: Допустимые отклонения в измерениях +/- 5%. Выше уже писалось по этому поводу, что это никак не относительная точность самой оценки, а абсолютная точность процентного значения. В качестве примера, при измеренном значении процента жировой массы 20%, фактическое значение может быть 15-25%, т.е. точность не выше 25% от абсолютного значения.
Итак, трекер KLU пригоден для отслеживания динамики изменения состава тела, без особой веры самим значениям. Да так оно и пишется в инструкции: Устройство KLU трекер состава тела не является медицинским изделием и не должно использоваться в целях диагностики или лечения.
Профессиональные же биоимпедансометры именно для этого и предназначены, по ним уточняют медицинские диагнозы и определяют физическое состояние спортсменов-профессионалов.
Надеемся, статья оказалась полезной.
Ссылки на статьи канала по биоимпедансометрии.
029. Бытовые весы-жироанализатор – измерительный инструмент или калькулятор?
044. Бытовые весы-жироанализаторы – как работают и что показывают
045. Таинственный фазовый угол и теорема Пифагора при биоимпедансе
046. Как улучшить точность показаний домашних весов-жироанализаторов
И в дополнение:
Жироанализатор измеряет или считает?