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■生体インピーダンス
生体電気インピーダンス分析(BIA)は、体組成を推定するために広く使用されている手法であり、迅速、持ち運び可能、安価で非侵襲的であるため、大規模な人口ベースの研究で特に役立ちます。四極モードおよび1〜500 KHzの多周波数での人体の抵抗およびリアクタンス測定を使用して、ピアレビューからの適切なアルゴリズムにより、体組成の推定が可能になります。

人体の電気的抵抗が小さいと、除脂肪量が高く、体脂肪量が少ないことを表します。
電気的抵抗が高いと、除脂肪量が低く、体脂肪量が高いことを表します。
グラフ1

また、リアクタンスが高いと、体細胞(細胞内成分)の量が高く、細胞外水分(ECW)が低いことを示します。
リアクタンスが低いと、体細胞の量が少なく、細胞外水分が高いことを示します。
(リアクタンス:交流における抵抗成分のこと)
グラフ2

<Sientific Background>

     

 

 



■ガルバニック皮膚反応
ガルバニックスキンレスポンス(GSR)は、皮膚の電気的特性の変化として定義されます。この電気的信号は、汗腺機能のパラメータとしての自律神経の応答を確認するために使用することができます。測定は比較的単純であり、良好な再現性を示します。そのためGSR測定は、自律神経系機能、特に末梢交感神経系の検査のための簡単で有用な手段と考えられています。

この現象を表すのに、EDA(皮膚電位)、EDR(皮膚電気反応)、EDL(皮膚電気レベル)、SCA(皮膚伝導性活性)、SCR(皮膚伝導性反応)など、いくつかの用語が使用されます。

これらのいくつかの用語のうち、GSRには複数の特性があることは明らかです。これは、コンダクタンス、抵抗および電気生理学的ポテンシャルの観点から表現することができます。電気生理学的信号は汗腺によって生成され、汗は抵抗および電気伝導度の変化の要因であると考えられますが、血管拡張および収縮も重要な役割を果たす可能性があります。

たいていGSRは多くの汗腺を有する皮膚の一部を用いて測定されます。対照として、汗腺が少ない皮膚を使用するか、あるいは電極と同じ領域で測定することもできます。
  図1
<Sientific Background>







■心拍変動
焦点となる現象は、連続する心拍の間隔の変動と、連続する心拍の瞬間の変動です。『心拍変動』は、従来より、瞬間の心拍とRR間隔の両方の変動を示しています。連続する心周期における変動を表すために、文献では、例えば、サイクル長変動(cycle length variability)、心臓周期変動性(heart reriod variability)、RR変動性およびRR間隔タコグラムのような他の用語が使用されており、心拍数よりも心拍の間隔が分析されているという事実を的確に表しています。

1970年代、Ewingらは、糖尿病患者の自律神経障害を検出するため、いくつかの短期的RR間隔変動の簡単なベッドサイド試験を考案しました。梗塞後の死亡リスク上昇と低HRVとの関連は、1977年にWolfらによって最初に示されました。1981年に、Akselrodらは心拍変動のパワースペクトル解析を導入し、心拍ごとの心血管制御を定量的に評価しました。

これらの周波数領域分析は、心拍数記録におけるRR間隔変動の自律的背景の理解に貢献しました。1980年代後半にHRVが急性心筋梗塞後の死亡率の強力かつ独立した予測因子であることが確認され、HRVの臨床的重要性が明らかになりました。新しいデジタルの、高周波、24時間マルチチャンネル心電図記録計が利用されるようになると、HRVは生理学的および病理学的状態のさらなる価値のある洞察を提供し、リスク層別化を強化する可能性があります。

心拍数の変化は、いくつかの方法によって評価することができます。おそらく最も簡単なのが時間領域の測定です。これらの方法では、任意の時点の心拍数または連続する正常な心拍の間隔が決定されます。連続心電計(ECG)記録では、各QRS群が検出され、いわゆるNN間隔(すなわち洞結節脱分極から生じる隣接するQRS群間の全体の間隔)または瞬間心拍数が決定されます。計算され得る簡単な時間領域変数には、平均NN間隔、平均心拍数、最長NN間隔と最短NN間隔との差、夜間と昼間の心拍数の変化などがあります。それ以外の使用可能な時間領域測定には、呼吸、傾斜負荷、バルサルバ法、またはフェニレフリン注入の後の瞬間心拍数変動があります。これらの変動は、心拍数または周期長の変動として表すことができます。

さまざまな病気の後の運動トレーニングおよびリハビリ運動プログラムに対する自律神経系の応答は、調整の現象であると考えられています。HRVデータは、心臓への自律神経の影響に関連しているため、トレーニングの時間的側面および最適な調節の時間を理解するのに役立ちます。

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■脈波分析
動脈特性を評価するための末梢脈拍の輪郭の解析は、19世紀に最初に記録されました。動脈硬化の重要性が認識され、脈波解析、特に血圧計を用いて取得された橈骨脈圧の解析に関心が再び高まっています。別の方法では、容積パルスを利用します。これは、指(指尖容積脈波)から光学的に取得することができます。あまり広く使用されていませんが、この手法は容易で使いやすいため、さらに検討する価値があります。

圧力脈波と同様に、デジタル容積脈波の輪郭は、血管作用薬によって誘導される動脈緊張の変化に敏感であり、加齢と大きな動脈の硬さの影響を受けます。デジタル容積脈波またはその2次微分関数からの直接の測定により、これらの特性を評価するために使用できます。動脈拍動波形は、心臓が収縮した時に生成され、動脈樹の動脈壁に沿って進行する輪郭波です。一般的に、前進波と反射波の2つの主要な成分があります。

前方波は、収縮期に心臓(心室)が収縮したときに生成されます。この波は心臓から大動脈を伝わり、大動脈の分岐部または2つの腸骨血管への交差部で反射します。健常者では、反射波は、大動脈弁の閉鎖後、拡張期に戻ります。戻された波は冠状動脈を通して血液を押し出すので、冠状動脈を通しての心臓の灌流にも役立ちます。

そのため、反射が戻る速度が非常に重要となります。動脈の弾性が高い(硬い)ほど速く戻ります。これは、収縮期に最終的な血圧を高める可能性があります。

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