Измерение импеданса биологических объектов имеет ряд особенностей по сравнению с измерениями импеданса в технике. К ним относятся применение тетраполярной схемы измерения, специфический частотный диапазон, а также необходимость выполнять измерение фазового угла импеданса в узком диапазоне значений и с высокой точностью.
Обычные омметры и измерительные мосты не годятся для биоимпедансометрии, так что необходимы разработка и производство специальной аппаратуры. При этом для создания биоимпедансного анализатора с приемлемыми характеристиками надо решить сложные технические задачи. Поэтому такие устройства с полным правом относятся к области высоких технологий и имеют довольно высокую стоимость.
Серийное производство и широкое применение биоимпедансных анализаторов началось в 1990-е гг. В настоящее время в мире известно несколько фирм, осуществляющих выпуск таких приборов. Кроме того, регулярно появляются сообщения о новых разработках, предназначенных для решения каких-либо частных задач или отличающихся улучшениями каких-либо характеристик.
Приборы для биоимпедансометрии можно классифицировать по нескольким признакам.
- По количеству отведений, на которых выполняются измерения. Напомним, что отведение — это вариант расположения двух токовых и двух потенциальных электродов при тетраполярном измерении импеданса. Существуют приборы для измерений только на одном отведении, реализующие односегментные методики. Известны приборы, выполняющие измерения на фиксированном наборе отведений и реализующие определенные полисегментные методики. Известны приборы, позволяющие выполнять измерения на многих наборах отведений и, соответственно, обеспечивающие реализацию многих методик биоимпедансного анализа.
- По используемым электродам. Многие приборы приспособлены для работы со сменными, в том числе одноразовыми электродами. Такие электроды соединяются с прибором с помощью кабеля с зажимами или других приспособлений. В некоторых приборах электроды являются частью конструкции, постоянно подключенной к измерительной схеме. Одна из распространенных модификаций таких устройств предусматривает, что во время измерений обследуемый берется за цилиндрические электроды руками, а на другие, расположенные на платформе напольных весов, становится ступнями. Конструкция электродов в таких приборах соответствует используемому набору отведений.
- По количеству частот, на которых выполняются измерения. Известные одночастотные приборы работают, как правило, на частоте 50кГц. Существуют многочастотные приборы, выполняющие измерения на нескольких (обычно 2-7) частотах. Наконец, анализаторы частотного спектра импеданса выполняют измерения на нескольких десятках или даже сотнях частот в широком частотном диапазоне.
- По измеряемым параметрам импеданса. Известны приборы, измеряющие только модуль импеданса, и приборы, измеряющие комплексный импеданс, то есть активную и реактивную составляющие или модуль и фазовый угол импеданса.
- По диапазону измеряемых значений параметров импеданса. Известны приборы с одним фиксированным диапазоном измерений и с возможностью выбора из нескольких диапазонов.
- По средствам обработки и отображения результатов. Большинство приборов снабжено встроенными средствами вычислений, отображения результатов и даже печати. Кроме этого, обязательно наличие программного обеспечения для внешнего компьютера, позволяющего выполнять обработку результатов измерения, вести базу данных, выводить на печать протоколы. Перенос результатов измерения из прибора в компьютерную программу в некоторых анализаторах осуществляется вручную, то есть оператор считывает результаты со встроенного дисплея прибора и вводит их в компьютер с помощью клавиатуры. Более современный способ — наличие связи прибора с компьютером через какой-либо стандартный интерфейс, что обеспечивает автоматический перенос данных в программу. Есть и биоимпедансные анализаторы, не имеющие встроенных средств отображения, так что функции вычислений и отображения выполняет компьютерная программа непосредственно в процессе измерений.
- По массе и габаритам. Известны стационарные и портативные приборы.
Изложение последующего материала построено на основе первых двух из перечисленных признаков. В п. 4.2 описаны приборы, предназначенные для работы на одном отведении, как правило, на стандартном отведении “запястье-голеностоп”, с применением накладываемых на тело электродов. В п. 4.3 приведены сведения о биоимпедансных анализаторах, в которых электроды являются неразъемными составляющими конструкции. Количество электродов может быть различным, но реально известны приборы с 4 и 8 электродами. В п. 4.4 описан единственный известный на данный момент прибор с программируемым набором коммутаций АВС-01 “Медасс”. Наконец, в п. 4.5 дается характеристика применяемых в биоимпедансном анализе электродов и электродных систем.
В каждом из указанных разделов можно найти приборы с разным количеством рабочих частот. Для всех классов приборов характерен переход от одночастотного анализа к многочастотному, дающему значительно больше информации о свойствах и состоянии исследуемого объекта. Приведенные ниже сведения характеризуют продукцию наиболее известных производителей биоимпедансных анализаторов и, конечно, не являются исчерпывающими.