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definido por cuatro par&#225;metros&#58; intensidad&#44; voltaje&#44; impedancia y frecuencia de alternancia&#46; La impedancia expresa la oposici&#243;n del circuito al paso de la corriente y su unidad de medida es el ohmio&#46; La unidad de medida de la intensidad es el amperio&#44; la del voltaje es el voltio y la de la frecuencia es el hercio &#40;ciclos por segundo&#41;&#46; La ley fundamental de electricidad que relaciona la impedancia con la intensidad y el voltaje es la ley de Ohm&#58; impedancia&#160;&#61; voltaje&#47;intensidad&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Cuando la corriente el&#233;ctrica alterna circula por un medio&#44; la impedancia depende en parte de la facilidad del medio para conducir la corriente&#44; y es proporcional a la resistividad o mala conductividad del medio&#46; Si el circuito el&#233;ctrico contiene adem&#225;s condensadores &#40;sistemas constituidos por placas separadas por un medio aislante&#44; en los que se acumula la carga el&#233;ctrica&#44; que se libera cuando el sistema se satura&#41;&#44; la impedancia tambi&#233;n depende del n&#250;mero de condensadores que tenga que atravesar la corriente y de la facilidad de carga y descarga de &#233;stos &#40;capacidad&#41;&#46; El componente de la impedancia &#40;Z&#41; debido a la mala conductividad del medio se denomina resistencia &#40;R&#41; y el componente debido a la acci&#243;n de&#160;los condensadores recibe el nombre de reactancia capacitiva &#40;Xc&#41;&#44; que en adelante denominaremos simplemente reactancia&#46; La ecuaci&#243;n que las relaciona es&#58;</p><p class="elsevierStylePara">&#40;Z&#41;&#178; &#61;&#160;&#40;R&#41;&#178; &#43; &#40;Xc&#41;&#178; &#40;ecuaci&#243;n 1&#41;</p><p class="elsevierStylePara">El comportamiento de un circuito de corriente alterna est&#225; definido por dos ondas que&#160;tienen distinta amplitud pero la misma frecuencia&#58; la onda de intensidad y la onda de voltaje&#46; Si coinciden los&#160;picos de ambas ondas&#44; se dice que la intensidad est&#225; en fase con el voltaje&#46; Cuando en el circuito hay condensadores&#44; la carga y descarga de &#233;stos provoca un retraso de la onda del voltaje con respecto a la onda de intensidad&#44; y se dice que la corriente est&#225; desfasada&#46; Este desfase se expresa en forma de &#225;ngulo y se denomina &#225;ngulo de fase &#40;&#966;&#41; &#40;figura 1&#41;&#46; La tangente de &#966; es Xc&#47;R &#40;ecuaci&#243;n 2&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La bioimpedancia representa la oposici&#243;n de un medio biol&#243;gico al paso de una corriente alterna&#44; y tiene los componentes de resistencia y reactancia comentados previamente&#46; La resistencia est&#225; condicionada por la resistividad de los diferentes tejidos a la conducci&#243;n de la corriente el&#233;ctrica&#58; los tejidos graso y &#243;seo son malos conductores y la corriente circula mejor por los fluidos&#160;intra y extracelulares&#44; que son soluciones electrol&#237;ticas&#46; La reactancia es debida al efecto aislante de las membranas celulares&#44; que se comportan como condensadores que se cargan y descargan al paso de la corriente&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El sistema de bioimpedancia m&#225;s com&#250;n es el de cuerpo entero con cuatro electrodos&#58; dos colocados en la extremidad inferior &#40;dorso del pie y&#160;tobillo&#41; y los otros dos en la extremidad superior &#40;dorso de la mano y mu&#241;eca&#41;&#46; Entre los electrodos distales circula una corriente alterna estable cuya intensidad es muy baja &#40;del orden de decenas o centenas de microamperios&#41;&#46; Entre los electrodos proximales el monitor realiza la lectura del voltaje &#40;figura 2&#41;&#46; El monitor maneja el voltaje y la intensidad de la corriente&#44; y es capaz de detectar el desfase entre ambos &#40;&#225;ngulo de fase&#41;&#46; Con el voltaje y la intensidad calcula la impedancia &#40;por la ley de Ohm&#41;&#46; Con la impedancia y el &#225;ngulo de fase&#44; el monitor calcula la resistencia y la reactancia mediante las ecuaciones 1 y 2<span class="elsevierStyleSup">3&#44;4</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Los valores de la resistencia&#44; de la reactancia y del &#225;ngulo de fase dependen de la frecuencia de la corriente alterna&#46; La resistencia es inversamente proporcional a la frecuencia&#44; ya que la conductividad el&#233;ctrica de la mayor&#237;a de los tejidos aumenta si se incrementa la frecuencia&#46; La relaci&#243;n de la reactancia y del &#225;ngulo de fase con la frecuencia es un curva parab&#243;lica&#58; los valores m&#225;ximos se obtienen con frecuencias de alrededor de 50 kHz y van disminuyendo conforme la frecuencia se aleja de dicho valor tanto si aumenta como si disminuye<span class="elsevierStyleSup">5</span>&#46; La frecuencia de la corriente alterna es fundamental para interpretar los valores de los par&#225;metros bioel&#233;ctricos&#46; Hay monitores de bioimpedancia que utilizan una &#250;nica frecuencia de 50 kHz&#44;&#160;y otros monitores realizan la&#160;lectura y el c&#225;lculo de los par&#225;metros bioel&#233;ctricos con m&#250;ltiples frecuencias&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El sistema inform&#225;tico de los monitores utiliza una serie de ecuaciones para calcular los valores de los vol&#250;menes y masas corporales a partir de los datos el&#233;ctricos&#46; Estas ecuaciones de predicci&#243;n incluyen otras variables&#44; como peso&#44; talla&#44; edad y sexo&#44; y en la mayor&#237;a de ellas el componente de reactancia es ignorado<span class="elsevierStyleSup">3&#44;6-10</span>&#46; Las ecuaciones est&#225;n validadas con los m&#233;todos que se consideran de referencia para la determinaci&#243;n de los distintos componentes del cuerpo humano<span class="elsevierStyleSup">7&#44;9-11</span>&#46; Cada monitor usa ecuaciones distintas seg&#250;n el sistema de bioimpedancia&#44; los modelos te&#243;ricos de an&#225;lisis y el m&#233;todo de referencia elegido para su validaci&#243;n&#46; En muchas ocasiones&#44; las ecuaciones son dif&#237;ciles de conocer&#46; La presentaci&#243;n de los resultados de la bioimpedancia como vol&#250;menes y masas corporales se denomina bioimpedancia convencional&#46; Otra forma de expresar los datos bioel&#233;ctricos es mediante la construcci&#243;n de un vector de impedancia con la resistencia y la reactancia obtenidas a la frecuencia de 50 kHz &#40;bioimpedancia vectorial&#41;&#46; De la comparaci&#243;n de este vector con el correspondiente a una poblaci&#243;n sana se consigue informaci&#243;n del estado de hidrataci&#243;n y nutrici&#243;n<span class="elsevierStyleSup">3</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Podemos concluir que la intensidad&#44; el voltaje y el &#225;ngulo de fase son los tres par&#225;metros el&#233;ctricos que el monitor maneja en primera instancia&#46; Con ellos&#44; el monitor calcula la impedancia y sus dos componentes de resistencia y reactancia&#46; Con los par&#225;metros el&#233;ctricos y con otros datos del paciente&#44; se calcula el valor de diversos vol&#250;menes y masas corporales con ecuaciones de predicci&#243;n&#46;</p><p class="elsevierStylePara">&#160;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">Conflictos de inter&#233;s</span></p><p class="elsevierStylePara">Los autores declaran que no tienen conflictos de inter&#233;s potenciales relacionados con los contenidos de este art&#237;culo&#46;</p><p class="elsevierStylePara">&#160;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">CONCEPTOS CLAVE</span></p><p class="elsevierStylePara">1&#46; Los monitores de bioimpedancia manejan una corriente alterna con&#160;intensidad fija que es introducida en el organismo por los electrodos distales&#46; Los electrodos proximales son sensores que detectan el voltaje&#46;</p><p class="elsevierStylePara">2&#46; Con la intensidad y el voltaje se calcula la impedancia&#46; El monitor es capaz de detectar el desfase entre la intensidad y el voltaje&#44; y con este par&#225;metro y con la impedancia obtiene los valores de la resistencia y la reactancia&#46;</p><p class="elsevierStylePara">3&#46; Con los par&#225;metros bioel&#233;ctricos el monitor calcula el valor de los diferentes compartimentos corporales mediante ecuaciones de predicci&#243;n que son diferentes para cada monitor&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><a href="grande&#47;11310&#95;108&#95;24944&#95;es&#95;11310&#95;f1&#46;jpg" class="elsevierStyleCrossRefs"><img src="11310_108_24944_es_11310_f1.jpg" alt="Voltaje e intensidad de corriente en circuitos de corriente alterna"></img></a></p><p class="elsevierStylePara">Figura 1&#46; Voltaje e intensidad de corriente en circuitos de corriente alterna</p><p class="elsevierStylePara"><a href="grande&#47;11310&#95;108&#95;24945&#95;es&#95;11310&#95;f2&#46;jpg" class="elsevierStyleCrossRefs"><img src="11310_108_24945_es_11310_f2.jpg" alt="Esquema del modelo de bioimpedancia de cuatro electrodos"></img></a></p><p class="elsevierStylePara">Figura 2&#46; Esquema del modelo de bioimpedancia de cuatro electrodos</p>"
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Fundamentos eléctricos de la bioimpedancia
The electrical basis of bioimpedance
Andrés Sánchez-Iglesiasa, Milagros Fernández-Lucasb, José L. Teruelb
a Profesor de Física. Colegio Valdeluz, Madrid,
b Servicio de Nefrología, Hospital Universitario Ramón y Cajal, Madrid,
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    "textoCompleto" => "<p class="elsevierStylePara">El an&#225;lisis de impedancia bioel&#233;ctrica proporciona informaci&#243;n relacionada con el grado de nutrici&#243;n e hidrataci&#243;n del cuerpo humano&#46; No es de extra&#241;ar que en los &#250;ltimos a&#241;os se haya generalizado el uso de monitores de bioimpedancia en los pacientes con enfermedad renal cr&#243;nica&#46; Dos excelentes editoriales publicadas recientemente en <span class="elsevierStyleItalic">Nefrolog&#237;a </span>revisaron los sistemas de bioimpedancia disponibles y la informaci&#243;n cl&#237;nica que se puede obtener de &#233;stos<span class="elsevierStyleSup">1&#44;2</span>&#46; Sin embargo&#44; los fundamentos de la bioimpedancia son dif&#237;ciles de entender para un m&#233;dico cuyos conocimientos de electricidad quedaron limitados a los que aprendi&#243; en un bachillerato realizado hace muchos a&#241;os&#46; Este editorial pretende hacer un recordatorio de los principios de electricidad necesarios para comprender el funcionamiento de un monitor de bioimpedancia&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Un circuito el&#233;ctrico de corriente alterna est&#225; definido por cuatro par&#225;metros&#58; intensidad&#44; voltaje&#44; impedancia y frecuencia de alternancia&#46; La impedancia expresa la oposici&#243;n del circuito al paso de la corriente y su unidad de medida es el ohmio&#46; La unidad de medida de la intensidad es el amperio&#44; la del voltaje es el voltio y la de la frecuencia es el hercio &#40;ciclos por segundo&#41;&#46; La ley fundamental de electricidad que relaciona la impedancia con la intensidad y el voltaje es la ley de Ohm&#58; impedancia&#160;&#61; voltaje&#47;intensidad&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Cuando la corriente el&#233;ctrica alterna circula por un medio&#44; la impedancia depende en parte de la facilidad del medio para conducir la corriente&#44; y es proporcional a la resistividad o mala conductividad del medio&#46; Si el circuito el&#233;ctrico contiene adem&#225;s condensadores &#40;sistemas constituidos por placas separadas por un medio aislante&#44; en los que se acumula la carga el&#233;ctrica&#44; que se libera cuando el sistema se satura&#41;&#44; la impedancia tambi&#233;n depende del n&#250;mero de condensadores que tenga que atravesar la corriente y de la facilidad de carga y descarga de &#233;stos &#40;capacidad&#41;&#46; El componente de la impedancia &#40;Z&#41; debido a la mala conductividad del medio se denomina resistencia &#40;R&#41; y el componente debido a la acci&#243;n de&#160;los condensadores recibe el nombre de reactancia capacitiva &#40;Xc&#41;&#44; que en adelante denominaremos simplemente reactancia&#46; La ecuaci&#243;n que las relaciona es&#58;</p><p class="elsevierStylePara">&#40;Z&#41;&#178; &#61;&#160;&#40;R&#41;&#178; &#43; &#40;Xc&#41;&#178; &#40;ecuaci&#243;n 1&#41;</p><p class="elsevierStylePara">El comportamiento de un circuito de corriente alterna est&#225; definido por dos ondas que&#160;tienen distinta amplitud pero la misma frecuencia&#58; la onda de intensidad y la onda de voltaje&#46; Si coinciden los&#160;picos de ambas ondas&#44; se dice que la intensidad est&#225; en fase con el voltaje&#46; Cuando en el circuito hay condensadores&#44; la carga y descarga de &#233;stos provoca un retraso de la onda del voltaje con respecto a la onda de intensidad&#44; y se dice que la corriente est&#225; desfasada&#46; Este desfase se expresa en forma de &#225;ngulo y se denomina &#225;ngulo de fase &#40;&#966;&#41; &#40;figura 1&#41;&#46; La tangente de &#966; es Xc&#47;R &#40;ecuaci&#243;n 2&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La bioimpedancia representa la oposici&#243;n de un medio biol&#243;gico al paso de una corriente alterna&#44; y tiene los componentes de resistencia y reactancia comentados previamente&#46; La resistencia est&#225; condicionada por la resistividad de los diferentes tejidos a la conducci&#243;n de la corriente el&#233;ctrica&#58; los tejidos graso y &#243;seo son malos conductores y la corriente circula mejor por los fluidos&#160;intra y extracelulares&#44; que son soluciones electrol&#237;ticas&#46; La reactancia es debida al efecto aislante de las membranas celulares&#44; que se comportan como condensadores que se cargan y descargan al paso de la corriente&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El sistema de bioimpedancia m&#225;s com&#250;n es el de cuerpo entero con cuatro electrodos&#58; dos colocados en la extremidad inferior &#40;dorso del pie y&#160;tobillo&#41; y los otros dos en la extremidad superior &#40;dorso de la mano y mu&#241;eca&#41;&#46; Entre los electrodos distales circula una corriente alterna estable cuya intensidad es muy baja &#40;del orden de decenas o centenas de microamperios&#41;&#46; Entre los electrodos proximales el monitor realiza la lectura del voltaje &#40;figura 2&#41;&#46; El monitor maneja el voltaje y la intensidad de la corriente&#44; y es capaz de detectar el desfase entre ambos &#40;&#225;ngulo de fase&#41;&#46; Con el voltaje y la intensidad calcula la impedancia &#40;por la ley de Ohm&#41;&#46; Con la impedancia y el &#225;ngulo de fase&#44; el monitor calcula la resistencia y la reactancia mediante las ecuaciones 1 y 2<span class="elsevierStyleSup">3&#44;4</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Los valores de la resistencia&#44; de la reactancia y del &#225;ngulo de fase dependen de la frecuencia de la corriente alterna&#46; La resistencia es inversamente proporcional a la frecuencia&#44; ya que la conductividad el&#233;ctrica de la mayor&#237;a de los tejidos aumenta si se incrementa la frecuencia&#46; La relaci&#243;n de la reactancia y del &#225;ngulo de fase con la frecuencia es un curva parab&#243;lica&#58; los valores m&#225;ximos se obtienen con frecuencias de alrededor de 50 kHz y van disminuyendo conforme la frecuencia se aleja de dicho valor tanto si aumenta como si disminuye<span class="elsevierStyleSup">5</span>&#46; La frecuencia de la corriente alterna es fundamental para interpretar los valores de los par&#225;metros bioel&#233;ctricos&#46; Hay monitores de bioimpedancia que utilizan una &#250;nica frecuencia de 50 kHz&#44;&#160;y otros monitores realizan la&#160;lectura y el c&#225;lculo de los par&#225;metros bioel&#233;ctricos con m&#250;ltiples frecuencias&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El sistema inform&#225;tico de los monitores utiliza una serie de ecuaciones para calcular los valores de los vol&#250;menes y masas corporales a partir de los datos el&#233;ctricos&#46; Estas ecuaciones de predicci&#243;n incluyen otras variables&#44; como peso&#44; talla&#44; edad y sexo&#44; y en la mayor&#237;a de ellas el componente de reactancia es ignorado<span class="elsevierStyleSup">3&#44;6-10</span>&#46; Las ecuaciones est&#225;n validadas con los m&#233;todos que se consideran de referencia para la determinaci&#243;n de los distintos componentes del cuerpo humano<span class="elsevierStyleSup">7&#44;9-11</span>&#46; Cada monitor usa ecuaciones distintas seg&#250;n el sistema de bioimpedancia&#44; los modelos te&#243;ricos de an&#225;lisis y el m&#233;todo de referencia elegido para su validaci&#243;n&#46; En muchas ocasiones&#44; las ecuaciones son dif&#237;ciles de conocer&#46; La presentaci&#243;n de los resultados de la bioimpedancia como vol&#250;menes y masas corporales se denomina bioimpedancia convencional&#46; Otra forma de expresar los datos bioel&#233;ctricos es mediante la construcci&#243;n de un vector de impedancia con la resistencia y la reactancia obtenidas a la frecuencia de 50 kHz &#40;bioimpedancia vectorial&#41;&#46; De la comparaci&#243;n de este vector con el correspondiente a una poblaci&#243;n sana se consigue informaci&#243;n del estado de hidrataci&#243;n y nutrici&#243;n<span class="elsevierStyleSup">3</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Podemos concluir que la intensidad&#44; el voltaje y el &#225;ngulo de fase son los tres par&#225;metros el&#233;ctricos que el monitor maneja en primera instancia&#46; Con ellos&#44; el monitor calcula la impedancia y sus dos componentes de resistencia y reactancia&#46; Con los par&#225;metros el&#233;ctricos y con otros datos del paciente&#44; se calcula el valor de diversos vol&#250;menes y masas corporales con ecuaciones de predicci&#243;n&#46;</p><p class="elsevierStylePara">&#160;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">Conflictos de inter&#233;s</span></p><p class="elsevierStylePara">Los autores declaran que no tienen conflictos de inter&#233;s potenciales relacionados con los contenidos de este art&#237;culo&#46;</p><p class="elsevierStylePara">&#160;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">CONCEPTOS CLAVE</span></p><p class="elsevierStylePara">1&#46; Los monitores de bioimpedancia manejan una corriente alterna con&#160;intensidad fija que es introducida en el organismo por los electrodos distales&#46; Los electrodos proximales son sensores que detectan el voltaje&#46;</p><p class="elsevierStylePara">2&#46; Con la intensidad y el voltaje se calcula la impedancia&#46; El monitor es capaz de detectar el desfase entre la intensidad y el voltaje&#44; y con este par&#225;metro y con la impedancia obtiene los valores de la resistencia y la reactancia&#46;</p><p class="elsevierStylePara">3&#46; Con los par&#225;metros bioel&#233;ctricos el monitor calcula el valor de los diferentes compartimentos corporales mediante ecuaciones de predicci&#243;n que son diferentes para cada monitor&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><a href="grande&#47;11310&#95;108&#95;24944&#95;es&#95;11310&#95;f1&#46;jpg" class="elsevierStyleCrossRefs"><img src="11310_108_24944_es_11310_f1.jpg" alt="Voltaje e intensidad de corriente en circuitos de corriente alterna"></img></a></p><p class="elsevierStylePara">Figura 1&#46; Voltaje e intensidad de corriente en circuitos de corriente alterna</p><p class="elsevierStylePara"><a href="grande&#47;11310&#95;108&#95;24945&#95;es&#95;11310&#95;f2&#46;jpg" class="elsevierStyleCrossRefs"><img src="11310_108_24945_es_11310_f2.jpg" alt="Esquema del modelo de bioimpedancia de cuatro electrodos"></img></a></p><p class="elsevierStylePara">Figura 2&#46; Esquema del modelo de bioimpedancia de cuatro electrodos</p>"
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Información del artículo
ISSN: 02116995
Idioma original: Español
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2024 Noviembre 29 11 40
2024 Octubre 181 78 259
2024 Septiembre 126 48 174
2024 Agosto 131 67 198
2024 Julio 106 39 145
2024 Junio 102 59 161
2024 Mayo 140 62 202
2024 Abril 117 49 166
2024 Marzo 112 45 157
2024 Febrero 102 34 136
2024 Enero 77 39 116
2023 Diciembre 114 38 152
2023 Noviembre 109 42 151
2023 Octubre 116 30 146
2023 Septiembre 184 55 239
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2023 Julio 100 33 133
2023 Junio 77 39 116
2023 Mayo 92 47 139
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2022 Septiembre 113 38 151
2022 Agosto 104 67 171
2022 Julio 92 61 153
2022 Junio 77 42 119
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2022 Enero 89 42 131
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2021 Noviembre 77 55 132
2021 Octubre 119 66 185
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2021 Julio 101 40 141
2021 Junio 74 15 89
2021 Mayo 97 44 141
2021 Abril 254 87 341
2021 Marzo 101 53 154
2021 Febrero 82 60 142
2021 Enero 60 44 104
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2020 Noviembre 93 51 144
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2018 Septiembre 287 23 310
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2016 Junio 176 0 176
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