Addressing the difficulties in using inductive methods to evaluating human body composition.

Cet expose decrit les difficultes et les solutions dans la mise en oeuvre de la technique de mesure par induction electromagnetique pour determiner la composition corporelle. Les difficultes rencontrees dans la mise en oeuvre de cette technique sont abordees de facon theorique et experimentale en utilisant une approche de mesure inductive basee sur les guides d'ondes helicoidales resonnant a effet selfique (SHHW). Le principe de mesure et les differences avec la technique TOBEC sont decrits. A la suite, une etude d'experimentation sur les fantomes a souleve des questions sur la nature de l'interaction entre cet effet electromagnetique et le sujet. Cet aspect a ete traite en utilisant un modele theorique simple. Les resultats obtenus qualitativement sont en correspondance avec les donnees obtenues experimentalement. Dans ce document sont egalement decrits les premiers resultats des etudes cliniques qui ont ete interpretes a la lumiere des conclusions precedentes. Le travail realise a permis d'obtenir un eclairage sur la facon de concevoir des systemes de mesure inductive pour evaluer la composition corporelle. Les mesures inductives sont sensibles a la repartition aussi bien qu'a la quantite de tissus biologiques conducteurs de l'electricite, une moyenne globale reste un index assez mediocre pour etablir des correlations fiables. En general, les systemes de bobines interferent avec la cible (le sujet) au travers de differents mecanismes bases sur l'effet inductif et capacitif De ces effets, l'interaction a caractere purement inductif recherche peut rester marginale. Nous proposons de s'affranchir de cette difficulte en utilisant des bobines de tailles reduites, soigneusement blindees couplees a une electronique de mesure sensible. Les bobines de faibles dimensions presentent l'avantage d'etre realisees plus facilement et de controler l'effet parasite du couplage capacitif. Il est egalement possible d'avoir une information spatiale et d'augmenter le nombre total de mesures sur lesquelles sera basee l'analyse predictive de la composition corporelle. Un avantage supplementaire de cette approche est qu'elle beneficie de la diminution actuelle du cout informatique sachant que les mesures de bases peuvent etre analysees en utilisant un logiciel de modelisation sophistique et des methodes d'analyses multivariables. Les differents aspects traitant de la conception du capteur, l'electronique de mesure pour l'analyse tomographique seront presentes, ainsi que des premiers resultats obtenus experimentalement en utilisant des fantomes.

[1]  David A Fields,et al.  Body-composition assessment via air-displacement plethysmography in adults and children: a review. , 2002, The American journal of clinical nutrition.

[2]  N. Pace,et al.  STUDIES ON BODY COMPOSITION III. THE BODY WATER AND CHEMICALLY COMBINED NITROGEN CONTENT IN RELATION TO FAT CONTENT , 1945 .

[3]  H. Lackner,et al.  Magnetic induction tomography: hardware for multi-frequency measurements in biological tissues. , 2001, Physiological measurement.

[4]  Ronald Pethig,et al.  Dielectric and electronic properties of biological materials , 1979 .

[5]  Estimating patient dielectric losses in NMR imagers. , 1984, Magnetic resonance imaging.

[6]  William R B Lionheart,et al.  Reconstruction Algorithms for Permittivity and Conductivity Imaging , 2001 .

[7]  S. Smye,et al.  A further assessment of an electromagnetic method to measure body composition. , 1995, Physics in medicine and biology.

[8]  S. Smye,et al.  An investigation of an electromagnetic method for the measurement of body composition. , 1994, Physics in medicine and biology.

[9]  W. Siri,et al.  The gross composition of the body. , 1956, Advances in biological and medical physics.

[10]  Francis A. Duck,et al.  Physical properties of tissue : a comprehensive reference book , 1990 .

[11]  David G. Gadian,et al.  Radiofrequency losses in NMR experiments on electrically conducting samples , 1979 .

[12]  A Korjenevsky,et al.  Magnetic induction tomography: experimental realization. , 2000, Physiological measurement.

[13]  H. Griffiths,et al.  A numerical model for magnetic induction tomographic measurements in biological tissues. , 2001, Physiological measurement.

[14]  E. Gehan,et al.  Estimation of human body surface area from height and weight. , 1970, Cancer chemotherapy reports.

[15]  R McFee,et al.  Electrodeless measurements of the effective resistivity of the human torso and head by magnetic induction. , 1968, IEEE transactions on bio-medical engineering.

[16]  K. Ellis Human body composition: in vivo methods. , 2000, Physiological reviews.

[17]  A W Preece,et al.  Effect of frequency and conductivity on field penetration of electromagnetic hyperthermia applicators. , 1993, Physics in medicine and biology.

[18]  The development of high frequency electromagnetic inductance tomography for low conductivity materials. , 2002 .

[19]  H Scharfetter,et al.  Sensitivity maps and system requirements for magnetic induction tomography using a planar gradiometer. , 2001, Physiological measurement.

[20]  N. H. Saunders,et al.  A feasibility study of in vivo electromagnetic imaging. , 1993, Physics in medicine and biology.

[21]  A. V. Korzhenevskii,et al.  Magnetic induction tomography , 1997 .

[22]  N. H. Saunders,et al.  The composition of weight loss in dieting obese females by electrical methods. , 1993, International journal of obesity and related metabolic disorders : journal of the International Association for the Study of Obesity.