TECHNOLOGIA

HISTORIA IMPEDANCJI

technologia1 Impedancja bioelektryczna, nazywana także rzadziej bioimpedancją elektryczną (BIA, bioelectrical impedance analysis), jest coraz szerzej stosowaną nieinwazyjną metodą pomiaru składu ciała. Jest stosowana
w różnych instytucjach zajmujących się analizą składu ciała, począwszy od klinik i gabinetów lekarskich, a skończywszy na klubach fitness. Można ją stosować u osób obu płci, w każdym wieku, praktycznie niezależnie od stanu zdrowia. Wyniki otrzymane za pomocą analizy impedancji bioelektrycznej są łatwe do uzyskania, wysoce powtarzalne, a sprzęt potrzebny do jej wykonania jest przenośny i stosunkowo niedrogi.
Badanie BIA polega na zmierzeniu impedancji (czyli rodzaju oporu elektrycznego złożonego z rezystancji i reaktancji) tkanek, przez które jest przepuszczany prąd elektryczny o niskim natężeniu (£ 1 mA). Zjawisko rezystancji wiąże się z oporem właściwym poszczególnych tkanek, podczas gdy reaktancja wynika głównie z pojemności elektrycznej błon komórkowych, które ze względu na swoją budowę działają jak kondensatory.

Właściwości elektryczne tkanek są znane od prawie półtora wieku — pisał o nich Hermann już w 1871 roku [1]. W połowie XX wieku o związku pomiarów impedancji bioelektrycznej z całkowitą ilością wody w ciele pisali Barnett [2], a następnie Thomasset [3] stosujący dwie elektrody podskórne, natomiast nieco później Hoffer i wsp. [4], którzy używali czterech elektrod umieszczonych na powierzchni skóry. W latach 70. XX wieku Nyboer i wsp. [5] rozpoczęli pionierskie badania w zakresie pletyzmografii impedancyjnej, w których wskazali na związek zmian impedancji ciała ludzkiego ze zmianami w pulsacyjnym przepływie krwi w narządach, pulsie tętniczym oraz w oddychaniu.

Obecnie jest dostępnych wiele urządzeń służących do analizy składu ciała na podstawie BIA, stosujących różne konfiguracje elektrod i różne częstotliwości. Istnieją aparaty przypominające zwykłą wagę domową z wbudowanym systemem dwuelektrodowym, czteroelektrodowym i ośmioelektrodowym (analizatory Biospace).
Źródło: Anna Lewitt, Elżbieta Mądro, Andrzej Krupienicz: „Podstawy teoretyczne i zastosowania analizy impedancji bioelektrycznej (BIA)” Zakład Podstaw Pielęgniarstwa Akademii Medycznej w Warszawie, www.endokrynologia.viamedica.pl

BRAK WYKORZYSTANIA EMPIRYCZNYCH OBLICZEŃ W ANALIZATORACH INBODY

Co to są empiryczne obliczenia?
Empiryczna ocena odnosi się do stosowania zmiennych określonych na podstawie wprowadzonych danych personalnych, takich jak płeć, wiek, typ budowy ciała jak np.  u sportowców lub osób przeciętnych. Na przykład, gdy przeprowadzana jest analiza składu ciała u kobiety, jej zawartość tkanki tłuszczowej  może zostać oszacowana w oparciu o empiryczny fakt, że kobiety zazwyczaj mają więcej tkanki tłuszczowej w organizmie niż mężczyźni.  Jej masa tkanki tłuszczowej musi być wyższa niż w przypadku badanego mężczyzny, mającego taką samą masę ciała. Tak więc, empiryczne oszacowanie, w celu rewizji niedokładnych szacunków, odnosi się do tych zmiennych, które mogą wpływać na wyniki analizy składu ciała

technologia3

TECHNOLOGIA11

Gdy dane empiryczne są wykorzystywane do analizy składu ciała, skład ciała tej samej osoby może się zmienić tylko przez prostą zmianę płci.

Na powyższym przykładzie, przedstawiono wyniki tej samej osoby, wykonane w tym samym dniu. Można zauważyć, że procentowa zawartość tkanki tłuszczowej i tkanka tłuszczowa zmieniły się tylko przez zamianę płci z mężczyzny na kobietę.

TECHNOLOGIA 12

Dla InBody empiryczne czynniki, takie jak wiek i płeć nie robią żadnej różnicy. Jak widać na powyższym wydruku, ta sama osoba, wykonująca pomiar raz jako mężczyzna, a raz jako kobieta, ma takie same wyniki SMM oraz PBF. Jedyną różnicą, przy zmianie płci na InBody, jest zmiana zakresu norm badanego (granica określająca prawidłowe wyniki dla osoby zdrowej).

 

Inną korzyścią związaną z nie wykorzystywaniem danych empirycznych jest to, że można wyraźnie zaobserwować zmiany w organizmie. W analizatorach wykorzystujących dane empiryczne, w wyniku wielu czynników stałych, nie zauważymy dużych zmian w organizmie. Natomiast bez tych danych, widoczne są nawet najmniejsze zmiany w składzie ciała.

Jakie są problemy z empirycznymi oszacowaniami?

 

Błędy analityczne. Takie analizy  zawyżają procentową zawartość tkanki tłuszczowej u wytrenowanych fizycznie kobiet i zaniżają  go u drobnych mężczyzn z wysokim poziomem tkanki tłuszczowej. Jeśli analiza statystyczna reguluje danymi wyjściowymi, a badany nie należy do średniej grupy, to empiryczne oszacowanie powodują błędy.
Niewrażliwość na zmiany składu ciała.  Kiedy lekarze leczą pacjentów otyłych, wykonują oni  wielokrotnie analizy składu ciała, by monitorować wpływ leczenia. W takim przypadku analizator wykorzystujący empiryczne szacunki nie odzwierciedla dokładnie zmiany składu ciała pacjentów.
Nieodpowiednie urządzenie do celów  badawczych.  Z analizatorem, który jest już zaprogramowany do uwzględniania różnic płci i wieku, wykonanie badania porównawczego pod kątem  procentowej zawartości tłuszczu między mężczyzną a kobietą po 50 roku życia, dałoby wyniki już raczej ustawione niż obrazowało rzeczywiste różnice w pomiarach. Dlatego taki analizator z empiryczna oceną nie jest adekwatny do różnicowania składu ciała pomiędzy grupami.

 

Dlaczego inne analizatory wykorzystują oszczacowanie empiryczne?

Konwencjonalne analizatory składu ciała potrzebują danych empirycznych by pokonać słabą dokładność i powtarzalność. Może to pomóc jedynie do wyrównania niedokładności w przypadku przeciętnego człowieka, ale raczej przynosi slutki niewrażliwego pomiaru tak, że istnieje trudność w wykrywaniu zmian składu ciała. Rozważając kliniczne zastosowanie analizatora składu ciała, czułość jest jedną z najważniejszych kwestii. Jednak w analizatorach tkanki tłuszczowej z konwencjonalną impedancją wprowadzone dane pacjenta, takie jak płeć i wiek wpływają bezpośrednio na dane wyjściowe. Innymi słowy, zmiany tych danych wejściowych powodują otrzymanie różnych wyników dla tej samej osoby. W tym przypadku, dane uzyskane zostaną nie przez rzeczywisty pomiar, ale szacunkowo. Tak więc, empiryczne oszacowanie będzie powodować błędy dla każdej sylwetki innej niż standardowa. Dlatego też, konwencjonalne analizatory składu ciała mają znaczny wskaźnik błędów u osób z nadmierną otyłością lub chorobami, dzieci i osób starszych.

TECHNOLOGIA2

Pierwsze analizatory składu ciała, wykonywały pomiary z założeniem, że ludzki organizm jest jednym cylindrem.  InBody podzieliło go na 5 części: prawą i lewą kończynę górną i dolną oraz tułów.

InBody by zmierzyć ciało w segmentach wykorzystuje różne prądy i napięcia. Analizatory InBody jako jedyne na świecie wykonują pomiar impedancji dla tułowia (technologia opatentowana przez Biospace).

Segmentalny pomiar jest ważny ze względu na tułów, a dokładniej ze względu na różnice pomiędzy tułowiem a resztą ciała. U większości ludzi, impedancja kończyn górnych i dolnych to około 200 do 500Ω natomiast tułów ma około 20Ω. Więc różnica 1Ω w tułowiu ma dużo większe znaczenie niż w przypadku pozostałych części. Błąd 1Ω w kończynach górnych i dolnych nie spowoduje dużych błędów w interpretacji, a ten sam błąd dla tułowia może już  powodować duże błędy w interpretacji  składu ciała.

technologia6

Do wykorzystania w badaniach klinicznych, InBody z technologią segmentowej analizy, może wykryć różnice według płci, starzenia się, chorób i grupy etnicznej bez empirycznej estymacji oraz zbadać segmentalny rozwój pacjenta.

WYKORZYSTANIE WIELOCZĘSTOTLIWOŚCI


Problem z konwencjonalnym BIA z jedną niską częstotliwością jest taki, że musi oszacować ilość wody wewnątrzkomórkowej z wody pozakomórkowej , ponieważ niskie częstotliwości nie przenikają przez błony i wody wewnątrzkomórkowe. Warstwa błony komórkowej dzieli komórkę na wodę wewnątrzkomórkową i pozakomórkową. W zdrowym organizmie woda wewnątrz i pozakomórkowa ze sobą proporcjonalna, jednak nierówna dystrybucja płynów w organizmie pojawia się u osób starszych i otyłych lub z chorobami geriatrycznymi, i dla tej grupy niezbędne jest wykonywanie analizy składu ciała. Woda pozakomórkowa mierzona jest  prądami o niskiej częstotliwości (poniżej 50kHz), a woda prądami o wysokiej częstotliwości (powyżej 200kHz).

InBody720, S10 wysyła prąd elektryczny z  częstotliwościami 5, 50, 250, 500 i 1000kHz i jest w stanie wykryć nawet najmniejszą zmianę płynu w organizmie, dostarczając przydatnych informacji dotyczących obrzęku, niedożywienia i chorób geriatrycznych.

technologia7

technologia8

8- PUNKTOWY SYSTEM ELEKTROD DOTYKOWYCH W ANALIZATORACH FIRMY BIOSPACE

technologia9 TECHNOLOGIA4

InBody wykorzystuje kciuk jako jeden z 8 punktów. Ten sposób pomiaru jest opatentowany przez Biospace, więc inne firmy nie mogą z niego korzystać. Analizatory składu ciała innych firm dzielą dłonie na 2 części. Wadą tej metody jest to, że w zależności od sposobu chwycenia za elektrodę, pomiar rozpoczyna się w różnych obszarach. Ryzyko to jest wysokie, zwłaszcza u osób z palcami dużymi, małymi lub grubymi. W analizatorach InBody, bez względu na wielkość dłoni człowieka,  prądy i napięcia spotykają się w tym samym obszarze.

Wszystkie wymienione technologie InBody zostały udowodnione podczas wielu studiów i badań.

TECHNOLOGIA5

Na przykład, powyższe badanie przeprowadzone zostało w Barry University porównując Dexa-złoty standard-, InBody 720 i produkt firmy O. Na wykresach słupkowych, można zauważyć, że InBody z DEXA mają podobną długość, natomiast firma O jest dużo krótsza .Dzieje się tak, dlatego, że firma O korzysta z empirycznego oszacowania, które zbliża wartości pomiarowe do średniego zakresu.

Tak więc, u osoby z 46,4% zawartością tkanki tłuszczowej, pomiary metodą DEXA wskażą, że ma ona 46,4% tkanki tłuszczowej. Analizatory InBody będą wskazywać 43,2% tłuszczu, co jest już bardzo bliskie prawdy, natomiast analizatory firmy O, które korzystają z danych empirycznych pokażą nam, że ta sama osoba ma 34,7% tłuszczu.

TECHNOLOGIA10