HISTORIA IMPEDANCJI

Impedancja bioelektryczna czy też bioimpedancja elektryczna (BIA, bioelectrical impedance analysis) staje się coraz powszechniejszą nieinwazyjną metodą pomiaru składu ciała. Wykorzystywana jest przez różne instytucje m.in. kliniki, gabinety lekarskie oraz fitness kluby. Stosowana jest zarówno u kobiet, jak i u mężczyzn niezależnie od wieku i stanu zdrowia. Uzyskanie wyników badań jest bardzo łatwe. Zaletą jest również, że sprzęt do impedancji jest stosunkowo niedrogi i przenośny. Badanie polega na obliczeniu oporu elektrycznego, który składa się z rezystancji i reaktancji, dzięki któremu przepuszczany jest prąd elektryczny  o niskim natężeniu. Zjawisko rezystancji, o którym mowa, ma związek z oporem poszczególnych tkanek, natomiast reaktancja wynika z pojemności elektrycznej błon komórkowych, które pełnią rolę kondensatorów.

Już w 1871 roku Hermann pisał o właściwościach elektrycznych tkanek, a w połowie XX wieku Bernett i Thomasset wspominali o koligacji impedancji z całkowitą ilością wody w organizmie. Natomiast Hoffer i w.w. wykorzystywali 4 elektrody umieszczone na powierzchni skóry. W II połowie XX wieku Nyboer i wcześniej wymienieni prowadzili badania w zakresie pletyzmografii impedancyjnej. Efektem badań było wskazanie związku między zmianami impedancji ludzkiego ciała a zmianami w pulsacyjnym przepływie krwi w narządach, oddychaniu oraz pulsie tętniczym.

Aktualnie istnieje wiele urządzeń, które służą do pomiaru parametrów składu ciała na podstawie impedancji elektrycznej. Mechanizm ten stosuje różne częstotliwości i konfiguracje elektrod. Niektóre analizatory wyglądem przypominają zwykłą wagę domową z systemem dwu-, cztero- lub ośmioelektrodowym (analizatory InBody).

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.plF

 

ANALIZATORY INBODY BEZ STOSOSOWANIA EMPIRYCZNYCH WYLICZEŃ

Czym są obliczenia empiryczne?

Ocena empiryczna polega na zastosowaniu w przeprowadzonym badaniu określonych zmiennych na podstawie danych osoby badanej np. płeć, wiek. Jako przykład można podać sposób oszacowania zawartości tkanki tłuszczowej u płci pięknej podczas analizy składu ciała w oparciu o fakt, że kobieta posiada więcej tkanki tłuszczowej niż mężczyzna. Co za tym idzie, w przypadku wykonywania analizy u kobiety i mężczyzny o tej samej wadze, to u kobiety zostanie odnotowane większe nagromadzenie tkanki tłuszczowej.

 

Wyniki badania na analizatorach wykorzystujących dane empiryczne będą ulegały zmianie nawet wtedy, gdy zmienimy płeć badanej osoby.

Wyżej przedstawiono ilustrującą ten fakt sytuację. Widzimy tu dwie analizy przeprowadzone na jednej osobie w tym samym dniu. Możemy jednak zauważyć różnicę w procentowej zawartości tkanki tłuszczowej i tkance tłuszczowej występującą po zmianie płci z mężczyzny na kobietę.

 

Nasze analizatory InBody wyróżnia fakt, że nie stosują danych empirycznych jak wiek i płeć do określenia składu ciała, wykorzystywane jest ono jedynie do dopasowania właściwych norm do każdego badanego. Obrazuje to załączony wydruk przedstawiający analizę tej samej osoby raz jako mężczyzna, a raz jako kobieta. Zauważyć można, że w przypadku obu wydruków wyniki SMM i PBF niczym się od siebie nie różnią. Jedyną rozbieżnością, którą powoduje zmiana płci są inne granice określające prawidłowe wyniki zdrowej osoby.

Kolejną korzyścią płynącą z braku wykorzystania danych empirycznych w analizatorach InBody jest możliwość zaobserwowania wyraźnych zmian w organizmie.

Problemy związane z obliczeniami empirycznymi

1. Błędy analityczne. Częstym zjawiskiem jest zawyżanie procentowej zawartości tkanki tłuszczowej u kobiet aktywnych fizycznie oraz u mężczyzn o drobnej budowie z dużym nagromadzeniem tkanki tłuszczowej. Dzieje się tak z każdą osobą, której budowa nie należy do średniej grupy wśród wprowadzonych w urządzeniu danych wyjściowych.
2. Nieodpowiednie urządzenie do badań. Analizator zaprogramowany do wykorzystywania danych empirycznych u osób po 50. roku życia dałby bardziej obrazowe niż rzeczywiste różnice w rozmieszczeniu i ilości tkanki tłuszczowej. Dlatego też nie jest on właściwy do badań porównawczych między różnymi grupami osób.
3. Brak wrażliwości na zmiany w składzie ciała. Analizator nie odzwierciedla dokładnych zmian w składzie ciała pacjentów otyłych, u których kluczowa jest każda zmiana w poziomie tkanki tłuszczowej.

 

W jakim celu inne analizatory korzystają z obliczeń empirycznych?

Dzieje się to głównie ze względu na potrzebę pokonania słabej dokładności i częstej powtarzalności. Jednak sposób ten działa tylko w przypadku przeciętnego człowieka. Biorąc pod uwagę kliniczne zastosowanie tego typu urządzeń, czułość sprzętu jest w tym przypadku najważniejszą kwestią, a przecież każda zmiana danych wyjściowych jest w stanie diametralnie zmienić wyniki badania tej samej osoby.  Empiryczne oszacowanie zmian będzie powodowało błędy w sylwetce innej niż standardowa. Dlatego też maszyny tego typu cechuje duża niedokładność w stosunku do osób otyłych, chorych lub w różnym przedziale wiekowym.

Bezpośredni segmentalny pomiar

Jedne z pierwszych urządzeń do pomiaru składu ciała wykonywały badania zgodnie z założeniem, że człowiek jest jednym cylindrem. Innowacja analizatorów InBody polega na podziale ciała człowieka na 5 części: prawą i lewą kończynę górną i dolną oraz tułów.

InBody do pomiaru ciała w wyżej wymieniony sposób stosuje różne napięcia i prądy. Nasze analizatory jako jedyne na świecie wykonują impedancję dla tułowia (jest to technologia opatentowana przez Biospace).

Segmentalność pomiaru jest istotna ze względu na różnicę między tułowiem a resztą ciała. W większości przypadków impedancja kończyn górnych i dolnych to około 200-500 Ω, natomiast w przypadku tułowia jest to 20Ω. Tak 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.

W przypadku segmentalnej technologii wykorzystywanej w badaniach klinicznych możliwe jest wykrycie różnic w wieku czy płci danej osoby bez obliczeń empirycznych, a także zbadanie segmentalnego rozwoju pacjenta.

 

Wieloczęstotliwość 

Niskie częstotliwości nie mają możliwości przenikać przez błony i wody wewnątrzkomórkowe, przez co dokonywanie BIA w sposób konwencjonalny jest możliwe tylko przez oszacowanie ilości wody wewnątrzkomórkowej z wody pozakomórkowej. Komórka za sprawą błony komórkowej ulega podziałowi na wodę wewnątrzkomórkową i pozakomórkową. Proporcjonalność wody wewnątrzkomórkowej i pozakomórkowej świadczy o zdrowiu pacjenta. Nierówne rozmieszczenie płynów pojawia się najczęściej u osób otyłych bądź cierpiących na choroby geriatryczne, a to świadczy o konieczności systematycznej kontroli składu ciała. Niska częstotliwość jest potrzebna do pomiaru wody pozakomórkowej, a wysoka do pomiaru wody wewnątrzkomórkowej.

 

InBody770 oraz InBody S10 są w stanie wykryć najmniejsze zmiany w rozmieszczeniu płynów przez wysyłanie prądu elektrycznego zarówno o wysokiej, jak i niskiej częstotliwości (5, 50, 250, 500 i 1000kHZ). W ten sposób badający jest w stanie otrzymać informacje na temat ewentualnych obrzęków lub chorób swojego pacjenta.

 

 

 

8- punktowy system elektrod dotykowych 

 

 

Technologia opatentowana i zastrzeżona prawami autorskimi przez InBody wykorzystuje kciuk jako jeden z 8 punktów. Analizatory innych firm dzielą dłonie człowieka na dwie części, co sprawia, że do powstania błędu pomiarowego wystarczy nietypowy rozmiar palców bądź różny sposób chwycenia za elektrody. Pomiar wówczas rozpoczyna się w innych obszarach. Analizatory InBody wyróżnia to, że wielkość dłoni nie ma żadnego wpływu na wynik badania, ponieważ prądy i napięcie spotykają się w tym samym obszarze.

Wszystkie technologie wykorzystywane przez InBody są potwierdzone wielokrotnymi badaniami.

 

Badanie przedstawione wyżej zostało przeprowadzone w Barry University. Porównuje ono Dexa-złoty standard, InBody 720 (poprzednik InBody770) i produkt firmy O. Sugerując się wykresami słupkowymi, zauważamy, że zarówno InBody jak i DEXA są zbliżone do siebie pod względem długości. Firma O jest za to wiele krótsza, ponieważ stosuje w swoich urządzeniach empiryczne oszacowanie, które zbliża wartości pomiarowe do średniego zakresu.

 

Opierając przedstawione fakty na przykładzie, u osoby mającą tkankę tłuszczową na poziomie 46,4%, urządzenie DEXA wskaże, że dana osoba posiada 46,4% tkanki tłuszczowej. InBody pokaże, że tkanka tłuszczowa utrzymuje się w 43,2% (jest to pomiar bardzo bliski prawdy). Z kolei analizatory firmy O korzystające z danych empirycznych zadeklarują, że badana osoba ma 34,7% tłuszczu, co całkowicie oddali oszacowany wynik od rzeczywistych wartości.

 

Nowy standard innowacji InBody

InBody nieustannie ewoluuje w sposobie pomiaru składu ciała i rozszerza jego zastosowanie w różnych dziedzinach.

Dokładna technologia InBody pomiaru 3 MHz

Wraz ze wzrostem częstotliwości, staje się ona coraz trudniejsza do kontrolowania w ludzkim organizmie, powodując nieregularne odczyty impedancji. Technologia InBody pokonała to ograniczenie i osiągnęła możliwość kontrolowania częstotliwości 3 MHz. Częstotliwość 3 MHz jest w stanie skuteczniej przenikać przez błony komórkowe człowieka i dlatego lepiej odzwierciedla wodę wewnątrzkomórkową w porównaniu do niższych częstotliwości. To z kolei pozwala nam odróżnić wodę wewnątrzkomórkową od wody zewnątrzkomórkowej, co skutkuje dokładniejszym pomiarem całkowitej wody w organizmie.

Dogłębna analiza wieloczęstotliwości

Niskie częstotliwości nie przenikają dobrze przez błony komórkowe, więc przedstawiają głównie ECW, natomiast wysokie częstotliwości przechodzą przez błony komórkowe i dlatego odzwierciedlają zarówno ECW, jak i ICW. Wykorzystując wieloczęstotliwość, InBody oddzielnie mierzy ECW i ICW oraz TBW, aby sprawdzić bilans wodny. Jako najnowsze osiągnięcie technologiczne, InBody wykorzystuje częstotliwość 3 MHz, co umożliwia precyzyjny pomiar bardziej zróżnicowanej grupy pacjentów i osób o specjalnej budowie ciała. Co więcej, technologia, która umożliwiła wykorzystanie 3 MHz, zapewnia również stabilność pomiaru z innych częstotliwości, nawet w przypadku zakłóceń zewnętrznych.
* ECW: woda zewnątrzkomórkowa, ICW: woda wewnątrzkomórkowa, TBW: całkowita zawartość wody w organizm

Najnowsza technologia 3 MHz dostępna jest w modelach InBody970 i BWA2.0