InBody Technologie

Source: Correlation of whole-body impedance with total body water volume

In 1969 voerde Hoffer een reeks experimenten uit om te bewijzen dat het totaal lichaamsvocht en de biologische impedantie sterk gecorreleerd waren, door te suggereren dat de impedantiemeting gebruikt kon worden om het totaal lichaamsvocht te bepalen. Hij toonde aan dat de lengte in het kwadraat gedeeld door de impedantie sterk gecorreleerd was met het totaal lichaamsvocht.

Hoffer nam impedantiemetingen van de rechterhelft van het lichaam, waaronder de rechterarm, de romp en het rechterbeen. De waarde in het kwadraat gedeeld door de impedantie gaf een correlatiecoëfficiënt van 0,92 met een totaal lichaamsvocht hoger dan andere indexen die ook rekening houden met het lichaamsgewicht. De vergelijking die Hoffer bewees is de impedantie-index die vandaag gebruikt wordt in de BIA.

Image Credit: RJL Systems

In 1979 commercialiseerde RJL Systems de impedantiemeter voor de eerste keer en de BIA-methode begon aan populariteit te winnen. Het apparaat kon de impedantie meten door elektroden te bevestigen aan de achterkant van de rechterhand en bovenop de rechtervoet van een patiënt en zo een stroom van 50kHz door de rechterhelft van het lichaam te sturen.

Voordien kon de lichaamssamenstelling enkel gemeten worden door meten met een schuifmaat of onderwaterweging. Dergelijke methoden moesten worden uitgevoerd door deskundigen en de installatie was niet eenvoudig. Ook konden slechts bepaalde soorten patiënten hier voordeel uit halen. BIA was echter eenvoudig, snel, goedkoper en minder intrusief. Daarom begonnen heel wat onderzoekers naar lichaamssamenstelling, voedingsdeskundigen en medische specialisten gebruik te maken van BIA.

Onderzoek door Lukaski, Segal en andere geleerden versnelde de evolutie van BIA. Studies toonden aan dat BIA sterk gecorreleerd was met gouden standaardmethoden als onderwaterweging en DEXA. Maar de technische beperkingen van BIA begonnen aan het licht te komen eind jaren 80.

Een van de beperkingen was dat BIA ervan uitging dat het menselijk lichaam cilindervormig is en gebruik maakte van één enkele frequentie (50 kHz). Dit klopte misschien wel voor patiënten met een standaard lichaamstype, maar het was geen nauwkeurige berekening voor andere populaties. Dus kwamen onderzoekers met verschillende vergelijkingen naast de impedantie index om de technische beperkingen van BIA op te vangen en nauwkeuriger resultaten te behalen voor groepen van patiënten van verschillende leeftijden, geslacht, enz.

Sample empirical estimation equation

Source: Estimation of Body Fluid Volumes Using Tetrapolar Bioelectrical Impedance Measurements

Om tot nauwkeurigere resultaten komen, kwamen onderzoekers met empirische vergelijkingen die gebruik maakten van empirische gegevens zoals geslacht en leeftijd om de lichaamssamenstelling van een persoon te berekenen.

Empirische gegevens is kennis opgedaan door middel van observeren en experimenteren. Door gegevens te verzamelen over een proefpopulatie die (hopelijk) de variatie van de gehele populatie vertegenwoordigt, proberen onderzoekers een trend af te leiden die gebruikt zou kunnen worden om resultaten te voorspellen. Onderzoekers vinden deze trends in spier- en vetmassa in de lichaamssamenstelling; ze maken gebruik van deze gegevens om de lichaamssamenstelling te voorspellen op basis van specifieke variabelen (leeftijd, geslacht, etniciteit, enz.)

In 1986 maakte Lukaski gebruik van de gepubliceerde vergelijkingen die gebruik maken van de impedantie index, lichaamsgewicht en schijnweerstand; en in 1986 publiceerde Kushner vergelijkingen die gebruik maken van de impedantie index, lichaamsgewicht en geslacht.

Hoewel empirische inschattingen u een nauwkeurige inschatting van de lichaamssamenstelling van een gemiddelde gebruiker kunnen geven, zijn er aanzienlijke problemen bij het gebruik hiervan voor medische doeleinden.

Stel dat er een toestel is dat gebruik maakt van een empirische vergelijking om het totale lichaamsvocht te berekenen. En er zijn twee personen met dezelfde hoeveelheid vetvrije massa, maar één van hen is 30 jaar oud en de andere is 40 jaar oud. Hoewel ze over dezelfde hoeveelheid vetvrije massa beschikken, berekenen de empirische vergelijkingen dat deze twee mensen 0,8l verschil hebben in hun totaal lichaamsvocht alleen omwille van hun leeftijdsverschil, wat niet correct noch nauwkeurig is.

Omwille van de technologische beperkingen werden de BIA-toestellen meer privé gebruikt dan in de ziekenhuizen. Aan het einde van de jaren 80 brachten Japanse fabrikanten verschillende soorten toestellen op de markt voor het bepalen van de lichaamssamenstelling, gebaseerd op BIA, die eenvoudig door het grote publiek gebruikt konden worden. Sommige toestellen maten de impedantie tussen twee voeten wanneer de gebruiker op de weegschaal staat, andere maten de impedantie tussen twee handen door het toestel vast te houden.

Aangezien de onnauwkeurigheid van BIA te wijten is aan technische beperkingen, werd door velen geargumenteerd dat dit voor verbetering vatbaar was. In 1992 beweerde Kushner dat het menselijk lichaam bestaat uit vijf cilinders (rechterarm, linkerarm, romp, rechterbeen, linkerbeen) in plaats van één.

Terwijl de ledematen de totale impedantie beïnvloeden, heeft de romp, die de grootste doorsnede heeft, maar weinig invloed op de impedantie. Maar omdat de romp 50% van de totale vetvrije massa uitmaakt, benadrukt Kushner dat het meten van de impedantie van de romp afzonderlijk zeer belangrijk zou zijn.

Het meten van de totale impedantie alleen zou niet voldoende zijn, maar alle vijf delen moeten afzonderlijk worden gemeten op verschillende frequenties, waarbij een onderscheid wordt gemaakt tussen extracellulair en intracellulair vocht. Met andere woorden: de technische beperkingen van BIA moeten worden opgevangen door het meten van verschillende delen op verschillende frequenties.

In 1996 ontwikkelde Dr. Kichul Cha, student bio-ingenieur aan Harvard Medical School, het eerste 8-punts tactiele elektrode systeem ter wereld met rechtstreekse gesegmenteerde analyse die de impedantie meet voor de vijf verschillende lichaamsdelen op meerdere frequenties.

Het meten van de impedantie door stroom van verschillende frequenties door de vijf delen van het lichaam te sturen zorgde voor een afzonderlijke impedantiemeting. Bovendien kon zo de impedantie van de romp afzonderlijk gecontroleerd worden. Dit leverde zeer nauwkeurige resultaten op zonder gebruik te maken van empirische gegevens. Zo werden de InBody lichaamssamenstellingsanalysatoren een nauwkeurig medisch apparaat. Impedantiewaarden voor alle cilinders zijn terug te vinden op de InBody Resultatenfiche.

Heel wat BIA-producten geven vandaag de spiermassa voor elk onderdeel van het lichaam. Maar de meeste van dergelijke producten kunnen geen segmentale impedantiemetingen doen, en dan hebben we het specifiek over de impedantie van de romp. Maar op een InBody Resultatenfiche ziet u de impedantiewaarden van alle vijf onderdelen van het lichaam, waaronder de romp, met gebruik van zowel hoge als lage frequenties.