Bioelektrinen impedanssianalyysi: kuinka BIA mittaa kehon koostumusta

Bioelektrinen impedanssianalyysi (eli BIA) on yksinkertainen ja ei-invasiivinen testi, joka mittaa, kuinka pienivolttinen sähkövirta kulkee kehon läpi elektrodien avulla.

BIA: tapa arvioida kehon koostumustasi

Koska BIA auttaa erottamaan kuinka kehon rasva, lihakset ja kehon vesi jakautuvat kudoksissasi, sitä käytetään laajalti kehon koostumuksen määrittämiseen. Kun rasvaa on liikaa suhteessa laihaan kehonmassaan, puhutaan "muuttuneesta kehon koostumuksesta." Vaikka monet ihmiset keskittyvät vain painoon, muuttuneen kehon koostumuksen tiedetään lisäävän riskiä useille sairauksille, kuten sydän- ja verisuonitaudeille, tyypin 2 diabetekselle ja verenpainetaudille. Siksi BIA voi olla kriittinen arvio terveydestäsi. Tässä on mitä sinun tulisi tietää BIA-menetelmästä, sen historiasta, tarkkuudesta ja mahdollisista virhelähteistä.

Mitä on bioelektrinen impedanssianalyysi?

Bioelektrinen impedanssianalyysi (BIA), eli bio-impedanssi, on biologisten kudosten resistanssin mittaamista pienijännitteisen virran kulkua vastaan.

Ihmiskeho koostuu erilaisista kudoksista, joilla on eri sähkönjohtokyky. Noin 70 mikroampeerin (μA) jännitteellä virta kulkee pääasiassa johtavimpien kudosten, kuten veden tai lihasten, läpi.

Mittaamalla jännitteen putoaminen lähde- ja vastaanottinelektrodien välillä BIA määrittää näiden kudosten resistanssitason virran kulkua vastaan.

"Impedanssiksi" kutsuttu resistanssi (Z) vastaa jännitteen (V), joka mitataan kudokseen kosketuksissa olevien 2 pisteen välillä, ja kyseiseen kudokseen kohdistetun virran taajuuden intensiteetin (I) suhdetta.

Impedanssilaskelma on siis Z=V/I.

Neljän elektrodin BIA-konfiguraatio oikean käden ja oikean jalan välillä.

Mistä bioelektrinen impedanssianalyysi on peräisin?

Vaikka ensimmäiset sähköisen impedanssin testit juontavat juurensa Georg Simon Ohmiin (1788–1854), sen soveltaminen ihmiskehoon ja biologisten kudosten mittaamiseen teorioitiin 1900-luvun jälkipuoliskolla.

Vuonna 1962 julkaisussaan, jonka otsikko oli "Bioelectric properties of tissue. Impedance measurement in clinical medicine". Significance of curves obtained, ranskalainen lääkäri Thomasset esitteli ensimmäisenä kahta elektrodia käyttävän menetelmän vertailemalla kahta virrantaajuutta, jotta jokainen lääkäri voisi laskea laihan kehonmassan ja saada tyydyttävän arvion potilaan ravitsemustilasta.

Ajan myötä ja kehon koostumukseen kohdistuvan kasvavan kiinnostuksen myötä syntyi muita menetelmiä. Vuonna 1994 National Institutes of Health (NIH) sopi teknologian arvioinnista, jonka tarkoituksena oli "tarjota lääkäreille vastuullinen arvio bioelektrisen impedanssianalyysin (BIA) teknologiasta kehon koostumuksen mittaamiseen (lähde).

Kuinka bioelektrinen impedanssianalyysi osoittaa kehon koostumuksen?

Bioelektristä impedanssianalyysiä käytetään nykyään laajalti lääketieteessä kehon veden, kehon rasvan ja luuston lihaksen määrän erottamiseen kehossa.

Analyysi hankkii ensin kehon kokonaisvesimäärän (TBW). Tämä on kehon solujen sisä- ja ulkopuolelta löytyvän nesteen määrä. Aikuisella kehon kokonaisvesimäärä edustaa 45–60 % kokonaispainosta.

Muut komponentit – joilla on enemmän eristysominaisuuksia, kuten kehon rasva tai iho – ovat "resistantimpia", eli ne johtavat sähköä heikommin.

Käyttämällä eri taajuuksilla mitattujen bioelektristen impedanssien suhteita monimutkaiset yhtälöt arvioivat kehon rasvattoman massan määrän. Kehon rasvan määrä vähennetään lopulta kokonaispainosta.

Kehon koostumuksen yli

Huomio: Bioelektrinen impedanssi on myös kardiologiassa käytetty menetelmä pulssiaallon nopeuden arvioimiseen, toiseen biomarkkeriin, joka määrittää valtimoiden jäykkyyttä sydän- ja verisuoniterveyden arvioimiseksi.

Rasvakudoksissa mitattu resistanssi

Rasvakudoksessa resistanssi (tai impedanssi tai "Z") on korkea ja mitattu virrankulku (V) on alhainen.

Rasvattomissa kudoksissa mitattu resistanssi

Lihaksissa tai vedessä virrankulku kohtaa vähemmän vastusta, joten mitattu virta (V) on suurempi ja impedanssi on alhainen.

Kuinka tarkka bioelektrinen impedanssianalyysi on?

Bioelektrisessä impedanssianalyysissä käytetty signaali on täysin turvallinen ja kivuton sekä aikuisille että lapsille, mutta huomaa, että bioelektrinen impedanssianalyysi ei ole suositeltava sydämentahdistimen käyttäjille.

Toisaalta monet tieteelliset julkaisut todistavat BIA-menetelmän luotettavuuden, tarkkuuden ja täsmällisyyden tuottaessaan luotettavia arvioita yksilöiden kehon kokonaisvesimäärästä.

Toisaalta tiettyjen testitulosten muuttamiseen vaikuttavien tekijöiden standardisoinnille ja yhteisymmärrykselle on yhä tarvetta. Joitakin näistä tekijöistä kuvataan The American Journal of Clinical Nutrition -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa otsikolla "Kliiniset tekijät, jotka vaikuttavat bioelektrisen impedanssianalyysin mittaustuloksiin."

Tutustu lisää mittareihin:

Ympäristö

Ympäristön aiheuttamien iholämpötilan muutosten mittausympäristössä ajatellaan vaikuttavan ihon pinnan impedanssiin, kuten Journal of Applied Physiology -lehdessä julkaistussa tieteellisessä artikkelissa kuvataan: "Kontrolloitu ympäristön ja ihon lämpötila tulisi sisällyttää BIA-mittausten standardointiin."

Nesteytysstatus

Koska lihakset koostuvat suurelta osin vedestä, kuivuminen vähentää nesteiden ja elektrolyyttien määrää, mikä saattaa heikentää näiden kudosten johtavuutta. Tämän seurauksena rasvaton massa aliarvioidaan todennäköisemmin. Nestepitoisuus vaihtelee huomattavasti päivän aikana, mikä selittää, miksi johdonmukaisuus on tärkeä tekijä tarkan BIA-arvioinnin kannalta.

Ikä

Vuonna 2017 Journal of Bodywork and Movement Therapies -lehdessä julkaistu tutkimus, "Kehon koostumuksen arviointi lapsilla ja nuorilla bioelektrisen impedanssianalyysin avulla: systemaattinen katsaus", osoitti täydellisen korrelaation BIA-pohjaisen kehon koostumuksen arvioinnin ja viitemenetelmien välillä lapsilla. Rasvaton massa aliarvioidaan kuitenkin usein lapsilla.

Massiivinen lihavuus

Koska rasvattoman massan arviointiin kehon kokonaisvesimäärän tulosten perusteella käytettävät yhtälöt nojautuvat viiteväestösegmentteihin, kehon koostumuksen arvio saattaa olla epätarkka henkilöillä, joita pidetään ylirasvaisina. Tutkimus "Viskeraalisen rasvan arviointi massiivisessa lihavuudessa" osoitti, että "rasvamassan aliarviointi lihavilla henkilöillä kasvaa BMI:n noustessa."

Metalliset implantit

Metallisia implantteja käyttävät henkilöt saattavat saada aliarvioituja kehon rasvalukemin. Tämä lukema pysyy kuitenkin vakiona ajan myötä, joten he voivat onnistuneesti seurata muutoksiaan kehon koostumuksessa.

Mitkä ovat eri BIA-laitetyypit?

Vuosien varrella on suunniteltu monia laitteita bioelektrisen impedanssin mittaamiseen entistä tarkemmin ja kätevämmästi. Samaa mittausmenetelmää käyttäen ne eroavat pääasiassa elektrodien lukumäärän ja sen suhteen, mitä kehon osaa mitataan ja mitä arvioidaan.

Laitteiden rakenteen lisäksi merkitystä on myös algoritmin luonteella ja monimutkaisuudella, jota käytetään arvioimaan kehon kokonaisvesimäärää ja rasvatonta massaa vastaanotettujen taajuuksien perusteella. Näiden algoritmien rakentamiseksi tutkijat käyttävät kehon rasvan viitearvoja, jotka voivat vaihdella.

Älykkäiden vaakojen käyttäminen kehon koostumuksen mittaamiseen voi auttaa sinua luotettavasti ja kustannustehokkaasti seuraamaan muutoksia, jos mittaus pysyy johdonmukaisella tasolla.

BIA-vaa'at

Nämä vaa'at pystyvät lähettämään sähkövirran ylös toista jalkaa pitkin ja alas toista jalkaa pitkin. Ennen käyttöä käyttäjien on asetettava ikänsä, pituutensa ja sukupuolensa.

Käsipidikkeiset BIA-laitteet

Näitä kutsutaan myös käsien välisiksi impedanssilaitteiksi, ja ne mittaavat käsivarsien ja ylärungon bioimedanssia.

Koko kehon impedanssilaitteet

Nämä yleiset BIA-laitteet koostuvat neljästä elektrodista, joista jokainen sijoitetaan kehon puoliskoon (vasen tai oikea), lähettäen virran käsivarresta kehon läpi ja alas jalkaa pitkin.

DSM-BIA

Direct Segmental Multi-Frequency BIA (eli DSM-BIA) on kehittynein ja myös kallein bioelektrisen impedanssianalyysin laite. Tämä laite jakaa kehon 5 segmenttiin ja mittaa kunkin segmentin impedanssin itsenäisesti.

Biosähköinen impedanssianalyysi (BIA) on edelleen nopea ja turvallinen menetelmä kehonkoostumuksen arvioimiseen aikuisilla. Tämän vuoksi tätä kustannustehokasta vaihtoehtoa käytetään laajalti klinikoilla sekä urheilulääketieteessä ja muilla terveyteen liittyvillä aloilla. Monet tutkimukset eivät ole vielä sopineet standardista, joka auttaisi korjaamaan BIA-menetelmän käyttöön liittyvät tulkintavinoumakysymykset. Johdonmukaiset mittaukset auttavat kuitenkin tarkasti havaitsemaan vaihteluja, mikä helpottaa kenenkä tahansa kykyä seurata muutoksia kehonkoostumuksessa.

Tutustu älykkäisiin vaakoihimme:

Body Scan musta

€399,95 EUR

Kattava terveystarkastus. Pidempi elämä.

Body Comp White

€199,95 EUR

Kehosi edistynein tarkistus.

Body Smart Black

€99,95 EUR

Tehokas tarkistus tavoitteidesi saavuttamiseksi.

Body Scan White