InBody-Technologie

Erfahren Sie mehr über die Analyse der Körperzusammensetzung und wie InBody weltweit den  Spezialisten eine genaue Analyse der Körperzusammensetzung ermöglicht.

HINTERGRUND

Was ist bioelektrische Impedanzanalyse (BIA)?

InBody-Geräte verwenden eine Methode namens Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA), um die Körperzusammensetzung zu ermitteln, die das Gewicht in verschiedene Komponenten wie Magermasse und Fettmasse unterteilt, um den Gesundheits- und den Ernährungszustand zu beurteilen

Menschlicher Körper und Impedanz

Die Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) macht sich die physiologischen Eigenschaften, vor allem die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit von körpereigenem Gewebe und Wasser zunutze. Diese Leitfähigkeit von Körperflüssigkeiten sowie die Nicht-Leitfähigkeit bzw. der hohe Widerstand (Impedanz) gegenüber elektrischem Strom bilden bei der BIA-Messmethode die Grundlage.

Konzept des Widerstands

Zur besseren Veranschaulichung stellen Sie sich den Verkehrsfluss von Autos  vor. Ihr Auto ist die Spannungsquelle bzw. der Strom, und die Autobahn ist das Körperwasser. Wenn es keine anderen Autos gäbe, könnten Sie die Autobahn in Höchstgeschwindigkeit befahren und es gäbe keinen Widerstand, so als ob der menschliche Körper nur aus Körperwasser bestehen würde.

Aber Wasser ist nicht das einzige Element im menschlichen Körper, so wie es nicht nur ein einziges Auto auf der Autobahn gibt. Je mehr Autos auf der Autobahn fahren, umso länger dauert es, bis Sie ankommen, da die anderen Autos Widerstand erzeugen. Andere Elemente wie Fett, Muskeln, Knochen und Mineralien erzeugen den Widerstand für den elektrischen Strom, der durch Ihren Körper fließt.

Mehr Wasser im Körper bedeutet für BIA weniger Widerstand. Die Muskeln im Körper enthalten im Gegensatz zu Fett Wasser, also je mehr Muskeln Sie haben, desto mehr Körperwasser. Und je mehr Körperwasser Sie haben, desto geringer ist der Widerstand gegen den elektrischen Strom.

Konzept der Reaktanz

Der Strom fließt durch das Körperwasser, welches einen elektrischen Widerstand hat. Der Widerstand des Wassers nennt sich Resistanz. Im Körperwasser befinden sich zudem die ebenfalls mit Wasser gefüllten Zellen, deren Zellmembran dem Strom Widerstand leistet. Dieser Widerstand nennt sich Reaktanz (auch Kapazitanz oder kapazitiver Widerstand genannt). Die Reaktanz hilft bei der Messung der Fähigkeit einer Zelle, Energie zu speichern,und ist ein indirektes Maß für die Zellstärke- und Integrität. Sie ist ein vielversprechender Indikator, der in der klinischen Ernährung, Wiederbelebung und weiteren Bereichen eingesetzt werden kann.

Gesamtbild 

Die BIA-Messung misst die Impedanz des menschlichen Körpers. Sie berechnet sich aus der Vektorsumme der Resistanz und der Reaktanz.

Impedanz wird mit zwei Formeln berechnet:

  1. Berechnung des Volumens eines Zylinders (Volumen = Länge x Fläche)
  2. Impedanz-Kennlinie: Impedanz ist entgegengesetzt proportional zur Querschnittsfläche und direkt proportional zur Länge.

Indem wir die Impedanz und die Länge des Zylinders kennen, können wir das Volumen des gesamten Körperwassers ermitteln.

Für den menschlichen Körper gilt die gleiche Formel, wobei die Länge die Körpergröße der Person ist. Daher können wir das Volumen des Gesamtkörperwassers berechnen, wenn wir die Impedanz und die Größe der Personen kennen. Deswegen ist eine genaue Messung der Körpergröße unerlässlich.

Geschichte der BIA-Technologie

1969 - Hoffer und der Impedanzindex

1969 führte Hoffer eine Reihe von Experimenten durch, um zu beweisen, dass Gesamtkörperwasser und biologische Impedanz stark korrelieren, was nahelegt, dass die Impedanzmessung zur Ermittlung des Gesamtkörperwassers verwendet werden kann. Er bewies, dass die Körpergröße zum Quadrat, dividiert durch die Impedanz stark mit dem Gesamtkörperwasser korreliert.

Hoffer nahm Impedanzmessungen der rechten Körperhälfte – rechter Arm, Rumpf und rechtes Bein – vor. Der Wert zum Quadrat, dividiert durch die Impedanz ergab eine Korrelation von 0,92 mit Gesamtkörperwasser, höher als andere Indizes wie Körpergewicht. Die Gleichung, die Hoffer bewiesen hat, ist der Impedanzindex, der heute in der BIA verwendet wird.

Bildnachweis: RJL Systems

1979 - RJL Systems und das erste Impedanzmessgerät

1979 brachte RJL Systems das erste Impedanzmessgerät auf den Markt und die BIA-Methode wurde populär. Das Gerät misst die Impedanz, indem Elektroden auf dem Rücken der rechten Hand und auf der Oberseite des rechten Fußes eines Patienten angebracht werden und ein Strom von 50kHz durch die rechte Körperhälfte geleitet wird.

Vorher konnte die Körperzusammensetzung nur mit Caliper und Wiegen unter Wasser ermittelt werden. Solche Methoden mussten von Fachleuten durchgeführt werden und die Handhabung war umständlich. Außerdem konnten nur bestimmte Arten von Patienten davon profitieren. Die BIA dagegen ist einfach, schnell, kostengünstig und verursacht keine Strahlenbelastung. Deswegen begannen viele Forscher im Bereich Körperzusammensetzung, Ernährungswissenschaftler und Mediziner, die BIA zu verwenden.

1980er Jahre - Erkennen der Grenzen von BIA bei empirischen Daten

Forschungen von Lukaski, Segal und anderen Wissenschaftlern beschleunigten die Entwicklung der BIA. Studien zeigen eine hohe Korrelation von BIA mit Goldstandard-Methoden wie Wiegen unter Wasser und DEXA. Doch in den späten 1980er Jahren zeigten sich langsam die technischen Grenzen der BIA.

Eine Einschränkung war, dass BIA den menschlichen Körper als Zylinders betrachtete und nur eine Frequenz (50 kHz) nutzte. Das funktionierte vielleicht bei Patienten mit Standardkörpertypen, aber bei anderen Typen war es nicht so genau. So entwickelten Forscher neben dem Impedanzindex verschiedene andere Gleichungen, um die technischen Grenzen der BIA zu erweitern und eine höhere Genauigkeit für Patientengruppen unterschiedlichen Alters, Geschlechts usw. zu erreichen.

1980er Jahre - Lukaski und Kushner entwickeln empirische Gleichungen

Um die Genauigkeit der Ergebnisse zu erhöhen, entwickelten Forscher empirische Gleichungen, die empirische Daten wie Geschlecht und Alter nutzen, um die Körperzusammensetzung einer Person zu berechnen.

Empirische Daten sind Erkenntnisse, die durch Beobachtung oder Experimente gewonnen werden. Durch Erhebung von Stichproben-Daten, die (hoffentlich) einen Querschnitt der gesamten Population repräsentieren, wollen Forscher Trends ableiten, die zur Vorhersage von Ergebnissen genutzt werden können. Bei der Körperzusammensetzung fanden Forscher solche Trends in der Muskel- und Fettmasse; sie nutzen diese Daten, um die Körperzusammensetzung basierend auf spezifischen Variablen (Alter, Geschlecht, Ethnizität usw.) vorherzusagen

1986 nutzte Lukaski die veröffentlichten Gleichungen mit Impedanzindex, Körpergewicht und Blindwiderstand (Reaktanz) und 1986 publizierte Kushner Gleichungen mit Impedanzindex, Körpergewicht und Geschlecht.

Obwohl empirische Schätzungen eine exakte Abschätzung der Körperzusammensetzung einer im Durchschnitt liegender Person liefern könnten, gibt es erhebliche Probleme, wenn sie für medizinische Zwecke verwendet werden.

Angenommen es gibt ein Gerät, das eine empirische Gleichung zur Berechnung des Gesamtkörperwassers verwendet. Und es gibt zwei Personen mit der gleichen Menge an Magermasse, aber eine Person ist 30 und die andere 40 Jahre alt. Trotz der gleichen Menge an Magermasse werden die empirischen Gleichungen vorgeben, dass die beiden Menschen nur wegen ihres Alters 0,8 l Unterschied beim Gesamtkörperwasser haben, was unangemessen und ungenau ist.

1980er Jahre - BIA-Geräte für den Hausgebrauch

Wegen der technologischen Einschränkungen waren BIA-Geräte nur für den Hausgebrauch geeignet, nicht für Krankenhäuser. In den späten 1980er Jahren brachten japanische Hersteller verschiedene Arten von BIA-basierten Körperanalysegeräten auf den Markt, die von einer breiten Öffentlichkeit verwendet werden konnten. Einige Geräte messen die Impedanz zwischen den beiden Füßen, wenn der Benutzer auf der Waage steht, andere die Impedanz zwischen den Händen, während der Benutzer das Gerät hält.

1992 - Kushner und der Vorschlag mehrerer Frequenzen und Segmentanalyse

Da die Ungenauigkeit der BIA nur auf technische Einschränkungen zurückzuführen ist, nahmen viele Forscher an, dass sie verbessert werden könnte. 1992 postulierte Kushner, dass der menschliche Körper aus fünf Zylindern (rechter Arm, linker Arm, Torso, rechtes Bein, linkes Bein) statt nur einem besteht.

Die dünnen Gliedmaßen haben Einfluss auf die Gesamtimpedanz, der Torso mit der größten Querschnittsfläche hat wenig Einfluss auf die Impedanz. Da der Torso jedoch 50 % der Magermasse enthält, hob Kushner hervor, dass die Impedanz des Rumpfes separat gemessen werden muss.

Eine Messung der Gesamtimpedanz allein reicht nicht aus, es müssen alle fünf Teile separat mit unterschiedlichen Frequenzen gemessen werden. Dabei muss zwischen extrazellulärem Wasser und intrazellulärem Wasser unterschieden werden. Mit anderen Worten, die technischen Grenzen der BIA werden dadurch überwunden, dass verschiedene Körperteile mit unterschiedlichen Frequenzen gemessen werden.

1996 - Dr. Cha entwickelt das InBody Körperanalysegerät

1996 entwickelte Dr. Kichul Cha, ein Student der Harvard Medical School mit Hauptfach Bioingenieurwesen, das weltweit erste 8-Punkt-Elektrodensystem mit direkter segmentaler Analyse, das die Impedanz für die fünf verschiedenen Körperteile mit mehreren Frequenzen misst.

Eine Messung der Impedanz durch Anlegen von Strömen mit mehreren Frequenzen an die fünf Körperteile misst deren separate Impedanz. Auch die Impedanz des Torsos kann separat gemessen werden. Das führt zu sehr genauen Ergebnissen ohne Nutzung empirischer Daten nach Alter, Geschlecht und Aktivitätsgrad in den individuellen Messergebnissen . So wurden InBody Analysegeräte für die Körperzusammensetzung ein präzises medizinisches Gerät. Die Impedanzwerte für alle Zylinder, einschließlich Rumpf, finden Sie auf dem InBody Befundbogen.

Heute messen viele BIA-Produkte die Muskelmasse für jeden Abschnitt des Körpers. Die meisten dieser Geräte können jedoch die Impedanz nicht pro Abschnitt messen, besonders nicht die Torsoimpedanz. Auf einem InBody-Befundbogen können Sie jedoch dank Einsatz hoher und niedriger Frequenzen die Impedanzwerte aller fünf Körperteile einschließlich des Rumpfes sehen.

InBody revolutioniert die BIA-Technologie

Die medizinischen Körperanalysegeräte von InBody nutzen vier technologische Grundbausteine für extrem genaue und präzise BIA-Ergebnisse, die stark mit Goldstandard-Methoden korrelieren

8-Punkt-Elektrodensystem mit Daumenelektroden

Die tetrapolare 8-Punkt Elektroden-Technologie inklusive Daumenelektroden ermöglicht eine exaktere Wiederholung der Messungen und schafft so eine verbesserte Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.

Mehrere Frequenzen

Die elektrische Ströme durchdringen die Zellwände unterschiedlich, je nach Frequenz . Für eine Messung des Gesamtkörperwassers ist wichtig, dass einige Frequenzen sich besser für die Messung von Körperwasser außerhalb der Zellen eignen, andere können Zellmembranen durchdringen. InBody nutzt mehrere Ströme mit unterschiedlichen Frequenzen für eine präzise Körperwasseranalyse.

Direkte segmentale Multi-Frequenz-Bioelektrische Impedanzanalyse

Bei der direkten segmentalen Multi-Frequenz-Bioelektrischen Impedanzanalyse (DSM-BIA) wird der menschliche Körper in fünf Zylinder unterteilt: linker Arm, rechter Arm, linkes Bein, rechtes Bein und Rumpf. InBody betrachtet jeden Zylinder separat, um genaue Werte für den gesamten Körper zu erhalten.

Keine Schätzungen

Es werden keine empirischen Daten nach Alter, Geschlecht und Aktivitätsgrad verwendet, um die Zusammensetzung des Körpers zu berechnen. InBody misst nur die Impedanz der betreffenden Person, so dass die Ergebnisse nicht von Alter, ethnischer Zugehörigkeit oder Geschlecht beeinflusst werden. Nur für die Bewertung der ermittelten Werte, werden Referenzbereiche nach Alter und Geschlecht zugrunde gelegt.

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InBody-Geräte werden von Ärzten und Fachpersonal auf der ganzen Welt eingesetzt, damit Ihre Kunden und Patienten Ergebnisse bekommen, denen sie vertrauen können.

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