BIA-Grundlagen
BIA - Bioelektrische Impedanzanalyse
Die bioelektrische Impedanzanalyse, oder auch kurz BIA, ist heute zu einem unerlässlichen Instrument geworden, um die komplexen Vorgänge im menschlichen Körper wie Stoffwechsel, Hydratation und Ernährung zu beurteilen und zu überwachen.
"Eine gute Gesundheit und Fitness manifestiert sich in einem ausgewogenen Verhältnis zwischen intra- und extrazellulärem Volumen"
Die Bestimmung der Körperzusammensetzung mittels „Bioelektrischer Impedanzanalyse“ (BIA) gilt als einfache, nicht-invasive, reproduzierbare und kostengünstige Methode. Ebenso wie die Reliabilität ist die Validität der BIA durch tausende wissenschaftliche Studien abgesichert.
- Die BIA-Analyse beruht auf der Messung der komplexen körperlichen Widerstände. Sie nutzt die elektrischen Eigenschaften des menschlichen Körpers. Grundlage ist die unterschiedliche Leitfähigkeit der Körperkompartimente.
- Der BIA-Analysator (SF) erzeugt einen sehr niedrigen konstanten Wechselstrom mit einer Frequenz von 50Khz, der über zwei Elektroden in den Körper injiziert wird. Mit zwei weiteren Elektroden wird der Spannungsabfall, bedingt durch den Körperwiderstand, abgetastet.
- Der injizierte Strom teilt sich in zwei Wege: in einen resistiven (Flüssigkeit und Elektrolyte) und einen kapazitiven Pfad (Zellmembranen). Alle elektrolytreichen, wässrigen Leiter bilden im Körper relativ gute Leiterbahnen, dagegen sind Knochen und Fettgewebe gering leitfähig.
- Impedanz Z ist der Gesamtwiderstand, den der Körper einem Wechselstrom entgegensetzt. Unter Verwendung eines phasensensitiven Messgerätes lassen sich der ohmsche (resistive) Widerstand = Resistanz R und der (kapazitive) Wechselspannungswiderstand = Reaktanz Xc getrennt darstellen. Die Widerstände werden physikalisch in Ohm [Ω] angegeben.
Die resultierende zeitliche Verschiebung zwischen Strom und Spannung wird als Phasenverschiebungswinkel PA bezeichnet.
Bei der klassischen BIA-Analyse werden die Messwerte der Widerstände in eine Berechnungsformel eingebracht. In die komplexe Formel gehen anthropometrische Daten wie Gewicht, Größe, Alter und Geschlecht sowie physikalische Konstanten der Elektrizität und Korrekturfaktoren ein, folglich ist sie eine indirekte Methode der Körperanalyse. Aus den individuell gemessenen körperlichen Widerständen R (resistiv) und Xc (kapazitiv) werden die Körperkompartimente berechnet (Prädiktion). Das betrifft die Kompartimente der Körperflüssigkeit (intra- und extrazellulär), die Fettfreie Masse (FFM) und die stoffwechselaktive Körperzellmasse (Body Cell Mass BCM).
Die Fettmasse (FM) kann grundsätzlich nur durch die Differenz von Körpergewicht und Magermasse abgeschätzt werden. Die errechneten Ergebnisse werden entweder parametrisch als Gewicht [kg] oder als %-Anteil vom Körpergewicht angegeben. Die Formeln zur Berechnung der Massen wie stoffwechselaktive Körperzellmasse (BCM) oder Ganzkörperflüssigkeit (TBW) sind an Referenzmethoden wie DXA, CT, MRT, UWW, Dilutionsverfahren etc. validiert.
Der Phasenwinkel alpha (PhA) als 3. Größe der BIA-Messung wird hergeleitet aus der zeitlichen Verschiebung des Stromflusses, auch Phasendifferenz genannt.
Diese Verzögerung ist eine Folge des zu überwindenden kapazitiven Gewebewiderstandes der Zellmembranen. Bei einem rein aus Wasser bestehenden Körper gäbe es keine Verzögerung des Stromflusses.
Der Phasenwinkel (PhA) zeigt das Verhältnis der Widerstände R und Xc. Er wird als Winkelmaß über Tangens alpha errechnet. Die unterschiedlichen Größen von R und Xc beeinflussen somit auch die Größe des Winkels alpha (Phasenwinkel PhA). Der Phasenwinkel ist weiterhin abhängig vom Alter, vom Geschlecht und vom BMI.
BIAsystems berechnet daher zusätzlich auch den standardisierten Phasenwinkel (SPA), ein hilfreiches Verfahren für die rasche und sachliche Orientierung, ob und wieviel die individuelle Körperkomposition in positiver oder negativer Richtung von der Vergleichspopulation abweicht.
Der wässrige Widerstand R des Körpers wird der Gesamthydratation gleichgesetzt und über Näherungsformeln in % Körperwasser oder in Litern angegeben.
Der kapazitive Gewebe-Widerstand Xc des Körpers wird mit der Nutrition (Ernährungszustand) gleichgesetzt und als Body Cell Mass BCM angegeben und ebenfalls parametrisch ermittelt.
Folglich gibt der PhA nicht nur das Verhältnis von R/Xc an, sondern beschreibt in klinischen Begriffen das Verhältnis von Hydratation zu Nutrition und damit den Gesundheitsstatus.