BIOIMPEDENZA ELETTRICA FONDAMENTO - IMPEDENZA : resistenza di un conduttore al flusso di una corrente alternata ed è composta da due vettori
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BIOIMPEDENZA ELETTRICA FONDAMENTO IMPEDENZA : resistenza di un conduttore al flusso di una corrente alternata ed è composta da due vettori IMPEDENZA 2 COMPONENTI RESISTENZA REATTANZA
RESISTENZA è l’opposizione al passaggio
della corrente alternata attraverso i liquidi
intra ed extra cellulari.
REATTANZA è l’opposizione al passaggio della
corrente alternata determinata dalle proprietà
dielettriche dei tessuti (è un indice della massa
cellulare corporea).
Matematicamente l’impedenza è espressa come:
Z = ( R2 +Xc2 )2
BIA: Bioelectrical Impedence Analysis
Per un cilindro la
resistenza (R) è
proporzionale alla
lunghezza (L).
R è inversamente
proporzionale
all’area della sezione
trasversale (A).
Volume è uguale
alla lunghezza per
l’area
(L x A).
Conoscendo la resistenza e la lunghezza si può calcolare il volume.
V = pL2/R
Volume (V) = TBW or LBM, p = specific resistivity of the conductor,
L = length of conductor, R = tetrapolar measured resistance
V = pL2/R
ASSUNZIONI
1. Lunghezza standard (L)
2. Sezione area uniforme (A)
3. Conduttività omogenea (p)
uomo
V= pL2/R V = Ht2/R
Parametri statistici
Increasing lean body mass will reduce resistance which is a positive change.
When your lean body mass increases You will increase reactance which is positive change.
Arm-to-Leg Bioelectrial Impedance Analysis (BIA)
Biomarkers 2000
• Portable
• Battery powered
• Highly accurate
meter
• Mini-computer
• Inkless printer
(thermal paper)
STEP 3
Intracellular Water
Healthy cells maintain their
integrity and hold their fluid
inside
>60% is optimal.
Changes with age
Extracellular Water
Water volume outside of the
body cell mass
Higher values may be
related to fluid retention
Tetrapolar Leg-to-Leg Bioimpedance System
Characteristics
• leg-to-leg electrode system
• 50 kHz ; 0.8 mA current
• stainless steel BIA electrodes
• current applied via anterior foot,
• voltage drop via posterior footBIA Scales
Foot & Hand
Disadvantages:
1. Not portable
2. Cannot be used with
bedbound patients Advantages
3. Expensive 1. Easy to use
4. Accuracy depended on
manufacturerBIA Handheld
Advantages:
1. Quick
2. Cheap
Disadvantages:
1. Consumer use only
2. Only measures the top half of
the body
3. Not good in clinic situations
4. No ‘added value’BIA Testing Procedure Preparazione del soggetto No attività fisica o sauna (8 ore prima della misurazione). No alcol (12 ore della misurazione). No diuretici (7 giorni prima della misurazione) Non misurare se il soggetto ha la febbre o è umido Non misurare le donne nel periodo mestruale Misurare accuratamente altezza e peso. Il soggetto deve essere supino (10’ prima della misurazione) Il soggetto tiene le braccia a 30° dal corpo le gambe sono separate Rimuovere i gioielli nel lato ove si trovano gli elettrodi
Recenti studi dimostrano cambiamenti nella composizione corporea in donne in periodo premestruale (che non prendono contraccettivi). Tale variazioni arrivano all’ordine di 2 litri di TBW. Anche la gravidanza produce aumento di TBW. In particolare aumenta l’ICW a discapito della ECW, soprattutto nell’ultimo trimestre.
How valid is BIA?
Investigator Equation R2 SEE
TBW
Kushner et al. 1992 TBW = 0.59 (Ht2/R) + 0.065(Wt) +1.04 0.99 1.4 kg
(2 - 67 yrs)
FFM
Hootkooper et al. 1992 FFM = 0.61 (Ht2/R) + 0.25(Wt) +1.31 0.95 2.1 kg
(10 - 19 yrs)
Hootkooper et al. Am J Clin Nutr 64 436s, 1996.Plicometria Impedenziometria
pliche D Fat% Z H2O FFM
1 volta al mese Anche 1 volta alla
settimana ma solo per
monitorare l’acqua
Presenta valori di
riferimento
Misura la massa magra
Parte dalla misurazione
totale
del grasso sottocutaneo
(1/3 del totale)
Le due metodiche sono complementari, ma non sovrapponibiliBIA non adatta per i soggetti che hanno placche metalliche di stabilizzazione vertebrali. I soggetti che possiedono pacemaker possono sottoporsi all’analisi BIA, ma sotto monitoraggio medico.
Vantaggi: grazie al calcolo dell’angolo di fase, può essere utilizzata anche in casi di condizioni fisiologiche alterate o patologie quali: trapianti di cuore, fegato e polmone, anoressia nervosa, anziani, deperimento dovuto ad AIDS, patologie croniche renali, diabete e cancro. Svantaggi: non è stata validata alcuna equazione specifica per pazienti con BMI estremi (33,8) o con alterata idratazione. Ma visti i costi e la semplicità d’uso continua ad essere una delle tecniche più utilizzate
NIR (interattanza all’infrarosso vicino) Il Futrex emette una luce vicino all’infrarosso (938 e 948 nm) che penetrano i tessuti fino a una profondità di 4 cm. Il grasso corporeo assorbe la luce, la massa magra la riflette.
Near-Infrared Interactance (NIR) Absorptiometry of infrared Light. Process: 1. Single site (anterior of bicep) 2. Wand delivers low-energy near-infrared light 3. Wand measures intensity of re-emitted light 4. Uses mass % height to calculate % BF
Near-Infrared Interactance (NIR) Advantages of infrared Light. • Easy • Quick to perform • Low risk • Low cost • Non Invasive
Near-Infrared Interactance (NIR) Disadvantages: Not representative Questionable validity Low accuracy of whole body composition Skill Not suitable for Very lean / obese
Equazione Sembra che tale equazione sottostimi il grasso corporeo in modo sistematico del 2-10%
DEXA (Dual Xray Absorptiometry )
DEXA: Dual-Energy X-ray Absorptiometry
Vengono usati due livelli di raggi
Il tessuto osseo attenua il passaggio, mentre i tessuti molli
vengono da essi attraversati. Viene generata un’immagine
computerizzata.Alcuni risultati con il DEXA
DXA Lumbar Spine Measurement
DXA for Whole Body Composition
Metodi pletismografici: Bodpod
Metodo del Bod-pod D= Massa (peso)/ volume Correlazione con la pesata in immersione: r= 0,96
The BOD POD offre: • Accuratezza e precisione della determinazione della composizione corporea • Rapidità di utilizzo (circa 5 minuti). • Possibilità di adattarlo a tutta la popolazione (incluso bambini, anziani e disabili). • Possibilità di utilizzarlo per gli obesi (fino a 220 kg) • Metodica non invasiva. • Facilità di utilizzo.
Per i bambini: Pea Pod
BMI
Infra
red
Skin
Fold callipers
Dual Contact BIA
Portable methods~ daily use
Tetrapolor BIA
Air-displacement
Plethysmography
(Bodpod)
Under water
weighing
Hierarchy of Accuracy
Dexa~
Gold standard~ specialist use
Dual- Energy X-ray
AbsorptiometryIl TOBEC
(Total Body Electrical Conductivity)
Come il BIA, si basa sulla
conducibilità dei tessuti,
ma il flusso di corrente
elettrica è generata da
un campo
elettromagneticoRisonanza Magnetica Nucleare (RMN)
Basata sull’interazione tra gli atomi di H e i campi magnetici. Protoni e neutroni
assorbono energia e la riemettono in funzione della composizione del tessuto.
RMN Scanner: 1.5 Tesla “Open” RMN
RMN MobileImmagini della Risonanza Magnetica (MRI)
Image 1 Image 45
Ross et al., J Appl Physiol 72:787-795, 1992Tomografia Assiale Computerizzata (TAC)
Con l’emissione di Raggi X permette di osservare sezioni trasverse
del corpo umano. Utile per la valutazione della distribuzione del
grasso. Per definire l’obesità il sito migliore è tra la L4 e L5.
Utile per la determinazione
della massa muscolare del
braccio e della gamba.
Differenze significative con i
metodi antropometrici.ULTRASUONI
Le onde sonore ad alta frequenza attraversano i tessuti omogenei,
ma una porzione dell’energia emessa viene riflessa ad ogni
interfaccia tra i diversi tessuti. L’onda riflessa viene poi trasformata
in segnale elettrico. In base al tempo tra la trasmissione e il ritorno
viene calcolato lo spessore del pannicolo adiposo
Negli obesi può sostituire
efficacemente la
plicometriaDosaggio dei cataboliti muscolari (creatinina) Si misura l’escrezione urinaria della creatinina nell’arco delle 24 h La creatinina deriva dalla degradazione (più o meno costante) della creatina, che si trova principalmente nella massa muscolare. La creatinuria ci dà un’indicazione della quantità totale di creatina e quindi di massa muscolare. Ogni grammo di creatinina nelle urine delle 24 h corrisponde a 17,9-20 kg di muscolo scheletrico. FFM= (29,08 x creatinuria g/die) + 7,38
Metodo del potassio (K)
Il K è costante in tutti i tessuti (2,5g/kg), ma i grassi di riserva ne sono
privi. L’isotopo 40K è naturalmente presente nell’organismo.
FFM= TBK/68,1Attivazione neutronica ritardata
Metodo del Calcio (Ca)
48Ca +n 49Ca
-Attivazione neutronica immediata:
misura dell’azoto (N)
14N +n 15N (inst) 15N (stab) + Vantaggi e svantaggi delle metodiche più utilizzate
Precisione Velocità Sicurezza Specificità x
popolazione
BOD POD ***** ***** ***** ***
DEXA ***** *** ** **
PESATA ***** * *** **
IDROSTATICA
BIA * ***** *** ****
PLICOMETRI * *** ***** *****
A
BMI * ***** ***** *Puoi anche leggere
