Medyczne analizatory składu ciała firmy CHARDER

Analizatory składu ciała firmy Charder należą do jednych z najnowocześniejszych urządzeń tego rodzaju na rynku. Poniżej znajduje się porównanie dwóch flagowych analizatorów Charder, modeli MA601 oraz MA801. Oba urządzenia, to w pełni profesjonalne medyczne wagi analityczne z klasą dokładności III (OIML). Dedykowane zarówno dla jednostek typowo medycznych, ale również do ośrodków fizjoterapii, centrów fitness, ośrodków leczenia otyłości, sanatoriów i innych placówek zainteresowanych nowoczesnymi analizatorami bazującymi na analizie bioimpedancji (BIA) ludzkiego ciała.

Model MA601 jest zdecydowanie wystarczającym w typowych zastosowaniach i jednocześnie jest rozwiązaniem dużo tańszym od modelu MA801. Wykorzystuje 3 częstotliwości sygnału prądowego. Oferuje praktyczne wszystkie wskaźniki różnych pomiarów stosowane w analityce bioimpedancyjnej składu ciała prezentując je dodatkowo  w bardzo czytelny sposób na wydruku raportu końcowego. Dzięki składanej kolumnie i małej wadze własnej, może być w łatwy sposób przemieszczany w różne miejsca.

Model MA801 wykorzystuje 5 częstotliwości, co jeszcze bardziej zwiększa precyzję pomiarów i jest dedykowany do specjalistycznych zastosowań. Istotną zaletą modelu MA801 jest rozszerzenie klasycznego badania BIA o wektorową analizę impedancji bioelektrycznej (BIVA), co pozwala na zaawansowaną analizę zdrowia komórkowego szczególnie u pacjentów z zaburzoną gospodarką wodną, gdzie BIVA wykazuje większą dokładność w porównaniu z BIA. Model MA801 posiada oczywiście wszystkie funkcjonalności modelu MA601, ale bez możliwości łatwego składania kolumny do transportu.

	MA 601	MA 801
Ilość częstotliwości	3	5
Częstotliwości	5, 50, 250 KHz	5, 20, 50, 100, 250 KHz
Raporty końcowe	Standardowy Dzieci	Medyczny Standardowy Dzieci
Zawartość wody (ICW, ECW, TBW)
Zawartość białka
Zawartość ninerałów
Masa tłuszczowa (BFM)
Masa beztłuszczowa (FFM)
Miękka masa beztłuszczowa (SLM)
Masa mięśni szkieletowych (SMM)
Przemiana materii (BMR, TEE)
Wskaźniki: BMI, SMI, FFMI, ASMI
Procent tkanki tłuszczowej (PBF)
Stosunek talia-wzrost (WS/W)
Stosunek talia-biodro (WHR)
Tłuszcz trzewny (cm2)
Poziom tłuszczu trzewnego
Kąt fazowy
Jakość mięśni (siła chwytu)
BIVA
Percentyle tkanki tłuszczowej
Waga całkowita z funkcją TARA
Klasa dokładność wagi (wg OIML)	III	III
Nośność w całym zakresie	300 kg	300 kg
Kolorowy ekran dotykowy	7″ (800×480)	10″ (800×1080)
Komunikaty głosowe (j.polski)
Czas pomiaru	do 45s	do 50s
Przesyłanie danych
Waga własna	12 kg	31 kg
Składana kolumna
Bezpłatne oprogramowanie

Poniżej przedstawiono kilka technicznych aspektów, które powinny pomóc w lepszym zrozumieniu technologii analizy składu ciała za pomocą pomiaru impedancji bioelektrycznej.

Jak działa analiza impedancji bioelektrycznej (BIA)?

Technologia BIA polega na przepuszczeniu przez ludzkie ciało prądu zmiennego między czterema kończynami, aby porównać ze sobą różne właściwości oporu w zależności od częstotliwości sygnału. Opór, który w przypadku prądu zmiennego nazywamy impedancją (Z), można podzielić na dwie składowe:

• Rezystancja (R), która charakteryzuje obwód przewodzący prąd i nie zależy od częstotliwości prądu (jest jednakowa dla prądu zmiennego i stałego). Zmiana wielkości prądu ściśle podąża w takim obwodzie za zmianami napięcia. Rezystancja mocno zależy od ilości wody w organizmie, w szczególności w przestrzeniach międzykomórkowych a także od wielkości tkanki tłuszczowej.
• Reaktancja (Xc), która charakteryzuje obwód o charakterze pojemnościowym. Zmiana wielkości prądu jest w tym przypadku przesunięta w czasie względem zmian napięcia (dokładnie 0 90 stopni). Reaktancja ściśle zależy od częstotliwości prądu oraz właściwości komórek tkankowych (mięśnie, tłuszcz, kości itd.) do gromadzenia ładunków elektrycznych, co wynika z istnienia błon komórkowych, które z elektrycznego punktu widzenia działają jak kondensator. Przy większych częstotliwościach, np. 50 KHz, ruch ładunków elektrycznych (o charakterze drgań, a nie stałego przepływu) odbywa się również wewnątrz komórek, pomimo że błona obejmująca komórki stanowi dla tych ładunków barierę. Reaktancja jest niska dla tkanek zawierających dużo wody i elektrolitów i wysoka dla tkanki tłuszczowej a w szczególności dla kości.

Właśnie proporcje różnych struktur tkankowych w naszym ciele wraz z różną zawartością wody i minerałów decydują o odmiennościach charakterystyki prądowej całego układu przewodzącego, co jest przedmiotem analizy. Okazuje się, że zmierzony zestaw różnych parametrów elektrycznych jest całkiem spory i wystarczający, aby uzyskać wiele ważnych informacji diagnostycznych a analizie podlega przecież prąd przepływający przez różne segmenty ciała. Wzajemne kombinacje pozyskanych w ten sposób danych wraz z innymi danymi, jak wzrost, wiek, płeć czy etniczność, można metodami statystycznymi skorelować w miarę dokładnie z pomiarami struktury składu ciała uzyskanymi metodami obrazowania bazującymi głównie na technice rentgenowskiej. Złotym standardem jest tu przede wszystkim absorpcjometria promieniowania X o dwóch energiach (DEXA), czy tomografia komputerowa (CT). Algorytmy stosowane w analizatorach firmy Charder zostały opracowane przy ścisłej weryfikacji ze strony złotych standardów.

 

Czym jest kąt fazowy?

Warunkiem przepływu ładunków elektrycznych czyli prądu jest różnica potencjałów czyli napięcie. Im wyższe napięcie, tym większe natężenie prądu, ale niekoniecznie tak jest w przypadku zmiennego napięcia, gdy pojawi się ono np. po obu stronach błony komórkowej czy innej bariery rozdzielającej dwa ośrodki przewodzące wypełnione ładunkami elektrycznymi. Różnica potencjałów doprowadzi do zgromadzenia się po obu stronach błony ładunków elektrycznych o przeciwnej polaryzacji (jonów). Największy ruch (przepływ) tych ładunków będzie jednak nie wtedy, gdy ta różnica potencjałów będzie największa, ale wtedy gdy największa będzie szybkość zmiany napięcia.

Innymi słowy, gdy ośrodek ma charakter wyłącznie pojemnościowy (reaktancja), to jeśli napięcie zmienia się sinusoidalnie, wtedy natężenie osiągnie najwyższą wartość, gdy napięcie na sinusoidzie będzie przechodzić przez zero (najbardziej stromy odcinek). Natomiast, gdy wartość napięcia wypłaszczy się na szczycie sinusoidy, przepływ prądu będzie zerowy, ponieważ zmiana napięcia w tym krótkim momencie czasu jest praktycznie zerowa. Przebieg sinusoidy prądowej jest przesunięty w stosunku do sinusoidy napięciowej dokładnie o 90°.

Ośrodek biologiczny budujący tkanki naszego ciała ma charakter zarówno przewodzący (rezystancyjny) jak i pojemnościowy (reaktancyjny), co oznacza, że sinusoida przebiegu prądowego jest przesunięta względem sinusoidy przebiegu napięcia o pewien kąt pomiędzy 0° a 90°. Przesunięcie to na osi „x” określa się właśnie jako kąt fazowy (przesunięcie fazowe), w skrócie PA (phase angle). Pojęcie kąta fazowego można również wyjaśnić za pomocą wektora impedancji, który jest wyznaczany przez dwie składowe: reaktancję i rezystancję. Kąt fazowy wyznacza nachylenie wektora impedancji, co obrazuje poniższy rysunek, gdzie widać również, jak impedancja zależy od częstotliwości.

Wartość kąta fazowego organizmu zmierzona za pomocą analizatora składu ciała dostarcza bardzo ogólną, ale istotną informację o stanie naszego zdrowia komórkowego. W typowych sytuacjach, waha się od 5° do 7°. Duży kąt fazowy oznacza dobry stan komórkowy naszego organizmu, prawidłową integralność błon komórkowych, ale wraz z wiekiem wielkość kąta fazowego zmniejsza się. Zależy ona również od płci i grupy etnicznej.

Mały kąt fazowy świadczy o gorszym stanie zdrowia komórkowego, co może być wywołane np. osłabionym metabolizmem, niedożywieniem, czy zbytnim wyniszczeniem organizmu. Może też być biomarkerem prognostycznym ważnych chorób. Badania wykazały ponadto, że kąt fazowy posiada wysoką korelację z wyższymi wskaźnikami przeżycia w warunkach interwencji medycznej. Wielkość zmierzonego kąta fazowego jest zatem ważnym wskaźnikiem zdrowia, dzięki czemu stanowi dodatkową wartość diagnostyczną w stosunku do klasycznej analizy składu ciała.

Oba modele MA601 oraz MA801 mierzą kąt fazowy całego ciała dla częstotliwości 50 KHz, a w przypadku modelu MA801 jest on dodatkowo przedstawiany na wykresie, który pozwala ocenić zmierzony kąt fazowy na tle danej populacji.

Czym jest BIVA?

BIVA, czyli wektorowa analiza impedancji bioelektrycznej jest rozszerzeniem analizy kąta fazowego o analizę długości wektora impedancji, dzięki czemu można np. rozróżnić dwa różne stany fizjologiczne, którym odpowiada ten sam kąt fazowy. Uzyskujemy w ten sposób więcej informacji diagnostycznych, ponieważ jednocześnie posiadamy informacje o stopniu nawodnienia oraz o masie komórkowej, czemu odpowiadają 4 obszary (ćwiartki) wykresu. Obliczenia są wykonywane z zastosowaniem tej samej częstotliwości 50 KHz.

Istotą BIVA jest jednak klasyfikacja składu ciała w odniesieniu do populacji referencyjnej z zastosowaniem tzw. elips tolerancji. Każda elipsa jest wykreślona wektorem impedancji składającym się ze składowej rezystancji (R) i reaktancji (Xc) po znormalizowaniu wg wzrostu (H). Wykres posiada trzy takie elipsy odpowiadające odpowiednio 50%, 75% oraz 95% percentylom populacji, co oznacza jaki procent populacji znajduje się wewnątrz każdej elipsy. Jeśli przykładowo obliczona wartość impedancji pacjenta po podzieleniu przez wzrost „wpada” w elipsę 75%, to oznacza to, że w tym obszarze znajduje się 75% populacji (zawężonej do płci, wieku i grupy etnicznej). Wartości poza elipsą 95% są uważane za nieprawidłowe.

Bardzo krótki wektor impedancji oznacza nadmierne nawodnienie organizmu, natomiast bardzo długi wektor impedancji oznacza nadmierne odwodnienie , ale nawet średniej długości wektor impedancji może oznaczać nieprawidłowy stan fizjologiczny, jeśli udział tkanek miękkich jest zbyt wysoki lub zbyt niski.

BIVA znajduje szerokie zastosowanie w diagnostyce i leczeniu wielu chorób skutkujących nieprawidłową gospodarką wodną, w chorobach żywieniowych oraz w medycynie sportowej. W przypadku analizatorów firmy Charder, funkcja ta jest oferowana tylko przez model MA801 i jest wykonywana automatycznie w ramach całego pomiaru a wykres elips tolerancji znajduje się na każdym medycznym raporcie końcowym.

 

Pomiar wieloczęstotliwościowy

Analizatory Charder wykorzystują kilka częstotliwości prądu w celu uzyskania dokładnych wyników. Wynika to ze zróżnicowanej „czułości” różnych częstotliwości na różne struktury tkankowe. Prądy o niskiej częstotliwości mają tendencję łatwiejszego przechodzenia w przestrzeniach zewnątrzkomórkowych (ECW), natomiast prądy o wyższych częstotliwościach łatwo przechodzą przez błony komórkowe z uwagi na czynnik reaktancyjny (pojemnościowy).

Zastosowanie trzech częstotliwości: 5, 50 i 250 KHz, jest w zupełności wystarczające, aby uzyskać zadowalającą dokładność analizy składu ciała. Zastosowanie 5 częstotliwości 5, 20, 50, 100, 250 KHz, jak w modelu MA801, zapewnia precyzję pomiaru istotną dla najbardziej wymagających procedur diagnostycznych. Stosowanie wyższych częstotliwości powyżej 250 KHz nie wnosi znaczącej poprawy dokładności. Pamiętajmy ponadto, że większa ilość częstotliwości wykorzystywanych podczas pomiaru wydłuża całkowity czas badania pacjenta.

 

Pozostałe informacje

• Zrozumienie analizy tkanki tłuszczowej
• Wideo: Jak uzyskać bardziej dokładny pomiar składu ciała? (ang.)