Technologie InBody

En savoir plus sur l’analyse de la composition corporelle et sur la façon dont InBody a amélioré la technologie BIA existante pour fournir une analyse précise de la composition corporelle aux professionnels.

BEHIND THE SCENES

Le Corps Humain et l’Impédance

L’Analyse de l’Impédance Bioélectrique (BIA) mesure l’impédance en appliquant des courants alternatifs sur le corps humain.

Le Concept de Résistance

Pour mieux illustrer le fonctionnement de cela, imaginez le flux de voitures dans la circulation. Votre voiture est la source de tension ou de courant, et l’autoroute sur laquelle vous vous trouvez est l’eau corporelle.S’il n’y avait pas d’autres voitures, vous pourriez filer rapidement sur l’autoroute, tout comme si le corps humain était rempli d’eau corporelle et rien d’autre, il n’y aurait pas de résistance.

Mais l’eau n’est pas le seul élément dans le corps humain, tout comme vous n’êtes pas la seule voiture sur l’autoroute. Plus il y a de voitures sur l’autoroute, plus il vous faut de temps pour parcourir le chemin, créant ainsi une résistance. D’autres éléments tels que la graisse, les muscles, les os et les minéraux créent une résistance au courant électrique qui traverse votre corps.

Dans la BIA, plus il y a d’eau dans votre corps, moins il y a de résistance. Les muscles de votre corps contiennent de l’eau, contrairement à la graisse, donc plus vous avez de muscles, plus vous avez d’eau corporelle. Et plus vous avez d’eau corporelle, moins il y a de résistance au courant électrique.

Le concept de Réactance

Réactance, également appelée résistance capacitive,

est l’opposition au flux instantané de courant électrique provoqué par la capacité. La réactance aide à mesurer la capacité de la cellule à stocker de l’énergie et est une mesure indirecte de la force et de l’intégrité cellulaires.

Mettre tout cela ensemble :

L’impédance est la somme vectorielle de la résistance et de la réactance, et c’est la mesure que les appareils BIA utilisent pour déterminer votre composition corporelle. La BIA applique un modèle de cylindre pour la relation entre l’impédance et le corps humain.

L’impédance est calculée en utilisant deux formules :

Calcul du volume d’un cylindre (Volume = Longueur x Aire)
Caractéristique de l’impédance : l’impédance est inversement proportionnelle à la section transversale et directement proportionnelle à la longueur.

En connaissant l’impédance et la longueur du cylindre, nous pouvons mesurer le volume de l’eau totale du corps.

Dans le corps humain, la même formule s’applique, où la longueur serait la taille de la personne. Par conséquent, nous pouvons calculer le volume de l’eau totale du corps simplement en connaissant l’impédance et la taille des individus. C’est également pourquoi il est impératif d’avoir une mesure précise de la taille.

L’histoire de la technologie BIA

Source: Corrélation de l’impédance du corps entier avec le volume total d’eau corporelle

1969 - Hoffer and the Impedance Index

En 1969, Hoffer a mené une série d’expériences pour prouver que l’eau totale du corps et l’impédance biologique étaient fortement corrélées, suggérant que la mesure de l’impédance pouvait être utilisée pour déterminer l’eau totale du corps. Il a montré que la valeur au carré de la taille divisée par l’impédance était fortement corrélée avec l’eau totale du corps.

Hoffer a pris des mesures d’impédance de la moitié droite du corps, y compris le bras droit, le torse et la jambe droite. La valeur au carré divisée par l’impédance a montré un coefficient de corrélation de 0,92 avec l’eau totale du corps, ce qui était plus élevé que d’autres indices, y compris le poids corporel. L’équation que Hoffer a prouvée est l’indice d’impédance utilisé dans la BIA aujourd’hui.

Crédit d’image: Systèmes RJL

1979 - RJL Systems and the first impedance meter

En 1979, RJL Systems a commercialisé pour la première fois le mesureur d’impédance et la méthode BIA a commencé à gagner en popularité. L’appareil mesurait l’impédance en attachant des électrodes à l’arrière de la main droite et au sommet du pied droit d’un patient et en faisant passer un courant de 50 kHz à travers la moitié droite du corps.

Avant cela, la composition corporelle ne pouvait être mesurée qu’avec un calibre ou par pesée sous l’eau. De telles méthodes devaient être réalisées par des personnes qualifiées et l’installation n’était pas facile. De plus, seuls certains types de patients pouvaient en bénéficier. En revanche, la BIA était facile, rapide, moins chère et moins intrusive. Par conséquent, de nombreux chercheurs en composition corporelle, nutritionnistes et experts médicaux ont commencé à utiliser la BIA.

1980's - Discovering limitations to BIA with empirical data

Les recherches menées par Lukaski, Segal et d’autres chercheurs ont accéléré l’évolution de la BIA. Les études ont prouvé que la BIA avait une forte corrélation avec les méthodes de référence telles que la pesée sous l’eau et le DEXA. Cependant, des limitations techniques de la BIA ont commencé à apparaître à la fin des années 1980.

Une limitation était que la BIA supposait que le corps humain était en forme d’un seul cylindre et utilisait une seule fréquence (50 kHz). Cela pouvait fonctionner pour les patients avec des types corporels standards, mais cela n’était pas aussi précis pour d’autres populations. Par conséquent, les chercheurs ont élaboré diverses équations en plus de l’indice d’impédance afin de compléter la limitation technique de la BIA et d’obtenir une plus grande précision pour les groupes de patients de différents âges, sexes, etc.

Exemple d’équation d’estimation empirique

Source: Estimation des Volumes de Fluides Corporels à l’aide de Mesures d’Impédance Bioélectrique Tétrapolaire

1980's - Lukaski and Kushner develop empirical equations

Pour augmenter la précision des résultats, les chercheurs ont élaboré des équations empiriques qui utilisaient des données empiriques telles que le sexe et l’âge pour calculer la composition corporelle d’une personne.

Les données empiriques sont des connaissances acquises par l’observation ou l’expérimentation. En collectant des données sur une population échantillon qui (espérons-le) représente la variance de la population entière, les chercheurs tentent de déduire des tendances qui peuvent être utilisées pour prédire des résultats. En matière de composition corporelle, les chercheurs identifient ces tendances dans la masse musculaire et graisseuse ; ils utilisent ces données pour prédire la composition corporelle en fonction de variables spécifiques (âge, sexe, origine ethnique, etc.).

En 1986, Lukaski a utilisé les équations publiées utilisant l’indice d’impédance, le poids corporel et la réactance ; et en 1986, Kushner a publié des équations utilisant l’indice d’impédance, le poids corporel et le sexe.

Bien que les estimations empiriques puissent donner une estimation précise de la composition corporelle d’un utilisateur moyen, il y a des problèmes importants lorsqu’elles sont utilisées à des fins médicales.

Prenons l’exemple d’un appareil qui utilise une équation empirique pour calculer l’eau totale du corps. Et imaginons deux personnes ayant la même quantité de masse maigre, mais l’une a 30 ans et l’autre a 40 ans. Même si elles ont la même quantité de masse maigre, les équations empiriques calculeront que ces deux personnes auront une différence de 0,8 L dans l’eau totale du corps uniquement à cause de l’âge, ce qui n’est ni équitable ni précis.

1980's - Home-use BIA devices

En raison des contraintes technologiques, les appareils BIA sont devenus des appareils utilisés à domicile plutôt que des appareils hospitaliers. À la fin des années 1980, des fabricants japonais ont lancé divers types d’appareils de composition corporelle basés sur la BIA qui pouvaient être facilement utilisés par le grand public. Certains appareils mesuraient l’impédance entre les deux pieds lorsque l’utilisateur se tenait sur la balance, tandis qu’un autre mesurait l’impédance entre les deux mains en tenant l’appareil.

1992 - Kushner and the proposal of multi-frequencies with segmental analysis

Les inexactitudes de la BIA étant dues à des limitations techniques, de nombreux experts ont soutenu que cela pouvait être amélioré. En 1992, Kushner a affirmé que le corps humain est constitué de cinq cylindres (bras droit, bras gauche, torse, jambe droite, jambe gauche) au lieu d’un seul.

Alors que les membres minces affectent l’impédance totale, le torse, qui a la plus grande section transversale, a peu d’impact sur l’impédance. Cependant, étant donné que le torse représente 50 % de la masse maigre du corps, Kushner a souligné qu’il était très important de mesurer l’impédance du torse séparément.

Mesurer uniquement l’impédance totale ne serait pas suffisant, mais toutes les cinq parties doivent être mesurées séparément à différentes fréquences, faisant une distinction entre l’eau extracellulaire et l’eau intracellulaire. En d’autres termes, les limitations techniques de la BIA doivent être surmontées en mesurant différentes parties à différentes fréquences.

1996 - Dr. Cha creates the InBody body composition analyzer

En 1996, le Dr Kichul Cha, diplômé en bio-ingénierie de l’École de médecine de Harvard, a développé le premier système d’électrodes tactiles à 8 points au monde avec une analyse segmentaire directe qui mesure l’impédance pour les cinq parties différentes du corps à plusieurs fréquences.

Mesurer l’impédance en appliquant des courants de multi-fréquences sur les cinq parties du corps a nécessité une mesure d’impédance séparée. De plus, cela permet de vérifier séparément l’impédance du torse. Cela a donné des résultats très précis sans utiliser de données empiriques. Ainsi, les analyseurs de composition corporelle InBody sont devenus un dispositif médical précis. Les valeurs d’impédance pour tous les cylindres, y compris le torse, peuvent être trouvées sur la fiche de résultats InBody.

De nombreux produits BIA aujourd’hui fournissent la masse musculaire pour chaque section du corps. Cependant, la plupart de ces produits ne sont pas en mesure de prendre des mesures d’impédance segmentaire, en particulier l’impédance du torse. Cependant, comme le montre une fiche de résultats InBody, vous pouvez voir les valeurs d’impédance de toutes les cinq parties du corps, y compris le torse, en utilisant à la fois des fréquences élevées et basses.

Révolutionner la technologie BIA avec InBody

Les analyseurs de composition corporelle de qualité médicale d’InBody s’appuient sur quatre piliers technologiques pour vous fournir des résultats BIA extrêmement précis qui sont fortement corrélés aux méthodes de référence.

Le système d’électrodes tactiles à 8 points avec électrodes de pouce.

Lors de la mesure de l’impédance avec des électrodes, une résistance de contact se produit. InBody prend en compte cette résistance en plaçant stratégiquement des électrodes pour mesurer avec précision l’impédance dans le corps.

Fréquences Multiples

Les courants électriques pénètrent différemment selon la fréquence. Certaines fréquences conviennent mieux pour mesurer l’eau du corps à l’extérieur de la cellule, tandis que d’autres peuvent traverser les membranes cellulaires pour mesurer l’eau totale du corps. InBody utilise plusieurs courants à des fréquences variables pour fournir l’analyse la plus précise de l’eau corporelle.

L’analyse bioélectrique d’impédance

multifréquence directe segmentaire

L’analyse bioélectrique d’impédance multifréquence directe segmentaire (DSM-BIA) considère le corps humain comme composé de cinq cylindres : le bras gauche, le bras droit, la jambe gauche, la jambe droite et le tronc. InBody fournit des mesures indépendantes pour chaque cylindre afin d’obtenir des mesures précises pour l’ensemble du corps.

Aucune Estimation

Aucune estimation empirique n’est utilisée pour calculer votre composition corporelle. InBody mesure votre impédance de manière indépendante, de sorte que vos résultats ne sont pas influencés par votre âge, votre origine ethnique ou votre sexe. Ensemble, toutes ces technologies permettent aux appareils InBody de vous offrir une analyse de composition corporelle par BIA facile, rapide et précise.

BIA Tech Problem

Si la position de départ de la mesure change, l’impédance change également et introduit une erreur.

InBody Solution

Système d’Électrodes Tactiles à 8 Points avec Électrodes pour le Pouce

Lorsque le corps humain entre en contact avec une électrode, une résistance de contact se produit. Lors de la mesure de la résistance dans le corps humain, il est important de contrôler cette résistance de contact.

En exploitant les caractéristiques ergonomiques du corps humain, lorsque l’utilisateur d’un InBody tient l’électrode autour de la main, le courant circule depuis l’électrode et la tension est mesurée à l’électrode touchée par le pouce.

Comme la mesure est toujours prise au même endroit sur le poignet, cette conception offre un haut niveau de reproductibilité. La mesure précise est rendue possible car il n’y a pas d’interférence de la résistance de contact de la peau quel que soit le point de contact sur la main.

Cela fonctionne de la même manière pour l’électrode du pied, où le courant circule depuis l’électrode de la plante du pied et la tension est mesurée à l’électrode du talon. La mesure est toujours prise au niveau de la cheville.

La méthode d’électrode tactile à 8 points utilisant l’électrode de pouce est une caractéristique unique des appareils InBody qui produit un taux de reproductibilité exceptionnellement élevé dans les résultats.

Les 8 points de contact proviennent des deux électrodes de pouce, des deux électrodes de paume, des deux électrodes de plante de pied et des deux électrodes de talon.

La conception anatomique de l’électrode de main crée une position de maintien simple et facile à reproduire. L’utilisation d’une électrode de pouce pour la tension garantit que la mesure du courant commence toujours au poignet ; les mêmes valeurs de mesure sont renvoyées même lorsque le patient change la position de maintien de l’électrode ou les points de contact sur la main.

Les produits des concurrents qui imitent cette technologie manquent généralement de l’électrode de pouce et ont à la place un bouton de démarrage de la mesure. Dans ce cas, à la fois l’électrode de courant et l’électrode de tension entrent en contact avec la paume et donc le point de départ de la mesure n’est pas toujours le même lorsque l’électrode est maintenue dans différentes positions.

BIA Tech Problem

La BIA traditionnelle considère le corps humain comme un seul cylindre. Cependant, le torse du corps doit être mesuré séparément car même une erreur de 1 à 2 ohms dans la mesure peut entraîner une erreur substantielle dans les mesures de l’eau totale du corps.

InBody Solution

L’analyse bioélectrique d’impédance multifréquence directe segmentaire (DSM-BIA) considère le corps humain comme composé de cinq cylindres : le bras gauche, le bras droit, la jambe gauche, la jambe droite et le torse. InBody fournit des mesures indépendantes pour chaque cylindre afin d’obtenir des mesures précises pour l’ensemble du corps.

Analyse d’Impédance Bioélectrique Multifréquence Segmentaire Directe

Les systèmes de BIA traditionnels considèrent le corps humain comme un seul cylindre d’eau, utilisant l’impédance du corps entier pour déterminer l’eau totale du corps.

Cependant, cette méthode présentait plusieurs défauts :

Elle suppose que la répartition de la masse maigre et de la masse grasse à travers tous les segments du corps est constante.
La forme et la longueur des bras, des jambes et du torse diffèrent, de sorte que le corps ne peut pas être vu comme un seul cylindre mais en réalité comme cinq parties distinctes.
Comme l’impédance est basée sur la longueur et la section transversale, le calcul de l’eau totale du corps est inexact car chaque segment du corps a une longueur et une section transversale différentes.

L’un des plus grands problèmes avec la méthode du cylindre unique est l’absence de mesure du torse. Le torse a la plus faible longueur et la plus grande section transversale, ce qui entraîne une impédance très basse (généralement de 10 à 40 ohms). Cependant, le tronc représente environ 50 % de la masse maigre d’un individu.

Dans la mesure de l’impédance du corps entier, l’impédance du torse est ignorée et donc le changement de l’impédance du corps torse est sous-estimé. Un changement de l’impédance du torse de 5 ohms représente en réalité une énorme différence, mais il est montré comme moins de 1 % de différence dans la mesure de l’impédance du corps entier.

En d’autres termes, si le torse du corps n’est pas mesuré séparément, l’impédance du corps torse pourrait être négligée. Mais comme le torse représente plus de la moitié de notre poids corporel, on peut dire que la mesure de l‘impédance du corps entier ignore la moitié du corps entier.

Comme le torse contient beaucoup plus d’eau et de muscles que les membres, 1 ohm d’impédance du torse et 1 ohm d’impédance des membres peuvent avoir des implications différentes. Parce que chaque ohm représente une grande quantité de masse maigre, une différence même de 1 à 2 ohms peut entraîner une grande erreur dans la détermination de l’eau totale du corps.

Certains appareils de BIA mesurent uniquement les valeurs d’impédance de deux cylindres et estiment le reste. Pour les balances de BIA, seules les valeurs de vos jambes sont mesurées. Pour les appareils portables de BIA, seules les valeurs de vos bras sont mesurées. Certains appareils de BIA qui prétendent mesurer l’ensemble du corps ne mesurent en réalité qu’un bras et une jambe et estiment le reste du corps.

Lors de l’utilisation d’un appareil de BIA, il est important de trouver un appareil qui mesure effectivement le torse et le mesure séparément, sans estimer les valeurs de ce qu’il pourrait être. Sinon, les estimations entraînent de grandes erreurs dans l’eau totale du corps et, par conséquent, dans la masse maigre et la masse maigre.

Avec InBody, il n’y a pas d’estimation grâce à l’analyse bioélectrique d’impédance multifréquence segmentaire directe, ce qui signifie simplement que chaque segment de votre corps (bras droit, bras gauche, torse, jambe droite, jambe gauche) est mesuré séparément à plusieurs fréquences.

BIA Tech Problem

La plupart des appareils de BIA utilisent uniquement une fréquence de 50 kHz pour mesurer l’eau totale du corps. Comme les fréquences de 50 kHz ou moins passent à peine à travers la membrane cellulaire, il n’était pas possible de mesurer avec précision l’impédance de l’eau intracellulaire. La capacité à mesurer avec précision l’eau intracellulaire par rapport à l’eau extracellulaire est importante pour ceux travaillant en néphrologie ou en réadaptation.

InBody Solution

InBody utilise des fréquences élevées et basses variables pour mesurer l’eau intracellulaire et extracellulaire afin d’obtenir une analyse de l’eau totale du corps la plus précise possible. L’utilisation de multiples fréquences rend les appareils InBody suffisamment précis pour être fiables dans le domaine médical.

Fréquences Multiples

Les premiers appareils de BIA utilisaient uniquement la fréquence de 50 kHz pour calculer l’eau totale du corps. L’eau est stockée dans tout le corps, et l’eau totale du corps (ETC) peut être divisée en 2 compartiments :

L’eau intracellulaire (EIC) – à l’intérieur des cellules des muscles, des os, des organes, etc.
L’eau extracellulaire (EEC) – l’eau dans le sang et les fluides interstitiels

Cependant, les fréquences de 50 kHz ou moins traversent à peine la membrane cellulaire et ne peuvent pas donner une mesure précise de l’eau intracellulaire. Par conséquent, l’eau intracellulaire devait être estimée en la calculant proportionnellement en fonction de l’eau extracellulaire.

L’estimation de l’eau intracellulaire était possible car le rapport typique de l’eau intracellulaire à l’eau extracellulaire est d’environ 3:2. Cependant, les patients âgés et obèses qui nécessitent une analyse de la composition corporelle ont tendance à avoir un ratio élevé d’eau extracellulaire, annulant le ratio 3:2.

Ainsi, lors de la mesure des patients, estimer l’eau intracellulaire en fonction de l’eau extracellulaire avec un ratio de 3:2 pourrait entraîner une erreur sérieuse.

InBody utilise des courants multiples à des fréquences variées pour fournir l’analyse la plus précise possible de l’eau corporelle. Les courants électriques pénètrent différemment en fonction de la fréquence. Certaines fréquences conviennent mieux à la mesure de l’eau corporelle en dehors des cellules, tandis que d’autres peuvent traverser les membranes cellulaires pour mesurer l’eau totale du corps.

En d’autres termes, un courant à haute fréquence peut bien traverser la membrane cellulaire, ce qui rend possible la mesure à la fois de l’eau intracellulaire et extracellulaire. À l’inverse, un courant à basse fréquence traverse à peine la membrane cellulaire. Par conséquent, il a tendance à circuler à travers l’eau extracellulaire, mesurant ainsi l’eau extracellulaire.

InBody est capable de mesurer à la fois l’eau intracellulaire et l’eau extracellulaire car il utilise des fréquences multiples de 1 kHz à 1 MHz.

Étant donné que le degré de pénétration à travers la membrane cellulaire diffère selon la fréquence, il est possible d’obtenir l’eau intracellulaire par une mesure directe au lieu d’une supposition. L’utilisation de multiples fréquences permet une analyse beaucoup plus détaillée de la composition corporelle individuelle.

En différenciant l’eau intracellulaire et l’eau extracellulaire, l’indice d’œdème et d’autres données peuvent être obtenus. Cela permet d’appliquer l’analyseur de composition corporelle dans les domaines de la néphrologie et de la réadaptation.

BIA Tech Problem

Empirical equations were created and used order to compensate for the lack of torso impedance (due to the whole-body impedance measurement). These empirical equations plugged data in such as age, gender, and ethnicity to calculate a user’s body composition instead of measuring an individual’s actual body composition.

InBody Solution

Aucune estimation empirique ou équation n’est utilisée pour calculer votre composition corporelle. InBody mesure votre impédance de manière indépendante, de sorte que vos résultats ne sont pas affectés par votre âge, votre origine ethnique ou votre sexe.

Pas d’Estimations ou d’Équations Empiriques

Les appareils BIA utilisent couramment des équations empiriques pour calculer la composition corporelle d’un utilisateur, car la plupart des appareils BIA utilisent l’impédance du corps entier.

Ces équations aident à compenser le manque de mesure de l’impédance du torse en branchant des données empiriques telles que l’âge et le sexe.

Les équations empiriques peuvent donner une estimation assez précise de la composition corporelle d’un utilisateur si celui-ci a une silhouette typique pour son âge, son sexe et son origine ethnique spécifiques.

Ces équations tiennent compte du fait qu’à mesure qu’une personne vieillit, sa masse musculaire diminuera probablement et que les hommes ont tendance à avoir plus de masse musculaire que les femmes.

Cependant, insérer des données dans une équation ne signifie pas que votre composition corporelle spécifique est mesurée. Et si vous êtes une culturiste âgée? En réalité, vous avez probablement plus de masse musculaire que d’autres personnes de votre groupe d’âge et de sexe, mais les estimations empiriques calculeront le contraire.

Le problème avec les estimations empiriques est que vous êtes mis dans une équation préconstruite qui estime la composition de votre corps. Vos résultats sont toujours prédéterminés, quelle que soit votre composition corporelle réelle.

Voici un exemple d’équation empirique créée par Lukaski en 1988 en utilisant la taille, le poids corporel, l’impédance, l’âge et le sexe pour calculer l’eau corporelle totale:

TBW = 0,377 H2 / R + 0,14 poids – 0,08 âge + 2,9 sexe + 4,65

InBody n’a pas besoin d’utiliser des équations empiriques pour calculer vos résultats car les analyseurs de composition corporelle InBody mesurent tout votre corps en 5 cylindres, vous donnant la mesure du torse séparée du reste du corps. Votre composition corporelle est déterminée uniquement en utilisant les valeurs d’impédance trouvées à partir de chacun des cinq segments du corps et de votre taille.

Vous obtiendrez les mêmes mesures de composition corporelle pour la masse musculaire, la masse grasse, etc. si l’utilisateur est entré en tant qu’homme ou femme, car Inbody vous mesure pour vous.

Comment pouvez-vous déterminer si votre appareil BIA utilise des estimations empiriques? Essayez de tester un utilisateur deux fois de suite en changeant l’âge ou le sexe.

Si l’appareil donne deux résultats différents, il utilise des estimations empiriques. Ces appareils BIA sont programmés pour toujours produire des données qui montrent que les hommes ont plus de masse musculaire que les femmes-indépendamment de ce qui est réellement vrai.

Corrélation élevée avec les Méthodes de Référence

En raison de sa technologie, InBody est devenu l’un des appareils BIA les plus précis du marché et il a été constaté qu’il avait une corrélation élevée de 0,99 avec DEXA pour la masse corporelle maigre dans une population d’adultes.

Article: Précision de l’analyse segmentaire directe de bioimpédance multifréquence dans l’évaluation de la composition corporelle totale et segmentaire chez la population adulte d’âge moyen

Vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont InBody peut s’intégrer à votre pratique?

Les appareils InBody sont utilisés par les médecins et les professionnels de la santé du monde entier pour donner à leurs clients des résultats auxquels ils peuvent faire confiance et suivre.

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