InBody-menetelmä
Miten InBody-mittaus toimii? Käyttääkö laitteet väestökeskiarvoja tulosten muodostamisessa?
Entä mikä on mittauksen luotettavuus?
Tällä mittausteknologiaan keskittyvällä sivulla käymme läpi seuraavia aihealueita:
- Mitä on kehonkoostumusmittaus?
- Näin InBody-mittaus toimii
- Eroon empiirisistä oletuksista eli väestökeskiarvoista
- Mittauksen turvallisuus ja laatu
- InBody-mittauksen luotettavuus
- Tutkimukset
Mitä on kehonkoostumusmittaus?
Kehonkoostumusmittaus on nykyaikainen menetelmä kehon hyvinvoinnin määrittämiseen. Ennen kehonkoostumusmittausten yleistymistä asiaa arvioitiin kokoon perustuen: mitattiin painoa tai painoindeksiä. Nämä kertovat koosta, mutta eivät riittävästi kehon hyvinvoinnista tai siinä tapahtuvista muutoksista.
Kehonkoostumuksella on tärkeä rooli terveyden ylläpidossa ja kroonisten sairauksien ennaltaehkäisyssä (lähteet: 1, 2). Kehon koostumus on mielekäs seurattava kokonaisuus, sillä siihen yhdistyvät monitasoiset taustatekijät: perimä, fysiologia, aineenvaihdunta, elintavat ja ravitsemus. Erityisesti elintapojen ja ravitsemuksen todentaminen nopeasti ja helppotajuisesti edellyttää kehon koostumuksen mittausta.
Kehonkoostumusmittaus auttaa myös todentamaan eri toimenpiteillä ja elintapojen muutoksilla aikaansaatuja tuloksia. Siksi mittausta käytetään usein ohjaus- ja valmennuspalveluiden yhteydessä.
Kehonkoostumusmittauksessa määritetään painon lisäksi ainesosat, joista keho koostuu: nesteet, mineraalit, proteiinit ja rasva. Tämä on niinsanottu 4-komponenttimalli, jota pidetään tarkimpana kehon koostumuksen mallinnuksena, sillä se huomioi rasvattoman massan laadun. Erilaisia kehonkoostumuksen mittausmenetelmiä ovat:
- Ihopoimumittaus (ns. pihtimittaus), jossa keho jaetaan rasvaan ja rasvattomaan massaan. Ihopoimumittauksen rajoitteena on, että rasvattoman massan määritys perustuu antropometrisiin oletuksiin, eikä menetelmä pysty huomioimaan yksilöiden välistä vaihtelua kehon vedessä, proteiinissa tai mineraaleissa. Myös vaihtelu mittaajien välillä voi olla merkittävää (lähde: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1428065 ). Ihopoimumittaus on edullinen, mutta usein epämiellyttäväksi koettu menetelmä, joka on nykyisin melko harvinainen.
- Vedenalaispunnitus ja kehon densitometria perustuu kehon tilavuuden laskentaan. Tilavuuden ja painon perusteella voidaan määrittää kehon tiheys ja siten rasvattoman massan ja rasvan osuudet. Vedenalaispunnituksessa mitattava on sukelluksissa keuhkot mahdollisimman tyhjinä ilmasta. Epäkäytännöllisyyden lisäksi vedenalaispunnitus on kallis suhteessa sen tarjoamaan tietomäärään. On myös olemassa ilman syrjäytymiseen perustuva mittaus, jossa mitattava istuu mittauskapselissa. Näin menetelmä on vedenalaispunnitusta käytännöllisempi.
- Tietokonetomografia (CT-kuvaus) on kliinisessä käytössä hyödynnetty menetelmä. Erityisesti keskivartalon ja siellä sijaitsevan viskeraalisen rasvan mittaus ovat CT-kuvauksen vahvuuksia. CT-kuvauksen rajoitteina kehonkoostumusmittauksia ajatellen ovat korkea hinta ja säteilyaltistus. Näiden vuoksi menetelmä on mielekäs lähinnä silloin kun potilaan tilanne muutenkin vaatii tietokonetomografian.
- DEXA-mittaus on röntgenmittaus, jossa määritetään rasvattoman massan, rasvan ja luun osuudet. DEXA:a käytetään paljon luuntiheyden mittaukseen. DEXA-mittausta pidetään tarkkana rasvaprosentin mittausmenetelmänä. DEXA ei kuitenkaan mittaa kehon nesteitä, joiden merkitys on suuri kehon koostumuksessa. DEXA:n laajaa käyttöä kehon koostumuksen mittauksessa rajoittavat laitteiden korkea hinta, koko ja laitteiden käyttämä säteily.
- Bioimpedanssimittaus perustuu eri kudosten erilaiseen sähkönjohtavuuteen. Mittauksessa lasketaan kudosten tilavuudet perustuen niistä mitattuihin sähkön johtavuuksiin. Bioimpedanssimittaus on parhaimmillaan tarkka sekä erittäin monipuolinen menetelmä. Valmistajien kehittämät algoritmit ovat liikesalaisuuksia ja poikkeavat paljonkin toisistaan. Siksi mittalaitteen valintaan on keskityttävä tarkemmin kuin monessa muussa menetelmässä.
Bioimpedanssimittaus pystyy tunnistamaan paitsi kudosten määrän, myös niiden sijainnin ja nesteissä tapahtuvat muutokset. Kehon nesteisiin perustuva mittaus on etu, sillä nesteet muodostavat merkittävän osan kehon painosta ja kertovat ravitsemus- ja terveydentilasta tavalla, joka ei ole onnistu muilla menetelmillä. Bioimpedanssiin perustuvia mittalaitteita on eri tasoisia, ja niiden ominaisuudet vaihtelevat suuresti. Vaikka bioimpedanssi on monipuolinen menetelmä, se ei pysty mittaamaan luuntiheyttä, vaan sen selvittämiseksi tarvitaan DEXA-mittaus. Lisäksi bioimpedanssimittauksissa on huomioitava oikeanlainen valmistautuminen tarkimman mittaustuloksen saavuttamiseksi.
Kaikilla menetelmillä on omat vahvuutensa, mutta bioimpedanssimittaus on epäilemättä käytännöllisimpiä menetelmiä otettaessa huomioon kokonaisuus: mittauksen tarkkuus, monipuolisuus (4-komponenttimallin datan ja käyttösovellusten määrä), helppous ja lopuksi mittauksen kustannus suhteessa näihin. Seuraavassa esitellään tarkemmin InBodyssa käytettävää bioimpedanssimittausta.
Näin InBody-mittaus toimii
Mitattava henkilö nousee laitteelle, joka mittaa hänen painonsa. Tätä ennen on mitattu henkilön pituus, joka on välttämätön tieto kehon tilavuuden määrittämiseksi. Painon mittauksen jälkeen tartutaan käsikahvoihin, joissa on mittauselektrodit. Myös jalkojen alla on vastaavat elektrodit. Seuraavien 10 – 120 sekunnin aikana laite lähettää erittäin pieniä sähköimpulsseja elektrodeista toisiin ja mittaa kehon aiheuttamat muutokset sähkövirtaan.
Eri kudokset aiheuttavat erilaisen reaktion sähkövirralle: pelkkä neste johtaa erinomaisesti sähköä, kun taas rasva toimii lähes eristeen tavoin. Tätä sähkön johtavuutta mitataan bioimpedanssilla. Eri mittaustaajuuksia hyödyntämällä saadaan selville vielä tarkempaa tietoa: solun sisäisen ja ulkoisen nesteen suhde eri kehon osissa sekä tietoa solujen kunnosta.
Mitattuaan nesteen määrän, pystyy InBody määrittämään rasvattoman massan. Rasvaton massa esiintyy InBodyn validointitutkimuksissa (linkki alaotsikkoon), sillä se on mittauksen kulmakivi. Kun rasvaton massa on määritetty oikein, tulevat myös rasvamassa ja rasvaprosentti oikein määritetyiksi (linkit 1 ja 2).
Mittalaitteen elektrodit mittaavat resistanssia ja reaktanssia. Yhdessä nämä muodostavat impedanssin.
- Resistanssi on kehon veden määrän mittausmuuttuja: kun veden määrä kasvaa pituuden säilyessä samana, resistanssi pienenee.
- Reaktanssia aiheuttavat soluseinät ja se on solumassan mittausmuuttuja. Terveet soluseinät toimivat eristeen tavoin ja aiheuttavat reaktanssia. Kun solumassa kasvaa pituuden ollessa sama, kasvaa myös reaktanssi.
Useat taajuudet parantavat tarkkuutta
InBody käyttää 2-6 mittaustaajuutta. Taajuudet käyttäytyvät kehossa eri tavalla: korkeat taajuudet läpäisevät soluseinät ja mittaavat kaikkea kehon vettä. Matalat taajuudet eivät läpäise soluseiniä ja mittaavat vain solun ulkoista vettä. Kun tulokset eritellään, nähdään kilomääräisen tuloksen lisäksi rasvattoman kudoksen laatu, joka ei useimmilla muilla menetelmillä selviä.
InBody 570 kykenee mittaamaan nestetasapainon keskiarvona koko kehosta, InBody 770 ja S10-laitteet mittaavat nestetasapainon lisäksi eriteltyinä eri kehon osista.
Kehon mittaus viidessä osassa
Mittaukset tapahtuvat vuorotellen eri kehon osista. Elektrodit lähettävät erilaista sähkövirtaa kahdesta eri elektrodista ja mittauspisteenä toimiva elektrodi tunnistaa alueen, josta impedanssi voidaan mitata. Tämä on alue, jossa erilaiset sähkövirrat ovat kulkeneet yhdessä. Näin voidaan kontrolloida mitä kehon osaa kulloinkin mitataan.
Esimerkki: Mitattaessa oikeaa kättä, laite lähettää sähkövirrat oikeasta jalasta ja vasemmasta kädestä. Mittauspisteenä toimii oikean käden elektrodi. Sähkövirrat kulkevat päällekkäin vain oikeassa kädessä.
Näitä mittauksia InBody tekee viidestä kehon osasta. Keskivartalon mittaus on tärkeä osa kehonkoostumusmittauksessa, sillä se kattaa noin 50 % kehon painosta ja terveyden kannalta erityisen kiinnostavia osia. Vain osa bioimpedanssilaitteista pystyy mittaamaan keskivartalon, sillä sen mittaus vaatii eniten laitteen mittaustarkkuudelta. Pienikin muutos impedanssissa vaikuttaa paljon kilomääräisissä tuloksissa. InBody käyttää patentoitua mittaustekniikkaa, jossa keskivartalo mitataan suoralla impedanssimittauksella.
Eroon empiirisistä oletuksista eli väestökeskiarvoista
Suurimpia haasteita bioimpedanssimittauksissa on ollut empiiristen taustatietojen käyttö osana tulosta. Tämä tarkoittaa, että on kerätty viiteryhmä, josta lasketaan keskiarvoja eri taustamuuttujilla. Esimerkiksi lihasmassa laskee keskimäärin iän noustessa ja monissa bioimpedanssilaitteissa on käytetty algoritmiä, jossa lihasmassa laskee kun henkilön ikä nousee. Näinhän ei välttämättä ole, jos henkilö esimerkiksi aloittaa lihaskuntoharjoittelun. Empiirisiä taustatietoja käytettäessä on myös kriittinen kysymys, miten viiteryhmä on muodostettu ja vastaako se nyt mitattavaa henkilöä.
Tarve empiirisille taustatiedoille syntyi teknologian varhaisessa vaiheessa ja niitä käytettiin kompensoimaan mittauksen puutteita. Tämä aiheutti kyseenalaista mainetta bioimpedanssimittauksille, koska mittaukset eivät aina pystyneet tunnistamaan poikkeavia lähtötilanteita eivätkä seuraamaan yksilön kehitystä.
InBodyn kehitys alkoi näistä haasteista. InBody kehitettiin Etelä-Koreassa vuonna 1996 alunperin kliiniseen käyttöön, jossa huomattiin menetelmän potentiaali, mutta myös rajoitteet. Läpimurtona oli maailman ensimmäinen bioimpedanssimittalaite, joka ei tarvinnut empiirisiä taustatietoja tulosten muodostamiseen. Tämä mahdollisti kaksi tärkeintä asiaa:
- Tulokset ovat valideja kaiken ikäisillä, -kokoisilla ja -kuntoisilla. Tulokset eivät nojaa viitejoukon keskiarvoa kohti.
- Pienetkin muutokset kehon koostumuksessa nähdään herkästi. Yleensä mittauksia tehdään seurantatarkoituksessa, jolloin tämä korostuu.
InBody levisi 1990-luvun lopulta lähtien nopeasti kliinisestä käytöstä muille aloille. Erityisesti liikunta-alalla oli suuri tarve pystyä osoittamaan kehossa tapahtuvia muutoksia. InBodylla mittaajan ei enää tarvitse tehdä esivalintaa, kenelle mittaus toimii ja kenelle ei. Kehon muutosten seuraaminen InBodyn mahdollistamalla herkkyydellä palvelee mittauksen perimmäistä tarkoitusta mitä erilaisimmilla aloilla.
Mittauksen turvallisuus ja laatu
Bioimpedanssimittaus on turvallinen menetelmä kehon koostumuksen mittaukseen:
- Mittauksessa käytetty sähkövirta on erittäin pieni (n. 80 mikroampeeria InBody 770:ssa).
- käytetyt sähkön taajuudet eivät stimuloi hermoja.
Lääkintälaitteina InBodylla on tarkka seurantamenetelmä ja raportointivelvollisuus turvallisuuteen liittyvistä poikkeamista. InBody-menetelmää on käytetty erittäin laajasti noin 25 vuoden ajan ilman raportoituja haittavaikutuksia.
InBody-mittaus on kuitenkin kielletty sydämentahdistinta käyttävillä potilailla, sillä tällaisten laitteiden keskinäistä yhteensopivuutta ei ole testattu.
InBody-laitteilla on direktiivin 93/42/EEC mukainen lääkintälaitehyväksyntä ja ne on luokiteltu luokan IIa lääkintälaitteiksi. InBodyn vaatimustenmukaisuutta seuraava ilmoitettu laitos on SGS United Kingdom Ltd.
InBody on suojannut teknologiansa yli 80:llä patentilla.
InBody-mittauksen luotettavuus
InBodya on käytetty yli 3 200 julkaisussa, joten sen luotettavuus on jo hyvin dokumentoitu ja validoitu. InBody-mittauksesta on tullut rutiinimenetelmä kehon koostumuksen seurantaan ja sitä käytetään mm. useimmissa Suomen yliopistoissa, joissa tehdään terveyteen ja elintapoihin liittyvää tutkimusta.
InBodyn saavuttama korrelaatio DEXA-mittaukseen, jota alalla pidetään “golden standard” -menetelmänä, on jopa 0.99. Merkittävästi ylipainoisillakin korrelaatio pysyy voimakkaana (lähde: 1). Alla on listattu eri InBody-malleilla tehtyjä validointitutkimuksia.
InBody 770 vs. DXA: rasvattoman massan ja rasvaprosentin validointi
“FFM and PBF measured by S-MFBIA had good agreement with DXA across all BMI categories measured in the current study of ambulatory participants.”
InBody 770 vs. DXA: sarkopenian tunnistamisessa
“The Inbody BIA showed high specificity and high sensitivity, with a high kappa value.”
InBody 720 vs. DEXA (Hologic)
“… this study shows DSM-BIA to be a valid tool for the assessment of whole body composition and segmental lean mass measurements in middle-aged population when validated against DEXA.”
InBody 720 vs. DEXA (Lunar)
“InBody 720 and DXA appeared to provide excellent agreement for measuring total body and segmental LST” (LST = Lean Soft Tissue)”
InBody S10 vs. DEXA (Stratos)
“The results of BIA and DEXA are correlated strongly and are interchangeable. As the BIA is more easily available and less expensive, the routine use of BIA at hemodialysis departments is reasonable.”
InBody 3.0 vs. D2O dilution
“Eight-polar BIA offers accurate estimates of TBW and ECW in women with a wide range of BMI (19.1-48.2 kg/m(2)) without the need of population-specific formulae.”
InBody 270 vs. DXA
“… the mean data for body composition assessment were quite similar between the InBody 270 and DXA. It should be noted that the DXA and InBody 270 are acceptable for body composition analysis.”
Alla on kuvattu lisää tutkimuksia, joissa on käytetty InBodya eri sovelluksissa ja arvioitu sen käyttökelpoisuutta.
Kliinisiä InBody-tutkimuksia
Laaja tutkimusaineisto tukee InBodyn luotettavuutta ja käyttömahdollisuuksia eri kohderyhmissä ja sovelluksissa. Tutkimusnäyttöä tukevat myös yli 3 200 muuta tutkimusta, joissa on jo hyödynnetty InBodya kehon koostumuksen selvittämiseen mitä erilaisimmissa sovelluksissa.
Linkin alla on mainittu, mitä laitemallia tutkimuksessa on käytetty ja missä tutkimus on tehty:
Nutritional status and pulmonary outcome in children and young people with cystic fibrosis
2018 / InBody S10 / National Institute for Health Research (NIHR) Biomedical Research Centre, London, England
2016 / InBody 720 / Center of Gerontology and Geriatrics, Chengdu, China
2015 / InBody 720 / Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology, Tokyo, Japan
2012 / InBody 720 / Department of Human Movement Science, Seoul Women’s University, Seoul, Korea
2011 / InBody 720 / Department of Gerontology and Geriatrics, Leiden University Medical Center, Albinusdreef, Leiden, Netherlands
2011 / InBody 720 / UCL Centre for Nephrology, Royal Free Hospital, University College London Medical School, London, UK
2010 / InBody 520 / Department of Health, Leisure, and Exercise Science, Appalachian State University, Boone, NC, USA
2009 / InBody 720 / Departments of Pediatrics, Korea Cancer Central Hospital, Nowon-gu, Seoul, Korea
2008 / InBody 3.0 / Institute of Exercise and Health Sciences, University of Basel, Basel, Switzerland
2005 / InBody 3.0 / Malattie Metaboliche III e Laboratorio di Endocrinologia Sperimentale, Istituto Auxologico Italiano IRCCS, Piancavallo, Italy
Percentage of Total Body Fat as Estimated by Three Automatic Bioelectrical Impedance Analyzers
2004 / InBody 3.0 / Kanazawa University, Faculty of Education, Ohgigaoka, Ishikawa, Japan