Metody měření tělesného
složení - BIA, DXA
Mgr. Vladislava Zavadilová Ústav fyziologie a patofyziologie
Lékařská fakulta OU
BIA
► odpor těla vůči průchodu elektrického proudu
► střídavý elektrický proud o nízké intenzitě (400 až 800 uA) a frekvenci 1 až 1000 kHz
► lidské tělo rozděleno do 5 válců (2 horní končetiny, trup a 2 dolní končetiny), které jsou elektricky zapojeny do série
Impedance (Z)
TBW = Ht2 / Z LBM = TBW/0,73 Tuk = Hmotnost - LBM
Z= L/A
Objem válce: V = Ax L A = L/Z
Z = impedance - celkový tělesný odpor
L = délka vodiče (cm)
A = plocha příčného průřezu (cm2)
TBW= celková tělesná voda
Ht = tělesná výška (cm)
LBM = ATH = tukuprostá tělesná hmota
Extracelulární cesta
I
Plazma Tkáňový mok
Re
I
Rezistance
Buňka
Intracelulární cesta
I
Buněčná membrána
Intracelulární tekutina
I
Kapacitance Rezistance
RE - extracelulární rezistance v mezibuněčném prostoru CM - odpor buněčné membrány Rl - intracelulární rezistance
Nepoškozená buňka - vysoký fázový úhel
Buněčná Střídavý proud membrána 0.8 mA 50 kHz
Membránový potenciál
Poškozená buňka nebo nízká buněčná denzita - nízký fázový úhel
Střídavý proud 0,8 mA 50 kHz
Buňka
U max - maximální napětí I max - maximum elektrického proudu
9
Fázový úhel
/J
\j\r
Buňka
Fázový úhel
impedance Z celkový odpor ^^^"^> ^—"'""Fázový úhel q|                 f *	Reaktance Xc odpor buněk
Resistance R odpor tělesné vody	
Velikost fázového úhlu je přímoúměrná velikosti buněčné tělesné hmoty
Buněčná membrána - fázový úhel 90° Voda - fázový úhel 0°
		Hodnocení fázového úhlu
		
>7,5	>7,9	Takto extrémně vysoké hodnoty - sportovci a kulturisté.
6,5-7,5	7,0-7,9	Velmi dobrý. Výborný nutriční stav a fyzická zdatnost.
6,0-6,4	6,5-6,9	Dobrý. Ukazatel pravidelného tréninku. Dostatečná výživa.
5,5-5,9	6,0-6,4	Uspokojivý. Tyto hodnoty se vyskytují u většiny populace. Ukazují na přiměřenou tělesnou aktivitu.
5,0-5,4	5,5-5,9	Dostatečný. Špatný výživový stav a tělesná zdatnost.
		Nedostatečný. Tyto hodnoty jsou ukazatelem nedostatečného
4,0-4,9	4,5-5,4	výživového stavu. Nedostatečného příjmu stravy a omezené pohyblivosti.
<4,0	<4,5	Špatný. Tyto hodnoty svědčí pro extrémně špatný výživový stav.
<2,0	<2,5	Pouze v případech atrofie svalů vzniklé v důsledku inaktivity.
Multifrekvenční BIA
100 kHz
50 kHz 5 kHz
Multí-frekvenční měření: průchod různých frekvencí elektrického proudu do tkání
Žádná odchylka při průchodu buněčnou membránou- měření celkové tělesné vody (TBW)
Mírná odchylka pH průchodu buněčnou membránou- měření celkové tělesné vody (TKW) t\
buněčné tělesné hmoty (BCM)
Neprochází buněčnou membránou- měření extracelulárnívody (ECWJ
Bioelektrická impedance - BIA
Přístroj Omron - bimanuální - monofrekvenční
Přístroj Nutrigaurd - M Tetrapolární - multifrekvenční
Váha tanita -bipedální -monofrekvenční
Přístroj Tanita BC418-tetrapolární - monofrekvenční
Měření pomocí BIA
Umístění elektrod
Výsledky - BIA - přístroj Nutriguard-M
	Calculated values		Ideal values	
Weight _j	150.0		ľ_: i	
Body Mass Infex BMI	42.4		19,0 - 25.0	
Basal Mstabolic Rata	2360	kcal		
Phase Angle (quality of Lean Body M Total Body Water
Lean Body Maas LBM (BCM plus ECM) ECM (Interstitial space, connecting tissue BCM (muscle and organ call mass) ECM/BCM-lndex (ratio extra-/intracellular) % Call Proportion (prop, of BCM in the LBM abdominal girth Body Fat Body Fat % Body Fat (c)
Intra Cellular Water ICW (water in the BCM) Extra Cellular Water ECW (water in the ECM)
7.1	•	5.0 - 9.0	tí -U
71.4	Litre	38.2 • 56 6	L dře
97.5	kg	52.2 - 77.3	Kg
42,2	*g	22.9 - 34 C	kg
55.3	k8	29.2-43.3	kg
0.76		_ < 1	
56.7	%~	53.0 - 59.0 %	
0.0	cm	< 94	cm
52.5		7.5-15.0	
35	%	5.0- 10.0	%
52.5		7,5-15.0	kg
37.7	Litre	24.3-29.5	Lilre
33,7 Litre		14.8-21.5	Lure
Muž, 37 let
Hmotnost = 150 kg BMI = 42,4 kg/m2 Tuk = 35 %
MÉ
•nd BCM - wto fad
x,
IM
Dehydratace Snížený obsah vody
Zvýšená buněčná hmota (BCM)
Hyperhydratace Anasarca, edémy
-3
Snížená buněčná hmota (BCM)
Total Body Water (I)
Body Cell Maas BCM
i      i      i      t      r     i i
20     30   40   50   60   70   80   90 100 % Call Proportion (% of BCM in LBM)
r—
......©
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 ECM (interstitial space, connecting
30 40 50
Body Fat (c)
60
70
80
10 20 30 Phase Angle 0
40     50     60 70
>      ^-r
0 10 20 30 40 50 60 70 Intra Cellular Water ICW (I)
0 5 10
Extra Cellular Water ECW (1)
15
"7Š   20   25   30   35   40   45 50
10     15   20   25   30   35   40   45 50
	Hodnocení ECM/BCM indexu
	
<0,70	Takto extrémně nízké hodnoty jsou zjišťovány pouze u závodních sportovců a kulturistů.
0,89-0,70	Velmi dobrý. Tyto hodnoty jsou ukazatelem výborného nutričního stavu a fyzické zdatnosti.
0,90-0,99	Dobrý. Tyto hodnoty jsou obvykle ukazatelem pravidelného tréninku. Můžeme předpokládat dostatečný příjem důležitých makronutrientů.
1,00-1,09	Uspokojivý. Tyto hodnoty se vyskytují u většiny populace. Ukazují na přiměřenou tělesnou aktivitu.
1,10-1,19	Dostatečný. Tyto hodnoty svědčí pro špatný výživový stav a tělesnou zdatnost. Jsou často spojeny s nevyváženou stravou a nedostatečnou pohybovou aktivitou.
1,20-1,29	Nedostatečný. Tyto hodnoty jsou ukazatelem nedostatečného výživového stavu, nedostatečného příjmu stravy a omezené pohyblivosti.
1,30-1,39	Špatný. Tyto hodnoty svědčí pro extrémně špatný výživový stav.
> 1,4	Takové hodnoty jsou převážně ukazatelem hromadění vody v organismu a/nebo katabolismu nebo se mohou vyskytovat v případech vážné poruchy vodní rovnováhy v organismu.
Výhody metody BIA
► Poměrně levná
► Rychlá
► Přenosná
► Nenáročná na obsluhu
► Vhodná pro opakovaná měření - sledování změn tělesného složení
► Nutné dodržet podmínky měření
Přesnost měření závisí na:
► Uspořádání elektrod
► Kontaktu elektrod s příslušnou částí těla (např. plosky nohou)
► Stavu hydratace organismu
► Nastavení rovnic v přístroji pro výpočet tělesného složení
° Počítá se zadanou výškou, věkem a hmotností
Použitých frekvencích el. proudu
Délce jednotlivých částí těla
K nepřesnostem dochází také kvůli předpokladu válcového modelu lidského těla
Podmínky měření BIA
► Přiměřená hydratace organismu
° Den před měřením bez velké fyzické námahy
° Měření nejlépe na lačno, případně minimálně 2 hodiny od posledního jídla a pití
° Vymočení před měřením
° Nepít alkohol 1 den před měřením
► Nepít kávu ani jiné kofeinové nápoje a alkohol před měřením
Přístroj DXA
Výsledky DX A
Muž, 42 let, 183 cm, 156 kg
Výsledky DXA
DXA Results Summary:
Region	BMC	Fat	Lean	Lean+	Total Mass	% Fat	
	(g)	Mass (g)	Mass (g)	BMC (g)	Mass (g)		
L Aim	224.9S	3050.1	5175.6	5400.6	8450.7	36.1	
R Ann	218.96	3160.6	5310.0	5528.9	8689.6	36.4	
Trunk	958.26	36755.5	47514.5	48472.8	85228.2	43.1	
L Leg	595.01	10115.0	16027.3	16622.3	26737.3	37.S	
R Leg	615.92	10097.8	16686.3	17302.2	27400.0	36.9	
Subtotal	2613.13	63179.0	90713.7	93326.8	156505.8	40.4	
Head	639.60	1610.2	4149.6	4789.2	6399.5	25.2	
Total	3252.74	64789.2	94863.3	98116.1	162905.3	39.8	
Sledování změn - DXA
í_r j
Total Body % Fat
Total Body % Fat Results
0 (J
1
N
Age
e: 2008 NHANES White Female
Scan Date	Age	°oFat	Percentile		Change vs	
			Y>	AM	Baseline	Previous
24.04.2014	48	36.5	53	28	-5.4	-0.3
15.10.2013	43	36.8	54	30	-5.1	-1.4
15 04.2013	47	38.2	61	38	-3.7	-1.3
29.10.2012	47	39.5	68	46	-2.5	16
30.07.2012	46	378	60	36	^.1	-4.1
02.04.2012	46	41.9	78	61		
Total Lean+BMC Mass Results						
Scan Date	Age	Lea ii+	Change/Month vs		Change vs	
		EMC (g)	Baseline	Previous	Baseline	Previous
24.04.2014	48	56074	-378	-163	-9326	-1025
15.10.2013	48	57099	^51	167	-8301	998
15.04.2013	47	56101	-751	-608	-9298	-3335
29.10.2012	47	59437	-868	-866	-5963	-2590
30.07.2012	46	62027	-370	-870	-3373	-3373
02.04.2012	46	65400				
Total Mass Results						
Scan Date	Age	Mass (g)	Change/Month vs		Change vs	
			Baseline	Previous	Baseline	Previous
24.04.2014	48	88354	-983	-321	-24256	-2013
15.10.2013	48	90368	-1209	-63	-22242	-379
15.04.2013	47	90746	-1765	-1353	-21S64	-7423
29.10.2012	47	98169	-2103	-523	-14440	-1564
30.07.2012	46	99734	-3321	-3321	-12876	-12876
02.04.2012	46	112610				
YN = Young Normal
AM = Age Matched
ledování změn DXA
Výhody metody DXA
► Přesná metoda - referenční
► Jednoduché provedení
► Rychlá
► Není nutná zvláštní příprava měřeného
° Nutné je odstranit kovové součásti - oděv bez kovu, šperky apod.
Nevýhody metody DXA
► Cena přístroje
► Náročnost na prostor
► Omezené skenovací pole
► Váhové omezení přístroje
Denzita kostí
BMD - bone minerál density (g/cm2)
Celé tělo
► Femur (trochanter, krček, celkem)
► Páteř (L1 - L4)
► T-skóre
Počet směrodatných odchylek od průměrné hodnoty kostní minerální denzity mladých zdravých jedinců stejného pohlaví
► Z-skóre
Počet směrodatných odchylek od průměrné hodnoty osob stejného věku a pohlaví
Hodnocení denzity kostí
► T - skóre (Z - skóre u žen po menopauze):
■ do -1 —> optimální (nejlépe 0 a vyšší)
■ -1 až -2,5 —► osteopenie
■ nižší než -2,5 —> osteoporóza
► A další faktory: kouření, výskyt v rodině, zlomeniny, laboratorní hodnoty (Ca v krvi, vit. D)
Sourer 200S NHANES White Female
World Health Organization Bo<Jy Mass index aassificalion BMi = 25 0 WHO Classification Overvteight
Underweight
Normal      Overweight Obesny I  Ob*s«y II Ob*s«v III
Body Composition Results
BMi has some limitations and an actual diagnosis of overweight or obesity should be made by a health professional Obesity Is associated with heart disease, certain types of cancer type 2 diabetes, and other health risks The higher a person's BMI is above 25, the greater their weight-related risks
Adipose Indices
Region	Fat	Luit*	Total	•.Fat	"•Fat Percentile
Mass (g)		BMC <g)	Ma« (j)		YN AM
L .Aim	1666	1769	3434	485	
R.Aral	1679	2065	3745	44.8	
Trunk	11610	19147	30757	37.7	
LLeg	3976	5932	9908	401	
RLeg	4002	5789	9791	40.9	
Subtotal	22933	34702	57635	398	
Head	1061	3326	4387	24.2	
Total	2J004	38028	62023	38.7	64 30
.Android (A)	1522	2933	4456	34.2	
Gynoid(G)	3818	5923	9741	392	
Scan Date Scan Type Analysis
Operator: Model I ( nWfl
27 June 2014    ID A06271409 a Whole Bodv
27 June 2014 08:39 Version 133.0.1 Auto Whole Bodv Fan Beam AC
Discovery A (S M 85697)
Mnmm	Result	Percentile	
		YN	.431
Total Body »»Fat	J8.7	64	30
Fat Mass Heighr' (kg irr)	986	59	31
Andtotd. Gynotd Ratio	0 87		
••Fat Trunk'.Fat Legs	093	81	59
Trunk Limb Fat Mau Ratio	103	84	56
Lean * BMC Indices			
Measure	Result	Percentile	
		YN	.AM
(Lean- BMC)Height (kgnr)	15.6	46	39
.Appen (Lean - BMC") Height-' (kg m:	6 39	32	35
YN = Young Normal AM-Age Matched
Same
Patieni
DOB:
Sex: Female Ethnicity: White
Height: 156.0 cm Weight: 60.9 ke Aae: 56
Referring Physician: Zavadilova
k - 1 149. dO - 50 1 327x150
DAP 13 1 cGvVirf
Total
Scan Information:
Scan Date: 27 June 2014 ID: A06271409
Scan Type: a Whole Body-Analysis:    27 June 2014 0S:39 Version 13.3.0.1:3
Auto Whole Body Fan Beam Operator: AC
Model:       Discovery A (S M 85697) Comment:
DXA Results Summary:
Region	Area	BMC	BMD	T-	PR	Z -   AM I
	(cnr1)	(g)	(gcrrH)	SCOl'f	(••)	score (°o)l
L Ann	180 36	11899	0660			
R Ami	187.99	130.99	0.697			
L Ribs	10203	59 29	0 581			
R Ribs	148 22	89 39	0 603			
T Spine	136.17	92.35	0.678			
L Spine	45 39	44 50	0980			
Pelvis	179 15	190 N	1 065			
LLeg	314 12	297.48	0947			
RLeg	311.71	279.22	0896			
Subtotal 1605 14		1303 10	0812			
Head	231.77	577.62	2 492			
Total	1836.91	1880.72	1.024	-1.0	93	-0.5      951
						
foi.ii BMDcV10*. Ac?r-i     Bc-F- i 0Ö4
Comment:
Name: Patieu DOB:
Sex: Female Etlinkitv: White
Height: 156.0 cm Weistht: 60.9 kg Age: 56
Refeniiis Physician: Zavadilova
I8Rl H		
		
L3		
L4		
k-1.138. dO-43.0
11« It 134
DAP 4 6 cOy*cm!
Total
Scan Information:
Scan Date: Scan Type Analysis:
ID: A062"1406
Operator:
Model:
Comment:
27 June 2014 a Lumbar Spine
27 June 2014 08:28 Version 13.3.0.1:3 Spine AC
Discovery A (S M 85697)
DXA Results Summary:
Region	Area	BMC	BMD	T-	PR	Z-	AM
	(cm')	(g) (gcm'(		score	(••)	scoie	Co)
LI	13.35	11.78	0.883	-1.0	89	0.1	101
L2	14.52	12.65	0.871	-1.4	85	-0.3	97
L3	13.86	12.54	0.905	-1.6	83	-0.4	95
L4	16.25	1442	0.888	-16	84	-0.3	96
Total	57.98	51.40	0.8S6	-1.5	85	-0.3	97
							
lout BMD CV 1 .ON. ACF - 1.032. BCF -
WHO Classification: Osteopenia Fracture Risk: Increased
l 004 TH- ''008
Comment:
Name: Patiem DOB:
Sex: Female Ethnicity: White
Height: 156.0 cm Weiaht: 60.9 kg Ajsb: 56
Referring Physician: Zavadilova
49.9
k= 1.137. dO 95x111 NECK: 49x15 HAL: 96 nun DAP: 3.5 cGy*cni:
Neck
25   30   35   40   45   50   55   60   65   70   75   80 85
Age
ID: A06271407
Scan Information:
Scan Date: 27 June 2014
Scan Type: a Left Hip
Analysis: 27 June 2014 08:31 Version 13.3.0.1:3 Hip
Operator: AC
Model: Discovery A (S N 85697) Comment:
DXA Results Summary:
Region	Area	BMC	BMD	T-	PR	Z-	AM
	(cm2)	(g)	(g/cm2)	score	(•/o)	score	(0/Ó)
Neck	4.77	3.23	0.677	-1.6	80	-0.4	93
Total	36.91	33.56	0.909	-0.3	97	0.5	107
Total BMD CV 1.0V ACT = 1.032. BCT = 1.004. TH = 5.632 WHO Classification: Osteopenia
WHO Fractur« Rick AitMUtwnt Tool
10-year Fracture Risk1
Major Osteoporotic Fracture Hip Fracture
Reported Risk Factors:
Czech. T-score(\VHO)=-1.5. BMI=25.0. previous fracture
8.0°o 1.4°o
1 FRAXK Version 3.05. Tracture probability calculated for an untreated patient Tracrure probability may be lower if the patient has received treatment.
Comment:
Zena, 30 let, 157,8 cm, 58,7 kg, BMI = 23,6 kg/m2
Body Composition Results
Reeia li	Fat	Lean-	Total	% Fat
Mass (g)		BMC (g)	Mass®	
L Aim	822	2048	2870	28.6
R Ann	952	2161	3113	30.6
Trank	6799	22328	29128	23.3
LLeg	3183	6920	10103	31.5
R Leg	3159	7055	10214	30.9
Subtotal	14914	40513	55427	26.9
Head	1038	3313	4351	23.9
Total	15952	43826	59778	26.7
Android (A)	939	2777	3716	25.3
Gyiioid (G)	3331	6675	10006	33.3
Porovnání
DXA a BIA
[Body water and BCM ■ wto fat]
	5 KHz	50 KHz	100 KHz
R	308	252	238
Xc	39	37	31
Meas date: Name: First name:
Sex:
Meas. No.:
31.7.2013
male
Time
Date of birth:
Age:
Height:
09:05 1.3.1971 42 Years 1,83m
®	f 3				
%				i	I
					
F!					
				3	
					
					
		Xc			
	Calculated values	
Weiqht	160,9	kg
Body Mass Index BMI	48,0	
Basal Metabolic Rate	2950	kcal
		
Phase Angle (quality of Lean Body Mass)	8,4	
Total Body Water	88,0	Litte
Lean Body Mass LBM (BCM plus ECM)	120,2	kg
ECM (interstitial space, connecting tissue)	46,2	kg
BCM (muscle and organ cell mass)	740	kg
ECMjBCMHndex (ratio extra-yln trace! lular)	0,62	
% Cell Proportion (prop, of BCM in the LBM)	61,6	V
abdominal girth	0.0	cm
Body Fat	40,7 i kg	
Body Fat %		
Body Fat (c)	51,1	kg
Intra Cellular Water ICW (water in the BCM)	45,2	Litre
Extra Cellular Water ECW (water in the ECM)	42,8	Litre
Body Composition Results
Region	Fat	Lean+	Total	% Fat
	Mass (g)	BMC (g)	Mass (g)	
L Ann	3050	5401	8451	36.1
R Ann	3161	5529	8690	36.4
Trunk	36755	48473	85228	43.1
LLeg	10115	16622	26737	37.8
RLeg	10098	17302	27400	36.9
Subtotal	63179	93327	156506	40.4
Head	1610	4789	6399	25.2
Total	(ó47S9	98116	162905	39.S
Porovnání metod DXA, BIA a podle Pařízkové
					
Věk (roky)	35,5		13,5	21	67
Výška (cm)	165,1		6,0	153,0	180,0
Hmotnost (kg)	70,8		15,9	41,2	108,3
BMI(kg/m2)	26,1		6,2	16,5	45,2
DEXA-tuk(%)	32,8		8,3	16,1	49,5
DEXA-tuk(kg)	24,0		10,9	8,9	52,0
Tělesný tuk BIA (%)		30,5	9,4	8,4	50,0
Tělesný tuk Pařízková (%)		25,9	9,0	6,0	40,9
• Výsledky měření 86 žen
• BIA -Tanita BC418
Porovnání metod DXA, BIA a podle Paříž kové
53
_^ 43
"V 30 <
a
10
53
Ä 43
< O
13
Korelace DXA-BIA
			
		♦	
			
♦		+	
			y = Q,820x + 7,766
			Ri= 0,862
10 20 33 40
BIA-tuk(%)
53
53
Korelace DXA - Pařízková
y = 0,853x +11,501 R* = 0.356
i
13
20 33 40
Paříž ková-tuk (%)
53
Porovnání metod
p< 0,001 p< 0,001
DXA - Paniková
DXA-BIA
Korelace BIA- Pařízková
< GQ
60 50 40 30 20 10 0
DEXA
i Jiná metoda
	
	
	
	
	y=0,970x+6,294
♦ --1-1-1—	R2 = 0,864
10 20 30
Pařízková- tuk (%)
40
50
<
X
a
Porovnání různých metod na měření tělesného tuku - obézní ženy (tubulizace žaludku - sleeve gastrektomie
Zeny (N = 67)	Průměr	SD	MIN	MAX
Věk (roky)	41,3	8,9	27	68
Výška (m)	166,1	6,9	147,0	180,0
Hmotnost (kg)	116,4	19,7	89,0	186,0
BMI (kg.nr2)	42,3	5,6	32,5	64,4
Obvod pasu (cm)	112,3	11,1	91,0	147,0
Obvod boků (cm)	134,3	12,9	112,0	179,0
Tělesný tuk DXA (%)	48,8	4,0	36,2	56,6
Tělesný tuk DXA (kg)	56,8	12,3	32,9	105,0
Tělesný tuk BIA (%)	45,0	4,3	36,1	56,9
Tělesný tuk BIA (kg)	52,9	13,2	32,8	105,8
Porovnání metod DXA a BIA
:: 35 -C 4: 50
BIA-tuk (%)
i2
50
50
40
30
20
10
67 žen
BIA - Nutriguard M
Výsledky t-testu DXA a BIA
IDXA I BIA
DXA - BIA
Predikční rovnice pro stanovení % tělesného tuku
% tuku DXA = 39,322 + 0,527*% tuku BIA - 0,139*výška (cm) + 0,131*obvod boků (cm) - 0,077*obvod pasu (cm)
% Tělesného tuku	Průměr	SD	R2	r	SE
% tuku DXA	48,8	4,0	0,625	0,791	2,518
% tuku - korekční rovnice	48,9	3,2			
Děkuji za pozornost