Bioelektrische Impedanzanalyse

Der menschliche Körper ist aus heterogen Materialien zusammengesetzt. Die Kompartimente können grob eingeteilt werden in:

• Magermasse (LBM, "lean body mass"): Sie besteht aus Proteinen (Muskeln), Mineralien (Knochen und Elektrolyte) und Körperwasser (TBW, "total body water"). Das TBW setzt sich wiederum aus der Intrazellularflüssigkeit (ICW; Flüssigkeit in Zellen und Geweben) und der Extrazellularflüssigkeit (ECW; Blut, Lymphe etc.) zusammen.
• Körperfett: Körpermasse abzüglich der Magermasse.

Das Prinzip der bioelektrischen Impedanzanalyse basiert auf der Messung des elektrischen Gesamtwiderstandes des Körpers (Impedanz). Der erzeugte Wechselstrom (Stromstärke 0,8 mA) wird bei einer Frequenz von 50 kHz durch im Körper enthaltene Elektrolyte weitergeleitet und die Impedanz (Z) ermittelt. Sie wird errechnet, indem die gemessene Stromspannung (V) durch die eingeleitete Stromstärke (I) geteilt wird (Z=V/I).

Durch die unterschiedlich gute Leitfähigkeit der Körperkompartimente können so Rückschlüsse auf die Körperkomposition gezogen werden. Bestimmt werden können:

• Körperwasser
• Fettmasse (FM, "fat mass")
• Fettfreie Masse (FFM, "fat free mass")
• Magermasse
• Körperzellmasse (BCM, "body cell mass") und
• Extrazelluläre Masse (ECM, "extracellular mass")

Für den Rückschluss auf die fettfreie Masse und Fettmasse über das Körperwasser besteht die Annahme, dass der Wassergehalt der fettfreien Masse des menschlichen Körpers konstant bei 73% liegt. Während für die Bestimmung des TBW und BCM bei einer Frequenz von 50 kHz mit Monofrequenz-Geräten gemessen wird, variiert die Frequenz für die Bestimmung von intra- und extrazellulärem Wasser (Multifrequenz-Geräte).

Eine definierte Messpositionierung wird vorausgesetzt. Der Patient liegt entspannt und flach auf dem Rücken. Im Idealfall befindet sich die Person schon einige Minuten vor der Messung in Liegeposition, um eine gleichmäßige Verteilung der Körperflüssigkeiten zu gewährleisten. Die Beine sind leicht gespreizt, die Arme liegen nicht am Körper an. Außerdem darf von der Testperson kein Metall (z.B. Bettgestell) berührt werden; Herzschrittmacher und Schmuck sind allerdings unproblematisch. Die Messelektroden werden wie folgt positioniert:

• Handgelenkelektrode (Messelektrode) am höchsten Punkt des Ulnaköpfchens
• Fingerelektrode (stromgebend) in der Mitte der Grundgelenke der Zeige- und Mittelfinger
• Knöchelelektrode (Messelektrode) am höchsten Punkt von Außen- und Innenknöchel
• Zehenelektrode (stromgebend) in der Mitte der Grundgelenke der 2. und 3. Zehe

Zwischen den Elektroden muss ein Abstand von 5 cm eingehalten werden.

Folgende Messbedingungen sollten als wissenschaftliche Standarisierung eingehalten werden:

• Nahrungskarenz 4-5 Stunden vor der Messung
• sportliche Betätigung 12 Stunden vor der Messung eingeschränkt
• Verzicht auf Alkoholkonsum mindestens 24 Stunden vor der Messung
• Haut sollte sauber, trocken und fettfrei sein
• Harnblase ist entleert

Neben anderen Verfahren zur Bestimmung der Körperzusammensetzung des Menschen bietet die BIA folgende Vorteile:

• einfache Durchführung
• portabel
• kostengünstig
• keine Nebenwirkungen
• unabhängig vom Untersucher

Die Ergebnisse sind stark abhängig von der Einhaltung der Messbedingungen, der Elektrodenplatzierung und dem verwendetem Gerätetyp. Zudem werden die Ergebnisse durch die Ethnie, den menstruellen Zyklus und mögliche Erkrankungen des Patienten beeinflusst. Dies muss bei epidemiologischen Studien beachtet werden.

Die Aussagekraft der bioelektrischen Impedanzanalyse ist teilweise umstritten. Vor allem den im Consumerbereich eingesetzten BIA-Messgeräten mit 2 Elektroden wird ein mangelnde Genauigkeit nachgesagt.

• Dehghan M1, Merchant AT: Is bioelectrical impedance accurate for use in large epidemiological studies? Nutr J. 2008; 7: 26. doi: 10.1186/1475-2891-7-26
• Bera TK1: Bioelectrical Impedance Methods for Noninvasive Health Monitoring: A Review. J Med Eng. 2014;2014:381251. doi: 10.1155/2014/381251.