Bioimpedancia

Bioimpedancia Eléctrica (BIA)

SEMINARIO 6

Composición Corporal

Brigette Bourguet R.

Objetivo

La bioimpedancia eléctrica (BIA) es un método no invasivo y de fácil aplicación en todo tipo de poblaciones. Conocer su funcionamiento, así como sus bases físicas, permite comprender mejor su utilización y, por tanto, la aplicación estricta de las condiciones de medida, para asegurar la fiabilidad de los resultados obtenidos.

Timeline

Historia del Metodo BIA

Los primeros estudios provienen del inicio de la década de 1960, los cuales se centran en la relación de las medidas de impedancia corporal, como el índice del ACT, y variables fisiológicas, como la función tiroidea, la tasa metabólica basal, la actividad estrogénica y el flujo de sangre.

1979

1990

1980

1969

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

¿Qué es la bioimpedancia eléctrica?

La BIA es un buen método para determinar el agua corporal y la masa libre de grasa en personas sin alteraciones de líquidos corporales y electrolitos Los estudios de bioimpedancia eléctrica (BIA) se basan en la estrecha relación que hay entre las propiedades eléctricas del cuerpo humano, la composición corporal de los diferentes tejidos y del contenido total de agua en el cuerpo. La BIA depende de algunas premisas relativas a las propiedades eléctricas del cuerpo, de su composición y estado de maduración, su nivel de hidratación, la edad, el sexo, la raza y la condición física.

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

Principios y propiedades bioeléctricas del cuerpo humano

La impedancia corporal (Z) está en función de 2 componentes o vectores: resistencia (R) y reactancia (Xc).

Reactancia (Xc)Es el llamado componente dieléctrico), y estos valores dependen de la frecuencia de la corriente eléctrica. La reactancia se debe al efecto eléctrico de la carga ofrecida durante períodos cortos, por el componente lipídico de las membranas de la masa celular

Resistencia (R) Representa la resistencia de los tejidos al paso de una corriente eléctrica por ejemplo, el tejido adiposo tiene aproximadamente un 80% de grasa. La grasa es una excelente resistencia a la corriente.El camino de menor resistencia sería cualquier componente corporal con alto contenido de agua, incluidos los fluidos sanguíneos fuera de las células y los músculos.

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

Tipos de Bioimpedancia Eléctrica

• Bioimpedancia Bipolar
• Bioimpedancia Tetrapolar

• Bioimpedancia eléctrica Monofrecuencia
• Bioimpedancia eléctrica Multifrecuencia

• Bioimpedancia eléctrica Segmental

Los aparatos de impedancia eléctrica introducen generalmente en el cuerpo una corriente alterna de amperaje muy bajo (imperceptible), que discurre por el cuerpo, actuando el agua corporal como elemento conductor y la resistencia que ofrece el fluido al paso de esa corriente es medida por el impedanciómetro.

Nutrition in clinical practice : official publication of the American Society for Parenteral and Enteral Nutrition, 32(1), 20–29. https://doi.org/10.1177/0884533616676264

Bioimpedancia Eléctrica Bipolar

En este método, se hace circular una corriente constante a través de dos electrodos. El detector es conectado a través de los mismos electrodos y el voltaje presente es una función de la impedancia entre electrodos y de los cambios presentes debidos a los eventos fisiológicos.

Salazar Muñoz Y. Capítulo 2. Introducción a la medida de impedancia eléctrica de tejidos biológicos 31 2.1. Antecedentes de la medida de la impedancia eléctrica.

Bioimpedancia Tetrapolar

La metodología más utilizada para realizar una BIA de cuerpo entero es la tetrapolar. Consiste en la colocación de 4 electrodos: dos a través de los cuales se introduce una corriente alterna y otros dos que recogen esta corriente midiéndose, entre estos, los valores de impedancia, resistencia y reactancia corporal. Estos electrodos deben hallarse a una distancia mayor de 4-5 cm, ya que, si no, puede haber interferencias y, por tanto, valores erróneos de la resistencia y la reactancia. Las medidas de impedancia deben tomarse en posición de decúbito supino y los electrodos deben disponerse en la mano muñeca y el pie-tobillo. La posición de decúbito supino es para disminuir los efectos de la gravedad en la tendencia de remansar el agua en las extremidades inferiores después de la bipedestación.

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Bioimpedancia eléctrica monofrecuencia

• Todos los aparatos de monofrecuencia normalmente operan a una frecuencia de 50 Khz, con electrodos dispuestos en la mano y en el pie o bien dispositivos pie-pie o mano-mano.
• Este método permite calcular la resistividad corporal y estimar el ACT y MLG.
• La cuantificación del ACT con un sistema de BIA monofrecuencia es bastante preciso.
• Los resultados de la impedancia se basan en modelos matemáticos teóricos y ecuaciones empíricas. En esta frecuencia (50 Khz), el índice de impedancia es directamente proporcional al ACT y permite el cálculo de la MLG, pero no permite determinar, ni diferenciar, el agua intracelular o extracelular.
• La BIA monofrecuencia no debe utilizarse cuando hay alteraciones de la hidratación, y de ninguna forma deducir si son por parte del componente acuoso intracelular o extracelular

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Bioimpedancia eléctrica multifrecuencia

• Los instrumentos BIA multifrecuencia utilizan modelos empíricos de regresión lineal a diferentes frecuencias, como 0, 1, 5, 50, 100, 200 y 500 Khz, para estimar el ACT, el AEC y el agua intracelular (AIC), y por derivación, la MLG.

• Los aparatos multifrecuencia son precisos para diferenciar variaciones en los niveles de hidratación.

• Se ha descrito una mejor precisión y un sesgo menor de los aparatos multifrecuencia para las estimaciones de AEC respecto a los aparatos monofrecuencia, y una mejor predicción del ACT que los de espectroscopia bioeléctrica (BIS).

• Hay que destacar que las medidas de resistencia no difieren entre los aparatos de monofrecuencia y los de multifrecuencia

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Bioimpedancia Eléctrica Segmental

• Esta técnica necesita de dos electrodos adicionales en la muñeca y el tobillo de las extremidades opuestas, o bien sobre la muñeca, el hombro (acromion), espina ilíaca superior y tobillo.

• El tronco que tiene una gran sección transversal sólo contribuye en un 10% de la impedancia corporal total (Z) y paradójicamente puede representar hasta el 50% del peso corporal. Esto puede implicar aspectos de importancia en la estimación y el análisis de la composición corporal del cuerpo entero.

• La BIA segmental se ha utilizado para conocer la distribución de fluidos en diversas enfermedades (ascitis, fallo renal, cirugía) y puede ser útil para el conocimiento de la acumulación de fluidos en la cavidad torácica o abdominal encontrándose grandes errores para la BIA segmental al medir la MLG en brazos (de un 13 a un 17% de error) y en piernas (10-13%).

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

En resumen...

BIA Multifrecuencia

BIA Segmental

BIA Monofrecuencia

BIA Bipolar

BIA Tetrapolar

Diferentes frecuencias, 0, 1, 5, 50, 100, 200 y 500 KhzEstima ACT, el AEC y (AIC), y por derivación, la MLG Precisos para diferenciar variaciones en los niveles de hidratación

Electrodos adicionales en la muñeca y el tobillo de las extremidades opuestasUtilizado para conocer la distribución de fluidos.

Frecuencia de 50 Khzpermite estimar el ACT y MLG No permite determinar, ni diferenciar, el agua intracelular o extracelular

Mide el cuerpo completo4 electrodosDeben hallarse a una distancia de 4-5 cm

Corriente a traves de 2 electrodos

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

Validez de las mediciones de BIA

El cuerpo humano no es un elemento uniforme, ni en longitud, ni en sus áreas transversales de sección, ni en su composición iónica, y estas circunstancias afectan a la precisión de las medidas.

La BIA puede afectarse por múltiples y diferentes situaciones que se deberán tener muy en cuenta, como son: la posición del cuerpo, la hidratación, la ingestión de comida y bebida, el aire ambiente y la temperatura de la piel, la actividad física reciente.

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

Recomendaciones de uso de BIA

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

Análisis de impedancia bioeléctrica (BIA)

Masa celular corporal(BCM)

% BCM

Masa extracelular (ECM)

Agua Corporal Total (TBW)

Masa Grasa (FM)

Masa Libre de Grasa (FFM)

Walter-Kroker A, Kroker A, Mattiucci-Guehlke M, Glaab T. A practical guide to bioelectrical impedance analysis using the example of chronic obstructive pulmonary disease. Vol. 10, Nutrition Journal. 2011.

Angulo de fase

• Uno de los mejores indicadores de la función de la membrana celular. Se ha interpretado como un indicador de la integridad de la membrana y la distribución del agua entre los espacios intra y extracelulares. El ángulo de fase es un indicador basado en la reactancia y la resistencia obtenidas del análisis de impedancia bioeléctrica (BIA). El Angulo de fase se ve relacionado con el % de masa muscular y masa grasa a > % de masa muscular = > AF No existe un valor de referencia del cual nos podamos basar para comparar los resultados. El ángulo de fase también se ha utilizado para predecir la masa celular corporal: por esta razón, también se ha utilizado como indicador nutricional en adultos y niños

The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 82, Issue 1, July 2005, Pages 49–52,

En la actualidad existe una gran cantidad de ensayos clínicos que proponen el AF como un marcador pronóstico útil en condiciones clínicas, como en cirrosis hepática, varios tipos de cáncer, esclerosis sistémica, también se observó una asociación positiva entre el AF y la supervivencia en pacientes con VIH-positivos, y quirúrgicos. Varios autores sugieren que el AF puede ser una herramienta importante para evaluar el resultado clínico o para evaluar la progresión de la enfermedad y este puede ser superior a otros indicadores nutricionales, bioquímicos o antropométricos. En el trabajo de Baumgartner et al.(1988)1 el AF promedio para hombres (n: 29) fue 7-8º y en mujeres (n: 44) fue 6-7º En una publicación de Selberg (2002) el AF promedio en 50 personas (20 hombres y 30 mujeres) fue de 6-7º. En los hombres el AF fue de 7-8º y no fue significativamente diferente al de las mujeres con un promedio de 6,5 (5,3o -7,3o) (P = 0,1). En el mismo trabajo evaluaron el AF en un grupo heterogéneo de 1.035 pacientes hospitalizados (589 hombres) con una media de AF de 4.9o. Este valor fue significativamente menor que en los sujetos sanos descripto [4,9o vs 6,6o, P < 0,001]11.

Llames, L., Baldomero, V., Iglesias, M. L., & Rodota, L. P.. (2013). Valores del ángulo de fase por bioimpedancia eléctrica: estado nutricional y valor pronóstico. Nutrición Hospitalaria, 28(2), 286-295. https://dx.doi.org/10.3305/nh.2013.28.2.6306

Un estado nutricional sano y un metabolismo saludable dan como resultado un valor elevado del ángulo de fase.

BIVA (análisis de vector de impedancia bioeléctrica)

BIVA, como parte integrada de la medición de BIA, es un método simple, rápido y clínicamente valioso para evaluar el estado de los líquidos (TBW) y la masa celular corporal (BCM). Los valores de referencia ajustados por edad, IMC y sexo se trazan como las denominadas elipses de tolerancia en el mismo sistema de coordenadas Se distinguen tres elipses de tolerancia, 50º, correspondientes al percentil 75º, 95º y vector de la población sana de referencia 95º. Valores fuera del percentil se consideran anormales. Según la posición del punto de medición en el nomograma BIVA, el estado de nutrición / entrenamiento e hidratación ajustado por sexo, edad, IMC y raza.

Nomograma

Walter-Kroker A, Kroker A, Mattiucci-Guehlke M, Glaab T. A practical guide to bioelectrical impedance analysis using the example of chronic obstructive pulmonary disease. Vol. 10, Nutrition Journal. 2011.

Aplicaciones de BIA / BIVA e interpretación de cuerpo composición.

A continuación, algunos ejemplos de hallazgos característicos de BIA en pacientes con EPOC con su interpretación:

Siguiente

Aplicaciones de BIA / BIVA e interpretación de cuerpo composición.

Paciente: Femenino Peso: 61,1 kg Edad: 64 años IMC 22,7, EPOC leve (estadio II GOLD)

INterpretacion

Walter-Kroker A, Kroker A, Mattiucci-Guehlke M, Glaab T. A practical guide to bioelectrical impedance analysis using the example of chronic obstructive pulmonary disease. Vol. 10, Nutrition Journal. 2011.

Aplicaciones de BIA / BIVA e interpretación de cuerpo composición.

Paciente: Femenino Peso: 90 kg Edad: 73 años IMC 31,5 Grave EPOC (estadio III GOLD)

INterpretacion

Walter-Kroker A, Kroker A, Mattiucci-Guehlke M, Glaab T. A practical guide to bioelectrical impedance analysis using the example of chronic obstructive pulmonary disease. Vol. 10, Nutrition Journal. 2011.

Aspectos importantes sobre la BIA

Desde la década de 1990 han proliferado gran cantidad de sistemas de BIA de diferentes fabricantes, con gran difusión, En 1994 el National Institute of Health Technology de Estados Unidos realizó una reunión clave para valorar aspectos importantes en torno a la BIA:

Seguridad

Estandarización

Limitaciones

Validez

J.R. Alvero-Cruz et al. / Rev Andal Med Deporte. 2011;4(4):167-174

Sendín FA, Doctoral T. ESTUDIO COMPARATIVO INTERMETODOLÓGICO DE LA COMPOSICIÓN CORPORAL (ANTROPOMETRÍA, BIA Y DEXA).

Comparación de la evaluación de la composición corporal mediante dos dispositivos de análisis de impedancia bioeléctrica multifrecuencia (BIA) y absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA) en entornos clínicos

VS

DEXA

Bioimpedancia Eléctrica

Lahav Y, Goldstein N, Gepner Y. Comparison of body composition assessment across body mass index categories by two multifrequency bioelectrical impedance analysis devices and dual-energy X-ray absorptiometry in clinical settings. European Journal of Clinical Nutrition. 2021 Aug 1;75(8):1275–82.

Objetivo

Este estudio fue diseñado para comparar la capacidad de SECA mBCA 515 e InBody, dos sistemas comúnmente utilizados en la práctica clínica, para medir el% BF y comparar los resultados con los obtenidos con el método de referencia DXA

Lahav Y, Goldstein N, Gepner Y. Comparison of body composition assessment across body mass index categories by two multifrequency bioelectrical impedance analysis devices and dual-energy X-ray absorptiometry in clinical settings. European Journal of Clinical Nutrition. 2021 Aug 1;75(8):1275–82.

Evidencia cientifica.

Estudios anteriores sugirieron que BIA tiende a subestimar la FM y sobreestimar la FFM en relación con la DXA, mientras que la BIA multifrecuencia (MF-BIA) parece ser un método más preciso para la evaluación de la composición corporal que la frecuencia única.

Un estudio que comparó el modelo SECA del Medical Body Composition Analyzer (mBCA 514) con DXA, mostró una fuerte concordancia entre los dos métodos, aunque debe tenerse en cuenta que este estudio involucró a participantes con sobrepeso. Otro estudio encontró una fuerte correlación entre DXA e InBody 770, aunque BIA sobreestimó la masa muscular de todo el cuerpo

Lahav Y, Goldstein N, Gepner Y. Comparison of body composition assessment across body mass index categories by two multifrequency bioelectrical impedance analysis devices and dual-energy X-ray absorptiometry in clinical settings. European Journal of Clinical Nutrition. 2021 Aug 1;75(8):1275–82.

Metodos

En un estudio transversal, 237 hombres y mujeres asistieron a la clínica de nutrición y fueron reclutados, los criterios de inclusión fueron que los adultos participantes debían tener entre 18 y 80 años con un IMC entre 18 y 56 kg / m2

El peso (kg) se registró con una precisión de 0,1 kg en una báscula digital (SECA modelo 400; SECA Norteamérica) mientras los sujetos estaban descalzos y vestidos con pantalones cortos y camiseta. La altura se midió con una precisión de 0,5 cm con un estadiómetro inalámbrico 360 independiente SECA 274 (SECA, Hamburgo, Alemania) y se utilizó para ambos dispositivos BIA

Este estudio fue diseñado para comparar la capacidad de SECA mBCA 515 e InBody, dos sistemas comúnmente utilizados en la práctica clínica, para medir el% BF y comparar los resultados con los obtenidos con el método de referencia DXA

Lahav Y, Goldstein N, Gepner Y. Comparison of body composition assessment across body mass index categories by two multifrequency bioelectrical impedance analysis devices and dual-energy X-ray absorptiometry in clinical settings. European Journal of Clinical Nutrition. 2021 Aug 1;75(8):1275–82.

Resultados

Valores por dos dispositivos MF-BIA (SECA mBCA 515 e InBody 770), contra DXA como referencia. Nuestros resultados indicaron una fuerte correlación entre el% BF medido por DXA y SECA o InBody, aunque InBody subestimó los valores del% BF en ambos sexos y, en mayor medida, en las mujeres. Esta subestimación fue más pronunciada en las categorías de IMC más bajas, pero no en la clase de obesidad-2

Aunque ambos métodos BIA estaban altamente correlacionados con DXA, a nivel individual, InBody subestimó el% BF en un grado más alto que el SECA en ambos sexos y en todas las categorías de IMC. Aunque a nivel de población, ambos dispositivos tienen un sesgo aceptable.

Encontraron que las evaluaciones SECA mBCA 515 del% BF no fueron estadísticamente diferentes a los valores alcanzados por DXA

Equipos de Bioimpedancia

INBODY 770

OMRON BF511

SECA MBCA 514

TANITA BC-587

BEURER BF 105

¡Gracias!