Durchführung und Interpretation von phasensensitiven BIA Messungen mit BodyComp V 8.5

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1 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 1 von 36 Durchführung und Interpretation von phasensensitiven BIA Messungen mit BodyComp V 8.5 Körperkompartimente Segmentale Messungen Hydratationsbeurteilung BIA-Messungen bei Kindern Stand:

2 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 2 von 36 Inhaltsverzeichnis 1. Messung von Körperwiderständen Wie führt man einen gültigen Test an einem Patienten durch? BIA-Kontraindikationen Physikalische Grundlagen Resistanz Reaktanz Phasenwinkel PA Analyse der Körperzusammensetzung Körperkompartiment-Modelle Das Zwei-Kompartiment-Modell Das Drei-Kompartiment-Modell Körperzellmasse (BCM) und Extrazellulärmasse (ECM): Segmentale BIA-Messungen Segmentale Berechnungen Genauigkeit der Ganzkörperberechnungen mit segmentaler BIACORPUS Messung: Segmentalmessung Beispiel 1: Extreme Anorexie Segmentalmessung Beispiel 2: Onkologie BodyComp Nomogramme Die Normwertverteilung nach Prof. Piccoli, (Univ. Padova) Beurteilung des Hydratations- und Ernährungszustandes mit Nomogrammen Interpretation von Nomogrammen: Populationsspezifische Dichteellipsen: Angaben zur Quelldatenbank in BodyComp V 8.5, Beispiele: Frauen, Alterseinfluss: Frauen, BMI-Einfluss: Frauen, Größen-Einfluss: Frauen, Einfluss des Körperfettanteiles innerhalb einer BMI-Klasse: Zielellipsen in BodyComp V 8.5: Kinderellipsen: BIA-Messung : Berechnete Parameter Gewichtsbezogene Parameter Broca Index BMI: Body Mass Index BMI = (kg / m 2 ) BIA-Parameter BIA-Referenzwerte bezüglich der Muskulatur Zellanteil BCM (BCM = Körperzellmasse) BIA-Referenzwerte bezüglich des Fettgehaltes BIA Parameter und Referenzwerte bezüglich der Körperhydratation: Gesamtkörperwasser (TBW = Total Body Water) Extrazellulärwasser (ECW) Wasserbalance Darstellung der Normalverhältnisse der Impedanzmessung Rz/H - Xc/H: Die Zelle als Kondensator Zellhydratation und Extrazellulärvolumen Normalverhältnis ECM / BCM: Extrazelluläre Wassereinlagerung: Dehydratation: Zellfunktion und Hydratation: Möglichkeiten der Hydratationsveränderungen in der FFM: Verlaufsbeobachtungen Auswertung von Kindermessungen Datenlage bei Kindern: Auswertungsparameter bei Kindern in BodyComp V 8.5: Beispielausdrucke: Literaturverzeichnis... 35

3 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 3 von 36 Durchführung und Interpretation von BIA Messungen mit BodyComp V Messung von Körperwiderständen Die Bioimpedanzanalyse nutzt die elektrischen Eigenschaften des menschlichen Körpers. Zur Messung wird beim phasensensitiven Impedanzanalysator BIACORPUS RX 4000 ein sinusförmiger Wechselstrom mit 50 khz Frequenz und konstanter Stromstärke an definierten Stellen (Handgelenk, Fußgelenk) an den Körper angelegt. Um den Widerstand des gesamten Körpers zu erfassen, werden im Normalfall Messelektroden an Hand und Fuß der rechten Körperseite angelegt. [1, 2] Abb. 1: Körperlage und Elektrodenposition bei der Bioelektrischen Impedanzmessung 1.1 Wie führt man einen gültigen Test an einem Patienten durch? Bevor Sie die Impedanz-Messwerte als gültig ansehen können, muss der Patient mindestens 5 Minuten oder länger in der Horizontalen liegen, um eine gleichmäßige Verteilung der Körperflüssigkeiten zu erzielen. Bei 1-Kanalmessungen wird grundsätzlich die rechte Körperseite gemessen. (Ausnahmen: Amputationen, Dialysepatienten: hier die Nicht-Shunt-Seite messen) - Ganzkörper-Impedanz-Werte müssen zwischen den Hand- und Fußgelenken gemessen werden (ipsi lateral): - Handfläche mit herkömmlichen Desinfektions-Sprays (Alkohol) entfetten und trocknen. - Die innere Elektrode des Handgelenkes auf der Handfläche befestigen. Zur genauen Positionierung bewegen Sie das Handgelenk und ertasten den weichen Punkt auf der Oberseite des Handgelenkes auf diesem Punkt muss die innere Elektrode befestigt werden. Die äußere (rote) Elektrode in einem Abstand von mindestens 5 cm von der inneren (schwarzen) Elektrode in Richtung Fingerkuppen anbringen. - Selbiges Vorgehen ist am Fuß durchzuführen. Achten Sie beim Anbringen der Elektroden unbedingt auf Präzision!: 2 mm Versatz können Rz um ca. 2-3 Ohm verändern!!

4 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 4 von 36 - Patientenpositionierung und Kabelzuordnung für BIACORPUS RX 4000 (1-4 Kanalmessung) : rechte Hand linke Hand Bitte beachten: gut reproduzierbare Daten können nur bei sorgfältiger Positionierung der Elektroden erhalten werden!! rechter Fuß linker Fuß Fehlerquellen: Bei Fieber ist das bioelektrisch extrapolierte Ergebnis ungültig, da die Leitfähigkeit der elektrolytischen Flüssigkeiten proportional mit der Temperatur variiert und den spezifischen Widerstand verändert Auch sehr kalte Hände (im Winter) können die Messergebnisse verfälschen(-hände reiben)! Da das zu messende Volumen von der gesamten Länge zwischen Fuß und Arm abhängig ist, vermeiden Sie jeglichen Kontakt, der zu Kurzschluss führen kann (u.a. Bettgestell aus Metall ). Wenn der Patient nicht bekleidet ist, müssen Arme und Beine getrennt voneinander liegen oder isoliert sein. 1.2 BIA-Kontraindikationen BIA Messungen gelten allgemein als sicher, wir empfehlen Ihnen jedoch bei Anwesenheit von Herzschrittmachern, Defribrillatoren oder anderen implantierten automatischen, elektronischen Geräten (z.b. implantierte substanzverabreichende-systeme, DDD-Herzschrittmacher etc.) keine BIA-Messungen durchzuführen! 2. Physikalische Grundlagen Der Körper setzt dem Wechselstrom einen Wechselstromwiderstand entgegen, der als Impedanz bezeichnet wird. Wenn man vom Körperwiderstand spricht, nennt man die Impedanz Bioelektrische Impedanz, die sich aus den beiden Widerständen Resistanz (Rz) und Reaktanz (Xc) zusammensetzt. Bei der phasensensitiven bioelektrischen Impedanzanalyse werden folgende Impedanzkomponenten gemessen: 2.1 Resistanz Die nicht zellulär gebundene Körperflüssigkeit verhält sich im Wechselstrom wie ein einfacher elektrischer Leiter, der dem Strom einen ohmschen Widerstand entgegensetzt. Dieser Widerstand wird Resistanz (Rz) genannt [1, 2]. 2.2 Reaktanz Die Körperzellen wirken - bedingt durch die Zellmembranen - wie Kugelkondensatoren, die dem Wechselstrom einen kapazitiven Widerstand entgegensetzen (Reaktanz Xc). Die Zellmembranen (Lipiddoppelmembran) nehmen hierbei die Funktion des schlecht leitenden Isolators zwischen zwei Kondensatorplatten ein. Durch Messung der Reaktanz (Rz) sind Rückschlüsse auf die Zellmasse und das zellulär gebundene Körperwasser möglich [1, 2].

5 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 5 von 36 Abb.2: Parallelwege des Stromes im Körper: Rz = Ohmscher Widerstand (Flüssigkeitsabhängig) ~ ~ Xc = kapazitiver Widerstand (Abhängig von Zustand und Masse der Körperzellen) Die Kenntnis von Resistanz und Reaktanz durch Messung mit dem Bioimpedanzanalysator gibt Auskunft über die Verteilungsräume des Körpers: Aus den Messgrößen Resistanz und Reaktanz und Phasenwinkel kann über statistische Korrelationen zwischen extrazellulären und intrazellulären Körperkompartimenten unterschieden werden [3]. 2.3 Phasenwinkel PA Im Wechselstromkreis wird ein Kondensator bei jedem Anwachsen der Spannung geladen und während des Abklingens der Spannung wieder entladen. Da sich Körperzellen modellhaft wie Kugelkondensatoren verhalten, stellt auch die Zelle dem Anwachsen und Abklingen des Stromes einen Widerstand entgegen. Der kapazitive Widerstand eines Kondensators (Xc) im Wechselstromkreis führt zu einer Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung, wobei der Strom der Spannung vorauseilt [4]. Abb. 3: Phasenwinkel eines seriell geschalteten ohmschen und kapazitiven Widerstandes: Bei 50 khz Messfrequenz durchfliesst der Messstrom sowohl die Körperzellen als auch den Extrazellulärraum. An der Zellmembran entsteht der kapazitive Widerstand, der vom BIACORPUS RX 4000 gemessen und als Xc im Display angezeigt wird. Die Messgröße Rz entspricht dem Realteil des Gesamtwiderstandes Z. Phasenverschiebung Zelle Phasenwinkel (PA) = arctan Xc / Rz Der Phasenwinkel im menschlichen Körper ist abhängig von der Masse, Integrität und Hydratation der Fettfreien Masse und wird häufig als Indikator für den Zustand der Zellmasse herangezogen. Der Phasenwinkel verringert sich häufig beim Abbau von Zellmasse und kann somit zur Bestimmung des Ernährungszustandes herangezogen werden. - abnehmende Phasenwinkel können durch eine zunehmende extrazelluläre Wassermenge (ECW) verursacht werden. Ein niedriger Phasenwinkel kann demzufolge zwei mögliche Ursachen haben: Muskelabbau (Kachexie) oder Überwässerung des Extrazellulärraumes als Folge einer Störung des Wasserhaushaltes (z. B. Niereninsuffizienz). - steigende Phasenwinkel können durch Dehydratation und/oder Aufbau von Zellmasse erklärt werden.

6 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 6 von 36 3 Analyse der Körperzusammensetzung 3.1 Körperkompartiment-Modelle Auf Basis der oben erwähnten physikalischen Grundlagen lassen sich mit Hilfe der bioelektrischen Impedanzmessung unter Anwendung von anatomischen und physiologischen Erkenntnissen Körperkompartimente bestimmen. Die mathematischen Grundlagen hierfür sind in erster Linie vom bekannten Ohmschen Gesetz abgeleitet: Abb. 4: Ohmsches Gesetz U = R I Ohmsches Gesetz U = Spannung [V], R = Widerstand [Ohm], I = Stromstärke [A] Der menschliche Körper wird modellhaft als System elektrischer Leiter betrachtet, wobei parallel und seriell verknüpfte Gewebe die Leiterbahnen darstellen. Für die Auswertung ist entscheidend, dass verschiedene Gewebs- und Zellarten den Strom unterschiedlich gut leiten. Das Skelett und die Fettmasse leiten den Strom sehr schlecht, so dass sie bei der Widerstandsmessung mittels BIA nicht erfasst werden. Das Muskelgewebe und die Extrazellulärräume leiten den Strom wesentlich besser und machen so den Hauptanteil der Widerstandsmessung mit BIA aus: Abb. 5: Der menschliche Körper als System elektrischer Leiter Skelett 3500 Ω/cm Fett 2500 Ω/cm Muskel 250 Ω/cm Blut 120 Ω/cm In den frühen klinischen Tests (um ca. 1930) wurde deutlich, dass die Widerstände des Körpers stark mit der Körperhydratation korrelieren. Deshalb wurde die BIA-Messung zunächst für die Bestimmung des Gesamtkörperwassers (Total Body Water, TBW) eingesetzt. Nyboer et al. haben hierfür in den 70er-Jahren des 20. Jahrhunderts ein Modell erarbeitet das folgende Annahmen voraussetzt: 1.) Der Körper wird als gleichmäßiger Zylinder betrachtet. 2.) Der Anteil der Reaktanz am Gesamtwiderstand ist für die Gesamtkörperwasserbestimmung zu vernachlässigen. Je nach Untersuchungsmodell kann deshalb auch der Gesamtwiderstand Z zur Berechnung des Gesamtkörperwassers verwendet werden.

7 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 7 von 36 Mathematisch lässt sich unter diesen Bedingungen folgender Zusammenhang ableiten: Z = Gesamtwiderstand ρ = Konstante Z = ρ L / A L = Länge des Leiters (=Körpergröße) A = Querschnittsfläche des Leiter (Körperdurchmesser) multipliziert man beide Seiten mit der Körpergröße (L) erhält man eine Formel die das Volumen V enthält: Z = ρ L 2 / V bzw. nach Umformung: V = ρ L 2 / Z und unter der Annahme, dass der Anteil Xc von Z zu vernachlässigen ist (Z2 = R2 + Xc2): V = Gesamtkörperwasser [l] R = Resistanz [Ω] L = Körpergröße [cm] ρ = Konstante V = ρ L 2 / R 3.2 Das Zwei-Kompartiment-Modell Auf Basis des Nyboer Modelles wurden in klinischen Studien zuverlässige Formeln für die Bestimmung des Gesamtkörperwassers entwickelt [1,2]. Bei Kenntnis des Gesamtkörperwassers lassen sich unter den nachfolgend aufgeführten physiologischen Annahmen die zwei Körperkompartimente Fettfreie Masse (FFM) und Fettmasse (FM) bestimmen: Entscheidend für die Auswertung der fettfreien Masse nach dem Nyboer Modell ist die Einhaltung einer konstanten Körperhydratation. Das Modell setzt voraus, dass die Hydratation der fettfreien Masse bei konstant 73,2 % liegt. Zudem wird davon ausgegangen, dass der Wassergehalt der Fettmasse zu vernachlässigen ist: Setzt man diese Bedingungen voraus erhält man über einen Dreisatz folgende Gleichungen als Grundlage des sogenannten Zwei-Kompartiment-Modelles: Abb. 6: Das Zwei-Kompartiment Modell Körpergewicht Fettmasse Fettfreie Masse FFM FFM = TBW /Hydr.FFM[%/100] = + Gesamtgewicht [kg] Fettmasse [kg] Fettfreie Masse [kg]

8 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 8 von 36 Viele bioelektrischen Messgeräte zur Körperfettbestimmung berechnen bis heute die FFM anhand der durchschnittlichen Hydration der FFM von 73,2%. Dieses Modell hat folgende Anwendungseinschränkungen: 1.) In allen Fällen einer Dehydratation (z.b. nach dem Training, Laxantiengebrauch, geringer Trinkmenge) ist die Voraussetzung einer konstanten Hydratation von 73,2 % nicht mehr gegeben. Die Ergebnisse werden in Richtung einer zu hohen Fettmasse verschoben. 2.) Bei Personen mit krankheitsbedingter Überwässerung (wie z.b. Niereninsuffizienz, Herzinsuffizienz, Ödembildung/Tumore, Mangelernährung, Hormonschwankungen) ist eine Hydratation von 73,2 % in der FFM ebenso wenig gegeben, weshalb obige Gleichungen zu einer Überschätzung der Fettfreien Masse und zur Unterschätzung der Fettmasse führen. Wichtig: Die Software BodyComp V 8.5 von MEDI CAL nutzt für die Bestimmung der Fettfreien Masse (FFM) ein statistisches Auswertungsmodell, das die Hydratation der Fettfreien Messe durch Korrelation mit einem 4-Kompartiment-Referenzmodell berechnet [20] und darauf basierend die Berechnungen der Fettfreien Masse (FFM) und Fettmasse (FM) durchführt. BodyComp V 8.5: automatische Berücksichtigung von Wasserschwankungen!!!! Das Hydration Linked Zwei-Kompartiment-Modell Körpergewicht Fettmasse Fettfreie Masse FFM FFM = TBW / (HL-Index) TBW = ρ L 2 / R Die Berechnung bei MEDI CAL folgt im Prinzip dem Nyboer-Modell, das Hydration Linked System (HL) nutzt jedoch die international validierte und unabhängige Berechnung von TBW und FFM über ein 4-Kompartiment-Modell zur Berechnung des aktuellen Hydratationsgrades [20]. Hierdurch wird die Bestimmung der Fettmasse und der Fettfreien Masse auch bei Personen mit abweichender Hydratation zuverlässiger. Die Auswirkungen der hydrationsgebundenen (Hydration linked) Bestimmung der Fettfreien Masse und der Fettmasse auf das differenziertere Drei- Kompartiment Modell werden nachfolgend erläutert. 3.3 Das Drei-Kompartiment-Modell Körperzellmasse (BCM) und Extrazellulärmasse (ECM): Die Körperzellmasse und die Extrazellulärmasse bilden zusammen mit den Knochen die fettfreie Masse. Die Körperzellmasse (BCM) umfasst alle von einer Membran umhüllten stoffwechselaktiven Zellen des Körpers und stellt energetisch betrachtet das Kraftwerk des Körpers dar. Die Körperzellmasse umfasst sowohl die Skelettmuskulatur als auch die Zellen der Organe (Nicht-Muskel-BCM). Das Verhältnis von Skelettmuskulatur zu Nicht-Muskel-BCM beträgt beim Gesunden 3,5 : 1 bis 4 : 1. [18] Die Körperzellmasse besteht zu großen Teilen aus Wasser und schwankt mit der Körperhydratation.

9 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 9 von 36 Die Extrazellulärmasse (ECM) umfasst den nicht zellulär gebundenen Anteil der Fettfreien Masse und besteht hauptsächlich aus extrazellulärer Flüssigkeit (Plasma, interstitielle Flüssigkeit), den Knochen und aus Bindegewebe. Kurzfristige Veränderungen der Extrazellulären Masse sind in der Regel auf Schwankungen der Extrazellulären Flüssigkeiten (ECW) zurückzuführen. In der Fettfreien Masse läuft der Großteil aller physiologisch wichtigen Prozesse ab, während die Fettmasse dem Körper hauptsächlich als Energiespeicher dient. Aus diesem Grund ist eine Analyse der fettfreien Masse besonders bei kranken Personen von Interesse. Insbesondere die Hydratationsverteilung in der Fettfreien Masse auf die Intra bzw. Extrazellulärbereiche (ECW) ermöglicht interessante Schlüsse über den aktuellen Ernährungszustand. Es existiert eine Vielzahl von wissenschaftlichen Studien, die sich auf die Hydratationsverhältnisse im Körper beziehen. Beispielhaft können folgende Forschungsbereiche für das 3-Kompartiment-Modell angeführt werden: 1.) Ernährungstherapie: Kontrolle d. Extrazellulärwassereinlagerungen bei Mangelernährung, Überwachung des Ernährungszustandes 2.) Kardiologie: Überwässerung / Ödembildung bei Herzinsuffizienz 3.) Nephrologie: Trockengewichtsbestimmung in der Dialyse 4.) Geriatrie: Überprüfung von Liegeödemen und Ernährungszustand 5.) Intensivmedizin: Hydratationsmonitoring Das 3-Kompartiment-Modell unterteilt die Fettfreie Masse in die Unterbereiche Körperzellmasse (BodyCellMass) und in die Extrazelluläre Masse. Abb.7: Das Drei Kompartiment-Modell Fettmasse FM Fettfreie Masse FFM (FFM = TBW / HL-INDEX) Kompartiment 1 Kompartiment 2 Kompartiment 3 ECM: Extrazelluläre Masse - Extracelluläres Wasser - Knochen, Bindegewebe ECM = FFM - BCM ICM = Körperzellmasse Körperzellmasse = BCM BCM = FFM k PA Die korrekte Bestimmung der BCM ist für das Drei-Kompartiment-Modell entscheidend, denn die ECM wird durch die Differenzbildung zur Fettfreien Masse errechnet. : ECM = FFM BCM Abb. 7: Kreisdiagramm der FFM

10 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 10 von Segmentale BIA-Messungen Das Messgerät BIACORPUS RX 4000 ermöglicht automatische segmentale Messungen, wobei die Elektroden an allen Extremitäten gleichzeitig angebracht werden müssen. (Abb. 8) Es werden folgende Körpersegmente gemessen: - Rechte Körperhälfte (RA-RF = rechter Arm rechter Fuß) - Linke Körperhälfte (LA-LF = linker Arm linker Fuß) - Oberkörper (RA LA = rechter Arm linker Arm) - Unterkörper (RF-LF = rechter Fuß linker Fuß) Anhand der Widerstandsverteilungen im Körper berechnet die Software BodyComp V 8.5 die Verteilung der Fettfreien Masse und der Fettmasse im Körper. Die Verteilungsmuster werden statistisch über die Korrelation zu Dexa-Kompartimentmessungen berechnet. (Dual-Energy-X-Ray). Beim Dexa-Verfahren werden die Fettfreie Masse und die Fettmasse mit Hilfe schwacher Röntgenbilder des Körpers ermittelt. Abb.9: Röntgenbild: Die Software BodyComp V 8.5 zeichnet ein individuelles Fettverteilungsmuster des menschlichen Körpers. Das Bild der Fettfreien Masse unterscheidet nur männlich/weiblich - variiert jedoch nicht mit der berechneten Masse an FFM. Die gelb gefärbte Fettmasse mit dem Fettvolumen verändert sich analog zur berechneten Fettmasse: Abb. 10: Segmentale Auswertung Hinweis: die Verteilung des Körperfettes auf die einzelnen Körpersegmente kann mit BIA-Messungen nur abgeschätzt werden. Die berechnete Fettverteilung auf die einzelnen Segmente kann mit erheblichen Schwankungsbreiten versehen sein und sollte als Trend betrachtet werden.

11 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 11 von Segmentale Berechnungen Das BIACORPUS RX 4000 Messgerät misst den Widerstand von 4 Strecken (Segmenten) im Körper : Die segmentale Auswertung von Körpermessungen beruht auf der Feststellung, dass die Widerstände im Körper nicht gleichmässig auf die Körpersegmente verteilt sind. Da der Rumpf meist den größten Durchmesser hat, entwickelt er den geringsten Anteil des Körperwiderstandes. Die Beine hingegen machen häufig 60-80% des Ganzkörperwiderstandes aus. Am Beispiel einer schlanken Läuferin (59 kg Gewicht), können deutlich die unterschiedlich stark trainierten Körpersegmente aufgezeigt werden: Der Widerstand Rz von Arm zu Arm liegt mit 701 Ohm extrem über dem Widerstand der Beine mit 541 Ohm Widerstand. Erklärung: (je höher Rz desto weniger Körperwasser / Muskulatur) im Segment. Der Phasenwinkel der Beine liegt mit 7,0 im oberen Bereich, während der Phasenwinkel in den Armen mit 5,8 deutliches niedriger ist. Bei der Ganzkörpermessung werden mittlere/gute Werte ermittelt, die eine insgesamt gut trainierte Person mit einem Phasenwinkel von 6,3 (Messung RARF) vermuten lassen. Real ist die FFM der Athletin in den Beinen überdurchschnittlich und im Oberkörper normal bis kräftig ausgeprägt. Die Software BodyComp 8.5 enthält Berechnungsformeln, die in der Lage sind, die unterschiedlichen Körper-Symmetrien zu erkennen und die Körperzusammensetzung des ganzen Körpers entsprechend genau zu berechnen. Hierzu wurden pro Geschlecht über 100 Vergleichsmessungen zwischen DEXA Messungen und segmentalen BIACORPUS RX 4000 Messungen ausgewertet, die zu einer Übereinstimmung der Berechnung des Körperfettes mittels BIA zu DEXA von über 96% geführt haben. Bei der Auswahl der Probanden wurde besonders darauf geachtet möglichst viele unterschiedliche Körper-Symmetrien in die Auswertung aufzunehmen. So wurden stark übergewichtige Personen ebenso ausgewertet wie anorektische Probandinnen, Extremsportler ebenso wie vollkommen untrainierte Personen. Die Altersverteilung lag zwischen 20 Jahren und 77 Jahren.

12 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 12 von Genauigkeit der Ganzkörperberechnungen mit segmentaler BIACORPUS Messung: Beispiel: 78 Frauen von Jahren R (square adj) = 0,983 Durchschnittliche Abweichung: 1,45 kg Fett Insbesondere bei Proband/Innen mit extremer Körperzusammensetzung fallen die Unterschiede besonderst stark auf. Dies betrifft auch Fälle, bei denen bisher aufgrund von stark abweichenden Hydratationsverhältnissen in den Extremitäten die Messungen zu nicht auswertbaren oder vollkommen unplausiblen Ergebnissen geführt haben Segmentalmessung Beispiel 1: Extreme Anorexie bei Mangelernährung (Ödembildung) Frau 22 Jahre, Größe 1,76 m, Gewicht 38,2 kg (BMI = 12,3) Ganzkörpermessung rechte Seite: Rz = 614; Ohm Xc = 35 Ohm ; Phasenwinkel 3,3 Ergebnis der Körperfettberechnung nach Sun et al. [20]: - 5,85 kg Fazit: Proband ist mit herkömmlichen Formeln nicht auswertbar! Ergebnis der Körperfettberechnung nach MEDI CAL Segmentformel: Auffällig ist insbesondere die Beinmessung. Rz = 442 Ohm! (Hinweis auf Beinödeme)! Segmentalmessung Beispiel 2: Onkologie Mangelernährung in der Onkologie mit Beinödem Mann, 77 Jahre, Größe 1,72 m, Gewicht 50,5 kg (BMI 17,1) Ganzkörpermessung rechte Seite: Rz = 493; Ohm Xc = 23 Ohm ; Phasenwinkel 2,7 Ergebnis der Körperfettberechnung nach Sun et al. [20]: - 4,53 kg Fazit: Proband ist mit herkömmlichen Formeln nicht auswertbar! Ergebnis der Körperfettberechnung nach MEDI CAL Segmentformel: Auffällig ist insbesondere die Beinmessung. Rz = 437 Ohm! (Hinweis auf Beinödeme)!

13 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 13 von BodyComp Nomogramme Bivariate Normwertverteilung von BIA-Werten als graphische Methode zur Interpretation des Ernährungs- u. Hydratationszustandes (Dichteellipsen) Abb. 11: Nomogramm (Dichteellipsen) 75% 95% 50% 5.1 Die Normwertverteilung nach Prof. Piccoli, (Univ. Padova) (n. Prof. Piccoli, Kidney Int., Vol 46, (1994) S ) : Das Nomogramm stellt die Normalverteilung der bioelektrischen Widerstände Resistanz (Rx) und Reaktanz (Xc) geteilt durch die Körpergröße [m] graphisch dar. Die Messwerte Resistanz und die Reaktanz aus der BIA-Messung werden jeweils durch die Körpergröße [m] dividiert und die Ergebnisse in die bivarianten Normalverteilungsellipsen eingetragen. Die Ellipsen umfassen statistisch 50 % (grün), 75 % (blau) und 95 % (rot) Personen aus der gesunden mitteleuropäischen Population. Die Auswertung von BIA-Messungen mit Hilfe des Nomogramms ermöglicht Aussagen über den Hydratationsstatus und den Ernährungsstatus des Probanden bezüglich seiner Fettfreien Masse. Wichtiger Hinweis: Da die Körperfettmasse den Messstrom kaum beeinflusst, werden Änderungen der Fettmasse in den Nomogrammen praktisch nicht sichtbar!

14 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 14 von Beurteilung des Hydratations- und Ernährungszustandes mit Nomogrammen Abb. 12: Nomogramm - Beurteilungsschema: Richtung geringerer Körperwassergehalt evtl. Dehydratation? Messpunkt : je weiter links der Mittelachse = mehr Muskulatur (BCM) Messpunkt: je weiter rechts von der Mittelachse: = weniger Muskulatur (BCM) Richtung Wassereinlagerung (evtl. ECW ansteigend?, Ödeme?) Interpretation von Nomogrammen: Die vertikale Achse der Ellipsen ist als Median für die Zellmasse BCM zu interpretieren: - Messpunkte links von der Vertikalachse werden bei Personen mit ausreichender Körperzellmasse gemessen. - Messpunkte rechts von der Vertikalachse deuten auf eine geringe Körperzellmasse bzw. Mangelernährung hin. Zur Beurteilung des Ernährungszustandes gilt: - je weiter links ein Messpunkt liegt, desto positiver ist der Ernährungszustand zu beurteilen. 2.) Die horizontale Achse gibt einen Hinweis auf die Körperhydratation. Generell gilt: je höher und je weiter rechts die Messpunkte liegen, desto weniger Körperwasser enthält der Körper. Eine Aussage über den Hydratationszustand des Körpers anhand der Dichteellipsen zu treffen, ist jedoch nur mit viel Erfahrung und mit zusätzlichen Parametern möglich.

15 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 15 von Populationsspezifische Dichteellipsen: Für die Bestimmung der Piccoli-Dichteellipsen wurden laut Publikation von Prof. Piccoli (Kidney Int., Vol 46, (1994) S ) insgesamt 218 erwachsene Europäer untersucht: - 86 gesunde Personen (38 Männer, 48 Frauen, Alter Jahre) - 55 Personen mit schwacher Niereninsuffizienz (31 Männer, 24 Frauen, Alter Jahre) - 36 Personen mit schwerer Niereninsuffizienz (19 Männer, 17 Frauen, Alter Jahre) - 41 Personen mit Adipositas (BMI > 31 kg/m 2 ) (9 Männer, 32 Frauen, Alter Jahre) Die Datenlage wurde 1995 auf 726 gesunde und ältere Personen erweitert Männer (Durchschnittalter 48 Jahre, 15-85J (davon n= 95 von 65-85J), BMI kg/m 2 ) Frauen (Durchschnittalter 50 Jahre, 15-85J (davon n= 92 von 65-85), BMI kg/m 2 ) (Lit.: Am J Clin. Nutr. 1995;61:269-70: Bivariate normal values of the bioelectrical impedance vector in addult and elderly populations, Piccoli et. al.) Die Ellipsen nach Prof. Piccoli umfassen demzufolge ein extrem inhomogenes Probandenfeld. - Vorteil: die Ellipse bildet eine sehr weit gestreute Normalpopulation ab. - Nachteil: keine Referenzellipse für spezifische Populationen (Alter, Größe, BMI usw...). Um die Normalverteilung von gesunden Frauen im Alter von 30 mit einer Größe von 165 cm darzustellen benötigt man demzufolge eine möglichst große Vergleichspopulation von 30-jährigen gesunden Frauen mit einer vergleichbaren Größe. Für die populationsspezifischen Dichteellipsen der Software BodyComp V 8.5 wurden insgesamt ca phasensensitive Messungen gesammelt. Aus diesem Messpool filtert die Software nach den Parametern Alter, Größe, Geschlecht und Körperfettanteil Messungen und erstellt automatisch zur untersuchten Person passende Referenzellipsen Angaben zur Quelldatenbank in BodyComp V 8.5, Beispiele: Herkunft der Daten: Nahezu alle Messdaten stammen aus Ernährungsberatungsstellen mit dem Schwerpunkt Gewichtsreduktion. Daraus resultieren hohe BMI-Durchschnittswerte und ein massiver Überhang an weiblichen Messungen. - Anzahl N an Messungen: Messungen davon weiblich: Messungen (82,95 %) davon männlich: Messungen (17,05 %) Abb. 13 Altersverteilung: von 10 bis 90 Jahre Ø Alter: 43,6 J σ = 13,98 Jahre Abb. 14: BMI-Verteilung: durchschnittlicher BMI: 28,5 Frauen : 29,6 Männer: 28,3

16 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 16 von 36 Die folgenden Normalellipsen zeigen beispielhaft die Abhängigkeit der Normalellipsen von Alter und BMI: Frauen, Alterseinfluss: die blau schattierten Ellipsen sind alterspezifisch, die große Ellipse stellt die Referenzellipse nach Piccoli dar: Alter Jahre, Alter Jahre Alter Jahre n = Messungen n = Messungen n = Messungen Frauen, BMI-Einfluss: die blauen Ellipsen sind BMI-spezifisch, (große Ellipse = Piccoli) BMI kg/m 2 BMI kg/m 2 BMI kg/m 2 n = Messungen n = Messungen n = Messungen Frauen, Größen-Einfluss: die vollfarbenen Ellipsen sind Größen-spezifisch für Frauen im Alter von Jahre, die schwach schattierte Ellipse stellt die Ellipse nach Piccoli dar: Größe cm Größe cm Größe cm n = Messungen n = Messungen n = 519 Messungen

17 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 17 von Frauen, Einfluss des Körperfettanteiles innerhalb einer BMI-Klasse: die vollfarbenen Ellipsen sind Körperfettanteil-spezifisch für Frauen im Alter von Jahre, die schwach schattierte Ellipse stellt die Ellipse nach Piccoli dar: Frauen: BMI 22-24, Fettanteil < 22 % Frauen: BMI 22-24, Fettanteil > 20 % und < 35 % Der Körperfettanteil spielt für die BIA-Messung zwar keine Rolle, aber bei gleicher Größe und Gewicht sind die Körper unterschiedlich zusammengesetzt: Der Anteil der FFM der Frauen im linken Bild ist definitiv höher als die der Frauen im rechten Bild mit höheren Fettanteilen ergo niedrigerer FFM. Durch den höheren Anteil der FFM verschiebt sich die Ellipse innerhalb einer engen BMI Klasse deutlich nach links und die horizontale Achse fällt nach unten ab. Wichtig: Insbesondere bei den relativ niedrigen BMI Klassen unterhalb von 25 kg/m 2 muss aufgrund der Herkunft der Daten der Anteil der Personen mit hohem Fettanteil für die Erstellung von Zielellipsen herausgefiltert werden. Das Schaubild zeigt die Verteilung des Fettanteiles bei Männern und Frauen mit einem BMI von 22-24: Abb. 15: Fettmasse in % (M/F) Verteilung bei BMI Die Zielellipsen in BodyComp V 8.5 werden anhand von Messdaten erstellt, deren berechneter Fettanteil zwischen 18 und 30% bei Frauen % bei Männern liegt.

18 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 18 von Zielellipsen in BodyComp V 8.5: BodyComp V 8.5 erstellt die Zielellipsen wie folgt: 1.) Die Daten des aktuellen Probanden werden ausgelesen: Geschlecht, Alter und Größe 2.) Aus der Datenbank mit Messungen werden dazu passende Messungen innerhalb von festen Variationsbreiten geladen und die Zielellipse berechnet. Die Kriterien für die Datenauswahl sind: Geschlecht, Alter, Größe, Fettanteil. 3.) Die Zielellipse wird vollfarbig dargestellt. Ein Klick auf die Ellipse öffnet ein Fenster mit den statistischen Angaben und den Variationsbreiten zur Zielellipse: Die Zielellipsen existieren in BodyComp V 8.5 für Personen von 10 bis 90 Jahren. Die Kinderellipsen sind jedoch nur mit zusätzlicher Freischaltung für die Kinderausdrucke zugänglich Kinderellipsen: Die Einteilung der Kinder in Klassen erfolgt nach anderen Kriterien als bei Erwachsenen. Ein Grund sind die geringeren Messzahlen (die sich hoffentlich in Zukunft erhöhen) und die starke Abhängigkeit der Messungen von der Körpergröße. Der Focus der Datentrennung liegt in der Tat nicht nur beim Alter sondern hauptsächlich bei der Körpergröße. Hierzu mehr im Kapitel 10. Abb. 16: Beispiel Kinderellipse für Jungen und Mädchen von 10-13: (ab 14 Jahren unterscheiden sich Jungen und Mädchen signifikant in der BIA Messung und werden getrennt dargestellt)

19 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 19 von BIA-Messung : Berechnete Parameter 6.1 Gewichtsbezogene Parameter Broca Index Zur Beurteilung des Ernährungszustandes wurden im Laufe der Jahre aus praktischen Gründen vor allem Referenzwerte mit Bezug auf das Körpergewicht erstellt. Der französische Chirurg Paul Broca entwickelte den sogenannten Broca-Index indem er das tatsächliche Gewicht durch das Broca-Normalgewicht dividierte und folgenden Zusammenhang formulierte: Normalgewicht Männer [kg]: Körpergröße [cm] 100 Normalgewicht Frauen [kg]: (Körpergröße [cm] 100) * 0,9 (modifiziert) Broca-Index: = gemessenes Körpergewicht / errechnetes Broca-Gewicht Werte über 1 signalisieren Übergewicht, Werte unter 1 deuten auf Untergewicht BMI: Body Mass Index BMI = (kg / m 2 ) Ein modernerer Parameter nutzt das Verhältnis der Körpergröße zum Gewicht der Person: Der sog. Body Mass Index [BMI] stellt das Körpergewicht in kg relativ zur Körpergröße 2 Es wird also ein Bezug zwischen Gewicht und Körperoberfläche (m 2 ) erstellt, wobei man von starkem Übergewicht (Adipositas) bei Personen mit einem BMI über 30 spricht. Abb. 17: BMI-Einteilung: 6.2 BIA-Parameter Alle gewichtsbezogenen Referenzwerte haben den Nachteil, dass Sie nur das Gesamtgewicht beurteilen, jedoch nicht unterscheiden können, ob das Gewicht durch Muskulatur oder Fettgewebe zustande kommt. Muskelgewebe ist beispielsweise wesentlich schwerer als Fettgewebe, weshalb sehr muskulöse Menschen weit überhöhte Körpergewichte aufweisen. Kraftsportler mit 1,70 Größe wiegen häufig kg und weisen in dieser Gewichtsklasse einen BMI von 31,1 bis 34,6 auf, obwohl Sie definitiv nicht adipös sind. Umgekehrt gibt es viele Frauen, die an sich normalgewichtig sind, dies jedoch auf einen sehr niedrigen Muskulatur- und gleichzeitig hohen Fettanteil zurückzuführen ist. Insbesondere Frauen, die auf Ihre Figur achten und regelmäßig Diäten mit den verschiedensten Strategien durchführen, laufen (insbesondere bei den sog. Crash-Diäten ) Gefahr infolge von Eiweißmangel während der Diät kein Körperfett abzubauen, sondern körpereigene Muskulatur.

20 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 20 von 36 JoJo-Effekt: Nach einem eventuellen BCM-Verlust durch eine Diät oder Hungern kommt es häufig zu dem bekannten Jo-Jo-Effekt, bei dem durch schnelle Fetteinlagerung häufig wieder das alte Gewicht erreicht wird. Während der Diät hat sich die Körperstruktur negativ entwickelt: Die Muskulatur hat sich zurückgebildet, während der Fettanteil gestiegen ist. Der Leistungsumsatz ist jedoch aufgrund der fehlenden Muskulatur gesunken und bei normalem Essverhalten wird häufig mehr Energie aufgenommen als verbraucht werden kann. Aus diesem Grund sollte man während einer Diät die BCM kontrollieren und durch Sport und Bewegung einem Muskelabbau vorbeugen. Abb. 18: Crash Diät Abb. 13: Optimaler Diätverlauf 7.3 BIA-Referenzwerte bezüglich der Muskulatur Zellanteil Der Zellanteil beschreibt den Anteil der BCM (Muskulatur) an der Fettfreien Masse. Der Zellanteil sollte bei % liegen. (Altersabhängige Variationen sind in der Software hinterlegt) BodyComp V8.5 gibt den Zellanteil als Balkendiagramm mit Referenzbereichen an. Zellanteile unter 50 % sind ein Indiz für eine vorliegende Mangelernährung, können aber auch durch sehr große Wassereinlagerungen in die fettfreie Masse entstehen. Zellanteile über 56 % können entweder durch besonders hohe Muskulaturanteile oder durch starke Dehydration der Fettfreien Masse zustande kommen BCM (BCM = Körperzellmasse) BodyComp V 8.5 stellt die BCM mit Balkenreferenzwerten dar. Als Referenzgewicht für die BCM-Grenzwerte wird prinzipiell das Normal-Gewicht verwendet. (Frauen = Broca*0,95 / Männer = Broca * 1) BCM Untergrenze: Normalgewicht X 0,3 BCM Normalwerte: > Normalgewicht X 0,4

21 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 21 von BIA-Referenzwerte bezüglich des Fettgehaltes Für den Fettgehalt des Körpers existieren Empfehlungen der WHO, die in der Datenbank von BodyComp V8.5 alters- und geschlechtsspezifisch hinterlegt sind. BodyComp V8.5 stellt den Fettgehalt als Balkendiagramm dar, in dem die Referenzbereiche automatisch als Begrenzungslinien hinterlegt sind. Der Fettgehalt wird zudem in kg und in % des Körpergewichtes angegeben: Abb. 19: Bildschirm und Ausdruckdarstellung der Referenzbalkendiagramme 7.6 BIA Parameter und Referenzwerte bezüglich der Körperhydratation: Gesamtkörperwasser (TBW = Total Body Water) Das Gesamtkörperwasser TBW wird in Liter anhand von validierten Formeln berechnet. BodyComp V 8.5 nutzt für die Berechnung des Gesamtkörperwassers die Berechnungsformeln von Sun et. al aus dem Jahr 2003 [siehe Literatur: 20] Abb. 19: Der Wassergehalt des Körpers wird über eine Isotopenverdünnungsmethode (mit Deuterium als Marker) gemessen und parallel die BIA Werte ermittelt. Die Übereinstimmungen zwischen BIA-TBW und Deuterium TBW sind meist sehr hoch. Hier eine Auswertung mit 44 Probanden: Für den Wassergehalt lassen sich jedoch ohne weiteres keine Empfehlungen aussprechen, denn der Fettanteil im Körper beeinflusst den Wassergehalt extrem. Körperfett enthält nur ca % Wasser. Je höher der Fettanteil, desto niedriger der Wassergehalt des Körpers Extrazellulärwasser (ECW) Der Anteil des Gesamtkörperwassers im Extrazellulärraum gibt Auskunft über die Hydratationsverhältnisse. Das ECW% bezogen auf das TBW ist ein guter Hinweis auf das Hydratationsverhältnis, das stark von hormonellen Einflüssen, dem Nährstoffangebot (insbesondere Eiweiß), Organfunktionen (Niere, Leber, Herz), Venenfunktion usw. beeinflusst wird. BodyComp V 8.5 stellt das ECW% als Referenzbalken dar: Problematisch wird die Interpretation, wenn die Person entweder extrem viel - oder wenig Muskulatur aufweist. Bei niedriger BCM ist das ECW% im Normalfall erhöht. Bei hoher BCM ist das ECW% im Normalfall niedrig. Das ECM / BCM Verhältnis weist demzufolge eine Abhängigkeit von der BCM auf.

22 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 22 von Wasserbalance Je höher die BCM, desto niedriger fällt meist das ECM/BCM Verhältnis aus. Je weniger Muskulatur ein Körper enthält ( schlanker ), desto weniger Wassermenge enthält der Körper in der BCM während das versorgende ECW anteilig höher ausfällt. Das ECW% steigt bei schlanken Personen meist an, während das ECW% bei sehr muskulösen Personen oft auffällig niedrig ist. Um die Interpretation des ECW% einfacher zu gestalten, enthält BodyComp V 8.5 die statistisch passende Menge an ECW% passend zur Menge an BCM = Wasserbalance Wasserbalance-Werte um den Median (0) sind unauffällig, Wasserbalance-Werte über +100 zeigen ein auffällig hohes ECW an, während Werte von 100 eine relativ eher trockene ECM anzeigen. Die Wasserbalance stellt die Perzentilen des Verhältnisses von ECW% zur aktuell vorliegenden BCM als Balken dar. Perzentile % Darstellung der Normalverhältnisse der Impedanzmessung Rz/H - Xc/H: Bei phasensensitiven Messungen fällt auf, dass das Verhältnis von Rz zu Xc häufig in der Nähe von 10:1 liegt. Xc beträgt meist 1-3 Ohm mehr als 1/10 von Rz. Wir haben diese Beobachtung statistisch ausgewertet und haben aus Messungen die Normalperzentilen der Messwerte RZ/H und Xc/H abgebildet (geschlechtsabhängig, nicht für Kinder). Abb.23: Rz/H-Xc/H Perzentilen 95% Median 5% Am Bildschirm gruppiert BodyComp V 8.5 die Perzentilen mit dem Zielnomogramm. Im Ausdruck Messprotokoll werden nur die Perzentilen dargestellt: Werte im blauen Bereich stammen von Messwerten mit relativ niedrigem Xc: (Trend = ECW hoch) In Richtung gelb sind die Xc-Werte höher als der Durchschnitt. (Trend = ECW niedrig)

23 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 23 von 36 8 Die Zelle als Kondensator Die Körperzellmasse kann mit der bioelektrischen Impedanzmessung bestimmt werden, da sich die Zelle wie ein Kugelkondensator im Wechselstromfeld verhält. Die Körperzellmasse wächst proportional zum Phasenwinkel und zur Reaktanz (Xc). Validierungsstudien nutzen die Ganzkörperkaliumbestimmung, denn das Körperkalium befindet sich zu 98% im Zellinneren. Durch Korrelation von Ganzkörperkalium mit BIA-Messergebnissen erhält man Gleichungen zur Bestimmung der Körperzellmasse (BCM). Abb. 24: Zelle als Kondensator: Extrazellulärvolumen: mit Natriumionen - leitet den Strom! Zellwand: besteht aus Lipid-Doppelschicht: sperrt den Stromfluss! Zellinneres: mit Kalium als Leition - leitet den Strom! Na+ Na+ Na+ Na+ K + K + K + K + Na+ K + K + K + K + Na+ K + K + K + K + Na+ K + K + K + K + Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 8.1 Zellhydratation und Extrazellulärvolumen Die Hydratationsverhältnisse zwischen ECM und BCM können sich wie folgt verändern: Normalverhältnis ECM / BCM: Die Zellen sind normal hydriert, das Extrazellulärvolumen beträgt ca. 45% des Zellvolumens. Der Parameter Wasserbalance liegt in der Nähe des Medians. ECM/BCM ist dann meist = 0,9: Extrazelluläre Wassereinlagerung: Das extrazelluläre Volumen kann sich durch äußere Einflüsse enorm vergrößern. Beispielhaft seien folgende Ursachen genannt: Ödembildung bei Herzinsuffizienz, hormonell bedingte Wassereinlagerung (z.b. Östrogene), Niereninsuffizienz, Hungerödeme, Venenschwäche, Lymphödeme usw...

24 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 24 von 36 Die Hydratation der Körperzellen ist im pathologischen Fall meist ebenso verändert. Bei Mangelernährung und hormonellen Veränderungen verlieren die Zellen Ihr Körperwasser an die ECM und sorgen so für die Ausdehnung des ECW. Bei äußeren Ursachen wie z.b. Niereninsuffizienz staut sich zusätzliches Wasser im Extrazellulärraum. In jedem Fall werden die Phasenwinkel der BIA Messung absinken. Ein typisches Bild bei Beinödemen. Die Wasserbalance liegt weit über 100 und zeigt die Ausdehnung des ECW mit extrem überhöhten Werten: Dehydratation: Bei Flüssigkeitsmangel kann das Extrazellulärvolumen stark verringert sein. Extremes Training oder Hormoneinfluss von Testosteron kann die normale Wasserbalance in Richtung Zellinneres verschieben. In allen Fällen von Dehydration steigen die Phasenwinkel deutlich an. Dehydratation tritt bei allen Zuständen der Zellmasse auf. Zur weiteren Interpretation verweisen wir auf die Beispielauswertungen. Die Wasserbalance ist meist in Richtung negativer Werte verschoben: 8.2 Zellfunktion und Hydratation: Die Hydratation der Körperzellen ist nach Heussinger [19] als Maß für die Zellfunktion geeignet. Die Körperzellmasse kann innerhalb von Tagen um mehrere Kilogramm schwanken, was nicht bedeuten muss, dass tatsächlich Zellen abgebaut werden, sondern meist sind Umstellungen der Zellfunktionen für erhebliche Hydratationsschwankungen in den Zellen verantwortlich. Sinkende Körperzellmassenwerte sind ein Indiz für Mangelernährung oder Dehydration des Körpers. Oft sind abnehmende Körperzellmassenwerte auch verbunden mit starken Einlagerungen von Wasser in die Extrazellulärbereiche. Bei dieser Entwicklung ist es möglich, dass bei zunehmendem Körperwasseranteil die Körperzellmasse abnimmt. Bei extremer Mangelernährung besteht die Gefahr, dass der Körper seine eigenen Zellen als Energielieferanten abbaut und somit die Fähigkeit des Körpers, Energie zu verbrennen, abnimmt. Deshalb ist es unbedingt notwendig die Körperzellmasse besonders zu beachten und zu erhalten. Dies kann durch eine bedarfsgerechte (evtl. eiweißangereicherte) Ernährung in Verbindung mit einem angepassten Bewegungsprogramm erreicht werden. Die Körperzellmasse sollte insbesondere bei konsumierenden Erkrankungen wie Krebs und Niereninsuffizienz, aber auch bei geringer Nahrungszufuhr während einer Diät beachtet werden.

25 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 25 von Möglichkeiten der Hydratationsveränderungen in der FFM: Zellzustand: Auswertungsparameter in BodyComp V 8.5: 1.) Normalhydratation: Nomogramm: Messpunkte zentral Wasserbalance: nahe Median BCM und Phasenwinkel: normal 2.) ECW vergrößert Nomogramm: Messpunktetrend: untere Hälfte Wasserbalance: > 50 BCM und PA: PA niedrig, BCM o.k. BCM normal hydriert Beispiel: Wassereinlagerung 3.) ECW vergrößert Nomogramm: Messpunkte: Trend in Richtung Abschnitt D (rechts unten) Wasserbalance: > 100 BCM und PA: PA niedrig, BCM niedrig BCM reduziert mögliche Ursache (Beispiel): Kachexie (Hunger)... 4.) ECW vergrößert Nomogramm: Messpunkte: Trend in Abschnitt A (links unten) Wasserbalance: > Median BCM und PA: PA normal, BCM hoch BCM vergrößert mögliche Ursache (Beispiel): Metabol. Syndrom, Hyperinsulinämie...

26 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 26 von 36 Zellzustand: Auswertungsparameter in BodyComp V 8.5: 5.) ECW verringert Nomogramm: Messpunkte: Trend in Richtung Abschnitt A/B (links) Wasserbalance: < Median BCM und PA: PA hoch, BCM hoch BCM vergrößert Beispielursachen: Ausdauertraining, Sport 5.) ECW verringert Nomogramm: Messpunkte: Trend in Richtung Abschnitt B/C (oben) Wasserbalance: < Median BCM und PA: PA hoch, BCM normal BCM normal Beispielursachen: Trinkvolumen nicht ausreichend... 6.) ECW verringert Nomogramm: Messpunkte: Trend in Richtung Abschnitt C (rechts oben) Wasserbalance: < Median BCM und PA: PA normal, BCM niedrig BCM verringert Beispielursachen: Anorexie, Hungerphasen... Die bis hier aufgeführten Fälle sind selbstverständlich beispielhaft und in keiner Weise vollständig. Der menschliche Körper kann sich in vielen Parametern deutlich von den vorgelegten Standardfällen unterscheiden, weshalb diese Auflistung nur exemplarisch sein kann. Zudem sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass alle BIA-Messergebnisse auf statistischen Grundlagen beruhen und wie bei jeder Statistik Ausnahmen die Regel bestätigen. Im Zweifelsfall sollte daher allein aufgrund der vorliegenden BIA-Messdaten keine Diagnose abgeleitet werden, sondern weitere diagnostische Mittel zur Absicherung der Ergebnisse hinzugezogen werden.

27 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 27 von Verlaufsbeobachtungen Besonders wertvoll ist die Beobachtung der Patientenentwicklung im Verlauf einer Behandlung: z.b. Adipositasberatung: Ausdruck Balkenverlauf Abb. 25: Balkenverlauf Im Verlaufsausdruck wird die Gewichtsentwicklung immer im Zusammenhang mit der Entwicklung der BCM, des ECW% und des Fettanteiles dargestellt, so dass sofort erkannt werden kann, wie sich die Körperzusammensetzung im Lauf der Zeit verändert. Das nebenstehende Beispiel zeigt an sich einen positiven Diätverlauf mit nahezu konstantem PA, Von Messung 2 auf 3 ist jedoch schön zu erkennen, dass eine kurze Hungerphase zum Anstieg des Extrazellulärwassers führt, während die Körperzellmasse in dieser Zeit abnimmt. Derartige Entwicklungen (katabole Stoffwechsellage) sind durch ausreichende Eiweisszufuhr aufzuhalten und können sogar zu einem BCM- Aufbau (anabole Stoffwechsellage) umgekehrt werden. Der sinkende Fettanteil ist für den Patienten der Lohn für die geleistete Ernährungsumstellung. Das Männchen im oberen Bereich symbolisiert das Geschlecht und zeigt blau eingefärbt die Messstrecke. In diesem Fall immer die rechte Körperhälfte. 10. Auswertung von Kindermessungen Kinder verändern sich während des Wachstums rasant. Mit den Veränderungen der Körperproportionen ändert sich auch die BIA-Messung. Im Zeitbereich der Pubertät verändert sich durch den hormonellen Einfluss offensichtlich auch die Leitfähigkeit des Gewebes. Um BIA- Referenzwerte für Kinder zu erhalten, benötigt man demzufolge ein sehr engmaschiges Datenspektrum mit möglichst vielen Messungen. Die erforderliche Datenmenge übersteigt die der erforderlichen Menge bei Erwachsenen um ein Vielfaches, denn theoretisch sollte sowohl die Größe, das Alter und das Geschlecht in möglichst engen Abständen berücksichtigt werden Datenlage bei Kindern: Eine erste Sichtung von Kinderdaten im Jahr 2007 ergab einen sehr hohen Anteil an Übergewichtigen unter den gemessenen Kindern. Hier offenbart sich ein praktisches Problem: ein Grossteil der Messungen stammt aus Beratungsstellen für Übergewichtige und Kinder kommen meist nur dorthin, wenn Sie übergewichtig sind. An dieser Stelle wollen wir uns für viele tausend Messungen an Schulen und Kindereinrichtungen bedanken, die uns den Aufbau eines repräsentativen Datenkollektives ermöglicht haben. Im Moment liegen insgesamt ca Messungen von Kindern im Alter von Jahren vor. Es bleibt zu hoffen, dass im kommenden Jahr noch ca Messungen von Schulkindern hinzukommen.

28 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 28 von 36 Von den insgesamt ca Messungen mussten mehr als 4000 ausgefiltert, da sie von stark übergewichtigen Kindern stammen, die weit außerhalb der 97 % BMI-Perzentilen liegen (nach K. Kromeyer, M. Wabitsch, D. Kunze et al.: Monatsschr. Kinderheilk. 149 (2001)). Es bleiben für die Auswertung derzeit ca Messungen übrig! Abb. 26: Größenspektrum von Kindern (Alter 10-19,m,w, n= 5270): Die Größendifferenzen betragen in jeder Altersstufe mindestens 30 cm, ab 14 Jahren sogar bis zu 50 cm Größendifferenz innerhalb eines Jahres. Die Größe ist neben dem Alter ein wichtiges Auswahlkriterium für die Referenzklassen. Abb. 27: Korrelation von Rz/H zur Größe von Kindern (Alter 10-19,m,w, n= 5270) : Die Statistik zeigt den Median der Resistanz geteilt durch die Größe in Metern. Es ist deutlich erkennbar, dass zwischen der Größe und Rz/H eine enge Korrelation besteht, die jedoch nicht linear verläuft.

29 BODYCOMP V8.5 Leitfaden BIA-Auswertung Seite 29 von 36 Abb. 28: mittlerer BMI Kinder Jahre Mädchen+Jungen: Bei den 10-jährigen ist die Anzahl N noch gering (n = 124). Bei den anderen Altersgruppen liegt n > 200. Insgesamt liegen die mittleren BMI Werte über denen von Kromeyer/Wabitsch. Allerdings liegen zwischen den Datenerhebungen auch mehr als 8 Jahre Differenz. Die nebenstehenden Daten stammen aus norddeutschen Schulen aus dem Jahr Abb. 29: mittlere Rz und mittleres Xc nach Alter : Kinder Jahre Mädchen+Jungen: Der Einfluss der Pubertät ist deutlich zu erkennen, insbesondere wenn man parallel dazu die Reaktanz Xc nach Alter betrachtet: Rz-Alter Xc-Alter 10.2 Auswertungsparameter bei Kindern in BodyComp V 8.5: Basierend auf den bisherigen Auswertungen haben wir uns dazu entschlossen, in die Software die Berechnungen BCM und Fettmasse für die Kinder aufzunehmen. Allerdings muss man anführen, dass es für diese Auswertungen nahezu keine Validierungsmessungen gibt. DEXA Messungen an Kindern sind ethisch nicht vertretbar, was die Körperfettvalidierung bei Kindern sehr erschwert. Für die Körperfettbeurteilung ist sicher die Verlaufsbeobachtung zuverlässiger als die Absolutwertbestimmung Für die BCM gibt BodyComp V8.5 keine Referenzwerte aus, denn in der Literatur gibt es keine gesicherten Daten zu BCM bei Kindern Die Perzentilen für den Zellanteil und das ECM/BCM Verhältnis wurden berechnet und werden in den Ausdrucken für Kinder angegeben Dichteellipsen für Kinder: die Nomogramme für Kinder wurden berechnet und in Größen und Altersklassen dargestellt. Die Stufen werden neben dem Nomogramm angezeigt: Bauchumfang: basierend auf ca. 600 Messungen des Bauchumfanges von Kindern wurden die BU-Perzentilen erstellt. Falls der Bauchumfang in BodyComp V 8.5 eingegeben wird, werden die 25 und 75 % Perzentilen im Ausdruck dargestellt.