Sejarah Teknologi BIA

See what you're made of

Pelajari lebih lanjut tentang analisis komposisi tubuh dan bagaimana InBody telah meningkatkan teknologi BIA yang ada untuk memberikan analisis komposisi tubuh yang akurat kepada para profesional.

View validation studies



Apa itu Bioelectrical Impedance Analysis?

Perangkat InBody menggunakan metode yang disebut Bioelectrical Impedance Analysis (BIA) untuk mengukur komposisi tubuh, yang membagi berat Anda menjadi komponen yang berbeda, seperti massa tubuh tanpa lemak dan massa lemak, untuk menilai kesehatan Anda dan membantu memandu intervensi.

Tubuh Manusia dan Impedansi

Bioelectrical Impedance Analysis (BIA) mengukur impedansi dengan menerapkan arus listrik tingkat rendah secara bergantian melalui cairan di dalam tubuh.

Konsep Resistensi

Untuk menggambarkan cara kerjanya dengan lebih baik, bayangkan sebuah mobil dalam arus lalu lintas. Mobil Anda adalah sumber tegangan, atau arus, dan jalan raya yang Anda lewati mewakili cairan di dalam tubuh Anda. Jika tidak ada mobil lain, Anda dapat melaju kencang di sepanjang jalan raya; sama halnya, jika tubuh manusia penuh dengan cairan dan tidak ada yang lain, akan ada sedikit atau tidak ada resistensi .

Tetapi cairan bukan satu-satunya unsur dalam tubuh manusia, sama seperti Anda bukan satu-satunya mobil di jalan bebas hambatan. Semakin banyak mobil bergerak ke jalan bebas hambatan, lalu lintas akan menumpuk, jalur ditutup, dll. Semakin lama Anda harus bergerak ke arah tujuan, menciptakan resistensi. Demikian pula, komponen-komponen tubuh Anda selain air, seperti lemak, otot, dan tulang, menciptakan impedansi terhadap arus listrik yang melewati tubuh Anda.

Di BIA, semakin banyak air dalam tubuh Anda, semakin sedikit resistensi. Tidak seperti lemak, otot-otot dalam tubuh Anda mengandung persentase air yang tinggi. Jadi semakin banyak otot yang Anda miliki, semakin banyak air tubuh. Dan semakin banyak cairan tubuh yang Anda miliki, semakin sedikit resistensi terhadap arus listrik yang ada.

Konsep Reaktansi

Reaktansi, juga dikenal sebagai resistensi kapasitif, adalah oposisi terhadap aliran sesaat dari arus listrik, yang disebabkan oleh membran sel dalam tubuh manusia. Karena interaksi antara arus listrik dan membran sel, reaktansi mewakili kemampuan sel untuk menyimpan energi dan dianggap secara langsung mencerminkan kekuatan dan integritas sel.

Penggabungan Resistensi dan Reaktansi

Impedansi adalah jumlah vektor dari resistensi dan reaktansi dan merupakan pengukuran yang digunakan perangkat BIA untuk menentukan komposisi tubuh Anda. Pengukuran ini dilakukan dalam ohm (Ω). BIA menerapkan model silinder untuk hubungan antara impedansi dan air tubuh.

Cairan tubuh ditentukan dengan menggunakan dua konsep matematika:

  1. Volume silinder (Volume = Panjang x Area)
  2. Karakteristik impedansi: Impedansi berbanding terbalik dengan luas penampang dan berbanding lurus dengan panjang silinder (Impedansi = Panjang ➗ Area)

Dengan menggunakan impedansi dan panjang silinder, kita dapat menentukan volume total cairan tubuh.

Dalam tubuh manusia, rumus yang sama berlaku, di mana panjangnya akan menjadi tinggi orang tersebut. Inilah sebabnya mengapa sangat penting untuk memiliki pengukuran ketinggian yang akurat saat menggunakan BIA.


Sejarah Teknologi Bioelectrical Impedance Analysis

1969 – Hoffer et al. and the Impedance Index

Pada tahun 1969, Hoffer et al. melakukan serangkaian percobaan untuk membuktikan bahwa total cairan tubuh dan impedansi bioelektrik sangat berkorelasi, menunjukkan bahwa pengukuran impedansi dapat digunakan untuk menentukan total air tubuh.

Impedansi bagian kanan tubuh diukur, termasuk lengan kanan, dada, dan kaki kanan. Nilai kuadrat dari ukuran panjang ini dibagi dengan impedansi memiliki korelasi tinggi dengan total air tubuh (r = 0,92). Korelasi ini lebih sesuai dengan teknik standar emas bila dibandingkan dengan indeks lain, termasuk berat badan. Persamaan Hoffer et al. terbukti berkorelasi dengan air tubuh adalah indeks impedansi (Tinggi2 Impedansi) yang digunakan di BIA hari ini.

Image Credit: RJL Systems

1979 – Sistem RJL dan Meter Impedansi Pertama

Pada tahun 1979, Sistem RJL mengkomersialkan alat ukur impedansi untuk pertama kalinya dan metode BIA mulai mendapatkan popularitas. Perangkat mengukur impedansi dengan memasang elektroda di bagian belakang tangan kanan dan di atas kaki kanan. Elektroda ini kemudian mengontrol aliran arus 50kHz melalui bagian kanan tubuh subjek.

Sebelumnya, komposisi tubuh hanya dapat diukur dengan caliper atau pengukuran bawah air. Metode seperti itu perlu dilakukan oleh petugas yang terampil, tidak nyaman, membutuhkan pemasangan yang rumit dan tidak dapat mengakomodasi beragam populasi. Sedangkan dengan teknologi BIA, pengukuran komposisi tubuh lebih mudah, cepat, murah, dan tidak invasif. Karena itu, banyak peneliti komposisi tubuh, ahli gizi, dan ahli medis mulai menggunakan BIA.

1980-an – Menemukan batasan untuk BIA dengan Data Empiris

Pada 1980-an, penelitian mempercepat inovasi BIA. Studi membuktikan BIA memiliki korelasi tinggi dengan metode gold standard, seperti penimbangan bawah air dan DEXA. Namun, keterbatasan teknis BIA mulai muncul di akhir 1980-an.

Dua batasan utama BIA adalah anggapannya tentang tubuh manusia sebagai satu silinder dan penggunaannya pada satu frekuensi (50 kHz). Teknik ini mungkin bekerja untuk pengguna dengan tipe tubuh standar, tetapi tidak seakurat untuk populasi lain yang mungkin tidak cocok dengan cetakan konvensional, seperti orang dewasa lanjut usia yang cocok dan sebagian besar pasien medis. Untuk meningkatkan akurasi hasil, para peneliti menurunkan berbagai persamaan populasi spesifik untuk menentukan komposisi tubuh. Persamaan ini didasarkan pada apa yang dikenal sebagai data empiris.

1980-an – Pengembangan Persamaan Empiris

Data empiris adalah pengetahuan yang diperoleh dengan cara observasi atau eksperimen. Dengan mengumpulkan data dari populasi sampel yang dianggap mewakili karakteristik yang diharapkan dari seluruh populasi, peneliti dapat memperoleh persamaan yang dapat digunakan untuk memprediksi hasil. Dalam komposisi tubuh, para peneliti telah mengidentifikasi tren dalam massa otot dan lemak dan telah menggunakan data ini untuk memprediksi komposisi tubuh berdasarkan variabel tertentu.

Pada tahun 1986, penelitian diterbitkan di mana indeks impedansi dikombinasikan dengan faktor-faktor seperti berat badan dan jenis kelamin ke dalam persamaan empiris. Seiring waktu, banyak persamaan lain dikembangkan berdasarkan faktor-faktor tambahan seperti usia, etnis, dan tipe tubuh.

Meskipun estimasi empiris memiliki potensi untuk memberikan estimasi akurat dari komposisi tubuh individu yang sehat, masalah signifikan muncul ketika mereka digunakan untuk tujuan medis di mana penilaian yang akurat dan tepat merupakan persyaratan.

Misalnya, usia adalah faktor umum dalam persamaan empiris yang digunakan untuk komposisi tubuh. Secara umum, sebagian besar individu cenderung kehilangan massa tubuh tanpa lemak karena usia karena gaya hidup yang tidak banyak beraktivitas. Berdasarkan tren ini, persamaan empiris sering menyimpang, massa tubuh tanpa lemak naik untuk individu yang lebih muda dan turun untuk individu yang lebih tua. Namun, manipulasi data seperti itu dapat menyebabkan ketidakakuratan dan kesalahpahaman yang signifikan mengenai risiko kesehatan pada populasi seperti remaja obesitas atau orang dewasa yang lebih tua.

Misalkan perangkat yang mengandalkan persamaan empiris untuk memperkirakan komposisi tubuh digunakan pada dua orang yang memiliki jumlah massa tubuh tanpa lemak yang sama, tetapi satu orang berusia 30 tahun dan yang lain berusia 40 tahun. Karena sebagian besar individu cenderung kehilangan massa tubuh tanpa lemak dengan bertambahnya usia, meskipun kedua individu tersebut memiliki jumlah massa tubuh tanpa lemak yang sama, persamaan empiris akan menurunkan massa tubuh tanpa lemak pada usia 40 tahun ke bawah, sehingga menghasilkan persentase lemak tubuh yang lebih tinggi.

1980-an – Penggunaan perangkat BIA di rumah

Pada akhir 1980-an, pabrikan Jepang merilis berbagai jenis perangkat komposisi tubuh BIA untuk penggunaan umum. Secara bertahap, perangkat BIA menjadi lebih populer untuk penggunaan pribadi daripada penilaian medis profesional karena kendala teknologi (disebutkan di bagian sebelumnya). Beberapa perangkat mengukur impedansi antara kedua kaki saat pengguna berdiri pada skala, sementara yang lain mengukur impedansi antara kedua tangan saat memegang perangkat.

1992 – Kushner dan Proposal Multi-frekuensi dengan Analisis Segmental

Pada tahun 1992, Dr. Robert Kushner mengusulkan bahwa keterbatasan teknis BIA dapat ditingkatkan dengan mengukur tubuh manusia sebagai lima silinder terpisah (lengan kanan, lengan kiri, dada, kaki kanan, kaki kiri) alih-alih satu. Masing-masing silinder ini memiliki panjang dan area penampang yang berbeda, menghasilkan nilai impedansi yang berbeda-beda.

Ketika mempertimbangkan model silinder tunggal, ketipisan dan luas penampang yang lebih kecil pada tungkai mengurangi dampaknya pada impedansi seluruh tubuh. Namun, karena batang tubuh membentuk 50% dari massa tubuh tanpa lemak, mengukur impedansi batang tubuh secara terpisah sangat penting untuk menentukan komposisi tubuh secara akurat.

Menurut Kushner, mengukur impedansi segmental saja tidak akan cukup; sebaliknya, kelima silinder tubuh juga perlu diukur pada frekuensi yang berbeda untuk membedakan air tubuh intraseluler, ekstraseluler dan total. Perbedaan ini akan memungkinkan untuk pemahaman yang lebih baik tentang distribusi cairan, memberikan ukuran yang akurat dari keadaan terhidrasi massa lean.

Dengan kata lain, keterbatasan teknis BIA dapat diatasi dengan mengukur segmen tubuh yang berbeda pada frekuensi yang berbeda.

1996 – Dr. Cha menciptakan InBody Body Composition Analyzer

Pada tahun 1996, Dr. Kichul Cha mengembangkan InBody, sistem elektroda taktil 8 titik pertama di dunia dengan analisis segmental langsung untuk mengukur impedansi di lima silinder tubuh yang berbeda menggunakan frekuensi ganda.

Dengan melakukan itu, impedansi pada tungkai dan badan diukur secara terpisah, menghasilkan hasil yang sangat akurat tanpa menggunakan data empiris berdasarkan faktor-faktor seperti usia, jenis kelamin, etnis, atletik, dan bentuk tubuh. Dengan demikian, penganalisa komposisi tubuh InBody adalah perangkat medis yang presisi.

Banyak produk Bioelectrical Impedance Analysis (BIA) saat ini memberikan ukuran segmental otot dan massa lemak, tetapi sebagian besar produk ini masih tidak dapat melakukan pengukuran impedansi segmental, terutama di batang tubuh. InBody mengukur setiap segmen secara terpisah dan menunjukkan nilai impedansi dari kelima silinder bodi pada setiap frekuensi di Bagian Impedansi pada Lembar Hasil InBody.