anthropométrie

Bioimpédance

Une des méthodes les plus précises et rapides pour évaluer la composition corporelle

La bioimpédentiométrie est une méthode rapide et précise d’évaluation de la composition corporelle (CC) de l’être humain (1985 Lukaski).

Composition corporelle

L'analyse de la composition corporelle est utilisée dans divers domaines tels que: médecine, anthropologie, ergonomie, sport, auxologie.

Récemment, des spécialistes ont mobilisé énergie et ressources pour approfondir la corrélation entre le CC, l’état de santé et les performances sportives; il est apparu qu'une composition corporelle riche en tissus adipeux (en particulier avec une distribution abdominale ou même pire intra-abdominale), et une masse musculaire médiocre, est liée à une mauvaise condition physique globale (cardio-circulatoire, respiratoire, musculaire, articulaire, etc.), une faible aptitude sportive et sportive et un risque physique plus élevé lié à des événements malheureux tels que l'hypertension, le diabète, l'obésité, la dyslipidémie, le syndrome métabolique, les complications cardio-vasculaires, les maladies des articulations ... et la mort préexistante.

Compartments

Pour approfondir la connaissance de la composition corporelle, il est nécessaire de préciser que l'organisme, du point de vue de la composition, peut être divisé en compartiments. Il n’existe pas de classification unique et au moins cinq peuvent être décrites (modifiées ultérieurement par Wang et al., 1992-1993-1995):

Modèle de base

  • 2 compartiments (masse grasse / masse maigre - FM / FFM)

Modèles multi-compartiments

  • Modèle atomique - 4 compartiments (carbone / hydrogène / oxygène / autres éléments)
  • Modèle moléculaire - 4 compartiments (eau / graisse / protéines / minéraux)
  • Modèle cellulaire - 4 compartiments (masse cellulaire / extracell solide. / Fluides extracelliques / graisse).
  • Modèle fonctionnel - 5 compartiments (muscle squelettique / tissu adipeux / os / sang / autre).

Modifié dans les années 1992-1993-1995 par Wang et al. de la manière suivante:

Modèles multi-compartiments

  • Modèle élémentaire - 5 compartiments (carbone / hydrogène / oxygène / azote / autres éléments)
  • Modèle moléculaire - 5 compartiments (eau / graisse / protéines / minéraux / glycogène )
  • Modèle cellulaire - 5 compartiments (masse cellulaire / solides extracellulaires / eau extracellulaire / graisse)
  • Modèle fonctionnel - 4 compartiments (muscle squelettique / tissu adipeux / squelette / organes viscéraux et résidus ).

Évaluation de la composition corporelle - niveaux d'analyse

La structure du corps doit être considérée comme une organisation de complexité croissante; les différents niveaux d'analyse sont: les atomes, les molécules, les cellules, les tissus, les organes, les systèmes / appareils et enfin les organismes (Body Whole - BW).

NB La connaissance des relations entre différents constituants d'un niveau donné ou entre différents niveaux est IMPORTANT pour l'estimation INDIRECTE d'un compartiment corporel spécifique.

Analyse corporelle totale - BW

Le corps peut être considéré comme une seule unité caractérisée par: DIMENSIONS, FORME, SURFACE ET SURFACE, DENSITÉ et AUTRES CARACTÉRISTIQUES EXTÉRIEURES (poids, taille, volume); Dans l'analyse de BW, les niveaux atomique et cellulaire présentent un intérêt relatif. Par conséquent, le système d'organisation est réduit principalement aux niveaux suivants:

  • Moléculaire - chimique
  • Tissu - anatomique.

Méthodes: validité et exactitude

La validité est la mesure dans laquelle un instrument ou une méthode mesure réellement ce qu'il dit mesurer; la précision repose sur la précision, c'est-à-dire sur la précision de la mesure d'une grandeur dont la valeur réelle est NOTO.

Dans l'évaluation du CC (donc de la masse grasse - FM), les niveaux de validité sont de 3:

  • 1er niveau - direct: dissection des cadavres et extraction de la graisse à l'éther
  • 2ème niveau - partiellement direct: mesure de "certaines" quantités par densitométrie (DEXA) et rapport quantitatif ultérieur pour l'estimation de la MF
  • Niveau III ° - indirect: détection d'une mesure (telle qu'une épaisseur ou une résistance électrique) et dérivation d'une équation de régression au niveau II (en réalité, il serait préférable de la définir de manière doublement indirecte).

La pliométrie et la bio-impédancemétrie sont des méthodes appartenant au niveau de validité III et donc INDIRECT; Ce sont des «échantillons spécifiques» HAUTEMENT parce que la relation entre la graisse et la densité dépend de nombreuses variables telles que: hydratation du corps, densité du corps, musculature, compressibilité et épaisseur de la graisse, distribution de la graisse, quantité de graisse intra-abdominale.

Bioimpédanceométrie - histoire

La bio-impédancemétrie est basée sur le concept d'impédance bioélectrique, à savoir la relation entre l'amplitude d'un potentiel alternatif et l'amplitude résultante du courant alternatif dans un conducteur biologique .

Le concept d'impédance bioélectrique a été approfondi par Lukaski en 1985:

Z = opposition d'un conducteur biologique à un courant alternatif

sur la base d'études:

  • Impéthance pléthysmographique, concernant les propriétés électriques des cellules, des tissus et du flux sanguin, réalisée en 1959 par Nyboer, qui concluait que les modifications du volume conducteur étaient associées à des modifications de l'impédance du conducteur.
  • Expérimentale sur la technique bipolaire invasive (électrodes sous-cutanées main-pied versus latérales), Thomasset 1962.
  • Approfondi plus tard par Hoffer (1969) qui a appliqué quatre électrodes cutanées

Dans les années 80, le comptage d’impédance monofréquence (50 KHz) était déjà utilisé pour évaluer le CC, tandis que dans la décennie suivante, la métrique d’impédance multifréquence était diffusée pour l’estimation de la masse totale d’eau totale (TBW): XITRON, le premier instrument multifréquence pour la bio-impédancemétrie.

Bioimpédanceométrie - caractéristiques et fonctionnement

La bioimpédentiométrie est une méthode d'évaluation du CC indirect, un échantillon dépendant mais présentant de nombreux avantages et avantages; parmi ceux-ci, nous reconnaissons: rapidité d'exécution, facilité d'utilisation, caractère non invasif, plus économique que DEXA (densitométrie), qui peut être conçu à la fois pour la clinique et pour les enquêtes de terrain (transportable).

La bio-impédancemétrie mesure l'impédance offerte par un corps au passage d'un courant alternatif à faible intensité (800μA) et à fréquence fixe; les tissus minces conduisent le courant fixé plus que les tissus adipeux car ils contiennent une plus grande quantité d'eau et d'électrolytes. Il s'ensuit que la capacité de conduction est directement proportionnelle à la quantité d'eau et d'électrolytes contenue. De plus, l'impédance (Z) permet de prédire le TBW puisque les électrolytes contenus dans l'eau sont de bons conducteurs de courant électrique; si le TBW est important, le courant circule facilement dans le corps avec moins de résistance (R), ce qui en soi apparaît inversement proportionnel à la masse maigre (FFM). Logiquement, la résistance est directement proportionnelle (élevée) chez les personnes présentant une plus grande quantité de tissu adipeux, car la graisse est un très mauvais conducteur de courant en raison de sa faible teneur en eau.

Bioimpédanceométrie et formes corporelles

Le corps humain n'est PAS un simple cylindre à section transversale uniforme et doit être interprété comme cinq cylindres distincts et connectés en série; les différents segments ne sont pas uniformes ni en longueur ni en section, la résistance est donc variable.

Il existe également une relation entre l'opposition d'un conducteur biologique à un courant alternatif (Z) et la LONGUEUR et le VOLUME du conducteur; l'impédance (Z) au courant circulant dans le corps est directement proportionnelle à la longueur du conducteur (STATURA) et inversement proportionnelle à la section, en tenant toujours compte du fait que: impédance ( Z) = ƿ (résistivité) * [longueur (L) / section (A)] - où est égal à la RESISTIVITÉ spécifique des tissus corporels (constante).

Bio-impédancemétrie et principes physiques

  • Les tissus biologiques agissent en tant que conducteurs ou isolants et le flux de courant suit un chemin de moindre résistance. L'utilisation de la bio-impédancemétrie pour évaluer le CC repose sur diverses propriétés conductrices et diélectriques des tissus biologiques, avec des variations de la fréquence par rapport au courant électrique; les tissus contenant de l'eau et des électrolytes tels que le liquide céphalo-rachidien, le sang et les muscles sont de bons conducteurs, tandis que la graisse, les os et les espaces remplis d'air comme les poumons sont des tissus diélectriques. Dans le corps humain, le volume (V) de ces tissus peut être déduit de la mesure de leur résistance (R).
  • L'impédance est fonction de la résistance (R) et de la réactance (Xc): Z = R2 + Xc2

L'impédance (Z) est l'opposition qui dépend de la résistance d'un conducteur à la circulation d'un courant électrique alternatif. Elle est décomposable en deux éléments: la résistance (R) et la réactance (Xc). La résistance (R) est la pure mesure d’opposition au flux de courant électrique et est inverse de la CONDUCTANCE. La réactance (Xc) est l'opposition au flux de courant causé par la masse corporelle (MC) et est l'inverse de CAPACITANCE; en bio-impédancemétrie, la résistance (R) et l'impédance (Z) sont interchangeables car la réactance (Xc) est très faible (<4%). À 50Hz, la résistance (R) est supérieure à la réactance (Xc), de sorte que la résistance (R) est le meilleur prédicteur de l'impédance (Z).

L'indice de résistance correspond à: taille (S) 2 / résistance (R), tandis que le meilleur prédicteur de l'eau extra-cellulaire (ECW) est: taille ( H) 2 / réactance (Xc).

La résistance (R) entre deux points est définie par la loi d'Ohm: résistance (R) = distance entre deux points (V) / intensité du courant (I).

Comme prévu, pour un conducteur cylindrique isotrope, la résistance (R) est directement proportionnelle à la longueur (L) et inversement proportionnelle à sa section (A); par conséquent, la résistivité spécifique () du tronc est 2 ou 3 fois supérieure à la résistivité () de celle des extrémités. De plus, la résistivité ( ) des adultes est supérieure à celle des enfants et la résistivité () de l'obésité est supérieure à celle du poids normal.

Bioimpédanceométrie - facteurs d'erreur

Le niveau d'erreur "acceptable" pour une analyse CC après bioimpédance est <3, 5 kg pour les hommes et <2, 5 kg pour les femmes.

Le niveau d'exactitude et de précision de la méthode de bioimpédance est principalement influencé par la variabilité intra-instrumentale (étalonnage) et la variabilité interinstrumentale (différents modèles).

L’intensité du courant alternatif (800: 500 μA) peut varier considérablement, même avec la même fréquence 50KHz, de même que l’Équation de prévention (diversité logicielle) et le type de calibrage (interne ou externe).

Les impédancemètres multifréquences ont des prix certainement plus élevés que ceux à monofréquence; ils utilisent une fréquence tri (5-50-100KHz) pour mesurer la résistance (R) et la réactance (Xc), mais ils sont principalement utilisés dans la recherche scientifique.

En fin de compte, pour obtenir des mesures utiles à l'évaluation du CC d'un sujet, il est nécessaire d'utiliser TOUJOURS le même instrument et de le CIBLER avant de l'utiliser. Il est préférable d’utiliser des électrodes d’une surface de 5 cm 2 et de les placer en mode complet (distal / proximal).

Il convient également de préciser que certaines conditions paraphysiophiques peuvent altérer la détection de la composition corporelle. Le premier est l'état d'hydratation; il a été observé qu’un état de jeûne solide et liquide d’au moins 5 heures pouvait modifier la détection sur le sujet. De même, les exercices aérobiques intenses peuvent réduire la résistance (R) en raison du déséquilibre entre les électrolytes corporels et l’eau totale; une relation en faveur des électrolytes vis-à-vis de l'eau conduit à une plus grande conductivité. La température corporelle affecte également de manière significative la détection avec la bioimpédanceométrie; en augmentant la résistance (R), avec la pyrexie ou l'hyperthermie, la bioimpédance n'est PAS fiable. Enfin, la peau sur laquelle les électrodes sont appliquées augmente sa conductivité si elle est nettoyée à l'alcool éthylique.

NB Des erreurs de 1 cm dans le positionnement des électrodes dans le corps déterminent une modification de la détection égale à 2% du total, de même que la température ambiante <14 ° C compromet l'estimation de la masse maigre jusqu'à 2, 2 kg.

Avantages de la bio-impédancemétrie par rapport à la plicométrie

La plicométrie et la bio-impédancemétrie sont des techniques de détection indirectes à courant continu et ont le même degré de précision; Cependant, il serait parfois préférable d'utiliser la bioimpédanceométrie car elle présente certains avantages en termes d'applications. Parmi ceux-ci, nous mentionnons:

  • Il ne nécessite pas un niveau élevé de compétences manuelles et de compétences de l'opérateur
  • C'est plus confortable
  • Il peut être estimé pour l'évaluation de l'obésité et alité
  • Il évalue également le CC local
  • Il a la possibilité d'évaluer l'ECW (eau extracellulaire) et l'ICW (eau intracellulaire)

En bref: une bonne enquête avec bioimpédanceométrie

Pour effectuer une mesure correcte de la bioimpédance, il est nécessaire de:

  • DONNER LES ELECTRODES CORRECTEMENT (distance distale rouge distale noire distante de 4 cm)
  • RECONNAÎTRE LA DÉSHYDRATATION
  • ÉVALUER L’IMPORTANCE DE L’EXERCICE PHYSIQUE FAIT
  • INSTALLATION D'UN ENVIRONNEMENT DE DETECTION THERMIQUE ADAPTABLE
  • NETTOYER LA SURFACE DE LA CONDUCTION

De plus, rappelez-vous que pour obtenir des données fiables et reproductibles, le sujet doit:

  • ÊTRE RAPIDE AU MOINS 4 HEURES
  • ÊTRE CAPABLE DE L’EXERCICE PHYSIQUE DE 12 HEURES
  • AVOIR LA VESSIE VIDE
  • ÊTRE AU SUJET DE L’ALCOOL DE 48 HEURES
  • Etre conscient des diurétiques depuis au moins 7 jours

Si nous voulons être encore plus précis, nous devons nous rappeler que la période prémenstruelle chez la femme détermine un changement de l'équilibre du corps et que le changement de la teneur en eau et de la solution saline chez l'enfant nécessite l'utilisation d'équations prédictives.

NB Selon certains chercheurs, l’exactitude de la prévision avec BIA peut être améliorée en utilisant:

  • Eq. Lohman spécifique à l'âge 1992
  • Eq. Rising et al., 1991, spécifique à la race
  • Eq. spécifique du niveau d'adiposité Rye t al., 1988
  • Eq. spécifications pour le niveau d'activité physique Houtkooper 1989

Des équations généralisées incluant ETA 'et SEXE ont été formulées, mais il est également possible que le surdosage soit plus important chez les individus à faible pourcentage de graisse de masse (à l’inverse de la plicométrie) et qu’il soit mieux compris chez les individus à fort pourcentage.