BIOELECTRICAL IMPEDANCE ANALYSIS (BIA)

Ditulis oleh : Nurul Ain Binti Mhd Yusuf
Tarikh diterbitkan: 20 August 2021

 

PENGENALAN

Analisis komposisi badan ialah satu ujian yang dijalankan bagi menentukan pecahan komposisi lemak, otot dan air di dalam badan. Ia juga boleh dirujuk sebagai melihat pembahagian Lean Body Mass (LBM) dan kandungan lemak /body fat mass (BFM) (Marriott BM & Grumstrup-Scott J., 1990). Elemen komposisi badan ini iaitu body mass weight dan kandungan lemak memberikan kesan signifikan kepada tahap kesihatan dan kecergasan badan (Pate R. et al., 2012). Selain itu, analisis ini penting bagi menentukan pelbagai kesan dan pendekatan berkaitan diet, latihan senaman dan ubat / suplemen (Antonio et al., 2019).

Beberapa teknik telah digunakan untuk menilai peratus kandungan komponen ini. Ini termasuk Dual Energy X-ray Absorpometry (DEXA/ DXA), Skinfold Thicknesses (SKF), Bioelectrical Impedance Analysis (BIA) dan Magnetic Resonance Imaging (MRI). Walau bagaimanapun, DEXA dan MRI memerlukan kos yang tinggi, tidak mesra pengguna dan tidak praktikal untuk ujian lapangan. Hal ini kerana saiz peralatan yang besar dan memerlukan ruang khusus serta isu logistik lain yang berkaitan (Dehghan & Merchant, 2008).

Rajah 1: Contoh peralatan bagi analisis komposisi badan (kiri: Mesin BIA InBody 770, kanan: DEXA)

 

BIOELECTRICAL IMPEDANCE ANALYSIS (BIA) 

BIA merupakan ujian yang dijalankan dengan menggunakan peranti khusus dengan cara mengalirkan arus elektrik rendah ke seluruh badan (Walter-Kroker et al., 2011). Konduktiviti elektrik bagi setiap komposisi tisu (e.g. otot, lemak, tulang) adalah berlainan di mana ini ditentukan berdasarkan kandungan air yang digunakan sebagai konduktor. Secara prinsipnya, tisu otot menyimpan lebih banyak air berbanding tisu lemak. Dengan itu, nilai kadar impedens akan dikira berpandukan halangan terhadap arus elektrik yang dialirkan.

BIA digunakan bagi menilai anggaran peratus lemak dalam badan yang secara langsung mempengaruhi tahap kesihatan dan risiko untuk mendapat penyakit seperti penyakit kardiovascular (CVD) (Böhm, A. & Heitmann, B., 2013). Kaedah BIA yang dijalankan bergantung kepada jenis elektrod: sama ada pada dua belah tapak tangan, dua belah tapak kaki atau tapak kaki-tangan. Ketepatan nilai ujian ini bergantung kepada jenis elektrod yang digunakan. Bagi mendapatkan nilai tepat untuk bahagian atas badan (upper-part) dan bawah badan (lower-part), penggunaan elektrod tapak kaki-tangan adalah lebih sesuai dan optimal.

Selain itu, ketepatan nilai BIA juga bergantung kepada bilangan arus yang digunapakai pada peranti / peralatan berkenaan. Jumlah arus elektrik atau frekuensi, sama ada tunggal / Single frequency (SF-BIA) atau pelbagai / multiple frequency (MF-BIA) boleh memberikan nilai akhir yang sedikit berbeza. Penemuan Gaba et al., 2015 menunjukkan bahawa SF-BIA memberikan anggaran yang lebih rendah untuk fat-mass. Ini disebabkan oleh pendekatan kaedah MF-BIA memberikan kelebihan bagi menilai rintangan arus pada semua ruang antara sel di dalam badan. Kemampuan pelbagai arus menembusi membran memberikan nilai lebih tepat pada kandungan air intracellular dan extracellular (Rajah 2). 

Rajah 2: Penggunaan multi-frequency seperti paparan gambar dapat memberikan kefahaman berkenaan kaedah MF-BIA yang memberikan nilai lebih tepat (Sumber dari laman sesawang InBody) 1)

KENAPA MEMILIH BIA

Bioelectrical Impedance Analysis (BIA) merupakan satu kaedah yang mudah dijalankan dan mempunyai ketepatan yang meyakinkan. R. Roubenoff et al., 1996 menyokong kaedah BIA bagi kajian dalam populasi kerana ianya cepat, mempunyai kos yang rendah dan tidak memerlukan kemahiran teknikal khusus.

Selain itu, kaedah ini banyak digunakan disebabkan oleh beberapa kelebihan yang lain:

  1. Non-invasive approach: pendekatan tanpa melibatkan sebarang tusukan serta tidak menyakitkan
  2. Mudah: selain tidak melibatkan aksesori tambahan yang khusus, pemasangan tidak sukar dan masa yang diambil untuk pengukuran ini hanyalah 60 saat – bergantung kepada jenis peranti. Ricciardi & Talbot, 2007 juga menyokong perkara ini dengan menyatakan BIA merupakan kaedah tepat, konsisten dengan kos yang rendah, tidak menyakitkan, mudah alih dan mempunyai cara operasi yang ringkas
  3. Tahan lasak: peralatan BIA mudah dibawa ke lapangan dengan sokongan yang betul dan mudah dikendalikan oleh petugas (Esco et al., 2015)
  4. Laporan keputusan yang menyeluruh dan mudah difahami. Kebanyakan peralatan telah menyediakan aplikasi dan perisian yang boleh ditetapkan untuk membantu memahami keputusan.

Rajah 3: Contoh Laporan keputusan

Paparan rajah 3 merupakan contoh laporan keputusan BIA mesin InBody 770 yang digunakan dalam Projek Rekrutmen The Malaysian Cohort. Pelaporan yang ringkas dan padat ini memudahkan pemahaman pihak kakitangan dan peserta mahupun para pesakit.

Dari kajian Snidjer et al., 2005, perbandingan kaedah pengukuran analisis lemak, BIA sesuai digunakan bagi kajian populasi yang besar dengan keupayaan pengukuran yang boleh diterima (Rajah 4).

Rajah 4: Perbandingan keupayaan pengukuran lemak untuk anggaran total body fat and fat distribution (Snidjer et al., 2005)

HASIL KEPUTUSAN BIA

Antara keputusan / parameter yang boleh diperolehi dari BIA ialah peratus lemak dalam badan (percent body fat, PBF), muscle mass (otot) dan kandungan air. Kajian Antonio et al., 2019, mendapati MF-BIA InBody 770 boleh menghitung perubahan komposisi badan dengan baik (seperti fat mass, fat-free mass, & percent body fat), selain memberikan lebih banyak variabililti berbanding DXA. Walaupun kajian ini turut menyokong Dual energy X-ray absorptiometry (DXA) sebagai pengukuran piawai untuk ujian analisis komposisi badan, BIA tetap dicadangkan sebagai kaedah mudah yang boleh mengukur komposisi badan yang mempunyai kadar kejituan dan ketepatan yang hampir sama dengan DXA (J.Antonio et al., 2019).

Borga et al. 2018 memberi perbandingan kemampuan teknik analisis komposisi badan yang digunakan dengan hasil ujian, seperti pada rajah 5. Walaupun tedapat beberapa kekurangan pada BIA, ianya masih berkeupayaan bagi pengukuran lemak dan lean body tissue (termasuk otot, tendon dan ligamen).  Dengan mengambil kira faktor bahawa BIA mudah digunakan (seperti dinyatakan sebelum ini), BIA masih dilihat sebagai kaedah yang sesuai digunakan di dalam penyelidikan, dan memberi manfaat terus kepada pesakitnya.

Rajah 5: Perbandingan teknik bagi analisis komposisi badan (Borga et al. 2018)

 

Ricciardi & Talbot, 2007 juga menyokong bahawa BIA dapat memerikan maklumat komposisi badan yang baik di dalam saringan awal bagi individu berisiko serta yang merancang perubahan gaya hidup ke arah lebih sihat.

Contohnya seperti keputusan skeletal muscle mass (SMM) iaitu kandungan otot di dalam badan. Dari nilai yang diterima, peserta boleh melihat kekuatan otot badan secara keseluruhan dan membuat perancangan bagi meningkatkan tahap kesihatan dengan mengamalkan senaman yang bersesuaian. BIA juga memberikan keputusan kekuatan otot mengikut segmen tangan kiri, tangan kanan, kaki kiri, kaki kanan dan trunk. 

Selain itu, hasil penyelidikan Grundmann et al., 2015 menyatakan, penggunaan BIA bagi parameter phase angle memberikan faedah bagi pengurusan klinikal dalam kalangan pesakit kanser di dalam pelbagai sudut, termasuk pencegahan, diagnosis, prognosis dan hasil rawatan dari kesan nutrisi dan status kesihatan keseluruhan.

 

KESIMPULAN

Secara kesimpulannya, BIA merupakan satu kaedah yang memberikan banyak maklumat dan memberikan faedah kepada pesakit secara langsung. Ianya juga dicadangkan sebagai pendekatan yang sesuai untuk kajian populasi berkaitan pengukuran lemak dan komposisi badan. Dengan kepelbagaian parameter dari prosedur yang mudah, BIA ternyata boleh menjadi platform kepada bidang penyelidikan bagi meningkatkan tahap kesihatan secara keseluruhan.

 

RUJUKAN

 

  1. Revolutionizing BIA Technology with InBody.   Retrieved August 2, 2021 from https://inbodyusa.com/general/technology/.
  2. Antonio J., Kenyon M., Ellerbroek A., Carson C., Tyler-Palmer D. (2019). Body Composition Assessment: A Comparison of the Bod Pod, InBody 770, and DXA. Journal of Exercise and Nutrition, Volume 2 (Issue 2): 11
  3. Böhm A & Heitmann BL. (2013). The Use of Bioelectrical Impedance Analysis For Body Composition In Epidemiological Studies. European Journal of Clinical Nutrition, 67, 79-85.
  4. Borga, M., West, J., Bell, J. D., Harvey, N. C., Romu, T., Heymsfield, S. B., & Dahlqvist Leinhard, O. (2018). Advanced body composition assessment: from body mass index to body composition profiling. Journal of investigative medicine: the official publication of the American Federation for Clinical Research, 66(5), 1–9.
  5. Chen W, Jiang H, Yang JX, Yang H, Liu JM, Zhen XY, Feng LJ & Yu JC. (2017). Body Composition Analysis by Using Bioelectrical Impedance in a Young Healthy Chinese Population: Methodological Considerations. Food and Nutrition Bulletin, 38(2), 172-181.
  6. Dehghan, M., & Merchant, A. T. (2008). Is bioelectrical impedance accurate for use in large epidemiological studies? Nutrition Journal, 7, 26.
  7. Dey, S.K, Bandyopadhyay, A., Jana, S. & Chatterjee, S. (2016). Comparison of Single- and Multi-Frequency Bioelectrical Impedance Analysis and Skinfold Method for Estimation of Body Fat % in Young Male Indian Athletes. International Journal of fitness Health, Physical Education and Iron Games, 3, 37-55.
  8. Esco, M. R., Snarr, R. L., Leatherwood, M. D., Chamberlain, N. A., Redding, M. L., Flatt, A. A., Moon, J. R., & Williford, H. N. (2015). Comparison of total and segmental body composition using DXA and multifrequency bioimpedance in collegiate female athletes. Journal of strength and conditioning research, 29(4), 918–925.
  9. Gába, A., Kapuš, O., Cuberek, R., & Botek, M. (2015). Comparison of multi- and single-frequency bioelectrical impedance analysis with dual-energy X-ray absorptiometry for assessment of body composition in post-menopausal women: effects of body mass index and accelerometer-determined physical activity. Journal of human nutrition and dietetics: the official journal of the British Dietetic Association, 28(4), 390–400.
  10. Grundmann, O., Yoon, S. L., & Williams, J. J. (2015). The value of bioelectrical impedance analysis and phase angle in the evaluation of malnutrition and quality of life in cancer patients–a comprehensive review. European journal of clinical nutrition, 69(12), 1290–1297.
  11. Marriott BM, Grumstrup-Scott J. (1990). Body Composition and Physical Performance, Applications for the Military Services. In Introduction and Background: Overview. P6. Washington (DC): Institute of Medicine (US) Committee on Military Nutrition Research. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK235943/
  12. Pate R, Oria M, Pillsbury L. (2012). Fitness Measures and Health Outcomes in Youth. In Health-Related Fitness Measures for Youth: Body Composition. Washington DC: Institute of Medicine. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK241316/
  13. Ricciardi, R., & Talbot, L. A. (2007). Use of bioelectrical impedance analysis in the evaluation, treatment, and prevention of overweight and obesity. Journal of the American Academy of Nurse Practitioners, 19(5), 235–241.
  14. Roubenoff, Ronenn. (1996). Applications of bioelectrical impedance analysis for body composition to epidemiologic studies. The American journal of clinical nutrition, 64, 459-462.
  15. Snijder, M.B., van Dam, R.M., Visser, M. & Seidell, J.C. (2006). What aspects of body fat are particularly hazardous and how do we measure them?  International Journal of Epidemiology, 35(1), 83-92.

Walter-Kroker, A., Kroker, A., Mattiucci-Guehlke, M., & Glaab, T. (2011). A practical guide to bioelectrical impedance analysis using the example of chronic obstructive pulmonary disease. Nutrition journal, 10, 35.