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L’histoire de la bio-impédance

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Découverte au début des années 60 la bio-impédance a connu de nombreuses évolutions. Petit retour sur les étapes et les innovations qui permettent aujourd’hui d’utiliser cette technologie pour une mesure fiable et précise de la composition corporelle.

 

1969 – Hoffer et l’index d’impédance

En 1969, le Dr Hoffer a mené une série d’expériences. Il a prouvé que l’eau corporelle totale et l’impédance biologique étaient fortement corrélées. Ce qui suggère que la mesure de l’impédance pourrait être utilisée pour déterminer la quantité d’eau corporelle totale . Il a montré que la valeur au carré de la taille divisée par l’impédance était fortement corrélée avec l’eau corporelle totale.

Dr Hoffer a mesuré l’impédance de la moitié droite du corps, y compris le bras droit, le torse et la jambe droite. La valeur au carré divisée par l’impédance montrait un coefficient de corrélation de 0,92 avec l’eau corporelle totale. Cette valeur était plus élevé que d’autres indices, y compris le poids du corps. L’équation que le Dr Hoffer a résolu est l’indice d’impédance utilisé aujourd’hui dans la technologie de bio-impédance

       voir l’étude originale

 

1979 – RJL systems lance le premier impédancemètre  

En 1979, RJL Systems a commercialisé le premier impédancemètre et la méthode de bio-impédance a commencé se populariser. Le dispositif mesurait l’impédance grâce à des électrodes fixées sur le dos de la main droite et sur le dessus du pied droit d’un patient et à un courant de 50kHz émis à travers la moitié droite du corps.

La composition corporelle à cette période ne pouvait être mesurée qu’à l’aide d’un adipomètre ou de la densitométrie hydrostatique (ou pesée dans l’eau). De telles méthodes devaient être réalisées par des personnes qualifiées et l’installation était complexe. De plus, seuls certains types de patients pouvaient en bénéficier. En revanche, la technologie de bio-impédance, plus facile, plus rapide, moins coûteuse et surtout moins invasive a commencé à se développer. De nombreux chercheurs spécialisés dans la composit

ion corporelle, des nutritionnistes et des experts médicaux également ont commencé à utiliser la technologie de bio-impédance.

 

Année 80 – Mise en lumière des limites de la BIA conventionelle unifréquence

Les recherches de Lukaski, Segal et d’autres chercheurs ont accéléré l’évolution de la bio-impédance. Les études ont prouvé que la bio-impédance présentait une forte corrélation avec les méthodes de référence comme la pesée dans l’eau et avec DEXA. Les limites techniques de la bio-impédance ont toutefois commencé à apparaître à la fin des années 1980.

Une des limites était que la bio-impédance considérait le corps humain comme un cylindre et utilisait une seule fréquence (50 kHz). Cette méthode pouvait  fonctionner avec les patients présentant des types corporels standards, mais elle n’était pas précise pour les autres populations. Les chercheurs ont donc proposé diverses équations en plus de l’indice d’impédance afin de compenser la limite technique de la bio-impédance et d’obtenir une plus grande précision chez des groupes de patients d’âges, de sexes, d’ethnies différents.

 

Année 80 – L’utilisation des équations empiriques par Lukaski et Kushner

Pour accroître la précision des résultats, les chercheurs ont mis au point des équations empiriques qui utilisent des données empiriques comme le sexe et l’âge pour calculer la composition corporelle d’une personne.

Les données empiriques sont des connaissances acquises par l’observation ou l’expérimentation. En rassemblant des données pour un échantillon de population qui (théoriquement) représente la variété de l’ensemble de la population, les chercheurs tentent de dégager des tendances qui peuvent être utilisées pour prédire les résultats. Dans le domaine de la composition corporelle, les chercheurs identifient ces tendances dans la masse musculaire et la masse grasse. Ils utilisent ces données pour prédire la composition corporelle en fonction de variables spécifiques (âge, sexe, origine ethnique, etc.).

En 1986, Lukaski a utilisé les équations publiées en utilisant l’indice d’impédance, le poids du corps et la réactance ; et en 1986, Kushner a publié des équations en utilisant l’indice d’impédance, le poids du corps et le sexe.

Bien que les estimations empiriques puissent fournir une estimation précise de la composition corporelle d’un utilisateur ordinaire, des problèmes importants se posent lorsqu’ils sont utilisés à des fins médicales.

Supposons qu’il existe un appareil qui utilise une équation empirique pour calculer l’eau corporelle totale. Prenons deux personnes qui ont la même quantité de masse corporelle maigre, mais une des deux personnes est âgée de 30 ans et l’autre de 40 ans. Même s’ils ont la même quantité de masse corporelle maigre, les équations empiriques calculerons que ces deux personnes présentent une différence de 0,8 L quant à la quantité totale d’eau corporelle uniquement en raison de l’âge, ce qui n’est ni correct, ni précis.

1992 – Kushner et la technologie multi-fréquences et d’analyse segmentaire

Comme les imprécisions de la technologie bio-impédance sont dues à des limites techniques, beaucoup ont argumenté qu’elle pouvait être améliorée. En 1992, Dr Kushner a soutenu que le corps humain était constitué de cinq cylindres (le bras droit, le bras gauche, le torse, la jambe droite, la jambe gauche) au lieu d’un seul.

Alors que les membres minces affectent l’impédance totale, le torse, qui présente la plus grande section transversale, a peu d’impact sur l’impédance. Cependant, comme le torse représente 50 % de la masse corporelle maigre, le Dr Kushner a insisté sur le fait qu’il est très important de mesurer séparément l’impédance du torse.

 

La mesure de l’impédance totale seule n’est pas suffisante, mais les cinq segments doivent être mesurés séparément à des fréquences différentes, en différenciant l´eau extracellulaire et l´eau intracellulaire. En d’autres termes, les limites techniques de la technologie de bio-impédance devaient être surmontées en mesurant les différents segments à différentes fréquences

 

 

1996 – La mise en application par le docteur Cha

premier impédancemètre RJLEn 1996, le Dr Kichul Cha, étudiant en bio-ingénierie à la Harvard Medical School, a mis au point le premier système d’électrodes tactiles à 8 points avec l´analyse segmentaire directe qui mesure l’impédance pour les cinq parties du corps à des fréquences multiples.

Mesurer l’impédance en appliquant des courants de multi-fréquences sur les cinq segments du corps requiert une mesure d’impédance spécifique. De plus, cela permet de mesurer l’impédance du torse indépendamment du reste du corps. Grâce à ce système, InBody obtient des résultats très précis sans utiliser de données empiriques. Ainsi, les analyseurs de composition corporelle InBody se sont convertis en des appareils médicaux précis. Les valeurs d’impédance pour tous les cylindres, y compris le torse, se trouvent sur la feuille de résultats InBody.

De nombreux dispositifs de bio-impédance fournissent aujourd’hui des informations sur la masse musculaire pour chaque segment du corps. Cependant, la plupart de ces produits sont incapables de prendre des mesures d’impédance sectionnelle, en particulier l’impédance du torse. Pourtant, comme le montre une feuille de résultats InBody, vous pouvez voir les valeurs d’impédance des cinq segments du corps, y compris le torse, en utilisant à la fois les hautes et les basses fréquences.

 

Avantages InBody

Comment vérifier la qualité des mesures InBody ?

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Validation du système InBody avec les méthodes de référence : DEXA pour la composition corporelle & Dilution de traceur pour les fluides corporels

Comme promis dans mon dernier blog,  je souhaite partager avec vous quelques études de validation du système InBody, basé sur trois technologies de pointe. Je tiens à rappeler que nous détenons plus de 70 brevets à travers le monde mais nous résumons ces avancements en trois technologies de pointe :

  • Dissociation des 5 segments du corps grâce à une mesure segmentaire directe
  • Utilisation de multiples fréquences à large spectre
  • Électrodes tactiles à 8 points avec électrode au pouce brevetées

Vous pouvez lire davantage sur les technologies inBody dans mon précédent blog sur les technologies des impédancemètres InBody adaptées au secteur médical.

Passons désormais aux études de validation ! Le système InBody est cité dans plus de 2000 études scientifiques et est utilisé par des chercheurs de renommée à travers le monde.

La meilleure façon de vérifier la qualité des mesures d’un impédancemètre, InBody en l’occurrence, est de le comparer aux méthodes de références. La méthode de référence pour analyser la composition corporelle est l’absorptiométrie biphotonique à rayons X (DEXA). Quant au bilan hydrique, la dilution de traceur demeure leader, le deutérium pour l’eau corporelle totale et le brome pour l’eau extracellulaire.

Machine DEXA (L’absorptiométrie biphotonique à rayons X)

Les machines DEXA utilisent l’absorptiométrie biphotonique à rayons X. Cette technique permet de mesurer la densité de l’os et est considérée comme la méthode de référence en termes d’évaluation de la composition corporelle.

General Electric, un conglomérat américain fondé en 1892, est reconnu comme leader dans ce segment. C’est pour ça que je compare le système InBody aux machines DEXA de GE nommée ‘DEXA Lunar’. C’est logique non ? Quand on se compare on choisit toujours ce qui se fait de mieux !

Dexa

Avantages du test InBody par rapport à une analyse DEXA

  • Avant de passer aux résultats, je tiens à mentionner qu’un scanner DEXA est une méthode invasive car elle utilise des rayons X. Cela veut dire que les utilisateurs sont conseillés d’effectuer un test tous les 3 mois au maximum contrairement à un test InBody qui est une méthode non invasive et peut se faire autant de fois que désirer.
  • De plus, avec InBody, vous n’avez pas besoin de professionnel pour l’interprétation des résultats grâce à notre feuille de résultats compréhensible et les différents supports que vous pouvez télécharger.
  • Si vous êtes déjà client de InBody, vous pouvez aussi envoyer une feuille de résultats à notre département clinique pour vous aider à l’interprétation.
  • Une machine InBody est beaucoup moins chère qu’un scanner DEXA. Vous pouvez me contacter pour avoir une idée du prix.
  • Une machine DEXA ne donne pas de bilan hydrique contrairement à un impédancemètre InBody

InBody vs. DEXA

Le graphique ci-dessous est retiré d’une étude scientifique effectué au états- unis comparant le pourcentage de graisse mesuré par une machine DEXA Lunar de GE et le InBody 720 qui est le prédécesseur du InBody 770. L’échantillon de la recherche est un groupe de 45 athlètes américaines. La recherche a été publié dans un journal américain de grande renommée ‘Journal of Strength and Conditioning Research’.

Quelques explications au préalable pour les novices en statistiques entre nous : Plus le coefficient de corrélation R est proche de la valeur 1, plus la corrélation linéaire entre les variables est forte. En général, on parle d’une forte corrélation entre deux valeurs quand le score R est supérieur à 0.75 ou -0.75.

Étude 1

InBody DEXA

Article de référence :https://journals.lww.com/nsca-jscr/fulltext/2015/04000/Comparison_of_Total_and_Segmental_Body_Composition.9.aspx

Résultats étude 1

  • Pourcentage de graisse/ masse maigre : Comme vous pouvez le voir dans le tableau, il y a une forte corrélation entre le pourcentage de masse grasse calculé par InBody et la méthode de référence DEXA avec score de corrélation R = 0.94.
  • Masse maigre : Le score R pour la masse maigre des cinq différents segments du corps et du corps en entier est supérieur à 0.8 confirmant de nouveau la précision des dispositifs InBody.

Étude 2

J’inclus une deuxième étude pour confirmer la validité de la première. On ne sait jamais avec une seule étude ! La deuxième étude s’est effectuée dans un environnement différent dans le but de souligner que nous n’effectuons pas d’ajustements statistiques (voir blog sur les technologies InBody). Donc ça sera une population coréenne où les personnes ont des caractéristiques physiologiques différentes des États-Unis. Les segments du corps ont une taille différente dans ces deux populations et ils suivent un régime alimentaire plutôt diffèrent.

Résultats étude 2

Masse Maigre : Le graphique ci-dessous souligne la forte corrélation entre les valeurs de la masse maigre mesurés par InBody et par un dispositif DEXA Lunar de GE. Un score R de 0.99 est obtenu. Ceci signifie que la corrélation est quasi parfaite. Pour la masse grasse en Kg un score R de 0.934.

Etude DEXA InBody

Dilution de traceur

La dilution de traceur est la méthode de référence pour obtenir un bilan hydrique. Cette méthode fonctionne comme suit : une dose connue de traceur est bue, des prélèvements de plasma, d’urine, ou de salive sont réalisés quatre à six heures après administration de la dose. La concentration en traceur reflète le volume de dilution de la dose.

Avantages du test InBody par rapport à la dilution de traceur

  • La dilution de traceur est une méthode qui est difficile à mettre en œuvre car demandant un dispositif de plusieurs heures. En revanche, un test InBody dure environ 1 minute.
  • Cette méthode est aussi plus coûteuse si on considère le coût par test et le montant à payer pour le personnel nécessaire à ce test. Un test InBody peut être lancé par n’importe qui après la formation que nous offrons pendant l’installation du dispositif.
  • Pour conclure, vous pouvez suivre l’évolution du bilan hydrique en un clin d’œil grâce à notre logiciel de suivi IB120 et l’identifiant unique de chaque patient.

Historique bilan hydrique

Dilution de Deterum pour l’eau corporelle totale / Brome pour l’eau extracellulaire

Article de référence https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15340370

L’échantillon de cette étude est 75 femmes âgées de 18 à 66 ans. Ces femmes diffèrent largement de morphologie avec des indices de masse corporelle très différents. L’indice de masse corporelle (IMC) permet d’évaluer rapidement la corpulence d’une personne simplement en se basant sur son poids et taille, quel que soit le sexe. Il suffit de diviser le poids en kg de la personne par le carré de la taille en M. Un IMC normal se situe entre 18.5 et 25. Revenons à notre échantillon, 25 d’entre ces femmes ont un score IMC de 19.1 à 29.9, 25 avec un IMC de 30 à 39.9 et 25 avec un IMC de 40 à 48.2.

Résultats

Les chercheurs milanais de l’institut ‘Auxologico’ ont constaté que le système InBody est précis pour calculer l’eau corporelle totale et l’eau extracellulaire. De nouveau, de fortes corrélations sont obtenues avec des scores R ajustés de 0.83 pour l’eau corporelle totale et de 0.81 pour l’eau extracellulaire, comme en atteste le graphique ci-dessous.

InBody calcul eau

 

Conclusion : InBody offre une analyse corporelle précise et complète pour un prix accessible

InBody fournit un bilan hydrique et corporel complet et précis validé avec les méthodes de références DEXA pour la composition corporelle et la Dilution de Traceur pour la composition hydrique. Le système est validé pour différentes populations et n’effectue pas d’ajustements statistiques. Cette solution polyvalente vous permet d’analyser la composition corporelle de votre patient à un prix accessible et sans nécessiter de personnel spécialisé.

 

Voilà pour cette semaine, je vous retrouve dans bientôt dans un prochain blog ou je rentrerai plus dans les détails pour chacune des 3 technologies InBody individuellement.

Vous pouvez me contacter à travers le formulaire prévu à cet effet sur la page ‘Contactez-nous’ pour recevoir davantage d’études de validation de notre système ou organiser une démonstration gratuite dans votre établissement.

Impédancemètre InBody

Impédancemètres InBody : 3 technologies adaptées au secteur médical

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Pendant les différents congrès médicaux ou nous avons participé et à travers mes échanges avec les professionnels de la santé, j’ai commencé à comprendre pourquoi les impédancemètres étaient vu comme des outils superflus, coûteux et non appropriés au secteur médical. Les principaux problèmes étaient le manque de précision, fiabilité et reproductibilité des mesures.

Pour vous en dire un peu plus sur moi, j’ai étudié la finance et l’économie et travaillé dans le milieu de la crypto-monnaie avant d’être recruté par une compagnie coréenne nommée InBody. InBody est spécialisée dans l’impédancemétrie depuis 1996. J’ai été attiré par la longue liste de références utilisant les technologies InBody, incluant les plus grands hôpitaux du monde, la majorité des clubs de la ligue des champions et les plus grandes entreprises comme la NASA ou l’armée de l’air américaine.

Je me suis intéressé de près aux raisons pour lesquelles nos partenaires ont décidé de s’associer à InBody plutôt qu’à d’autres fournisseurs d’impédancemètres (et pourtant, il y en a beaucoup, certains proposent même des impédancemètres à partir de 500€).

Impédancemètres InBody vs. impédancemètres traditionnels

À travers mes recherches et les formations que j’ai reçues, j’ai découvert que InBody avait développé un système fiable, précis, reproductible grâce à trois technologies de pointe qui permettent l’exclusion d’ajustements statistiques comme l’âge ou le sexe de l’utilisateur.

La base pour ces technologies a été fondée par notre fondateur le Dr. Kichul Cha qui a étudié la bio-ingénierie à l’université américaine de Harvard. Il a découvert que les impédancemètres traditionnels sont inadéquats pour le domaine médical car ils perçoivent le corps humain comme un seul cylindre au lieu de cinq. Analyser les cinq segments du corps indépendamment est plus logique car on parle toujours des cinq membres du corps humain et non pas d’un seul membre.

Après de longues années de développement et d’énormes investissements, le premier impédancemètre InBody est né. Depuis ce jour, InBody innove en poussant les limites de l’ impédancemétrie et investit énormément dans la recherche et le développement pour rester avant-gardiste dans le domaine. Nos découvertes dans le milieu sont d’ailleurs protégées par plus de 80 brevets à travers le monde.

bio impédance

Mon premier article dans le blog d’InBody vise à présenter nos trois technologies de base, dans un langage simple et accessible à tous. Dans des prochains blogs, je me focaliserai sur l’importance de chacune de nos technologies de base et soulignerai leur fiabilité, précision et reproductibilité à travers des recherches scientifiques. Je tiens à souligner que InBody est mentionné dans plus de 2000 recherches scientifiques à travers les sept continents du monde.

3 technologies InBody pour des mesures fiables, précises et reproductibles

Technologie InBody 1 : Fiabilité des mesures

Dissociation des 5 segments du corps grâce à une mesure segmentaire directe

Comprendre la physiologie du corps humain est une étape clé pour obtenir des valeurs d’impédance fiables et précises. InBody divise le corps en 5 segments : membre supérieur droit, membre supérieur gauche, tronc, membre inférieur droit, membre inférieur gauche.
Le tronc demeure la partie la plus importante à mesurer avec précision car elle représente environ 50% de la masse corporelle totale mais seulement ≈ 5% de la résistance corporelle mesurée en Ohm. Une erreur de mesure de 1 ohm dans le tronc pour une personne de 51 kilos, avec un tronc de 30 kilos, représente une marge d’erreur de (1/530) *30. Une erreur de mesure de 1 ohm pour le membre supérieur droit représente une erreur de mesure de (1/530)*3 soit 10 fois moins élevée.

Technologie InBody 2 : Précision des mesures

Utilisation de multiples fréquences à large spectre

En utilisant 6 fréquences différentes (1, 5, 50, 250 , 500, 1000 khz), les appareils InBody sont capables de calculer l’eau intracellulaire et extracellulaire avec une haute précision. Les appareils de bio-impédance traditionnels avec une seule fréquence (50khz) ne permettent pas de mesurer l’eau intracellulaire avec précision car ils ne pénètrent pas toutes les membranes cellulaires.

Technologie InBody 3 : Reproductibilité des mesures

Électrodes tactiles à 8 points avec électrode au pouce brevetée

Durant la conception des appareils InBody, nos ingénieurs ont pris en considération l’anatomie du corps humain. Chaque poignée InBody contient deux électrodes de courant palmaire et une électrode de voltage. De même pour les semelles qui contiennent 4 électrodes ce qui fait un total de 8 électrodes.

Cette conception améliore considérablement la facilité d’utilisation pour des tests successifs. De plus, la mesure commence et se termine toujours au même point – les poignets et les chevilles – ce qui garantit une reproductibilité optimale.

Technologie InBody 4 : Le système InBody

Exclusion des ajustements statistiques en termes d’âge et de sexe

De nombreuses données statistiques sont utilisées par les appareils de bio-impédance traditionnels pour combler le manque de précision de ces machines. Grâce aux 3 technologies mentionnées ci-dessus, les appareils InBody ne basent leurs mesures que sur l’impédance du patient et n’inclus pas de facteur comme l’âge, le sexe ou l’ethnicité de l’utilisateur.
C’est à dire que si vous montez sur un appareil InBody pour le domaine médical vous pouvez insérer un âge différent du votre et le sexe opposé et vous obtiendrez toujours les mêmes mesures brutes.

 

Merci d’avoir pris le temps de lire mon premier blog, n’hésitez pas à laisser vos commentaires ou à me contacter pour davantage d’informations. A bientôt pour une nouvelle édition.