BIA_methods

Vücuttaki Yağ Oranını Ölçen Aletlere Kanmayın!

By on Şubat 3, 2018 in Digime3D

Bugün artık fitness salonları ve diyetisyen kliniklerinde bioelektrik impedans yöntemiyle insanların vücut kompozisyonunu raporlayan ölçüm cihazları olmazsa olmaz bir ekipman ve uygulama haline gelmiştir. Bu cihazların temel iddialarının istatistiksel tahmin yöntemlerine dayanması, ırk, sağlık durumu, diyet durumu ,spor ve aktivite geçmişi, hatta ve hatta giyilen kıyafetler gibi istatistiksel olarak kontrol edilemeyen bir çok faktörden etkilenmesi doğruluklarını sorgulatmaktadır. Sektörde alternatif bir yöntem yada cihazın bulunmaması nedeniyle fayda değer oranı çok düşük olmasına rağmen bu cihazlar işletmeler tarafından talep edilmektedir.

Evet bu yazımızda ağırlıklı olarak BIA cihazlarının yüksek hata oranları ve tutarsız ölçümlerinden bahsedeceğiz. Ancak bunu özellikle amaç-fayda-değer ekseninden uzaklaşmadan, manipulatif ve bilimsellikten uzak yorumlardan kaçınarak yapmaya çalışacağız. Hatta emin olun bu yazı mevcut durumda kullandığınız BIA cihazlarınızdan daha fazla fayda sağlamanızda da yardımcı olacaktır.

Gelişmiş BIA cihazlarında dahi hata oranı %8 seviyelerine çıkmaktadır? 

https://weightology.net/the-pitfalls-of-bodyfat-measurement-part-4-bioelectrical-impedance-bia/

Bu aslında BIA cihazları için en çok tartışılan konulardan biridir ve üreticilerin en çok manipule ettiği alandır. Üreticiler cihazlarının yüksek hassasiyet ve düşük hata oranı ile ölçüm yaptığını iddia ederler ve bunu desteklemek içinde kendi cihazları ile aynı kişiye kısa aralıklarla ard arda yaptıkları ölçümlerdeki sonuç farklılıklarını cihazların hata payı olarak lanse ederler. Bir ölçüm yönteminin tutarlı sonuç vermesi ile doğru sonuç vermesi birbirinden çok farklı olgulardır. Burada hata oranı doğruluğu kanıtlanmış sonuçlar ile karşılaştırılması sonucunda belirlenir.

bir örnekle izah etmek gerekirse 100 kg’da 4 kg eksik sonuç veren basit bir tartımız olduğunu varsayalım. Bu tartının hata payı açık bir şekilde %4 ‘dür. Bu tartı üzerinde aynı kişi ile arka arkaya yapacağımız tartım sonuçlarının aynı çıkması bu tartının kesinlikle doğru sonuç verdiği anlamına gelmez. Aşağıdaki linkte üreticinin verdiği değerlerle konuyu nasıl manipule ettiğini görebilirsiniz. Hatta ard arda yapılan ölçüm sonuçlarında dahi cıkan sonuç farklılıklarını “peş peşe yapılan ölçümlerde direnç farklılıkları nedeniyle ufak farklar oluşabilir” cümlesiyle izah etmek zorunda kalmıştır. B markasının sonuçlarına baktığınızda tutarlılık konusunda dahi %4 civarında farklı sonuç verdiğini görebilirsiniz.

http://www.inbody.com.tr/inbody-teknolojisi

Bu geliştirilen cihazların bazılarının sonuçlarının tutarlı olduğunu varsayalım. peki BIA cihazları için bu bahsettiğimiz asıl hata oranı nedir? Bunu için biraz BIA ölçüm teknolojisini yakından incelememiz gerekli.

BIA nedir?

Açılımı biyoelektrik impedans(empedans) analizidir. İsmi gayet havalı olmasına karşın çalışma prensibi ve teknolojisi oldukça basittir. Vücudunuzdan hafif bir elektrik akımı geçirirler, vücüdunuzun akıma karşı direnç (empedans) derecesini ölçerler, daha sonra bu bilgiyi, vücudunuzun yağ miktarını tahmin etmek için kullanırlar. Evet impedans dediğimiz hepimizin ortaokul ve lise fizik derslerinden hatırlayacağı direnç değeridir. BIA cihazlarının şu an etrafınızdaki elektrik ve elektronik işiyle uğraşan ustaların elindeki direnç ölçer cihazlarından temelde hiç bir farkı yoktur. Hatta iddia ediyorum bu yazının sonunda dilerseniz kendi BIA cihazınızı evde kendiniz tasarlayabilirsiniz:)

detaylara girmeden önce bilmeniz gereken en önemli nokta BIA cihazları vücudunuzdaki su, yağ veya kas oranınızı doğrudan ölçmez, indirek bir ölçüm yöntemidir. Evinizde bulunan cıvalı termometre cihazlarını buna örnek verebiliriz. Bu cihazın aslında direk ölçtüğü değer civanın genleşme miktarıdır ve civanın genleşme miktarının sıcaklıkla orantısını belirleyen formulden faydalanarak ortamın yada temas ettiği cismin sıcaklık değerini verir. Bu değerlerin doğruluğu yada hata oranı kullanılan cıva miktarı ve kesitin genişliğine bağlıdır. Sonuç olarak termometrenin uzunluğu artıkça ve konulduğu tüp çapı daraldıkça hassasiyeti ve doğruluğu artar.

Aynen BIA cihazlarıda bu mantıkla hareket eder. Yağ, su ve kas dokularının elektrik iletkenliğinin farklı olduğunu gerçeğinden yola çıkarak, bir dizi teori ve varsayımlarla toplam kütlenin ne kadarının yağ, su ve kas dokusundan oluştuğunu hesaplamaya (tahmin etmeye) çalışır.

Nedir bu varsayımlar?

  1. Cihazdan düşük frekans gönderildiği zaman karşılaşılan direnç hücre dışındaki sıvıların direncidir. Çünkü bu frekans değerindeki akım hücre zarından geçemez.
  2. Cihazdan yüksek frekansla elektrik gönderildiğinde karşılaşılan direnç hücre içindeki ve dışındaki sıvıların direncidir.
  3. R =ρL/A yani direnç = özdirenç x boy / kesit alanı. Bu formülü birçoğumuz ortaokul ve lise fizik derslerinden hatırlayacaktır. Homojen bir cismin direnç değeri boyu artıkça artar. Kesit alanı genişlikçe azalır. O zaman biz bu formulde BIA cihazında 50 khz frekans gönderdiğimiz kişide ölçtüğümüz direnç değerine impedans dersek, bu direnç değerininde hücre dışındaki sıvılardan geldiğini varsaymıştık. Bununda tamamının su olduğunu varsayarsak özdirenç değeri yerine de suyun özdirenç değerini yazarsak formulümüz söyle olur.

impedans değeri = suyun özdirenci x boy /kesit alanı

sonuç olarak;

boy/ kesit alanı = impedans / suyun özdirenci diyebiliriz.

4. İnsan vücüdunun şekil olarak bir silindir olduğunu varsayarlar.(evet malesef bia cihazları insan vücüdunu 1 silindir olduğunu varsayar, çoklu                 elektrotla ölçüm yapanların yaptığıda insan vücüdunu kollar gövde ve ayaklardan oluşan 5 silindirden oluştuğunu varsaymaktır)

şimdi bu varsayımlarla biraz matematik yapalım.

3. madde elde ettiğimiz eşitliğin sol tarafını alalım yani boy / kesit alanı. Şimdi hem payı hem paydayı boy ile çarpalım. bu kesirin değerini değiştirmeyecektir.

(boy x boy ) / (kesit alanı x boy)

bir silindirin kesit alanıyla boyunun çarpımı hacim değerini verir(4. maddede insan vücudunu silindir olarak kabul etmiştik). o halde

boy/kesit alanı = (boy x boy) / hacim olur. eşitliğin diğer tarafınıda yazarsak. Şöle bir formul elde ederiz.

(boy x boy) / hacim = impedans / suyun özdirenci

ve sonuç olarak;

hacim = boy x boy x impedans / suyun özdirenci

ve bingo!!!! vücüdumuzdaki suyun hacmini hesaplayacak bir formulümüz var!!!!!

bingo diyoruz çünkü BIA cihazımız tüm işini tamamladı. Bundan sonra yapmamız gereken bu formülden hareketle on yıllarca yıllık akademik ve istatiksel çalışmalardan elde edilen verilerden faydalanarak size yağ ve kas oranınızı sölemek!!!

basit bir örnek verirsek;

akademik çalışmalara göre yağsız doku kitlesinin sıvı oranı ortalama %73’tür. BIA cihazımızdan gelen verilerden hücre içi yani doku içi su miktarımızı ve toplam su miktarımızı hesaplayabildiğimize göre yağsız doku kitlenizi rahatlıkla hesaplayabiliriz.

yukarıda anlattığımız çalışma prensibi üzerinden sizinde az çok tahmin edeceğiniz üzere bir çok nedenden dolayı ölçülen değerlerin doğruluğu sorgulanmaktadır.

insan vücudunu sadece yağ-kas ve su bileşenlerinden oluştuğunu varsaymak: temelde en büyük prensip hatası olarak karşımıza çıkar. Organ dokularımızın farklılıkları, vücudumuzdaki minareller, farklı tipteki yağ dokuları, sindirim ve solunum sistemlerindeki hava boşlukları gibi. bir sürü etmen bu varsayımların doğruluğunu çürütmektedir. Üretici firmalar geliştirdikleri yeni ölçüm sistemleri, farklı frekans aralıkları veya formullere ekledikleri yaş, cinsiyet gibi katsayılar ile cihazların doğruluk payını arttırmaya çalışsalarda bu zayıf ölçüm sistemi ile insan vücüdunun kimyasıyla başedebilmeleri pek münkün görünmüyor.

insan vücudunun silindir şeklinde olduğunu varsaymak: Duyar duymaz insanın hadi canım dediği bir yaklaşım zaten. BIA cihazlarının  ölçüm yöntemi olarak olusturdukları temel kuramıda en çok sorgulatan varsayımları. Çok fazla matematik hesaplamarıyla sizi boğmak istemiyorum. Ama kısaca sölemek gerekirse ortalama ölçülerdeki bir erkek bedenin kapladığı hacim ile boy ve göbek çevresini ölçüsünü bir silindir olarak hesapladığınız hacim değeri arasında %17-%20 arasında bir fark oluşur. Zaten bazı cihazlarda hesaplamlarında bu farktan kaynaklanan hataları minimize etmek için bazı ontropometrik ölçülerin veri olarak girilmesini talep eder. Yine 4 veya daha fazla elektrottan oluşan BIA cihazlarının geliştirilmesinin temel nedeni insan vücudunu 5 silindir parçaya bölüp hesaplama hatalarını minimize etmek içindir.

ölçümü etkileyen tüm paramatreleri stabil kabul etmeleri: Şahsi yorumum, BIA cihazlarının güvenilmez olmasının en büyük nedeni budur. Çünkü sistemde ne değiştirirlerse değiştirsinler kontrol edemedikleri ve ölçüm sonucunu etkileyen onlarca parametre mevcut. Sağlıklı bir insan vücudunda sürekli 2,5 litre sıvı yer değiştirir. Başka bir etmen nedeniyle su kaybı yoksa dısarıdan 2,5 lt sıvı alırsınız ve idrar, terleme, dışkı, derideki nemin buharlaşması ve solunum yoluyla bu sıvıyı dışarı atarsınız. Böylece vücdunuz normal metabolik işlemlerini sağlıklı bir şekilde yürütür. Bazı durumlarda bu denge artı ve eksi yönde değişebilir. Ödem, mineral dengesi, aşırı aktivite, özel günler, vücut ısınının yükselmesi, uygulanan diyet vs… işte bu noktada BIA cihazlarının en büyük zaafı ortaya çıkar. Çünkü BIA sistemleri öncelikle vücuttaki sıvı miktarını hesaplar (tahmin eder). Bunun üzerinden kişinin su ve elektrolit dengesinin stabil ve normal değerlerde olduğunu varsayarak diğer hesaplamaları yapar. Ancak aşırılı kilolu ve aşırı zayıf kişilerde bu verilerin stabil olduğunu varsaymak çok büyük bir hatadır. Zaten yapılan araştırmalarda BIA ve DXA ölçümleri karşılaştırıldığında kilolu kişilerde BIA nın DXA’ ya  göre düşük yağ sonucu verdiği zayıf kişilerde de tam tersi yüksek yağ oranı verdiği saptanmıştır. Bu konuda özellikle aşırı kilolu danışanlarla çalışan diyetisyen arkadaşları uyarmak istiyorum. Özellikle diyet ile birlikte spora başlayan obez erkek hastalarınızın kilo vermeye başladığında BIA yağ oranlarındaki değişimi dikkate almayın. Aslında yağ oranlarının verdikleri kiloya göre anlamlı değişmediğini sizde göreceksiniz. BIA üreticileri bu varsayımlarındaki hata oranını minimize etmek için ölçüm öncesi bazı şartlar ve kurallar getirirler. 4-8 saat arası bir şey yiyip içmemek, spor yapmamak, idrar ihtiyacının giderilmesi, alkol alınmaması vs… bunların hepsi kişinin su ve mineral dengesini teoride stabil ve normal değerlere çekmek içindir. Ancak yine uyarmak istiyorum aşırı kilolu ve zayıf insanlarda 4-8 saatlik bir kontrollu diyet bu bireylerin su ve mineral dengelerinin ölçüm için uygun olduğu anlamına gelmez. Tam tersi bir etki yapabileceğide unutulmamalıdır. Tavsiyem bu durumdaki danışanlarınızın takibini BIA cihazlarının yanında bir ölçüm sistemi(kaliper, antropemtrik ölçüler vs…) ile daha takip etmeniz. Aynı şekilde normal diyetinde çok fazla değişiklik yapmadan kardio ve egzersiz programları ile bölgesel zayıflama yoluna giden bireylerde de BIA cihazıyla yapılan yağ değişimi takiplerine de dikkat edilmesi gerekmektedir. Çünkü kardio antremanlarına yeni başlayan bir bireyin adaptasyon sürecinde plazma hacminde bir artış olacaktır. Buda toplam vücut su endeksinde bir değişmeye neden olacak ve BIA sonuçlarını etkileyecektir. Aslında yukarıdaki uyarılarım  BIA cihazlarınınn sonucunu etkileyen sadece iki örnek. Bunun gibi insan vücudunda su ve elektrolit dengesi günlük, saatlik hatta saniyelik etkileyen yüzlerce etmen bulunmakta ve bunların hepsi dogrudan BIA sonuçlarını etkilemektedir.

elektriğin kontrol edilemez doğası: BIA cihaz üreticileri yine ölçüm öncesi elektriksel varsayımlarından kaynaklanan hataları minimize etmek için, kol pozisyonu (genelde 45 derece), koltuk altlarına akımı engelleyici havlu konulması, ellerin ve ayakların çok kuru yada nemli olmaması, üstünüzde metal bulunmaması gibi bir çok kural ve uygulama yöntemi belirtirler. Ancak bunlar elektriğin doğasını kontrol etmek için yeterli değildir. Irk ve genetiğe bağlı deri kalınlığı, giyilen kıyafetler, ortamın nemi ve ısısı, postür bozukluğu yada skolyoz, hormonal dengesizlikler, protezler, implantlar, kıllanma,vücut ısısı gibi yüzlece etmen elektriğin vücudunuzdan geçisini etkileyen faktörlerdir. Hatta BIA cihazınızla yapacağınız çok basit bir deney ile önemsiz görünen bu faktörlerin ölçüm sonucuna nasıl etki ettiğini görmeniz münkün. Üreticinin belirttiği tüm uyarı ve yöntemleri uygulayarak BIA cihazından ölçüm alın. Daha sonra 1 saat boyunca yatar pozisyonda ,terlemeyeceğiniz bir şekilde istiharat edin ve tekrar ölçüm yapın. Sadece fiziksel aktive değil, dinlenmenin bile BIA ölçüm sonuçlarını nasıl etkilediğini göreceksiniz.!!! Çünkü vücut pozisyon değişiklikleriniz yer çekimi etkisiyle vücudunuzdaki sıvıların bölgesel yoğunlugunu değiştirecek bu da dogrudan empedans değerini etkileyecektir.

Kullanılan formul ve yöntemlerin yüksek hata oranı: Baştada bahsettiğimiz gibi BIA cihazları sadece elektrik akımındaki frekans farklılıklarını ölçer buradan yola cıkarak bir dizi varsayımlarla sıvı hacmini hesaplar ve akademik çalışma sonucu geliştirilmiş formul ve verilerden faydalanarak vücut kompozisyonu hakkında tahminlerde bulunur. Peki nedir bu akademik çalışmalar;

Tarihsel gelişimine çok girmek istemiyorum ama su an gelinen aşamada durumu özetlemek gerekirse;

  1. vücut yağ ölçümü için en kesin ve tartışmasız ölçüm yöntemi kadavra incelemesidir:)
  2. Akademik çevrelerce kabul edilen, en dogru, tutarlı sonuç verdiği kabul edilen ve altın standart olarakta adlandırılan  DEXA cihazlarıdır. Yöntem olarak x ray ışınları kullanan tıbbi bir cihazdır. Ağırlıkla kemik yoğunluğu ölçümlerinde kullanılır. Bir çekimi ortalama 250 tl civarındadır. Oldukça pahalı bir sistemdir.
  3. Dexa cihazları dışında su an akademik yada ticari amaçlı kullanılan her türlü cihaz ve yöntem temelinde BIA teknolojisininde de vurguladığımız gibi vücut hacminden yola çıkarak sonuçlarını elde eder. Örneğin; bodpod cihazları bireyi hava geçirmeyen bir kaba alır ve burada hava değişiminden faydalanarak vücut hacmini bulur. Su altı tartım yöntemi olarak bilinen ve teknoloji bu kadar gelişmeden önce akademik çalışmalarda sıklıkla kullanılan, bireyi su dolu bir tanka batırarak burada taşan suyun hacminden faydalanarak sonuca ulaşmaya çalışır. Hatta Antropometrik(vücüt ölçüleri) ölçüm sonuçlarıyla yağ oranı hesaplayan formüllerde temelinde vücut ölçülerinizden vücüt hacminizi bulmaya odaklanır. Daha sonra tüm bu ölçüm yöntemleri tıpkı BIA da olduğu gibi tıbbi araştırma ve istatiksel sonuçlardan faydalanarak oluşturdukları formullerle yağ oranı ve vücut kompozisyonları hakkında tahminler yürütürler. Tabiki bu cihaz üretcilerinin hepsi tıbbi sonuç ve verileri baz alarak bir formul geliştirme çabasına girmezler. Kaynakları ve bütçeleri buna pek izin vermez. Bunun yerine kendilerinden önce geliştirilmiş ve akademik kabul görmüş yöntemlerin formul ve hesaplamalarını kullanırlar. Örneğin bodpod cihazları su altı tartım yöntemi formullerini baz alırlar. Zaten su altı tartım yönteminin kullanım zoruluğunu ortadan kaldırmak için geliştirilmiş ticari bir yöntemdir. Aynı şekilde BIA cihazlarıda su altı tartım yönteminden türetilmiş yağ oranı formullerini kullanırlar. Su altı tartım yöntemiyle geliştirilmiş formuldeki hacim değişkeni yerine BIA ölçümü sonucundaki hesapladıkları hacim değerini girer ve buna göre formül katsayılarını düzenlerler.

Peki neden ticari cihazlar hep su altım tartım yöntemi formullerini kullanıyor? Cevabı cok basit. Neredeyse yapılan akademik çalışmaların tamamı bu ölçüm sistemiyle yapılmıştır ve bu araştırmalar halka açık yayınlanır. Dolayısla kolaylıkla ulaşabilir ve kullandığınız formul ve bilgi için bir bedel ödemek zorunda kalmazsınız.

şimdi gelelim bu durumun BIA sistemleri için sakıncalarına;

  1. sonuçlar temel alınan ölçüm yönteminin denek profilini yansıtır. Yapılan çalışmalarda tıbbi arastırma ve veriler bazı denekler üzerinden elde edilir. sonuç olarak bu sonuçlardan türetilen formüller ve sonuçlarda bu denek grubu yansıtır. Ancak ırksal genetik faktörler vücut kompozisyonunda anlamlı farklar oluşturur.
  2. Her ölçüm sistemin deney düzeniğinden yada ortam şartlarından kaynaklanan bazı hata payları mevcuttur. Örneğin su altı tartım yönteminde deneğin akciğerlerindeki ve sindirim sistemindeki hava sonuçları etkileyen bir faktördür. Bunun için bazı varsayım ve düzeltme formulleri kullanılır. Ancak 1000 kişilik bir denek grubunda bu düzeltme katsayılarının kesin sonuç verdiği kabul edilemez. Dolayısıyla oluşturulan formulün bir hata payı olduğu öngörülür. Bu hesaplamayı baz alan BIA formulüde otamatik olarak hata payını sistemine dahil etmiş olur. Örneğin su altı tartım yönteminde bireyin sindirim sisteminde 100 ml hava olduğu varsayılır. Bu varsayımın nihai sonuca etkisi %1,5 civarındadır.

SONUÇ:

  1. BIA cihazlarının sonuçları tekrarlanabilir ve tutarlı değildir. Burada aynı kişinin aynı makinada arka arkaya test edilmesi sonucu çıkan sonuçlar cihazın tutarlı olduğunun göstergesi değildir. Ağırırlığında, aktivite yogunluğunda ve diyetinde değişim olmayan bireyin zaman aralıklarında değişmeyen sonuçları ancak cihazın tutarlı sonuç verdiğinin ispatıdır. Yada üreticinin diğer etmenlerin ölçüm sonuçlarına etki etmediğini ispat etmesi gerekir. Ancak yukarıda bir çok örnekle izah ettiğimiz üzere BIA sonuçları kontrol edilemeyen bir çok faktörden etkilenmektedir.
  2. sonuçların hata oranı oldukça yüksektir. Ölçüm yöntemi ve teknolojisinin kısıtları nedeniyle yukarıda anlattığımız bir çok varsayım ve temel formuller hata oranını artırmaktadır. Üçreticiler bu hata oranlarını düşürmek sistemlerinin göreceli olarak daha tutarlı sonuçlar vermesi için formullerinde katsayı değişiklikleri ve oran düzeltmeleri yapmaktadırlar. Ama bu konuda çok geniş bir populasyona hizmet veren global markaların işleri oldukça zor. Farklı ırk ve genetik özellikleri olan populasyonlarda sonuçları optimize etmek oldukça zor.
  3. Üreticiler ürünleri hakkındaki test sonuçlarını ve teknolojik gerçekleri manipule etmektedir. Elbetteki bazı özellikleri ve sistem yöntemlerini basit bir kullanıcı olarak algılamak imkansız. Ancak üretcilerinde bunu ticari kaygılarla bir fırsata çevirmesi hoş bir durum değil. Örneğin inbody markası cihazlarının cinsiyet farkından etkilenmediğini bunuda cihazlarının hiç bir formul yada tahmin yöntemi kullanmadan doğrudan ölçüm yaparak sonuç verdiğinin kanıtı olarak sunuyor. Arkadaşlar yazımın başında sizlere evde kendi BIA cihazınızı tasarlayabileceğinizi  iddia etmiştim. Şimdi iddiamı bir adım ileriye taşıyarak Cinsiyet faktöründen etkilenmeyen BIA cihazınızı evde tasarlayabileceğinizi iddaa ediyorum.)

Toplam vücut suyu (TBW)=0.372(boy2/R) + 3.05(cinsiyet) + 0.142(vücut ağırlığı) – 0.069(yaş)

yukarıdaki formul X marka BIA cihazının toplam vücüt suyunuzu hesaplarken kullandığı formüldür. Buradaki  R ölçülen empedans değeridir. Cinsiyet içinde erkekse 1 kadınsa 0 alıyoruz. Peki bu formülden cinsiyeti nasıl kaldırabiliriz. Çok basit bizde tıbbi bir araştırma sonucunu kullanarak bir varsayımda bulunacağız. Örneğin günlük ortalama kalp hızı erkeklerde 70-72 iken, kadınlarda 78-82 arasında seyreder. Buradan hareketle tasarladığınız cihanıza birde nabız ölçer ekleyerek deneğin cinsiyetini sorma zahmetinden kurtulabilirsin. Bu arada bunun patentini de alabilirsiniz:)

birde buna göz atabilirsiniz. http://www.hurriyet.com.tr/parmak-izinden-cinsiyet-teshisi-21698688

Tabi inbody nin bunu nasıl yaptığını bilmiyorum ama formüllerinden cinsiyet çarpanını çıkartmadıklarından eminim. BIA teknolojisi ile bu katsayılar olmadan analiz sonucu vermek imkansız.