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5. BodyComp Nomogramme - Qualitative Gewebeanalyse

Bivariate Normwertverteilung von BIA-Werten

5.1 Erstellung der Referenznomogramme Die bisherigen Kapitel haben sich prinzipiell mit der Berechnung der Körperzusammensetzung aufgrund von Impedanzmessungen beschäftigt. In der medizinischen Literatur wird der Einsatz der BIA immer dann als problematisch beschrieben, wenn die Probanden stark abweichende Gewebeeigenschaften (Ödeme) aufweisen. [ESPEN guidelines- part II; Clinical Nutrition (2004) 23, 1430–1453] Die Erstellung der Impedanznomogramme hat das Ziel, die Rohdaten der phasensensitiven Impedanzmessung in einem graphischen Referenzsystem mit „Normalwerten“ zu vergleichen. Der erste Schritt zur Erstellung der Normalwerte ist die Kenntnis von „normalen“ Impedanzwerten. Die Vielfältigkeit der Menschheit in Bezug auf Größe, Körperbau und Gewebeeigenschaften kompliziert die Erstellung von „Normalwerten“ erheblich. Eine kleine Übersichtstabelle für die Rohdaten der klassischen phasensensitiven Impedanzmessung zeigt die Schwankungsbreite der Werte (unabhängig vom Geschlecht): Messparameter Untere Limits Mittlere Werte Obere Limits Rz [Ohm] 300 400-750 900 Xc [Ohm] 15 40-75 80 Phasenwinkel [°] 1° 4,5-7,5° 9°

Ein Ansatz für die Erstellung von Normwerten wurde 1994 vom Nephrologen Prof. Piccoli aus Padua publiziert [Kidney Int., Vol 46, (1994) S. 534 – 539]. Nach Piccoli wird eine „Normalpopulation“ als Referenz definiert und dann die Messwerte Rz und Xc jeweils durch die Körpergröße in Meter geteilt. Jeder „Normalwert“ erhält die Einheit [Ohm/m]. Für die Darstellung in einem rechtwinkligen Koordinatensystem wurde die Skala der Y Ache (Xc/m) um Faktor 10 gestreckt. Am Beispiel einer Referenzpopulation von ca. 150 gesunden Frauen im Alter über 70 Jahren lässt sich der Aufbau der Referenzellipsen veranschaulichen: Jeder einzelne Messpunkt (Rz/H;Xc/H)gehört Das Einzeichnen der 50, 75, 95% zu einer Probandenperzentile - jeweils Dichteellipsen ergibt die typische Impedanzmessung der rechten Körperhälfte. Nomogramm-Optik.

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Nomogramme im Stil von Prof. Piccoli: die Perzentilen (Dichteellipsen) für 50, 75 und 95% der Messwerte werden berechnet und eingezeichnet, wobei die Messpunkte der Referenzpopulation nicht dargestelllt werden. Der Messpunkt der aktuell gemessenen Person RZ/H und Xc/H (gemessen auf der rechten Seite) wird dann in die Referenzellipsen eingezeichnet. (hier als roter Punkt). Wichtiger Hinweis: Da die Körperfettmasse den Messstrom kaum beeinflusst, werden Änderungen der Fettmasse in den Nomogrammen praktisch nicht sichtbar! 5.2 Beurteilung des Hydratations- und Ernährungszustandes mit Nomogrammen Nach Piccoli kann sowohl der Hydratationszustand, als auch der muskuläre Zustand anhand der obigen Tendenzrichtungen interpretiert werden.

Messpunkt: je weiter rechts von der Mittelachse: = weniger Muskulatur (BCM)

Messpunkt : je weiter links der Mittelachse = mehr Muskulatur (BCM)

95%

75%

50%

Richtung Wassereinlagerung (evtl. ECW ansteigend ?, Ödeme ?)

Richtung geringerer Körperwassergehalt evtl. Dehydratation ?

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5.2. Interpretation von Nomogrammen: a.) in Bezug auf Ernährungszustand/ Muskulatur: die vertikale Achse der Ellipsen ist als Median für die Zellmasse BCM zu interpretieren:

- Messpunkte links von der Vertikalachse werden bei Personen mit ausreichender Körperzellmasse gemessen.

- Messpunkte rechts von der Vertikalachse deuten auf eine

geringe Körperzellmasse bzw. Mangelernährung hin. Hier am Beispiel eines stark mangelernährten onkologischen Patienten.

Zur Beurteilung des Ernährungszustandes gilt:

- je weiter links ein Messpunkt liegt, desto positiver ist der Ernährungszustand zu beurteilen.

b.) mit Bezug auf Hydratationzustand: die horizontale Achse gibt einen Hinweis auf die Körperhydratation. Generell gilt: je höher und je weiter rechts die Messpunkte liegen, desto weniger Körperwasser enthält der Körper. Eine Aussage über den Hydratationszustand des Körpers anhand der Dichteellipsen zu treffen, ist jedoch nur mit viel Erfahrung und mit zusätzlichen Parametern möglich. Im Beispiel rechts sehen Sie zusätzlich zu den bivariaten Perzentilen die Hydratationsperzentilen, die relativ linear von links unten (Rz niedrig) nach rechts oben (Rz hoch) verlaufen. 5.3 BodyComp V 8.5 Standard : Datenbasis der Piccoli-Nomogramme Für die Bestimmung der Piccoli-Dichteellipsen wurden laut Publikation von Prof. Piccoli (Kidney Int., Vol 46, (1994) S. 534 - 539) insgesamt 218 erwachsene Europäer untersucht: - 86 gesunde Personen (38 Männer, 48 Frauen, Alter 16-66 Jahre) - 55 Personen mit schwacher Niereninsuffizienz (31 Männer, 24 Frauen, Alter 18 – 75 Jahre) - 36 Personen mit schwerer Niereninsuffizienz (19 Männer, 17 Frauen, Alter 17-75 Jahre) - 41 Personen mit Adipositas (BMI > 31 kg/m2) (9 Männer, 32 Frauen, Alter 24 – 71 Jahre) Die Datenlage wurde 1995 auf 726 gesunde und ältere Personen erweitert. - 354 Männer (Durchschnittalter 48 Jahre, 15-85J (davon n= 95 von 65-85J), BMI 16 – 31 kg/m2) - 372 Frauen (Durchschnittalter 50 Jahre, 15-85J (davon n= 92 von 65-85), BMI 16 – 31 kg/m2) (Lit.: Am J Clin. Nutr. 1995;61:269-70: Bivariate normal values of the bioelectrical impedance vector in addult and elderly populations, Piccoli et. al.) Die Ellipsen nach Prof. Piccoli umfassen demzufolge ein extrem inhomogenes Probandenfeld im Alter von 15 – 85 Jahren. - Vorteil: die Ellipse bildet eine sehr weit gestreute Normalpopulation ab. - Nachteil: keine Referenzellipse für spezifische Populationen (Alter, Größe, BMI usw...) .

Wasserentzug

Muskelaufbau

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Abb. 13 Altersverteilung: von 10 bis 90 Jahre Ø Alter: 43,6 J σ = 13,98 Jahre

5.4 Bodycomp Professional: Größen- und Altersspezifische Referenzellipsen Für die populationsspezifischen Dichteellipsen der Software BodyComp V 8.5 wurden insgesamt ca. 273 000 phasensensitive Messungen gesammelt. Aus diesem Messpool filtert die Software nach den Parametern Alter, Größe, Geschlecht und Körperfettanteil Messungen und erstellt automatisch zur untersuchten Person passende Referenzellipsen. 5.4.1 Angaben zur Quelldatenbank in BodyComp V 8.5 Professional: Herkunft der Daten: Nahezu alle Messdaten stammen aus Ernährungsberatungsstellen mit dem Schwerpunkt Gewichtsreduktion , bzw. Sportzentren. Daraus resultieren hohe BMI-Durchschnittswerte und ein massiver Überhang an weiblichen Messungen. - Anzahl N an Messungen: 273.913 Messungen davon weiblich: 227.202 Messungen (82,95 %) davon männlich: 46.711 Messungen (17,05 %) Die folgenden Normalellipsen zeigen beispielhaft die Abhängigkeit der Normalellipsen von Alter und BMI: 5.4.2 Frauen, Alterseinfluss: die blau schattierten Ellipsen sind alterspezifisch, die große Ellipse stellt die Referenzellipse nach Piccoli dar: Alter 15 – 20 Jahre, Alter 31-50 Jahre Alter 71 – 90 Jahre n = 3.224 Messungen n = 65.581 Messungen n = 2.598 Messungen

Abb. 14: BMI-Verteilung: durchschnittlicher BMI: 28,5 Frauen : 29,6 Männer: 28,3

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5.4.3 Frauen, BMI-Einfluss: die blauen Ellipsen sind BMI-spezifisch, (große Ellipse = Piccoli) BMI 20 – 25 kg/m2 BMI 31 – 35 kg/m2 BMI 40 – 45 kg/m2 n = 32.407 Messungen n = 16.044 Messungen n = 2.000 Messungen 5.4.4 Frauen, Größen-Einfluss: die vollfarbenen Ellipsen sind Größen-spezifisch für Frauen im Alter von 25-60 Jahre, die schwach schattierte Ellipse stellt die Ellipse nach Piccoli dar: Größe 148 – 152 cm Größe 174 – 178 cm Größe 183 – 187 cm n = 3.883 Messungen n = 12.333 Messungen n = 519 Messungen

5.4.5 Frauen, Einfluss des Körperfettanteiles innerhalb einer BMI-Klasse: die vollfarbenen Ellipsen sind Körperfettanteil-spezifisch für Frauen im Alter von 25-60 Jahre, die schwach schattierte Ellipse stellt die Ellipse nach Piccoli dar: Frauen: BMI 22-24, Fettanteil < 22 % Frauen: BMI 22-24, Fettanteil > 20 % und < 35 %

Der Körperfettanteil ist bei der Nomogrammdarstellung nicht „sichtbar“, aber bei gleicher Größe und Gewicht sind die Körper unterschiedlich zusammengesetzt: Der Anteil der FFM der Frauen im linken Bild (FM%<22%) ist definitiv höher als die der Frauen im rechten Bild mit höheren Fettanteilen. Die Ellipse wandert bei Gruppen mit identischem BMI und höheren Fettanteilen nach rechts.

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18 und 30% bei Frauen

16 – 28 % bei Männern

Wichtig: Insbesondere bei den relativ niedrigen BMI Klassen unterhalb von 25 kg/m2 muss aufgrund der Herkunft der Daten der Anteil der Personen mit hohem Fettanteil für die Erstellung von „Zielellipsen“ herausgefiltert werden. Das Schaubild zeigt die Verteilung des Fettanteiles bei Männern und Frauen mit einem BMI von 22-24: Die Zielellipsen in BodyComp V 8.5 werden anhand von Messdaten erstellt, deren berechneter Fettanteil zwischen liegt. 5.4.6 Referenzellipsen in BodyComp V 8.5 Professional: BodyComp V 8.5 erstellt die Zielellipsen wie folgt: 1.) Die Daten des aktuellen Probanden werden ausgelesen: Geschlecht, Alter und Größe 2.) Aus der Datenbank mit 273.913 Messungen werden dazu passende Messungen innerhalb von festen „Variationsbreiten“ geladen und die Zielellipse berechnet. Die Kriterien für die Datenauswahl sind: Geschlecht, Alter, Größe, Fettanteil. 3.) Die Zielellipse wird vollfarbig dargestellt. Ein Klick auf die Ellipse öffnet ein Fenster mit den statistischen Angaben und den Variationsbreiten zur Zielellipse:

Abb. 15: Fettmasse in % (M/F) Verteilung bei BMI 22-24

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5.4.7 Übersicht der Bodycomp Professional Referenzellipsen für Frauen Alter 17-99 Jahre: Die Referenzellipsen existieren in BodyComp V 8.5 für Personen von 10 bis 99 Jahren. Die Kinderellipsen sind jedoch nur mit zusätzlicher Freischaltung für die Kinderausdrucke zugänglich. Altersgruppe 20-30:

Altersgruppe 30-40:

Altersgruppe 40-50:

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Altersgruppe 50-60:

Altersgruppe 60-70:

Altersgruppe 70plus:

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5.4.8 Referenzellipsen für Kinder unter 17 Jahren: Die Einteilung der Kinder in Klassen erfolgt nach anderen Kriterien als bei Erwachsenen. Ein Grund sind die geringeren Messzahlen (die sich hoffentlich in Zukunft erhöhen) und die starke Abhängigkeit der Messungen von der Körpergröße. Der Focus der Datentrennung liegt in der Tat nicht nur beim Alter sondern hauptsächlich bei der Körpergröße. Hierzu mehr im Kapitel 10. Beispiel: Kinderellipse für Jungen und Mädchen von 10-13: (ab 14 Jahren unterscheiden sich Jungen und Mädchen signifikant in der BIA Messung und werden getrennt dargestellt) 5.4.9 Größenspektrum von Kindern: (Alter 10-19,m,w, n= 5270): Kinder verändern sich während des Wachstums rasant. Mit den Veränderungen der Körperproportionen ändert sich auch die BIA-Messung. Im Zeitbereich der Pubertät verändert sich durch den hormonellen Einfluss offensichtlich auch die Leitfähigkeit des Gewebes. Um BIA-Referenzwerte für Kinder zu erhalten, benötigt man demzufolge ein sehr engmaschiges Datenspektrum mit möglichst vielen Messungen. Die erforderliche Datenmenge übersteigt, die der erforderlichen Menge bei Erwachsenen, um ein Vielfaches, denn theoretisch sollte, sowohl die Größe, das Alter und das Geschlecht in möglichst engen Abständen berücksichtigt werden. Die Größendifferenzen betragen in jeder Altersstufe mindestens 30 cm, ab 14 Jahren sogar bis zu 50 cm Größendifferenz innerhalb eines Jahres. Die Größe ist neben dem Alter ein wichtiges Auswahlkriterium für die Referenzklassen. 5.4.10 mittlere Rz und mittleres Xc nach Alter : Kinder 10-19 Jahre : Mädchen+Jungen: Der Einfluss der Pubertät ist deutlich an den altersabhängigen Kurven für Rz und Xc zu erkennen:

Rz-AlterXc-Alter

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