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Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA-Messung)

Die sogenannte BIA-Messung dient der Bestimmung der Körperzusammensetzung des Menschen und anderen Lebewesen. Dank ihrer Genauigkeit und Aussagekraft ist sie oft die Methode der Wahl, um Parameter wie Körpergewicht, Körperfett, Muskelmasse und den Wasserhaushalt im Körper zu analysieren.

Im medizinischen Bereich hat sich die bioelektrische Impedanzanalyse durchgesetzt, da sie sehr genaue Kontrollergebnisse liefert und wissenschaftlich anerkannt ist.

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Mögliche Synonyme für die bioelektrische Impedanzanalyse sind:

  • BIA-Analyse
  • BIA-Messung
  • Impedanzanalyse
  • Bio-Impedanz-Analyse

Die neuesten Erkenntnisse aus den Bereichen der Medizin, Wissenschaft und Forschung haben gezeigt, dass das klassische Messsystem des BMI (Body Mass Index), nicht immer zuverlässige Aussagen liefert. Bei dieser Messmethode ist der Fettanteil in 25% aller Berechnungen sogar falsch. Auch die alternative Methode das Körperfett zu messen mittels Calipometrie (Messung der Schichtdicke des Unterhautgewebes), erweist sich als unzureichend, da sie keine Aussage über den gesamten Körperfettanteil ermöglicht.  

Um eine fundierte Analyse über die Körperzusammensetzung zu geben, reicht es also nicht aus, allein Körpergröße und Gewicht zu betrachten. Eine bioelektrische Impedanzanalyse berücksichtigt diesen Umstand und misst neben diesen beiden Parametern auch den Anteil von Körperfett und fettfreier Masse im Organismus, analysiert die Zellqualität und die Skelettmuskelmasse und setzt die Fett- und Muskelmasse ins Verhältnis zueinander. Die gewonnenen Messdaten ermöglichen eine tiefgehende Gesundheitsanalyse vom behandelnden Arzt, auf deren Basis eine Behandlung aufbaut.

Funktionsweise der BIA-Messung

Bei der bioelektrischen Impedanzanalyse wird ein schwacher Wechselstrom in Höhe von 0,8mA bei einer Frequenz von 50kHz durch den Körper geleitet. Aus dem Widerstand, den der Körper dem Wechselstrom entgegensetzt, kann man Messwerte ableiten, mit denen die Körperzusammensetzung aufgeschlüsselt wird. Um präzise Messdaten zu erhalten, unterteilt man bei der BIA-Messung den menschlichen Körper in sogenannte Kompartimente.

Kompartimente sind als voneinander abgegrenzte Bereiche des Körpers zu verstehen. Die BIA-Messung berücksichtigt drei Kompartimente. Diese sind Fettmasse, Zellmasse und Masse außerhalb der Zelle. Man spricht dann auch von einem 3-Kompartiment-Modell. Wird dieses durch eine Analyse des Körperwassers erweitert, spricht man von einem 3-Kompartiment-Model mit ICW und ECW. Bestandteile dieser Analyse sind dann auch das intrazelluläre Wasser (ICW) und das extrazelluläre Wasser (ECW).

Wird nun während der BIA-Messung elektrischer Strom durch die Elektrolyte geleitet, geschieht Folgendes: die Fettmasse leitet den Strom nicht, sondern setzt ihm einen Wiederstand entgegen. Dies führt zu einem Spannungsabfall, der von dem empfindlichen Messgerät registriert und in physikalischen Einheiten bzw. Größen wie Prozent, Ohm (Einheit für den elektrischen Widerstand) sowie Phasenwinkel wiedergegeben wird. 

Es kommt zu folgenden Messwerten: 

  • Resistance (R): Der Ohm´sche Widerstand oder Gesamtwiderstand des Körpers, der sich umgekehrt proportional zur Menge an Wasser und Salzen im Körper verhält. Er dient zur Berechnung des Körperwassers und der Magermasse.
  • Reactance (Xc): Widerstand, der an den Zellmembranen entsteht, wobei jede Zellmembran des Körpers wie ein kleiner Katalysator wirkt. Er dient zur Berechnung der Körperzellmasse.
  • Phasenwinkel Alpha: Gibt das Verhältnis von R zu Xc wieder. Er lässt Aussagen über den Zustand der Zellen und den Gesundheitszustand des Organismus zu.

Diese und weitere Messparameter der BIA-Messung sowie eine ausführliche Erläuterung hierzu haben wir Ihnen aus Gründen der Übersichtlichkeit weiter unten zusammengestellt. 

Krankheiten aufdecken mit der Bioelektrischen Impedanzanalyse

Eine bioelektrische Impedanzanalyse gibt Aufschluss über die Gesundheit und Funktion des Körpers und stellt ein medizinisches Diagnoseinstrument dar. Die augenscheinliche Unterscheidung gesunder oder kranker, mangelernährter oder adipöser Personen erscheint einfach. Doch dies kann letztlich zu Fehlannahmen führen, die mitunter gesundheitliche Risiken für den Betroffenen bürgen können. Denn nicht immer muss das stimmen, was die Äußerlichkeiten vermuten lassen.

Um solche Fehlannahmen zu verhindern und dem Patienten, die Behandlung zukommen zu lassen, die er wirklich benötigt, wird die bioelektrische Impedanzanalyse eingesetzt. Sie kann den Anteil von Körperfett messen, die Messdaten in Verbindung zum Körpergewicht, Zellmasse und Muskelmasse bringen und daraus Ergebnisse liefern, die der Gesundheit des Patienten zu Gute kommt. Denn mit der BIA-Messung lassen sich folgenden Kriterien und Krankheiten analysieren:

  • Beurteilung der Ernährungsweise
  • Beurteilung der körperlichen Aktivität
  • Gesundheit und Funktion der Organe
  • Fehlfunktion der Schilddrüse (Schilddrüsenunter- oder überfunktion)
  • Hormonelle Störungen
  • Störungen der Herz- und Leberfunktion
  • Beurteilung der Funktion enzymatischer Prozesse
  • Psychische und organische Essstörungen
  • Störungen des Verdauungstrakts
  • Störungen des Wasser-Elektrolyt-Haushalts

Die bioelektrische Impedanzanalyse wird als Diagnoseinstrument sowie zur Verlaufskontrolle bei einer Behandlung eingesetzt, basierend auf dessen Messergebnissen (weitere) individuelle Behandlungsschritte eingeleitet werden. Sie eignet sich auch zur Diagnose, wenn klassische Untersuchungen und Behandlungen ergebnislos waren. Darüber hinaus wird die BIA-Messung auch zur ärztlichen Überwachung und Dokumentation bei Sportlern und Patienten mit Essstörungen (Magersucht/Bulimie) sowie bei einer ärztlich kontrollierten Diät eingesetzt. 

Behandlungsablauf einer bioelektrischen Impedanzanalyse

Eine Messung der Körperzusammensetzung dauert in Regel nur wenige Sekunden und ist vollkommen schmerz- und nebenwirkungsfrei. Sie erfolgt meist im Liegen auf einer Oberfläche, die nicht leitet und wird mit einer mobilen Messeinheit durchgeführt. Über Elektroden, die an Hand- und Fußrücken angebracht sind, wird dann ein elektromagnetisches Feld im Körper aufgebaut.

Während der Messung berühren Arme und Beine den Körper nicht und es herrscht eine angenehme Raumtemperatur, damit die Ergebnisse nicht verfälscht werden. Innerhalb weniger Sekunden stehen bereits die Ergebnisse zur Verfügung und werden in einem anschließenden Gespräch mit dem behandelnden Arzt ausgewertet.

Die bioelektrische Impedanzanalyse ist ein effizientes Verfahren, das in kurzer Zeit eine valide Körperanalyse ermöglicht. Sie ist verhältnismäßig einfach zu erlernen und durchzuführen und kann innerhalb einer Behandlungssitzung in Anspruch genommen werden. Mittlerweile gibt es auch High-End-Geräte, die eine Messung im Stehen erlauben und so besonders für Senioren oder Patienten mit Handicaps sinnvoll sind. Allerdings verfügt nicht jede Praxis über eine solche Anschaffung.

Die Genauigkeit sowie die Anzahl der untersuchten Parameter im Rahmen einer BIA-Analyse liegen weit über den Möglichkeiten einer herkömmlichen Körperfettanalysewaage. Es handelt sich nicht nur um eine um Waage mit Fettmessung, sondern geht darüber hinaus. Sie ist daher nicht mit einer solchen zu vergleichen.

Voraussetzungen und wichtige Hinweise für die BIA-Messung

Der Wasserhaushalt des Körpers ist natürlichen Schwankungen unterworfen. Durch die Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme, körperliche Aktivität oder den weiblichen Zyklus kann es zu fehlerhaften Messungen kommen. Deshalb müssen bei der Durchführung der Bio-Impedanz-Analyse einige Bedingungen beachtet werden, um die Messergebnisse nicht zu verfälschen:

  • Bis zu 2 Stunden vor der Messung keine schweren Mahlzeiten zu sich nehmen
  • Die letzte sportliche Betätigung sollte 12 Stunden zurückliegen
  • Der letzte Alkoholkonsum sollte mind. 24 Stunden zurückliegen
  • Der weibliche Zyklus muss berücksichtigt werden
  • Die letzte Blutspende sollte nicht in den Zeitraum der Messung fallen
  • Für Träger von Herzschrittmachern ist die Impedanzanalyse nicht geeignet
  • Für Schwangere ist die BIA-Messung nicht geeignet

Auch mögliche Erkrankungen wie z.B. Magen-Darm-Infekte oder eine Grippe, die unmittelbar an eine BIA-Messung grenzen, können Fehler in der Bestimmung der Körperzusammensetzung hervorrufen.

Kosten und Kostenübernahme für eine bioelektrische Impedanzanalyse

Die Bestimmung der Körperzusammensetzung mittels bioelektrischer Impedanzanalyse gehört nicht in den Leistungskatalog der gesetzlichen Versicherungen. Sie stellt also eine Privatleistung dar. Die Kosten für eine BIA-Messung müssen von gesetzlich versicherten Patienten daher selbst getragen werden. Mit durchschnittlich 20 bis 30 Euro ist die bioelektrische Impedanzanalyse verhältnismäßig erschwinglich.

Die Messparameter einer BIA-Messung und ihre Bedeutung

Anhand unterschiedlicher Messwerte kann eine Analyse der körperlichen Zusammensetzung stattfinden, indem der Körper in seine Bestandteile eingeteilt wird und diese einzeln gemessen und ausgewertet werden.

Resistance (R) und Reactance (Xc)

Die Resistance ist ein Parameter für die Berechnung des Widerstands des elektrolythaltigen Körperwassers bei gesunden, normalgewichtigen Personen. Sie entsteht zu ca. 95% an den Extremitäten und ist damit durch äußere und innere Bedingungen wie Temperatur oder körperliche Aktivität leicht zu beeinflussen.

  • Resistance-Normwerte bei Frauen: 480 - 580 Ohm
  • Resistance-Normwerte bei Männer 380 - 480 Ohm

Reactance hingegen gibt den Zellwiderstand an, der durch die Kondensatoreigenschaft der Körperzellmasse entsteht. Sie ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung des Ernährungszustandes. Die Normalwerte liegen 10% bis 12% der Resistance.

Körperfettmasse (Body Fat)

Auf Grund seiner Dichte von 0,9 g/cm³ wirkt das Fett als Isolator für den Wechselstrom. Die Fettmasse errechnet sich aus der Differenz von Magermasse und Körpergewicht. Ein zu hoher Fettanteil im Körper kann auf Störungen der Herz- und Leberfunktionen (Fettleber) hindeuten und Verdauungs- sowie Abbaustörungen von Nährstoffen aus der Nahrung aufdecken.

  • Normwerte Männer: 10 - 15 % des Gesamtkörpergewichtes
  • Normwerte Frauen: 20 - 25 % des Gesamtkörpergewichtes

Körperzellmasse (Body Cell Mass BCM)

Die Körperzellmasse umfasst alle Zellen, die für den Stoffwechsel verantwortlich sind. Also alle Zellen der Skelettmuskulatur, des Herzmuskels, der glatten Muskulatur und inneren Organe, des Magen-Darm-Trakts und Blutes sowie der Drüsen und des Nervensystems. Den größten Anteil macht die Skelettmuskulatur aus. Die Körperzellmasse bestimmt den Stoffwechsel und somit den Kalorienbedarf. Eine Bestimmung mit der BIA-Messung gibt daher Informationen über den Ernährungszustand preis.

Normwerte für Männer:  

  • 41% - 45% des Körpergewichtes
  • 53% - 60% der fettfreien Masse

Normwerte für Frauen:

  • 30% - 33% des Körpergewichtes
  • 51% - 58% der fettfreien Masse

Körperwasser (Total body water TBW)

Bei der bioelektrischen Impedanzanalyse wird das in den Geweben enthaltene Elektrolytwasser sehr genau erfasst. Durch den Anteil von Körperwasser können Rückschlüsse hinsichtlich des Flüssigkeitshaushalts gezogen werden. Das heißt, ob der Patient ausreichend oder ungenügend trinkt. Auch Dehydrationszustände können anhand der Messdaten erkannt werden.

  • Normwert Männer: 50 - 60%
  • Normwert Frauen: 55 - 65%
  • Sehr muskulös: 70 - 80%
  • Adipös: 45 - 50%

Magermasse (Lean body mass LBM)

Als ein ergänzender Wert zur gemessenen Fettmenge des Körpers dient die Magermasse. Sie setzt sich aus Zellmasse und der Masse außerhalb der Zellen zusammen. Da sie einen Wassergehalt von ca. 73% besitzt, wird die Magermasse auf der Grundlage des bestimmten Körperwassers errechnet.

Extrazelluläre Masse (Extra Cellular Mass ECM)

Die extrazelluläre Masse stellt den nicht zellulären Anteil der fettfreien Masse (Magermasse) dar. Dazu zählen vor allem bindegewebsartige Strukturen wie Kollagen und Elastin, die Haut, Sehnen und Knochen sowie dem dazwischenliegenden Wasser. Dies ermöglicht die Analyse von Krankheitsbildern wie Bauchwassersucht/Wasserbauch (Aszites) und Ergüssen.

Bereits ein latenter Proteinmangel kann zu einer Ausdehnung der extrazellulären Masse führen und durch eine BIA-Messung frühzeitig erkannt werden.

Muskelmasse (Muscle mass)

Die Muskulatur ist das größte Gewebe und beträgt bei einem normalgewichtigen, gesunden Menschen etwa 40-45 % vom Körpergewicht. Mit zunehmendem Alter verringert sich die Skelettmuskulatur allerdings um ca. 30 %. Diese Veränderung beginnt in etwa ab dem 30. Lebensjahr und hält über Jahre hinweg an. Einen Muskelverlust gleicht der Körper mit Fett aus. Da Fett leichter ist als das gleiche Volumen an Muskulatur, machen sich normalerweise keine optischen Veränderungen bemerkbar.

Und dennoch kommt es zu Gewichtsverlust. Wird im Alter ohne körperliche Aktivität das gleiche Körpergewicht gehalten, so wird genauso viel Körperfett zugelegt wie Muskelmasse abgebaut wurde. Die Körperform verändert sich. Werden allerdings ohne Training sowohl Körpergewicht als auch Körperform beibehalten, ist das ein Anzeichen dafür, das der Fettgehalt des Unterbauchgewebes steigt. Mit einer BIA-Messung können diese Veränderungen erkannt und ggfs. eine entsprechende Therapie eingeleitet werden.

Phasenwinkel

Der Phasenwinkel dient zur Unterscheidung der beiden Komponenten Resistance und Reactance. Der Phasenwinkel ist abhängig von Zellgröße, Zellmembranpermeabilität und der Verteilung der Körperflüssigkeiten. Er lässt Aussagen über den Zustand der Zelle und den Gesundheitszustand des Organismus zu. Ein hoher Phasenwinkel spricht für gut ernährte Zellen, ein niedriger für schlecht ernährte Zellen.

  • Normwerte: 5,5° - 7,5°
  • Leistungssportler: bis zu 9°
  • Mangelernährte: unter 5,5°

Biologisches Alter des Körpers

Das biologische Alter gibt in Zahlen das Gesundheitsalter des Körpers wieder. Basierend auf den gemessenen Resultaten der Körperanalyse spiegelt es die Gesundheit und Funktion der Zellen, Organe und des Stoffwechsels wider. Ein höheres biologisches Alter weist auf eine Verlangsamung von Stoffwechselprozessen hin, wodurch z.B. eine Gewichtszunahme erklärbar ist. Im Umkehrschluss kann ein jüngeres biologisches Alter ebenso einen Krankheitswert besitzen, da Nährstoffe zu schnell oder gar nicht verwertet werden.

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