Danas je nabavljen uređaj za izračun postotka masnog tkiva u tijelu metodom mjerenja električne impedancije tijela – Bioelectrical impedance analysis (BIA). Riječ je o generičkom kineskom proizvodu široke potrošnje uvezenom 2005. godine sa jedinom oznakom Body Fat Analyzer.
Analiza sastava ljudskog tijela mjerenjem električne impedancije istog temelji se na ideji da će manju impedanciju, odnosno veću vodljivost imati tijelo koje sadrži više vode. Tako se izmjerena impedancija prvo koristi zaprocjenu ukupne vode u tijelu. Nadalje, s obzirom da je većina vode pohranjena u mišićima, onda se na temelju vode procjenjuje mišićna masa, a postotak masnoće pak onda otpada na razliku u preostaloj težini osobe.
Sve ovo bi funkcioniralo kad bi impedancija ljudskog tijela ovisila samo o unutrašnjem sastavu tkiva i kad bi svi ljudi imali iste omjere različitih vrsta tkiva u organizmu. Međutim, ti omjeri se razlikuju i na razini različitih populacija ljudi i na razini samih pojedinaca. Stoga su se uvele empirijske jednadžbe za predviđanje prosječnih sastava tijela koje su uključivale spol, dob, etničku pripadnost, tjelesnu težinu i indeks impedancije, no i tejednadžbe su bile korisne samo u predviđanju sastava tijela prosječne populacije i nisu bile točne za ljude koji iz bilo kojeg razloga odstupaju od prosjeka.
Osim toga, na rezultate mjerenja bitno utječe i činjenica da impedancija tijela jednog pojedinca nije uvijek ista na dnevnoj bazi i ovisi o općem trenutnom stanju tijela poput umora, vremena proteklog od unosa hrane, opći tjelesnog i zdravstvenog stanja (dehidracija, znojenje), doba dana, stresa i slično. Dodatni problem je osigurati električki stalan prijelazni otpor između mjernih elektroda i kože te osigurati rasprostiranje struje kroz čitavi volumen tijela. Možemo se uvjetno složiti sa činjenicom da voda u ljudskom tijelu ima najmanji specifični otpor i da će se većina mjerne struje granati tim putem. No pitanje je kako možemo kontrolirati prijelazni otpor i natjerati struju da se većim dijelom širi ravnomjerno kroz svu količinu vode sadržanu u raznim organima, unutar i izvan stanica.
Iz svega je jasno da BIA predstavlja još jednu ideju koja dobro zvuči (brza, jeftina i bezbolna metoda analize sastava ljudskog tijela) te ima neku tehničku podlogu, no i sa elektroničke i sa biološke strane gledano ovdje postoji niz varijabilnih čimbenika koji mogu dovesti do bitno pogrešnih rezultata, odnosno pogrešnih izračuna mjerenja. Jedno mjerenje ovdje nema nikakav značaj i potrebno je vršiti uzastopna dnevna mjerenja kroz duže razdoblje pod jednakim uvjetima glede stanja osobe. Bolji uređaji imaju četiri ili više profesionalnih kontaktnih elektroda da se eliminiraju različiti prijelazni otpori i da se bolje rasporedi struja kroz tijelo.
Komercijalno dostupnu mjerači postotka masti u tijelu i drugih sastavina ljudskog tijela na osnovu BIA analize pojavili su se sredinom 1980-tih godina i do danas su se raširili u svim oblicima, od većih ili manjih samostalnih uređaja do onih koji su integrirani u sprave za vježbanje, pametne ručne satove i slično. Početkom 1990-tih godina počelo se koristiti više frekvencija za povećanje točnosti mjerenja BIA metodom, a čime bi se također trebala razlikovati količina vode unutar i izvan stanica. Impedancija ljudskog tijela se električki može prikazati kao serijski spoj otpornika i kondenzatora, pa se može mjeriti i nastali fazni pomak (fazni kut),a koji se opet (navodno) veže uz neka tjelesna obilježja poput starosne dobi i spola.
Općenito gledano, jeftini mjerači sastava ljudskog tijela poput ovog našeg Body Fat Analyzera posve su nepouzdani i mogu imati velika odstupanja, a rezultat se zapravo najvećim dijelom ne temelji na mjerenju impedancije tijela nego na izračunu prema prosječnim podacima koji vrijede za osobe određene visine, težine, starosne dobi i spola. Čak i u uputama za ovaj uređaj stoji naznačeno: „this product is for reference of human health management only“ što znači da dobiveni rezultat može samo okvirno poslužiti kao smjernica za uvid u opće zdravstveno stanje (pretilost), što je u biti više izračun indeksa tjelesne mase prikazanog kao postotak masnog tkiva, nego nekakvo individualno mjerenje stvarnog sastava tijela pojedinca.
U uređaj je prvo potrebno unesti podatke o osobnoj težini, visini, godinama starosti i spolu. Nakon toga slijedi “mjerenje” i nakon 5 sekundi dobivate rezultat sa postotkom masti u vašem tijelu. U slučaju da niste stavili palčeve na elektrode uređaj će javiti grešku mjerenja.
U cilju testiranja izvršili smo čiste omske i kapacitivne testove u širokom rasponu impedancija te potvrdili kako impedancija na elektrodama nema gotovo nikakav utjecaj na dobiveni rezultat i isti gotovo isključivo ovisi o prethodno unesenim vrijednostima. Impedancija na elektrodama služi samo za detekciju da li je netko pritisnuo palčeve na iste, te u tu svrhu omski otpor mora biti manji od 1,4 MΩ, a priključeni kapacitet veći od 500 pF kako bi uređaj prepoznao da je nešto spojeno na elektrode. Bilo koji kapacitet veći od 500 pF priključen na elektrode nema utjecaj na rezultat i on je uvijek isti. Što se tiče čistog omskog otpora, promjena otpora u rasponu 0 -1,4 MΩ rezultira promjenom rezultata mjerenja za svega 0,4 % i te promjene nastaju tek na otporima većim od 500kΩ što je svakako prevelika impedancija i za najviše dehidrirano ljudsko tijelo. Ova male razlike su vjerojatno posljedica neke električne nesavršenosti uređaja. Sa istim postavkama mjerili smo impedanciju na pet različitih osoba glede težine, visine, spola i godina starosti i sva mjerenja su dala potpuno isti rezultat.
Možemo zaključiti da naš Body Fat Analyzer uopće ne mjeri impedanciju i rezultat ispisuje samo na osnovu izračuna prema unesenim podacima. Ovo i ne čudi jer dvije male okrugle elektrode ne mogu osigurati niti stalan prijelazni otpor niti ravnomjerno širenje mjerne struje preko tijela. Korisnik bi dobivao uvijek znatno drugačije rezultate ovisno kako jako pritisne elektrode, koliko su mu vlažni (masni) palčevi i općenito kakvo mu je stanje tijela i kože. Za komercijalni uređaj svakako puno manje zbunjuje kad se uvijek dobije isti rezultat, a korisnik ima osjećaj da uređaj stvarno nešto mjeri na osnovu toga što će pokazati grešku ako ništa nije spojeno preko elektroda. U kućanstvu obično nitko nema iste fizičke podatke (težina, visina, dob, spol) pa neće dobiti ni iste podatke o postotku masti što je dodatni dokaz da uređaj „radi“. Sjećam se jedne rasprave gdje zagovornici ovakvih uređaja imaju jednostavno objašnjenje na činjenicu da na istim postavkama uređaj uvijek daje iste rezultate bez obzira tko drži elektrode i koja je impedancija između njih. Odgovor glasi: „Ako ti varaš uređaj, onda i uređaj vara tebe!“ 🙂
Inače, „mjerni“ signal na elektrodama su impulsi frekvencije cca5 Hz, amplitude 500mV i širine 12ms, a pojavljuju se i neki naponski pikovi u suprotnom smjeru, moguće zbog veznog kondenzatora. Čim impuls prepozna impedanciju, dalje generiranje impulsa prestaje i prikazuje se rezultat. Ukoliko se u vremenu 15 sekundi (cca 75 impulsa) ne prepozna impedancija prikazuje se pogreška mjerenja. Očito uređaj reagira na pad napona generiranog impulsa ili na određenu razinu struje kroz zatvoreni strujni krug.
Pravokutni signali pokazuju izraziti šum tijekom trajanja signala, a vide se i neki negativni naponski pikovi i neki pikovi između mjernih signala. Moguće je da neke šumove stvara sam uređaj, a s obzirom da mjerimo relativno slabe plivajuće signale bez zajedničke mase sa osciloskopom moguće da su ovdje intermodulirani i mrežni šumovi 50 Hz.
Čitav uređaj se bazira na jednom mikrokontroleru u COB izvedbi. Osim kristala za takt mikrokontrolera ugrađen je i jedan tranzistor kao pojačalo signala za piezo-zvučnik koji se koristi za alarm budilice. Iz ovoga se zapravo ne može ništa saznati o shemi rada ovog uređaja jer ista sadržana u samom programu mikrokontrolera, no jasno je da je ovdje riječ o namjenskom kalkulatoru sa ugrađenom funkcijom sata i budilice.
Body Fat Analyzer poput ovog našeg možete i danas kupiti po cijeni cca 10 eura što možda i nije puno za jedan namjenski kalkulator, no indeks tjelesne mase svakako možete izračunati i puno jeftinije. Važnije je da vam trgovac za ovih 10 eura zapravo prodaje lažno uvjerenje da će takav uređaj doista izmjeriti količinu masnog tkiva u vašem tijelu sa rezolucijom od 0,1 % ili utjehu da će količina masti u vašem tijelu ostati potpuno ista koliko god bio mastima obilan neki vaš dnevni obrok. Vrijednosti će se promijeniti tek kad se promijeni vaša težina i unesu novi podaci, a to ionako znamo i bez ovog uređaja 🙂
Sličan uređaj koji također ne vrši nikakva mjerenja iako simulira kao da ih vrši, a biološke i zdravstvene podatke daje isključivo kalkulacijom unesenih parametara prema nekim prosječnim vrijednostima je Bio-Quantum System.