Storia

Akern: l’eredità di 300 anni di scienza nel mondo della bioimpedenza

Nel corso dei secoli, sono state molte le scoperte che hanno gettato le basi per l’utilizzo della bioimpedenziometria come metodo per l’analisi di composizione corporea, permettendo la diffusione di questa tecnica in campo clinico e di ricerca.

L’utilizzo della corrente elettrica nella medicina, infatti, ha una lunga tradizione. L. Galvani – noto fisiologo e anatomista italiano del ‘700 maggiormente ricordato per gli studi sull’elettricità animale – ipotizzò l’esistenza di una relazione fra elettricità e vita. La grande intuizione dello scienziato bolognese fu che la contrazione deriva da “un’elettricità intrinseca” del muscolo. Questa nozione fu accolta con entusiasmo da molti altri fisiologi a seguire.

R. Vigouroux, nella seconda metà dell’800, ipotizzò che la risposta del corpo al passaggio di corrente elettrica potesse essere utile nella diagnosi di alcune patologie.

Nel nostro secolo, altri grandi elettrofisiologi come J. Nyboer, A.L. Thomasset (1962) e E.C. Hoffer (1970) applicarono l’analisi bioimpedenziometrica allo studio dei fluidi corporei.
Oggi, AKERN, in Italia, sviluppa nuove tecnologie con lo stesso spirito pionieristico dei primi esponenti di questo settore.


40 anni di innovazione nel mondo della composizione corporea

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1980Gli esordi

PIONIERI BIOTECH

AKERN nasce a Firenze agli inizi del 1980, in un’Italia che si affaccia allo sviluppo di imprese operanti nel settore sanitario. Assume ben presto le caratteristiche di una vera azienda biotech coniugando competenze di medicina e ingegneria e aprendo scenari inesplorati nel settore della diagnostica e della prevenzione.

AKERN SVILUPPA I PRIMI BIO-ANALIZZATORI PER LA MISURA DIRETTA DI RESISTENZA, REATTANZA E ANGOLO DI FASE

Nel 1981 AKERN produce il primo Pletismografo computerizzato a Impedenza CIP 8/32 (in seguito CIP PLUS) per la diagnosi del circolo venoso negli arti, per la cui validazione fu sostenuta una delle prime multicentriche europee sull’impedenza bioelettrica.
Dalla collaborazione con il Professore J. Nyboer, riferimento mondiale sulla bioimpedenza alla Wayne State University prende vita lo sviluppo di impedenziometri professionali sensibili alla fase BIA = Bioelectrical Impedance Analyser.

AKERN A SUPPORTO DEI PRIMI STUDI DI VALIDAZIONE DELLA METODICA BIOIMPEDENZIOMETRICA

I primi studi finanziati riguardano gli effetti della disidratazione sulle funzioni cognitive dei piloti dell’aviazione militare USA durante la “Guerra Fredda”. L’utilità di questa nuova tecnologia si fa presto evidente, AKERN viene coinvolta negli studi di validazione della tecnica per rendere fruibile la bioimpedenziometria come metodologia diagnostica non invasiva. 1, 2

BODYCOMP DOS

AKERN pubblica il primo software per l’analisi dei dati di bioimpedenza.

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1990Il progresso scientifico

PRIMI A FORNIRE IL PARAMETRO DI BODY CELL MASS (BCM)

Nel 1990, grazie all’utilizzo della tecnologia AKERN, viene introdotto il calcolo della BCM, ovvero la componente metabolicamente attiva della massa magra. Questo parametro verrà riconosciuto, qualche anno dopo, come il miglior predittore dello stato di nutrizione del soggetto. 3

STUDI DI VALIDAZIONE DELLA BIOIMPEDENZA VS TECNICHE DI RIFERIMENTO

Gli anni ’90 vedono la pubblicazione di una grande quantità di studi di validazione vs tecniche di riferimento: diluizione isotopica, DEXA, pesata idrostatica, pletismografia ad aria, da parte di Centri Ospedalieri e Universitari, su diverse popolazioni, età, patologie. 4, 5, 6

ANGOLO DI FASE

Vengono pubblicati i primi studi sull’utilizzo del Phase Angle come indicatore prognostico in diverse patologie.

FOTOPLETISMOGRAFIA

Nel 1993 viene prodotto il fotopletismografo a luce riflessa Haemoguard® per il monitoraggio delle variazioni di volume ematico in dialisi e la diagnosi di TVP.

BIA 101: IL RIFERIMENTO PER L’ANALISI DI COMPOSIZIONE CORPOREA DALLA RICERCA ALLA CLINICA, AL WELLNESS

La bioimpedenziometria total body inizia la sua diffusione non solo in ambito clinico ma anche nel fitness e nella dietetica, diventando in poco tempo un esame di routine. L’affidabilità e la precisione dello strumento BIA 101 lo rendono la tecnologia d’elezione di molti ricercatori nonché strumento di riferimento per l’analisi di composizione corporea. Dalla sua nascita il marchio BIA 101 ha già conosciuto 4 evoluzioni e viene citato in più di 1500 pubblicazioni su riviste internazionali.

UN NUOVO APPROCCIO: ANALISI VETTORIALE DI IMPEDENZA (BIVA)

La stretta vicinanza di AKERN alla comunità scientifica permette di ascoltare i bisogni del settore. Alcuni studi mostrano che l’utilizzo di costanti riferite all’idratazione tissutale inficia la precisione delle formule predittive, specialmente in soggetti con oscillazioni idro-elettrolitiche significative. Per superare questo limite, che rallenta l’adozione di questa tecnologia in branche importanti della medicina, numerosi ricercatori e produttori optano per lo sviluppo di equazioni specifiche per patologia o condizione fisica, fermandosi su un approccio quantitativo. In controtendenza, AKERN inizia gli studi sulla predizione della composizione corporea basata direttamente sulle grandezze fisiche di Resistenza, Reattanza e Angolo di Fase. I valori elettrici divengono i principali protagonisti dell’analisi, non mediati da costanti matematiche che riducono sensibilità e potere predittivo.

APPLICAZIONE CLINICA DELL’APPROCCIO BIVA

Nel 1994 AKERN partecipa al primo studio sull’analisi vettoriale di impedenza o BIVA. La firma è quella del prof. Antonio Piccoli, Professore di Nefrologia presso il Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, Università di Padova. 11
Si integra il classico approccio quantitativo della “BIA convenzionale” a un approccio di tipo quali-quantitativo: come nell’elettrocardiografia, l’Analisi Vettoriale trasforma le proprietà elettriche dei tessuti in un dato clinico.

BIAVECTOR™ LA BUSSOLA D’IDRATAZIONE E NUTRIZIONE

Con il nome di Biavector™ AKERN è il primo produttore a implementare nei propri sistemi l’Analisi Vettoriale d’Impedenza.

BODY CELL MASS INDEX: LA MASSA CELLULARE COME INDICE DI MALNUTRIZIONE

Nel 1998 viene pubblicato il primo lavoro che evidenzia come il Body Cell Mass Index (BCMI) sia un indice più sensibile rispetto al BMI Body Mass Index per discriminare lo status nutrizionale in pazienti affetti da patologie e con una composizione corporea alterata.

SOLUZIONI PER LA NUTRIZIONE DEL PAZIENTE NEFROPATICO

AKERN inizia l’importazione della linea Renacare® di alimenti ai fini medici speciali per pazienti con insufficienza renale cronica.

APPLICAZIONI CLINICHE DELL’ANALISI VETTORIALE

L’Analisi Vettoriale viene validata per l’identificazione del sovraccarico di fluidi nel paziente renale e per il raggiungimento del cd. “peso secco ideale” in dialisi, per discriminare le variazioni di grasso corporeo (analisi massa grassa) da quelle di fluidi nell’obeso, nell’epatopatia e, in generale, per il monitoraggio non invasivo dell’idratazione nel paziente critico. 12 A seguire, l’analisi vettoriale diventa la tecnica d’elezione per il mondo clinico e, grazie all’utilizzo della tecnologia AKERN, vengono ottenuti risultati concreti per il monitoraggio del paziente critico e numerosi studi sono pubblicati su riviste internazionali ad alto impatto.

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2000Sempre in evoluzione

A partire dagli anni 2000 si assiste a un notevole incremento dell’utilizzo della BIA, anche a scopi epidemiologici. Nel terzo National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES III) la tecnologia dei sensori AKERN è impiegata da centinaia di centri investigativi americani.

SOFT TISSUE ANALYSER

AKERN mette a punto lo strumento Soft Tissue Analyser: il primo sensore in grado di stimare la quantità di massa cellulare (BCM) direttamente dalle caratteristiche elettriche dei tessuti, senza l’ausilio di parametri e misure antropometriche del soggetto.

BIVA IN PEDIATRIA

Vengono pubblicate e implementate nel software BODYGRAM™ le norme bioelettriche per la popolazione pediatrica, ottenute con sensori BIA AKERN. 13

2008 • AKERN VINCE il FIBO AWARD

AKERN sviluppa il primo strumento per l’analisi di impedenza segmentale BIA 101 Anniversary Sport Edition, basato sul modello di misura segmentale di Leslie Organ. 14 La tecnologia ha subito un grande successo e vince il FIBO Innovation Award (The European Award of the Fitness and Wellness Industry) nel 2008.

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2010La leadership

LINEE DEDICATE ALL’APPLICAZIONE CLINICA

L’affidabilità e la precisone dei prodotti AKERN permettono una diffusione su larga scala della tecnologia legata alla bioimpedenza. Numerose Consensus cliniche e Linee guida inseriscono l’analisi BIA ai fini diagnostici citando pubblicazioni prodotte con la nostra tecnologia. AKERN inizia la produzione di linee dedicate all’applicazione clinica, ottimizzate per il corretto monitoraggio dei pazienti affetti da patologie croniche.

CARDIOLOGIA

Dopo aver introdotto lo strumento EFG, Electro Fluid Graph®, il primo monitor BIA con touch screen e computer a bordo in grado di restituire l’analisi vettoriale di impedenza, AKERN sviluppa il primo analizzatore di bioimpedenza specializzato per la “fluid Therapy” del paziente con scompenso cardiaco: Cardio EFG®.

NEFROLOGIA E DIALISI

Grazie alla collaborazione con il gruppo di ricerca internazionale di Vicenza IRRIV e con il supporto dell’industria dei marcatori di danno renale, la bioimpedenziometria vettoriale diventa una tecnica ottimizzata per la gestione dell’idratazione del paziente cardiorenale e critico. AKERN trasferisce questa innovazione sul mercato lanciando la linea Renal EFG®.

AVANZAMENTO TECNOLOGICO E RESTYLING DELL’INTERA LINEA DI BIOANALIZZATORI

La Linea BIA AKERN viene completamente rinnovata, attingendo agli ultimi ritrovati dell’elettronica per i dispositivi medici. Viene immesso sul mercato un nuovo modello per gestire analisi segmentale: BIA 101 Anniversary. Anche la linea BIA 101 è oggetto di un restyling tecnologico.

LE SCALE HYDRAGRAM™ E NUTRIGRAM™

AKERN migliora l’interpretazione dei dati di bioimpedenza e dell’analisi vettoriale sviluppando le scale Hydragram™ e Nutrigram™: due nuove tecniche diagnostiche per la classificazione real-time dello stato di idratazione e nutrizione.

2013 • NUTRILAB: IL POINT OF CARE PER IDRATAZIONE E NUTRIZIONE

AKERN sviluppa il sensore Nutrilab per il monitoraggio di idratazione e nutrizione al letto del paziente e rende possibile l’integrazione dell’analisi di bioimpedenza all’interno della pratica clinica ospedaliera.

2014 • BODYGRAM™ PLUS, IL SOFTWARE MODULARE

Nel corso del 2014 viene lanciata la nuova piattaforma software BODYGRAM™ PLUS, sviluppata partendo dalle ultime evidenze dalla clinica e dalla ricerca nell’ambito della composizione corporea. La nuova struttura ad elementi, composta da una serie di funzioni di base affiancate da moduli diagnostici integrativi, permette di accedere ad oltre 50 parametri e indici.

2019 • BODYGRAM™ LA NUOVA PIATTAFORMA CLOUD-BASED

AKERN rivoluziona l’architettura software e mette a disposizione tutto il suo know-how e il progresso scientifico in un’unica piattaforma dinamica in costante aggiornamento.

2019 • NUTRILAB IN ORBITA

L’affidabilità della strumentazione AKERN dedicata alla misurazione della body composition e la consolidata collaborazione con i più prestigiosi centri di ricerca europei, rendono possibile la partecipazione al progetto Nutriss a fianco dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) e dell’ESA (European Space Agency) e del Dipartimento di Medicina interna Interna del Prof. Biolo dell’Università di Trieste.

2019 • TELEMEDICINA

Questo progetto nasce dalla consolidata esperienza di AKERN nel mondo della bioimpedenza, esperienza che oggi permette di offrire sistemi ottimizzati anche per questo mercato. Il sistema prevede un nuovo modello di analizzatore BIA 101 MED sviluppato da AKERN come prodotto OEM caratterizzato da una estrema facilità di utilizzo e da una piattaforma software cloud – based dedicata. Il sistema è in grado di definire lo stato di salute del soggetto sulla base dei dati di composizione corporea e di suggerire i supplementi più adeguati.

2019 • PROGETTO INTERNAZIONALE DI RICERCA REGIONAL BIA

AKERN inizia la collaborazione a scopo di ricerca con l’Università di Lisbona – Facultade de Motricidade Humana e con il suo gruppo di esperti in Sport Science. Lo scopo principale è quello di validare un nuovo modello di misura per l’analisi regionale della massa muscolare, in grado di tracciare lesioni muscolari, recupero e cambiamenti dinamici del muscolo e segnare un altro importante passo avanti nell’evoluzione delle tecniche di composizione corporea.


Riferimenti bibliografici:
  1. Kushner, Robert F., and Dale A. Schoeller. “Estimation of total body water by bioelectrical impedance analysis.” The American journal of clinical nutrition 44.3 (1986): 417-424.
  2. Lukaski, Henry C., et al. “Validation of tetrapolar bioelectrical impedance method to assess human body composition.” Journal of applied physiology 60.4 (1986): 1327-1332.
  3. Richardson RA, Fearon KCH, Hannan J, Cowan S, Watson W, Shenkin A, Garden OJ (1990) Estimation of body cell mass (BCM) in surgical patients by bioelectrical impedance analysis (BIA) compared with total body potassium (TBK) (abstract). Clin Nutrition.
  4. Kushner, R. F. D. A., Schoeller, D. A., Fjeld, C. R., & Danford, L. (1992). Is the impedance index (ht2/R) significant in predicting total body water? The American journal of clinical nutrition, 56(5), 835-839.
  5. Wang, Zimian, et al. “Hydration of fat-free body mass: new physiological modeling approach.” American Journal of Physiology-Endocrinology And Metabolism 276.6 (1999): E995-E1003.
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  11. Piccoli, Antonio, et al. "A new method for monitoring body fluid variation by bioimpedance analysis: the RXc graph." Kidney international 46.2 (1994): 534-539.
  12. Piccoli A. Identification of operational clues to dry weight prescription in hemodialysis using bioimpedance vector analysis. Italian Hemodialysis–Bioelectrical Impedance Analysis (HD-BIA) Study Group. Kidney Int 1998; 53: 1036–1043.
  13. De Palo, Tommaso, et al. "Normal values of the bioelectrical impedance vector in childhood and puberty." Nutrition 16.6 (2000): 417-424.
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