De evolutie van metingen van lichaamssamenstelling: van BMI tot BIA

Gastschrijver: Rob van Berkel, onderzoeksdiëtist en schrijver over voeding en gezondheid.

1830 - BMI

De Belgische wiskundige, astronoom en statisticus Adolphe Quetelet (1796–1874) ontwikkelde tussen 1830 en 1850 de ‘Quetelet Index’, tegenwoordig beter bekend als de veelgebruikte ‘body mass index’ (BMI). Quetelet was geïnteresseerd in het bestuderen van de ‘gemiddelde man’ en het kwantificeren van variatie in menselijke lichaamsmaten (Eknoyan, 2008). Hij definieerde de index als het gewicht in kilogram gedeeld door het kwadraat van de lengte in meters.

Hoewel Quetelet de formule oorspronkelijk niet voor gezondheidstoepassingen ontwikkelde, werd deze in de 20e eeuw herontdekt door Ancel Keys (1904–2004). Hij toonde aan dat de BMI een betrouwbare indicator is voor vetmassa en obesitas op populatieniveau (Rasmussen et al., 2019). Sindsdien wordt de BMI wereldwijd toegepast in epidemiologie, de klinische praktijk en de volksgezondheid als maat voor ondergewicht, normaal gewicht, overgewicht en obesitas. Op individueel niveau kent de BMI echter beperkingen, omdat zij geen onderscheid maakt tussen spiermassa en vetmassa.

1895 – Röntgen, CT-scan en DXA

De Duitse natuurkundige Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) ontdekte in 1895 de röntgenstraling, waarvoor hij in 1901 de eerste Nobelprijs voor Natuurkunde ontving (Nobelprize.org, 2025). Röntgenstraling wordt toegepast bij het in beeld brengen van weefsels met verschillende dichtheden. Dichte weefsels, zoals botten, absorberen veel straling, terwijl lichtere weefsels, zoals spieren en lucht, minder absorberen. Hierdoor zijn botten duidelijk zichtbaar, maar het biedt slechts beperkte informatie over de algehele lichaamssamenstelling.

• De CT-scan (computed tomography) werd in 1971 ontwikkeld door de Britse elektrotechnicus Godfrey Hounsfield (1919–2004) en de Amerikaanse natuurkundige Allan Cormack (Hounsfield, 1973; Cormack, 1980) voor het in beeld brengen van de hersenen. Voor hun werk ontvingen zij in 1979 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde (Nobelprize.org, 2025). De CT-scan maakt gebruik van röntgenstraling, gecombineerd met computermodellering, waardoor gedetailleerde 3D-beelden van bot, spieren en de verdeling van visceraal versus subcutaan vet kunnen worden verkregen.

• DXA (dual-energy X-ray absorptiometry) werd eind jaren 1980 ontwikkeld en maakt gebruik van twee verschillende röntgenenergieën om onderscheid te maken tussen bot, vetvrije massa en vetmassa (Cherian et al., 2021). DXA levert nauwkeurige, niet-invasieve metingen van zowel totale als segmentale lichaamssamenstelling, met een relatief lage stralingsdosis. Sinds 1987 wordt DXA breed toegepast voor het meten van botdichtheid, met name om osteoporose vast te stellen (Blake & Fogelman, 2007).

• Het DXA-apparaat zendt een lage dosis röntgenstralen door het lichaam, die vervolgens worden gedetecteerd. Botten met een hoog kalkgehalte absorberen meer straling dan botten met een laag kalkgehalte, waardoor de computer de botdichtheid kan berekenen. Deze informatie wordt gebruikt voor het vaststellen van botontkalking (osteoporose) en voor het bepalen van lichaamssamenstelling, zoals vet- en spiermassa.

1896 – Radioactiviteit, 

De Franse natuurkundige Henri Becquerel (1852–1908) is de ontdekker van radioactiviteit en ontving daarvoor in 1903, samen met Pierre en Marie Curie, de Nobelprijs voor Natuurkunde (Nobelprize.org, 2025). Deze ontdekking vormde de basis voor technieken die later werden toegepast bij het meten van lichaamssamenstelling, zoals isotopentechnieken in de jaren 1940.

1915 – Onderwaterweging

De Russisch-Amerikaanse arts en onderzoeker Charles Spivak (1861–1927) was in 1915 de eerste die systematisch de soortelijke massa (dichtheid) van het menselijk lichaam mat met waterweging (Heymsfield, 2025). Het principe is gebaseerd op de wet van Archimedes. Een object ondergedompeld in water ondervindt een opwaartse kracht die gelijk is aan het gewicht van het verplaatste water. Door het verschil in het gewicht buiten en in water te meten, kan het lichaamsvolume en daarmee de vetmassa worden berekend. Hoewel Spivaks resultaten belangrijk waren, bleef de meetnauwkeurigheid beperkt.

De Amerikaanse fysioloog Albert Behnke (1903–1992) werkte de ideeën van Spivak verder uit (Heymsfield, 2025). In de jaren 1940 leverde hij belangrijke bijdragen aan de ontwikkeling van methoden om lichaamswater, vetvrije massa en vetmassa te meten. Zijn werk vormde de basis voor moderne technieken voor het bepalen van lichaamssamenstelling, zoals BIA en DXA, die indirect gebruikmaken van dezelfde principes van massa en dichtheid.

1920 - Huidplooimetingen

De Tsjechische antropoloog Jan Matiegka (1886–1960) legde in 1921 de basis voor systematische huidplooimeting door specifieke anatomische meetpunten vast te stellen voor het meten van subcutaan vet. Deze punten omvatten de bovenarm, onderarm, dij, kuit, borstkas en buik.

De echte doorbraak kwam in de jaren 1950, toen de Schotse fysioloog John Vaughan Graham Durnin (1925–2021) en de Britse wiskundige John Ronald Womersley (1907–1958) gestandaardiseerde formules ontwikkelden om het lichaamsvetpercentage te schatten. Dit baseerden ze op huidplooimetingen op vier locaties: biceps, triceps, subscapulair (net onder het schouderblad) en supra-iliacaal (net boven het heupbot) (Durnin & Womersley, 1974). Deze methode werd en wordt breed geaccepteerd vanwege de eenvoud, lage kosten en redelijke nauwkeurigheid.

1930 – Ultrageluid (echografie)

De ontdekking van echografie voor medische toepassingen wordt toegeschreven aan de Oostenrijkse psycholoog en neuroloog Karl Theodore Dussik (1908–1968). Hij zond ultrageluidgolven door de schedel en registreerde de door het weefsel weerkaatste signalen om tumoren op te sporen (Rajamani et al., 2024). 

In de jaren 1970 en 1980 begonnen onderzoekers echografie toe te passen voor het meten van de lichaamssamenstelling. Hierbij werd de dikte van vetlagen op specifieke lichaamsdelen, zoals arm, buik en dij, bepaald. De methode bood een niet-invasieve en goedkope manier om het vetpercentage te schatten.

In de jaren 1990 en 2000 verbeterden de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van echografiemetingen door het gebruik van hogere frequenties en digitale beeldverwerking. Echografie is mobiel, veilig voor herhaalde metingen en niet-invasief, hoewel de meetnauwkeurigheid sterk afhankelijk blijft van de vaardigheid van de gebruiker.

1951 -  BIA

De Nederlandse fysioloog Johan Nyboer (1910–1965) was een belangrijke pionier in de ontwikkeling van bio-elektrische impedantieanalyse (BIA). In 1951 onderzochten hij en zijn collega’s de elektrische geleidbaarheid van perifere lichaamsdelen, zoals armen en benen, om te begrijpen hoe een elektrische stroom door het lichaam wordt geleid. Hun resultaten toonden aan dat lichaamswater en weefseltype een cruciale rol spelen bij de elektrische geleidbaarheid. Latere studies van Thomasset en Hoffer et al. bevestigden deze bevindingen (Thomasset, 1963; Hoffer et al., 1969). Op basis van deze vroege onderzoeken ontwikkelden zich later de eerste BIA-apparaten. Hoewel deze methode een belangrijke doorbraak betekende, kon zij geen onderscheid en tussen intra- en extracellulair water, waardoor de nauwkeurigheid beperkt bleef. 

In de jaren 1990 en 2000 werd multi-frequentie BIA (MF-BIA) ontwikkeld, waarmee metingen met meerdere frequenties mogelijk zijn en een onderscheid kan worden gemaakt tussen intra- en extracellulair water, wat een nauwkeurigere schatting van de lichaamssamenstelling geeft. Tegelijkertijd werd segmentale BIA ontwikkeld, waarmee het lichaam in afzonderlijke delen (armen, benen en romp) geanalyseerd kan worden.

Sinds 2010 zijn er voor consumenten draagbare en gebruiksvriendelijke BIA-apparaten op de markt gekomen, vaak in de vorm van weegschalen of handgreepapparaten. Vandaag de dag biedt BIA een breed scala aan toepassingen voor het schatten van onder andere totaal lichaamswater, vetmassa en vetvrije massa tot het schatten van de regionale lichaamssamenstelling en hydratatiestatus, en is het een belangrijke methode voor zowel consumenten als gezondheidsprofessionals.