BIA与DXA测量超重和肥胖成人人体成分分析仪的对比研究

发布者: 浏览: 发布时间:2018-06-25 文章来源:澳门百利宫注册
摘要
目的 探究生物电阻抗分析法(BIA)和双能X射线吸收法(DXA)对超重和肥胖人群人体成分分析仪测量结果的相关性和一致性。
方法 在北京招募超重(60 例)和肥胖(88 例)成人共 148例,分别采用DXA和BIA测定体脂肪量、肌肉量、无机盐含量、体脂肪率和去脂体重,分析两种方法测量结果的相关性和一致性。
结果 DXA和BIA测量体脂肪量、肌肉量、无机盐、体脂肪率和去脂体重的相关系数均具有统计学意义(P<0.01),其中体脂肪量、肌肉量、体脂肪率和去脂体重具有极强的相关性,相关系数分别为 0.989, 0.992, 0.960, 0.992,无机盐的相关性略差,相关系数为 0.867。通过Bland-Altman分析,DXA和BIA测量体脂肪量、肌肉量、体脂肪率和去脂体重的一致性很好,无机盐的一致性较差。结论 DXA与BIA测量体脂肪量、肌肉量、体脂肪率和去脂体重具有很好的相关性和一致性,BIA可以替代DXA用来测量中国肥胖人群的体脂肪量、肌肉量、体脂肪率和去脂体重,而对无机盐的测量两种方法仍存在一定差异。
关键词:生物电阻抗分析法;双能 X 射线吸收法;人体成分分析仪

Abstract: Objective To study the correlation and agreement of bioelectrical impedance analysis?(BIA) and dual-energy x-ray absorptiometry (DXA) in the body composition measurement of?overweight and obese adult in china. Methods 148 overweight(24≤BMI<28)and obese(BMI≥28)adult were recruited to receive body composition measurement in Beijing(60 overweight and 88obesity). Body fat mass (BFM)、mineral、fat free mass (FFM)、lean body mass (LBM) and percent of?body fat (PBF) were estimated by DXA and BIA, to study the Correlation and agreement of the two?measurements. Results Correlation coefficients of BIA and DEXA measurement in PBM, mineral,FFM, LBM and PBF were statistically significant (P<0.01), the correlation of PBM, FFM, LBM and?PBF were strong (r=0.989, 0.992, 0.960, 0.992), but the correlation of mineral was weak. Conclusion?BIA and DEXA measurement in PBM, FFM, LBM and PBF had good correlation and agreement.DXA and BIA were interchangeable for the assessment of PBM, FFM, LBM and PBF in Chinese?overweight and obese adult, however, BIA may be not a suitable approach for assessing mineral.

Key words:bioelectrical impedance analysis,dual-energy x-ray absorptiometry,body composition

前言
近年来,我国肥胖问题日益加剧。从1989年到2009年,20年间我国超重和肥胖人口从不到2亿增加到近6亿多,全国约一半以上是肥胖者 [1] 。严重影响人们的正常生活和身体健康。肥胖者对自身体成分也非常关注。体成分的测量方法有很多,其中双能X射线吸收法人体成分分析仪(Dual-energy X-ray Absorptiometry,DXA)是测量体成分的一个金标准,而生物电阻抗分析法(Bioelectrical Impedance Analysis,BIA)因其无创安全快捷的特点迅速发展 [2] 。采用BIA测量人体成分最早是在1985年由Lukaski提出的 [3] ,近年来发展迅速,在医学领域得到了广泛应用,虽然有部分研究表明BIA与DXA在体成分测量方面结果具有较好的一致性,但不少学者仍对BIA的准确性保持怀疑态度 [4,5] 。其原因,一方面是由于BIA的测量原理不够直观,另一方面原因是大部分研究所使用的BIA仪器非国产,是否适用于国人体质仍需考虑。本研究使用国产BIA设备与DXA测量超重和肥胖中国成人的人体成分,探讨两人体成分分析仪器测量结果的相关性和一致性,为BIA在国内的临床研究和应用提供依据。

1 对象与方法

1.1 对象 2013 年 11 月 9 日至 2014 年 1 月 25 日间,在知情同意的基础上,招募 BMI≥24,年龄 20~60 岁的成年人共 148 人,其中男性 61 人,女性 87 人,如表 1 所示,平均年龄为38.43±9.89 岁,平均身高为 165.39±8.30cm,平均体重为 82.97±17.41kg,平均 BMI 为 30.11±4.62,按中国成人超重和肥胖症预防控制指南中 [6] 的肥胖、超重范围进行分组,24≤BMI<28 为超重,BMI≥28 为肥胖。经询问病史,排除各种重要脏器病史(如心血管疾病、肺炎、肝炎、胃炎、肾炎等)、身体发育缺陷、代谢性疾病等,所有受试者分别同时采用 BIA和 DXA 测定人体成分。

1.2 测量方法 按照身高体重、BIA 和 DXA 顺序依次测量。①身高体重测量仪:采用 DST-600全自动身高体重测量仪进行身高体重测量,体重测量精度±200g,身高测量精度±1mm。②BIA 测量:使用北京澳门百利宫注册医疗生产的 DBA-550 多频生物电阻抗人体成分分析仪测量受试者的体脂肪量(Body Fat Mass, BFM)、无机盐(Mineral)、去脂体重(Fat Free Mass, FFM)、肌肉量(lean body mass, LBM)和体脂肪率(Percent of Body Fat, PBF)等。测量时间选择9: 00~12: 00 或 15: 00~17: 00,受试者空腹或测前 2h 禁食,排空大小便,禁止剧烈活动,赤足,单衣,禁止携带较重物品及饰物,测试时室内环境温度保持在 24~26℃。测量前保持站立姿势约 5min。具体操作由专业人员负责。③DXA 测量:采用美国 GE 公司 iDXA 双能X 射线骨密度仪,选择全身扫描。测量前受试者单衣,去除任何带金属、纽扣、拉链的高密度衣物。具体操作由临床医生单人负责。

1.3 统计方法 用 SPSS 软件分析数据。BIA 与 DXA 人体成分分析仪测量所得身体 BFM、PBF、Muscle、Mineral 和 FFM 用均值±标准差(Mean±SD)表示,用 Pearson 相关系数分析 BIA 与 DXA 测量结果的相关性,用 Bland-Altman 图分析 BIA 与 DXA 测量结果的一致性。以 P<0.05 作为
有统计学意义的界定值。

2 结果

2.1 两种方法测量结果的相关性分析 DXA 和 BIA 测量超重和肥胖人群体脂肪量、体脂肪率、肌肉量、无机盐和去脂体重的测量结果及其相关性分析如表 2 所示。结果表明,两种方法测量 BFM、PBF、LBM、Mineral 和 FFM 的相关系数分别为 0.989, 0.960, 0.992, 0.867,0.992,均具有非常显著的统计学意义(P<0.01),其中 BFM、PBF、LBM 和 FFM 的相关系数均大于等于 0.960,说明具有极强的相关性;而 DXA 与 BIA 测量 Mineral 的相关系数为 0.867,与其他人体成分相比相关性相对较差。

2.2 两种方法测量结果的一致性分析 对 BIA 和 DXA 人体成分分析仪测量人体脂肪率的一致性进行Bland-Altman 分析,如图 1 所示,从图中可以看出,148 个点中有 7 个位于一致性界限范围以外,比例为 4.73%,小于 5%。在一致性界限范围内,BIA 与 DXA 测量结果差值的绝对值最大为 3.30,两种方法测量结果的平均值为 39.15,这种相差的幅度在临床上可以接受,因此可以认为两种方法测量的结果具有较好的一致性,两种方法在临床上测量脂肪率时可以互相代替使用。

对 BIA 和 DXA 人体成分分析仪测量人体脂肪量的一致性进行 Bland-Altman 分析,如图 2 所示,从图中可以看出,148 个点中有 4 个位于一致性界限范围以外,比例为 2.70%,小于 5%。在一致性界限范围内,BIA 与 DXA 测量结果差值的绝对值最大为 2.60,两种方法测量结果的平均值为 31.10kg,这种相差的幅度在临床上可以接受,因此可以认为两种方法测量的结果具有较好的一致性,两种方法在临床上测量脂肪率时可以互相代替使用。

对 BIA 和 DXA 测量人体肌肉量的一致性进行 Bland-Altman 分析,如图 3 所示,从图中可以看出,148 个点中有 5 个位于一致性界限范围以外,比例为 3.38%,小于 5%。在一致性界限范围内,BIA 与 DXA 测量结果差值的绝对值最大为 3.26,两种方法测量结果的平均值为 66.33kg,这种相差的幅度在临床上可以接受,因此可以认为两种方法人体成分分析仪测量的结果具有较好的一致性,两种方法在临床上测量脂肪率时可以互相代替使用。

对 BIA 和 DXA 测量人体无机盐含量的一致性进行 Bland-Altman 分析,如图 4 所示,从图中可以看出,148 个点中有 7 个位于一致性界限范围以外,比例为 4.73%,小于 5%。在一致性界限范围内,BIA 与 DXA 测量结果差值的绝对值最大为 1.81,两种方法测量结果的平均值为 3.99,这种相差的幅度在临床上不可以接受,因此认为两种方法测量无机盐含量一致性较差。从图上可以看出,DXA 与 BIA 人体成分分析仪测量的差值都为负数,因此,与 DXA 相比,BIA 的测量结果高估了无机盐的含量。另外还可以看出,随着 BIA 和 DXA 测量平均值的增大,DXA 与 BIA 差值的绝对值也逐渐增大。

对 BIA 和 DXA 测量人体去脂体重的一致性进行 Bland-Altman 分析,如图 5 所示,从图中可以看出,148 个点中有 5 个位于一致性界限范围以外,比例为 3.38%,小于 5%。在一致性界限范围内,BIA 与 DXA 测量结果差值的绝对值最大为 2.99,两种方法测量结果的平均值为 60.11,这种相差的幅度在临床上可以接受,因此可以认为两种方法测量的结果具有较好的一致性,两种人体成分分析仪方法在临床上测量脂肪率时可以互相代替使用。


3 讨论

目前测量人体成分的方法有很多,常用的有水下称重法、皮褶厚度法、计算机断层扫描法(CT)、DXA 及 BIA 等 [7] 。其中可以作为人体成分测量金标准的有水下称重法、计算机断层扫描法(CT)和 DXA -2 。而由于操作难度、使用费用的问题,DXA 较其余两种金标准而言更为常用,且具有扫描时间短、精度高、辐射量低等特点,常作为标准来评价其他体成分测量方法 [11,12] 。所以我们也选取 DXA 作为人体成分测量的金标准来验证 BIA 测量的准确性。

Bland-Altman 分析法最初是由 Bland J M 和 Altman D G 于 1986 年提出的 [14] ,通过计算出两种测量结果的一致性界限(limits of agreement),并用图形的方式直观地反映这个一致性界限。最后结合临床实际,得出两种测量方法是否具有一致性的结论。两种方法的测量结果一般都存在着一定的差异,如果差值的分布服从正态分布, 则 95%的差值应该位于 d±1.96Sd 之间,我们称这个区间就为 95%的一致性界限,绝大多数差值都位于该区间内 [15] 。我们把 DXA 作为测量人体成分的金标准,从 Bland-Altman 分析图中可以看出,分布于一致性界限范围之外的点均小于 5%,除无机盐之外,其他人体成分通过 BIA 和 DXA 测量的差值均符合临床上的要求,这证明使用 BIA 进行体成分检测是可行的。这与 G Bedogni 等 [4]的研究结果“DXA 和 BIA 在评价病理性肥胖女性中是不可替换的”的结论相逆。

DXA 不依赖于人体组织各化学成分的固定含量,受人体水分总量变化的影响较小,具有探测个体微小变化的能力,适用于包括患者在内各种人群的分析和研究 [16] 而且是测量骨密度的专门性器械,在无机盐测定中具有权威性。测量结果中,Mineral 的相关性(r=0.867)明显低于其他人体成分的相关性,Bland-Altman 分析图中 BIA 与 DXA 测量 Mineral 差值的均值为-1.06,这说明与 DXA 相比,BIA 明显高估了 Mineral 的含量。有两个原因可能导致出现这种测量结果,①可能与 BIA 的测量原理有关,BIA 的测量是通过测定体内水分和非水分的电阻抗来进行人体成分推断的 [2] ,Mineral 的含量是通过间接方法计算出来的,大量的数据来自于经验公式;②可能与无机盐在人体成分中所占的比例较少有关,无机盐约占成年人体重的 5%~6% [17] ,在相同的测量精度下,与脂肪量、肌肉量、去脂体重相比更容易产生较大的误差,因此,BIA 还不能替代 DXA 测量人体的无机盐的测量。

综上所述,BIA 和 DXA 人体成分分析仪测量人体脂肪量、肌肉量、体脂肪率和去脂体重具有高度的相关性和一致性,BIA 可以替代 DXA 用来测量中国超重和肥胖人群的体脂肪量、肌肉量、体脂肪率和去脂体重,而对无机盐的测量两种方法仍存在一定差异。


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