不同體型男大學生BMI篩查肥胖差異性比較

陸森召

摘?要：比較不同體型男大學生BMI篩查肥胖的準確性和差異性。隨機抽取江蘇某高校1 596名一年級和三年級男大學生的截面數(shù)據(jù)，以男性體脂率≥25%的肥胖金標準診斷BMI的肥胖篩查性能。結(jié)果：（1）BMI定義的男性肥胖全體檢出率為6.77%，而體脂率定義的肥胖檢出率為12.59%，差異率為46.23%。（2）與BMI≥24kg/m2超重檢出率的組間相比，得到的真實性評價、收益評價都偏低;與矮個組和矮胖組的組內(nèi)相比，高個組和高胖組在檢驗體脂率定義肥胖的敏感性更低、特異性更高;（3）ROC曲線分析得出的曲線下面積和敏感性顯示高個和高胖人群偏低;（4）BMI存在一定的體成分混淆信息。結(jié)論：（1）BMI對男大學生的肥胖診斷準確性有限，比體脂率篩查肥胖的“金標準”要寬松得多。（2）不同體型的BMI肥胖檢出率明顯不均衡，尤其是高個和高胖人群的誤差更大，普遍偏高。（3）在使用BMI診斷肥胖時，除了性別、年齡和種族等因素之外，建議將體型也納入差異影響因素進行考量。

關?鍵?詞：身體質(zhì)量指數(shù);體脂率;肥胖診斷;體型;男大學生

中圖分類號：G804.2?文獻標志碼：A?文章編號：1006-7116（2021）04-0112-07

Abstract： This study aims to compare the accuracy and difference of BMI screening for obesity among male college students with different shapes. Cross-sectional data of 1596 male college students in first and third grades from a university in Jiangsu were randomly selected， and the obesity screening performance of BMI was diagnosed according to the gold standard of male body fat rate ≥ 25%. The results showed that： （1） the overall detection rate of male obesity defined by BMI was 6.77%， while the detection rate of obesity defined by body fat rate was 12.59%， with a difference rate of 46.23%; （2） compared with the group with BMI ≥ 24kg/m2 overweight detection rate， the authentic evaluation and profit evaluation obtained in reality were all lower; compared with the short group and short-fat group， the tall group and the high-fat group in the test of body fat rate and the definition of obesity had lower sensitivity and higher specificity; （3） the area under the curve and the sensitivity obtained by ROC curve analysis showed that the tall and tall-obese people were lower; （4） there is certain body composition confusion information in BMI. The conclusions were that： （1） the accuracy of BMI in the diagnosis of obesity in male college students is limited， and all male students and male students in every group are much looser than the "gold standard" of body fat rate screening for obesity. （2） The detection rate of BMI obesity of different body shapes is obviously unbalanced， especially for tall and tall-obese people the error is usually greater and generally higher. （3） When using BMI to diagnose obesity， in addition to factors such as gender， age， and race， it is recommended that body shape should also be included in the differential influencing factors for further consideration.

Key words： body mass index;body fat rate;obesity diagnosis;body shape;male college students

肥胖是引起糖尿病、心臟病、中風和某些癌癥的重要危險因素之一[1]。在肥胖率以上升和資源有限（貧困地區(qū)尤需關注）為特征的醫(yī)療環(huán)境中，迫切需要一個花費少且普及性高的方法，且在早期就能較準確地識別出罹患心臟代謝病風險最大的肥胖個體。身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）是目前用于識別個體肥胖病進一步評估心臟代謝風險的最廣泛使用的方法。BMI是19世紀中期Adolphus Quetelet首次提出，其依據(jù)是體脂肪與體格正常的成年人的體重成正比，后來被廣泛應用于人體成分測量[2]，成為目前國際上推薦的判斷肥胖的身體形態(tài)指標。然而，單純將BMI作為肥胖篩查標準受到廣泛質(zhì)疑，比如有研究甚至發(fā)現(xiàn)較高的BMI可能帶來令人驚訝的健康效益[3]，這可能是由于BMI無法區(qū)分脂肪和瘦體重，進而會將肌肉質(zhì)量誤分類為身體脂肪[4]，因此其診斷性能有限?；谶@個混淆因素，人們也會推測出BMI可能高估了運動員以及一些體力活動更活躍的工作人群的超重和肥胖情況[5]。然而，哈佛大學公共衛(wèi)生學院的Porto教授及其團隊發(fā)現(xiàn)BMI并沒有高估優(yōu)秀體能水平的消防人員的肥胖發(fā)生率，該結(jié)論反證了無法區(qū)分脂肪和瘦體重的論斷，可見BMI可能與錯誤劃分肌肉質(zhì)量的關系也不是太密切。另有不少研究從不同性別、年齡、種族的角度進行了驗證，明確了BMI診斷肥胖的準確性是有限的[6-12]?；谶@些研究發(fā)現(xiàn)，國外歐美人群為研究對象的結(jié)論中，男性偏差較大;而國內(nèi)研究也指出，成年人的BMI肥胖篩查標準表現(xiàn)出特異性高、靈敏性過低，尤其是城市男性和女性偏差較大。有趣的是，歐美男性和中國城市男性的一個共同點可能是相對同類測試人群中的身高和體重都偏高。體型或是影響準確性的另一個因素，卻被忽視。鑒于大多數(shù)情況下，在BMI評估身體成分時，誤分類是一個重要的考慮因素[13-15]，本研究將從高、矮、高胖、高瘦、矮胖、矮瘦、全體共7個不同體型的角度，嘗試驗證和比較大學男生BMI的肥胖診斷準確性。

1?研究對象與方法

1.1?研究對象

一是為計算平均身高而分層整群抽取某高校國家學生體質(zhì)健康測試中8 619名大一、大三年級男生數(shù)據(jù)，身高為（1.74±0.06） m，BMI為（22.19±3.40） kg/m2;二是為有效收集體成分和身高體重數(shù)據(jù)而在大一、大三年級中隨機抽取1 596名男生，無身體殘疾及診斷疾病，且均取得本人的知情同意，并簽訂知情同意書，身高為（1.74±0.04） m，體重為（67.56±11.82） kg，BMI為（22.19±3.46） kg/m2。

以8 619名男生的平均身高1.737 m為標準，高于這個身高的定義為“高個”人群，低于這個身高的定義為“矮個”人群。接下來，在含有體成分的1 596名男生數(shù)據(jù)中，將定義為“高”的數(shù)據(jù)篩選出來，計算平均體重為（71.51±11.84） kg，BMI為（22.30±3.44） kg/m2，之所以不使用全體男生的平均體重為標準，是因為較高的男生按照常識理應體重相對重一些。將這含有體成分的數(shù)據(jù)中，高于平均體重的學生定義為“高胖”人群，低于平均體重的學生定義為“高瘦”人群。同理，計算矮個子中的平均體重為（62.69±9.86） kg，BMI為（20.01±3.36） kg/m2，并劃分出“矮胖”和“矮瘦”人群，加上全體男生人群，共有7個人群。

1.2?研究方法

參照《國家學生體質(zhì)健康標準》測試規(guī)范采集測試對象的身高、體重數(shù)據(jù)，計算BMI。體成分測試方法采用生物電阻抗分析法，有關生物電阻抗分析法已經(jīng)作為一種科學測量體成分的方法得到廣泛認同和應用[16-18]。并且，在較大規(guī)模樣本測試時，得益于該測試方法的高精度、易用性、無輻射和相對較低的成本等，被公認為一種測量身體脂肪的可行替代方法[19]。由此，本研究采用德國賽康（SECA515）醫(yī)用人體成分分析儀進行測試，其適應性在其他學術研究中得以驗證[20-22]，要求不能佩帶任何金屬物品及其他高密度物體。測試時間在：2017年9月11日—2017年9月24日。測試地點在某高校體質(zhì)健康實驗中心。以世界衛(wèi)生組織推薦的體脂率判定標準 （男性F%≥25%）[23]作為肥胖判定的“金標準”，文中體脂率是根據(jù)測得的脂肪含量÷體重來得出，并以中國肥胖問題工作組研制的中國成年人超重（BMI≥24 kg/m2）、肥胖判定的BMI標準（BMI≥28 kg/m2） [24]作為篩檢陽性標準。

1.3?統(tǒng)計學方法

以SPSS24.0建立數(shù)據(jù)庫，連續(xù)變量采用平均值±標準差，分類變量用百分比來描述。比較不同體型中BMI和體脂率的肥胖篩查誤差率。通過計算靈敏性、特異性、陽性預測值、陰性預測值、陽性似然比、陰性似然比及受試者工作特征（ROC）曲線評價BMI的肥胖診斷性能;其中，ROC曲線中以約登指數(shù)（敏感性、特異性之和減1）最大時錨定最佳BMI截斷值，且同時符合敏感度相對高的篩查要求。以皮爾遜相關系數(shù)統(tǒng)計不同體型男大學生人群的BMI和體脂率、瘦體重、脂肪、骨骼肌的相關系數(shù)，并以R軟件比較分析不同體型男大學生人群的BMI和體脂率與BMI和瘦體重、脂肪、骨骼肌的相關系數(shù)的相關性。

按照BMI肥胖篩選標準和體脂率診斷標準將研究對象進行統(tǒng)計（見表1）。

再對不同體型人群進行真實性評價和收益評價的肥胖診斷。

1）真實性評價。

（1）靈敏性又稱真陽性率，靈敏性（%）=A/（A+C）×100%，指金標準確診病例被試驗判為陽性的百分比，用來衡量試驗正確識別肥胖者的能力。

（2）特異性又稱真陰性率，特異性（%）=D/（B+D）×100%，指金標準確診的非病例被試驗判為陰性的百分比，用來衡量試驗正確識別不肥胖者的能力。

2）收益評價。

（1）預測值：預測值表示試驗可以正確判斷的概率，也表示試驗結(jié)果的臨床意義。根據(jù)貝葉斯定理計算陽性預測值和陰性預測值。

陽性預測值（PPV）：PPV=靈敏性×患病率/（靈敏性×患病率+（1-患病率）（1-特異性）），表示試驗陽性結(jié)果中真陽性的比例。

陰性預測值（NPV）：NPV=特異性×（1-患病率）/（特異性×（1-患病率）+（1-靈敏性）×患病率），表示篩查試驗陰性者不肥胖的可能性。

（2）似然比（LR）：是反映靈敏性和特異性的復合指標，比靈敏性和特異性更穩(wěn)定，不受患病率的影響，用以估計肥胖概率。

陽性似然比（+LR）：+LR=真陽性率/假陽性率=靈敏性/（1-特異性），用來篩查試驗結(jié)果的真陽性率與假陽性率之比。

陰性似然比（-LR）：-LR=假陰性率/真陰性率=（1-靈敏性）/特異性，用來篩查試驗結(jié)果的假陰性率與真陰性率之比。

2?結(jié)果與分析

2.1?基于BMI和體脂率對不同體型男大學生人群肥胖率篩查對比

不同體型分組后的身高、體重、BMI、脂肪含量、體脂率、非脂肪含量的描述分析如表2所示，不同組別之間的差異較為明顯。分別以BMI和體脂率來評定肥胖率時，引入誤差率來比較，誤差率=（脂肪肥胖率-BMI肥胖率）/脂肪肥胖率，發(fā)現(xiàn)不同體型人群之間的差異尤為突出。排除肥胖率過低且分類基本一致的高瘦組和矮瘦組，根據(jù)BMI和體脂率進行肥胖篩查發(fā)現(xiàn)：肥胖率由高到低排列的順序是：矮胖組、高胖組、高個組、全體組、矮個組。其中，總體肥胖率分別為6.77%和12.59%;高個組肥胖率分別為7.18%和14.92%;矮個組肥胖率分別為6.13%和9.75%;高胖組肥胖率分別為16.37%和32.74%;矮胖組肥胖率分別為22.45%和33.67%。可見，BMI篩查肥胖比體脂率篩查肥胖的“金標準”要寬松得多。誤差率由高到低的順序是：高個組、高胖組、全體組、矮個組、矮胖組。

2.2?BMI作為肥胖篩查標準對不同體型男大學生人群肥胖診斷的性能分析

表3中分別用BMI≥24 kg/m2和BMI≥28 kg/m2作為肥胖篩查標準來分析不同體型的肥胖診斷性能。BMI≥28 kg/m2在各組中的靈敏性都相對較差，全體組46.77%，高個組41.98%，矮個組55.71%，高胖組42.97%，矮胖組59.10%;特異性都很高，全體組98.99%，高個組98.80%，矮個組99.23%，高胖組96.58%，矮胖組96.15%;陰性預測值中高胖組偏低（77.88%）;陰性似然比普遍較大。BMI≥24 kg/m2時，所有組的靈敏性都很高，在91.60%～98.51%之間，全體組、高個和矮個組的特異性中等，高胖和矮胖組的特異性較差。陽性預測值普遍較低（<50%），陽性似然比也偏小。

圖1中展示了通過ROC曲線檢驗以BMI診斷不同體型人群中體脂率≥25%的肥胖性能。全體組中，曲線下面積是0.95，表明診斷準確性較高，截斷值為24.11 kg/m2，其敏感性和特異性都很高。按照體型分組之后，曲線下面積高到低依次是矮個組（0.97，診斷準確性較高）、高個組（0.94，診斷準確性較高）、矮胖組（0.90，診斷有一定準確性）、高胖組（0.87，診斷有一定準確性）;對應的截斷值為矮個組24.10 kg/m2（敏感性和特異性都較高），高個組24.05 kg/m2（敏感性較高、特異性中等），矮胖組26.09 kg/m2（敏感和特異性都中等），高胖組26 kg/m2（敏感性偏低，特異性中等）。

2.3?BMI與體脂率、瘦體重、脂肪含量、骨骼肌含量的相關性

根據(jù)表4可知，全體男生而言，BMI與體脂率、脂肪含量的相關性極強（r=0.85，P<0.01;r=0.91，P<0.01），與瘦體重、骨骼肌含量也強相關（r=0.67，P<0.01;r=0.70，P<0.01）。按體型分組之后，BMI與體脂率、脂肪也存在中到強水平相關;除了高胖組，BMI與瘦體重、骨骼肌也同時存在中到強水平相關。并且，除了高瘦組的BMI無法區(qū)分體脂率和瘦體重、脂肪含量、骨骼肌含量之外，其余組別的BMI與體脂率的相關性都要高于瘦體重或骨骼肌含量，呈非常顯著相關（P<0.01），說明BMI的體脂率識別度較高，但也同時反映了脂肪和肌肉的信息。

3?討論

以往大多數(shù)研究都是根據(jù)性別和年齡分組后，檢驗BMI與體脂率“金標準”定義肥胖率相比的肥胖診斷準確性。本研究選擇從全體、高、矮、高胖、矮胖、高瘦、矮瘦不同體型角度來分組，驗證BMI在不同體型男大學生群體中肥胖率篩查的準確性。研究結(jié)果顯示，盡管BMI在診斷男大學生不同體型人群的超重率（BMI≥24）時比較準確，并且除了高瘦組，BMI與其他組別人群的體脂率和脂肪含量都有較強的相關性，能夠較好地識別體脂率和脂肪含量。但是，在診斷肥胖率（BMI≥28）時，雖然除了高瘦組之外，BMI也都能很好地識別各組人群的體脂率，其準確性卻表現(xiàn)出了較大局限性，且不同組別的篩檢誤差明顯參差不齊。

在基于BMI和體脂率對不同體型男大學生人群肥胖率篩查對比時，發(fā)現(xiàn)體型偏瘦人群中的高瘦和矮瘦兩類篩查基本無偏差，而身高越高者BMI篩查肥胖的誤差率越大，身高越矮者BMI篩查肥胖的誤差率越小;在BMI作為肥胖篩查標準對不同體型男大學生人群肥胖診斷的真實性評價和收益性評價發(fā)現(xiàn)，各組人群中的靈敏性都相對較差，特異性都很高，說明以BMI≥28kg/m2作為肥胖篩查標準的準確性不足，尤其高個和高胖人群的準確性問題更加突出。同樣，以ROC曲線分析時，除了矮個組之外，其余3組的線下曲線面積和敏感性也都小于全體人群，尤其是對高胖人群的誤差較高，其次是矮胖和高個人群。對應ROC曲線的BMI截斷值分布在24～26 kg/m2之間，都小于BMI≥28 kg/m2的肥胖標準。

總而言之，BMI在檢出男大學生人群肥胖率時的準確性有限，全體男生和各體型分組男生中都要比體脂率篩查肥胖的“金標準”寬松得多，這一點與相關報道均一致[25-30]，但是將其歸因于BMI無法區(qū)分肌肉和脂肪，可能將肌肉發(fā)達的人誤判為肥胖[31-33]，這一點與上述表4中列出的男大學生群體的統(tǒng)計結(jié)果比較不盡一致，研究發(fā)現(xiàn)，除了高瘦人群，其他分組都能較好地區(qū)分體脂率與瘦體重、骨骼肌，不過除了高胖人群相關性極弱，BMI同時也與瘦體重和骨骼肌含量存在中等到強程度的相關，說明BMI是一個能同時反映脂肪和骨骼肌信息的“復合”指標，這或是導致BMI肥胖篩查局限的原因之一。

更為重要的是，研究還發(fā)現(xiàn)不同體型的BMI肥胖檢出率十分不均衡，尤其是在高個和高胖人群的肥胖檢出率更不公平，誤差更大。長期以來，BMI被認為是理想的健康個體人群中的相似不變量，這也意味著無論體重和身高如何，這一數(shù)值基本不會發(fā)生變化。依據(jù)BMI=體重/身高2的計算公式可知，這意味著體重應該隨著身高的平方的增長而同步增長。然而，根據(jù)伽利略理論的討論，即力量隨著重量的增加而以2/3個數(shù)量級的比率相應增加[34]，體重應該比身高增長得更快，與身高的立方成正比較為合理，這樣的話，BMI并不是一個不變量，而是一個隨著身高的變化而呈線性變化的，因此高個子往往會被過度診斷為超重[35]。近期，有不少研究基于腿部支撐軀干所承受的壓力限制的生物力學論證并提出發(fā)育中的兒童的BMI應該是體重/身高p，此處2.3

人體形態(tài)是有關健康和疾病風險的豐富信息來源，BMI正是這樣一個應用最廣泛的肥胖測量指標，已在各種流行病學研究中得到一致使用，以為指導減肥和為控制體重提出建議。但是，由于BMI的肥胖篩查準確性受到爭議和質(zhì)疑，人們在使用時開始引入腰圍、腰臀比等指標，近期提出的綜合腰圍和BMI的新的身體形態(tài)指數(shù)（ABSI）[30]也逐漸得以驗證，并發(fā)現(xiàn)在55歲及以上的個體中，ABSI比BMI顯示出與總死亡率、心血管疾病和癌癥死亡率之間更緊密的聯(lián)系，但是由于數(shù)據(jù)和證據(jù)不全，也并無法全面取代BMI的使用。這也凸顯了BMI是醫(yī)學實踐中的一個復雜而重要的信息表征，但囿于其基礎理論框架尚未得到充分發(fā)展[39]，如果不注意，影響后果可能是相當大的，甚至是有害的。本研究發(fā)現(xiàn)不同體型人群，尤其高個和高胖人群的BMI誤差性較大，在目前應用BMI進行肥胖篩查時除了常規(guī)關注的性別、年齡和種族因素，也建議將體型納入其中，把早期準確識別罹患心臟代謝病風險最大的肥胖個體作為一個著重考慮的因素。

綜上所述，研究認為，⑴除了高瘦組，BMI都能較好地識別體脂率、脂肪含量和瘦體重、骨骼肌。但是除了高胖組，BMI也與它們各自存在中到強水平相關，包含一定的體成分混淆信息。⑵BMI對男大學生的肥胖診斷準確性有限，比體脂率篩查肥胖的“金標準”要寬松得多。⑶不同體型的BMI肥胖檢出率十分不均衡，尤其是在對高個和高胖人群的肥胖診斷誤差更大，普遍偏高。體重不會隨身高的平方縮放或是一個重要原因，因此將不同體型人群分組，制定分層的評價方法或更為合理。（4）本研究分樣本來自于一所高校，雖然該校生源來自全國各地，為更好地避免樣本選擇的偏倚，后續(xù)研究可以與全國多所高校開展合作，擴大樣本數(shù)量來進一步佐證，或與性別、年齡、種族等因素綜合考慮進行研究。

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