生物電阻抗身體成分檢測儀測算的相位角在超重和肥胖預(yù)測中的應(yīng)用

余鳳，馬依拉·買買提，趙效國，張世瑤，李蓉蓉，李莉

1 新疆醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，烏魯木齊 830011；2 新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院臨床營養(yǎng)科

《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告（2020 年）》顯示［1］，＞18 歲的成年人超重/肥胖率超過50%。肥胖是糖尿病、高血壓及心血管疾病等非傳染性疾病的主要危險因素之一［2］。肥胖的發(fā)生發(fā)展與脂肪組織的慢性低度炎癥有關(guān)［3］。早期識別脂肪組織的炎性反應(yīng)，并及時采取措施進行干預(yù)，有助于改善超重和肥胖患者的生活質(zhì)量。目前，肥胖相關(guān)炎癥標(biāo)志物的臨床檢測費用較為昂貴。探索新的超重和肥胖患者體成分檢測指標(biāo)是目前的研究熱點。體成分是身體脂肪組織和非脂肪組織在體質(zhì)量中所占百分比，主要包括體脂肪相關(guān)指標(biāo)、人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)及人體水分相關(guān)指標(biāo)。生物電阻抗分析（Bioelectrical impedance analysis，BIA）技術(shù)是一種快速、無創(chuàng)和非侵入性的測量人體體成分的技術(shù)，可檢測全身脂肪含量、水分和骨骼肌質(zhì)量等參數(shù)［4-5］。相位角（Phase angle，PhA）是一種BIA 參數(shù)，可反映身體細(xì)胞質(zhì)量和細(xì)胞膜功能（細(xì)胞膜完整性等）［6］。PhA 作為一種營養(yǎng)狀況的潛在指標(biāo)，可作為營養(yǎng)不良和炎癥性疾病的預(yù)測因子，同時可作為肺癌［7］、肝硬化［8］和艾滋?。?］等疾病的預(yù)后標(biāo)志物。無脂肪質(zhì)量（Fatfree mass，F(xiàn)FM）［10］，體質(zhì)量指數(shù)（Body mass index，BMI）和內(nèi)臟脂肪面積（Visceral fat area，VFA）［11］的增加或減少均會引起PhA 的變化。PhA 是否能作為超重和肥胖的一種預(yù)測指標(biāo)，目前相關(guān)研究較少。為此，我們觀察了BIA 技術(shù)測得的PhA 在超重和肥胖預(yù)測中的應(yīng)用效果，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2022 年2 月—7 月在新疆某三甲醫(yī)院臨床營養(yǎng)科門診就診的患者為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡：16～70 歲；②能夠配合完成相關(guān)檢查；③無嚴(yán)重腎病、感染或腫瘤等；④對本研究知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有惡性腫瘤、創(chuàng)傷、妊娠及嚴(yán)重心肺肝腎器質(zhì)性疾病等；②體內(nèi)有金屬及心臟起搏器植入等；③無法順利完成人體成分分析檢測。本研究得到新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會審批，倫理審批號：K202006-18。最終納入符合條件患者663 例，其中男157 例、女性506 例。根據(jù)體質(zhì)量指數(shù)（BMI）［12］將入組對象分為正常組（BMI≤23.9 kg/m2）161 例、超重（24 kg/m2≤BMI＜28 kg/m2）組179 例（27%）、肥胖（BMI≥28 kg/m2）組323 例，年齡分別為（38.34 ± 12.35）、（39.17 ± 12.10）、（34.57 ± 11.44）歲；身高分別為（162.25 ± 7.18）、（164.01 ± 6.60）、（164.72 ± 9.27）cm；體質(zhì)量分別為（57.13 ± 6.32）、（69.74 ± 6.42）、（90.85 ±15.42）kg；BMI 分別為（21.66 ± 1.48）、（25.88 ±1.16）、（33.35 ± 4.32）kg/m2。三組性別具有可比性（P＞0.05），年齡、身高、體質(zhì)量和BMI 間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。

1.2 三組受試者PhA 及體成分指標(biāo)檢測 采用In-Body 770 多頻分段生物電阻抗身體成分檢測儀，嚴(yán)格按照操作規(guī)程，對三組受試者進行人體成分測試。受試者禁食禁飲2 h，排空大小便，脫掉襪子，赤足以立正姿勢站在體成分儀的測試底座上，保證雙腳腳跟與底座上圓形電極片充分接觸，雙腳掌與橢圓型電極片充分接觸。手握電極自然垂下與身體分開，要求大拇指指腹與手柄上方電極片接觸，4 指并攏與下方電極片接觸進行測試，期間要求受試者目視前方，保持安靜直至儀器測量完畢。體成分指標(biāo)包括PhA、體脂肪相關(guān)指標(biāo)、人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)及人體水分相關(guān)指標(biāo)。PhA=反正切［電容（Xc）/電阻（R）］×（180°/Π）［13］，體脂肪相關(guān)指標(biāo)包括體脂肪含量（Body fat mass，BFM）、去脂體重（Fat body mass，F(xiàn)FM）、體脂百分比（Body fat percentage，PBF）、內(nèi)臟脂肪面積（Visceral fat area，VFA），人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)包括肌肉量（Skeletal muscle mass，SMM）、基礎(chǔ)代謝率（Basal metabolic rate，BMR）、腰臀脂肪比（Waist hip fat ratio，WHR）、骨骼肌指數(shù)（Skeletal muscle index，SMI）。人體水分相關(guān)指標(biāo)包括全身水分（Total moisture，TBW）、細(xì)胞內(nèi)水分（Intracellular moisture，ICW）、細(xì)胞外水分（Extracellular moisture，ECW）、ECW／TBW及ECW／ICW。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 23.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理。計量資料通過Shapiro-Wilk 進行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以±s表示，組間比較采用單因素方差分析；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗；采用Pearson 相關(guān)性分析法分析PhA 與肥胖超重患者體成分指標(biāo)的相關(guān)性；采用多元線性逐步回歸分析法分析肥胖超重患者PhA 的影響因素，繪制受試者工作特征曲線（ROC），以最大約登指數(shù)作為診斷切點，計算PhA 預(yù)測肥胖超重的靈敏度、特異度。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組受試者PhA比較 肥胖組、超重組及正常組受試者PhA 分別為5.40° ± 0.67°、5.11° ± 0.65°、4.82° ± 0.58°，與正常組比較，超重組受試者PhA 水平高；與超重組比較，肥胖組受試者PhA 水平高（F=45.13，P＜0.01）。

2.2 三組受試者體脂肪相關(guān)指標(biāo)、人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)及人體水分相關(guān)指標(biāo)比較 三組受試者體脂肪相關(guān)指標(biāo)見表1，三組受試者人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)見表2，三組受試者人體水分相關(guān)指標(biāo)見表3。與正常組比較，超重組受試者BFM、FFM、PBF、VFA、SMM、BMR、WHR、SMI、TBW、ICW、ECW、ECW／TBW 及ECW／ICW 均高（P均＜0.01）；與超重組比較，肥胖組受試者BFM、FFM、PBF、VFA、SMM、BMR、WHR、SMI、TBW、ICW、ECW、ECW／TBW 及ECW／ICW均高（P均＜0.01）。

表1 三組受試者體脂肪相關(guān)指標(biāo)（± s）

表1 三組受試者體脂肪相關(guān)指標(biāo)（± s）

組別超重組肥胖組正常組n 179 323 161 BFM（kg）24.12 ± 4.24 38.29 ± 9.75 16.51 ± 3.94 FFM（kg）45.61 ± 6.84 52.56 ± 10.80 40.61 ± 6.20 PBF（%）34.75 ± 6.01 42.07 ± 6.40 28.96 ± 6.33 VFA（cm2）118.24 ± 29.52 182.74 ± 40.67 76.40 ± 22.98

表2 三組受試者人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)（± s）

表2 三組受試者人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)（± s）

組別超重組肥胖組正常組n 179 323 161 SMM（kg）24.91 ± 4.19 29.09 ± 6.50 21.89 ± 3.75 BMR（kcal）1 355.30 ± 147.70 1 505.33 ± 233.33 1 247.25 ± 134.01 WHR（%）0.91 ± 0.05 0.98 ± 0.07 0.85 ± 0.05 SMI（kg/m2）6.98 ± 0.72 8.06 ± 1.02 6.26 ± 0.70

表3 三組受試者人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)（± s）

表3 三組受試者人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)（± s）

組別超重組肥胖組正常組n 179 323 161 TBW（L）33.48 ± 5.03 38.62 ± 7.92 29.83 ± 4.60 ICW（L）20.64 ± 3.22 23.84 ± 4.99 18.32 ± 2.88 ECW（L）12.85 ± 1.85 14.77 ± 2.96 11.51 ± 1.75 ECW/TBW 0.38 ± 0.01 0.38 ± 0.01 0.39 ± 0.01 ECW/ICW 0.62 ± 0.02 0.62 ± 0.02 0.63 ± 0.02

2.3 PhA 與超重和肥胖患者體脂肪相關(guān)指標(biāo)、人體肌肉質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)及人體水分相關(guān)指標(biāo)的相關(guān)性PhA 與超重和肥胖患者TBW、ICW、ECW、FFM、SMM、BMR、SMI、BFM 呈正相關(guān)（r分別為0.558，0.597，0.488，0.562，0.597，0.562，0.604，0.132；P均＜0.05），與ECW/ICW、ECW/TBW、PBF 呈負(fù)相關(guān)（r分別為-0.860，-0.863，-0.141；P均＜0.05）。校正年齡、性別后，PhA 與超重和肥胖患者ICW、SMM、SMI 仍呈正相關(guān)（r分別為0.305，0.305，0.394；P均＜0.05）；與ECW/ICW、ECW/TBW 呈負(fù)相關(guān)（r分別為-0.825，-0.827；P均＜0.05）。

2.4 超重和肥胖患者PhA 的影響因素 以PhA為因變量，以ICW、ECW/ICW、ECW/TBW、BFM、PBF、VFA、SMM、WHR和SMI為自變量，多元線性逐步回歸分析法結(jié)果見表4，ICW、ECW/TBW、VFA、WHR 和SMI是超重和肥胖患者PhA的影響因素（P均＜0.01）。

表4 超重和肥胖患者PhA的多元線性逐步回歸分析結(jié)果

2.7 PhA 對超重和肥胖的預(yù)測效能 當(dāng)PhA 的最佳截斷值為5.05°時，此時ROC 曲線下面積（AUC）為0.704（95%CI為0.661～0.748），PhA 預(yù)測超重和肥胖的靈敏度62.0%、特異度67.7%。當(dāng)PhA 的最佳截斷值為5.05°時，AUC 為0.703（95%CI為0.655～0.751），PhA 預(yù)測女性超重和肥胖的靈敏度51.6%，特異度76.2%。當(dāng)PhA 的最佳截斷值為5.65°，AUC 為0.733（95%CI為0.637～0.830），PhA 預(yù)測男性超重和肥胖的靈敏度68.3%，特異度67.7%。

3 討論

肥胖通常被定義為BMI 超過臨界值，是由于熱量攝入大于能量消耗，導(dǎo)致體內(nèi)脂肪組織的異常堆積，尤其是內(nèi)臟脂肪的異常堆積［14］。脂肪組織是負(fù)責(zé)能量穩(wěn)態(tài)的動態(tài)內(nèi)分泌器官，體重增加和內(nèi)臟脂肪異常堆積導(dǎo)致代謝發(fā)生紊亂、激素發(fā)生改變并產(chǎn)生慢性炎癥［15］。炎性細(xì)胞的浸潤會損傷細(xì)胞膜的功能與完整性，引起相關(guān)代謝功能障礙［16］。PhA 值的計算來自身體細(xì)胞對外部電流反應(yīng)的電阻和電抗，可以用來確定細(xì)胞健康和完整性［13］。近年來，PhA已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在用來評估不同疾病病人的臨床結(jié)果和營養(yǎng)狀況的預(yù)后方面發(fā)揮關(guān)鍵作用［17］。但目前關(guān)于PhA 與超重和肥胖相關(guān)的報道較少，故本研究探討了PhA 與超重和肥胖患者各項指標(biāo)之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)ICW、VFA等相關(guān)指標(biāo)是PhA的影響因素。

羅福等［18］進行的一項納入1 729 例超重和肥胖受試者的研究發(fā)現(xiàn)，超重和肥胖者的PhA 范圍為5.5° ± 0.6°，與本研究結(jié)果相近。但是，本研究結(jié)果顯示正常組的PhA 范圍在4.82° ± 0.58°。美國BARBOSA-SILVA 等［19］的研究結(jié)果顯示，健康受試者的PhA 值為6.55° ± 1.10°。印度KUMAR 等［20］的研究結(jié)果顯示，健康受試者的PhA 值為7.32° ±1.17°。本研究結(jié)果中正常組平均PhA 值明顯小于美國和印度報告的平均PhA 值，可能是由于不同區(qū)域的民族差異［10］。

BOSY-WESTPHAL等［21］研究發(fā)現(xiàn)在超重和肥胖成年患者中，相位角會隨著BMI 的增加而增加，當(dāng)BMI＞40 kg/m2時與PhA存在負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨BMI 的增加PhA 值會逐漸增加。相關(guān)研究表明，BMI與PhA 的關(guān)系與BMI的范圍有關(guān)，當(dāng)肥胖人群的BMI＞35 kg/m2時PhA 值較低［22］。OLIVEIRA等［23］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BMI超過一定范圍時，隨著BMI的增加PhA值呈下降趨勢。本研究中BMI值尚未超過35 kg/m2，后續(xù)需進一步對高BMI 值人群的PhA 值進行研究。

PhA 值常常作為細(xì)胞膜完整性和炎癥的指標(biāo)，PhA 值越高則細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能越完整，人體營養(yǎng)狀況越好［24］。GONZALEZ 等［10］進行的一項納入1 442 例健康受試者的研究發(fā)現(xiàn)，ECW 的比率是相位角的決定因素。FFM 不發(fā)生改變時，ECW 擴張會導(dǎo)致PhA 降低，肥胖人群的細(xì)胞外隔室會有更多的水合作用和液體，產(chǎn)生更大的ECW/ICW 比率，更小的PhA 值。SMM 可以容納大量的ICW，具有更好的導(dǎo)電性，引起PhA 值增加［25］。SMM 減少，BFM、BF%和VFA 增加，脂肪組織炎性細(xì)胞因子分泌增加，病理生理性液體超負(fù)荷，細(xì)胞膜完整性被破壞［26］，PhA值降低。本研究結(jié)果顯示，PhA 值與超重和肥胖人群ICW、SMM 和SMI 值呈正相關(guān)，與ECW/ICW、ECW/TBW、BFM、PBF、VFA 和WHR 值呈負(fù)相關(guān)。該結(jié)果與以往研究［11］結(jié)果基本一致。提示PhA可能可以作為一項監(jiān)測超重和肥胖人群機體營養(yǎng)狀況的指標(biāo)。此外，相關(guān)研究顯示，脂肪組織往往比肌肉組織含有更高的ECW/TBW 比率，尤其是超重和肥胖患者的ECW/TBW 比率會較高于正常BMI 人群［27］，可能與超重和肥胖患者存在潛在炎癥狀態(tài)有關(guān)。本研究進一步的多元線性逐步回歸分析結(jié)果顯示，ICW、ECW/TBW、VFA、WHR 和SMI 是PhA 的影響因素。說明PhA可能可以在一定程度上作為觀察肥胖或超重人群身體健康狀況、預(yù)測其潛在炎癥反應(yīng)的指標(biāo)。

一項評估PhA在腫瘤患者營養(yǎng)評價中的臨床應(yīng)用價值的研究［28］顯示，PhA 預(yù)測腫瘤患者營養(yǎng)不良的AUC 為0.706 4，認(rèn)為PhA 可作為篩查腫瘤患者營養(yǎng)不良的有用工具。KYLE 等［29］針對健康人和住院患者的研究結(jié)果顯示，男性和女性的PhA 的截斷值分別為5.0°和4.6°。VASSILEV 等［30］進行的前瞻性試驗研究認(rèn)為PhA可能是減肥術(shù)后體質(zhì)量減輕的有用預(yù)測指標(biāo)，PhA 的最佳臨界值為3.9°。提示PhA 可能是一種有用的預(yù)測超重和肥胖機體狀況改善的預(yù)測指標(biāo)。本研究ROC 結(jié)果顯示PhA 診斷超重和肥胖的AUC 為0.704（女性：0.703，男性：0.733），均在0.7～0.9 之間，屬于中等準(zhǔn)確［31］。預(yù)測超重和肥胖的靈敏度和特異度分別為62.0%、67.7%（女性51.6%、76.2%，男性68.3%，67.7%）。結(jié)果顯示診斷超重和肥胖的最佳截斷值為5.05°（女性5.05°；男性5.65°）。提示PhA 可以較好的反映超重和肥胖的情況，對超重和肥胖的診斷具有一定的意義。因此，本研究認(rèn)為PhA 可能是一種有用的篩查工具，用于監(jiān)測超重和肥胖患者的健康狀況以及預(yù)測超重和肥胖患者的減重效果。

綜上所述，PhA 值與超重和肥胖人群ICW、SMM和SMI 值呈正相關(guān)，與ECW/ICW、ECW/TBW、BFM、PBF、VFA 和WHR 值呈負(fù)相關(guān)，ICW、ECW/TBW、VFA、WHR 和SMI 是PhA 的影響因素。PhA診斷超重和肥胖的最佳截斷值為5.05°，此時診斷超重和肥胖的靈敏度和特異度均較高。PhA 可能是監(jiān)測超重和肥胖患者健康狀況的有效指標(biāo)，可以作為臨床篩選超重和肥胖的一種有效指標(biāo)。