腰圍身高比與青少年身體成分、肌肉力量的相關分析

摘 要：目的：探討青少年身體形態指標與身體成分及肌肉力量的關系，以期尋找可以預測青少年身體成分和肌肉力量變化的簡易指標。方法：招募北京市某中學12～14歲少年50人，其中男生23人，女生27人。用生物電阻抗體成分儀（Inbody J20）測身體成分，用國民體質監測設備測握力、背力、立定跳遠。結果：1）體脂百分比與腰圍身高比呈中度正相關（r=0.527，P<0.01），高于體脂百分比與體重指數（r=0.499，P<0.01）、與腰圍（r=0.441，P<0.01）的相關系數，體脂百分比與腰臀比無顯著相關；肌肉量與體重指數呈中度正相關（r=0.793，P<0.01），較腰圍（r=0.789，P<0.01）、腰圍身高比（r=0.635，P<0.01）、腰臀比（r=0.452，P<0.01）相關程度高。腰圍身高比與握力低度正相關（r=0.444，P

關鍵詞：青少年；體重指數；腰圍身高比；腰臀比；肌肉力量

中圖分類號：G804.49 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9840（2018）05-0069-06

Abstract：Objective：To investigate the relationship between anthropometry variables and body composition， muscle strength of adolescents.Methods：50 adolescents aged 12～14 years （m=23， f=17） in Beijing were recruited. The body composition was measured with Inbody J20， and the grip force， back force and long jump by the national physique monitoring equipment.Results：1） The waist height ratio （WHtR） is moderately correlated with body fat percentage， （r=0.527，P

Key words： adolescent； body mass index； waist-height ratio； waist-to-hip ratio； muscle strength

青春期是指性器官發育成熟、出現第二性征的年齡階段[1]，是青少年生命發展過程中特殊的一段時間，是生命個體第二性征生長發育逐漸邁向成熟，而機體卻未成熟的生長發育爆發階段。有研究表明，青春期肥胖的兒童少年，其成年以后發生慢性疾病的風險也明顯增加。目前對青少年肥胖的評價主要通過體成分測定來實現，但是由于體成分儀價格昂貴，對于大樣本測試，簡單的人體測量學指標是首選方法。常用的測量指標有體重指數（body mass index ，BMI），腰圍（Waist circumference ，WC），以及腰臀比（waist hips ratio，WHR）等。近年來有研究發現成年人的腰圍身高比（the ratio of the waist circumference to height ，WHtR）較大與發生慢性疾病風險增加有關[2-3]，甚至高于BMI和腰圍。但是在青少年中，研究結果并不一致[3-5]。同時，有研究認為，腰圍與青少年心肺功能呈負相關，對其肺功能有良好的預測作用[6]。隨著腰臀比增加，青少年用力肺活量、最大呼氣中段流速及峰值流量明顯增大，但肺活量指數及單位體表面積最大通氣量無顯著變化[7]；此外，簡單的人體形態學測量指標與肌肉力量的關系，目前研究也較為欠缺。人體形態學測量指標和肌肉力量都是隨著年齡和身體形態的變化而不斷變化的動態指標。在青春期，哪一個指標能更好地反映青少年肥胖程度，哪種指標能更好地預測青少年的肌肉和體脂的含量，目前尚無統一結論，存在爭議。

本研究通過分析北京市某中學部分學生的體重指數、腰圍、腰臀比及腰圍身高比和體脂百分比、肌肉力量的關系，力求尋找到簡便可靠的可以預測青少年身體成分變化和肌肉力量的敏感指標。

1 研究對象

研究對象為青少年身體形態指標與身體成分及肌肉力量的關系。測試對象為北京市某中學健康狀況良好、無各種急慢性疾病的12～14歲少年50人，其中男生23人，女生27人。家長簽署知情同意書。基本情況見表1。

2 測試方法

2.1 測試指標與方法

身高、體重、體脂百分比、肌肉質量用 Inbody J20身體成分測試儀進行測試。測試對象要求測前排大小便，僅穿輕薄衣物；赤足，背向立柱站立在身高計的底板上，軀干自然挺直，頭部正直，兩眼平視前方；上肢自然下垂雙手握兩側金屬接收器，兩腿伸直，足跟、骶骨部與兩肩胛間與立柱相接觸，成“三點一線”站立姿勢。約1分鐘機器自動完成測試。腰圍： 使用軟皮尺測。使用前必須經鋼卷尺校對，每米誤差不得超過0.2 cm。受檢者直立，雙臂適當張開下垂，雙腳合并，體重均勻分擔在雙腳上，露出腹部皮膚，平緩呼吸； 測試時，皮尺刻度下緣距肚臍上緣0.5 cm～1 cm處，水平環繞 1 周，呼氣末測量。記錄以 cm為單位，精確到小數點后 1 位。臀圍：使用軟皮尺測。使用前必須經鋼卷尺校對，每米誤差不得超過0.2 cm。兩腿并攏直立，兩臂自然下垂，皮尺水平放在前面的恥骨聯合和背后臀大肌最凸處，水平環繞 1 周。記錄以cm為單位，精確到小數點后 1 位。

用體重公斤數除以身高米數的平方得出（BMI），腰圍厘米數除以身高厘米數得出腰圍身高比（WHtR），腰圍厘米數除以臀圍厘米數得出腰臀比（WHR）。

用學生體質健康測試儀器測得研究對象握力（有利手）、背力、立定跳遠成績。握力測試要求身體正直，兩腳開立，兩臂自然下垂，有利手持握力器緊握握柄，測2次取最優成績，精確到0.1 kg；背力測試受試者開立約15 cm站在背力計上，根據直立位兩手指尖在大腿前的位置調整拉桿長度，上體前傾約30度，兩臂伸直手握把柄，用最大力氣向上拉把柄，測2次取最優成績，精確到1 kg；立定跳遠測試要求受試者兩腳開立站于線后，兩腳同時原地起跳蹬離地面向前上方伸展，落地后計距離線近的落地點到線的垂直距離，測2次取最優成績，精確到1 cm。

2.2 數據處理

統計學處理采用 SPSS16.0 統計軟件包進行。所有數據均通過平均數±標準差（M±SD），正態分布檢驗使用Kolmogorov-Smirnov。非正態分布數據使用非參數檢驗。使用逐步回歸分析，探討身體測量指標對握力、背力的預測能力。所有統計檢驗均采用雙側檢驗，顯著性差異P<0.05 ，非常顯著性差異P<0.01。相關性分析采用Pearson相關，r≥0.8時視為高度相關、0.5≤r<0.8為中度相關、0.3≤r<0.5時為低度相關、r<0.3時可視為不相關。

3 測試結果與分析

3.1 研究對象基本情況

由表1統計結果可知，男生組的體重、腰圍、體重指數、腰圍身高比明顯高于女生，均有統計學意義（P<0.01）。

3.2 青少年身體成分和肌肉力量

表2統計測試結果顯示男生肌肉量、握力、背力均明顯高于女生，體脂百分比明顯低于女生，差異有統計學意義（P<0.01）。

3.3 測試對象身體形態測量指標間與各種指標和肌肉力量的相關分析

3.3.2 青少年身體形態測量指標與肌肉力量的相關分析

表4數據顯示，BMI與握力和背力中度正相關P<0.01；WHtR與握力和背力低度正相關；WHR與握力和背力低度相關，三者與立定跳遠成績無明顯相關。BMI與握力、背力的相關程度高于WHtR、WHR。

3.3.3 身體形態測量指標三種衍生指標的相似度

表5統計數據顯示，測試對象的三種常用身體測量指標的相似程度，WHtR與 BMI和WHR的相關系數要高于其他二者間的相關系數。腰圍身高比與體重指數高度正相關，相關系數r=0.897，P<0.01；與腰臀比中度正相關，相關系數r=0.739， P<0.01。

3.3.4 身體形態測量指標對體脂百分比的預測

1）男生

以體脂百分比為因變量，以身高、體重、腰圍、臀圍、BMI、WHtR、WHR為自變量，進行逐步回歸分析，探討身體形態測量指標對體脂百分比的預測能力。結果表明，只有將WHtR納入方程，可以預測男生體脂百分比具有統計學意義，P<0.01。所得回歸模型如下：

體脂百分比=-25.095+103.802WHtR，r=0.754，R2=0.569，調整R2=0.548

2）女生

以體脂百分比為因變量，以身高、體重、腰圍、臀圍、BMI、WHtR、WHR為自變量，進行逐步回歸分析，探討身體形態測量指標對體脂百分比的預測能力。結果表明，只將BMI納入方程，具有統計學意義，P<0.01。所得回歸模型如下：

體脂百分比=-17.331+2.273BMI，r=0.786，R2=0.618，調整R2=0.603

3）總體

納入性別為自變量后（1=男生，2=女生），研究樣本總體身體測量指標對體脂百分比的回歸分析預測表明：納入性別和WHtR的方程可以預測青少年體脂百分比具有統計學意義，P<0.01。所得回歸方程如下：

體脂百分比=-34.267+106.182×WHtR+8.091×性別，r=0.745，R2=0.555

3.3.5 身體形態測量指標對肌肉量的預測

1）男生

以肌肉量為因變量，以身高、體重、腰圍、臀圍、BMI、WHtR、WHR為自變量，進行逐步回歸分析，探討身體形態測量指標對肌肉量的預測能力。結果表明，只將身高、體重納入方程，具有統計學意義，P

肌肉量=-40.062+0.230×體重+0.311×身高，r=0.913，R2=0.834，調整R2=0.818

2）女生

以肌肉量為因變量，以身高、體重、腰圍、臀圍、BMI、WHtR、WHR為自變量，進行逐步回歸分析，探討身體形態測量指標對肌肉量的預測能力。結果表明，只將體重、WHtR納入方程，具有統計學意義，P

肌肉量=10.036+0.341×體重-18.205×WHtR，r=0.911，R2=0.830，調整R2=0.816

3.3.6 身體形態測量指標對握力、背力的預測

1）男生

分別以握力、背力為因變量，以腰圍、臀圍、BMI、WHtR、WHR為自變量，進行逐步回歸分析，探討身體測量指標對握力和背力的預測能力。結果表明，只有將臀圍納入方程可以預測男生握力的變化，具體統計學意義，P

握力=-9.203+0.409×臀圍 ，r=0.465，R2=0.216

背力=-301.102+4.383×臀圍±783.809×WHtR+410.288×WHR，r=0.778，R2=0.605

2）女生

納入上述指標結果表明：身體形態學測量指標對女生背力沒有預測能力，只有將BMI納入方程預測女生握力、所得方程才有具有統計學意義，P<0.01。所得回歸模型如下：

握力=4.782+0.852×BMI， r=0.418，R2=0.174

3）不考慮性別因素，以握力、背力為因變量，以腰圍、臀圍、BMI、WHtR、WHR為自變量，進行逐步回歸分析，探討身體測量指標對握力、背力的預測能力。

4 討論

體重指數、腰圍、臀圍、腰臀比、腰圍身高比是人體形態學測量常用指標。BMI （kg/m2）的計算公式是體重和身高的比值，青少年正值青春期，體重、身高和受激素刺激的肌肉量都迅猛的增長，因為BMI不能清楚地說明被測個體肌肉和脂肪的含量，所以BMI會對身材高大肌肉豐滿的青少年造成誤判，容易對身材薄弱肌肉含量少但不缺少脂肪的青少年造成漏判[8]。BMI在青少年人群中廣泛應用之前建議進行廣泛嚴謹的調查研究和進一步的科學探討。腰圍和臀圍是單一維度的測量，旨在反映受測個體的腹部脂肪的多少和臀部肌肉和脂肪的多少，缺少被測個體的高度指標，同樣的腰圍或臀圍對不同身高的個體應是具有不同的意義。腰臀比是兩個橫向維度的比值，雖可以說明腰臀部的脂肪分布的狀態，但是單一的圍度比值難免有些偏倚。腰圍身高比是橫向和縱向數值的變化的比值，可以合理地反映出青少年青春期身體形態的相對快速的變化。從相關數據分析和回歸方程的檢驗中可以看出，腰圍身高比在青少年體脂百分比與握力、背力的相關及其預測較其他指標敏感。以下是對研究樣本各具體的身體形態指標與身體成分和肌肉力量相關性的討論分析：

4.1 身體形態指標與身體成分的相關分析

肌肉在成人中一般占體重的40%～50%，本研究測試對象的肌肉含量男生26.72 kg左右，約占體重的42.2%，女生19.18kg左右，約占體重的39.6%。男女生有顯著差異，男生高于女生；體脂百分比男生為22.07%左右，女生體脂百分比為24.73%左右，亦有顯著性差異，男生體脂百分比低于女生。受青春期性激素的影響男生的肌肉量處于迅速增長時期。女生的青春發育期一般要比男生早1～2年，受雌激素水平和生理周期的影響女生的體內自然會有一定的脂肪積累，此結果符合青春期生理發展規律。

本研究中，男生BMI在22.23 kg/m2左右，女生BMI在18.50 kg/m2左右。根據《中國學齡兒童青少年超重、肥胖篩查BMI分類標準》。實驗對象總體在正常范圍內[9-10]。BMI能夠衡量個體形態是否勻稱，但是不能很好地區分全身的肌肉量和脂肪含量。表3統計數據顯示BMI與體重的相關系數r=0.942，與體脂百分比的相關系數r=0.499， 低度正相關；和肌肉量的相關系數r=0.793，中度正相關。提示BMI可以在一定程度上反映被測的肌肉量。進一步采用逐步回歸預測身體形態學指標對體脂百分比的預測發現，BMI僅對女生體脂百分比有61.8%的預測度，并不能很好的預測男生的體脂百分比。

調查對象的腰圍數據總樣本約為70.32 cm，男生76.47 cm左右，女生65.08 cm左右。臀圍總樣本約為90.4 cm，男生94.1 cm左右，女生87.2 cm左右。與鄔盛鑫等北京市城鄉學生腰圍臀圍腰臀比一文中分析對北京市城市男女生的腰圍、相一致。腰圍男生較女生高且有顯著性差異[11]。

腰圍與肌肉量成中度正相關r=0.789，與體脂百分比成低度正相關r=0.441， 臀圍與肌肉量成中度正相關r=0.744，與體脂百分比成低度正相關r=0.420。腰圍和臀圍都表現的是單一的圍度的大小，青少年又處于生長發育爆發期，腰圍、臀圍是否能準確說明青少年腰腹部和臀部的肌肉量及體脂分布，是否能夠反映肌肉百分比和體脂百分比還有待商榷。

本研究中青少年的腰臀比為0.78左右，男生腰臀比約為0.80，女生約為0.74，此結果與北京市兒童青少年腰臀比正常值研究的研究結果相統一，文中描述各年齡組的腰臀比均為男生大于女生。男、女生腰臀比均在13 歲前隨年齡增大而減小，之后男生穩定在0.80 ～0.82 之間，女生穩定在0.76 ～0.78 之間[12]。WHR與腰圍中度正相關，相關系數r=0.713，與臀圍低度正相關，相關系數r=0.497，與體脂百分比無顯著性相關。說明本研究中，使用腰臀比評價青少年腰腹部脂肪分布的敏感度弱于腰圍身高比和體重指數。

被試樣本的腰圍身高比值為0.43～0.46左右，與孟玲慧等在北京市 3～18歲人群腰圍和腰圍身高比分布特征及其適宜界值的研究[13]相一致，研究者提出基于心血管疾病因素評估的基礎上WHtR的適宜界值為0.46。本研究的數據顯示WHtR與BMI有高度的相似度，相關系數r=0.897；而且與腰圍和臀圍也高度正相關，在三種常用人體測量指標中腰圍身高比與腰圍的相關系數最高r=0.957。根據表3數據顯示， WHtR與體脂百分比的相關系數r=0.527，也高于BMI與體脂百分比的相關系數r=0.499，提示腰圍身高比可以替代體重指數且能較好的說明青少年腰圍和體脂百分比情況。進一步通過逐步回歸方程檢驗到只有將WHtR代入公式，方程才有意義。其對男生體脂百分比的預測能力達到56.9%，將體重和WHtR代入公式對女生的肌肉量有83%的預測。因為男女生青春期發育時相不一致，激素對機體的影響也不一致，不同性別的青少年反應體脂百分比的敏感指標不同，WHtR對男生體脂百分比有較好的預測，BMI對女生體脂百分比有較好的預測。提示WHtR可以作為敏感的指標來評價和自我監督正值青春期男生的體脂百分比。但是我國目前還沒有明確的WHtR與肥胖相關的臨界值出臺，只有國際上通用的不分年齡性別統一為超過0.50為肥胖。WHtR對不同性別的青少年選用時機，有關青少年體脂百分比與WHtR的切點需要進一步大樣本的流行病學調查研究[13-14]。

4.2 身體形態指標與肌肉力量的相關分析

本研究采用學生體質健康測試儀器測得背力、握力、立定跳遠成績。表4數據顯示研究樣本的身體形態指標與背力和握力呈不同程度的正相關，和立定跳遠不相關。且三種衍生指標與握力和背力的相關程度為BMI>WHtR>WHR，與三指標和肌肉量的相關程度相一致。

BMI與握力、背力中度正相關，WHtR與握力和背力低度正相關。腰圍與握力和背力中度正相關，腰臀比與握力和背力低度正相關。從某種程度上來說，從個體BMI數值的大小可以估量其握力和背力的大小，但是在逐步回歸模型檢驗中僅顯示其對女生的握力有17.4%的預測能力。在身體形態學測量指標對握力、背力的預測能力進行逐步回歸，不考慮性別因素，腰圍和腰圍身高比可以共同預測握力的45.8%，背力的43.7%，而其他指標則未能納入到回歸方程中。

WHtR指標簡單、高效、可操作性強，僅用尺子就可以測出腰圍和身高并計算得出，對于青少年肥胖程度的自我監督和評估肌力的發展狀況有一定的預測意義。對于青少年身體形態指標評價的健身指導工作和肥胖程度的自我監督有潛在的應用價值。

5 結論

WHtR對青少年體脂百分比有較好的預測和描述，可以作為簡單的評價指標來評價青少年的體脂含量。WHtR和腰圍可以在一定程度上共同預測青少年握力和背力的大小。

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