進食與排空膀胱對基于生物電阻抗的人體成分檢測的影響

范思婷，周萬興

(廣東藥科大學附屬第一醫院心內科，廣東 廣州 510080)

基于生物電阻抗原理的人體成分分析是近30年來發展起來的一項測量技術，其原理是通過電極接觸與身體形成閉合回路，將微弱的交流電信號導入體內，利用人體各組成成分的導電性差異來推測人體各成分的含量[1]。該技術現已廣泛應用于減肥門診、健身及疾病的臨床檢測等重要領域[2-5]。人體成分包括肌肉、脂肪、骨骼、無機鹽、蛋白質、水分，這也是我們日常攝入的食物的主要組成成分，對于進行人體成分分析前飲水、進食、憋尿，是否會對該方法人體成分含量的測量結果造成影響，既往的研究結果并不一致[6-8]。因此，目前臨床上基于生物電阻抗的人體成分分析一般都采用空腹且排空膀胱后測量[9]，但空腹需要禁飲禁食8～10 h，受檢者不能隨到隨測，給患者帶來諸多不便，明顯降低了該項目的臨床使用便利性；對于一些體弱、老年患者，長時間的禁飲禁食可能難以耐受，也限制了這部分患者的應用。隨著檢測儀器及檢測方程的改進，新型的8電極多頻生物電阻抗人體成分分析儀在性能上有了進一步的改進。本研究擬通過比較同一測試對象4種不同狀態下新型人體成分分析儀檢測結果是否存在差異，探討更加便利的檢測前準備方案。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取2018年8月在我院體檢中心體檢者30人,平均年齡為(29±9.4)歲，男12人，女16人。納入標準：①年齡≥18歲；②體內無金屬內置物(心臟支架除外)；③自愿參與。排除標準：①孕婦及經期婦女；②不能自主雙腳分開直立且雙手打開30°；④肢體殘缺。檢測前向研究對象說明本研究的意義及注意事項，取得研究對象知情同意。

1.2 研究方法

采用基于生物電阻原理的多頻人體成分分析儀(型號：中國東華原DBA-210)進行檢測，檢測指標包括體質量、身體質量指數(body mass index，BMI)、去脂體質量、脂肪含量、肌肉量、骨骼肌含量、蛋白質含量、身體總水分(total body water，TBW)、細胞外水分(extra cellular water，ECW)、細胞內水分(intracellular water，ICW)、細胞外水分比率(ECW/TBW)。測量方法：由同一人員操作，測量前，測量身高，休息10 min，測量時，除去身上的金屬物件及鞋襪，穿著輕便衣物站立在人體成分分析儀上，測量體質量，按照提示雙手握住手柄并打開30°，測量過程中禁止研究對象說話。24 h內按照以下順序連續測量同一對象4種狀態下的人體成分：①空腹：禁飲及禁食8～10 h且排空膀胱后;②飲水：飲水350 mL后立刻測量;③排空膀胱：飲水2 h內排空膀胱且排空后立刻測量;④進食：進午餐后2 h內且不排空膀胱及胃腸道狀態下測量。

1.3 統計分析

2 結果

2.1 4種狀態下體質量和BMI的差異

進食后的體質量明顯高于空腹和排空膀胱后，BMI僅明顯高于空腹時(P<0.05)；飲水與排空膀胱狀態下測量值與空腹比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 體質量和BMI的多重比較結果Table 1 Multiple comparison results of body mass and BMI

與空腹比較:aP<0.05; 與排空膀胱比較:bP<0.05。

2.2 4種狀態下人體脂肪質量和去脂體質量的差異

脂肪質量和去脂體質量均不服從正態分布，采用中位數表示。4種狀態下的脂肪質量和去脂體質量均無明顯變化，各組之間的差異無統計學意義(P>0.05)。見圖1。

m/kg45403530252015100脂肪質量去脂體質量空腹飲水排空膀胱進食

圖1不同狀態下脂肪質量和去脂體質量的比較

Figure1Comparison of fat mass and fat free mass in different states (n=30)

2.3 4種狀態下各種非脂肪固體組織含量的差異

非脂肪固體組織包括無機鹽、蛋白質、骨骼肌、肌肉量，4種狀態組間的測量值差異無統計學意義(均為P>0.05)。見表2。

2.4 4種狀態下水分含量的差異

4種狀態下的全身的TBW、ECW、ICW的測值差異無統計學意義(均P>0.05)，全身及四肢、軀干的ECW/TBW也未發生顯著性變化(均為P>0.05)。見表3～表4。

表2 不同狀態下非脂肪固體組織含量測量值

狀態無機鹽蛋白質骨骼肌肌肉量空腹3.14±0.658.87±2.1724.72±6.4940.59±9.26飲水3.15±0.668.87±2.1824.73±6.4940.58±9.26排空膀胱3.14±0.658.87±2.1724.72±6.5140.59±9.27進食3.13±0.648.87±2.1624.73±6.5040.59±9.26

表3 不同狀態下水分含量的測量值

狀態TBWECWICW空腹32.08±6.7612.05±2.4020.03±4.37飲水32.33±6.7612.17±2.3920.17±4.38排空膀胱32.16±6.7112.08±2.3820.07±4.34進食32.24±6.7212.14±2.3920.10±4.35

2.5 3種狀態下人體各成分與“標準”的空腹狀態下測量值的相關性分析

飲水后、排空膀胱后、進食后測量的人體各成分值分別與目前采用的“標準狀態”——空腹時測量的人體成分作相關性分析，結果顯示這3種狀態下各參數測值與空腹狀態下相應測值成正相關(P<0.05)。見表5。

表4 不同狀態下細胞外水分率(ECW/TBW)的測量值Table 4 Measurement of ECW/TBW under different

表5 飲水后、排空膀胱后、進食后的人體成分測量值與空腹時相關測量值的相關性分析(r值)

Table5Correlation analysis of the measured values of human body composition between fasting time and after drinking water,emptying bladder and eating (rvalue)

狀態脂肪質量去脂體質量肌肉量骨骼肌蛋白質無機鹽TBWECWICW飲水1.000?0.980?1.000?1.000?0.998?0.999?1.000?0.999?0.999?排空膀胱1.000?0.999?1.000?1.000?0.999?1.000?1.000?1.000?1.000?進食0.999?0.990?1.000?1.000?0.999?0.999?1.000?0.999?1.000?

*P<0.05。

3 討論

越來越多的證據表明肥胖與多種代謝性疾病，如糖尿病、冠心病、高血壓、高脂血癥等的發生發展密切相關[10-12]。而隨著人們的生活習慣和飲食結構的改變，肥胖的發生率也越來越高[13]。

當前診斷肥胖和超重主要還是依據體質量及其衍生值——BMI，由于排除了身高差異對體質量的影響，BMI常常代替體質量作為診斷指標。BMI的優點在于檢測簡便快捷，能從整體上衡量人的肥胖程度，且大量研究已證明BMI與糖尿病、高血壓、冠心病等疾病的發生發展的關系[14-15]。但體質量測量受影響的因素較多，例如衣著、進食等。本研究的結果顯示，進食后測量的體質量比空腹時、排空膀胱后測量的體質量明顯增高，進食后的BMI也比空腹時的BMI明顯增高。因此，如果是以體質量或BMI作為比較的指標，應當統一取空腹且排空膀胱及胃腸道后的測量值才更準確。

BMI雖可以反映總的體質量情況，但不能反映構成體質量的各種成分的比例。近年來研究發現，與體質量相比，體內脂肪、肌肉含量的比例與心血管病的發生發展關系可能更加密切[16-17]；體內水分的檢測可能對心力衰竭和頑固性高血壓的診斷與治療方案的選擇起到幫助，例如，已發現體內水分含量與腎功能衰竭透析的患者的血壓控制相關性比體質量更好[18]。因此臨床上不僅需要檢測BMI還需檢測人體各成分的具體含量及分布。新型的基于生物電阻的人體成分分析技術是通過多點電極接觸，使檢測儀與人體形成閉合回路，儀器發出的微弱交變電流隨著體液流過人體不同成分，根據不同成分的導電特性，得到各成分的阻抗值并通過系統分析計算出人體各成分的含量[9]。它可具體檢測人體脂肪、肌肉、水分等含量及分布情況，既往研究已證明其與人體成分測定金標準的同位素稀釋法測量結果高度一致[19]。人體成分分析儀測定的體脂肪百分比與糖尿病、高血脂、冠心病、骨質疏松癥等代謝性疾病的發生發展明顯相關并對其有良好的預測作用[20-21]。

人體成分分析測量的肌肉、脂肪、骨骼、無機鹽、蛋白質、水分等項目與我們日常攝入的食物成分非常相似，因此進食和排空膀胱是否影響該項檢測的準確性一直是關注的熱點問題，但既往研究的結果并不一致。例如，Slinde等[22]發現進食2～4 h內可以導致生物電阻抗下降從而低估體脂含量；而另一些研究[6-7,23]則發現進食或進飲20 min后會使生物電阻抗人體成分分析儀檢測的體脂含量升高；也有研究[8]顯示，日常進食并不改變生物電阻抗和人體成分分析結果，即使攝入2 L的水，1 h后人體軀干的電阻抗特性并沒有發生明顯變化[24]。本研究采用新型的八極分段多頻生物電阻抗的人體成分分析儀檢測同一個體空腹、飲水、排空膀胱和進食4種狀態下的人體成分，結果發現4種狀態之間無論體脂、肌肉、水分、骨骼、蛋白質還是無機鹽測值差異均無統計學意義。并且其余3種狀態下的各種成分含量測值與標準的禁食狀態的測值相關系數絕大多數都達到1或接近1，相關性極好。提示測量前飲水、進食及是否排空膀胱均未對人體成分測值產生明顯影響。縱觀基于生物電阻抗的人體成分儀的發展過程，早期電極較少，通常輸出(激勵電流)和接收(回流)電流為同一電極，容易相互干擾，影響精確度。后期電極較多，分別輸出和接收電流，減少了干擾，提高了精確度[9]。本研究采用的是8極，且具有腳踏平臺增大了接觸面積，更方便站立檢測，減少了干擾并增強了穩定性。相比腳-腳式分析儀，分段式能把人體不同節段(如，上下肢和軀干)分別測量。在分段式中，腹腔被認為是電性沉默區域，胃、膽、胰和腸分泌的體液不影響測量[25]，此外，軀干的阻抗值僅為全身阻抗值的9%，因此適量的進食飲水后，胃腸道里的食物與水對人體成分的測值影響較小[8]。本研究使用的是多頻測量系統，有研究表明，低頻率的電流不可能穿透細胞，單頻率的激勵電流通過細胞時，只能測量細胞外液的一些成分含量，只有高頻率的可以完全穿透細胞。與單頻測量相比，多頻測量能夠完整地測量人體組織電阻抗，更適用于人體成分的測量，并具有良好的穩定性[9,26]。在上述認為進食對人體阻抗有影響的研究中，單頻測定儀與多頻測定儀顯示的進食后體脂率增高的幅度分別為1.7%和0.8%[6]，提示多頻檢測可能更穩定。此外，既往的研究平均需4～8 d才完成，有些研究中也發現，即使是空腹狀態，隨著時間推移，人體阻抗也會明顯增高[23]。而本研究4種狀態下的人體成分均在24 h內完成，這也可能是本研究顯示不同狀態下測值差異較小的原因之一。雖然本研究測量對象的平均年齡為(29±9.4)歲，未包括老年人，但Vila?a[8]的研究以老年人為測量對象，也顯示進食進行人體成分測值無明顯影響。

綜上所述，本研究的結果顯示，采用新型分段多頻基于生物電阻抗的人體成分分析儀檢測，飲水、進食及排空膀胱對BMI有明顯影響但對人體成分分析結果無明顯影響，在臨床應用時，無需嚴格空腹和排空膀胱。這給人體成分分析檢查帶來便利，也利于人體成分檢測在臨床上推廣應用。