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第五节 人体成分分析
人体成分测量以其客观、无创、准确等优势在人群流行病研究和临床疾病动态检测中得到广泛应用。利用生物电阻抗原理设计的人体成分分析仪以其使用简便、无创、精确度高、重复性好的优势,更易为患者所接受,并在临床上已经得到广泛应用。
一、仪器功能
人体成分分析仪(图1-1)结合身高、体重、性别、年龄等补偿系数,运用身体导电的部分和绝缘的部分阻抗不同的原理计算身体内各种成分的重量和比例,自动分析测试数据后,以图表方式直观表示身体健康状况。通过对人体内环境状态的检测,对健康人群尤其老年人、儿童、飞行员等特殊人群进行健康状况评估;对肥胖、2型糖尿病、肿瘤、肾脏透析等疾病人群连续监测体内各种成分变化,为其治疗方案以及膳食运动计划的制订提供科学依据。数据分析程序主要得出以下参数:身体水分总量、细胞内液、细胞外液、脂肪百分比、体脂含量、瘦体组织、体质指数、肥胖率、标准体重、健康评估(fitness score)等(不同品牌仪器,参数项目略有差异)。其优点在于:
图1-1 人体成分分析仪
1.测量时考虑身高、体重、性别、年龄和身体阻抗多种因素,使测量过程更合理,测量结果更准确。
2.从人体成分角度发现潜在的健康问题,相对客观,且结果有高度重复性和精确性。
3.现场测试无创、迅速、准确,测试操作简便、过程短。
4.某些仪器测量模式有全身模式和上半身模式两种,可根据不同部位分开测量。
5.新一代仪器设有USB接口,可与血压计等其他相关健康设备相连做出更全面的综合分析。
6.仪器一般配有专用的分析管理软件系统,可以在联机电脑中显示、存储、查找、管理检测数据,为日后的资料整理和统计等科研工作提供了十分方便的条件。
7.仪器设计成可以移动,能轻松地在多种条件下进行安装、测试,可以满足不同的人群在现场使用操作时的要求。
二、操作步骤
测量时先输入编号、姓名、年龄、身高、性别后保存数据,清除测量位置和电极之间的汗水或其他物质,然后让受试者裸足立于测试仪上。双手握住手部电极,拇指、手心及其余四指分别与相应电极接点相接触(图1-2);脱下长袜或短袜,双足后跟、前掌分别踏在足部电极上(图1-3);身体放松,上肢自然下垂,使用无痛电流,测定身体对电流的阻抗。用拇指按下“开始”按钮2~3秒,并保持在相同的位置,直到测试结束。测量时间约为1~2分钟,测试完毕,自动打印报告,显示身高、体重、细胞内液、细胞外液、无机盐重、蛋白质含量、肌肉重量、体脂肪量、体脂百分比、腹部脂肪比率等多项指标内容;并通过身体成分状况进行健康评估包括肥胖、营养不良、水肿等问题。
图1-2 手握姿势
图1-3 脚部站立方式
为了保证测量结果的准确性和安全性,应注意以下问题:
1.建议受试者禁食或于餐后2小时,排空大小便,由专人测定。因为食物、尿液等不能成为电流的通路,人体成分分析仪可能将其当成脂肪,影响分析结果,在测试前的24小时内不允许喝酒。
2.测试前应避免剧烈运动,以避免血液重新分布时造成的影响。
3.穿着的衣服将对测量时的体重有影响,应尽量穿轻便的衣服,不要随身携带较重的物品及饰物。
4.测试前脱掉袜子,确认手足与电极接触点的正确位置,接触部位要紧密、准确,否则测试可能无法进行或者影响分析结果。
5.皮肤干燥或油性很大,可能导致测试无法继续进行。如果皮肤干燥,使用导电棉纸将皮肤及电极接触点擦湿,如果测试仍然不能进行,可将手足皮肤在水中浸湿,或用温水泡脚。对于油性很大的皮肤,在接触电极之前,可用酒精棉将有油的皮肤擦净再测试。
6.儿童可以测试,但体重一般应不低于20kg,因为测试台承重范围一般为20~250kg。同时应保证手足与电极接触点接触,否则不宜进行测量。
7.截肢患者可以进行测试,但需要布置一个电极点,并对结果进行解释,作出具体说明。
8.妊娠妇女不宜进行测量,以免电流对胎儿造成不必要的影响,并影响分析结果。
9.带有心脏起搏器的患者不宜进行测量,以免电流使起搏器的功能发生紊乱。
三、结果评估
人体成分分析用于机体营养状况的评估:机体内细胞内液、细胞外液、蛋白质、脂肪以及矿物质的含量是否正常。身体总水分分析、细胞内液和细胞外液比例等指标可用于发现肾病、高血压、循环系统疾病、心脏病、全身或局部水肿、营养不良患者有无存在水分不均衡现象。蛋白质总量:蛋白质大量存在于肌肉细胞内,它反映被检者的营养状态、机体的发育和健康程度。骨总量:即矿物质总量,指骨骼的重量与其体重做比较,可测出骨质疏松,矿物质偏低者需做骨密度的检测。脂肪总量:脂肪可用于诊断肥胖症和疾病的分析。
通过人体成分的测试亦可了解儿童肌肉发育的类型、四肢匀称的程度:肌肉形态是根据体重和肌肉的多少做出体质分类表。肌肉量偏少属于低肌肉型,肥胖的人较多;低肌肉型的人,不论体重是否超重,大多都患有肥胖症。上下的匀称程度反映上、下肢发达程度。上肢欠发达反映缺乏运动,下肢虚弱反映肌肉萎缩。整体均衡则为正常人群特征。具体参数意义如下:
1.身高
受试者赤足正常站立时身体的高度,由受试者输入。
2.体重
受试者直立仅着内衣或薄的运动服测试的身体重量。
3.脂肪百分比(percent of body fat,PBF)
脂肪重量占身体总体重的百分比(表1-16)。正常范围:男性15%~20%,女性20%~30%。
表1-16 身体脂肪百分比(%)(成人)
4.体脂含量(mass of body fat,MBF)
身体脂肪的千克数,身体的实际脂肪重量。
5.瘦体组织(lean body mass,LBM)
身体瘦体组织主要是水分、肌肉、蛋白质、骨骼矿物质和重要的器官的重量,代表体重中非脂肪部分的重量,瘦体组织=体重-体脂含量。
6.身体水分总量(total body water,TBW)
由细胞内液及细胞外液组成,正常体内水分约占体重的50%~70%。细胞内液和细胞外液比例为2∶1。肾病、高血压、循环系统疾病、心脏病、全身或局部水肿和营养不良患者都存在水分不均衡现象。
7.体质指数(body mass index,BMI)
也称体重指数,BMI= 体重(kg)÷身高(m) 2,国际上测量肥胖和过度肥胖的标准,与某些疾病的发病率紧密相关。研究表明,大多数个体的体质指数与身体脂肪的百分含量有明显的相关性,能较好地反映机体的肥胖程度。但在具体应用时还有局限性,如对肌肉很发达的运动员或有水肿的患者,体质指数值可能过高估计其肥胖程度;老年人的肌肉组织与其脂肪组织相比,肌肉组织的减少较多,计算的体质指数可能过低估计其肥胖程度(表1-17)。
表 1-17 体质指数(BMI)(kg/m 2)(成人)
8.肥胖率(fatness)
根据标准体重的百分比来判断身体肥胖的程度,肥胖率=(实测体重-标准体重)/标准体重×100%,标准体重±10%属于正常范围(表1-18)。
表1-18 肥胖率(%)
9.评估值(control value)
实际值与标准值之间的差异,评估值=实际值-标准值,“+”号表示实际测量值高于标准值,要达到标准范围需要减少的量;“-”号表示实际测量值低于标准值,要达到标准范围需要增加的量。除不建议控制瘦体组织外,建议控制其他六项指标在正常范围之内。
10.标准体重(standard weight)
根据身高得出的标准身体总体重(kg),是由各个国家大量的数据统计处理结果得出的。
11.基础代谢率(basal metabolic rate,BMR)
每天维持基础代谢所需要的能量数。
12.电阻抗(impedance)
人体电阻值(Ω),跟每个人的身体成分的量和分布有关,脂肪组织的阻抗高,瘦体组织的阻抗低。
13.蛋白质(protein)
体内蛋白质的重量(kg),蛋白质=肌肉重量-身体水分含量,占总体重的14%~19%。
14.肌肉重量(muscle mass)
肌肉重量(kg)=瘦体组织重量-矿物质重量。肌肉重量为细胞内液、细胞外液及蛋白质的重量和。正常范围有个体差异。
15.矿物质(mineral)
体内骨组织和电解质的重量(kg)。占体重的5%~6%
16.细胞内液(intra-cellular fluid,ICF)
存在于细胞内的液体(kg)。占体重的33%~47%,占细胞总水分的2/3。
图1-4 奥林匹亚3.5身体成分分析仪结论报告单
17.细胞外液(extra-cellular fluid,ECF)
存在于细胞外的液体(kg),包括血液和细胞间液。占体重的17%~23%,占细胞总水分的1/3。
18.测量模式
①上半身模式,电流流经上半身,适用于腿部有残疾或不方便脱袜的患者,上半身模式的身体脂肪百分比反映了94.0%±2.2% 的全身模式身体脂肪百分比。②全身模式,电流流经全身。
19.肥胖类型图(diagram曲线图)
某些仪器以体质指数为横坐标,体脂百分比为纵坐标,在这个平面图中显示分析结果。