用生物電阻抗法測量身體脂肪含量

1、關(guān)于用生物電阻抗法測量身體脂肪含量的研究摘要：體脂率現(xiàn)已成為判斷是否健康的標準之一，測量體脂率的方法有很多，但大多方法的設(shè)備儀器復(fù)雜，操作復(fù)雜而不適用于生活中。生物電阻抗則是近年來被廣泛應(yīng)用的一種快速、簡便、安全測量體成分的一種方法。本文將對其原理，數(shù)據(jù)分析方法進行介紹，對其準確性進行分析，并對其前景進行展望。關(guān)鍵詞：生物電阻抗 脂肪 統(tǒng)計方法 誤差 一、引言現(xiàn)代社會，隨著生活條件不斷改善，人們對健康也越來越重視。對于大多數(shù)人而言，體重是最直接也是最簡單的衡量身體狀況的一個標準。其中BMI=m/h2，m為體重（千克），h為身高（米），是被使用最廣泛的公式，BMI指數(shù)以22為最佳。但是，越來越多

2、的案例表明BMI指數(shù)不能夠客觀地反映一個人的身體狀況。因為每個人的脂肪肌肉比例不同，并且肌肉和脂肪密度相差較大，相同BMI指數(shù)的人可能是虛胖也可能是強壯。這時，脂肪率則是另一個至關(guān)重要的指數(shù)，所以既簡單又不失精確的生物電阻法就很有價值。二、原理生物電阻分析方法（bio-impedance analysis）BIA 技術(shù)測定骨骼肌含量的基本原理是，組織、器官層次的各個組分具有不同的電導(dǎo)性。人體細胞被細胞外液包圍，細胞則由具有選擇透過性的細胞膜、細胞質(zhì)和細胞器構(gòu)成。細胞外液以及細胞內(nèi)部可近似視作電阻。而細胞膜則可視為電容。故人體的電學性質(zhì)可視作若干個電容與電阻連接而成，其中最為簡潔的三元件模型下圖

3、所示。一種常見的測試方式是，受試者仰面平躺，電流信號從腳部的電極傳導(dǎo)到手部的電極上，得出電阻抗(R)和電容抗(C)，并計算生物電阻抗 Z=R2+C2。進而得到阻抗指數(shù) V=L2/Z，為系數(shù)，L為身高。骨骼肌含有大量水分與電解質(zhì)，其電導(dǎo)性最好；脂肪組織含有的水分與電解質(zhì)很少，其電導(dǎo)性很差。信號傳輸越慢，受到阻力越大，表明脂肪量越多。當然，復(fù)雜的人體是不能用上述簡陋的模型描述的。因為生物電阻分析法本身就不是在數(shù)學物理定義上嚴格，而是由大量數(shù)據(jù)依據(jù)統(tǒng)計學規(guī)律發(fā)展而來。而正好該模型得到的阻抗指數(shù)和一些身體參數(shù)顯著相關(guān)，所以我們認為這種方法是可行的。最初，大多數(shù)研究的電流頻率固定在50KHZ，現(xiàn)在則大多

4、使用多頻率電阻抗進行脂肪等身體成分的測量分析。三、數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法選取若干不同性別、身高、體重、年齡、身體狀況的人，由生物電阻法測出其阻抗指數(shù)，對以上變量和在實驗室用排水法測得的體脂率的精確值做相關(guān)性分析。使用統(tǒng)計軟件，用多元線性逐步回歸分析方法，建立體脂含量的推算方程。根據(jù)相關(guān)的研究數(shù)據(jù)1顯示，生物電阻抗推算去脂體重的推算方程為：BF=0.846*m -0.185*V -2.361*Sex-24.977，方程中m：體重(kg)，V：阻抗指數(shù)（cm2/），Sex：性別(男性=1，女性=0)，BF單位為千克。于是可得到體脂率=1-BF/m，實驗數(shù)據(jù)顯示阻抗指數(shù)和體重與體脂率相關(guān)性較高，符合三元件模型

5、預(yù)期。因為本文所引用的數(shù)據(jù)測試人數(shù)只有196，尚且偏少，并且普遍超過標準體重，屬于針對肥胖人群的公式。故上面給出的公式中每個變量前的系數(shù)可能存在偏差。四、誤差分析環(huán)境濕度會影響人體皮膚表層含水量，并且個體之間皮膚表層含水量本來就有差異。身體皮膚及內(nèi)部的含水量會影響實驗結(jié)果，干燥的皮膚會導(dǎo)致人體電阻增大，脫水也會讓信號的傳輸速度減緩，這會使你的脂肪量看起來比實際數(shù)字偏高。人種的不同導(dǎo)致身體內(nèi)部物質(zhì)比例不同，軀干與四肢比例不同，也會影響人體電阻抗。運動強度的大小會導(dǎo)致脂肪肌肉分布不同。運動強度比較大的人脂肪主要分布與內(nèi)臟邊緣，而缺乏運動的人脂肪在體表和身體內(nèi)部都有分布。而這種方法最大的缺點就是身體上不能有任何金屬，否則我們建立的模型將會失效，測得的結(jié)果將不可預(yù)知。所以那些佩戴了金屬牙或者骨折后身體里有鋼釘?shù)娜巳翰贿m合用此法測體脂率。簡而言之，自變量如果包含了皮膚含水量，人種，運動強度等，并采集大量的、具有普遍性的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，將能得到比較精確的結(jié)果。參考文獻：1數(shù)據(jù)來源于：王京鐘