生物電阻抗分析法和雙能 X 射線吸收法測(cè)定住院老年人肌肉質(zhì)量的對(duì)比研究

李敏 崔焱 胡立群 尹長(zhǎng)森 陳莉 王利

生物電阻抗分析法和雙能 X 射線吸收法測(cè)定住院老年人肌肉質(zhì)量的對(duì)比研究

李敏 崔焱 胡立群 尹長(zhǎng)森 陳莉 王利

目的 比較生物電阻抗分析法(BIA)和雙能X射線吸收法(DXA)測(cè)定住院老年人肌肉質(zhì)量結(jié)果的一致性,為住院老年病人肌少癥篩查提供方法學(xué)基礎(chǔ)。 方法 選擇100例老年住院病人,分別采用DXA和BIA方法測(cè)定上肢、下肢及全身肌肉質(zhì)量,應(yīng)用相關(guān)分析、配對(duì)t檢驗(yàn)、Bland-Altman法檢驗(yàn)2種方法測(cè)定結(jié)果的一致性。 結(jié)果 相關(guān)分析顯示,BIA與DXA各指標(biāo)測(cè)定值之間r值范圍為0.67～0.92(P均<0.001);配對(duì)t檢驗(yàn)顯示,BIA與DXA測(cè)定上肢及全身肌肉質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),下肢測(cè)定值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001),BIA法傾向于高估老年病人下肢肌肉質(zhì)量;Bland-Altman分析顯示,2種方法各指標(biāo)測(cè)定值均具有較高的一致性;2種方法對(duì)女性肌肉質(zhì)量減少檢出率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.5),對(duì)男性檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.016)。 結(jié)論 BIA 法在住院老年人肌肉質(zhì)量測(cè)定中有較好的應(yīng)用價(jià)值,但應(yīng)注意BIA與DXA測(cè)定下肢肌肉質(zhì)量之間的差異,差異可能是來(lái)源于對(duì)人體組織劃分方法的不同而不是測(cè)量方法誤差。

生物電阻抗分析法; 雙能X射線吸收法; 老年人; 肌肉質(zhì)量

肌少癥為一類以進(jìn)行性的、廣泛性的骨骼肌量和肌力減少以及骨骼肌功能減退為特征的老年綜合征,對(duì)老年人生存質(zhì)量及健康結(jié)局可產(chǎn)生廣泛的不良影響,包括日常生活活動(dòng)困難、跌倒、住院時(shí)間延長(zhǎng)、再入院率和死亡風(fēng)險(xiǎn)增加[1-2]。早期篩查并及時(shí)干預(yù),對(duì)維持肌肉力量及功能效果更好[3]。簡(jiǎn)便易行的肌肉質(zhì)量測(cè)定對(duì)肌少癥篩查至關(guān)重要。

雙能X射線吸收法(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)是目前科研及臨床評(píng)估肌肉質(zhì)量最常用的工具[4],但由于其屬于大型儀器,價(jià)格昂貴,且其照射源為X線,難以用于常規(guī)的臨床篩查及流行病學(xué)研究,所以更多地是作為參考方法驗(yàn)證其他方法的準(zhǔn)確性[5-6]。

生物電阻抗分析法(bioelectrical impedance analysis,BIA)利用人體內(nèi)肌肉、脂肪等不同組織的導(dǎo)電性差異來(lái)測(cè)定人體成分的含量。與DXA相比, BIA快速、 簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)、安全[7]。但BIA儀器在應(yīng)用于不同年齡、健康狀態(tài)人群前應(yīng)與參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一致性分析。目前對(duì)于BIA儀器在我國(guó)老年病人肌肉質(zhì)量測(cè)量中應(yīng)用的適用性尚不清楚。為此,本研究通過對(duì)住院老年人同時(shí)進(jìn)行DXA和BIA測(cè)量,從多角度分析測(cè)量結(jié)果的一致性,為BIA法在老年病人肌少癥篩查中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 入選標(biāo)準(zhǔn):2016年1～3月間在安徽省立醫(yī)院住院,年齡>60歲,四肢活動(dòng)正常,能配合完成各項(xiàng)檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)體內(nèi)裝有心臟起搏器等電子和金屬醫(yī)療器械的病人;(2)認(rèn)知障礙的病人;(3)骨骼畸形(嚴(yán)重駝背、脊柱側(cè)突)病人;(4)明顯凹陷性水腫病人;(5)服用影響身體成分測(cè)定藥物的病人。本研究樣本量綜合不同方法對(duì)樣本含量的需求,確定為100例[8]。年齡60～94歲,平均(71.7±9.0)歲, 其中男43例,女57例;第一診斷為糖尿病41例,高血壓33例,腦供血不足10例,其他16例。所有受試者均告知試驗(yàn)事項(xiàng)并簽署知情同意書,文盲老人本人同意后由子女簽署。本研究通過安徽省立醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.2 研究方法 受試?yán)先司崭?、排空大小?去除金屬飾物,身著輕便內(nèi)衣先后進(jìn)行身高、體質(zhì)量、DXA、BIA的測(cè)量。

1.2.1 身高、體質(zhì)量的測(cè)量:采用身高、體質(zhì)量電子測(cè)量?jī)x,身高測(cè)量值精確到0.5 cm,體質(zhì)量精確到0.1 kg,體質(zhì)量指數(shù)(BMI)=體質(zhì)量(kg)/身高(m)2。

1.2.2 肌肉質(zhì)量的測(cè)量:測(cè)量指標(biāo):四肢、軀干及全身肌肉質(zhì)量。BIA法:采用TANITA公司生產(chǎn)的 BC-601生物電阻抗人體成分測(cè)定儀,測(cè)量時(shí)受試者赤足站立于儀器上,確保雙腳與儀器面板上的足形電極充分接觸;雙手握住手柄,確保五指充分接觸測(cè)試電極,手臂向前伸直,與軀干保持約15°夾角,開始測(cè)量并保持安靜姿勢(shì)3～5 min。DXA法:使用美國(guó)GE公司生產(chǎn)的LUNAR-Prodigy DXA測(cè)試儀;每日測(cè)量前均由一名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行質(zhì)量和校準(zhǔn)檢測(cè),開機(jī)后行質(zhì)控體模校正;體模掃描測(cè)量值與其標(biāo)準(zhǔn)值一致(±1%),視為質(zhì)量保證通過。測(cè)量方法采用全身掃描,具體操作步驟遵照儀器使用說明書;測(cè)量前1周內(nèi)病人不接受放射線或其他放射性對(duì)比劑的檢查。

為減少誤差,全部BIA測(cè)量由同一名研究員進(jìn)行,全部DXA測(cè)量由另一名經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員進(jìn)行。同一試驗(yàn)對(duì)象2種方法測(cè)量盡量在0.5 h內(nèi)完成,以確保病人一般情況(空腹及著裝等)一致。

1.3 肌肉質(zhì)量減少的診斷 采用亞洲肌少癥工作組(Asian working group for sarcopenia,AWGS)推薦的身高校正的四肢骨骼肌指數(shù)(appendicular skeletal muscle mass/height2,ASM/ht2)[9]作為評(píng)價(jià)肌肉質(zhì)量減少的指標(biāo),ASM/ht2=四肢骨骼肌質(zhì)量/身高2。AWGS推薦的肌肉質(zhì)量減少截點(diǎn)為:BIA法:男性:7.0 kg/m2,女性:5.7 kg/m2;DXA法:男性7.0 kg/m2,女性:5.4 kg/m2。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用SPSS 19.0及MedCalc軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析及繪圖。采用Pearson相關(guān)分析,配對(duì)樣本t檢驗(yàn)、Bland-Altman法分析BIA與DXA 2種方法測(cè)定結(jié)果之間的一致性。采用McNemar’s 配對(duì)χ2檢驗(yàn)對(duì)比2種方法肌肉質(zhì)量減少檢出率的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 測(cè)量結(jié)果 兩儀器測(cè)量結(jié)果見表1。Shapiro-Wilk檢驗(yàn)顯示各指標(biāo)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分布均符合正態(tài)分布,故采用參數(shù)檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)。

表1 DXA 和 BIA測(cè)定肌肉質(zhì)量結(jié)果

2.2 BIA與DXA測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性分析 BIA與DXA測(cè)定值之間呈現(xiàn)較高的相關(guān)系數(shù),見表2。四肢及全身肌肉質(zhì)量常被用做評(píng)估肌肉質(zhì)量的指標(biāo),本研究中2種方法測(cè)定男、女四肢及全身肌肉質(zhì)量相關(guān)系數(shù)(r)均>0.80(P<0.001)。

2.3 BIA與DXA測(cè)量結(jié)果比較 BIA與DXA測(cè)量男、女兩上肢肌肉質(zhì)量差值均值分別為0.04 kg、0.02 kg,兩下肢分別為1.02 kg,0.54 kg,軀干為2.50 kg、2.65 kg,全身為-0.28 kg、0.13 kg。2種方法測(cè)量男女病人全身及上肢肌肉質(zhì)量差值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,下肢及軀干測(cè)量差值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見表3。

表2 BIA和DXA肌肉質(zhì)量測(cè)定結(jié)果的相關(guān)分析(r)

注:*P<0.001

表3 BIA 與DXA測(cè)量結(jié)果的配對(duì)t檢驗(yàn)

2.4 BIA與DXA測(cè)量結(jié)果的Bland-Altman分析 Bland-Altman散點(diǎn)圖觀察指標(biāo)包括2種方法測(cè)量結(jié)果差值的均數(shù)和95%波動(dòng)范圍,即95%一致限(limits of agreement,LoA)(95%LoA,X±1.96SD)[10]。本研究Bland-Altman分析顯示,各指標(biāo)95%以上的點(diǎn)均落在一致性界限范圍內(nèi),從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度判斷,可以認(rèn)為2種方法有較好的一致性;此外,圖中顯示BIA與 DXA 測(cè)量結(jié)果差值的均數(shù)上肢為 0.03,下肢為0.74,四肢為 0.77,軀干為 2.6,全身為0,ASM/ht2為 0.30,以上各差值均數(shù)占參考方法DXA測(cè)量均值的比例分別為:0.70%、5.44%、4.31%、13.75%、0、4.38%,除軀干外,以上比例均<10%,當(dāng)BIA用于測(cè)定老年病人四肢及全身肌肉質(zhì)量時(shí),這種相差的幅度是可以接受的[11-12]。見圖1。

2.5 BIA與DXA測(cè)量肌肉質(zhì)量減少檢出率的比較 參照AWGS推薦的肌肉質(zhì)量減少截點(diǎn),DXA測(cè)定男性老年病人肌肉質(zhì)量減少檢出率為27.91%(12/43),女性為1.75%(1/57);BIA測(cè)定男、女肌肉質(zhì)量減少檢出率分別是11.63%(5/43)、5.26%(3/57),2種方法均顯示男性肌肉質(zhì)量減少檢出率明顯高于女性。McNemar’s 配對(duì)χ2檢驗(yàn)顯示,2種測(cè)量方法對(duì)女性肌肉質(zhì)量減少檢出率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.500),男性檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.016)。

注：縱坐標(biāo)代表BIA與DXA測(cè)量結(jié)果之間的差值，橫坐標(biāo)代表2種工具測(cè)量結(jié)果的平均值；最中間實(shí)線及2側(cè)虛線代表平均差異及其95%CI；上下2條虛線及兩側(cè)實(shí)線為95%一致限及其95%CI；黑色三角為男性觀察點(diǎn)，空心圓為女性觀察點(diǎn)圖1 BIA與DXA測(cè)量老年病人肌肉質(zhì)量Bland-Altman分析圖

3 討論

骨骼肌是構(gòu)成人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重要器官,肌肉質(zhì)量及功能的維持對(duì)老年人獨(dú)立生活至關(guān)重要,肌少癥是導(dǎo)致老年人衰弱的核心要素之一[13]。隨著年齡的增加,各種生理及病理因素導(dǎo)致老年人肌肉量丟失,但老年人脂肪組織增多,因此體質(zhì)量或BMI相對(duì)穩(wěn)定,掩蓋了肌肉量減少的事實(shí)。早期識(shí)別并采取干預(yù)措施對(duì)肌肉質(zhì)量和(或)功能的維持效果更好,因此有必要探尋簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的肌肉質(zhì)量測(cè)量方法,為老年人肌肉質(zhì)量減少的篩查提供方法基礎(chǔ)。

BIA測(cè)定人體肌肉質(zhì)量具有安全、便攜、價(jià)廉等優(yōu)勢(shì)。但其測(cè)定結(jié)果受到電極擺放位置、姿勢(shì)的改變以及體液含量等多種因素的影響;此外,由于老年住院病人多伴有不同的慢性疾病,導(dǎo)致身體成分的改變,因此在應(yīng)用BIA儀器測(cè)量前,應(yīng)驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果與參考方法的一致性。

本研究采用多種對(duì)比方法驗(yàn)證BIA測(cè)定老年病人肌肉質(zhì)量與DXA結(jié)果的一致性。Pearson相關(guān)分析顯示,BIA與DXA測(cè)量結(jié)果有很好的相關(guān)性。本研究中,2種方法測(cè)定上肢及全身肌肉質(zhì)量差值均值與零的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示評(píng)估病人全身及上肢肌肉質(zhì)量時(shí),2種方法可以互換;但下肢及軀干肌肉質(zhì)量差值均值與零的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,分析原因,可能與2種方法對(duì)身體解剖部位的劃分,尤其是下肢及軀干的劃分不同有關(guān):BIA法分段模型將人體假設(shè)為五個(gè)圓柱體的組合,各代表兩上肢、兩下肢及軀干,下肢與軀干的劃分平面為通過髂嵴的水平面;而DXA對(duì)下肢與軀干的劃分是基于兩條對(duì)稱、相交的骨盆切線,兩條骨盆切線都通過股骨頸,但不碰觸骨盆,因此DXA劃分的下肢范圍明顯少于BIA。此外,目前分段BIA儀器的劃分將頭頸部并入軀干的劃分范圍,而DXA軀干劃分不包含頭頸部,導(dǎo)致BIA軀干劃分范圍亦明顯多于DXA軀干范圍,以上不同的劃分可能是本研究中BIA測(cè)定下肢及軀干肌肉質(zhì)量同時(shí)都高于DXA測(cè)定值的主要原因。綜合以上分析結(jié)果,可以推斷,與DXA測(cè)量值相比,BIA 測(cè)定老年病人全身及上肢肌肉數(shù)據(jù)可靠,而下肢及軀干測(cè)量值的差異很可能主要來(lái)源于劃分部位的不同而不是測(cè)量方法誤差,建議今后BIA產(chǎn)品研發(fā)時(shí)對(duì)身體部位的劃分應(yīng)更加精細(xì)。

本研究中2種測(cè)量工具對(duì)女性肌肉質(zhì)量減少檢出率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而男性檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(BIA法檢出率低于DXA法)。研究顯示男、女病人下肢肌肉質(zhì)量測(cè)量值BIA法高于DXA法,但AWGS推薦的基于ASM的肌肉質(zhì)量減少的診斷截點(diǎn)中,女性BIA法診斷截點(diǎn)高于DXA法(5.7比5.4),而男性2種方法的診斷截點(diǎn)一致(均為7.0),這在一定程度上解釋了本研究中BIA法男性肌肉質(zhì)量減少檢出率低于DXA法的原因。提示,應(yīng)用BIA法篩查男性肌肉質(zhì)量減少時(shí)應(yīng)校正相關(guān)截點(diǎn)。今后的研究應(yīng)針對(duì)中國(guó)人群,根據(jù)不同的年齡、性別,劃分合理的診斷截點(diǎn),以達(dá)到不同方法間檢出率的相對(duì)一致。

綜上所述,簡(jiǎn)單的 BIA儀器可以比較準(zhǔn)確地測(cè)定老年病人上肢及全身肌肉質(zhì)量。但是,BIA測(cè)定值傾向于高估下肢肌肉質(zhì)量,因此,若以ASM為指標(biāo)篩檢肌肉質(zhì)量減少時(shí),可能導(dǎo)致篩檢特異度較高,而靈敏度稍低,可能存在漏檢部分肌肉質(zhì)量輕度下降的人群的風(fēng)險(xiǎn),故應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意。另外,今后的研究應(yīng)增加樣本量,在對(duì)比研究的基礎(chǔ)上計(jì)算出住院老年人肌肉質(zhì)量減少截點(diǎn)值。

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Comparison of bioelectrical impedance consumer device with dual-energy X-ray absorptiometry in the assessment of muscle mass in Chinese geriatric inpatients

LIMin,CUIYan.

SchoolofNursing,NanjingMedicalUniversity,Nanjing211166,China;LIMin,HULi-qun,YINChang-sen,CHENLi,WANGLi.DepartmentofGeritrics,AnhuiMedicalUniversityAffiliatedProvincialHospital,Hefei230001,China

Objective To investigate the consistency between bioelectrical impedance analysis (BIA) and dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) in the measurement of muscle mass of hospitalized patients, and to provide the application evidence for screening sarcopenia. Methods Muscle mass measurements of upper extremities,lower extremities and whole body were detected by BIA and DXA in 100 patients. Correlation analysis, pairedttests and Bland-Altman analyses were used to evaluate the consistency between the two methods. Results Correlation analysis displayedrvalues of all indexes ranging from 0.67 to 0.92(P<0.001). Pairedttest showed that there were no significant differences in upper extremities and whole body muscle mass(P>0.05), but showed significant differences in lower extremities(P<0.001);BIA tended to overestimate lower extremities muscle mass. Bland-Altman analysis showed that there was a good consisitency between the two methods. There was no significant difference in the positive rate of low muscle mass in women(P=0.5)between two methods;However, there was significant difference in men(P=0.016). Conclusions BIA device shows good application value in assessing muscle mass in Chinese geriatric inpatients, but the difference in lower extremities muscle mass from DXA should be noticed, which may be due to different anatomical division rather than measuring error.

bioelectrical impedance analysis; dual-energy X-ray absorptiometry;aged; skeletal muscle mass

蘇北地區(qū)醫(yī)養(yǎng)結(jié)合的健康養(yǎng)老模式研究[蘇衛(wèi)研所(2014)1號(hào)];江蘇省重點(diǎn)學(xué)科護(hù)理學(xué)建設(shè)項(xiàng)目[蘇財(cái)教(2014)98號(hào)]

211166江蘇省南京市,南京醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院(李敏,崔焱);230001安徽省合肥市,安徽省立醫(yī)院老年科(李敏,胡立群,尹長(zhǎng)森,陳莉,王利)

崔焱,Email:cyan@njmu.edu.cn

R 685

A

10.3969/j.issn.1003-9198.2017.03.009

2016-10-14)