李敏 崔焱 胡立群 尹長森 陳莉 王利

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

李敏 崔焱 胡立群 尹長森 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方法測定上肢、下肢及全身肌肉質(zhì)量,應(yīng)用相關(guān)分析、配對t檢驗、Bland-Altman法檢驗2種方法測定結(jié)果的一致性。 結(jié)果 相關(guān)分析顯示,BIA與DXA各指標(biāo)測定值之間r值范圍為0.67～0.92(P均<0.001);配對t檢驗顯示,BIA與DXA測定上肢及全身肌肉質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),下肢測定值差異有統(tǒng)計學(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)測定值均具有較高的一致性;2種方法對女性肌肉質(zhì)量減少檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.5),對男性檢出率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.016)。 結(jié)論 BIA 法在住院老年人肌肉質(zhì)量測定中有較好的應(yīng)用價值,但應(yīng)注意BIA與DXA測定下肢肌肉質(zhì)量之間的差異,差異可能是來源于對人體組織劃分方法的不同而不是測量方法誤差。

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,包括日常生活活動困難、跌倒、住院時間延長、再入院率和死亡風(fēng)險增加[1-2]。早期篩查并及時干預(yù),對維持肌肉力量及功能效果更好[3]。簡便易行的肌肉質(zhì)量測定對肌少癥篩查至關(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估肌肉質(zhì)量最常用的工具[4],但由于其屬于大型儀器,價格昂貴,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)電性差異來測定人體成分的含量。與DXA相比, BIA快速、 簡便、無創(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。目前對于BIA儀器在我國老年病人肌肉質(zhì)量測量中應(yīng)用的適用性尚不清楚。為此,本研究通過對住院老年人同時進(jìn)行DXA和BIA測量,從多角度分析測量結(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 對象與方法

1.1 研究對象 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,四肢活動正常,能配合完成各項檢查。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定藥物的病人。本研究樣本量綜合不同方法對樣本含量的需求,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事項并簽署知情同意書,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的測量。

1.2.1 身高、體質(zhì)量的測量:采用身高、體質(zhì)量電子測量儀,身高測量值精確到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)量的測量:測量指標(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定儀,測量時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試電極,手臂向前伸直,與軀干保持約15°夾角,開始測量并保持安靜姿勢3～5 min。DXA法:使用美國GE公司生產(chǎn)的LUNAR-Prodigy DXA測試儀;每日測量前均由一名經(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,開機(jī)后行質(zhì)控體模校正;體模掃描測量值與其標(biāo)準(zhǔn)值一致(±1%),視為質(zhì)量保證通過。測量方法采用全身掃描,具體操作步驟遵照儀器使用說明書;測量前1周內(nèi)病人不接受放射線或其他放射性對比劑的檢查。

為減少誤差,全部BIA測量由同一名研究員進(jìn)行,全部DXA測量由另一名經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員進(jìn)行。同一試驗對象2種方法測量盡量在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]作為評價肌肉質(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)計學(xué)處理 使用SPSS 19.0及MedCalc軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析及繪圖。采用Pearson相關(guān)分析,配對樣本t檢驗、Bland-Altman法分析BIA與DXA 2種方法測定結(jié)果之間的一致性。采用McNemar’s 配對χ2檢驗對比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)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

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

表1 DXA 和 BIA測定肌肉質(zhì)量結(jié)果

2.2 BIA與DXA測量結(jié)果的相關(guān)性分析 BIA與DXA測定值之間呈現(xiàn)較高的相關(guān)系數(shù),見表2。四肢及全身肌肉質(zhì)量常被用做評估肌肉質(zhì)量的指標(biāo),本研究中2種方法測定男、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測量結(jié)果比較 BIA與DXA測量男、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種方法測量男女病人全身及上肢肌肉質(zhì)量差值差異無統(tǒng)計學(xué)意義,下肢及軀干測量差值差異有統(tǒng)計學(xué)意義,見表3。

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

注:*P<0.001

表3 BIA 與DXA測量結(jié)果的配對t檢驗

2.4 BIA與DXA測量結(jié)果的Bland-Altman分析 Bland-Altman散點圖觀察指標(biāo)包括2種方法測量結(jié)果差值的均數(shù)和95%波動范圍,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%以上的點均落在一致性界限范圍內(nèi),從統(tǒng)計學(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用于測定老年病人四肢及全身肌肉質(zhì)量時,這種相差的幅度是可以接受的[11-12]。見圖1。

2.5 BIA與DXA測量肌肉質(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,DXA測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χ2檢驗顯示,2種測量方法對女性肌肉質(zhì)量減少檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.500),男性檢出率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.016)。

注：縱坐標(biāo)代表BIA與DXA測量結(jié)果之間的差值，橫坐標(biāo)代表2種工具測量結(jié)果的平均值；最中間實線及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)實線為95%一致限及其95%CI；黑色三角為男性觀察點，空心圓為女性觀察點圖1 BIA與DXA測量老年病人肌肉質(zhì)量Bland-Altman分析圖

3 討論

骨骼肌是構(gòu)成人體運動系統(tǒng)的重要器官,肌肉質(zhì)量及功能的維持對老年人獨立生活至關(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相對穩(wěn)定,掩蓋了肌肉量減少的事實。早期識別并采取干預(yù)措施對肌肉質(zhì)量和(或)功能的維持效果更好,因此有必要探尋簡便、準(zhǔn)確的肌肉質(zhì)量測量方法,為老年人肌肉質(zhì)量減少的篩查提供方法基礎(chǔ)。

BIA測定人體肌肉質(zhì)量具有安全、便攜、價廉等優(yōu)勢。但其測定結(jié)果受到電極擺放位置、姿勢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儀器測量前,應(yīng)驗證測量結(jié)果與參考方法的一致性。

本研究采用多種對比方法驗證BIA測定老年病人肌肉質(zhì)量與DXA結(jié)果的一致性。Pearson相關(guān)分析顯示,BIA與DXA測量結(jié)果有很好的相關(guān)性。本研究中,2種方法測定上肢及全身肌肉質(zhì)量差值均值與零的差異無統(tǒng)計學(xué)意義,提示評估病人全身及上肢肌肉質(zhì)量時,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)計學(xué)意義,分析原因,可能與2種方法對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對下肢與軀干的劃分是基于兩條對稱、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測定下肢及軀干肌肉質(zhì)量同時都高于DXA測定值的主要原因。綜合以上分析結(jié)果,可以推斷,與DXA測量值相比,BIA 測定老年病人全身及上肢肌肉數(shù)據(jù)可靠,而下肢及軀干測量值的差異很可能主要來源于劃分部位的不同而不是測量方法誤差,建議今后BIA產(chǎn)品研發(fā)時對身體部位的劃分應(yīng)更加精細(xì)。

本研究中2種測量工具對女性肌肉質(zhì)量減少檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義,而男性檢出率差異有統(tǒng)計學(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)量減少的診斷截點中,女性BIA法診斷截點高于DXA法(5.7比5.4),而男性2種方法的診斷截點一致(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)量減少時應(yīng)校正相關(guān)截點。今后的研究應(yīng)針對中國人群,根據(jù)不同的年齡、性別,劃分合理的診斷截點,以達(dá)到不同方法間檢出率的相對一致。

綜上所述,簡單的 BIA儀器可以比較準(zhǔn)確地測定老年病人上肢及全身肌肉質(zhì)量。但是,BIA測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,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,故應(yīng)用時應(yīng)注意。另外,今后的研究應(yīng)增加樣本量,在對比研究的基礎(chǔ)上計算出住院老年人肌肉質(zhì)量減少截點值。

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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];江蘇省重點學(xué)科護(hù)理學(xué)建設(shè)項目[蘇財教(2014)98號]

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)