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【摘要】 目的 比较儿童双能X线吸收法与生物电阻抗法身体成分结果，为儿童体成分研究提供方法学基础。 方法 选择7～15岁体重正常儿童180名，每性别、年龄组约10名，分别采用DEXA和BIA测定身体脂肪组织和非脂肪组织成分及骨矿含量，分析2种方法测量结果的相关性和一致性。 结果 7～15岁儿童肌肉组织、骨矿含量、脂肪组织和脂肪百分比BIA与DEXA测量结果的相关系数，除个别年龄段的个别指标外，均有统计学意义（P值均<0.05）;各年龄组女生脂肪组织和脂肪百分比测量值相关系数均高于男生。BIA与DEXA脂肪百分比测量结果的平均差值随年龄增长而降低，但男生差值标准差随年龄增长而增加，女生相对稳定。Bland-Altman图分析男生BIA与DEXA脂肪百分比结果的一致性限男生为-7.6%～12.6%，女生为-3.2%～10.4%。男、女生BIA得出的非脂肪组织指数（FFMI）大于DEXA结果，差值在2.0以内，男生有随脂肪百分比含量升高而增加的趋势;女生20%～30%脂肪百分比组差值最小。 结论 儿童BIA与DEXA身体成分测量值相关性好。BIA与DEXA相比，可低估脂肪组织含量和脂肪百分比，高估肌肉组织含量和骨矿含量。
【关键词】 光密度测定法，X线;电阻抗;身体成分;儿童;对比研究
Comparison Between Bioelectrical Impedance Analysis and Dual Energy X-ray Absorptiometry in Chidren's Body Composition Measurement/
MA Jun*，FENG Ning，Abudu Anni，et al.
Institute of Child and Adolescent Health，Peking University，Beijing（100083），China
【Abstract】 Objective To compare Bioelectrical Impedance Analysis（BIA）and Dual Energy X-ray Absorptiometry（DEXA）measurement in body composition of normal-weight children aged7-15years old，and to provide bases for the research of children's body composition.Methods For each gen-der and age group from7to15years old，about10normal-weight children（180totally）were selected to receive body composition measurement by both BIA and DEXA.Correlation and agreement of the two methods were analyzed.Results Most correlation coefficients of BIA and DEXA measurement in muscle，bone mineral content，fat and body fat percentage were statistically significant（P<0.05）.The correlation coefficients for female fat tissue and body fat per-centage were higher than those of male.The difference in fat percentage between BIA and DEXA decreased with age，but the standard deviation of boy's in-creased with age while the girl's was comparatively stable.Bland-Altman plot analysis showed that the agreement limit for body fat percentage between BIA and DEXA was from-7.6%to12.6%and from-3.2%to10.4%respectively.Fat-free mass indices obtained by BIA were higher than DEXA for both boys and girls and the differences were less than2.0.Boy's differences in body fat percentage tended to increase with age and the difference of20%-30%fat percentage group was the least for girl.Conclusion The correlation between BIA and DEXA in body composition measurement is good for children aged 7-15years old.BIA will underestimate the fat mass and body fat percentage and overestimate muscle mass and bone mineral content.
【Key words】 Densitometry X-ray;Electric impedance;Body composition;Child;Comparative study
双能X线吸收法（DEXA）应用身体成分三间隔模型，测量身体中脂肪组织、瘦体组织和骨含量，已被证实在不同年龄、性别、身体活动水平、种族以及脂肪比例的群体中测量身体成分的偏性很小，经常被用做参考方法，衡量其他身体成分测量方法的准确性 ［1］ 。生物电阻抗法（BIA）应用身体成分二间隔模型，测量身体中脂肪组织与非脂肪组织含量，也是一种无创性而且非常有用的测量身体成分的方法，它假定每名受试者水、矿物质比例相同，根据非脂肪组织质量得出肌肉组织含量和骨矿含量。由于BIA可及性好、费用较低，所以广泛应用于临床、运动医学和减重项目中 ［2］ 。
本研究同时采用BIA和DEXA测定7～15岁体重正常的男、女儿童身体成分，了解2种测量方法在中国儿童中的相关性和一致性，为BIA在儿童身体成分研究中的应用提供基础数据。
1 对象与方法
1.1 对象 选择北京市中、小学各1所，在知情同意的基础上，依据2005年全国中小学生体质健康调研身高、体重测量结果，选择BMI接近2000年全国学生相应年龄组BMI平均值的7～15岁儿童青少年为研究对象，每个年龄组男、女生各约10名，共180名。
经询问病史，排除心、肺、肝、肾等重要脏器病史（如心脏病、高血压、肺结核、哮喘、肝炎、肾炎等）;或身体发育异常（如侏儒症、巨人症）;或身体残缺、畸形者（如严重脊柱侧弯、鸡胸、跛足、明显的O型腿和X型腿等）。
1.2 方法 受试儿童均空腹、身着纯棉内衣采用BIA和DEXA测量身体成分。BIA和DEXA测量在同1周内进行。DEXA（GE Medical System，Lunar Prodigy DF+14492，美国产）测量时采用标准模式扫描，X射线剂量0.4μGy，支持电流0.15A。儿童测试前2d内停用含钙的药品或保健品，测量在北京协和医院进行。BIA（Tanita，日本产）测量时，受试儿童采取立位，800mA电流。DEXA和BIA均可给出全身及各部位脂肪组织、肌肉组织质量和骨矿含量等指标的测量值。
1.3 统计分析 用SPSS软件分析数据。用Pearson相关分析法分析BIA与DEXA测量结果的相关性。分性别、年龄组用均值±标准差表示BIA与DEXA测量身体脂肪百分比、脂肪组织、肌肉组织和骨含量的差值，用配对t检验进行统计学分析，用Bland-Altman图分析BIA与DEXA测量结果的一致性。以P<0.05作为有统计学意义的界定值。
2 结果与分析
2.1 BIA与DEXA测量结果相关性分析 7～15岁儿童肌肉组织、骨矿含量、脂肪组织和脂肪百分比BIA与DEXA测量结果的相关系数（r值），除7～8岁男生肌肉组织、13～15岁男生脂肪百分比外，差异均有统计学意义（P值均<0.05）。9～12岁男生脂肪组织和脂肪百分比的相关系数高于7～8岁和13～15岁年龄组。各年龄段男生肌肉组织、骨矿含量、脂肪组织的相关系数高于脂肪组织百分比的相关系数。女生7～10岁肌肉组织和骨矿含量的相关系数高于11～15岁，各年龄段女生脂肪组织相关系数以及脂肪组织百分比相关系数的变化不大，但脂肪组织相关系数也高于脂肪组织百分比相关系数。各年龄组女生脂肪组织和脂肪百分比测量值相关系数均高于男生。见表1。
表1 不同年龄儿童身体成分BIA与DEXA测量结果的相关性分析（略）
注: *P<0.05。
2.2 BIA与DEXA测量结果一致性分析 7～15岁儿童BIA与DEXA脂肪百分比测量结果的差值均值随年龄增长而降低，但男生差值标准差随年龄增长而增加，女生相对稳定。尽管儿童身体成分中的脂肪组织、非脂肪组织质量均随年龄增长而增长，但BIA与DEXA测量结果差值均值却没有随年龄增长而增加的趋势，且与其他较小年龄段相比，13～15岁儿童身体成分各项指标差值均值较小。除13～15岁男生外，脂肪组织和脂肪百分比差值均值为正数，而脂肪组织和骨矿含量差值均值为负数。配对t检验表明，13～15岁男、女生脂肪组织和脂肪百分比差值差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。
表2 不同年龄儿童身体成分BIA与DEXA测量结果的差值比较（略）
注: *P<0.05。
BIA与DEXA测量值之差占DEXA测量值的比例，只有13～15岁女生身体成分各项指标均值在10%以内，男、女生肌肉组织几乎在10%以内或10%左右。脂肪组织和脂肪百分比差值百分比的均值较高，但不超过30%，女生脂肪百分比差值百 分比有随年龄增长而降低的趋势。见表3。
7～15岁儿童中，男生BIA与DEXA脂肪百分比测量值比较的一致性限为-7.6%～12.6%，女生为-3.2%～10.4%。见图1，2。
表3 不同年龄儿童身体成分BIA与DEXA测量结果的差值占DEXA测量值的比例（略）
图1 男生BIA与DEXA测量结果一致性Bland-Attman分析图（略）
图2 女生BIA与DEXA测量结果一致性Bland-Attman分析图（略）
7～12岁男生DEXA得出的脂肪组织指数（FMI）减BIA的FMI均值均为正，在2.0以内，有随脂肪百分比含量升高而增加的趋势，脂肪百分比在15%～25%范围时，差值均值约为1.0。13～15岁男生FMI的差值均值为负，在-1.0以内。女生除13～15岁脂肪百分比为20%～30%组外，FMI差值均值均为正，差值绝对值均在1.0以内，13～15岁20%～30%脂肪百分比组差值最小。见图2，3。
图3 不同脂肪百分比男童2种方法测得的FMI差值（略）
图4 不同脂肪百分比女童2种方法测得的FMI差值（略）
7～15岁男生DEXA得出的非脂肪组织指数（FFMI）减BIA的FFMI均值均为负，在-2.0以内，有随脂肪百分比含量升高而增加的趋势，脂肪百分比在15%～25%范围时，13～15岁组差值小于7～12岁组。女生除13～15岁脂肪百分比<20%组（只有1名儿童）外，FFMI差值均值均为负，13～15岁组差值小于7～12岁组，20%～30%脂肪百分比组差值最小。见图5，6。
图5 不同脂肪百分比男童2种方法测得的FFMI差值（略）
图6 不同脂肪百分比女童2种方法测得的FFMI差值（略）
3 讨论
国外已有一些研究将BIA身体成分测量结果与DEXA相比较，但结果存在争议。一些研究表明BIA可高估身体脂肪百分比 ［3-4］ ，而另有研究则认为BIA可低估身体脂肪百分比 ［5］ 。在BIA与DEXA测量结果一致性方面，有研究认为一致性好 ［6-7］ ，而也有研究认为BIA缺乏精确性和准确性 ［8-9］ 。对于不同脂肪百分比的群体，BIA与DEXA的一致性程度也不相同。各研究结果产生分歧的原因之一是大部分研究样本量小，并且多是在不同患病群体中进行的 ［10］ 。在儿童中比较BIA和DEXA测量结果的研究尚少，但普遍认为BIA与DEXA测量结果相关性较强。Tyrrell等的研究表明BIA与DEXA相比，可高估4～10岁新泽西儿童的身体脂肪百分比、脂肪组织质量，而低估非脂肪组织质量 ［11］ 。Newton等在美国黑人青春期女孩中的研究表明，BIA在测量超重女孩时不存在偏性 ［5］ ，而对于正常和肥胖女孩的测量结果却有偏性。
本研究对180名中国7～15岁体重正常男、女儿童BIA与DEXA身体成分测量结果进行了比较。BIA是根据身体中脂肪组织和其他含水组织导电性不同，结合测得的电阻和电抗值、身高和体重计算出身体成分含量 ［12］ ;而DEXA是从同发射源发出2种能量不同的X线（剂量极小）穿透身体，根据X线能量的衰减得出身体成分测量值 ［13］ 。和其他研究结果相似，脂肪组织、脂肪组织百分比、非脂肪组织（肌肉组织和骨矿含量）BIA测量值与DEXA测量值相关性好 ［14］ 。且在本研究中，女生脂肪组织和脂肪组织百分比2种测量方法测量结果的相关性好于男生，可能与女生脂肪百分比高于同年龄男生有关。尤其是青春期男生，上述相关系数降低，脂肪百分比的相关系数无统计学意义。其原因可能是，男性进入青春期，脂肪百分比发生变化并呈下降趋势，BIA应用的公式不能相应地反映出该变化，因而与DEXA脂肪测量结果相关性差。就身体成分各项指标2种测量方法的相关性而言，男生9～12岁、女生7～10岁好于其他年龄段，女生比男生早2a。
Bland-Altman认为 ［15］ 比较2种测量方法的结果是否相符时，仅使用相关性分析并不充分，2项测量值相关性强还可能由于差值大而一致性差。因此，本研究给出BIA与DEXA测量结果的差值，并用Bland-Altman法分析2种方法测量结果的一致性。除13～15岁男生外，BIA与DEXA相比可低估7～15岁儿童脂肪组织含量和脂肪百分比，高估肌肉组织含量和骨矿含量，和某些成人研究结果相似。如Marek等的研究中男性脂肪百分比均值BIA较DEXA低2.8%（分别为15.2%和18.0%，P<0.05），女性前者较后者低7.6%（分别为29.2%和36.8%，P<0.05） ［14］ 。就青春期男、女生而言，2种测量方法的脂肪组织含量和脂肪百分比差异并没有统计学意义，青春期儿童BIA脂肪指标的准确性较高。这相对于男生脂肪百分比2种测量值相关性差而言是个有趣的结果，但并不意味着矛盾。
BIA与DEXA测量值差值占DEXA测量值百分比分析表明，肌肉组织以及13～15岁女生各项身体成分指标差异约为10%，表明准确性好。Bland-Altman散点图对所有年龄组男、女生不同脂肪百分比（DEXA与BIA测量值均值）时2种测量方法的差值、标准差在成人中的研究结果范围内，而13～15岁中国女孩（-2%～4%）与美国黑人青春期女孩的研究 ［8］ （6%～9%）相比一致性较高。总体上讲，BIA与DEXA相比低估了脂肪百分比。以DEXA脂肪百分比测量值分组，并将儿童分为7～12岁和13～15岁2个年龄组后，FMI和FFMI的差值并不大，在成人研究结果的范围之内。BIA低估了7～12岁男、女儿童FMI，而高估了FFMI。对于脂肪百分比居中的13～15岁儿童（男生15%～25%，女生20%～30%）而言，BIA高估了FFMI（差异不大），而FMI与DEXA差异很小。这为BIA在监测FMI和FFMI变化中的应用提供了支持性依据。
一致性分析中，对脂肪百分比分组时，本研究根据世界卫生组织（WHO）评价肥胖的体脂百分含量界值（男性>25%、女性>30%），分别减去10%而将男、女生各分为3组，对于不同年龄段的男、女儿童或许存在更合适界点对脂肪百分比进行分组，表明不同年龄段男、女儿童BIA测量更为准确的脂肪百分比范围。而这个问题，目前并无定论。
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【基金项目】 国家体育总局群体招标项目（编号:06134）。
【作者单位】 北京大学儿童青少年卫生研究所，北京 100083;乌鲁木齐市新市区疾病预防控制中心;北京市东城区中小学卫生保健所;北京市崇文区中小学卫生保健所。