相位角與人體成分指標的相關性研究

崔 倩，楊婷婷，姚卓婭，申麗君

生物電阻抗分析法(bioelectrical impedance analysis,BIA)是一種間接評估機體成分的方法，通過阻抗與機體含水量之間的相關性建立起來的[1]。BIA是一種非侵入性、安全、廉價且便捷的評估人體成分的方法，已經被用于評估健康和疾病個體身體成分和營養狀況[2]。相位角(phase angle,PA)是用BIA測出的電阻(R)和電抗(Xc)向量之間的相關性產生的 ，其角度取決于細胞組成和組織的水量以及其膜電位[3]。PA值低表明Xc低，R值高，說明細胞完整性降低；相反，PA值高，Xc值高，R值低，說明細胞處于適當健康狀態[4]。Máttar[5]報告說，大多數人群中PhA 在 3°～15°。與其他種族相比，亞洲人的PA水平相對較低[1]。PA可用于監測營養不良和診斷臨床預后，BIA和PA可作為評估肝硬化、敗血癥、糖尿病和腎臟疾病的營養狀況和預后的指標[6]。但PA在體檢人群中的應用較少，故本研究旨在分析PA與體成分之間的相關性，以期為探索PA在營養和疾病預后方面的預測作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020年1月—2020年7月在河南省某三級甲等醫院健康管理中心進行健康體檢的人群為研究對象。納入標準：①年齡≥18歲；②無嚴重腎病、感染或腫瘤等；③知情同意，并自愿參與人體成分分析測定。排除標準：①繼發性肥胖者，如庫欣綜合征、甲狀腺功能減退等；②體內有金屬或心臟起搏器等醫療器械，無法進行體成分分析測定者。最終共納入符合條件研究對象2 716例。

1.2 測量方法

1.2.1 相位角及體成分指標測定 采用韓國Biospace公司制造的Inbody 770人體脂肪成分分析儀，通過生物電阻抗法，測量人體的50 Hz PA、細胞內水分(intracellular water,ICW)、細胞外水分(extracellular water,ECW)、總水分(total body water,TBW)、體質指數(body mass index,BMI)、體脂比(body fat mass,BFM)、內臟脂肪下面積(visceral fat area,VFA)、腰臀比等指標。PA=[電抗(Xc)/電阻(R)]×(180/π)。

1.2.2 糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)指標測定 通過醫院的全自動生化分析儀，抽取空腹靜脈血5 mL，測定其HbA1c。

2 結果

2.1 基本情況 共納入研究對象2 716例，其中男1 992例(73.3%)，女724例(26.7%)，男女比例約為2.75∶1；年齡(56.19±14.19)歲；ICW為(22.64±4.21)L；ECW為(14.07±2.44)L；TBW為(36.71±6.63)L；BMI為(24.95±3.34)kg/m2；BFM為(20.33±6.17)%；VFA為(94.80±33.20)cm2；HbA1c為(6.02±0.85)%；PA為(5.34±0.79)°。不同性別體檢人群的基本情況見表1。

表1 不同性別體檢人群的基本情況

2.2 PA與人體測量學特征和HbA1c的相關性 Spearman相關分析結果顯示，PA與ICW(r=0.65)、ECW(r=0.51)、TBW(r=0.60)、BMI(r=0.38)呈正相關；與年齡(r=-0.55)、ECW/ICW(r=-0.91)、ECW/TBW(r=-0.92)、VFA(r=-0.13)、HbA1c(r=-0.17)呈負相關；與BFM(r=0.05)無明顯相關性。見表2。

表2 PA與人體成分指標的相關性(r值)

2.3 多元逐步回歸分析PA的影響因素 以PA為因變量，年齡、ICW、ECW、TBW、ECW/ICW、ECW/TBW、BMI、BFM、VFA、HbA1c為自變量，進行多元線性逐步回歸分析，結果顯示，ICW、ECW/TBW、BMI、VFA是PA的影響因素。見表3。

表3 多元線性逐步回歸分析PA的影響因素

3 討論

PA計算來自電阻和電抗。電阻與組織水合作用有關，電抗是由人體細胞膜電容產生的[7]。近年來，PA已經被用作評估不同疾病病人臨床結果和營養狀況的預后參數[8]，在監測和篩查糖尿病、血液透析、肝硬化、癌癥和疾病死亡率中發揮關鍵作用[9]。50 kHz最常用于人類測量最大電阻和電抗[10]。HbA1c是臨床篩查、診斷糖尿病的重要指標之一，具有高敏感性、高特異性和穩定等特點，在診斷糖尿病中應用廣泛[11]。

本研究Spearman相關性分析發現，PA與ICW、ECW、TBW、BMI呈顯著正相關，與年齡、ECW/ICW、ECW/TBW呈顯著負相關關系。PA與ICW呈正相關，這可能由于人體電阻行為主要取決于身體組織的水合作用，而電阻R值與細胞內液成反比，意味著ICW越高，電阻R值越低[12]，故PA與ICW呈正相關。PA與ECW呈正相關，這與其他研究結果一致[6]，這可能與高血糖會引起細胞外各室的滲透壓變化，從而導致水分從細胞內移動到細胞外，而這些滲透性液體的轉移會影響血清張力，可能會導致晚期腎衰竭病人出現容量超負荷癥狀[13]。PA與BMI呈正相關，與Bosy-Westphal等[14]的研究結果一致，在BMI正常和偏高的人群中，PA隨著BMI的增加而增加，然而在嚴重肥胖(BMI>40 kg/m2)時PA與BMI存在負相關。隨著BMI的增加，細胞數量(脂肪或肌肉細胞)也會增加，由于電抗依賴于細胞膜的數量，PA也會隨著增加[1]，但BMI較高時，可能由于細胞膜功能狀態喪失，體液超負荷，所以導致嚴重肥胖病人PA較低有關[15]。PA與年齡呈負相關，這與其他研究結果一致[16]，這可能與軟組織質量隨著年齡的增長而減少有關，所以PA隨著年齡的增加而減小。PA與HbA1c呈負相關關系，這與其他研究結果一致[17]，這可能與高血糖病人分解代謝導致活性細胞量減少有關。

本研究多元線性逐步回歸分析結果顯示，ICW、ECW/TBW、BMI、VFA是PA的影響因素。ICW是PA的影響因素，這是因為電阻主要來自細胞外液和細胞內液，電容來自細胞膜，電容和電阻反映了受疾病、營養狀況、水合狀況等各種因素影響組織的不同電特性[18]。ECW/TBW是PA的影響因素，這是由于ECW/TBW比率變化可能與水腫或營養不良有關[19]，而且電解質水平會影響BIA測量，由于流體和電解質的變化還會影響細胞內液和細胞外液的比例，進而影響電阻率[20]。BMI是PA的影響因素，這是由于PA主要受細胞膜的數量和功能狀態的影響，而BMI大小與細胞的數量有直接相關性[21]，故BMI是影響PA的因素之一。VFA是PA的影響因素，這是由于VFA反映了內臟脂肪面積的大小，這與細胞數量有直接關系[22]，故VFA是PA的影響因素。

綜上所述，本研究發現，體檢人群的PA與ICW、ECW、TBW、BMI呈正相關；與年齡、ECW/ICW、ECW/TBW、VFA、HbA1c呈負相關；與BFM無明顯相關性；ICW、ECW/TBW、BMI、VFA是PA的影響因素。PA可以用來評價某些疾病的預后和營養狀況，相關影響因素較多，建議可以納入不同種類人群來明確相位角與各相關因素的關系，為臨床工作提供參考。