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人体测量学参数与定量CT QCT腹部脂肪分析测量 腹部脂肪的相关性与预测误差+

2022-04-01 21:06:34      点击:

成都华西华科研究所分析人体测量学参数与定量CT  QCT腹部脂肪分析测量 腹部脂肪的相关性与预测误差+

 [摘要]目的通过比较人体测量学方法与定量cr(Qcr)方法,探讨人体测量方法与qct(QCT腹部脂肪分析)测量腹内脂肪的相关性及预测 误差。方法测量568名中国成人(男234334人)身高体质量腰围臀围并进行腰椎CT扫描。采用QCT 软件的体质成分测量功能定量测量腹部脂肪分布,测得丁1212345椎体下缘水平及脐层面的腹内脂肪面积(¥?八)和 总脂肪面积TFA),计算出皮下脂肪面积SFA)、总腹内脂肪体积TVFV)、总皮下脂肪体积TSFV)、总脂肪体积。采用线性回 归分析体质量指数BMI)、腰围、臀围和腰臀比同VFA的相关性,用标准估计误差SEE)预测VFA同实际脂肪面积的误差值。 结果腰围与不同解剖位置的VFA相关性均优于臀围、BMI和腰臀比,其相关系数记分别为0.480. 64(男)、0. 530.66 (女),P0. 01。腰围预测VFA同实际脂肪面积的SEE分别为25. 3631. 57 cm2 (男),23. 6425. 31cm2 (女。达均值为 23. 13%27. 78%(男,5. 44%36. 03%(女)。结论人体测量学参数预测VFASEE较显著,而QC丁可以更精确地测量 VFA具有临床应用潜力。

[关键词]人体测量学;复部脂肪;定量计算机断层扫描

      

腹部脂肪测量中人体测量指标与定量CT的相关性及预测误差

3[目的]探讨定量CTQCT)测量人体体表指标和腹部内脏脂肪的相关性和标准估计误差。方法测量北京的身高、体重、体重。AIST周长(WC),

中国成年人568例(男234例,女334例)臀围(HC)。应用QCT扫描数据,通过MQueQ-QCT软件的组织组成模块定量测量腹部脂肪组织。在T12L1L2L3L4L5椎体和脐部下切片测量总脂肪面积(TFA)和内脏脂肪面积(VFA)。根据测量结果计算皮下脂肪面积(SFA)、总腹部脂肪体积、总内脏脂肪体积(TVFV)和总皮下脂肪体积(TSFV)。BMIWCHCWHRVFA之间的相关性进行了评估。计算了QCT预测VFABMIWCHCWHR的标准估计误差(见)。结果不同解剖部位WCVFA的相关性优于BMIHCWHR,相关系数R20480。男性64例,女性0例。530。女性66

p0〉。01WCQCT测得的VFA中的预测值为25363157厘米2(男性),23642531厘米2Fe男性),或23.13% - 27.78%(男性),2544%3603(女性)。结论活体参数在VFA预测中的标准估计误差是显著的,QCT是一种更准确的VFA测量方法,具有潜在的临床应用价值。

应用。

[关键词]人体测量;内脏脂肪;定量计算机断层扫描

近年来随着生活水平的提高,肥胖问题越来越受到人们的 关注与重视。大量临床和流行病学研究证实肥胖正变成一个 严重的社会公共卫生问题,其同多种代谢相关疾病存在关联, 例如高血压,糖尿病,血脂异常,以及心血管疾病等[—3]。肥胖 分为多种类型,其中腹型肥胖即内脏型肥胖,已经作为代谢综 合征一个独立组成部分,腹内脂肪的异常积累会增加心血管疾 病的患病率[—5]。因而腹部脂肪精确测量能够实现更精准全面 的评估和预测各种心血管疾病事件。目前临床工作中采用人 体测量学方法来预测腹部脂肪,例如体质量指数(BMI )、腰围、

臀围或者腰臀比。指标简易经济,而腰围被认为是优于BMI 和腰臀比的指标[]。但是这些方法只能间接反映腹内脂肪,对 于真实脂肪的评价缺乏准确性。由于脂肪自身的低衰减、易在

图像上识别的特征,使得定量CT(quanitaivecomputedtomo- graphyQCT)能够测量出横断面图像上腹内脂肪面积(visceral fatareaVFA)和皮下脂肪面积(subcutaneous fatareaSFA)。 但是考虑到辐射剂量、精确性和经济性等问题,许多研究者建 议使用单一横截面脂肪面积来代表总腹内脂肪[7]。Kobayashi [8]认为男女脐层面均能够很好地代表腹内脂肪,而另有研究

*

也指出L2/L3间隙腹内脂肪面积能更好地预测腹内总脂 肪[9]。本研究采用单一横截面积预测总腹内脂肪,进而探讨人 体测量学方法与QCT测得VF八的相关性,来观察前者是否 能较好地预测腹内脂肪含量。

1资料与方法

[4]       _般资料选取20146月至201510月于北京积 水潭医院参与骨科退行性疾病的病因学研究项目募集者568 名,均为健康成人,年龄2173岁,其中,男234名,女334名, 作为研究观察内容,需进行腰椎CT扫描。这些募集者均排除 了已知的糖尿病,可能的库欣综合征,服用大量类固醇激素。 本研究在北京积水潭医院完成,经该院伦理委员会批准,所有 募集者在参与前均已签署知情同意书。只是对这些募集者的 腰椎CT图像数据进行分析。

[5]       方法

1.2.1人体测量学通过问卷调查的方式获得参与者的年 龄、籍贯、既往史,所有参与者均在身着内衣和赤足的情况下, 测量身高、体质量、腰围和臀围。4种不同的测量指标如下:按 体质量kg)/身高m2)计算体质量指数BMI)腰围cm)选取 脐平面、臀围cm)选取在耻骨联合与臀肌突出的广泛层面、腰 臀比即腰围cm)/臀围cm)

1.2.2腹部脂肪的CT扫描CT扫描设备采用Toshiba Aq- uilion 80CT采用美国Mindways公司5样本固体QCT 体模。QCT测量前均用QA进行常规校准。扫描技术参数为 120 kV、125 mAs像素 0.78 mm2,扫描视野SFOV) 500 mm床高120 cm螺距0. 8 mm矩阵512X512。受检者仰卧于检 查床,QCT体模垫于腰部下方,双手抱头,扫描范围从T12椎 体上缘螺旋扫描(层厚1.00 mm层间距1.0 mm)S1椎体下 缘水平。

2.          QCT脂肪测量将获得的CT图像数据传输至Mind- ways公司的QCT骨密度测量分析软件(QCT PRO)工作站。 采用该公司QCT骨密度测量中体脂分析软件测量脂肪面积, 以椎间隙为解剖标志,以下解剖区域为测量位置(图1):(1) T12椎体下缘水平层面;2)L1椎体下缘水平层面;3)L2椎 体下缘水平层面;4) L3椎体下缘水平层面;5)脐水平层面;

186.0             L4椎体下缘水平层面;7)L5椎体下缘水平层面:分别获 得每个层面的VF八和总脂肪面积(total fatareaTFA)SFA = TFA—VFA。D1 代表丁12/L1 L1/L2 之间的距离; C2代表L1/L2L2/L3之间的距离;D3L2/L3L3/L4 之间的距离;D4L3/L4L4/L5之间的距离;D5L4/ L5L5/S1之间的距离。腹部总脂肪体积TTFV)= TFAl1/L2 XD1 + TFAl2/L3 X D2 + TFAl3/L4 X D3 + TFAl4/L5 X D4 +TFAL5/S1 X D5 ;总腹部内脏脂肪体积(total visceral fat volumeTVFV) =VFAl1,l2 XD1 +VFAl2/l3 XD2 +VFAl3/l4 X D3 +VFAM/l5 XD4 +VFAl5/s1 XD5 ;腹部皮下脂肪总体积(to­tal subcutaneous fat area, TSFV) =TTFVTVFV 所有测量 操作均由1名有经验的放射科医生完成,以往研究已经说明该 测量方法有着良好的重复性[10]横断面的体脂组成成分见 图2

1.3统计学处理采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。正 态分布计量资料以王表示,组间比较采用独立样本r检验; 用线性回归分析BMI腰围、臀围和腰臀比同VFA的相关性,

标准估计误差(standard estimate error,来得出预测腹内 脂肪面积同实际脂肪面积的误差大小。此外,也对所有个体的 人体测量值和每个解剖位置层面的VFATVFV间进行线

性回归分析。以_P<0. 01为差异有统计学意义。

2

2.1人群男女基本资料比较本研究中纳入对象平均年龄

(2.87±11. 00)身高1. 65 ±0. 08) m,体质量68.01 12.69)kg,腰围85.65 ± 10.55) cm,臀围98.89 ± 6.64)cm,腰 臀比(0.86±0.07),BMI(24.93±3.52)kg/m2,男性与女性一 般情况见表1。在男性和女性中从L5/S1L1/L2 VFA均逐 渐增大,L1/L2至丁12/L1 VFA呈下降趋势,TVFV男性明显 多于女性,而TSFV则相反。

1 CT图像矢状位与冠状位椎体上的不同解剖

位置下测量标识

蓝色区域:脂肪组织;黄色区域:肌肉软组织;点状绿色套锁外:皮 下脂肪;点状绿色套锁内:腹内脂肪;绿色和紫色区域:椎体及附件。

2 横断面的体脂组成成分

1 人群男女基本资料比较(±5)

项目

(n=234)

(n=334)

P

年龄(岁)

42 68±10. 60

4299±1129

0.738

身高(m)

1 72±0. 06

160±006

<0.01

体质量(kg)

77 10±11.10

6164±945

<0.01

BMI(kg/m2)

26 07±3 14

2413±355

<0.01

腰臀比

0 91±0.06

084±006

<0.01

腰围(cm)

91.24±8.64

8171±999

<0.01

臀围(cm)

100.75±5.81

9759±688

<0.01

脐层面VFA(cm3)

127.25±47.75

9687±3977

<0.01

T12/L1 VFA(cm3)

170. 36±71 80

9820±5933

<0.01

L1/L2 VFA(cm3)

179. 59±71 80

11106±5956

<0.01

L2/L3 VFA(cm3)

170. 50+65. 66

11113±5687

<0.01

L3/L4 VFA(cm3)

141. 43±55.16

10283±4762

<0.01

L4/L5 VFA(cm3)

119. 53+41. 88

9718±3848

<0.01

L5/S1 VFA(cm3)

104.71+35.03

9285±3446

<0.01

TVFV(cm3)

2 505. 21 + 999. 84

167969±73099

<0.01

TSFVCcm3)

2 330. 74±1 049.11

2 648. 96±1 004 59 <0.01

TTFVCcm3)

4 835. 95 ±1 833.40

4 328. 65 ±1 579.63 <0.01

86

表2    男性中不同解剖位置腹内脂肪面积与人体测量值的相关性和SEE

人体测量

脐层面

T12/L1

L1/L2

L2/L3

L3/L4

L4/L5

L5/S1

指标

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

腰围

0. 57*

31 57*

0. 60*

47. 32*

0. 63*

43. 96*

0. 64*

39 44*

0 57*

36 26*

0 57*

27. 60*

0. 48*

25. 36*

BMI

0. 47*

34. 75*

0. 55*

50. 29*

0 56*

47. 68*

0. 55*

44 17*

0 44*

41 52*

0. 43*

31 64*

0. 33*

28. 72*

臀围

0. 25*

41 49*

0. 30*

62. 76*

0. 30*

60. 11*

0. 29*

55. 45*

0 22*

48 87*

0. 23*

36. 74*

0. 22*

31 07*

腰臀比

0. 42*

36. 42*

0. 41*

57. 44*

0. 44*

53. 84*

0. 47*

47. 95*

0 46*

40 47*

0. 44*

31 39*

0. 35*

28. 38*

* P<0. 01

3

女性中不同解剖位置内脏腹内脂肪面积与人体测量值的相关性和SEE

人体测量

脐层面

T12/L1

L1/L2

L2/L3

L3/L4

L4/L5

L5/S1

指标

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

R2

SEE

腰围

0. 60*

25. 31*

0. 65*

35. 38*

0. 66*

34. 61*

0. 64*

34 07*

0 63*

29 09*

0 59*

24. 72*

0. 53*

23. 64*

BMI

0. 45*

29. 47*

0 52*

41 04*

0. 53*

41 09*

0. 50*

40 13*

0 49*

34 11*

0. 44*

28. 82*

0. 33*

28. 30*

臀围

0 44*

29. 83*

0 50*

42. 03*

0. 50*

42. 26*

0. 47*

41 35*

0 47*

34 86*

0. 44*

28. 81*

0. 38*

27. 13*

腰臀比

0 40*

30. 82*

0. 41*

45. 57*

0. 44*

44. 75*

0. 43*

42 96*

0 42*

36 41*

0 39*

30 16*

0. 36*

27. 54*

* :P<0. 01

4

在男女中不同解剖位置下VFA与人体测量值同TVFV的相关性

项目

VFA

腰围

臀围

腰臀比

BMI

T12/L1

L1/L2

L2/L3

L3/L4

L4/L5 L5/S1

脐层面

TVFV(

0 715*

0 790*

0. 858*

0 833*

0 822

* 0 738

*

0. 803*

0. 565*

0. 248*

0 422*

0. 473*

TVFV(

0 820*

0 914*

0. 952*

0. 951*

0 921

* 0 835

*

0 913*

0. 643*

0. 485*

0 421*

0. 495*

* :P<0. 01

2.2各人体测量值与不同解剖位置层面VFA的相关性及 例如腰围臀围腰臀比和BMI其中,BMI广泛用于描述诊 SEE在男性和女性中腰围与不同解剖位置下的VFA的相 断肥胖,根据世界卫生组织标准:BMI>25kg/m2视为超重, 关性均优于臀围、腰臀比及BMI,其相关系数只2值分别为男     BMI>30kg/m2为肥胖。然而BMI并不能够很好区分个体质

0 480. 64(表2),女性0. 530. 66(表3),所有P<    量偏瘦及肥胖个体的质量,同时也难以区分皮下脂肪与腹内脂

[6]       01。在男性和女性的腰围中,预测VFA同实际脂肪面积的 肪。腰围能够同时反映皮下脂肪组织含量和腹内脂肪组织含 SEE分别为男性25. 3631. 57 cm2 (2),女性23. 64         量,而臀围被认为可反映皮下脂肪组织含量,而腰臀比同QCT

25. 31cm2 (表3 )。达均值的23. 13%■〜27. 78% (男性 所测得VFA/SFA比值有着一定的相关性,但是Ashwell 25.44%~36.03%(女性)。  [14]指出内脏脂肪组织/皮下脂肪组织VAT/SAT)比值和肥

2.3在两性中人体测量值和不同解剖位置层面的VFA   胖机制的相关性尚无确凿证据存在。而大量研究发现,将腰围

TVFV相关性比较在两性中腰围、臀围、腰臀比、BMI         作为代谢综合征人群的腹内脂肪预测指标较可靠[6]

TVFV均有相关性,而且腰围同TVFV相关性最好只2 = 0. 565    本研究结果显示,腰围在预测VFA方面优于BMI腰臀

(男),2 =0. 643 (女)。在男性中不同层面的VFATVFV     比和臀围与上述结论较吻合但是当笔者用腰围预测腹内脂

的均有较高的相关性CR2:0. 715〜0. 858),女性中也具有较高 肪含量与QCT测得真实腹内脂肪含量进行比较发现在脐层 的相关性(只2 :. 820〜0. 952),所有P<0. 01,见表4。       面男性和女性中误差值分别为24. 81%、26. 13%,L2/L3

3       面男女性腰围预测面积同实际面积的误差也达到23. 13%,

目前肥胖已成为高血压高脂血症糖尿病等疾病的独立 30. 66%。上文结果提示,L2/3腹内脂肪面积可以较好地评估 危险因素而腹部脂肪的异常堆积不仅是心血管疾病重要的危       总腹内脂肪含量总体来看腰围预测不同解剖位置腹内脂肪

险因素还会增加胰岛素抵抗和其他代谢性疾病的发生 含量同实际值在男性和女性中误差分别为23. 13%〜27. 78%, [3,’11]这与腹部脂肪的自身代谢密切相关首先随着腹型       25.44%〜36.03%。可见在临床中仅依靠腰围来评估腹内脂

肥胖的形成脂肪细胞脂肪水解能力增强大量游离脂肪酸由      肪存在较大误差且会造成内脏型肥胖的误诊或漏诊

门静脉系统汇入肝脏,形成胰岛素抵抗,另一方面腹内脂肪组    随着内脏型肥胖越来越被认为是代谢疾病的独立高危因

织本身也能释放激素例如脂联素炎性因子等进一步引起上   [11]对于肥胖的精确诊断显得尤为重要虽然人体测量学

述代谢性疾病[1213]所以预测腹型肥胖和是否有腹部脂肪        指标例如腰围等能够简单易行地预测内脏型肥胖但这些指标

的异常堆积在防治以上代谢相关疾病中具有重要作用。         同真实VFA存在较大误差无法实现精确诊断目前,MRI

目前临床工作中更多的是采用简易的人体测量学方法CT均能在既定的解剖位置下较好地描绘出皮下脂肪和腹内脂肪分布[15],然而MRI测量腹内脂肪时存在以下不足:腹 内脂肪与肠管及肌肉相邻,且受肠腔内容物移动影响,易引起 部分容积效应,且扫描时间长,而QCT测量腹腔腹内脂肪不 易受腹部肠腔内容物的影响,且能够直接测量腹内脂肪,但 QCT受到辐射剂量的限制,为了降低辐射剂量,更多研究者选 取单一横截面积图像来代替总腹内脂肪。在本次试验中所体 现任意层面VF八同TVFV都有着很好地相关性,在男性中 VF八与TVFV相关系数记为0. 7150.858,在女性中记为

[7]       8200.952,其中对于L2/L3椎间隙下测得VF八同TVFV 相关性在两性均是最好。在表1中看出腹内脂肪更多是积累 于上腹部即L1/L2L3/L4的区域,而该区域内大网膜和肠 系膜的腹内脂肪细胞相较于腹膜后的脂肪细胞更加活跃,会释 放更多的游离脂肪酸导致脂质代谢紊乱,那么相较于下腹部, 上腹部的腹内脂肪组织同代谢紊乱更加密切[16],这也与本实 验的结果符合。Shen等「17]研究中也指出,在男性中高于肚脐 层面10 cm和在女性中高于肚脐层面5 cm的位置VATTVFV有着很好的相关性,与本研究中L2/L3椎间隙位置相 仿,但每次测量过程中精确至脐平面上多少距离是困难的,而 用每个椎间隙下缘的层面当做测量标识,既能保证精确,也能 缩短测量时间。本研究不足之处在于未能纳入上述提及代谢 性疾病的危险因素指标,故在以后研究中,笔者会结合这些因 素指标,确定是否在上述的L2/L3椎间隙下测得VFA能够评 估与腹型肥胖相关疾病的发生风险。

综上所述,本研究发现腰围较BMI腰臀比和臀围能更好 地预测腹内脂肪,但存在较大误差。而QCT能够准确定位、 精确定量腹部任意一层面的VFA而且这些层面的VF八同 TVFV的相关性均明显优于人体测量学指标。所以,建议临 床工作中在确定腰围的基础之上,结合QCT的方法对腹部脂 肪达到更加精细化的评价,而为了降低CT辐射剂量,建议对 L2/L3椎间隙的水平层面扫描即可。

成都华西华科研究所研发生产多种定量CT QCT骨密度测量体模软件分析系统
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