我国中青年男性腹部脂肪分布CT定量 QCT骨密度测量体模软件系统测量法 测量的研究
成都华西华科研究所分析我国中青年男性腹部脂肪分布CT定量 QCT骨密度测量体模软件系统测量法 测量的研究
【摘要】目的探讨我国中青年男性腹部脂肪分布特征。方法采用定量CT测量62名男性脐 上11 cm至脐下8 cm共20个层面总脂肪面积(TFA)、腹腔内脂肪面积(VFA)、皮下脂肪面积(SFA),并 计算总腹部脂肪体积(TTFV)、总腹腔内脂肪体积(TVFV)、总腹部皮下脂肪体积(TSFV)。以BMI 25 kg/m2为界,分为BMI<25 kg/m2(非超重/肥胖)组和BMI>25 kg/m2 (超重/肥胖)组,各31名,并进行统 计分析。结果 VFA从下腹部至上腹部逐渐增加。BMI>25kg/m2组和BMI<25kg/m2组最大SFA 分别位于脐下4 cm和2 cm,随上、下层面的增加SFA逐渐减小。所有层面TFA、VFA、SFA均与相应的 TTFV(_R2=0. 87〜0. 98)、TVFV(_R2=0. 77〜0. 97)、TSFV(_R2=0. 84〜0. 96)相关。VFA 在脐上 4 cm、
5 cm层面与TVFV相关性较其他层面更显著(_R2 = 0. 98、0. 97)。TVFV与WC、WHR、BMI、TSFV、
TTFV有相关性,与臀围(HC)无相关性。结论我国中青年男性腹部脂肪分布具有特征性;VFA在 脐上4cm、cm最能代表TVFV;WC、WHR、BMI、TTFV、TSFV与TVFV的相关性均弱于腹部任意层 面 VFA。
【关键词】腹部;旨肪;分布特征;定量计算机断层扫描
研究[1]表明,腹部脂肪含量,尤其是腹腔内脂肪 含量与MS、冠心病、骨密度等关系密切,而皮下脂肪 与MS等相关性并不明显。WC与腹腔内脂肪含量 相关,然而WC并非最优的MS定义组分,腹腔内脂 肪含量具有更高的敏感性。以往关于腹部脂肪分布 的研究多选用L4〜L5或脐平面作为腹部脂肪测量 的标志,国外相关文献[2]认为,上腹部的单层图像较 L4〜L5层面单层图像更能代表总腹部脂肪体积 (TTFV)和总腹部皮下脂肪体积(TSFV);另有研 究3表明,了 12〜L1和L1〜L2层面腹腔内脂肪体 积较L4-L5及其他层面测得腹腔内脂肪体积更能预 测MS相对危险度,但各个测量层面均与MS相关, 皮下脂肪体积在不同层面与MS相关性相当。然 而,同欧美国家相比,我国人群的体脂分布具有一定 的特殊性,表现为肥胖程度较轻,而体脂分布趋于向 腹腔内积聚,更易形成腹型肥胖。目前,关于我国中 青年男性腹部脂肪分布特征的研究报道鲜见,因此 本文采用CT定量测量不同层面腹部脂肪分布情 况,旨在探讨其与国外人群不同层面脂肪分布特征 是否具有类似结果。
对象与方法
_、研究对象
选取2013年12月至2014年9月于北京积水 潭医院参与我国人群骨科退行性疾病的病因学研究 项目募集者62名,均为健康中国男性,年龄26〜59 岁,且均需进行腰椎CT平扫。以BMI 25kg/m2为 界,分为BMI<25 kg/m2(非超重/肥胖)组和BMI> 25 kg/m2(超重/肥胖)组,各31名。排除患有脂肪 萎缩症、甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退等全身和 代谢性疾病及服用糖皮质激素、降TC等药物者。 本次研究只是对这些志愿者的腰椎CT图像数据进 行分析,没有额外接受射线。所有募集者在参与前 均已签署知情同意书,该项目经过北京积水潭医院 伦理委员会审核通过。
二、研究方法
[4] 人体测量数据:通过问卷方式获得募集者年 龄、籍贯、既往史。在穿着内衣的情况下测量身高、
体重、WC、臀围(HC),并计算BMI及WHR。
[5] QCT扫描技术:CT扫描设备采用Toshiba Aquilion 64 排 CT(Toshiba,Tokyo,Japan)。测量 前常规校准。扫描技术参数为120 kV、250 mAs,像 素 0. 78 mm2,DFOV 400 mm,床高 73 cm,螺距 0. 8
mm,矩阵512X512。采用美国Mindways公司5样 本固体QCT体模。受检者仰卧于检查床,体模垫于 腰部下方(放置范围包括全腹),双手抱头,从T12椎 体下缘螺旋扫描(层厚1. 00 mm,层间距0. 8 mm)至
S3 水 平 。
[6] QCT脂肪测量:将获得的容积数据传至 Mindways公司的QCT骨密度测量分析软件(QCT PRO)工作站。采用该公司QCT骨密度测量分析软 件测量脂肪面积,具体方法在以往研究[4]中有详细 介绍。以脐水平(U)为参考标准,从脐上11cm到脐 下8 cm、每隔1cm薄层轴位图像进行测量,分别得 到20个层面腹部总脂肪面积(TFA)、腹腔内脂肪面 积(VFA)测量值(图1 ),并计算腹部皮下脂肪面积 (SFA,SF A=TFA-VFA)、TTF V、总腹腔内脂肪体 积(TVFV)、TSFV。各层面脂肪面积乘以层间距 (0. 8 mm)后加和为相应的总脂肪体积。所有测量 操作均由1名有经验的放射科医生负责(图1)。
蓝色区域代表脂肪组织Fat tissue is represented by blue;黄色 区域为肌性软组织Sott tissue isrepresentedbyyellow;绿色套索 外蓝色区域代表腹部皮下脂肪Blue regionoutside the green lasso represent abdominal subcutaneous fat;绿色套索内蓝色区域代表腹 月空内脂肪 Blue region inside the green lasso represent visceral fat 图1 QCT PRO软件所示脐层面脂肪分布情况 Fig 1 Distribution of at at navel plane shown by QCT PRO software
三、统计学方法
采用SPSS 13. 0软件进行统计学分析。正态分 布的计量资料以S s表示,组间比较采用独立样本 ^检验;分别绘制两组腹部TFA、VFA、SFA分布线 图,并对各个个体测量层面与相应层面VFA进行线 性回归分析。对所有个体各个层面的TFA、VFA、 SFA 及 WC、HC、WHR、BMI 与 TFV、TVFV、TS- FV及TTFV、TVFV、TSFV间行线性回归分析。
124
结果
_、两组一般情况及腹部不同层面脂肪分布的
特点
本研究中,纳入对象年龄(41. 0±9. 0)岁,身高 (171. 1±5 9) cm,体重(74 2±10_ 1) kg,WC(88. 5 ± 7. 3) cm, HC (100. 4±5. 9) cm, WHR (0. 89 士 0• 05),BMI(25_ 3±3_ 1) kg/m2,TTVFV(2460. 8 士 817. 4)cm3,了SFV(2733_ 6±1010. 1)cm3,V/S(0_ 95 ±0. 31),TTFV 为(5193. 3±1611. 4)cm3,两组一般
情况比较,见表1。
两组不同层面TFA、VFA、SFA分布曲线,见图
2。三对曲线显示,两组腹部脂肪分布具有特征性, 并具有相似性。从脐下8 cm至脐上7 cm VFA逐渐 增大;脐上7 cm〜11cm VFA曲线在<25kg/m2组稍 呈下降趋势,BMI>25kg/m2组平缓上升。BMI>25 kg/m2组与<25kg/m2组SFA分别位于脐下4 cm和 脐下2 cm,随上下层面的增加,SFA逐渐减小。两组 TFA分布特征不明确。
表1两组一般情况的比较
Tab 1 Comparisonofgeneraldatabetweentwogroups(:c±s)
组别 |
例数 |
年龄(岁) |
身高 |
体重 |
BMI |
WC |
Group |
n |
Age(y) |
Hight(cm) |
Weight(kg) |
(kg/m2 ) |
(cm) |
BMI<25 kg/m2 |
31 |
40 9±9. 0 |
171. 8±5. 7 |
67. 7±6. 2 |
22 9±1 6 |
84 7±6. 6 |
BMI>25 kg/m2 |
31 |
41 1±9. 0 |
170. 5±6. 1 |
80. 6±9. 1 |
27. 7±2 2 |
92. 2±5. 9 |
P |
|
0 9210 |
0. 3740 |
0 0001 |
0 0001 |
0 0001 |
组别 |
HC |
WHR |
TVFV |
TSFV |
V/S |
TTFV |
Group |
(cm) |
(cm3) |
(cm3 ) |
(%) |
(cm3 ) |
|
BMI<25 kg/m2 |
97. 4±4 0 |
0. 87±0. 05 |
2062. 7±741 0 |
2276. 6±822. 8 |
0. 94±0. 25 |
4337. 1±1442. 4 |
BMI>25 kg/m2 |
103. 4±6. 1 |
0. 89±0. 03 |
2858. 9±694 1 |
3190. 6±982. 9 |
0. 97±0. 37 |
6049. 4±1297. 7 |
P |
0 0001 |
0. 0470 |
0. 0001 |
0 0001 |
0 7500 |
0 0001 |
图2 两组不同层面TFA、VFA和SFA分布曲线 Fig 2 Distribution curve of TFA, VFA and SFA at different plane between two groups
二、腹部VFA分布特点
根据图2结果,取脐下8 cm至脐上7 cm共16 个层面VFA结果与测量部位进行线性回归分析,结 果表明,95. 2%(59名)的研究对象测量部位与相应
部位VFA呈正相关(_R2=0. 45〜0. 98),另3名研 究对象则无此相关性。进一步绘制这3名研究对象 不同测量部位VFA分布曲线图发现,其VFA均很 小,且各层面相对变化不大[(68. 8±7. 8) cm2;
125
(28. 2 ±5 77 cm2; (26. 2 ±3 3) cm2]。
三、 不同层面TFA、VFA、SFA与TTFV、 TVFV、TSFV相关性的比较
不同层面TFA、VFA、SFA均与对应的TTFV CR2=0. 87〜0 98)、TVFV(_R2=0. 77〜0 97)、T& FV(i?2 = 0. 84〜0.96)相关。其中,TFA在脐上3 cm、4cm、5cm层面与TTFV的相关性较其他层面 更显著CR2=0_ 97、0. 98、0. 97)VFA 在脐上 4 cm、 5 cm层面与TVFV相关性较其他层面更显著CR2 =0. 97 0 96) ;SFA在脐上5 cm层面与TSFV相 关性最显著CR2 = 0. 96)。(表2)
四、 WC、HC、WHR、BMI 与 TTFV、TVFV、 TSFV相关性的比较及TTFV、TVFV、TSFV间相 关性的比较
TTFV 与 WC、HC、WHC、BMI、TSFV、TVFV 均 相关CR2=0_ 77、0. 46、0. 40、0.67、0. 82、0. 73)TVFV 与 WC、WHR、BMI、TTFV、TSFV 均相关CR2=0_ 48、
[7] 350 39、0. 72、30),而与 HC 无相关性;TSFV 与 WC、HC、WHR、BMI、TTFV、TSFV 均相关(i?2 = 0 710 50、28、64、82、30)。(表 3)
表2不同层面TFA、VFA、SFA与相应的TTFV、 TVFV、TSFV相关性的比较i2)
Tab 2 Comparison on correlation of TFA,VFA and SFA at different plane with corresponding TTFV,TVFV and TSFVCi2)
层面Plane 脐上 Above navel
11 cm 10 cm 9 cm 8 cm 7 cm 6 cm
5cm 4 cm 3 cm 2 cm 1 cm
脐下 Below navel 1cm 2cm 3cm 4cm 5cm 6cm 7cm 8cm
TFA SFA VFA
TTFV TVFV TSFV
0 |
89 |
0 |
90 |
0 |
83 |
0 |
93 |
0 |
94 |
0 |
88 |
0 |
95 |
0 |
95 |
0 |
91 |
0 |
95 |
0 |
95 |
0 |
92 |
0 |
95 |
0 |
95 |
0 |
94 |
0 |
96 |
0 |
95 |
0 |
95 |
0 |
97 |
0 |
96 |
0 |
96 |
0 |
98 |
0 |
95 |
0 |
97 |
0 |
97 |
0 |
94 |
0 |
95 |
0 |
96 |
0 |
92 |
0 |
92 |
0 |
94 |
0 |
89 |
0 |
89 |
0 |
92 |
0 |
88 |
0 |
86 |
0 |
92 |
0 |
89 |
0 |
87 |
0 |
92 |
0 |
91 |
0 |
88 |
0 |
93 |
0 |
93 |
0 |
88 |
0 |
92 |
0 |
93 |
0 |
86 |
0 |
90 |
0 |
91 |
0 |
86 |
0 |
88 |
0 |
88 |
0 |
87 |
0 |
88 |
0 |
86 |
0 |
85 |
0 |
87 |
0 |
84 |
0 |
77 |
表 3 WC、HC、WHR、BMI 与 TTFV、TVFV、TSFV 相关性及TTFV、TVFV、TSFV间相关性比较i2)
Tab 3 Comparison on correlation of waist circumference, hip circumference, waist-hip ratio and BMI with TTFV,
TVFV and TSFV and among TTFV,TVFV and TSFV (i2)
项目 Item |
TTFV |
TSFV |
TVFV |
WC |
0 77 |
0. 71 |
0 48 |
HC |
0 46 |
0 50 |
无相关性* Nocorrelation |
WHR |
0 40 |
0 28 |
0 35 |
BMI |
0 67 |
0 64 |
0 39 |
TTFV |
|
0 82 |
0 73 |
TSFV |
0 82 |
|
0 30 |
TVFV |
0 73 |
0 30 |
|
* :_P = 0. 017;_P<0. 001时,相关系数不为0;_P<0. 05时,线性 回归方程成立 * :P=0. 017;correlationcoeficient isnot0 if 0. 001; linear regression equation can be established if P<0. 05
讨论
本研究表明,中青年男性腹部脂肪分布具有特 征性。在脐下8 cm至脐上11cm范围内,VFA由 脚侧至头侧逐渐增大,上腹部和下腹部(四区分法) VFA增加幅度有一定的差别,但62%以上的VFA 增加幅度大。Kuk等[3]研究表明,白人VFA分布 情况为L5〜S1至T10〜T11范围内,L2椎体中心 水平VFA最大,并向上、向下递减;L4椎体中心水 平SFA最大,并向上、向下递减,在T10〜T11至 T12椎体中心范围内,SFA趋于稳定。本研究结果 显示,从脐下8 cm至脐上7 cm VFA逐渐增大;脐 上7〜11cm VFA曲线在BMI<25kg/m2组呈下降 趋势,BMI>25kg/m2 组平缓上升。BMI>25kg/m2 组与BMI<25kg/m2组最大SFA分别位于脐下4 cm 和脐下2 cm,随上下层面的增加,SFA逐渐减小。 通过比较脐上下不同层面对应的解剖学位置发现, 脐平面大多数位于L4椎体中心及L4椎体下半部 分,脐上7 cm多位于L2椎体下半部分,脐上11cm 多位于L1椎体上缘;脐下2 cm、4 cm大致位于L5 椎体上、下终板水平,脐下8 cm多位于S1〜S2水 平。分别绘制每个研究对象不同层面VFA分布曲 线后发现,部分研究对象于上腹部较高层面VFA逐 渐减小。然而,本研究两组在较高层面VFA并未呈 现下降趋势,可能是由于所测量的最高层面较K u k 等所选取的最高层面低。BMI<25kg/m2组VFA、 SFA、TFA在任意层面均小于BMI>25kg/m2组, 但是V/S在两组中比较,差异无统计学意义。
126
脐上4 cm层面VFA与TVFV相关性最显著 CR2=0. 98)。内脏脂肪细胞的代谢比皮下脂肪细胞 活跃,在内脏型肥胖人群中,脂肪细胞内TG易分解 为FF A,从而引起高脂肪酸血症,并影响非脂肪组 织代谢。此外,内脏型肥胖导致脂肪细胞因子(具有 抗动脉粥样硬化和抗糖尿病的活性)分泌变化,引起 IS改变、低度炎症反应及凝溶异常等[5]。如果认为 腹内脂肪体积与M S、冠心病、血糖异常等相关性较 单一层面VFA更显著,则选取脐上4 cm(大约位于 L 3椎体水平)能更好的预测M S、冠心病、血糖异常 等风险度。研究[]表明,在L1〜L2到L3〜L4区域 的大网膜和肠系膜中具有更多的代谢活性高的内脏 脂肪细胞分布,更支持本研究的结论。然而,在脐上 11 cm至脐下8 cm范围内,无论选取何层面,该层面 VFA与TVFV均具有显著的相关性(i?2 = 0. 87〜 0 98)。WC、BMI与SFV的相关性较VFV显著,即 在WC、BMI的总变异中,皮下脂肪较腹腔内脂肪贡 献更多。WC、WHR、BMI均与TVFV相关,但其相 关性弱于在脐上11 cm至脐下8 cm范围任意层面 VFA与TVFV的相关性。因此,测量该范围内任 意层面VFA均可较WC、WHR、BMI更好地预测 MS、冠心病等风险度大小。WC是目前临床应用最 广泛的MS衡量指标,但并不是一个敏感指标。而 采用定量CT测量单层VFA可能比WC更有意义。 SFA> 10 0 cm2被认为是内脏型肥胖的诊断切点[7]。 由于VFA从脚侧至头侧其值逐渐增大,故在确定切 点或根据该切点进行危险度分析时,规范测量位置 具有非常重要的意义。大部分相关研究通常以腰椎 椎体及椎间盘作为解剖学标志进行腹部脂肪测量, 而本研究确定测量层面的方式为以脐为参考标准, 向上、向下每隔1 cm分别进行测量,采用该方式是 因为腰椎具有一定的生理曲度,以腰椎椎体及椎间 盘作为解剖学标志进行测量时较主观,且椎间隙的
高度受椎间盘变性影响,进而导致结果偏倚。相比 之下,本研究采用的测量方法更为精确、客观。
综上所述,本研究对我国中青年男性腹部脂肪 分布情况进行了阐述,证实了腹部不同层面VFA与 TVFV相关性有差别,但无论在何层面,该相关性 均显著,且高于WC、BMI、HC等测量指标。该研究 结果为我国人群腹部脂肪测量层面的选择提供了依 据。在临床工作中,考虑全腹CT扫描费用高、射线 剂量大及工作繁重等因素,可选择脐上4 cm进行单 层扫描,即可很好代表总腹腔内脂肪体积大小。
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网址:http:// www.qctqct.cn
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