何春林 顧秀華 左 坤 平 越

（上海第二工業(yè)大學(xué)，上海 201209）

青少年學(xué)生的體質(zhì)健康關(guān)乎國家和民族的發(fā)展與未來。在當(dāng)前青少年學(xué)生體質(zhì)健康水平持續(xù)下降的狀況下，加強(qiáng)對青少年學(xué)生體質(zhì)健康的監(jiān)測與研究不但重要而且十分迫切。

身體成分是指組成人體的各個組織、器官的總成分。根據(jù)生理作用的不同，人體可以分為體脂和瘦體重。在醫(yī)學(xué)臨床與基礎(chǔ)研究中，測量人體成分具有重要的價(jià)值。通過測量，可以確定人體成分的正常值范圍，可以評價(jià)生長發(fā)育、成熟以及老化的進(jìn)程，有助于對營養(yǎng)狀況進(jìn)行評定以及對患病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估等［1］。

人體成分比例，可以反映骨骼肌質(zhì)量、脂肪質(zhì)量、體脂率、腰臀比、營養(yǎng)狀況、體液平衡狀況，提供人體正常值范圍，評價(jià)生長發(fā)育等。但在現(xiàn)行學(xué)生體質(zhì)健康監(jiān)測項(xiàng)目中，全面的人體成分測試在絕大多數(shù)學(xué)校是空白，現(xiàn)行學(xué)生身體形態(tài)測試項(xiàng)目只是反映學(xué)生的身高體重指數(shù)，不能全面、直觀地反映例如骨骼肌質(zhì)量、脂肪質(zhì)量、體脂率、腰臀比以及營養(yǎng)評估等，因此，分析研究適合于學(xué)校的操作便捷、測試內(nèi)容豐富、體現(xiàn)數(shù)據(jù)精確，并能在學(xué)生人體成分測試廣泛運(yùn)用的測試方法，進(jìn)而為學(xué)生開具針對性的運(yùn)動處方，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，目的在于增強(qiáng)學(xué)生對體質(zhì)健康的認(rèn)識，提高學(xué)生進(jìn)行體育鍛煉的質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生體質(zhì)的全面提高。

一、生物電阻抗法（BIA）研究綜述

有關(guān)調(diào)查總體表明，我國學(xué)生的體質(zhì)健康狀況是在下降的。還有很多學(xué)者對于不同學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行了體質(zhì)研究，但是結(jié)果卻不盡相似，有學(xué)者的研究結(jié)果顯示學(xué)生的正常體重的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的40%都不到，有學(xué)者研究顯示，學(xué)生總體偏瘦。排除地域營養(yǎng)狀況的差異，一個統(tǒng)一的、準(zhǔn)確的測量方法才能將各種因素的影響降到最低。因此，一種可靠、精確、簡便的測量身體成分方法，對于正確全面了解學(xué)生的體質(zhì)，制定正確的訓(xùn)導(dǎo)方法，提高學(xué)生體質(zhì)，具有重大的影響。

通過文獻(xiàn)資料法和專家咨詢法研究分析，生物電阻抗法在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中已得到廣泛的研究和使用，它能監(jiān)測到人體中各種成分的比例，國外研究較多，國內(nèi)研究局限在臨床醫(yī)生、醫(yī)學(xué)院校和醫(yī)療研究單位。文獻(xiàn)研究大致分為兩類，第一類為生物電阻抗技術(shù)和原理的研究，主要有撖濤等的“人體成分分析儀設(shè)計(jì)——生物電阻抗原理的一種實(shí)現(xiàn)”、侯曼等的“應(yīng)用生物電阻抗法測定人體體成分的研究進(jìn)展”、黃海濱等的“生物電阻抗分析法（BIA）測量人體成分”、賀杰等的“生物電阻抗技術(shù)在運(yùn)動人體科學(xué)中的應(yīng)用”、劉群等的“生物電阻抗分析與人體體成分測量”、謝旭東的“生物電阻抗法測量人體成分的研究”等；第二類為人體成分測試結(jié)果的研究分析，主要有于康等的“成人體重指數(shù)和總體脂肪與血脂異常的相關(guān)性”、胡琴靜等的“2型糖尿病患者人體成分測定分析”、曾強(qiáng)等的“生物電阻抗技術(shù)分析人體脂肪成分與心血管病危險(xiǎn)因素的相關(guān)性”、賈汝梅等的“用生物電阻抗法對558名中學(xué)生體脂檢測”、宋曉君的“用生物電阻抗法測量體育學(xué)院學(xué)生體成分及分析比較”、李愛春“對評價(jià)大學(xué)生身體成分方法的研究”、馬革“雙能X線吸收法與生物電阻抗法測量兒童身體成分結(jié)果比較”、“雙能X線吸收法與生物電阻抗法測量肥胖兒童身體成分結(jié)果比較”、史亞軍“人體脂肪測量新方法研究”、侯曼“用生物電阻抗法測量人體體成分及分析”等。通過萬方數(shù)據(jù)查詢自1985年生物電阻抗法問世以來，鍵入“生物電阻抗”，共查出442篇文獻(xiàn)，鍵入“生物電阻抗”“學(xué)生”共查到69篇文獻(xiàn)。從文獻(xiàn)資料作者介紹來看，不難發(fā)現(xiàn)，作者絕大多數(shù)是醫(yī)務(wù)工作者，單位也基本為醫(yī)學(xué)院校、醫(yī)療研究單位，而在一般學(xué)校、體育教師運(yùn)用和推廣生物電阻抗法測試學(xué)生身體成分的研究很少，運(yùn)用生物電阻抗進(jìn)行大規(guī)模測試學(xué)生身體成分的幾乎為空白。

二、生物電阻抗法的研究

1.BIA測量原理。生物電阻抗法（Bioelectrical Impedance Analysis，BIA）目前已成為一種廣泛應(yīng)用的測量評價(jià)人體成分的方法，操作簡單，快速無創(chuàng)。其原理為人體細(xì)胞浸浴于導(dǎo)電的細(xì)胞外液中，而細(xì)胞由能選擇性通透某些離子的細(xì)胞膜包裹著導(dǎo)電的細(xì)胞內(nèi)液組成。細(xì)胞外液、細(xì)胞內(nèi)液的電學(xué)性質(zhì)接近于電阻，而細(xì)胞膜則可等效于電容。因此，人體的等效電路是若干電阻、電容構(gòu)成的串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。由于非脂肪組織具有比脂肪組織更小的電阻抗，當(dāng)交流電流加于人體時，電流將主要通過非脂肪組織，通過細(xì)胞內(nèi)、外路徑電流的比例與頻率有關(guān)。在低頻情況下，由于細(xì)胞膜電容的存在，細(xì)胞內(nèi)路徑的電阻相當(dāng)大，電流基本上只通過細(xì)胞外路徑。隨著電流頻率的增加，通過細(xì)胞內(nèi)路徑的電流的比例增大。

BIA通過得到的電阻抗值分析人體水分含量，進(jìn)而得出非脂肪物質(zhì)與脂肪物質(zhì)含量。目前較為理想的是采用多頻率分段阻抗測量方法，準(zhǔn)確估算人體細(xì)胞內(nèi)外液質(zhì)量及細(xì)胞內(nèi)外體積等數(shù)據(jù)，應(yīng)用于分析人體細(xì)胞內(nèi)外液體平衡狀態(tài)。

2.BIA測量數(shù)據(jù)的內(nèi)容、含量。生物電阻抗法測量人體身體成分可以獲得的具體數(shù)據(jù)指標(biāo)包括：體重、細(xì)胞內(nèi)/外水分、蛋白質(zhì)、骨內(nèi)/骨外無機(jī)鹽、身體水分含量、體脂肪、去脂體重肌肉量、骨骼肌、BMI、體脂百分比、腰臀脂肪比、節(jié)段肌肉均衡、節(jié)段浮腫、浮腫指數(shù)、內(nèi)臟脂肪、營養(yǎng)評估、體重管理、肥胖分析、均衡分析、身體力量、健康診斷、重量控制、健康評估、肥胖程度、BCM、BMC、BMR、人體各部位周長測量、每個節(jié)段和頻率的電阻抗值。

生物電阻抗法測量身體部位為右上肢、左上肢、軀干、右下肢、左下肢。測量年齡范圍3-99歲，測量體重范圍10-250kg，測量身高范圍95-220cm。

3.BIA測量精確度分析。自生物電阻抗法問世以來，國內(nèi)外許多學(xué)者對其測試結(jié)果與其它測試方法結(jié)果的相關(guān)性進(jìn)行了大量的研究，認(rèn)為生物電阻抗法測量結(jié)果和水下稱重法測量結(jié)果的差異無顯著意義，二者之間的相關(guān)系數(shù)為0.974［2］，用于人體成分分析的準(zhǔn)確度已得到許多的研究證明，而且準(zhǔn)確性高、安全性好、多用途性、操作簡便等。張榮欣［3，4］等在2000年測量了18-29歲年齡段健康男女共998人的體脂含量，2002年測量567人成人體脂含量與脂肪分布，發(fā)現(xiàn)生物電阻抗和皮褶法的肥胖發(fā)生率結(jié)果相近。侯少華［5］的研究表明，生物電阻抗測量結(jié)果與水下稱重法、核磁共振法測量結(jié)果無顯著差異。馬軍［6］等用雙能X線吸收法（DEXA）與生物電阻抗法對肥胖兒童身體成分比較，得出以DEXA為參照，肥胖兒童由BIA得出的脂肪組織指數(shù)和非脂肪組織指數(shù)準(zhǔn)確性更高。劉健敏［7］等在生物電阻抗與國際公認(rèn)的雙標(biāo)水稀釋法應(yīng)用比較中得出兩種方法測得的總體水、瘦體重、體脂及體脂百分比具有較高的相關(guān)性，經(jīng)檢驗(yàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，認(rèn)為“可以肯定生物電阻抗法在中國人體成分測量中的準(zhǔn)確性，生物電阻抗法適用于在中國進(jìn)行大規(guī)模群體研究”。

4.生物電阻抗法測量特點(diǎn)。自20世紀(jì)中葉以來，隨著肥胖的發(fā)病率的日益增高，人體成分的研究成為熱點(diǎn)，科研人員不僅對身體成分的模型、測定方法進(jìn)行了大量的研究，而且還在身體成分的變化對人體體質(zhì)和健康的影響進(jìn)行大量的論證。好的基礎(chǔ)。

（6）測試方法簡單，無需專業(yè)人員。受測者只要裸腳站立于儀器上，雙手握住測試把柄，手臂與身體角度在15°左右，測試過程監(jiān)測者不需要專業(yè)人員，也能順利完成測試。

（1）精確度高。作為一種估算方法，其公式的可調(diào)控性使得該方法的精確度大幅的提高，根據(jù)不同人體模型建立的不同方程，提高了估測的針對性。

（2）無創(chuàng)。作為一種精確的測量方法，無創(chuàng)是該方法又一亮點(diǎn)。水下稱重法操作復(fù)雜，DEXA測量要接受輻射，這對于測試者和被測試者都會帶來一定的心理陰影。生物電阻抗法無創(chuàng)、安全，為身體成分的測量提供了廣闊的發(fā)展前景。

（3）測試時間短。生物電阻抗法測量人體體成分的測試時間短，每人每次測試不足1分鐘。該優(yōu)勢是各種身體成分測量方法所無法比擬的。

（4）測試指標(biāo)全面。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和科研人員研究的深入，生物電阻抗技術(shù)輸出的信息愈加強(qiáng)大和細(xì)化，不但能提供人體的身體水分總量、人體脂肪含量、骨骼肌、肌肉量、去脂體重、BMI體脂百分?jǐn)?shù)、腰臀脂肪比（WHR）、營養(yǎng)評估（蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、脂肪）等身體各種測量數(shù)據(jù)，還能根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)信息計(jì)算出目標(biāo)體重、重量控制、肌肉控制、脂肪控制、健康評估等眾多數(shù)據(jù)信息，還能輔助于軟件支持為受試者提供運(yùn)動處方、營養(yǎng)處方、生活指導(dǎo)等。

（5）儀器價(jià)格合理。DEXA雖然精度高，但是儀器價(jià)格昂貴，將DEXA應(yīng)用于體成分的測量僅僅是DEXA的一個功能。作為精確度和DEXA相近的生物電阻抗法，儀器價(jià)格合理，這為生物電阻抗法的推廣提供了保證。隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，儀器的價(jià)格也會隨之降低，為準(zhǔn)確評估學(xué)生體質(zhì)健康提供了良

5.生物電阻抗法發(fā)展趨勢。在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用普及以及硬件技術(shù)的進(jìn)步為生物電阻抗法提供了扎實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)，為降低生物電阻抗法測試的成本和普及應(yīng)用提供了技術(shù)和物質(zhì)的便利條件。生物電阻抗法測量體成分已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)同，其以后的測量方法也必將越來越簡便。便攜是所有實(shí)驗(yàn)儀器的發(fā)展方向，生物電阻抗法也不例外，便攜式的生物電阻抗法的儀器已經(jīng)誕生并且在一些測試中應(yīng)用，隨著技術(shù)的進(jìn)步，便攜式生物電阻抗法的精確度也將得到大幅的提高。隨著學(xué)者制定出針對不同地域、不同人種的體成分的估算方程，生物電阻抗法的針對性、具體性、精確性將得到大幅的提高。身體成分的變化與眾多疾病都有著不可分割的聯(lián)系，精確了解身體成分，對于疾病的預(yù)防、生活質(zhì)量的提高都有著重要的意義。隨著大眾對測量體成分的作用及意義的進(jìn)一步認(rèn)識，體成分的測量必將得到廣泛的重視和推廣。作為身體成分測量亞“金標(biāo)準(zhǔn)”的生物電阻抗法，是集方便、快捷、精確、無創(chuàng)、直觀、安全等眾多優(yōu)點(diǎn)于一身的身體成分測量方法，在體質(zhì)監(jiān)測中必將發(fā)揮其更大的作用。

三、結(jié) 論

生物電阻抗法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人體成分的評估，由于其安全、準(zhǔn)確、快速、便捷，成為成分測量實(shí)用的有效手段，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的大量應(yīng)用，足以表明生物電阻抗法的可操作性以及精確度，這對于準(zhǔn)確了解學(xué)生的生長發(fā)育情況提供了可靠的測試方法。

雖然該技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是目前對于學(xué)生體質(zhì)的評估大多運(yùn)用的是估測法，生物電阻抗法還沒有真正地走進(jìn)每一所學(xué)校。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生物電阻抗法測量身體成分的成本也越來越低，國家對于學(xué)生體質(zhì)的狀況也越來越重視，因此，在學(xué)校推廣生物電阻抗法測量評價(jià)學(xué)生身體成分越來越容易實(shí)現(xiàn)。

生物電阻抗法，原理可靠，可以針對不同群體進(jìn)行特定標(biāo)準(zhǔn)的制定，測試方法簡單，內(nèi)容豐富，不僅僅可以區(qū)別肥胖和偏瘦，更可以分析其肥胖和偏瘦的原因以及評估營養(yǎng)狀況，為運(yùn)動處方、營養(yǎng)處方、生活指導(dǎo)等的制定提供準(zhǔn)確的依據(jù)。無論對于了解學(xué)生體質(zhì)健康狀況，還是對學(xué)生個人身體健康狀況的評估，生物電阻抗法都可以滿足需求。

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