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234人，女334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12丄1丄2丄3丄4丄5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0.48〜0. 64(男）、0. 53〜0.66 (女），P〈0. 01。腰围预测VFA同实际脂肪面积的SEE分别为25. 36〜31. 57 cm² (男），23. 64〜25. 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VFA的SEE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CT（QCT）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T12、L1、L2、L3、L4、L5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）。BMI，WC，HC，WHR和VFA之间的相关性进行了评估。计算了QCT预测VFA时BMI、WC、HC、WHR的标准估计误差（见）。结果不同解剖部位WC与VFA的相关性优于BMI、HC和WHR，相关系数R2为0。48—0。男性64例，女性0例。53—0。女性66人

p〈0〉。01。WC在QCT测得的VFA中的预测值为25。36—31。57厘米2（男性），23。64—25。31厘米2（Fe男性），或23.13% - 27.78%（男性），25。44%—36。03（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- graphy，QCT)能够测量出横断面图像上腹内脂肪面积（visceral fatarea，VFA)和皮下脂肪面积（subcutaneous fatarea，SFA)。 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 等^[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2014年6月至2015年10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21〜73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 80排CT。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)至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 fatarea，TFA)， SFA = TFA—VFA。D1 代表丁12/L1 到 L1/L2 之间的距离； C2代表L1/L2到L2/L3之间的距离；D3即L2/L3到L3/L4 之间的距离；D₄即L3/L4到L4/L5之间的距离；D5即L4/ L5到L5/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 volume，TVFV) =VFAl1,l2 XD1 +VFAl2/l3 XD2 +VFAl3/l4 X D3 +VFA_M/l5 XD4 +VFAl5/s1 XD5 ;腹部皮下脂肪总体积（to­tal subcutaneous fat area， TSFV) =TTFV_—TVFV。 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VFA与TVFV间进行线

性回归分析。以_P<0. 01为差异有统计学意义。

2结 果

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)岁，身高（1. 65 ±0. 08) m，体质量（68.01 土 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/S1至L1/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。

图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。

图2 横断面的体脂组成成分

表1 人群男女基本资料比较(玉±5)

项目	男(n=234)	女(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。

表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。

表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(男）

0 715*

0 790*

0. 858*

0 833*

0 822

* 0 738

*

0. 803*

0. 565*

0. 248*

0 422*

0. 473*

TVFV(女）

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等，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>30k_g/m²为肥胖。然而BMI并不能够很好区分个体质

性0 48〜0. 64(表2)，女性_：0. 53〜0. 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. 36〜31. 57 cm² (表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）。  等^[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与   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同         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），只² =0. 643 (女）。在男性中不同层面的VFA与TVFV     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%，而L2/L3层

3讨 论      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%， 率^[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   素^[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^[12—^13]。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， 和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. 715〜0.858,在女性中记为

[7]       820〜0.952,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/L2到L3/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VAT与 TVFV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。

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