探討定量CT及生物電阻抗測定內臟脂肪面積和骨密度的關系

張麗華，秦 遷，陳靜鋒，楊 陽，丁素英

（鄭州大學第一附屬醫院健康管理中心，河南 鄭州 450052）

關于我國骨密度（Bone density，BMD）的研究顯示，我國男性和女性的骨質疏松患病率分別為6.46%和29.13%，其中47.6%的入組者為超重或肥胖，年齡均在50歲以上［1］。預估到2050年老年人口將增長31.2%，約超過1.2億，而骨質疏松多發生在老年人，主要危害為骨折，將造成患者生活質量下降和醫療費用增加，亟需早期干預骨量下降。

研究［2-4］表明，年齡、性別是骨質疏松的危險因素，此外，肥胖與骨折的關系一直處于爭議中，結果差異可能與研究設計、衡量肥胖的指標及測量BMD的方法相關。有學者發現，體質量指數（Body mass index，BMI）相同卻存在脂肪分布的差異，認為BMI并不能精準地衡量肥胖，而脂肪分布尤其是內臟脂肪面積（Visceral fat area， VFA）是骨質疏松的獨立危險因素［5］。目前定量CT（Quantitative computer tomography，QCT）能夠精確測定單層脂肪含量、分布及BMD［6-7］，生物電阻抗（Bioelectrical impedance analysis，BIA）也可以測定人體內臟脂肪面積，較QCT 更經濟、簡便。本文通過QCT 和BIA 測量我院健康管理中心人群的VFA 及BMD，探討VFA 與BMD的相關性，為骨質疏松防治策略提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018 年1 月—2019 年7 月行低劑量CT 肺癌篩查聯合QCT 及生物電阻抗測定體測定的體檢人群，此研究人群是“中國健康定量CT大數據項目”的一部分。納入標準：20 周歲以上的受檢者。排除標準：①孕婦、哺乳期及近期備孕者；②上腹部有金屬植入物患者；③患有影響腹部脂肪分布的腹部疾病者；④患有惡性腫瘤性疾病者；⑤使用糖皮質激素治療者。該項目已在美國臨床試驗數據庫進行注冊，編碼為NCT03699228。本研究經鄭州大學第一附屬醫院倫理委員會批準通過，獲免知情同意權。

1.2 BMD 和VFA 的測量 受檢者采取仰臥位，統一使用CT 測定（Brilliance iCT Elite FHD）和定量CT骨密度測量系統（QCT PRO V6.1， Mindways）測量受檢者L1～L2 椎體的骨密度和內臟脂肪。CT 掃描方法與圖像重建：CT按照設定的低劑量螺旋掃描條件［8］，掃描方法：管電壓均為120 kV，管電流采用自動管電流技術，根據志愿者的體重分為2組：①體重＞70 kg，DoseRinghtIndex為10，參考管電流為41 mAs；②體重≤70 kg，DoseRinghtIndex 為3，參考管電流為19 mAs。重建方式：均采用全模型迭代重建技術（level 為2）數據重建。螺距為0.984，掃描層厚、層間距均為5 mm，重組層厚、層間距均為1 mm，X射線管旋轉速度0.5 s·r-1，矩陣間距512 s·r-1，顯示視野500 mm，床高以腋中線為掃描基線。

1.3 其他資料采集 采用身高體重儀（Sonka，SK-X80，深圳）測量身高、體重和腰圍（Waist circumstance，WC），并計算BMI=體重/身高2（kg·m-2）。采用BIA inbody3.0（inbody770， InBody Co.， Ltd.Korea）測定人體成分。要求受檢者空腹，僅著純棉內衣赤腳踩在測量盤上，雙臂緊握兩個電極手柄伸展于身體兩側。BIA、QCT 測量為同一天。采用全自動生化免疫分析儀（cobas8000，Switzerland）檢測生化指標，包括甘油三酯（Triglycerides，TG）、總膽固醇（Total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白（High density lipoprotein，HDL）、低密度脂蛋白（Low density lipoprotein，LDL）。

1.4 統計學處理 采用SPSS 25.0 軟件分析，計量資料以-x±s表示，采用t檢驗；計數資料以n（%）表示，采用卡方檢驗；并采用Pearson相關系數、多因素線性回歸分析VFA 和BMD 的相關性，多因素Logistic 逐步回歸模型分析骨量下降患病風險的影響因素。采用Bland-Altman評估兩者測定VFA的一致性。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 受檢者的基線特征比較 本研究納入受試者共1 131例，年齡20～72歲，其中男563例，女568例。男女骨量高峰均在20～40 歲，BMD 隨著年齡逐漸下降，女性BMD絕經后下降速率快于男性，見圖1。男性和女性的骨質疏松發病率分別為3.91% 和8.80%，男性低于女性；低骨量的發病率分別為28.24%和22.71%，男性高于女性，見表1。而VFA（QCT 和BIA）隨著年齡逐漸增加，見圖1，男性的BMI、WC、VFA（QCT 和BIA）、TC、TG 均高于女性，HDL 低于女性，差異均有統計學意義（P＜0.05），LDL 差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。骨量正常組WC、VFA（QCT 和BIA）、TC、LDL 均低于骨量下降組，差異均有統計學意義（P＜0.05），而2 組BMI、TG、HDL差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表1 1 131例中不同性別受檢者的基線特征比較

表2 1 131例中正常BMD和骨量下降受檢者的基線特征比較

圖1 不同性別不同年齡段的內臟脂肪面積及骨密度

2.2 WC、BMI、VFA、血脂和BMD 的相關性分析 Pearson 相關分析顯示，年齡、WC、BMI、VFA（QCT和BIA）、TC、TG、LDL和BMD具有相關性（P＜0.05），但除年齡外，︱r︱均＜0.3，線性相關性較弱，見表3。多因素線性回歸分析顯示僅VFA（QCT 和BIA）與BMD呈負相關（P＜0.05），見表4。

表3 不同性別受檢者人體成分和骨密度的相關性分析

表4 受檢者兩種檢測方式測量的VFA、BMI和骨密度的多因素線性回歸分析

2.3 體質成分與骨量下降的多因素Logistic 回歸分析 BIA 法測定的VFA 下的單因素Logistic 回歸分析結果顯示，年齡、WC、TC、LDL 和VFA 與骨量下降相關，多因素Logistic 回歸分析顯示，年齡每增加1歲，骨量下降風險增加17.1%（95%CI：1.145～1.198）；VFA 每增加1 cm2，骨量下降的風險增加1.0%（95%CI：1.005～1.015）；QCT 法測定的VFA 下的單因素Logistic 回歸分析結果顯示，年齡、WC、TC、LDL和VFA 與骨量下降相關；多因素Logistic 回歸分析顯示，總膽固醇每增加1 mmol·L-1，骨量下降的風險增加19.9%（95%CI：1.046～1.375）；VFA每增加1 cm2，骨量下降風險增加0.3%（95%CI：1.001～1.005），見表5。

表5 受檢者人體成分和骨量下降的單因素和多因素Logistic回歸分析

2.4 測定VFA 的兩種檢測方法（QCT 和BIA）的一致性檢驗 QCT 和BIA 測量VFA 差值的均值為108.99，其中1 131個點中只有47個位于一致性界限范圍以外，比例為4.1%，小于5%，其余均在一致性界限范圍，見圖2。擬合方程男性：VFA（QCT）=0.983×VFA（BIA）+155.749；女性：VFA（QCT）=1.116×VFA（BIA）+52.015。

圖2 Bland-Altman測定QCT和BIA來測量VFA可靠性

3 討論

既往研究已證實年齡與BMD 呈負相關，本研究結果顯示，隨著年齡的增加，BMD 逐漸下降，Pearson相關分析也證實年齡與BMD 呈負相關（男女r分別為-0.519 和-0.639）。女性骨質疏松發病率高于男性，這與ZENG Q 等［1］研究結果一致，考慮女性骨質疏松發病率高與絕經期后雌激素作用減弱相關，提示女性在骨量高峰時應加強骨量儲備。

年齡和性別，肥胖和骨密度的關系一直以來存在爭議，因此本文旨在研究除年齡和性別因素外通過QCT和BIA測定的肥胖指標與骨密度的關系。既往研究認為肥胖是骨質疏松的保護因子，梁敏等［9］研究指出絕經期后的女性體重與BMD 呈正相關，BMI 和BMD 無相關性；郭郡浩等［10］研究認為BMD和體重、BMI 呈正相關，其中，起主要作用的是肌肉組織，其可能是由于隨著體重的增加，骨骼的機械負荷也越大，為了承受相對高的機械負荷，骨量會增加，以延緩骨量下降的發生、發展。但體重包含脂肪和肌肉組織；肌肉組織主要是通過肌肉的收縮負荷，通過調節骨骼組織中分化細胞的功能，可以實現對骨骼和骨髓脂肪的機械調節，通過運動—機械信號—促進骨骼和肌肉合成代謝，同時限制脂肪團的形成和擴展，這也意味著鍛煉造成肌肉組織的增加作用于脂肪細胞與成骨細胞之間復雜的關系［11］，而脂肪組織主要通過活化的生物因子：瘦素、脂聯素、炎癥因子等作用于骨組織［12-13］，可見肌肉、脂肪、骨骼肌三者之間關系復雜。本研究結果顯示，體重與BMD 不相關，WC、BMI 與之負相關，但線性相關性較弱。這可能由于BMI 并不能反映脂肪總量及其分布，因此以上機制不足以說明采用體重和BMI 可以來衡量肥胖和BMD 的復雜關系。本研究采用多因素線性分析顯示，VFA（QCT 和BIA）與BMD 負相關，由此可見脂肪的分布，尤其是腹內脂肪的積累可以用來評估肥胖和BMD關系。

近幾年關于肥胖與BMD 的研究也逐漸聚焦在脂肪量、脂肪的分布與BMD 的關系。張勇等［14］和LIU Y H 等［15］研究表明，中國人脂肪總量和BMD 負相關，但和年齡正相關，這可能由于隨著年齡的增加，脂肪含量增高，肌肉含量下降，隨著帶來的骨量下降。此外研究進一步分析了脂肪分布與BMD 的相關性，認為即使BMI 正常，VFA 越高，老年人骨質疏松越嚴重［16］，進一步說明骨量并不是隨著脂肪量的增加而增加，而是與脂肪的分布，尤其是腹部脂肪堆積相關。以上研究多為50歲以上老年人，而關于青中年人群的研究也認為BMD 與VFA 呈負相關［17-18］。在2 型糖尿病患者中發現腹內脂肪堆積會加重胰島素抵抗和骨質疏松的風險，這可能與一些活化的生物因子雌激素、瘦素、脂聯素以及高胰島素水平相關［19-21］。由此可見VFA 是骨量下降的危險因素。本研究采用多因素回歸分析模型1，發現年齡和BIA 法測得的VFA 是骨量下降的危險因素，分析模型2 發現TC 和VFA 是骨量下降的危險因素。因此我們認為VFA是骨量下降的危險因素。

綜上，VFA 是骨量下降的危險因子。目前QCT被認為是測量腹部脂肪含量和分布最準確的方法［6-7］，盡管低劑量CT 肺癌篩查聯合QCT 測定，可使受檢者減少二次輻射劑量，但考慮到輻射劑量、經濟問題方面，無創且簡便地測量人體成分的BIA 被廣泛地運用于臨床醫學診斷、運動醫學和減重研究中。BIA 是根據軀干的阻抗值、體脂百分比、下肢肌肉量等體成分參數，以CT 測量的VFA 為金標準進行回歸公式計算出來的。本研究發現通過QCT 和BIA 這兩種方法測定VFA 的一致性高。有研究［22-23］認為，BIA 和QCT 在評估VFA 有較高的一致性，但在BMI＜35時，BIA低估了VFA，BMI＞35，該測量方法高估了VFA。這種現象可能是因為BMI 的分類標準與中國不同，同時指出QCT 和BIA 測得的VFA會隨著BMI 的增加而增加，尤其是在老年男性或BMI 高的受試者中，需要更精確的方程來擬合［22］。ZOPFS D 等［24］在研究中得到了最優的線性方程匹配二者的測量方法，即內臟脂肪質量（kg）=-2.666（kg）+0.007（kg·cm-2）×腹部橫截面總面積（cm2）-1.397×性別（0為女性，1為男性）（adjusted R2=0.839，P＜0.001）。由此可見，BIA 法與QCT 測定VFA 相一致，BIA 法有望在今后骨礦物質健康管理中發揮重要作用，由于我國尚存在一些醫療技術不發達的縣鄉級地區，采用QCT 測定VFA 或BMD 尚存在困難，因此我們可以采用BIA檢測方法來初步評估骨量下降風險，即：VFA面積每增加1 cm2，骨量下降的風險增加1%。

綜上所述，VFA 是優于BMI、體重、WC 預測骨量下降的危險因素，因此需要建立中國人群的VFA數據庫，并找出評估骨量下降的VFA 風險切點值，以方便早期篩查不宜接觸到QCT 測定VFA 和BMD人群，從而減少我國骨質疏松的發病率，減輕醫療和經濟負擔。