作者:高杨,唐忻逸,邱逦,
脂肪组织是疏松结缔组织,也是人体的关键组成部分,具有能量储备作用。然而,脂肪过量积累导致的肥胖可引发一系列健康问题,如
超声作为医学诊断中最为常用的影像检查方法之一,自20 世纪60 年代中期起就被广泛用于测量人体脂肪厚度,可直观检测脂肪层厚度。但超声在评估肥胖和体脂率方面并未得到广泛普及,可能与其评估准确性依赖于操作者技能,且缺乏标准化操作流程等有关。本文将综述超声在体脂率评估中的方法学可行性及临床应用进展,旨在提高临床医生对超声在肥胖及体脂评估中应用的认识,为肥胖健康监测及相关代谢性疾病的管理提供科学依据。
1. 超声测量脂肪厚度的潜在价值及可重复性
1.1 皮下脂肪
超声测量皮下脂肪厚度具有较高的潜在价值。曾有研究报道,超声测量的腹部皮下脂肪厚度与针刺测量之间高度相关。El-Koofy 等发现超声测量的腹部皮下脂肪厚度与BMI 呈显著正相关(r=0.8)。de Lucia 等采用人体测量法与超声技术评估肥胖儿童的体脂及其相关合并症并做比较发现,超声在区分皮下脂肪与内脏脂肪方面较BMI 更为精确。
此外,Lewandowski 等采用传统的皮褶卡尺方法和超声测量健康成年人肱三头肌皮下脂肪厚度,结果发现2 种方法测量的皮下脂肪厚度呈显著正相关(r=0.7)。超声测量皮下脂肪厚度还具有良好的可重复性。Buck 等对超声测量皮下脂肪的可重复性进行了评估,发现操作者间的一致性系数高于0.85,甚至有部分研究报道,皮下脂肪测量的组内相关系数超过了0.9。
1.2 内脏脂肪
腰围是一种与内分泌疾病密切相关的定量指标,可用于评估中心性肥胖。然而,腹部的内脏脂肪和皮下脂肪均可造成腰围增粗,仅测量腰围无法区分脂肪来源。de Lucia 等以MRI 测量结果作为评估内脏脂肪的金标准,分析超声测量的内脏脂肪厚度、腰围与MRI 测量数据之间的相关性,结果显示超声与MRI 测量结果呈显著正相关(r=0.8),且相关系数高于腰围与MRI 测量之间的相关性系数(r=0.7)。
由此可见,超声测量是一种较准确的工具,能够较为可靠地预测和评估内脏脂肪,对于不适合进行MRI 检查的人群,超声是评估内脏脂肪的有效替代方法。此外,超声能够有效测量不同类型的腹部脂肪。Pimanov 等选择腰4、5 水平作为观察点比较了超声测量的内脏脂肪厚度与CT 测量的内脏脂肪面积(visceral fat area,VFA)之间的相关性,以验证超声测量的准确性。研究结果发现2 种方法的测量结果呈现良好相关性(r=0.640~0.731)。Schlecht 等研究也证实了利用超声测量与MRI 测量内脏脂肪厚度结果具有很高的相关性(r=0.898)。
综上所述,超声评估内脏脂肪组织具有潜在的价值。超声测量内脏脂肪也具有较高的可重复性。daSilva 等对操作者间测量的可重复性进行了分析,研究结果显示内脏脂肪组织的测量在操作者间的相关系数高于0.9。但Ricci 等使用超声测量肾周脂肪厚度时,其组内的测量一致性系数为0.25,组间测量一致性系数为0.51,提示超声测量内脏脂肪的可重复性欠佳。Zieff 等认为超声影像质量易受操作者手法、探头位置以及设备性能等多种因素的影响,这可能导致测量结果出现较大差异,因此对超声操作者的培训必不可少。
2. 超声在体脂率评估方面的应用
2.1 估测体脂率
既往有很多研究证实了超声在体脂率评估方面的潜在价值。O’Neill 等纳入67 名运动员,使用超声测量皮下脂肪厚度,并与使用双能X 射线吸收法确定的体脂率进行比较。该研究结果显示,通过超声估测的体脂率与双能X 射线吸收测定法(dual-energy X ray absorptiometry,DXA) 测量的结果具有很好的拟合度(R2=0.879)。
值得注意的是,因人体脂肪总量主要包括皮下脂肪和内脏脂肪,其中内脏脂肪多位于腹腔内,且这部分脂肪在人体脂肪总量中占有不少的比例。如果仅使用皮下脂肪估测体脂率,可能会低估真实体脂率,尤其是随着年龄的增长,体脂会发生再分布,腹腔内脂肪的比例随之增加,这种误差可能更大。
Baranauskas 等及Johnson 等使用超声测量的皮下脂肪估测体脂率,并将其与DXA测量的体脂率进行相关性分析和数据对比。虽然在2 项研究中,超声测量结果与DXA 测量结果均显示出良好的相关性,但是对比2 种检查手段获得的体脂率数据时发现,超声估测的体脂率均低于DXA的结果(P<0.001)。由于超声是基于皮下脂肪估测的体脂率,进一步提示使用皮下脂肪估测体脂率可能存在低估人体真实体脂率的情况。
在评估腹内脂肪质量方面,有研究表明VFA是反映腹内脂肪质量的重要指标,针对如何更精确地评估VFA 已有相关报道提出解决方案,Asano等采用了2 种不同的超声模型来计算腹部VFA,即三角形模型和椭圆形模型,将腹腔脐平面分别假设为由6 个三角形组成或1 个规整的椭圆形,通过几何计算的方法获得该平面的超声脂肪面积,并将其与CT 获得的同平面VFA 进行相关性分析,这2种模型与CT 测量的结果具有良好的相关性(r 值分别为0.766 和0.781)。上述研究结果进一步证实了超声在内脏脂肪评估中的潜在价值。
Pimanov 等则认为这种相关性存在性别差异,通过使用不同的计算方式,采用超声测量腹部多位点的脂肪厚度及使用特定的计算方程得出了腹部VFA,并与腰4、5 平面CT 测量的VFA 比较,结果显示女性样本的相关性要高于男性样本(女性r=0.765, 男性r=0.529)。Gomes 等研究了超声在评估运动员体脂方面的准确性,通过测量人体9 个位点处的皮下脂肪厚度用以计算人体脂肪质量,并将其与DXA 这一标准方法进行比较。研究结果显示,超声测量与DXA 测量在评估运动员体脂方面具有极高的相关性(r=0.959),进一步证明超声是一种准确、可靠的体脂评估工具。
2.2 位点的选择
Baranauskas 等分别采用超声与DXA 测量7 个位点及3 个位点的皮下脂肪厚度来估测体脂率,并比较了不同位点数目及位置对体脂率估测的影响,结果发现虽然不同位点或不同数目位点所测的体脂率之间存在差异,但超声不同测量方案得到的体脂率与DXA 的测得结果均呈显著正相关(r>0.778)。
Heyward 等认为体脂率的估测公式是基于间接的身体成分测量数据开发的,因此选择的测量位点越多,所得出的体脂率结果的准确性可能越好。然而,O’Neill 等的研究以DXA 测量的体脂率为基线,使用超声测量皮下脂肪厚度来构建体脂率估测方程;研究发现使用7 个超声位点模型(R2=0.749)的拟合效果不如4 个位点模型好(R2=0.879)。
上述研究结果亦在Johnson 等的研究中得到证实,基于超声测量的估算值与DXA 测量结果之间的拟合度随着超声测量位点数量的增加而降低。在基于超声测量的体脂率估测研究中,位点的选择和数量至关重要。若位点设置过少,可能会导致估测方程的准确度不足;而位点过多,不仅会增加测量的时间成本,且准确率未必会有显著提升。因此,选择适量的位点,既能准确反映体脂率,又能保持测量结果的一致性,是未来研究需要解决的问题。为了在准确性和可操作性之间取得平衡,合理选择位点的数量和位置显得尤为重要。
3. 超声评估体脂率的优势与不足
超声作为一种无创性方法,具有安全无辐射的显著优势,适用于较为广泛的人群。与DXA、CT、MRI等检查手段比,超声具有更便携,操作灵活,移动性更强的优势,且可适应多变的应用场景。此外,超声能有效地区分皮下脂肪和内脏脂肪。研究表明,脂肪分布模式与健康风险的关联比总体脂量更为密切。尽管与卡尺和生物电阻抗分析设备相比,超声设备具有更高的成本,但它的独特优势不容忽视。卡尺测量易受操作者技术和经验的影响,且仅能用于测量皮下脂肪;但由于皮下组织压缩,不适用于肥胖人群。
相比之下,超声能够清晰地显示皮下和内脏脂肪。生物电阻抗分析结果在很大程度上受被检测者水合状态的影响。然而,相关研究报道脂肪组织的超声测量不受水合状态变化的影响,具有更广泛的适用性。尽管如此,超声在脂肪组织测定方面仍存在部分限制。例如缺乏标准化的操作指南,测量准确性高度依赖操作者的经验。此外,随着年龄的增长,脂肪分布会发生变化,脂肪往往更多的重新分布到腹部,尤其是内脏脂肪,这可能导致基于超声的体脂率估测方程在不同人群中的准确度存在差异。
4. 小结
超声在脂肪厚度测量、肥胖及体脂率评估中具有一定价值。然而,在临床应用中尚未广泛普及,这可能与超声缺乏统一的标准化操作流程,以及对操作者技能的高度依赖性有关。为了提升超声在临床和研究领域的应用价值,需要进一步研究并制定最佳操作流程,以提高测量的一致性和准确性,并考虑不同人群特点,以优化超声在肥胖评估中的应用。
来源:高杨,唐忻逸,邱逦.超声评估体脂率的应用进展[J].国际医学放射学杂志,2025,48(02):214-217.DOI:10.19300/j.2025.Z21879.