摘要

背景:中心性肥胖對心血管疾病有顯著的風險，但手工測量腰臀圍的可重複性一直受到質疑。使用白光射線的自動3D人體掃描儀可能會增加這些人體測量的可靠性。

方法:我們在83名成年誌願者中評估了人工和3d掃描儀進行的人體測量的重現性。為了避免觀察者和確認偏差，使用無標記的非彈性帶來獲得WC和HC的手動測量。3d掃描儀用於創建人體圖像，並以自動方式獲得WC和HC的測量。

結果:觀察者之間的平均差異為3.9±2.4 cm;HC為2.7±2.4 cm, WHR為0.006±0.02 cm。人工測量的觀察者內平均差異WC為3.1±1.9 cm, HC為1.8±2.2 cm, WHR為0.11±0.1 cm。WC的3d掃描儀變異性為1.3±0.9 cm, HC為0.8±0.1 cm, WHR為0.005±0.01 cm。手工和自動化方法的所有均值均有顯著差異(p<0.05)。

結論:3d掃描儀是一種測量WC、HC和WHR以檢測中樞性肥胖的更可靠和可重複性的方法。

關鍵字

肥胖;中央肥胖;3維掃描;腰圍;臀圍;腰臀比

縮寫

簡曆:心血管疾病;WC:腰圍;HC:臀圍;腰臀比:腰臀比

簡介

中樞性肥胖是心血管(CV)事件、糖尿病和縮短壽命的一個重要危險因素[1-7]。腰圍(WC)和腰臀比(WHR)可以說是定義中心性肥胖最廣泛使用的方法[8,9]。盡管如此，指南建議的範圍從忽略建議到正式納入風險因素評估，這種差異可能表明現有流行病學研究數據的不確定性[8,10,11]。一些研究對人工測量WC和臀圍(HC)的可靠性提出了質疑[12-15]，因為人工測量不僅在測量的精確位置上容易出錯，而且在同一平麵上測量的一致性也容易出錯。這些差異和錯誤可能轉化為對中樞性肥胖的錯誤分類，影響代謝綜合征[16]的一個關鍵診斷標準。在測量WC或HC時，由於觀察者之間和觀察者內部的差異較大，重複性差可能導致係統性誤差，從而導致對中心性肥胖相關真正風險的誤判。提供者所感知到的低重複性也可能影響臨床實踐中對中樞性肥胖測量的廣泛實施。很少有研究測試了自動化方法的效用，以進行這些人體測量的肥胖研究目的或解釋在臨床實踐[17,18]。自動化人體測量可能成為流行病學家和臨床醫生評估中樞性肥胖的有用和潛在的便攜工具，但自動化測量的可重複性尚未與手動測量進行比較。本研究旨在評估3d掃描儀測量中樞性肥胖人體測量參數的可靠性和可重複性。 We hypothesized that a 3D body scanner would increase the reproducibility of anthropometric measurements when compared to manual methods.

方法

研究人群

我們包括83名健康誌願者和參加二期心髒康複計劃的患者，年齡大於18歲。我們排除了有幽閉恐懼症或無法站立的患者。所有受試者都進行了標準的人體測量，包括身高和體重，人工測量WC和HC，並用新型3D人體掃描儀測量WC和WH。所有的測量都是在進入研究的當天進行的。

兩個研究生之前訓練的目的本研究進行了所有的測量。一名在與肥胖措施有關的研究方麵具有廣泛專業知識的醫生(FLJ)根據世界衛生組織(世衛組織)人體測量準則[8]提供了培訓。特別強調充分確定放置卷尺的解剖部位和測量誤差的常見原因，如卷尺的鬆緊度不足、受試者的姿勢、呼吸相位、腹部張力、胃內容物和衣服。在臀部最寬的部分用水平的卷尺測量HC。腹壁位於腋窩中線的最低可觸及肋骨下緣與髂骨頂部之間的中點。為了避免測量偏差，WC和HC的測量使用彩色、非彈性、無標記的緞帶，這些緞帶被剪到每次測量的長度，然後分別確定它們的長度，從而防止重複測量中的偏差。然後，由一名沒有直接測量參與者的團隊成員用金屬尺測量這些絲帶的長度，精確到十分之一厘米。觀察人員被告知不要詢問參與者的褲子尺寸，或之前的腰圍或腰圍尺寸，並且對之前的測量或其他人的測量結果不知情。參與者用電子高靈敏度秤稱重(Tanita Corporation;阿靈頓高地，伊利諾伊州)，精度為±0.01 Kg，四舍五入至0.1 Kg。 Height without shoes was measured with a stadiometer (Seca; Hanover, MD) and rounded to the nearest 0.1 cm. The Institutional Review Board approved the study

三維掃描測量

由Select Research (Worcester, UK)[19]製造的3D身體體積指數(BVI)掃描係統®是一種非侵入性光學掃描儀，由32個攝像頭組成，形成16個白光傳感器(位於4個高度的4個角度)，在掃描區域(2.1米高× 1.2米寬× 0.6米深)上收集最多1,600,000個數據點，重量小於500磅。它使用三角數學來檢測投射到物體表麵並反射回傳感器的白光的實際位置。3D計算機軟件(Select Research BVI軟件V.1.3.21.0)使用數據點在7秒內在2平方米垂直掃描區域內的每個截麵上產生最多400個測量值，點精度小於1毫米，周向精度小於3毫米。為了計算人體測量的測量值，該軟件通過計算該水平上的所有檢測到的數據點來找到任意橫截麵的大小，並通過將這兩點之間的直線上的所有數據點相加來測量任意2個體表點之間的距離。對於WC，掃描儀采用四種視圖:中後、中前、左、右視圖，並在55%的高度進行測量。HC被測量為腰部以下身體最寬的體積(圖1)。

圖1:來自3d掃描儀的圖像顯示了男性(a)和女性(B)的腰圍。臀圍測量在腰部以下最寬的區域(C)。

為確保掃描過程的一致性，受試者在掃描結束時必須麵朝前方，保持解剖式站立姿勢，雙腳站立在標準標誌上(距前掃描儀壁60厘米居中)，手持可調節的側把手。受試者還必須穿著合身的灰色內衣和彈性泳帽，以減少頭發和頭骨之間的空氣量。

在每個測量環節之前，使用一個已知周長的圓柱體按製造商標準對3d掃描儀進行適當校準。預先設定的規則是，當掃描儀在校準過程中有>0.1 cm的誤差時，將提示使用標準球體和校準筒進行完整的重新校準過程。

統計分析

為了測試個體觀察的再現性，我們測量了觀察者內部和觀察者之間的可變性，並使用配對t-檢驗統計顯著性。為了比較手工和自動測量差異之間的平均差異，我們使用了非配對的t以及。計算類內相關指數，並創建Bland-Altman一致性圖極限，以說明手工測量的WC和HC與使用3d掃描儀[20]的重複性。所有檢驗的統計學顯著性水平均為0.05。所有統計分析均采用JMP®Version11.2.1 (SAS Institute Inc.， Cary, NC)進行。

結果

參與本研究的83名受試者中，48%為女性，平均年齡±SD 41.9±18.1，年齡18 - 80歲，平均BMI為25.9±5.2 kg/m²，範圍為18.4 - 42.0 kg/m²．腰圍手工測量的觀察者間平均差異為3.9±2.4 cm;HC為2.7±2.4 cm, WHR為0.006±0.02 cm。人工測量的觀察者內平均差異WC為3.1±1.9 cm, HC為1.8±2.2 cm, WHR為0.11±0.1 cm。WC的3d掃描儀變異性為1.3±0.9 cm, WHR的3d掃描儀變異性為0.8±0.1 cm和0.005±0.01 cm。手工和自動測量之間的平均值差異的所有p值均<0.05。在所有情況下，類內相關性的值都大於0.95。Bland-Altman圖說明了人工測量與自動3d掃描儀測量時WC和HC重現性的差異(圖2)。3d掃描儀的驗證顯示，使用標準化圓柱體的周長變化小於0.1 cm。

圖2:Bland-Altman圖說明了所有研究對象的WC和HC在人工測量與使用3d掃描儀測量時的重複性差異。

討論

本研究報告了一種新型3d掃描儀測量WC和HC的可靠性，並將其與手工測量進行了比較。我們證明，與人工測量相比，自動掃描儀是一種更可靠和可重複的方法來測量中樞性肥胖的人體測量標記。這項研究也證實了其他一些研究的結果，即人工測量的WC和HC可能有顯著的變化。

事實上，人工測量的WC和HC可能仍然不可靠，即使經過大量的人員培訓[12-14,21]。相比之下，3d掃描儀在可靠性評估的數值和圖形方法上表現出較少的變化和更高的精度。

這些差異可能具有重要的臨床意義。腰圍是對腹部脂肪的間接一維估計——腰圍3.9厘米的誤差換算成大約3磅或1.4公斤的腹部脂肪。為了估計手動方法和3d掃描儀之間差異的相關性，我們計算了一個假設的人的腹部截麵積的差異，WC為100厘米，考慮3.9厘米的測量誤差，對應於人工方法的觀察者間變異或隨機誤差。假設是圓周形狀，WC的誤差為3.9 cm對應的橫截麵積為±64.3 cm²(半徑為15.9²當WC為100 cm × π時，減去半徑為16.5²WC為103.9 × π)。

如果換算成體積，假設一個圓柱形，高度為20厘米，那麼3.9線性厘米的WC的測量誤差對應的體積差為1,285 cc。因此，在測量WC和HC時，這個誤差是不容忽視的。誘導體重增加和減輕的實驗表明，即使內髒脂肪的微小變化也會顯著影響葡萄糖、脂質代謝和內皮功能。

其他研究報告的WC較差的重現性可能被低估了，因為大多數評估手動人體測量方法可靠性的研究並沒有使觀察者對以前的測量結果視而不見。對以前WC值的認識自然會對第二次測量的估計產生偏差。根據觀察者的預期，無意識地收緊或鬆開測量帶，可能導致錯誤的測量，並錯誤地減少觀察者內部和觀察者之間的可變性。為了在我們的研究中考慮到這一點，我們在獲得手動測量時使用了非彈性、無標記的緞帶，以防止觀察者在執行第二次測量之前知道第一次讀數，可以消除一些測量偏差。另一個潛在的偏見來源是納入了健康誌願者和二期心髒康複計劃參與者;這是為了在設計中試圖包括廣泛的WC和HC措施。

手工人體計量測量缺乏可重複性可能與不同觀察者如何解釋和執行該方法有關。對人體測量測量重複性差的另一種解釋是，指南中描述的解剖標誌和距離可能不精確和令人困惑[21]。Mason和Katzmarzyk[13]表明，在不同的手工方法中，男性的可變性和由此導致的腹部肥胖對象的錯誤分類在23 - 34%之間，女性在31 - 55%之間。

中樞性肥胖已被證實是CV的主要危險因素。在計算機斷層掃描和磁共振成像等新的成像技術的幫助下，研究人員已經能夠區分不同的腹部脂肪區，這些脂肪區與特定的心髒代謝特征相關。內髒脂肪已被證明比皮下脂肪[23]更有害。最初，WC被認為是內髒腹部脂肪的一個很好的替代標記物，但最近的研究表明WC與內髒腹部脂肪之間的相關性僅為適中的[24]。這可能是由於使用人工技術計算WC時的測量誤差造成的。自動化的腰圍測量可能比人工測量更好地與內髒腹部脂肪相關，這是合理的。

結論

總之，使用白光的3d掃描儀是一種簡單和可重複的方法來評估中樞性肥胖，並有潛力用於流行病學研究和臨床試驗中，中樞性肥胖是主要或次要結果。

確認

這項工作得到了歐洲區域發展基金- fnusa -紅十字國際委員會項目(No.;z .1.05/ 1.00/02.0123)(給FLJ和VKS)和NIH補助金(給VKS的R01HL65176和r01hl114024)。

的利益衝突

Select Research (Worcester, UK)，該公司設計了3D BVI人體掃描儀，並免費提供了用於本研究和梅奧診所其他研究的掃描儀軟件。Select Research和Mayo診所正在就合作安排進行討論。

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條信息

文章類型:研究文章

引用:Medina-Inojosa J, Somers VK, Ngwa T, Hinshaw L, Lopez-Jimenez F(2016)用於中樞性肥胖人體測量的3D人體掃描儀的可靠性。Obes開放訪問2(3):doi http://dx.doi.org/10.16966/2380-5528.122

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出版的曆史:

收到日期:07年7月2016年

接受日期:2016年10月01

發表日期:2016年10月06