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人体成分包括总水分,脂肪,肌肉,矿物质等,是健康和身体机能的重要决定因素。人体内各成分维持在合理的比例范围内才能保持身体健康。身体成分检测对于疾病的防范、诊断和治疗非常有帮助。生物电阻抗分析法(BIA)是一种非侵入、实用的检测人体成分的方法,且检测速度快,不需专业人员进行操作。BIA应用广泛,但现有的市场上基于BIA的仪器开发成本高,能耗高,便携性差,用户体验差,没有完善的信息系统,人体成分测量时客户端与测量装置仅有一次数据通信,无法对故障进行捕捉和处理,鲁棒性容错性差。为了克服以上缺陷,研制出一种具有自主知识产权的人体成分信息系统。之后基于自主研发的系统开展了一系列人体成分的研究,具体内容包括: 1.人体成分信息系统的设计与实现 基于Android平台设计并实现了一套人体成分信息系统,具有能耗低,便携性好,客户端设备成本低廉等特点,客户端使用基于Android操作系统的手机或平板电脑即可,有效解决了现有人体成分测量仪器客户端在PC机,笔记本或嵌入式系统中人机交互差,能耗高,移动性和便携性差等诸多问题,提升系统的用户体验,并降低设备成本和开发周期。系统集成了对体重传感器和测量电极的控制,能够快速准确测量体重及人体成分信息。系统既可以将人体成分信息存储在本地,也能通过网络存储至数据库服务器、FTP服务器,方便导出,实现人体成分信息的多重管理。此外,提出了一种通信过程优化方法,有效解决了人体成分测量时客户端与测量装置通信故障处理能力差的问题。 2.设备的重复性和有效性研究 重复性验证中,对60名健康受试者进行了三次人体成分测量,并从相关度、组内相关系数、配对样本t检验分别进行分析。结果证实设备具有很高的重复性。有效性验证中,一是选择112名健康受试者,通过与同类体成分设备Tanita-418b进行结果对比,二是选择92名健康受试者,通过与双能X射线吸收法进行结果比较;两次实验均综合相关度、配对样本t检验、Bland-Altman plots结果进行分析,验证了设备的有效性。因此,设备可以用于人体成分测量和健康评估。 3.合肥市成年城镇社区居民身体成分现状研究 对802名合肥市成年城镇社区居民的身体成分进行了采集和分析,分析指标包括身高,体重,矿物质,相对矿物质含量,肌肉量,相对肌肉含量,脂肪量,体脂率和BMI。研究发现,合肥市成年城镇社区居民各身体成分绝对含量总体上随着年龄的增加先上升后下降。矿物质、肌肉等的相对含量从成年至老年呈逐年下降趋势;40-59岁年龄段,男、女体内的脂肪量达到高峰。女性脂肪量随年龄增长一直未呈现出下降的趋势;60岁以上年龄段女性比同年龄段男性相对矿物质含量低;男性BMI高于女性;女性体脂率高于男性。超重率为27.43%,男性为38.14%,女性为19.83%;肥胖率为5.61%,男性为9.91%,女性为2.56%;超重、肥胖率合计33.04%,男性为48.05%,女性为22.39%;60岁以上人群超重率为34.32%,男性为37.14%,女性为32.32%;肥胖率为5.33%,男性为7.14%,女性为4.04%;超重、肥胖率合计39.65%,男性为44.28%,女性为36.36%。 4.BMI作为超重肥胖筛查标准的判别准确性研究 使用单因素方差分析、卡方趋势检验研究BMI与体脂率的关系,并利用相关度分析、偏相关分析与ROC曲线分析得出,进行性别、年龄分层能够提高超重和肥胖筛查诊断能力。之后使用线性回归、ROC曲线分析得出分性别、年龄段的肥胖和超重的BMI切点,然后对这些BMI切点作为超重和肥胖筛查标准的真实性、可靠性、收益等进行评价,并与原BMI诊断标准评价结果进行了比较。研究发现,两种方法在各评价指标上均明显优于原BMI筛查标准。线性回归和ROC分析得到的切点分别将没有被识别出来的超重女性患者从183人降至38人和34人,极大降低;分别将没有被识别出来的女性肥胖患者从67人降至12人和2人,大大降低;分别将被误判为超重的男性从80人降至24人和46人,显著降低。ROC曲线分析得到的各BMI切点作为筛检标准具有更高的灵敏度,线性回归方法具有更高的特异度,ROC曲线分析发现真正的肥胖者和非肥胖者的总能力比线性回归方法更优。 5.有氧联合抗阻运动干预对中老年人身体成分、血压和血脂的影响 选择合肥市32名城镇社区超重和肥胖中老年人进行了为期10周的有氧联合抗阻运动干预对照实验,研究所设计的运动处方方案对受试者身体的影响。实验结果表明,个性化有氧联合抗阻运动能够显著改善受试者体成分,血压和血脂指标。具体包括降低体重BW(p<0.05),腰围WC(p<0.05),臀围HC(p<0.05),总脂肪BF(p<0.01),体质指数BMI(p<0.01),体脂率BF%(p<0.05),收缩压SBP(p<0.01),脉压PP(p<0.05),甘油三酯TG(p<0.05),极低密度脂蛋白VLDL-C(p<0.05);提高高密度脂蛋白HDL-C(p<0.05);同时对降低舒张压DBP,总胆固醇TC和低密度脂蛋白LDL-C有一定的趋势,但统计学差异性不显著(p>0.05)。