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TWI835111B - 生物阻抗技術評估核心肌群之方法 - Google Patents

生物阻抗技術評估核心肌群之方法 Download PDF

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Abstract

一種生物阻抗技術評估核心肌群之方法，其包含步驟：(a) 由生物阻抗測量儀測得受測者之電阻及電抗，以及取得受測者之年齡、性別、阻抗因子(h 2/Z)；以及(b)受測者的核心肌群由下列計算公式計算而得：BIA=a–b×age+c×h 2/Z+d×Sex；藉此，本發明藉由生物阻抗分析法測量核心肌群的截面積，藉由核心肌群的截面積可進行核心肌群的評估，能夠有效降低測量成本、減少測量時間並提升測量時的便利性。

Description

生物阻抗技術評估核心肌群之方法
本發明係與生物阻抗技術有關，特別是指一種生物阻抗技術評估核心肌群之方法。
軀幹肌肉可以在四肢運動時提供保持穩定與平衡的關鍵作用，強壯而穩定的軀幹可以為四肢運動產生扭矩時有堅實的基礎，在位於軀幹的肌群中，核心肌群(core muscles,CM)中的腰大肌(psoas major,PM)是唯一連接腰椎與下肢的肌肉。因此；核心肌群顯然是在軀幹與四肢運動功能中擔任重要功能。
核心肌群截面積(cross-section area,CSA)是形態測量分析(morphometric analysis)正在成為健康狀況的重要指標，且是有氧運動與阻力訓練為增加肌肉纖維截面積的主要途徑之一，另外協助髖關節的側向旋轉(lateral rotation)與外展(abduction)也與核心肌群的運動有關，因此核心肌群的截面積已經用於多項研究，例如：用來預測全身肌肉量、心肺健康(cardiorespiratory fitness)、肌少症(sarcopenia)與老人病患的手術後結果。
由於肌肉可以分成表面肌肉(surface muscles)與深層肌肉(deep muscles)，但因深層肌肉無法接觸測量，因此只能應用電子訊號處理與影像技術來診斷深層肌肉部位，而核心肌群係屬於深層肌肉，許多研究提供了關於核心肌群的大小與解剖變異的實質數據(substantial data)，其中，主要是以超音波 引導法(ultrasound guidance)來測量核心肌群的位置，並應用影像技術中的電腦斷層(Computed Tomography,CT)或磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)來測量核心肌群是目前最為精準的方法，但這兩種方法對於正常與病變(鈣化與膿腫內的氣泡)腰大肌的測量結果仍有些許差異；此外，電腦斷層或磁共振成像的測量方法，亦有設備成本高、測量費時及操作不便利...等缺點，目前並沒有一個有效的方法，能有效改善這些缺點。
本發明之主要目的乃在於提供一種生物阻抗技術評估核心肌群之方法，藉由生物阻抗分析法(Bioelectrical Impedance Analysis，BIA)測量核心肌群的截面積，藉由核心肌群的截面積可進行核心肌群的評估，相較習用磁共振成像或電腦斷層的測量方法，本發明能夠有效降低測量成本、減少測量時間並提升測量時的便利性。
為了達成上述之目的，本發明提供之一種生物阻抗技術評估核心肌群之方法，其包含步驟：
(a)由一生物阻抗測量儀測得一受測者之電阻及電抗，以及取得該受測者之年齡、性別、阻抗因子(h2/Z)。
(b)該受測者的核心肌群由下列計算公式計算而得：BIA=a-b×age+c×h2/Z+d×Sex。
藉此，本發明提供之一種生物阻抗技術評估核心肌群之方法，藉由生物阻抗測量儀所測得之生物阻抗數值，並藉由計算公式估測得到受測者之 核心肌群的截面積，以此作為評估受測者之核心肌群的依據，相對於電腦斷層或磁共振成像，能夠有效降低成本、減少檢測時間及提升操作的便利性。
10:生物阻抗技術評估核心肌群之方法
E1、E3、E5、E7:電流電極
E2、E4、E6、E8:感測電極
圖1係本發明一較佳實施例之方塊圖。
圖2A-2F係本發明一較佳實施例之測量模式示意圖。
圖3A係本發明一較佳實施例之L3-L4腰椎高度的腹部、瘦肉截面積的示意圖。
圖3B係本發明一較佳實施例之L3-L4腰椎高度的腹部、瘦肉截面積的電腦斷層掃描影像圖。
為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲針對以下一較佳實施例，並配合圖式1-3說明如後，其中，本發明之生物阻抗技術評估核心肌群之方法10主要包含：
步驟(a)由一生物阻抗測量儀測得一受測者之電阻及電抗，以及取得該受測者之年齡、性別、阻抗因子(h2/Z)。其中，該生物阻抗測量儀係生物阻抗技術領域中常用儀器，故未顯示於圖式中；在本較佳實施例中，該生物阻抗測量儀是以一站立式八極板生物阻抗量測技術為例。
步驟(b)該受測者的核心肌群的截面積由下列計算公式計算而得：CMBIA=a-b×age+c×h2/Z+d×Sex(r2=0.910,SEE=13.42cm2,n=286, p<0.001)。在本較佳實施例中，該核心肌群包含腰大肌、腰方肌(quadratus muscle,QM)、豎脊肌(erector spinae,ES)、腹肌(abdominal muscle,AM)，該計算公式中的a-d為回歸分析中的回歸係數。
本發明之測量方式可分為複數種，如圖2A-2F所示，圖式的左側表示為該受測者的右側，右邊則表示該受測者的左側，其中，該生物阻抗測量儀之電流電極E1、E3、E5與E7係以空心圓表示，該生物阻抗測量儀之感測電極E2、E4、E6與E8係以實心圓表示。
如圖2A所示，當測量電路切換至該電流電極E1、E5及該感測電極E2、E6時，可測量得到右側全身阻抗。
如圖2B所示，當測量電路切換至該電流電極E1、E5，該感測電極E2、E4時，可測量得右上肢阻抗。
如圖2C所示，當測量電路切換至該電流電極E1、E5，該感測電極E6、E8時，可測得右下肢阻抗值。
如圖2D所示，當測量電路切換至該電流電極E1、E5，該感測電極E4、E8時，可測得軀幹阻抗值。
如圖2E所示，當測量電路切換至該電流電極為E3、E7，該感測電極E2、E4時，可測得左上肢阻抗值。
如圖2F所示，當測量電路切換至該電流電極E3、E7，該感測電極E6、E8時，可測得左下肢阻抗值。
在其他較佳實施例中，該核心肌群亦可為腰大肌、腰方肌、豎脊肌或腹肌之其中一種，其該計算公式為： PMBIA=a-b×age+c×h2/Z+d×Sex(r2=0.919,SEE=3.31cm2,n=286,p<0.001)。
QMBIA=a-b×age+c×h2/Z+d×Sex(r2=0.920,SEE=5.07cm2,n=286,p<0.001)。
ESBIA=a-b×age+c×h2/Z+d×Sex(r2=0.934,SEE=13.07cm2,n=286,p<0.001)。
AMBIA=CMBIA-PMBIA-QMBIA-ESBIA。
電腦斷層掃瞄(CT Scanning)
本較佳實施例中，是以電腦斷層掃描儀所測得該核心肌群的截面積作為本發明的估測目標，本發明之方法利用該生物阻抗測量儀所測得該受測者的人體參數測量、生物阻抗測量等變數為預測變數，進行該核心肌群截面積的估測模型的建立與驗證。在其他較佳實施例中，亦可藉由磁共振成像所測得該核心肌群的截面積作為本發明的估測目標。
在本較佳實施例中，係對各該受測者腹部進行64切電腦斷層掃描(Somatom Sensation 64 CT system,Siemens Corp.,Germany)，並使用Syngo CT2005A軟體分析數據，各該受測者以電腦斷層掃描儀測量腰椎2-5節腹部區段，但不以此為限。
影像分析(Image analysis)
如圖3A、3B所示，在本較佳實施例中，係使用固定的影像分析程序來計算各受測者L3-L4腰椎高度的腹部、瘦肉截面積(cross section area,CSA)(在本較佳實施例中僅取其一張電腦斷層掃描影像圖進行說明)，影像分析人員應用Slice-O-Matic version 4.3軟體(Tomovision)來圈選瘦肉組織，並計算圈 選的面積。在腰部L3-L4手動區隔腰大肌、腹部的截面面積，在本較佳實施例中的核心肌群截面積代表值為腰大肌、腰方肌、豎脊肌或腹肌截面積的加總，由於腰大肌與身高有很高的相關性，所以分別以CSA(cm2)與CSA/height2(mm2/m2)表示腰大肌與身高的值。
統計分析(Statistical analysis)
在本較佳實施例中，如表一所示，描述性資料用平均值與標準差表示，並顯示其範圍。用Student’s t-test來進行分佈類型比較，使用Kolmogorov-Smirnov test對資料進行常態分佈(normal distribution)測試。所有的統計分析均應用SPSS Ver.20(Statistical Package for the Social Sciences,IBM SPSS statistics for Windows,Armonk,NY：IBM Corp)，顯著水平設定為p<0.05(two-tailed)。應用Spearman相關係數分析來描述變數間的相關性，使用逐步回歸分析來分析性別、年齡、阻抗因子(impedance factor)與該核心肌群、腰大肌、腹肌、腰方肌、豎脊肌與面積的關係。
Figure 111113094-A0305-02-0007-1
其中，mean±SD(Standard Deviation)為平均值，以及標準差；WHR(Waist-hip ratio)為腰臀比；BMI(Body Mass Index,BMI)為身體質量指數；CM(core muscles)為核心肌群；ACSA(abdominal cross-sectional area)為腹部截面積。
藉此，本發明提供之一種生物阻抗技術評估核心肌群之方法10，在不需進行電腦斷層或磁共振成像的狀況下，可藉由生物阻抗測量儀所測得之生物阻抗數值，並藉由計算公式估測得到受測者之核心肌群的截面積，以此作為評估受測者之核心肌群的依據，相對於電腦斷層或磁共振成像，能夠有效降低成本、減少檢測時間及提升操作的便利性。
上述較佳實施例是為了幫助理解本發明的原理和方法，本發明並不限於上述之較佳實施例。凡在本發明的精神和原則之內的任何組合和更動修改，都應在本發明的保護範圍內。
10:生物阻抗技術評估核心肌群之方法

Claims (3)

  1. 一種生物阻抗技術評估核心肌群之方法，其包含步驟：(a)由一八極板生物阻抗測量儀測得一受測者之電阻及電抗，以及取得該受測者之年齡、性別、阻抗因子(h2/Z)；以及(b)該受測者的核心肌群之截面積由下列計算公式計算而得：BIA=a-b×age+c×h2/Z+d×Sex；其中，該計算公式中的a-d為回歸分析中的回歸係數。
  2. 如請求項1所述之生物阻抗技術評估核心肌群之方法，其中：該核心肌群為腰大肌、腰方肌、豎脊肌、腹肌之其一或全部。
  3. 如請求項2所述之生物阻抗技術評估核心肌群之方法，其中：該核心肌群為腹肌時，該核心肌群之運算方程式為AM=CM-PM-QM-ES；其中，AM代表腹肌；CM代表核心肌群；PM代表腰大肌；QM代表腰方肌；ES代表豎脊肌。
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