CC BY
6
Для корреспонденции
Рыбакова Полина Денисовна - аналитик отдела спортивной
нутрициологии ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта
Адрес: 129272, Российская Федерация, г. Москва,
ул. Советской Армии, д. 6
Телефон: (495) 788-11-11 (доб. 03051)
E-mail: [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-1165-6518
Мештель А.В.1, Антонов А.Г.2, Жилкин А.Н.2, Рыбакова П.Д.2, Мирошников А.Б.1, Смоленский А.В.1
Сравнительный анализ измерения жировой массы тела при помощи двух аппаратов биоэлектрического импеданса и трех бытовых весов с функцией определения состава тела с двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет спорта «ГЦОЛИФК», 105122, г. Москва, Российская Федерация
Государственное казенное учреждение города Москвы «Центр спортивных инновационных технологий и подготовки сборных команд» Департамента спорта города Москвы, 129272, г. Москва, Российская Федерация
Russian University of Sports "SCOLIPE", 105122, Moscow, Russian Federation Center for Sports Innovative Technologies and National Team Training, Department of Sports of the City of Moscow, 129272, Moscow, Russian Federation
Comparative analysis of body fat measurement using two bioelectric impedance devices and three household scales (with the function of determining body composition) with dual-energy X-ray absorptiometry
Meshtel A.V.1, Antonov A.G.2, Zhilkin A.N.2, Rybakova P.D.2, Miroshnikov A.B.1, Smolensky A.V.1
2
2
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов.
Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Мештель А.В., Антонов А.Г., Мирошников А.Б., Смоленский А.В.; сбор и статистическая обработка данных - Мештель А.В., Жилкин А.Н., Рыбакова П.Д.; написание текста - Мештель А.В., Рыбакова П.Д., Мирошников А.Б.; редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи - все авторы. Для цитирования: Мештель А.В., Антонов А.Г., Жилкин АН., Рыбакова П.Д., Мирошников А.Б., Смоленский А.В. Сравнительный анализ измерения жировой массы тела при помощи двух аппаратов биоэлектрического импеданса и трех бытовых весов с функцией определения состава тела с двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией // Вопросы питания. 2024. Т. 93, № 2. С. 95-104. DOI: https://doi. org/10.33029/0042-8833-2024-93-2-95-104
Статья поступила в редакцию 12.08.2023. Принята в печать 05.03.2024. Funding. The study had no sponsorship.
Conflict of interest. The authors of the study declare no conflicts of interest.
Contribution. Concept and design of the study - Meshtel A.V., Antonov A.G., Miroshnikov A.B., Smolensky A.V.; data collection and statistical processing - Meshtel A.V., Zhilkin A.N., Rybakova P.D.; text writing - Meshtel A.V., Rybakova P.D., Miroshnikov A.B.; editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article - all authors.
For citation: Meshtel A.V., Antonov A.G., Zhilkin A.N., Rybakova P.D., Miroshnikov A.B., Smolensky A.V. Comparative analysis of body fat measurement using two bioelectric impedance devices and three household scales (with the function of determining body composition) with dual-energy X-ray absorptiometry. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2024; 93 (2): 95-104. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2024-93-2-95-104 (in Russian)
Received 12.08.2023. Accepted 05.03.2024.
Анализ состава тела часто используется в клинической практике для оценки и мониторинга пищевого статуса. Так, жировая масса тела (ЖМТ) является предиктором метаболических заболеваний, а для спортсмена - критерием работоспособности. «Золотой стандарт» - метод двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, - в отличие от метода биоэлектрического импе-дансного анализа, трудно применим в повседневной клинической практике. В связи с этим становится актуальным изучение соответствия измеряемой ЖМТ с помощью денситометрии и биоимпедансометрии.
Цель исследования - сравнительный анализ ЖМТ, оцененной с помощью 2 аппаратов биоэлектрического импеданса и 3 бытовых весов с функцией определения состава тела и методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Материал и методы. В поперечном исследовании приняли участие 16 здоровых, физически активных взрослых в возрасте 25 [23; 26] лет, 7 мужчин и 9 женщин. Оценку состава тела проводили в стандартных условиях утром, после 12-часового голодания с помощью денситометрии (рентгеновский денситометр Stratos Dr) и биоимпедансометрии [анализаторы «Медасс» ABC-01, «Диамант АИСТ» (с прогностическими уравнениями производителя); бытовые весы с функцией определения состава тела Tanita BC-718, Picooc Mini, Scarlett SC-216]. Статистический анализ включал в себя определение х-критерия Фридмана, коэффициента конкордации корреляции Лина, коэффициента корреляции Спирмена, критерия Вилкоксона с поправкой Бонферрони для множественных исследований, а также использование метода Бланда-Альтмана. Результаты и обсуждение. Ни одно из исследуемых устройств биоимпедансометрии не показало связи (коэффициент Бланда-Альтмана >0,2) или согласованности (коэффициент конкордации корреляции Лина <0,9) в сравнении с денситометрией, несмотря на то что корреляция Спирмена была умеренной для Tanita BC-718 (r=0,603, p<0,05), «Диамант АИСТ» (r=0,641, p<0,01) и Scarlett SC-216 (r=0,609, p<0,05), а также заметной для «Медасс» ABC-01 (r=0,841, p<0,01) и Picooc Mini (r=0,718, p<0,01).
Заключение. Ни одно устройство биоэлектрического импеданса не имеет согласованности с двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией при оценке ЖМТ. Поскольку точность измерения ЖМТ является критически важной при диагностике состава тела, необходимо ознакомиться с первоначальными данными о расхождении результатов, представленными производителями приборов, для более корректной интерпретации результатов, полученных с помощью биоимпедансометрии.
Ключевые слова: состав тела; жировая масса тела; двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия; биоэлектрический импе-дансный анализ; здоровые взрослые
Body composition assessment is often used in clinical practice to assess and monitor nutritional status. For example, body fat mass is a predictor of metabolic diseases, and for an athlete it is a criterion of performance. "Gold standard" - the method of dual-energy X-ray absorptiometry - in contrast to bioelectrical impedance analysis, is difficult to apply in everyday clinical practice. Therefore, it becomes relevant to compare the consistency of measured body fat mass using densitometry and bioimpedanceometry. The aim of the study was to perform a comparative analysis of body fat mass estimated by bioimpedanceometry (two bioelectric impedance devices and three household scales with a function of determining body composition) and dual-energy X-ray absorptiometry. Material and methods. Sixteen healthy, physically active adults aged 25 [23; 26] years, male (n=7) and female (n=9), participated in the cross-sectional study. Body composition was assessed under standard conditions in the morning, after a 12-hour fast, using densitometry (Stratos Dr X-ray densitometer) and bioimpedanceometry [bioelectric impedance devices; Medass ABC-01, Diamant AIST (with manufacturer's predictive equations); household scales with a function of determining body composition; Tanita BC-718, Picooc Mini, Scarlett SC-216]. Statistical analysis was performed using Statistica 10 package (StatSoft, USA), and included Friedman's chi-criterion, Lin's correlation concordance coefficient, Bland-Altman method, Spearman's correlation coefficient, and Wilcoxon's criterion with Bonferroni correction for multiple studies. Results. None of the bioimpedanceometry devices studied showed a relationship (Bland-Altman coefficient >0.2) or consistency (Lin's correlation concordance coefficient <0.9) when compared to densitometry, although Spearman correlation was moderate for Tanita BC-718 (r=0.603, p<0.05), Diamant AIST (r=0.641, p<0.01) and Scarlett SC-216 (r=0.609, p<0.05), and notable for Medass ABC-01 (r=0.841, p<0.01) and Picooc Mini (r=0.718, p<0.01).
Conclusion. This study found that no bioelectrical impedance device has consistency with dual-energy X-ray absorptiometry in assessing body fat mass. Since the accuracy of body fat mass measurement is critical in body composition diagnosis, the assessment results obtained by bioimpedanceometry should be interpreted with caution. Keywords: body composition; body fat mass; dual-energy X-ray absorptiometry; bioelectrical impedance analysis; healthy adults
Состав тела оказывает важное влияние на качество жизни и здоровье человека. Ожирение стало проблемой общественного здравоохранения, особенно в последние десятилетия. Оно ассоциируется с метаболическими заболеваниями, такими как сахарный диабет 2 типа, артериальная гипертензия, дислипидемия и др. [1].
Оценка состава тела имеет решающее значение для определения возможных рисков развития различных метаболических заболеваний [2] и признана в качестве полезного показателя здоровья [3]. При составлении рациона питания спортсменов и физически активных лиц важно учитывать их состав тела. Жировая масса тела (ЖМТ) является одним из важнейших компонентов состава тела человека, определяющих его работоспособность [4].
В связи с этим стоит острая необходимость в точных и доступных методиках определения компонентов состава тела. Поиск таких подходов привел к количественному определению массы тела с помощью биоэлектрического импедансного анализа состава тела (БИА) и двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (Dual-Energy X-ray Absorptiometry, DXA) [5]. DXA была разработана для измерения костной массы, которая рассчитывается по дифференциальному поглощению рентгеновских лучей 2 различных энергий. Поскольку при таком расчете необходимо учитывать (и, следовательно, количественно оценивать) вышележащие мягкие ткани, ЖМТ и безжировую массу тела, эти компоненты состава тела рассчитываются при сканировании всего тела с использованием алгоритмов, специфичных для данного прибора.
Именно DXA является одним из наиболее точных методов оценки состава тела и считается «золотым стандартом» [6]. Несмотря на это, использование DXA не представляется возможным, ввиду того что регулярные измерения при помощи такого оборудования (воздействие рентгеновских лучей) недопустимы. Вследствие этого невозможно отслеживать динамику изменения состава тела при похудении или наборе мышечной массы тела. Кроме того, сам аппарат DXA весьма дорогостоящий и не является мобильным устройством, что может затруднять проведение измерений. В свою очередь, приборы для проведения БИА не имеют вышеперечисленных недостатков, что делает их использование более предпочтительным. Существуют различные модификации БИА-устройств - одночастотные и много-
частотные, которые могут достигать различных уровней точности [6]. Система БИА используется для оценки состава тела путем измерения сопротивления, через которое проходит слабый электрический ток, проникающий через ткани с высоким содержанием воды, такие как мышцы и органы [7]. По этой причине на точность результатов влияет множество факторов, таких как гидратация, внешняя температура, потребление кофеина, физическая нагрузка, у женщин - день овариально-менструального цикла и другие [8], что приводит к повышенным требованиям к стандартизации исследований при помощи данного метода. В связи с этим становится актуальным сравнение соответствия измеряемой ЖМТ с помощью DXA и БИА.
Цель исследования - провести сравнительный анализ ЖМТ, оцененной с помощью 2 аппаратов БИА и 3 бытовых весов с функцией определения состава тела и DXA.
Материал и методы
Поперечное исследование проведено на базе ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта, в соответствии с Хельсинкской декларацией [9]. Все обследованные предоставили письменное информированное согласие, в котором были указаны цель и возможные риски, и могли прекратить участие в исследовании в любое время.
Участниками исследования были 16 здоровых, физически активных взрослых в возрасте 25 [23; 26] лет, 7 мужчин и 9 женщин.
Критерии исключения: прием любых лекарственных препаратов или биологически активных добавок к пище, несовместимых с проведением исследования; возраст до 18 лет; беременность; кормление грудью; пройденное обследуемым измерение при помощи рентгеновского оборудования менее чем за 6 мес до проведения настоящего исследования.
Обследуемые посещали лабораторию 1 раз утром натощак, после 12-часового голодания. Все участники были одеты в легкую одежду, не имели металлических аксессуаров. Все измерения проводили в одинаковой хронологии: 1) измерение массы тела и антропометрических данных; 2) БИА; 3) DXA.
Были использованы электронные медицинские весы Seca 769 (Seca, Китай) для измерения массы тела, механический медицинский ростомер Seca 220 (Seca, Китай) для измерения длины тела, электронная медицинская
Таблица 2. Краткая характеристика весов с функцией определения состава тела
Table 2. Brief description of the scales with the function of determining body composition
Таблица 1. Краткая характеристика анализаторов биоэлектрического импеданса
Table 1. Brief description of bioelectric impedance analyzers
Прибор / Device Контакт / Contact Частота измерения/ Frequency of measurment
«Медасс» ABC-01 Правая рука, правая нога 5 кГц, 50 кГц
«Диамант АИСТ» 2 руки,2 ноги 28 кГц, 115 кГц
Прибор / Device Контакт / Contact Частота измерения/ Frequency of measurment
Scarlett SC-216 2 ноги 50 кГц
Picooc Mini 2 ноги 50 кГц
Tanita BC-718 2 ноги 6,25 кГц, 50 кГц
рулетка Твес РЭМ-1400-1 (ОАО «Твес», РФ) для измерения обхватов (необходимы при измерении на аппаратах «Медасс» ABC-01 и «Диамант АИСТ»).
Для проведения DXA использовали рентгеновский денситометр Stratos Dr (DMS, Франция). Устройства, с помощью которых проводили измерение состава тела: «Медасс» ABC-01 (ООО НТЦ «МЕДАСС», РФ), Tanita BC-718 (Tanita, Китай), Picooc Mini (Picooc, Китай), Scarlett SC-216 (Scarlett, Китай), «Диамант АИСТ» (анализатор импедансный состава тела, ООО «Диамант», РФ). Параметры данных приборов представлены в табл. 1 и 2.
Статистическая обработка данных проведена при помощи пакета Statistica 10 (StatSoft, США). Для оценки нормальности распределения был использован критерий Шапиро-Уилка. х-критерий Фридмана (xF) и критерий Вилкоксона с поправкой Бонферрони для множественных измерений (WE) были использованы для оценки различий между измерениями. WE вычисляли по формуле:
а n '
Таблица 3. Антропометрические показатели участников исследования Table 3. Anthropometric characteristics of the study participants
Показатель/ Index Ме [Q1; Q3]
Масса тела, кг / Body mass, kg 67,4 [53,0; 79,5]
Длина тела, см / Body height, cm 174 [169; 179]
Обхват талии, см / Waist circumference, cm 74 [69; 82]
Обхват бедер, см / Hip circumference, cm 93 [90; 101]
Индекс массы тела, кг/м2 / Body mass index, kg/m2 22,3 [20,3; 24,5]
(pc=0,95-0,99), слабая согласованность (pc=0,90-0,94) или согласованность отсутствует (pc<0,90). Уровень связи для r оценивали при помощи шкалы Chaddok: корреляция считалась сильной при r>0,9, значимой при r=0,7-0,9, заметной при r=0,5-0,7, умеренной при r=0,3-0,5 и слабой при r<0,3.
Смещение измерения было оценено при помощи метода Бланда-Альтмана. Смещение <1% считалось приемлемым.
Коэффициент Бланда-Альтмана (КБА) был рассчитан по формуле:
где а - уровень значимости статистического теста (0,05), n - число проведенных измерений (5).
Коэффициент конкордации корреляции Лина (pc) с 95% доверительным интервалом (ДИ) и коэффициент корреляции Спирмена (r) были использованы для выявления связи и согласованности между результатами измерения ЖМТ при помощи аппаратов БИА и DXA. Уровень согласованности оценивали как почти идеальная согласованность (pc>0,99), хорошая согласованность
Кб
(1,96ха)
ß '
где а - стандартное отклонение разностей рХА-БИА), а ^ - среднее арифметическое всех значений.
КБА оценивался как наличие хорошей связи (КБА <0,1), нормальной связи (КБА =0,1-0,2) или плохой связи (Кба >0,2).
А/A Б/B
Stratos Dr Средние результаты Медасс ABC-01 и Stratos Dr
Mean Medass ABC-01 & Stratos Dr
Рис. 1. Сравнительный анализ измерения жировой массы тела с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA) (Stratos Dr) и биоэлектрического импедансного анализа с использованием прибора «Медасс» ABC-01
Здесь и на рис. 2-5: А - корреляция Спирмена (r); Б - график Бланда-Альтмана; ДИ - доверительный интервал; DXA - двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия; а - стандартное отклонение.
Fig. 1. Comparative analysis of the measurement of the body fat mass using dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) (Stratos Dr) and Medass ABC-01 bioelectrical impedance analizer
A - Spearman correlation (r); B - Bland-Altman plot; CI - confidence interval; DXA - dual-energy X-ray absorptiometry; a - standard deviation.
Таблица 4. Результаты сравнительного анализа определения жировой массы тела с помощью биоэлектрического импедансного анализа и двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA)
Table 4. Comparative analysis of body fat by bioelectrical impedance analisys and dual-energy X-ray absorptiometry (DXA)
Прибор Device Жировая масса тела, % / Body fat mass, % Ме [Q1; Q3] WB Wb Pc (95% ДИ) pc (95% CI) Смещение (±1,96a), % Bias (±1,96a), % КБА CBA r (P)
Stratos Dr (DXA) 22,0 [18,5; 23,0] -
Медасс ABC-01 23,1 [20,3; 26,4] 0,214 0,73 (0,48-0,86) 1,3 (-4,5-6,8) 0,25 0,841 (<0,01)
Tanita BC-718 21,1 [16,3; 24,0] 0,698 0,54 (0,15-0,79) -0,6 (-8,1-7,0) 0,36 0,603 (0,01)
Диамант АИСТ 24,0 [21,0; 26,3] 0,002* 0,44 (0,10-0,69) 2,8 (-2,4-8,0) 0,23 0,641 (<0,01)
Scarlett SC-216 20,0 [18,6; 22,6] 0,396 0,54 (0,09-0,80) -0,7 (-6,5-5,2) 0,27 0,609 (0,01)
Picooc Mini 23,0 [19,2; 24,1] 0,139 0,69 (0,24-0,83) 0,8 (-5,3-6,9) 0,28 0,718 (<0,01)
XF 0,002+
П р и м е ч а н и е. ДИ - доверительный интервал; КБА - коэффициент Бланда-Альтмана; r - коэффициент корреляции Спирмена; pc - коэффициент конкордации корреляции Лина; WБ - критерий Вилкоксона с поправкой Бонферрони; а - стандартное отклонение; xF - х-критерий Фридмана; * - статистически значимые различия при p<0,01; ^ - статистически значимые различия при p<0,05.
N o t e. CI - confidence interval; CBA - Bland-Altman coefficient; r - Spearman's correlation coefficient; pc - Lin's concordance correlation coefficient; WB - Wilcoxon test with Bonferroni's adjustment; а - standard deviation;xF - Friedmanx-test; * - statistically significant differences at p<0.01; ^ - statistically significant differences at p<0.05.
Уровень p<0,05 был признан статистически значимым для теста Шапиро-Уилка, xF и корреляции Спирмена, а уровень p<0,01 был признан статистически значимым для f-критерия Вилкоксона с поправкой Бонферрони.
Протокол исследования был зарегистрирован в базе данных Open Science Framework (OSF), https://doi. org/10.17605/0SF.I0/D4W2X (регистрация протокола -август 2023 г., сопутствующий проект: https://osf.io/ek479).
Результаты
В табл. 3 представлены антропометрические показатели участников исследования.
Результаты определения ЖМТ с помощью различных приборов БИА и методом DXA представлены в табл. 4.
В результате первичной оценки индекса массы тела (ИМТ) и ЖМТ было выявлено, что у 2 участников исследования ИМТ был ниже 18,5 кг/м2 (минимальный ИМТ - 17,6 кг/м2), а у 3 участников он был выше 25 кг/м2 (максимальный ИМТ - 26,5 кг/м2). У женщин доля жира составляла 22,7% [22,0; 23,2] (минимальное значение - 21,7%, максимальное - 26,3%), а у мужчин - 17,3% [16,8; 20,5] (минимальное значение - 16,8%, максимальное - 24,3%), что соответствует предполагаемым нормам, описанным в докладе Всемирной организации здравоохранения в 2004 г. [10], однако, согласно данным С.Г. Руднева и соавт., 1 участник имеет процент ЖМТ, соответствующий избыточной массе тела [11].
Оценка при помощи выявила различия между результатами измерения разными приборами (р=0,002).
А/А 34
32
30
28
Ё 26 5
8 24
О £ 22
20
18
16
14
Б/B
r=0,7184; p=0,0017
0
0 о
О . О
о
0
12
œ
* Q 10
О Vi
С\
8 6 4 2 0
О crç
S ё «а
s —
_ с
о О о о
о .ц £
с
ч? -2 ■Iii -4
пз CD JO о SC -6
-10
+1,96ст (6,9)
+95% ДИ (2,5) +95% CI (2.5) Смещение (0,8) Bias (0.8) -95% ДИ (-0,8) -95% CI (-0.8)
-1,96а (-5,3)
14 16 18 20 22 24 26 28 14 16 18 20 22 24 26 27
Stratos Dr Средние результаты Picooc Mini и Stratos Dr
Mean Medass Picooc Mini & Stratos Dr
30
Рис. 2. Сравнительный анализ измерения жировой массы тела с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA) (Stratos Dr) и биоэлектрического импедансного анализа с использованием весов с функцией определения состава тела Picooc Mini
Fig. 2. Comparative analysis of body fat mass measurement by means of dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) (Stratos Dr) and bioelectrical impedance analysis using Picooc Mini household scales with a function of determining body composition
А/А 28
26
24
22
20
18
16
14
Б/B
12
14
1 1 r=0,6034; p=0,0133 о
о
о
о о
О ^^О
"'о о 0
о
16
18
20 22 Stratos Dr
24
26
28
I §-10 11-12 Q-14
12
14
16
18
20
22
24
+1,96ст (7,0)
+95% ДИ (1,5) +95% CI (1.5) Смещение (-0,6) Bias (-0.6) -95% ДИ (-2,6) -95% CI (-2.6)
-1,96a (-8,1)
26
Средние результаты Tanita BC-718 и Stratos Dr Mean Medass Tanita BC-718 & Stratos Dr
Рис. 3. Сравнительный анализ измерения жировой массы тела с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA) (Stratos Dr) и биоэлектрического импедансного анализа с использованием весов с функцией определения состава тела Tanita BC-718
Fig. 3. Comparative analysis of body fat mass measurement by means of dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) (Stratos Dr) and bioelectrical impedance analysis using Tanita BC-718 household scales with a function of determining body composition
При оценке всей выборки была обнаружена заметная корреляция между результатами DXA и полученными с использованием приборов «Медасс» ABC-01 (r=0,841; p<0,01) и Picooc Mini (r=0,718; p<0,01) (рис. 1А, 2А), однако pc между этими данными <0,90 (см. табл. 4), что говорит об отсутствии согласованности между данными методами измерения. Критерий Вилкоксона с поправкой Бонферрони не показал статистически значимых различий между результатами, полученными методом DXA и с использованием прибора «Медасс» ABC-01 (p=0,214) и Picooc Mini (p=0,139).
Корреляция была умеренной между результатами DXA и полученными с использованием приборов Tanita BC-718, Scarlett SC-216, а также «Диамант АИСТ» (рис. 3А, 4А и 5А соответственно). В свою очередь, pc также показал отсутствие связи между этими данными (см. табл. 4). Оценка при помощи WE показала отсутствие достоверных различий между результатами DXA и полученными с использованием приборов Tanita BC-718 и Scarlett SC-216, однако были обнаружены статистические различия между показателем DXA и результатами оценки с использованием анализатора «Диамант АИСТ» (p<0,01).
А/А 28
26
24
22
20
18
16
Б/B
14
r=0,6097; p=0,0121 о о
о о
о
О о ^ о
о о о о
14
16
18
20 22 Stratos Dr
24
26
ч: щ е et
^ -Q
а e
U О
S С
28
М0
+1,96a (5,2)
+95% ДИ (0,9) +95% CI (0.9) Смещение (-0,6) Bias (-0.6) -95% ДИ (-2,2) -95% CI (-2.2)
-1,96a (-6,5)
14 16 18 20 22 24 26 Средние результаты Scarlett SC-216 и Stratos Dr Mean Medass Scarlett SC-216 & Stratos Dr
Рис. 4. Сравнительный анализ измерения жировой массы тела с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA) (Stratos Dr) и биоэлектрического импедансного анализа с использованием весов с функцией определения состава тела Scarlett SC-216
Fig. 4. Comparative analysis of body fat mass measurement by means of dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) (Stratos Dr) and bioelectrical impedance analysis using Scarlett SC-216 household scales with a function of determining body composition
а/a б/b
Stratos Dr Средние результаты Диамант АИСТ и Stratos Dr
Mean Medass Diamant BCIA & Stratos Dr
Рис. 5. Сравнительный анализ измерения жировой массы тела с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA) (Stratos Dr) и биоэлектрического импедансного анализа с использованием прибора «Диамант АИСТ»
Fig. 5. Comparative analysis of the measurement of the body fat mass using dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) (Stratos Dr) and Diamant BCIA bioelectrical impedance analizer
При оценке КБА было выявлено отсутствие связи между результатами, полученными DXA и всеми исследуемыми приборами для БИА (для всех приборов КБА был >0,2), что подтверждает результат оценки pc.
Метод Бланда-Альтмана показал, что при измерении ЖМТ при помощи БИА анализаторов «Медасс» ABC-01 и «Диамант АИСТ» смещение было наибольшим из всех аппаратов и составляет 1,3-2,8% (см. табл. 4), что говорит о тенденции к завышению результатов измерения по сравнению с DXA (рис. 1Б, 5Б). При использовании весов Picooc Mini смещение составило всего 0,8 (±1,96а: -5,3; 6,9) (рис. 2Б), что показывает приближенность результатов, полученных при использовании данных весов, к DXA.
Обратная ситуация наблюдалась с весами Scarlett SC-216 и Tanita BC-718. Анализ показал, что смещение было отрицательным (см. табл. 4), и общий тренд приводил к некоторому занижению результатов измерения (рис. 3Б, 4Б).
Обсуждение
Точность в определении состава тела является важным элементом в вопросах снижения массы тела и коррекции рациона питания, для чего необходимо использовать один и тот же прибор, соблюдая стандартные условия измерения, для получения более качественных результатов. В современном мире важной становится проблема избыточной массы тела и ожирения, с одной стороны, а с другой - встает проблема недостаточной массы тела и истощения как среди всего населения, так и среди спортсменов некоторых видов спорта (художественная гимнастика, фигурное катание, акробатический рок-н-ролл и др.) [12, 13], что
может не только повлечь снижение работоспособности спортсмена [14], но и привести к проблемам со здоровьем, поэтому своевременная и точная диагностика избыточной или, наоборот, недостаточной ЖМТ является одним из ключевых компонентов работы диетолога и нутрициолога [15].
Результаты настоящего исследования показали, что ни один применявшийся в исследовании аппарат БИА или весы с функцией оценки состава тела не имели хорошей согласованности или связи с DXA при измерении ЖМТ. Основным источником различий результатов являются прогностические уравнения, которые используются в различных приборах. В исследовании 2022 г. A.W. Potter и соавт. пришли выводу, что для InBody 770 имело место систематическое смещение с занижением ЖМТ%, но это можно исправить с помощью простого поправочного коэффициента. Это открывает двери для широкого использования БИА для исследований здоровья, где не требуется специализированное обучение и техническая поддержка [16]. В нашем исследовании систематическое смещение варьировало от -0,8 до 2,8% в зависимости от оборудования, однако ни один из приборов не показал хорошей согласованности в сравнении с DXA. В другом исследовании R.A. Rockamann и соавт. были сделаны выводы о том, что некоторые коммерческие устройства БИА (Omron HBF-306 и Baseline 12-1122) имеют ограниченный потенциал для точного измерения ЖМТ%, когда DXA используется в качестве критериальной меры [17], однако данное заявление применимо не только к приведенным приборам, оно справедливо для всех аппаратов БИА.
В практическом смысле полученные результаты можно применять при выборе аппарата БИА, оценивающего ЖМТ% у спортсменов и физически активных людей. Согласно коэффициенту конкордации корреля-
ции Лина взаимосвязь между оценкой ЖМТ% с помощью DXA и аппаратами БИА, согласованность составила (в порядке убывания): «Медасс» АВС-01, Picooc Mini, Scarlett SC-216, Tanita BC, «Диамант АИСТ».
Интересным наблюдением является то, что смещение Бланда-Альтмана было наименьшим для более простых устройств «нога-нога», таких как Tanita BC-718, Scarlett SC-216 и Picooc Mini. Это может быть связано с выборкой, имеющей нормальный ИМТ без скрытого ожирения.
В литературе также были обнаружены умеренные корреляции между БИА (Tanita BC-418) и DXA [18], однако эти результаты не обязательно означают, что между методами существует хорошее согласие. В отличие от этих данных, в настоящем исследовании были выявлены существенные различия между методами, что приводит к переоценке ЖМТ (при использовании аппаратов БИА «Медасс» АВС-01 и «Диамант АИСТ») у лиц с нормальным ИМТ и процентом жировой ткани.
Заключение
Оценка состава тела является неотъемлемой частью спортивной подготовки и контроля здоровья населения. Метаанализы 2022 и 2023 гг. [19, 20] показали, что методы и средства оценки состава тела влияют на получаемые показатели, которые трудно в дальнейшем интерпретировать специалистам.
Основные результаты настоящего исследования показывают, что ни один прибор БИА, вошедший в данную работу, не имеет согласованности с DXA, несмотря на умеренную и заметную корреляцию между результатами измерения. Ни с одним устройством не
выявлено хорошей согласованности по коэффициенту корреляции конкордации Лина и коэффициенту Бланда-Альтмана, а смещение, оцененное при помощи метода Бланда-Альтмана, колебалось от умеренного (для весов Tanita BC-718, Scarlett SC-216 и Picooc Mini) до значительного (для аппаратов «Медасс» ABC-01 и «Диамант АИСТ»).
На основании полученных результатов было выявлено, что такие приборы, как «Медасс» АВС-01 и «Диамант АИСТ», имели тенденцию к завышению уровня ЖМТ% в сравнении с результатами, полученными при помощи DXA. Весы с функцией оценки состава тела (Scarlett SC-216 и Tanita BC-718), наоборот, показывали более низкие значения ЖМТ%, в сравнении с DXA, что также необходимо учитывать при использовании данных приборов.
Точность измерения ЖМТ становится критически важной, когда речь заходит о таких вопросах, как диагностика ожирения или контроль состава тела спортсменов. Например, футбол является одним из первых видов спорта, в котором была введена культура состава тела и контроль процентного содержания жира. Неточные измерения могут привести к тому, что игрок пропустит игру, однако по результатам текущего исследования встает вопрос о том, каким методом измерения ЖМТ приемлемо пользоваться, если результаты измерения различными приборами будут значительно отличаться. Исходя из этого требуется больше качественных исследований в данной области, позволяющих выявить наиболее приемлемый метод для оценки ЖМТ.
Необходимо учитывать, что все коммерческие аппараты для БИА имеют ограничения в точности измерения ЖМТ%, что может повлиять на интерпретацию результатов измерений.
Сведения об авторах
Мештель Александр Виталиевич (Alexander V. Meshtel) - аспирант кафедры спортивной медицины, ассистент кафедры анатомии и биологической антропологии РУС «ГЦОЛИФК» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-4982-5615
Антонов Алексей Геннадьевич (Alexey G. Antonov) - аналитик отдела спортивной нутрициологии ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-3409-4485
Жилкин Андрей Николаевич (Andrey N. Zhilkin) - специалист по управлению цифровой информацией в спорте ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0009-0006-4687-8355
Рыбакова Полина Денисовна (Polina D. Rybakova) - аналитик отдела спортивной нутрициологии ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-1165-6518
Мирошников Александр Борисович (Alexander B. Miroshnikov) - доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры спортивной медицины, декан факультета адаптивной физической культуры, рекреации и туризма РУС «ГЦОЛИФК» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-4030-0302
Смоленский Андрей Вадимович (Andrei V. Smolensky) - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой спортивной медицины РУС «ГЦОЛИФК» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-5663-9936
Литература
1. Silveira E.A., Barbosa L.S., Rodrigues A.P.S., Noll M., De Olivei-ra C. Body fat percentage assessment by skinfold equation, bioimped-ance and densitometry in older adults // Arch. Public Health. 2020. Vol. 12. 78. P. 65. DOI: https://doi.org/10.1186/s13690-020-00449-4
2. Benito P.J., Gómez-Candela C., Cabañas M.D., Szendrei B., Castro E.A. Comparison between different methods for measuring body fat 13. after a weight loss program // Rev. Bras. Med. Esporte. 2019. Vol. 25.
P. 474-479. DOI: https://doi.org/10.1590/1517-869220192506149743
3. Achamrah N., Colange G., Delay J., Rimbert A., Folope V., Petit A. et al. Comparison of body composition assessment by DXA
and BIA according to the body mass index: a retrospective study on 14. 3655 measures // PLoS One. 2018. Vol. 13, N 7. Article ID e0200465. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200465
4. Ackland T.R., Lohman T.G., Sundgot-Borgen J., Maughan R.J., Mey er N.L., Stewart A.D. et al. Current status of body composition assessment in sport // Sports Med. 2012. Vol. 42, N 3. P. 227-249. 15. DOI: https://doi.org/10.2165/11597140-000000000-00000
5. Meier N.F., Bai Y., Wang C., Lee D.C. Validation of a multielectrode bioelectrical impedance analyzer with a dual-energy x-ray absorptiom-
eter for the assessment of body composition in older adults // J. Aging 16. Phys. Act. 2020. Vol. 28. P. 598-604. DOI: https://doi.org/10.1123/ japa.2019-0211
6. Lee S.Y., Ahn S., Kim Y.J., Ji M.J., Kim K.M., Choi S.H. et al. Comparison between dual-energy x-ray absorptiometry and bioelec-trical impedance analyses for accuracy in measuring whole body muscle 17. mass and appendicular skeletal muscle mass // Nutrients. 2018. Vol. 10.
P. 738. DOI: https://doi.org/10.3390/nu10060738
7. Wingo B.C., Barry V.G., Ellis A.C., Gower B.A. Comparison of segmental body composition estimated by bioelectrical impedance analysis and dual-energy X-ray absorptiometry // Clin. Nutr. ESPEN. 2018. 18. Vol. 28. P. 141-147. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clnesp.2018.08.013
8. Ward L.C., Müller M.J. Bioelectrical impedance analysis // Eur. J. Clin. Nutr. 2013. Vol. 67, suppl. 1. P. S1. DOI: https://doi.org/10.1038/ ejcn.2012.148
9. Harriss D.J., MacSween A., Atkinson G. Ethical standards in sport 19. and exercise science research: 2020 update // Int. J. Sports Med. 2019.
Vol. 40. P. 813-817. DOI: https://doi.org/10.1055/a-1015-3123
10. Obesity: preventing and managing the global epidemic. Report of
a WHO consultation // World Health Organ. Tech. Rep. Ser. 2000. 20. Vol. 894. Р. 1-253, i-xii. PMID: 11234459.
11. Руднев С.Г., Соболева Н.П., Стерликов С.А., Николаев Д.В., Старунова О.А., Черных С.П. и др. Биоимпедансное исследование состава тела населения России. Москва : Центральный научно-
исследовательский институт организации и информатизации
здравоохранения, 2014. 493 с. ISBN: 5-94116-018-6.
Loucks A.B., Kiens B., Wright H.H. Energy availability in athletes //
J. Sports Sci. 2011. Vol. 29, suppl. 1. Р. S7-S15. DOI: https://doi.org/10.
1080/02640414.2011.588958
Mountjoy M., Sundgot-Borgen J., Burke L., Carter S., Constantini N., Lebrun C. et al. The IOC consensus statement: beyond the Female Athlete Triad — Relative Energy Deficiency in Sport (RED-S) // Br. J. Sports Med. 2014. Vol. 48, N 7. Р. 491-497. DOI: https://doi. org/10.1136/bjsports-2014-093502
Брель Ю.И., Медведева Г.А. Особенности показателей функционального состояния организма и композиционного состава тела у спортсменов с дефицитом жировой массы // Проблемы здоровья и экологии. 2022. Т. 19, № 3. С. 73-78. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2022-19-3-10 Holmes C.J., Racette S.B. The utility of body composition assessment in nutrition and clinical practice: an overview of current methodology // Nutrients. 2021. Vol. 13, N 8. Р. 2493. DOI: https://doi.org/10.3390/ nu13082493
Potter A.W., Nindl L.J., Soto L.D., Pazmino A., Looney D.P., Thari-on W.J. et al. High precision but systematic offset in a standing bioelectrical impedance analysis (BIA) compared with dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) // BMJ Nutr. Prev. Health. 2022. Vol. 5, N 2. P. 254-262. DOI: https://doi.org/10.1136/bmjnph-2022-000512 Rockamann R.A., Dalton E.K., Arabas J.L., Jorn L., Mayhew J.L. Validity of arm-to-arm BIA devices compared to DXA for estimating % fat in college men and women // Int. J. Exerc. Sci. 2017. Vol. 10, N 7. P. 977-988. DOI: https://doi.org/10.1249/01.mss.0000495338. 91690.a4
Dimitrij evic M., Paunovic V., Zivkovic V., Bolevich S., Jakovljevic V. Body fat evaluation in male athletes from combat sports by comparing anthropometric, bioimpedance, and dual-energy X-ray absorptiometry measurements // Biomed. Res. Int. 2022. Vol. 5. Article ID 3456958. DOI: https://doi.org/10.1155/2022/3456958
Sansone P., Makivic B., Csapo R., Hume P., Martínez-Rodríguez A., Bauer P. Body fat of basketball players: a systematic review and meta-analysis // Sports Med. Open. 2022. Vol. 8, N 1. P. 26. DOI: https://doi. org/10.1186/s40798-022-00418-x
Sebastiá-Rico J., Soriano J.M., González-Gálvez N., Martínez-Sanz J.M. Body composition of male professional soccer players using different measurement methods: a systematic review and meta-analysis // Nutrients. 2023. Vol. 15, N 5. P. 1160. DOI: https://doi. org/10.3390/nu15051160
References
Silveira E.A., Barbosa L.S., Rodrigues A.P.S., Noll M., De Olivei-ra C. Body fat percentage assessment by skinfold equation, bioimped-ance and densitometry in older adults. Arch Public Health. 2020; 78: 65. DOI: https://doi.org/10.1186/s13690-020-00449-4 Benito P.J., Gómez-Candela C., Cabañas M.D., Szendrei B., Castro E.A. Comparison between different methods for measuring body fat after a weight loss program. Rev Bras Med Esporte. 2019; 25: 474—9. DOI: https://doi.org/10.1590/1517-869220192506149743 Achamrah N., Colange G., Delay J., Rimbert A., Folope V., Petit A., et al. Comparison of body composition assessment by DXA and BIA according to the body mass index: a retrospective study on 3655 measures. PLoS One. 2018; 13 (7): e0200465. DOI: https://doi. org/10.1371/journal.pone.0200465
Ackland T.R., Lohman T.G., Sundgot-Borgen J., Maughan R.J., Meyer N.L., Stewart A.D., et al. Current status of body composition assessment in sport. Sports Med. 2012; 42 (3): 227-49. DOI: https://doi. org/10.2165/11597140-000000000-00000
Meier N.F., Bai Y., Wang C., Lee D.C. Validation of a multielectrode bioelectrical impedance analyzer with a dual-energy x-ray absorptiom-eter for the assessment of body composition in older adults. J Aging Phys Act. 2020; 28: 598-604. DOI: https://doi.org/10.1123/japa.2019-0211 Lee S .Y., Ahn S., Kim Y.J., Ji M.J., Kim K.M., Choi S.H., et al. Comparison between dual-energy x-ray absorptiometry and bioelec-trical impedance analyses for accuracy in measuring whole body muscle
mass and appendicular skeletal muscle mass. Nutrients. 2018; 10: 738. DOI: https://doi.org/10.3390/nu10060738
Wingo B.C., Barry V.G., Ellis A.C., Gower B.A. Comparison of segmental body composition estimated by bioelectrical impedance analysis and dual-energy X-ray absorptiometry. Clin Nutr ESPEN. 2018; 28: 141-7. DOI: https://doi.org/10.1016/jxlnesp.2018.08.013 Ward L.C., Müller M.J. Bioelectrical impedance analysis. Eur J Clin Nutr. 2013; 67 (suppl 1): S1. DOI: https://doi.org/10.1038/ejcn.2012.148 Harriss D.J., MacSween A., Atkinson G. Ethical standards in sport and exercise science research: 2020 update. Int J Sports Med. 2019; 40: 813-7. DOI: https://doi.org/10.1055/a-1015-3123 Obesity: preventing and managing the global epidemic. Report of a WHO consultation. World Health Organ Tech Rep Ser. 2000; 894: 1-253, i-xii. PMID: 11234459.
Rudnev S.G., Soboleva N.P., Sterlikov S.A., Nikolaev D.V., Staruno-va O.A., Chernykh S.P., et al. Bioimpedance study of body composition of the Russian population. Moscow: Tsentral'niy nauchno-issledo-vatel'skiy institut organizatsii i informatizatsii zdravookhraneniya, 2014: 493 p. ISBN: 5-94116-018-6. (in Russian)
Loucks A.B., Kiens B., Wright H.H. Energy availability in athletes. J Sports Sci. 2011; 29 (suppl 1): S7-15. DOI: https://doi.org/10.1080/0 2640414.2011.588958
Mountjoy M., Sundgot-Borgen J., Burke L., Carter S., Constantini N., Lebrun C., et al. The IOC consensus statement: beyond the Female
7
2
8
9
6
Athlete Triad — Relative Energy Deficiency in Sport (RED-S). Br 17. J Sports Med. 2014; 48 (7): 491-7. DOI: https://doi.org/10.1136/ bjsports-2014-093502
14. Brel' Y.I., Medvedeva G.A. Characteristics of functional status and body composition parameters in athletes with reduced fat mass. Prob- 18 lemy zdorov'ya i ekologii [Problems of Health and Ecology]. 2022;
19 (3): 73-8. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2022-19-3-10 (in Russian)
15. Holmes C.J., Racette S.B. The utility of body composition assessment in nutrition and clin ical practice: an over view of current methodology. Nutrients. 2021; 13 (8): 2493. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13082493
16. Potter A.W., Nindl L.J., Soto L.D., Pazmino A., Looney D.P., Thari-
on W. J., et al. High precision but systematic offset in a standing bioelec- 20. trical impedance analysis (BIA) compared with dual-energy X-ray absorptiometry (DXA). BMJ Nutr Prev Health. 2022; 5 (2): 254-62. DOI: https://doi.org/10.1136/bmjnph-2022-000512
19.
Rockamann R.A., Dalton E.K., Arabas J.L., Jorn L., Mayhew J.L. Validity of arm-to-arm BIA devices compared to DXA for estimating % fat in college men and women. Int J Exerc Sci. 2017; 10 (7): 977—88. DOI: https://doi.org/10.1249/01.mss.0000495338.91690.a4 Dimitrij evic M., Paunovic V., Zivkovic V., Bolevich S., Jakovljevic V. Body fat evaluation in male athletes from combat sports by comparing anthropometric, bioimpedance, and dual-energy X-ray absorptiometry measurements. Biomed Res Int. 2022; 5: 3456958. DOI: https://doi. org/10.1155/2022/3456958
Sansone P., Makivic B., Csapo R., Hume P., Martínez-Rodríguez A., Bauer P. Body fat of basketball players: a systematic review and meta-analysis. Sports Med Open. 2022; 8 (1): 26. DOI: https://doi. org/10.1186/s40798-022-00418-x
Sebastiá-Rico J., Soriano J.M., González-Gálvez N., Martínez-Sanz J.M. Body composition of male professional soccer players using different measurement methods: a systematic review and meta-analysis. Nutrients. 2023; 15 (5): 1160. DOI: https://doi.org/10.3390/nu15051160
