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体脂秤是怎么测出体脂的?是智商税吗?

张翠平 雷涛 科普中国 2023-11-11


最近,不少小伙伴把减肥提上了日程,而检验减肥成果最直接的方法就是称体重了。

大家称体重的时候,有没有发现:不知道从什么时候开始家用体重秤上多了几个金属片?这些金属片有什么用?是装饰还是有什么特殊功能呢?我们一起来研究研究。

图源:某电商平台

体重秤上为什么有几个金属片?


这些有金属片的体重秤,也叫作体脂秤。体重秤上的小金属片,其实是电极片。当我们双脚站立在两侧的电极片上时,会有微弱的电流通过人体,体重秤可以通过生物电阻抗法测定人体的体脂含量。


那什么是生物电阻抗呢?大家知道我们的人体由细胞内液、细胞外液和细胞膜组成,细胞膜的电导率极低,可以看作为绝缘体,细胞外液含有大量的导电离子,一般视为导体,细胞内液则是被绝缘体包裹的导体。

在低频电流通过时,细胞膜对电流具有阻碍作用,电流会直接从细胞外液流过,此时人体表现为电阻的特性;在通过高频电流信号时,细胞膜会呈现出电容的性质,电流将通过整个生物细胞组织,人体就反应为电阻、电容相互结合的复阻抗模型。这种生物组织被施加交流电信号时表现出的复杂阻抗信息,即是生物电阻抗。

图源:参考文献[1]


我们可以将人体想象成一个导电的圆柱体,并把人体物质简单分为易导电的非脂肪物质和不易导电的脂肪物质,其中水分和电解质是非脂肪物质最为主要的构成成分,肌肉组织含水量高、电阻低,脂肪组织含水量低、电阻高。在使用体脂称时,根据获得的电流信号和体重,结合使用者输入的身高、性别、年龄,通过一定的内置算法,就可以计算出脂肪、肌肉、骨骼等人体成分的含量,体脂率就是这样得来的。

图源:参考文献[1]


为什么要测体脂率?


体脂率是我们判断是否肥胖的重要标准,同样重量的脂肪其体积可以是肌肉的三倍,因此同样的身高体重,有些人可以看起来精瘦、有些人看起来肥胖。更重要的是,体脂率的高低和内脏脂肪、代谢性疾病的发病率密切相关,高体脂率会使高血脂、高血压、高血糖、高尿酸等代谢性疾病的发病率更高[2]。所以,降低体脂率无论是在控制体型的效果上,还是在控制疾病的健康效果上,都有着非常重要的作用。

图源:sohu.com

但体脂率也并不是越低越好,脂肪是人体不可或缺的一部分,是我们的能量储存库,在维持性激素合成、骨代谢稳定中也有着重要作用,过低的体脂率会导致怕冷、月经不调、骨质疏松等风险增加,因此体脂率应控制在标准范围内。

那体脂率多少算是标准呢?《中国肥胖症基层诊疗指南(2019)》中明确表示,肥胖的诊断标准除了体重指数(BMI:体重/身高2)和腰围外,生物电阻抗法测定的人体脂肪含量(体脂率)也是肥胖的诊断标准。一般来说,正常成年男性体内脂肪含量占体重的 10%~20%,女性为 15%~25%。男性体脂率>25%,女性>30%,可考虑为肥胖症[3]

体脂秤一定有金属片吗?


除了电极金属片,还有一种 ITO 电镀膜,也可以用于生物电阻抗法测人体成分。因此,不是有金属片的体重秤才是体脂秤哦,能实现生物电阻抗法测人体成分的都是体脂秤。

除了体脂率之外,利用生物电阻抗法对人体的电流阻抗信息进行分析,还可以推算出人体的含水量、肌肉含量、内脏脂肪含量、骨量等。在更精细的测量中,还可以分部分测定人体各部位的电阻抗值,如分别测定上肢、下肢、躯干等,从而反映身体各部分的情况。

图源:某体重秤APP

生物电阻抗法是根据人体电流阻抗信号推算人体成分,是一种间接的测定方法,准确性会受一些因素影响,如人体的含水量、测量时的饮水状态、膀胱排空状态等。北京体育学院的周博士就做了“水合状态对生物电阻抗法体脂率测定影响”的研究[5],将测定体脂率的“金标准”—双能X线吸收仪(DXA)法,和生物电阻抗法做对比,发现不同的水合状态会影响测定结果,其中膀胱充盈时对结果影响最大、胃充盈时次之、排空时影响最小。

因此,我们建议小伙伴们用体脂秤前应限制饮水和排空膀胱。另外,用生物电阻抗法推算体脂率时,用到身高、性别、年龄等参数,小伙伴们务必要准确填写,否则会影响测定值的准确性。


参考文献

[1] 王鹏举. 基于生物电阻抗技术的人体成分分析方法研究[D]. 西安理工大学, 2021年6月.

[2] 李春伶, 韦东霞, 蔡园园. 体脂肪率与不同性别代谢综合征的关系研究[J]. 临床医学, 2018, 38(10):5-10.

[3] 内分泌系统疾病基层诊疗指南编写专家组. 肥胖症基层诊疗指南(2019年)[J]. 中华全科医师杂志, 2020 年2月, 19(2):95-101.

[4] 侯婷婷. 体脂称开启智能健康新时代[J]. 家用电器, 2019(1):84.

[5] 周李明非, 郭振向, 刘 朦. 水合状态对健康青年男性体成分生物电阻抗法 测量结果的影响[J]. 中国体育科技, 2021 , 57(1):12-18.



策划制作

来源丨上海科技馆

作者张翠平 普陀区中心医院内分泌代谢病科副主任医师

         雷涛 普陀区中心医院内分泌代谢病科主任 主任医师

责编丨钟艳平


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