体脂秤是怎么测出体脂的？是智商税吗？

木槿昔年

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


但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.


来源丨上海科技馆