生物阻抗的基本原理可視為導體與電阻的關係延伸。對於一均勻材質的導體 通以電流，電阻(resistance, R)與其長度(length, L)成正比，與截面積(cross sectional area, A)成反比；導體的 R、L、A 關係為：
R=ρ(L/A)，ρ 為電阻率(resistivity)
而且若此導體視為一個圓柱體，其體積為(V=LxA)，則可將上列公式轉換為：
V=ρ(L2/R)
利用上列公式則可估算出導體的體積。
電阻與截面積(A)成反比 電流(5, 50, 100, 200KHz)，依照穿透細胞不同的電流以測量細胞空間，產生不同的 XC與 R，可以估算 LST、TBW、ECW、ICW。
2001)，也因為這樣的方便，常常被用在運動員的體重控制以保持最佳競賽狀態。
通過不斷改良，BIA 從原本的臥姿改為體重計般的站姿，減少了空間上的限 制；為了更精確的估測各肢段的 BF%與 LST，從原本腳底的四極板增加了雙手的 四極板成為八極板(BIA8)，分別為兩腳尖、兩腳跟、兩手指尖、兩手掌，電流由兩 腳尖或兩手指尖的電極板進入，測量電壓的位置則在兩腳跟及兩手掌的電極板，
藉由轉換電流路徑及改變測量電壓的位置，可以估測全身、左右上肢及左右下肢 的阻抗值，使得身體組成的測量與應用邁向一個新的里程碑(Malavolti et al., 2003)。
雖然目前的 BIA 都已經內建一般人及運動員模式，但是由於不同族群無法互 通的關係，不同運動專項有其特殊性及差異性，因此應當選擇自身適用的估測方 程式，以免造成信度不足 (Heyward & Wagner, 2004;Oppliger, Nielsen, Shetler, Crowley, & Albright, 1992;Pichard, Kyle, Gremion, Gerbase, & Slosman, 1997)。本研 究期望以 DXA 為效標，用八極板生物阻抗分析儀(BIA8)估測的 BF%與 LST，比較 其相關性，並以多元迴歸分析建立一套預估方程式，使其適用男子角力選手。
第叁章 研究方法 第一節 研究對象
研究對象為國立台灣體育運動大學男子現役角力選手 40 名(如表 3-1)，接受角 力運動專業訓練時間為(9.4±1.4)年以上，且每週至少平均進行 13 個小時以上的體 能或有氧運動之訓練活動。
表 3-1
73.5±12.7 (56.4,112.3) 67.4±6.5 (56.8, 82.1) percentage body fat。
第二節 實驗設計與流程
物量(bone mineral mass, BMM)與瘦肉組織重量(lean soft tissue, LST)測量。受測者 除去身上所有金屬物件後，穿著輕質棉布袍，放鬆仰臥於測量床上，上肢伸展，平放於身體兩側；兩足微併攏，腳尖朝上。採用全身掃描模式，其分析程序把全 身分成頭顱、上肢、軀幹、下肢等部位，使用搭配之分析軟體為 enCore 2003 Version 7.0。每名受測者約需二十分鐘。
四、生物阻抗分析(BIA)
測量受測者脫鞋時的身高，其精度為 0.5cm。將受測者年齡、性別及身高輸入
群組資料是以平均數(mean)±標準差(standard deviation, SD)來表示。以皮爾森相關 係數(Pearson’s correlation coefficient)與線性迴歸分析表示 DXA 與 BIA8測量結果的 關係。
將 ALST 與 BF%放入 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧特曼差異圖)來分析 其連續變項的一致性，BIA8與 DXA 測量結果的差異分佈分析，另以其結果除以平 均值，以 CV%表示。
以 DXA 測得的全身 BF%，分為全部受測者、BF%<10%、BF%>10%，三個群 組，以均方根誤差(Root Mean Squared Error, RMSE)，RMSE/mean 探討 BIA8與 DXA 測量上肢、下肢、四肢、軀幹+頭部與全身之 LST 結果差異，愈小愈準確。
第肆章 實驗結果與討論
分別代表全身、上肢、下肢之生物阻抗索引(bioimpedance index, BI)，應用於 LST 的估測。其中手對腳模式的 BI 與全身的 LST 的相關係數 r=0.93，下肢的 BI 與 LST 的相關係數 r=0.90，有高度正相關性，上肢的 BI 與 LST 的相關係數 r=0.48，全部 的 P 值皆小於 0.01。
應用 DXA 與 BIA8測得的 LST 結果如表 4-1 所示，在上肢、下肢、四肢、軀 幹與頭顱(trunk+head)與全身軟組織(total lean)在 DXA 與 BIA8測量結果的相關性分 別為(r=0.48, 0.90, 0.93, 0.82, 0.95,P<0.01)，以 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧 特曼差異圖)來表示兩方法測量結果的符合程度(95%的信賴區間, mean±2SD)，則分 別為 2.12 至 4.46 kg, -0.71 至 2.37 kg,-2.02 至 5.60 kg, -5.80 至 2.76kg, -5.23 至 5.74 kg，將上述結果以共變異數(coefficient of variations, CV( [SD/ mean]%))表示為 64.4 至 135.1%，-6.3 至 21.2%，-6.8 至 19.3%，-19.8 至 9.2%與-8.7 至 9.2%。圖 4-1 表 示 BIA8 與 DXA 於四肢之 ALST 測量結果的關係(ALSTBIA=1.13ALSTDXA-0.65, r=0.92, P<0.001)，圖 4-2 為應用 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧特曼差異圖) 表 示 BIA8 與 DXA 測 量 ALST 差 異 分 佈 (bias=1.97kg, bias–2SD=-1.33kg, bias+2SD=5.24kg)。
表 4-1
註：所有結果皆以平均數±標準差來表示；P 值<0.01; n=80；共變異數(coefficient of variations, CV [SD/ mean]%)。
圖 4-1 以 BIA8對應 DXA 估測 ALST 的線性迴歸分析
註：(ALSTBIA=1.13ALSTDXA–0.65, r=0.92, P<0.001)；ALSTBIA及 ALSTDXA分別為 BIA 及 DXA 估測出的四肢瘦肉重量。
圖 4-2 BIA8與 DXA 測量 ALST 差異分佈於 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧特 曼差異圖)
註：(bias=1.97kg, bias–2SD=-1.33kg, bias+2SD=5.24kg)；ALSTBIA及 ALSTDXA分別 為 BIA 及 DXA 估測出的四肢瘦肉重量；bias=LR-DXA 的 BF%平均值，2SD(偏差 範圍)=標準偏差的兩倍。
應用 DXA 與 BIA8測得的 BF%結果如表 4-2 所示，在上肢、下肢、軀幹與頭 顱(trunk+head)與全身軟組織(total lean)在 DXA 與 BIA8測量結果的相關性分別為 (r=0.82, 0.93, 0.85, 0.93, P<0.01)。以 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧特曼差異 圖)來表示兩方法測量結果的符合程度，分別為-2.2 至 8.5%, -8.1 至 8.5%, -12.9 至 3.6%, -8.3 至 5.2%，將上述結果以 CV(%)表示則為 -33.6 至 115.8%，-56.3 至 59.6%，
-75.9 至 20.7%，57.2 至 35.2%。圖 4-3 表示 BIA8與 DXA 於四肢之 BF%測量結果 的關係(BF%BIA=0.67BF%DXA+3.51, r=0.90, P<0.001)，圖 4-4 為應用 Bland-Altman plot analysis ( 布蘭德 奧 特曼差 異 圖 ) 表示 BIA8 與 DXA 測量 BF%差異分佈 (bias=-1.79%, bias–2SD=-8.03%, bias+2SD=5.19%)。
表 4-2
DXA 和 BIA8對 BF%的估測結果
測量 部位
DXA BIA8 R* DXA v.s BIA(%)
DXA v.s BIA(CV%)
上肢 7.3±4.7 10.1±4.5 0.82 -2.2,8.5 -33.6,115.8
下肢 14.2±7.0 14.6±4.7 0.93 -8.1,8.5 -56.3,59.6
軀幹 頭部
17.0±7.8 12.4±5.9 0.85 -12.9,3.6 -75.9,20.7
全身 14.5±6.6 13.1±5.3 0.93 -8.3,5.2 -57.2,35.2
註：所有結果皆以平均數±標準差來表示；P 值<0.05; n=80；共變異數(coefficient of variations, CV [SD/ mean]%)。
圖 4-3 以 BIA8對應 DXA 估測 BF%的線性迴歸分析
註：(BF%BIA=0.67BF%DXA+3.51, r=0.90, P<0.001)；BF%DXA及 BF%BIA為 DXA 及 BIA 所測得的 percentage body fat。
圖 4-4 BIA8與 DXA 測量體脂率差異分佈於 Bland-Altman plot analysis
註：(bias=-1.79%, bias–2SD=-8.03%, bias+2SD=5.19%)；bias=LR-DXA 的 BF%平均 值，2SD(偏差範圍)=標準偏差的兩倍。
受測者 BF%DXA<10%人數 16 人為 A 群組，BF%>10%人數 24 人為 B 群組，
其受測者資料(physical characteristics)如表 3-1 所示，所有受測者為 C 群組，DXA 與 BIA8兩方法測量各肢段與全身 LST 差異，以 RMSE/Mean - CV(%)表示結果，
如圖 4-5 所示，其中上肢部分在對應在 A、B、C 群組的 RMSE 分別為 11.6，19.7，
17.3 %，下肢部分為 2.56，4.42，3.88%，四肢部分為 6.17，10.18，8.90 %，頭部 與軀幹部分為 13.54，5.67，8.55 %，全身為 3.74，5.00，4.57 %。
圖 4-5 手、腳、四肢、軀幹與頭部、全身的 LST 於 DXA 與 BIA8測量結果於兩子 群組與全部受測者的差異比較
身體組成資訊被廣泛的應用於臨床、運動醫學與其他與健康相關的領域 (Corcoran et al., 2000;Palmier et al., 2003)。
對於評估 DXA 與 BIA8兩種測量方法的結果等效性，僅以相關性來評估是不足的，
故以 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧特曼差異圖)來評估 BIA8與 DXA 測量結 果的符合程度。雖然 BIA8對於全身與各肢段的身體組成是一併估測得到的，但其 各肢段的測量結果的參考價值，卻需要分別討論，因此為探討 BIA8於各肢段測量 所得的體組成結果，進一步以 CV%表示 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧特曼 差異圖)的對應信賴區間。
第二節 BIA
8在估測上的注意事項
本文的研究結果顯示站立式八極板多肢段生物阻抗之體組成測量系統在男子
角力選手，在下肢與全身的 LST、BF%的測量，以 DXA 測量結果為比對參考依據， 與全身，雖然都達到高度正相關(r>0.82, P<0.01)，BIA8於上肢的 BF%估測結果之 95%信賴區間為-2.2 至 8.5%，與 BIA8於 LST 測試結果於其他項目相似，皆非明顯 大於其他項目，但如以 CV%表示，BIA8於上肢的 BF%測量結果信賴區間為-33.6 至 115.8%，則明顯高於其他肢段或全身。
探 討 BIA8 在 不 同 體 脂 率 的 受 測 族 群 的 LST 的 估 測 結 果 ， 在 BF%DXA<10%(Group A)、BF%DXA>10%(Group B)，與所有受測者(Group C)等三個 群組，本研究的結果顯示，無論是 Group A、Group B 或 Group C，BIA8在上肢的
上肢 LST 估測誤差偏高的主要原因。
在本研究的受測對象，其單一上肢的 LST 平均重量為 3.2±0.7kg，單一下肢的 平均重量為 11.7±1.6kg，男子角力選手的上肢 LST 重量比例僅為下肢的 27.3%，雖 然 BIA8在上肢的 LST 與 BF%估測結果於男子年輕角力選手之參考價值有限，但 BIA8在下肢與全身的 LST 卻有其參考價值，因此如綜合上肢與下肢所得的 LST，
可應用Kim’s equation (Kim et al., 2002)：SM(kg)=1.19ALST(kg)–1.01，來估算得到 全身的 SM，亦有其參考價值。
現有站立式的生物阻抗分析是用於快速全身、各肢段電阻、電抗測量在不銹 鋼極板的特性，顯示不銹鋼極板與電極貼片兩者有著高相關性。Pietrobelli et al.
(2004)亦使用 BIA8針對年齡分布較寬範圍的 40 個健康受測者，進行 ALST 與 BF%
測量果分析，其結果除上肢以外，其研究結果與本研究結果非常相近，顯示 BIA8 對於年輕優秀角力選的全身體組成估測結果有其價值，上肢之估測結果須小心應 用。
在本研究的受測族群，應用 BIA8對於全身的 BF%相較於 DXA 測量結果，從 Bland-Altman plot analysis (布蘭德奧特曼差異圖)顯示兩方法在 ALST 與 BF%的絕 對差異在下肢與全身的部位是小的，而其兩測量方法的差異結果的分布區間亦非 很寬，其 BIA8於 LST 的估測有其參考價值的，但以不同 BF%範圍的受測對象而 言，BIA8應用於 BF%DXA<10%受測族群，並沒有優於或劣於 BF%DXA>100% 較低 的受測族群的狀況。
第伍章 結論與建議
本研究結果顯示站立式八極板生物阻抗分析儀(BIA8)可用於下肢與全身的 LST、BF%的估測，以 DXA 測量結果為比對參考依據，BIA8的測量結果具有高度 正相關性。如果應用 DXA 來測量各肢段與全身的軟組織成分是昂貴且不容易進行 的，因此應用站立式八極板生物阻抗分析儀，基於各生物阻抗索引(bioimpednace index, BI)與 LST 的高相關性，對於男子年輕角力選手的下肢 LST 與全身 SM 是具 參考價值的，因此如果站立式八極板生物阻抗分析儀可以提高上肢的 LST 估測結 果的精確度，將可以提供男子優秀年輕角力選手在體組成測量研究與臨床應用。
針對提高上肢測量準確性的討論，認為應當加入臂圍的測量，將上肢的組成 做更詳細的測量以供評估。另外，上肢測量的準確性與其他各肢段的測量相比，
在表現成績上是否有正相關，是否從其他肢段來看會比上肢的評估測量來得有意 義，則須要更進一步的討論。
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