生物电阻抗测试频率对乳腺癌相关淋巴水肿定量评估的影响

徐 泉 刘玉洁 潘 钰* 郑秀瑗 刘静民 孙小花 邹丽丽 马丽娜 严红松

(1.清华大学附属北京清华长庚医院康复医学科 清华大学临床医学院，北京 102218;2.清华大学体育部，北京 100084)

乳腺癌是全国女性恶性肿瘤发病率最高的疾病，在2015年全国30～59岁女性恶性肿瘤发病率中，乳腺癌居首位，50～59岁人群发病率达60例/10万，2016年统计全国新发乳腺癌病例高达27.24万[1]。乳腺癌手术或放射治疗后均可能影响淋巴系统，导致乳腺癌相关淋巴水肿(breast cancer related lymphedema，BCRL)发生。研究[2-3]显示因腋下淋巴结清扫导致的BCRL发病率达33%～47%。淋巴水肿会使受累肢体组织变硬、肿胀、沉重感、软组织感染、肢体活动受限、溃疡、抑郁焦虑情绪等，严重影响乳腺癌患者日常生活，使生活质量下降[4-5]。淋巴水肿是一种慢性的、不可治愈的病症，目前尚无特效的治疗措施，但大多数早期或中期BCRL患者经保守治疗可缓解病情，减慢疾病进展[6]，因此对BCRL早期评价、早期干预及水肿定量评估是影响其保守治疗效果的关键[7]。

近年来有研究[8-9]将生物电阻抗分析(bioelectrical impedance analysis，BIA)技术应用到淋巴水肿定量检测。BIA是临床测量身体组成成分的常用技术，该方法可敏感反映细胞内、外液和总体水分、脂肪组织和非脂肪组织[10-11]。淋巴水肿的表现就是淋巴液不能及时有效回流，积聚在组织间隙造成的肢体肿胀[12-14]，淋巴液局部增多。目前国外已经应用BIA技术对淋巴水肿进行评估[15]，但研究[16-17]结果存在差异性。国内BIA设备主要用来进行人体成分分析，无专门淋巴水肿评估装置，尚不明确BIA测试频率对淋巴水肿定量评估的影响，国内缺乏公认的生物电阻抗测试淋巴水肿技术方法。

本研究拟对单侧上肢BCRL患者进行不同频率BIA评估，通过两侧上肢阻抗差值与周径差值相关性分析，分析BIA频率对淋巴水肿评估的影响，为今后临床应用BIA定量评估BCRL提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

国际淋巴协会[18]根据患侧肢体的肿胀程度，将淋巴水肿分为轻度、中度和重度，轻度水肿指患侧肢体与健侧肢体比较，体积增加<20%，中度水肿指体积增加为20%～40%，重度水肿指体积增加>40%。

选取2016年10月至2018年1月于清华大学附属北京清华长庚医院康复医学科进行乳腺癌相关单侧上肢淋巴水肿(轻度水肿：增加百分比为6%～18%)治疗的患者30例，所有参与者均为女性，右利手，年龄34～79岁，平均年龄(56.9±12.8)岁，体质量指数(body mass index，BMI)23.0～26.3 kg/m2，平均BMI(24.7±1.1) kg/m2，病程6～30个月，平均病程(15.3±6.7)个月，其中右侧淋巴水肿患者17例，左侧淋巴水肿患者13例。排除发热、急慢性感染、肿瘤、严重的肝脏疾病、慢性阻塞性肺疾病以及内置金属支架和起搏器等患者。受试患者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1)周径测量：使用无弹性的卷尺每间隔一定距离(腕、肘下20 cm、肘下10 cm、肘、肘上10 cm、肘上20 cm)测量受试者双侧上肢周径。注意测量时卷尺上缘(或下缘)应保持在同一高度，松紧度适中。

2)BIA测量：使用清华同方科技多频生物电阻抗人体成分分析仪(型号：BCA-2A)。该仪器可测量5、50、100、250、500 kHz等5种不同频率下的双侧上肢阻抗值。受试者摘掉身上所有的金属物品，脱掉鞋袜，站立在体成分仪的相应位置，双手标准握持手柄，上肢外展30°左右，不能与躯干接触。输入受试者的信息，开始测试，测试过程中受试者要保持不动，大约1 min完成测试。分别记录每位受试者在不同频率下的双侧上肢阻抗值，清华大学体育部为该分析提供技术支持与数据分析。

3)测试指标处理：比较患侧和健侧上肢相同部位周径的差值，筛选出周径差超过2 cm的测量部位的数据，计算其周径差的平均值(ΔC)以及ΔC占其健侧平均周径的百分比(ΔC%)；计算不同频率下健侧和患侧阻抗的差值(ΔZ)以及ΔZ占健侧阻抗值的百分比(ΔZ%)。

1.3 统计学方法

应用SPSS 20.0对数据进行统计分析，进行正态分布检验；符合正态分布的数据两组间比较采用独立样本t检验，不符合正态分布的数据的比较采用Mann-WhitneyU和Kruskal-Wallis秩和检验；周径差和不同频率下的阻抗差采用Spearman相关性分析；以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 BCRL患者双侧上肢周径以及不同频率下阻抗值的比较

单侧上肢BCRL患者患侧和健侧周径比较，差异有统计学意义(P<0.05)；5、50、100、250、500 kHz频率下患侧和健侧阻抗值比较，差异有统计学意义(P<0.01)，详见表1。

2.2 BCRL患者上肢平均周径差与不同频率下阻抗差的相关性分析

5 kHz下的阻抗差(ΔZ)与250、500 kHz下的阻抗差(ΔZ)比较，差异有统计学意义(P<0.05)；50 kHz下的阻抗差(ΔZ)与500 kHz下的阻抗差(ΔZ)比较，差异有统计学意义(P<0.05)，详见表2。

平均周径差(ΔC)与50 kHz下的阻抗差(ΔZ)有关相关性(r=0.453，P=0.023)；5、100、250、500 kHz频率下的阻抗差(ΔZ)和平均周径差(ΔC)无相关性，详见表3。

表1 患侧和健侧上肢周径以及不同频率下阻抗比值Tab.1 Mann-Whitney U test for the impedance values of the affected side and the healthy side of the upper limb circumference and the resistance value at different frequencies (n=30)

表2 不同频率下阻抗差(ΔZ)比值Tab.2 Impedance difference (Delta Z) at different frequencies (n=30)

表3 平均周径差(ΔC)和不同频率下阻抗差(ΔZ)的相关性分析Tab.3 Correlation analysis of mean circumference difference (ΔC) and impedance difference (ΔZ) at different frequencies (n=30)

DeltaCis the mean value of the difference between the affected side and the healthy side with a circumference difference of more than 2 cm. The value of deltaZis the difference between the lateral impedance value and the side impedance value.

2.3 BCRL患者上肢周径与阻抗值变化程度的比较

因为平均周径差(ΔC)与50 kHz下的阻抗差(ΔZ)中度相关，所以选择50 kHz下的ΔZ占健侧阻抗值的百分比(ΔZ%)与ΔC占健侧周径平均值的百分比(ΔC%)比较，ΔC%显著低于50 kHz以及100 kHz下的ΔZ%(P<0.01)，详见表4。

3 讨论

应用BIA技术检测淋巴水肿，安全方便，易于推广且敏感度高，近年来得到广泛应用。本研究也证实了不同频率下BCRL患者健侧和患侧上肢的阻抗值差异有统计学意义(P<0.05)，并且以周径差作为参照筛选适合频率下阻抗值，为进一步应用BIA技术诊断和评估淋巴水肿提供了可能。

表4 ΔC占健侧周径的百分比(ΔC%)与ΔZ占健侧阻抗值的百分比(ΔZ%)的比较Tab.4 Comparison of the percentage of delta ΔC in the circumference of the healthy side (delta ΔC%) and the percentage of delta ΔZ in the healthy side (ΔZ%)(n=30)

The average value of deltaC%=(deltaC/mean circumferential diameter of the healthy side)×100%， DeltaZ%=(deltaZ/healthy side impedance)×100%.P=0.000.

Barrio等[16]对BCRL患者随访发现，6个月后上肢体积的变化量和阻抗值的变化量无显著相关性。但也有研究[18]显示患肢周径的变化与多频生物电阻抗分析仪所测量的组织水分的变化的相关性较好(r=0.579，P<0.05)。这可能与其频率的选择有关。在本研究中5、100、250、500 kHz下的阻抗差和周径差无相关性。因为目前大部分研究[19-22]认为淋巴水肿主要是因为组织间隙中细胞外液过多积聚，而在低频率下，电流无法通过细胞膜，所以仅能测得细胞外液的阻抗值；当频率增高到一定程度时，电流可以穿过细胞膜，此时测得细胞外液和内液的阻抗值。故用低频率甚至零频率下的上肢的阻抗值(代表细胞外液的变化)作为淋巴水肿的早期检测指标。本研究通过周径差与阻抗差的相关性分析发现，50 kHz下测试结果有相关性(r=0.453，P=0.023)，提示中低频率下阻抗值可以较好地评估淋巴水肿。5 kHz频率的阻抗差与周径差无显著相关，分析其原因可能与本研究中的受试者临床上都已经被确诊为BCRL，非亚临床淋巴水肿，而较低频率或者零频率下的阻抗值多应用于亚临床淋巴水肿的诊断[23-25]。

BCRL患者患肢阻抗值相对于健肢阻抗值的变化程度明显大于周径的变化程度(P<0.01)。对于淋巴水肿早期患者，50 kHz频率阻抗值较健侧增加百分比可能会更加敏感反映水肿发生。Ward[26]研究也证实，在肢体体积不存在差异的情况下，生物电阻抗仍然能够识别淋巴水肿的特征，BIA技术在检测淋巴水肿方面比肢体周径测量敏感度增加3～4倍。Cornish等[27]进行24个月的研究表明，BIA预测BCRL比临床诊断病情提前10个月。敏感度和特异度的估计值都约为100%。这些结果证实了BIA技术检测淋巴水肿的可靠性和适用性。

综上所述，淋巴水肿是一个进展性、无法治愈的乳腺癌术后慢性合并症，早期诊断和评估治疗对患者尤为重要[28-29]。目前临床上常用的方法仍然是传统的周径测量法，BIA技术虽然有诸多优点但由于技术方法等原因较少推广使用。本研究证明了BCRL患者低频率(50 kHz)阻抗值可以较好地诊断和评估淋巴水肿，为今后临床应用BIA技术定量评估BCRL提供依据。今后研究需进一步扩大样本量，采用低频BIA技术全面评估BCRL患者并随访管理，明确BIA在BCRL诊断、治疗评估和随访管理中的作用和价值。