Obese Adults –Based Bland-Altman Plot Analysis–

서 론

비만의 진단에서 체구성의 평가는 중요하며 환자의 건강 과 질병뿐 아니라 영양학적 상태를 판단하는데 많은 정보를 준다.¹⁾ 체구성 분석의 주된 목적은 운동과 영양섭취에 따른 체중과 체지방을 조절하고 관리하기 위한 것이며, 일반인의

경우에는 체력관리 및 평가를 통해 건강증진을 위한 유용한 정보를 제공하는 것이며 최근에 와서는 비만의 진단에 널리 이용되고 있다. 비만을 평가하기 위한 도구로서 임상에서 활 용하기에 보다 편리하고, 정확한 진단을 할 수 있는 다양한 방법들이 시도되어 왔는데^1-3) 비만을 진단하기 위해 체질량 지수, 피부주름두께 측정법 등과 같은 간단하면서 체지방률

비만 성인에서 제지방과 체지방 측정을 위한

이중에너지방사선흡수계측법과 생체전기저항측정법의 비교 –Bland-Altman Plot Analysis를 통해–

인제대학교 상계백병원 가정의학과

한상혁․이선영^†․김규남․유선미

Comparison between Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA) and Bioelectrical Impedence Analysis (BIA) in Measurement of Lean Body Mass and Fat Mass in

Obese Adults –Based Bland-Altman Plot Analysis–

Sang-Hyuk Han, Seon-Yeong Lee, Kyu-Nam Kim, Sun-mi Yoo

Department of Family Medicine Sanggyepaik Hospital, College of Medicine, Inje university

요 약

연구배경: 제지방과 체지방의 측정은 비만의 진단과 건강증진에 중요한 정보를 제공하지만, 다양한 측정 방법이 존재하여 검사 방법의 일치에 대한 의문이 항상 존재한다. 본 연구는 비만 환자를 대상으로 생체전기저항측정법 (BIA)과 임상에서 절대 표준으로 널리 사용되는 이중에너지방사선흡수계측법 (DEXA)을 비교하여 제지방과 체지 방을 측정하여 관련성을 알아보고자 하였다.

방법: 2004년 9월부터 2005년 5월까지 서울 소재 일개 대학병원의 비만 클리닉에 내원한 체질량지수 23 kg/m² 이상, 나이 18세 이상의 성인 57명 (남자 9명, 여자 48명)을 대상으로 하였다. DEXA와 BIA로 제지방과 체지방을 측정하여 두 측정치의 상관분석 및 Bland-Altman plot 분석법을 시행하였다.

결과: DEXA와 BIA로 측정한 제지방량 (kg)과 체지방량 (kg)의 편상관분석에서는 높은 상관관계 (제지방 r = 0.9329, 체지방 r = 0.9538, P < 0.001)를 보였고, 체질량지수의 정도에 따라 세 군으로 나누었을 때 각 군 모두에 서 높은 상관관계를 보였다. Bland-Altman plot 분석에서는 제지방과 체지방의 평균 무게와 관계없이 측정법 간의 차이는 2표준편차 이내로 작았다.

결론: 생체전기저항측정법은 체질량지수와 관계없이 제지방 및 체지방을 측정하는데 유용하게 사용될 수 있다.

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중심단어: 제지방, 체지방, 이중에너지방사선흡수계측법, 생체전기저항측정법, Bland-Altman plot분석

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교신저자: 이선영, (139-707) 서울시 노원구 상계7동 761-1 상계백병원 가정의학과

Tel: 02)950-1150, Fax: 02)950-1955, E-mail: [email protected], Mobile: 017-266-9253

* 본 논문은 2004년도 인제대학교 학술연구조성비 보조에 의한 것임.

을 잘 반영하는 비침습적인 간접적 방법도 있지만 지방과 제 지방의 구분 및 체구성의 정확한 평가를 할 수 없다는 단점 때문에 실제 임상에서 가장 손쉽게 널리 사용되고 있는 체구 성 평가 방법은 생체전기저항측정법 (Bioelectrical impedance analysis, 이하 BIA로 약함)이다.⁴⁾ BIA는 인체를 구성하는 지 방과 물의 전기적인 전도차를 이용하는데 지방은 전기전도에 서 효율이 떨어져 저항이 크며 수분과 전해질을 포함하는 제 지방조직은 전류에 저항이 낮다는 점을 이용하여 체지방과 제지방량을 산출해낸다. BIA는 다른 인종⁴⁾, 운동선수⁵⁾, 체질 량지수^6,7), 환자의 수분상태에 따라서 오차가 생길 수 있는 단점이 있다. 그러나 운반이 용이하고 크기가 작고, 경제적이 며, 작동이 간편한 장점이 있어 임상에서 널리 쓰이고 있다.

또한 절대 표준측정법으로서 비교적 정확하게 체구성을 측정하는 이중에너지 방사선 흡수계측법 (dual-energy X-ray absorptiometry, 이하 DEXA로 약함)이 활발하게 연 구에 이용되고 있는데, 이 측정법은 지방과 제지방의 측정 뿐 아니라 뼈의 무기질, 뼈의 밀도, 골량 등의 측정에도 활 용되고 있다.^8,9)

DEXA는 한 곳에서 두개의 에너지로 인체를 통과시켜 X-ray의 약화된 정도를 측정하는 방법이다. 다른 측정 방 법과 다르게, DEXA는 체구성의 골량, 골밀도, 체지방, 제 지방을 측정하며 신체 지방의 분포 또한 측정 가능하다.^8,9) DEXA는 비교적 정확하게 전체 체지방률을 측정할 수 있 어 절대 표준 측정 방법으로서 자주 이용되고 있으며¹⁰⁾ 지방, 제지방, 미네랄 등의 인체구성을 측정하는데 타당도 가 입증되어 있다.^11,12) DEXA는 또한 방사선 노출이 비교 적 적고, 검사시간이 길지 않고, 비침습적이며 힘들지 않 은 장점이 있다. 그러나 비교적 비용이 많이 들고, 검사기 술을 가진 사람이 필요하며, 이동이 불가능한 단점이 있 다.

비만을 진단하는데 있어서 체 구성 성분을 분석하는 방 법들에 대한 많은 연구들이 보고되고 있으며 DEXA와 BIA 를 이용해 측정한 체지방량 및 제지방량 간의 관계는 높은 상관관계를 보여 주었다.^13-17)

그러나 상관계수가 높다는 것은 반드시 두 가지 측정 방 법의 일치를 의미하지는 않는다. 상관관계를 보기 위한 흔 히 사용되는 분석 방법이 있지만 1986년에 제안된 Bland -Altman plot 분석법은 새로운 방법을 사용한 측정값이 기 존의 방법을 사용한 측정값과 얼마나 일치하는지, 그리하여 새로운 측정법이 기존의 측정법으로 대체 가능한지 분석하 는 새로운 통계 분석 방법이다.¹⁸⁾ 저자들은 이러한 새로운 상관관계 분석방법을 통해 한국 비만 성인에서 DEXA와 BIA로 측정한 제지방과 체지방이 차이가 있는지를 알아보 고자 하였다.

방 법 1. 연구 대상

2004년 9월부터 2005년 5월까지 서울 소재 일개 대학병 원 비만 클리닉에 내원한 18세 이상 성인 환자 중 세계보 건기구의 아시아-태평양 비만지침의 진단기준¹⁹⁾에 의거하 여 과체중 이상 (체질량지수 23 kg/ m² 이상)에 해당되는 57명 (남자 9명, 여자 48명, 나이: 22~45세)을 대상으로 하 였다.

2. 측정방법 1) 신체 계측

신장 (cm)과 체중 (kg)은 직립자세로 신발을 벗은 상태에 서 자동신장체중계 (Wellcomesys, AJ110, Korea)를 이용하 여 소수 첫째 자리까지 측정하고, 2회 측정하여 평균한 값을 이용하였다. 체질량지수는 신장 (m)과 체중 (kg)을 측정하여 체중을 신장의 제곱으로 나눈 값 (kg/m²)으로 하였다.

2) 제지방과 체지방의 측정

제지방 (kg)과 체지방 (kg)의 측정을 위하여 DEXA (GE, LUNAR Prodigy, USA)와 BIA (Biospace, Inbody 2.0, Korea)를 사용하였다. DEXA 측정 시 환자는 편한 상태로 누워 전신을 스캔하였으며, 측정시간은 15~20분이었다.

BIA 측정시 환자는 가벼운 옷차림으로 서있는 자세로 두 팔을 벌리고 측정하였다. 두 검사는 당일 시행하거나 1일 차이를 두고 시행하였다.

3. 분석방법 및 통계

체질량 지수가 23~24.9 kg/m²를 I군, 25~29.9 kg/m²를 II 군, 30 kg/m² 이상을 III군으로 분류하여 나이와 성별을 보 정한 편상관분석을 하였다. 또한 DEXA와 BIA로 측정한 제지방량 (kg)과 체지방량 (kg)의 일치도를 정확하게 평가 하기 위하여 Bland-Altman plot^16,17) 분석을 시행하였다. 자 료의 분석은 MedCalc 8.0을 이용하였다.

결 과 1. 일반적인 특징

대상군의 평균 연령은 33.5 ± 11.5세 이었으며, 평균 신 장은 161.8 ± 7.9 cm, 평균 체중은 76.5 ± 16.1 kg, 평균 체질량지수는 29.0 ± 4.4 kg/m²였다. 평균 제지방량은 DEXA로 측정했을 때 44.3 ± 9.9 kg, BIA로 측정했을 때 47.2 ± 9.6 kg이었고 평균 체지방량은 DEXA로 측정했을 때 29.3 ± 8.1 kg, BIA로 측정했을 때 29.0 ± 8.6 kg이었 다 (Table 1).

2. DEXA와 BIA를 이용해 측정한 제지방량 간 의 상관관계

DEXA와 BIA로 측정한 전체 대상자 57명의 제지방량 간의 편상관계수 (spearman correlation, r)는 나이, 성별을 보정한 후 0.9329 (P < 0.001)이었다. 체질량지수의 크기에 따라 세 군으로 분류하여 두 검사법으로 측정한 제지방량 간의 상관관계를 분석하였다. 체질량지수가 23~24.9 kg/m² 인 대상자는 7명이었으며, 나이와 성별을 보정한 편상관계 수 (r)는 0.9773 (P < 0.001)이었다. 체질량지수가 25~29.9 kg/m²인 대상자는 32명이었으며 나이와 성별을 보정한 후 편상관계수 (r)는 0.8585 (P < 0.001)이었다. 체질량지수가 30 kg/m² 이상인 대상자는 18명이었으며, 나이와 성별을 보 정한 후 편상관계수는 0.9242 (P < 0.001)이었다 (Table 2).

3. DEXA와 BIA를 이용해 측정한 체지방량 간 의 상관관계

DEXA와 BIA로 측정한 전체 대상자 57명의 체지방량 간의 편상관계수 (r)는 나이와 성별을 보정한 후 0.9538 (P

< 0.001)이었다. 체질량지수에 따라 세 군으로 분류하여 DEXA와 BIA로 측정한 체지방량 간의 상관관계를 분석하

였다. 체질량지수가 23~24.9 kg/m²인 대상은 7명이었으며, 나이와 성별을 보정한 편상관계수 (r)는 0.9522 (P < 0.001) 이었다. 체질량지수가 25~29.9 kg/m²인 대상은 32명이었으 며, 나이와 성별을 보정한 편상관계수 (r)는 0.9049 (P <

0.001)이었다. 체질량지수가 30 kg/m² 이상인 대상은 18명 이었으며, 나이와 성별을 보정한 편상관계수는 0.9068 (P <

0.001)이였다 (Table 2).

DEXA와 BIA로 각각 측정한 제지방량의 Bland-Altman plot 분석에서 두 방법으로 측정한 제지방량의 평균 변화에 따른 제지방량의 차이는 경향성이 없었고, 한 개의 이상값 을 제외하고는 2 표준편차 (SD) 이내에 분포하여 두 측정법 간의 일치가 있었다 (Fig. 1). 체지방량의 Bland-Altman plot 또한 경향성이 없었고, 측정법 간의 차이가 2 표준편차 이내로 두 측정법 간의 일치가 있었다 (Fig. 2).

고 찰

정확한 비만 진단을 위하여 제지방과 체지방을 측정하는 것은 비만 치료에 많은 도움이 된다. 본 연구는 신체의 지방 량과 제지방량을 비교적 정확히 측정하여 절대 표준으로 사 용되는 DEXA와 비교적 비용이 저렴하고 검사가 간편하며

Table 1. Basic characteristics of subjects.

Variable Total no = 57 (female = 48, male = 9)

Age (years) 33.5 ± 11.5

Height (cm) 161.8± 7.9

Weight (kg) 76.5± 16.1

BMI^* (kg/m²) 29.0± 4.4

DEXA LBM^† (kg) 46.8± 9.9

BIA LBM^‡ (kg) 47.2± 9.6

DEXA FAT^§ (kg) 29.3± 8.1

BIA FAT^¶ (kg) 29.0± 8.6

DEXA FAT (%) 44.2± 9.7

BIA FAT (%) 44.3± 9.4

* BMI, body mass index.

†DEXA LBM, lean body mass measured by dual energy X-ray absorptiometry.

‡BIA LBM, lean body mass measured by bioimpedence analysis.

§ DEXA FAT, fat mass measured by dual energy X-ray absorptiometry.

¶ BIA FAT, fat mass measured by bioimpedence analysis.

The data are represented as a mean ± s.d.

Table 2. Partial correlation coefficient (r) of lean body mass and total body fat between DEXA and BIA according to BMI group

BMI group (kg/m²)

23-24.9 (n = 7) 25-29.9 (n = 32) ≥ 30 (n = 18) Total

Lean body mass 0.9773^* 0.8585^* 0.9242^* 0.9329^*

Fat mass 0.9522^* 0.9049^* 0.9068^* 0.9538^*

r = Spearman coefficient (partial correlation coefficient adjusted by age and sex)

* P < 0.001

이동이 가능하여 임상에서 많이 쓰이고 있는 BIA를 상관분 석 및 Bland-Altman plot 분석을 이용하여 비교한 것에 의 의가 있다.

DEXA와 BIA를 이용해 측정한 체지방량 간에는 높은 상관관계가 있다고 알려져 있다.^6,13-15) Lukaski 등¹³⁾은 BIA 와 DEXA를 통해 체지방량을 분석한 결과 높은 상관관계를 보고하였고 (r = 0.9233), Heitman 등¹⁵⁾은 0.9500, Svendsen 등¹⁷⁾은 0.9875로 보고하였다. 또한 DEXA와 BIA 로 측정한 제지방량에 대한 연구도 높은 상관관계를 보였다 (r = 0.8533～0.9745).^6,14,15)

본 연구의 결과도 다른 연구 결과와 마찬가지로 BIA와 DEXA로 측정한 체지방량 및 제지방량은 높은 상관관계를

보여 주었다. 기존 연구에서 체질량지수가 증가할수록 DEXA와 비교하여 BIA가 제지방을 더 많게, 체지방을 더 적게 측정한다는 보고가 있었으나^6,7), 본 연구에서는 체질량 지수의 크기에 따른 각 군에서도 제지방과 체지방의 측정에 있어 DEXA와 BIA는 상관성이 매우 높은 결과를 보여주었 다. 그러나 상관계수는 두 변수의 관계의 힘을 강조하는 것 으로 두 방법을 이용한 측정값의 일치를 뜻하는 것은 아니 다. Bland-Altman plot 분석은 이런 단점을 보완하여 상대 적인 타당성을 입증하는 것으로 bias (평균차이)와 SD를 통 해 일치의 근거를 찾는다.^16,17) 두 검사를 비교할 수 있는 Bland-Altman plot 분석은 X축에는 두 방법으로 측정한 측 정값의 평균이, Y축에는 측정값의 차이로 표시되는 2차원

Average of DEXA LBM^* and BIA LBM^†

Difference between

DEXA LBM and BIA LBM

* DEXA LBM: lean body mass measured by dual energy X-ray absorptiometry.

†BIA LBM: lean body mass measured by bioimpedence analysis.

Fig. 1. Bland-Altman plot analysis to evaluate the agreement between the methods of dual energy X-ray

Difference betweenDEXA FAT and BIA FAT

Average of DEXA FAT^* and BIA FAT^†

* DEXA FAT: fat mass measured by dual energy X-ray absorptiometry.

†BIA LBM: fat mass measured by bioimpedence analysis.

Fig. 2. Bland-Altman plot analysis to evaluate the agreement between the methods of dual energy X-ray

의 그래프로서 두 측정값이 일치할수록 Y의 값은 0에 가까 워지고 일치하지 않을수록 0에서 멀어진다. 방법으로 본 연 구에서는 제지방과 체지방 모두 무게가 커질수록 두 방법간 의 측정치의 차이가 약간 증가하는 듯 하나, 그 값이 2 표준 편차 이내이고 경향이 뚜렷하지 않아 DEXA와 BIA는 일치 도가 높다고 할 수 있었다. 외국의 연구에서 DEXA와 BIA 를 비교하는데 Bland-Altman plot 분석법을 많이 이용해 왔

는데^20-23), 국내 연구에서는 이러한 분석 방법을 통해 상관

관계를 연구한 경우가 드물었다.

그러나 최근에 와서는 국내에서도 측정 방법들의 일치도 를 보기 위해 상관 분석 외에도 Bland-Altman Plot 분석을 사용한 논문이 늘고 있다.^24,25)

김형석 등²⁵⁾의 연구에서는 소아들을 대상으로 체지방 평 가를 위한 BIA의 타당성을 알기 위해 DEXA와의 비교로 Bland-Altman Plot 분석을 이용한 결과 높은 상관관계 및 일치도를 보여 주었다.

본 연구의 한계는 대상자 수가 비교적 적었고, 대부분의 대상자가 여성이어서 통계 분석시 성별과 나이를 보정하였 으나 남녀의 차이를 보는데 한계가 있을 것으로 생각되며, 대상자들이 과체중 이상의 비만한 사람들로서 건강한 일반 대상자들이 포함되지 않아 결과를 일반화하기에는 다소 무 리가 있다. 앞으로 더 많은 수의 대상자와 정상 체중 일반인 뿐 아니라 소아, 청소년, 노인 인구집단을 포함한 광범위한 연구가 필요하리라고 생각한다.

결론적으로 DEXA와 BIA를 이용한 제지방과 체지방의 측정값은 Bland-Altman Plot 분석을 통해 본 결과 높은 상 관관계와 일치도를 가지고 있어 임상에서 체지방량의 측정 뿐 아니라 제지방량의 측정에 BIA를 사용하는 것에는 문제 가 없을 것으로 생각한다.

ABSTRACT

Background: Accurate measurement of human body

Also, Bioimpedance Analysis (BIA) is also inexpensive, portable, and easy to measure body composition. The aim of this study is to compare the measurements of lean body mass and fat mass taken by DEXA and BIA using Bland-Altman Plot Analysis.

Methods: We recruited 57 obese subjects (9 males, 48

Body fat mass (kg) and lean body mass (kg) were measured respectively by BIA and DEXA. Then, correlation was assessed by using Bland-Altman plot

analysis.

Results: Mean BMI was 29.0 ± 4.4 kg/m

P < 0.001). Bland-Altman plot shows good agreement

Conclusion: BIA could be useful method in

Key words: Body composition, Obesity, Dual energy

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