108 年 國立臺灣大學物理治療系碩士班《呼吸循環物理治療學》

本題主要在考察肥胖的診斷標準與治療分級。

肥胖診斷的標準：
肥胖的診斷主要依據身體質量指數（Body Mass Index, BMI）。BMI 的計算公式為體重（公斤）除以身高（公尺）的平方：
$\text{BMI} = \frac{\text{體重 (kg)}}{\text{身高 (m)}^2}$
世界衛生組織（WHO）對成人 BMI 的分類標準如下：

• 過輕 (Underweight): BMI < 18.5 kg/m²
• 健康體位 (Normal weight): 18.5 kg/m² ≤ BMI < 24 kg/m²
• 過重 (Overweight): 24 kg/m² ≤ BMI < 27 kg/m²
• 輕度肥胖 (Obesity Class I): 27 kg/m² ≤ BMI < 32 kg/m²
• 中度肥胖 (Obesity Class II): 32 kg/m² ≤ BMI < 37 kg/m²
• 重度肥胖 (Obesity Class III): BMI ≥ 37 kg/m²

除了 BMI 之外，腰圍也是重要的診斷參考指標，特別是腹部脂肪堆積（或稱蘋果型肥胖），與代謝症候群及心血管疾病風險密切相關。台灣成人腰圍標準為：

• 男性: ≥ 90 公分
• 女性: ≥ 80 公分

肥胖的分級治療策略：
肥胖的治療策略通常會根據肥胖程度（BMI）、是否存在共病症（如糖尿病、高血壓、高血脂、睡眠呼吸中止症等）以及患者的意願來決定。一般可分為以下幾個層級：

1. 第一級（輕度肥胖，BMI 27-31.9 kg/m²）：
   • 生活型態介入： 這是首要且最重要的治療方式，包括飲食調整（低熱量、均衡營養）、增加體能活動（每週至少 150 分鐘中等強度運動，或 75

本題主要考察身體組成（Body Composition）的各種評估方法及其優缺點。身體組成是指身體內各種成分的比例，主要包含脂肪組織、去脂體重（包括肌肉、骨骼、水分等）。

以下列出幾種常見的身體組成評估方式，並比較其優缺點：

1. 身體質量指數 (Body Mass Index, BMI)

• 原理： 體重（公斤）除以身高（公尺）的平方。
• 優點：
  • 計算簡單、成本低廉、易於推廣。
  • 可作為初步篩檢過重或肥胖的指標。
• 缺點：
  • 無法區分體重中的脂肪與非脂肪成分（如肌肉、骨骼）。
  • 肌肉量高者（如運動員）可能被誤判為過重或肥胖。
  • 無法評估脂肪分佈。

2. 皮褶厚度測量 (Skinfold Thickness Measurement)

• 原理： 使用皮褶夾（caliper）測量身體特定部位皮下脂肪的厚度，再透過公式（如 Jackson-Pollock 公式）估算體脂肪百分比。
• 優點：
  • 相較於 BMI，能更直接地評估皮下脂肪量。
  • 設備相對便宜，操作技術熟練後準確度尚可。
• 缺點：
  • 需要經過專業訓練才能準確操作。
  • 準確度受測量者技巧、受測者皮膚彈性、水合狀態等影響。
  • 主要測量皮下脂肪，對內臟脂肪（腹腔內脂肪）的評估較差。
  • 不同年齡、性別、族群的公式適用性可能不同。

3. 生物電阻抗分析法 (Bioelectrical Impedance Analysis, BIA)

• 原理： 讓微弱的電流通過身體，利用不同組織（脂肪、肌肉、水分）對電流的阻抗差異來推估身體組成。脂肪組織含水量少，阻抗較大；去脂體重含水量多，阻抗較小。
• 優點：
  • 非侵入性、快速、方便，儀器多為手持式或站立式，易於操作。
  • 可同時估計體脂肪、去脂體重、身體水分等。
  • 有較精確的家用型儀器。
• 缺點：
  • 準確度受水合狀態、體溫、剛運動完、用餐後等因素影響很大。
  • 不同廠牌、型號的儀器測量結果可能差異很大。
  • 對體型極端者（過瘦或過胖）的準確度可能下降。
  • 需使用標準化操作流程（如空腹、排尿後、靜止一段時間）。

4. 雙能量 X 光吸收儀 (Dual-energy X-ray Absorptiometry, DXA)

• 原理： 利用不同能量的 X 光穿透身體組織的衰減差異，來區分骨骼、脂肪組織和去脂體重。
• 優點：
  • 目前被認為是黃金標準之一，準確度高。
  • 除了身體組成，還能同時測量骨質密度。
  • 可提供全身及身體各部位（如四肢、軀幹）的脂肪和去脂體重分佈。
• 缺點：
  • 儀器昂貴，需要專業人員操作和判讀。
  • 有 X 光輻射暴露（劑量低）。
  • 操作時間較長，受測者需平躺不動。
  • 對體型過大者（超過儀器掃描範圍）不適用。

5. 氣體稀釋法 (Gas Dilution Methods) / 總體水測量法 (Total Body Water, TBW)

• 原理：
  • 氣體稀釋法： 利用惰性氣體（如氮氣、氬氣）在身體內達到平衡的原理，估計身體總體積，進而推算體脂肪。
  • 總體水測量法： 利用穩定同位素（如氘、氧-18）標記的水分，測量其在體內的擴散平衡時間，估計總體水量。由於去脂體重（Lean Body Mass, LBM）的含水量約為 73%，可透過 LBM 估算體脂肪。
• 優點：
  • 被認為是較精確的非侵入性方法，尤其在評估總體水方面。
• 缺點：
  • 設備昂貴，操作複雜，通常僅限於研究實驗室。
  • 需要專業人員操作和分析。
  • 間接估算體脂肪，可能受水分變異影響。

6. 電腦斷層掃描 (Computed Tomography, CT) / 磁振造影 (Magnetic Resonance Imaging, MRI)

• 原理： 利用 X 光 (CT) 或磁場與電磁波 (MRI) 掃描身體，可精確測量不同組織的體積，並區分脂肪組織（特別是內臟脂肪）與肌肉。
• 優點：
  • 提供身體組成最精確的影像學評估，特別是脂肪分佈（如內臟脂肪、皮下脂肪）。
  • CT 可快速掃描，MRI 無 X 光輻射。
• 缺點：
  • 設備極為昂貴，且操作複雜。
  • 輻射暴露（CT）。
  • 通常用於臨床診斷或特定研究，非一般身體組成評估工具。
  • 需要專業人員操作和判讀。

總結比較表：

本題要求說明呼吸肌肉（特別是橫膈膜）在慢性阻塞性肺病 (COPD) 患者中可能受到的影響機制，以及如何測量其功能。

呼吸肌肉受到的影響機制：

慢性阻塞性肺病 (COPD) 患者的呼吸肌肉，特別是橫膈膜 (diaphragm)，會受到多重因素的影響，導致功能異常和衰退：

1. 過度使用與代償 (Overuse and Compensation)：

   • COPD 患者常有氣道阻力增加（如支氣管收縮、分泌物過多、肺氣腫導致的肺組織彈性下降），使得吸氣時需要更大的力量來克服阻力，呼氣也可能變得費力（尤其是在呼氣期）。
   • 為了維持足夠的通氣量，輔助呼吸肌（如胸鎖乳突肌、斜角肌）會過度活躍，同時橫膈膜也可能因代償性收縮而頻繁使用，甚至過度收縮。
   • 長期過度使用可能導致呼吸肌疲勞、結構改變和功能下降。

2. 結構與形態學改變 (Structural and Morphological Changes)：

   • 肌纖維類型轉變 (Fiber type shift)： 研究顯示，COPD 患者的橫膈膜可能從較抗疲勞的慢縮肌纖維 (Type I) 轉向較易疲勞的快縮肌纖維 (Type II)。這降低了橫膈膜的耐受力。
   • 肌纖維萎縮 (Fiber atrophy)： 橫膈膜的肌纖維可能發生萎縮，導致橫膈膜變薄，收縮力下降。
   • 肌漿網改變 (Sarcoplasmic reticulum changes)： 橫膈膜的肌纖維可能出現肌漿網功能異常，影響鈣離子釋放和再回收，進而影響收縮力。
   • 粒線體功能受損 (Mitochondrial dysfunction)： 橫膈膜的粒線體數量減少或功能下降，影響能量供應，導致肌纖維易於疲勞。

3. 炎症與氧化壓力 (Inflammation and Oxidative Stress)：

   • COPD 患者體內存在全身性及呼吸道局部炎症。這些炎症介質（如細胞激素）可能直接損害呼吸肌細胞，導致肌纖維萎縮和功能下降。
   • 氧化壓力（自由基過量）也會損害蛋白質、脂質和 DNA，進而影響呼吸肌的功能。

4. 營養不良 (Malnutrition)：

   • 許多 COPD 患者存在營養不良，這會導致肌肉合成所需的蛋白質和能量不足，進而影響呼吸肌的維持和修復，加速肌肉萎縮。

5. 類固醇使用 (Corticosteroid Use)：

   • 長期或高劑量使用全身性類固醇，已知會導致呼吸肌（特別是橫膈膜）的肌纖維萎縮，並降低肌纖維的收縮力。

呼吸肌肉功能的測量方式：

測量呼吸肌肉功能的方法多樣，可分為直接測量肌肉力量、間接評估通氣能力，以及影像學評估。

1. 最大吸氣壓 (Maximal Inspiratory Pressure, MIP)

   • 原理： 測量患者在用力吸氣時所能達到的最大壓力。這主要反映了吸氣肌（特別是橫膈膜和肋間肌）的力量。
   • 測量方法： 患者在最大呼氣後，使用壓力計連接至口腔，用力吸氣至肺活量最大值。
   • 優點： 簡單、非侵入性、成本較低，是評估吸氣肌力量的常用指標。
   • 缺點： 受患者配合度、技巧、口腔密閉性等影響；主要評估整體吸氣肌力量，難以單獨評估橫膈膜。

2. 最大吐氣壓 (Maximal Expiratory Pressure, MEP)

   • 原理： 測量患者在最大吸氣後，用力吐氣所能達到的最大壓力。這主要反映了吐氣肌的力量，在 COPD 患者中，由於呼氣費力，MEP 的數值可能較低。
   • 測量方法： 患者在最大吸氣後，使用壓力計連接至口腔，用力吐氣至肺活量最小值。
   • 優點： 評估吐氣肌力量。

本題主要探討慢性阻塞性肺病 (COPD) 患者的周邊肌肉（非呼吸肌）所受的影響機制，以及如何測量其功能。

周邊肌肉受到的影響機制：

COPD 患者的周邊肌肉（如四肢肌肉）功能障礙是該疾病的系統性表現之一，其影響機制複雜且多樣：

1. 炎症與氧化壓力 (Inflammation and Oxidative Stress)：

   • COPD 患者體內存在慢性全身性炎症，循環中的促發炎細胞激素（如 TNF-α, IL-6, IL-1β）會影響周邊肌肉的蛋白質代謝，促進蛋白質分解，抑制蛋白質合成，導致肌纖維萎縮。
   • 氧化壓力增加也損害肌肉細胞的結構與功能，影響能量代謝。

2. 蛋白質代謝失衡 (Imbalance in Protein Metabolism)：

   • 如前所述，炎症介導了合成代謝的抑制和分解代謝的促進。這導致肌肉蛋白質的合成速率下降，而分解速率增加，總體上造成肌肉質量的淨流失（肌肉萎縮）。

3. 粒線體功能障礙 (Mitochondrial Dysfunction)：

   • COPD 患者的周邊肌纖維（特別是慢縮肌纖維 Type I）中，粒線體數量減少、形態異常、ATP 生成能力下降。這導致肌肉的能量供應不足，容易疲勞，並影響其有氧代謝能力。

4. 運動不足與廢用 (Physical Inactivity and Disuse Atrophy)：

   • COPD 患者常因呼吸困難、疲勞、疾病恐懼（fear of dyspnea）等原因而減少活動量，導致周邊肌肉的廢用性萎縮。
   • 運動不足進一步加劇了炎症反應和蛋白質代謝失衡。

5. 營養不良 (Malnutrition)：

   • 許多 COPD 患者存在食慾不振、消化吸收不良或因疾病消耗增加而導致的營養不良。蛋白質和能量攝取不足會直接影響肌肉的合成和修復，加速肌肉流失。

6. 荷爾蒙異常 (Hormonal Abnormalities)：

   • 文章提到，與心因性惡質病類似，COPD 患者也可能出現合成代謝激素（如 IGF-1, testosterone）的降低，進一步不利於肌肉生長。

7. 缺氧 (Hypoxia)：

   • 雖然文章中未直接強調，但長期的低血氧（hypoxemia）也可能對肌肉細胞功能產生不利影響。

周邊肌肉功能的測量方式：

評估 COPD 患者周邊肌肉功能的方法多種多樣，從簡單的體能測試到客觀的肌力測量：

1. 體能測試 (Functional Performance Tests)：
   • 六分鐘步態測試 (6-Minute Walk Test, 6MWT)：
     • 原理： 測量受試者在 6 分鐘內可行的最大距離。
     • 優點： 反映整體體能、耐力及行走能力，與日常生活活動能力相關性高，簡單易行，適用於臨床。
     • 缺點： 受患者意願、天氣、場地等因素影響；主要評估心肺耐力與腿部肌肉的綜合表現，非單純肌肉力量。
   • 功能性運動測試 (Functional Movement Tests)：
     • 例如： 起坐測試 (Sit-to-Stand Test, STST)、單腳站立測試 (Single Leg Stance Test)。
     • 原理： STST 測量從椅子上站起再坐下的次數（如 30 秒起坐測試）或所需時間。單腳站立測試則評估平衡能力和下肢支撐能力。