Charakterystyka wyjściowa
W badaniu wzięło udział 232 uczestników, w tym 129 (55,6%) w grupie o konstytucji harmonijnej i 103 (4,4%) w grupie o konstytucji wilgotnej (Tabela 1). Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic między obiema grupami pod względem wieku, płci ani siły uścisku dłoni (P > 0,05). Zaobserwowano jednak istotne różnice w wskaźnikach składu ciała między grupą o konstytucji wilgotnej a grupą o konstytucji harmonijnej. Grupa o konstytucji wilgotnej wykazała znacznie wyższe wartości TBW (p = 0,024), ICW (p = 0,03) oraz ECW (p = 0,015) w porównaniu z grupą o konstytucji harmonijnej, co wskazuje na wyższą zawartość płynów u osób o konstytucji wilgotnej. Jednocześnie w grupie o konstytucji wilgotnej odnotowano istotne wzrosty SMM (p = 0,032), SLM (p = 0,028), FFM (p = 0,026) oraz BCM (p = 0,03), co sugeruje większą masę beztłuszczową ciała. Ponadto poziom białka (Protein; p = 0,032) oraz obwód mięśnia ramienia (AMC; p = 0,04) były istotnie wyższe w grupie o konstytucji wilgotnej niż w grupie o konstytucji harmonijnej. Co więcej, BMR w grupie o konstytucji wilgotnej był istotnie podwyższony (p = 0,026), co jest zgodne z wyższym poziomem beztłuszczowej masy ciała. W odniesieniu do rozkładu tłuszczu, mimo braku istotnych różnic między obiema grupami pod względem PBF i BMI, VFA (p = 0,048) oraz obwód brzucha (p = 0,04) w grupie o konstytucji wilgotnej były istotnie wyższe niż w grupie o konstytucji harmonijnej, co sugeruje charakterystyczną tendencję do centralnego rozkładu tłuszczu w konstytucji wilgotnej. Warto zauważyć, że mimo istotnych różnic w ECW między obiema grupami, stosunek ECW/TBW nie wykazał statystycznie istotnej różnicy (p = 0,28), co sugeruje, że ogólna proporcjonalna struktura rozkładu płynów w organizmie była stosunkowo stabilna. W nieskorygowanym porównaniu opisowym nie stwierdzono istotnych różnic między obiema grupami w zakresie całkowitych i segmentowych wartości bioimpedancji oraz reaktancji (np. Reactance_TR: 3,30 [3,0, 3,60] vs 3,30 [2,90, 3,70], p = 0,71). Należy zaznaczyć, że takie porównania jednowymiarowe i regresja wielowymiarowa odpowiadają na różne pytania badawcze: parametr może stać się istotny po skorygowaniu o współzmienne.
Selekcja cech i ocena modeli predykcyjnych opartych na regresji LASSO
Krzywa błędu walidacji krzyżowej oraz wykres ścieżki współczynników dla regresji LASSO przedstawiono na Rysunku 1A,B. Zastosowanie kryterium λ.min pozwoliło ostatecznie zidentyfikować pięć kluczowych cech o niezerowych współczynnikach regresji (Tabela 2). Współczynniki regresji LASSO dla poszczególnych cech wyniosły: PA_LL (współczynnik = −0.315), Reactance_TR (współczynnik = 0.291), ECW (współczynnik = 0.185), PBF (współczynnik = 0.018) oraz Mean_Grip (współczynnik = 0.02). Model predykcyjny zbudowany na podstawie tych cech wygenerował krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika (ROC) z polem pod krzywą (AUC) równym 0.657 (95% przedział ufności: 0.587–0.727), co wskazuje na umiarkowaną zdolność dyskryminacyjną (Rysunek 2A). Po korekcie optymizmu metodą bootstrap (B = 1 0) AUC wyniosło 0.607, natomiast 5-krotna walidacja krzyżowa dała AUC równe 0.585, co sugeruje niewielki stopień optymizmu wynikający z przeuczenia (Tabela uzupełniająca 1). Kalibracja modelu była odpowiednia zgodnie z testem Hosmera–Lemeshow (χ2 = 8.82, df = 8, p = 0.352), choć skorygowany metodą bootstrap nachylenie kalibracji wynoszące 0.696 sugerowało pewien optymizm (Tabela uzupełniająca 1). Wartości VIF dla wszystkich predyktorów w modelu końcowym mieściły się w zakresie od 1.5 do 3.7, co wskazuje na brak problematycznej współliniowości (Tabela uzupełniająca 2). W analizie krzywej decyzyjnej (Rysunek 2B) krzywa korzyści netto modelu znajdowała się powyżej linii referencyjnej „nie lecz żadnego” (treat none) dla prawdopodobieństw progowych do około 0.55, lecz pozostawała poniżej linii referencyjnej „lecz wszystkich” (treat all) w całym ocenianym zakresie prawdopodobieństwa progowego (0–1.0); powyżej około 0.6 korzyść netto modelu spadła poniżej zera. Wyniki te wskazują, że użyteczność kliniczna modelu w tej próbie jest ograniczona.
Czynniki niezależnie powiązane z konstytucją wilgotną: ECW oraz Reactance_TR
Aby dalej zidentyfikować niezależne czynniki związane z konstytucją wilgotną, w badaniu tym uwzględniono pięć kluczowych cech zidentyfikowanych za pomocą regresji LASSO (ECW, PBF, PA_LL, Reactance_TR oraz Mean_Grip) wraz z wiekiem i płcią w wielowymiarowym modelu regresji logistycznej. Wyniki wykazały, że ECW i Reactance_TR były niezależnie powiązane z konstytucją wilgotną (Tabela 3). Konkretnie, przy każdym wzroście ECW o jeden litr, szansa na zaklasyfikowanie do grupy z konstytucją wilgotną wzrosła o 30,7% (OR = 1,307, 95% CI: 1,046–1,649, p = 0,021). W odniesieniu do jednego odchylenia standardowego ECW (2,14 L), iloraz szans wyniósł 1,74 (95% CI: 1,10–2,916). Reactance_TR również wykazał istotną niezależną dodatnią korelację (OR = 2,163, 95% CI: 1,124–4,267, p = 0,023). W przeciwieństwie do nich, PBF, PA_LL i Mean_Grip nie osiągnęły istotności statystycznej po skorygowaniu o współzmienne (P > 0,05).
Analizy z podziałem według płci dla niezależnie powiązanych czynników
Aby zbadać stabilność wspomnianych wskaźników powiązania w podgrupach według płci, w niniejszym badaniu przeprowadzono wieloczynnikowe analizy regresji logistycznej z rozwarstwieniem według płci. W podgrupie mężczyzn utrzymano niezależne powiązania ECW oraz Reactance_TR. Konkretnie, szansa wystąpienia konstytucji wilgotnej u mężczyzn wzrastała o 40,7% na każdą jednostkę wzrostu ECW (OR = 1,407, 95% CI: 1,030–1,974, p = 0,038); OR dla Reactance_TR wynosiło aż 2,764 (95% CI: 1,140–7,25, p = 0,030). W przeciwieństwie do tego, PBF, PA_LL oraz Mean_Grip pozostały statystycznie nieistotne w podgrupie mężczyzn (p > 0,05) (Tabela 4).
W podgrupie kobiet powiązania nie były istotne statystycznie. Konkretnie, efekt ECW był osłabiony i przestał być istotny (OR = 1.353, 95% CI: 0.940–1.979, p = 0.108), a wartość OR dla Reactance_TR spadła do 1.6 (95% CI: 0.578–4.960, p = 0.348), przy czym żadna z nich nie osiągnęła progu istotności statystycznej. W podgrupie kobiet nieistotne były również wskaźniki PBF, PA_LL oraz Mean_Grip (p > 0.05) (Tabela 5). Jednak formalne testowanie interakcji nie wykazało statystycznie istotnej różnicy między płciami (płeć × ECW: OR = 1.127, 95% CI: 0.74–1.716, p = 0.573; płeć × Reactance_TR: OR = 1.353, 95% CI: 0.428–4.282, p = 0.605), co wskazuje, że pozorna różnica między płciami może wynikać z mniejszej liczebności podgrupy kobiet i ograniczonej mocy statystycznej, a nie z rzeczywistej różnicy w powiązaniach (Tabela uzupełniająca 3).
Aby ocenić odporność powyższych powiązań, w niniejszym badaniu przeprowadzono analizę wrażliwości. Po winsoryzacji ECW nadal wykazywało niezależny dodatni związek z konstytucją wilgotną (OR = 1,31, 95% CI: 1,05–1,694, p = 0,018), a efekt Reactance_TR również pozostał istotny statystycznie (OR = 2,321, 95% CI: 1,182–4,682, p = 0,016). W analizie po winsoryzacji PBF oraz PA_LL wykazały wartości P na granicy istotności (0,053 i 0,056) przy szacunkach efektu odpowiednio OR = 1,054 (95% CI: 1,00–1,13) i OR = 0,592 (95% CI: 0,342–1,06) (Tabela 6); po dodatkowej korekcie o stosunek obwodu talii do bioder oba parametry osiągnęły istotność nominalną (PBF: OR = 1,086, 95% CI: 1,05–1,178, p = 0,040; PA_LL: OR = 0,574, 95% CI: 0,35–0,964, p = 0,039; Tabela uzupełniająca 4). Te mniej stabilne wyniki należy interpretować z ostrożnością. Ponadto niezależne powiązania ECW oraz Reactance_TR pozostały istotne statystycznie po dodatkowej korekcie o stosunek obwodu talii do bioder lub obwód brzucha w oddzielnych analizach wrażliwości (Tabele uzupełniające 4 i 5). Podsumowując, trzy analizy wrażliwości wykazały, że niezależne powiązania ECW i Reactance_TR pozostały istotne statystycznie we wszystkich wariantach, bez zmiany kierunku lub utraty istotności po winsoryzacji zmiennych ciągłych lub korekcie o dodatkowe potencjalne czynniki zakłócające.
Dostępność danych:
Wszystkie surowe dane i przeanalizowane zestawy danych wygenerowane podczas niniejszego badania są publicznie dostępne w repozytorium Zenodo pod adresem https://doi.org/10.5281/zenodo.2187319.

Rysunek 1Proces selekcji cech dla modelu regresji LASSO. (AKrzywe błędów dla modelu regresji LASSO opracowanego na podstawie 10-krotnej walidacji krzyżowej. Oś X przedstawia wartości log(λ), a oś Y błąd walidacji krzyżowej; pionowe słupki błędu reprezentują błąd standardowy błędu walidacji krzyżowej (dewiacja dwumianowa) dla 10 foldów; dwie pionowe linie przerywane wskazują λ.min (wartość λ odpowiadającą minimalnemu błędowi walidacji krzyżowej) oraz λ.1se (wartość λ odpowiadającą najprostszemu modelowi mieszczącemu się w obrębie jednego błędu standardowego od λ.min); cechy zostały wybrane przy użyciu λ.min.B) Wykres ścieżek współczynników modelu regresji LASSO. Oś X przedstawia wartości log(λ), a oś Y przedstawia współczynniki regresji dla każdej cechy; wraz ze wzrostem λ współczynniki zmiennych nieistotnych są stopniowo redukowane do 0, co ostatecznie pozwala na wyłonienie pięciu cech o niezerowych wartościach współczynników przy zastosowaniu kryterium λ.min. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 2Ocena zdolności dyskryminacyjnej i użyteczności klinicznej modelu predykcyjnego. (A) Krzywa ROC. AUC modelu wyniosło 0,657 (95% CI: 0,587–0,727). (B) DCA w zakresie prawdopodobieństwa progowego 0–1,0. Fioletowa linia przerywana i czarna linia przerywana reprezentują odpowiednio strategie referencyjne „lecz wszystkich” oraz „nie lecz nikogo”, a zielona linia ciągła reprezentuje model. Krzywa korzyści netto modelu znajdowała się powyżej referencyjnej linii „nie lecz nikogo” dla prawdopodobieństw progowych do około 0,5 i spadła poniżej zera powyżej około 0,6; przez cały zakres pozostawała poniżej referencyjnej linii „lecz wszystkich”. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej figury.
Tabela 1: Charakterystyka wyjściowa populacji badawczej w podziale według konstytucji. Porównanie cech demograficznych, antropometrycznych, składu ciała, parametrów bioelektrycznych oraz siły uścisku dłoni u uczestników o konstytucji harmonijnej oraz konstytucji wilgotnej. Dane przedstawiono jako średnia ± odchylenie standardowe, mediana [rozstęp międzykwartylowy] lub n (%), w zależności od parametrów. Skróty: TBW = całkowita zawartość wody w organizmie; ICW = woda wewnątrzkomórkowa; ECW = woda zewnątrzkomórkowa; PBF = procentowa zawartość tkanki tłuszczowej; BFM = masa tkanki tłuszczowej; VFA = powierzchnia tłuszczu trzewnego; FMI = wskaźnik masy tłuszczowej; SMM = masa mięśni szkieletowych; SLM = beztłuszczowa masa miękka; FFM = masa beztłuszczowa; BCM = masa komórkowa ciała; AMC = obwód mięśnia ramienia; BMR = podstawowa przemiana materii; BMI = wskaźnik masy ciała; WHR = stosunek obwodu talii do obwodu bioder; AC = obwód brzucha; PA = kąt fazowy; IQR = rozstęp międzykwartylowy. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela 2: Kluczowe cechy wybrane za pomocą regresji LASSO oraz ich współczynniki regresji. Pięć cech o niezerowych współczynnikach zostało wybranych przy użyciu kryterium λ.min w analizie regresji LASSO. Skróty: LASSO = operator najmniejszego absolutnego kurczenia i selekcji; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procentowa zawartość tłuszczu w organizmie; Mean_Grip = średnia siła ścisku dłoni. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela 3: Wieloczynnikowa analiza regresji logistycznej czynników związanych z konstytucją wilgotną. Związki cech wybranych metodą LASSO z konstytucją wilgotną oceniono po skorygowaniu o wiek i płeć. Skróty: OR = iloraz szans; CI = przedział ufności; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procent tkanki tłuszczowej; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; Mean_Grip = średnia siła chwytu. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela 4: Wieloczynnikowa analiza regresji logistycznej czynników związanych z konstytucją wilgotną u mężczyzn. Związki między wybranymi cechami a konstytucją wilgotną oceniono w podgrupie mężczyzn po skorygowaniu o wiek.
Skróty: OR = iloraz szans; CI = przedział ufności; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procent tkanki tłuszczowej; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; Mean_Grip = średnia siła uścisku. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela 5: Wieloczynnikowa analiza regresji logistycznej czynników związanych z konstytucją wilgotną u kobiet. Związki między wybranymi cechami a konstytucją wilgotną oceniono w podgrupie kobiet po skorygowaniu o wiek.
Skróty: OR = iloraz szans; CI = przedział ufności; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procent tkanki tłuszczowej; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; Mean_Grip = średnia siła uścisku. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela 6: Wieloczynnikowa analiza regresji logistycznej po winsoryzacji. Analiza wrażliwości oceniała czynniki powiązane z konstytucją wilgotną po zastosowaniu winsoryzacji na poziomie 1% i 9% dla zmiennych ciągłych. Skróty: OR = iloraz szans; CI = przedział ufności; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procent tkanki tłuszczowej; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; Mean_Grip = średnia siła uścisku. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela uzupełniająca 1: Wewnętrzna walidacja i kalibracja końcowego wieloczynnikowego modelu regresji logistycznej. Wydajność modelu oceniono za pomocą pozornej i skorygowanej o optymizm dyskryminacji, 5-krotnej walidacji krzyżowej, testów dopasowania oraz kalibracji metodą bootstrap. Przedstawiono również powiązanie ECW na jedno odchylenie standardowe.
Skróty: AUC, pole pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika; CI = przedział ufności; ECW, woda pozakomórkowa; OR, iloraz szans; df, stopnie swobody.Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela uzupełniająca 2: Współczynniki inflacji wariancji dla predyktorów w końcowym wieloczynnikowym modelu regresji logistycznej. Współczynniki inflacji wariancji obliczono w celu oceny współliniowości predyktorów uwzględnionych w modelu końcowym.
Skróty: VIF = współczynnik inflacji wariancji; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procent tkanki tłuszczowej; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; Mean_Grip = średnia siła uścisku.Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela uzupełniająca 3: Interakcja płci z wodą pozakomórkową i reaktancją tułowia w przypadku konstytucji wilgotnej. Analizowano wyrazy interakcji, aby określić, czy związki wody pozakomórkowej i reaktancji tułowia z konstytucją wilgotną różniły się w zależności od płci.
Skróty: ECW = woda pozakomórkowa; OR = iloraz szans; CI = przedział ufności; LRT = test ilorazu wiarygodności; Reactance_TR = reaktancja tułowia.Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela uzupełniająca 4: Wieloczynnikowa analiza regresji logistycznej po skorygowaniu o stosunek obwodu talii do bioder. Analiza wrażliwości oceniła związki wybranych cech z konstytucją wilgotną po dodatkowym skorygowaniu o stosunek obwodu talii do bioder.
Skróty: OR = iloraz szans; CI = przedział ufności; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procent tkanki tłuszczowej; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; Mean_Grip = średnia siła chwytu; WHR = stosunek obwodu talii do bioder.Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Tabela uzupełniająca 5: Wieloczynnikowa analiza regresji logistycznej po skorygowaniu o obwód brzucha. Analiza wrażliwości oceniła powiązania wybranych cech z konstytucją wilgotną po dodatkowym skorygowaniu o obwód brzucha.
Skróty: OR = iloraz szans; CI = przedział ufności; ECW = woda pozakomórkowa; PBF = procent tkanki tłuszczowej; PA_LL = kąt fazowy lewej kończyny dolnej; Reactance_TR = reaktancja tułowia; Mean_Grip = średnia siła uścisku.Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.