身体质量指数(BMI)长期以来一直被用于公共卫生和临床环境,作为一种根据身高和体重对个人身体状况进行简单分类的工具。BMI最初由比利时数学家阿道夫·凯特勒于19世纪30年代提出,旨在描述一般男性的身体特征,而非评估个人健康状况,且未考虑年龄、性别、种族或身体成分。

近两个世纪以来,BMI一直是衡量健康身材的惯用指标,但其局限性促使人们寻找更好的方法来理解人体。于是就有了一致性身体质量指数(CBMI),这种新方法质疑了BMI的基本假设,即体重随身高的平方而变化。

相反,在这项新研究中,研究人员利用物理学和几何学证明,体重与身高的立方之间有着更自然的关联(CBMI=(m/h³)1/2),因为人体是一个三维结构。通过将人体建模为圆柱体,他们开发出一个将体重、身高和腰围联系起来的公式,能更好地反映身体比例。

为了检验该模型在真实人群中是否站得住脚,研究人员在伊斯坦布尔对400名参与者进行了测试,涵盖从新生儿到75岁老人的各个年龄段。结果表明,CBMI在衡量一个人的身体健康状况方面比标准BMI要好得多。数据也支持这一点:对于整个群体,相关系数(r)为0.837,这是用来衡量两个变量一起变化有多紧密的统计指标。这种相关性在儿童身上最强,在成年男性身上则较弱。

研究结果发表在《科学报告》上。

寻找更好的指标

寻找更好的指标

在研究开始揭示BMI的明显局限性后,包括无法兼顾儿童、极高或极矮人群以及身体成分差异等问题,科学家们开始探索更好的替代方案。其中一项指标是三度体重指数(TMI),它用身高的立方代替BMI中的身高平方,以更好地考量体型因素。

虽然TMI比BMI有所改进,但它仍然缺乏普遍适用性,并且在所有年龄组中表现并不一致。

腰围成为代谢健康领域最广泛使用的标志物之一,这并非没有道理。世界卫生组织的一项专家研究发现,腰围以及腰臀比可能是心脏病、高血压、糖尿病甚至多种癌症的重要预测指标。

尽管腰围在临床上具有重要意义,但它与BMI有着相同的基本局限性:这两种指标都无法真正脱离体型来单独衡量。BMI的计算方式是kg/m²,而腰围以米为单位测量,也就是说,同一个数值放在不同人身上,可能反映出的健康状况完全不一样。

在这项研究中,研究人员想把数学理论和实际测量结合起来,做出一个更准确的健康评估工具。因此,他们将注意力转向一种几何比率——腰高比(w/h),把它当作一个综合了体重、密度和身高的无量纲指标来研究。

他们选择腰高比而非其他无量纲指标,有两个关键原因。首先,它背后的几何原理很简单,就是用宽度和长度做比较,来看一个人是偏胖还是偏瘦。其次,它与肥胖相关的健康风险有很强的关联。考虑到人的身体并不是标准的圆柱形,研究人员引入了一个新的因子,称为形状因子(α*)。这个因子可以根据不同的体型做出调整,让计算结果更贴近实际情况。

研究对象的范围很广,从刚出生一天的新生儿到75岁的老人都有。为了让数据保持均衡,他们分了四个人数相等的组,每组100人,分别是成年男性、成年女性、男孩和女孩。每个参与者都记录了三项关键数据:体重、身高和腰围。

他们使用一种称为最小二乘法的数学方法,确定了不同公式——CBMI、BMI和TMI——与400名参与者的实际身体测量数据有多吻合。他们发现,CBMI在不同体型和年龄段中表现得更加稳定。

在确认CBMI在不同年龄组中都能稳定适用后,研究人员根据这些发现制作了新的分类图表,标出了正常体重、超重和肥胖的临界值。

研究人员还指出,虽然CBMI乍一看可能不像是无量纲的,但一旦把身体密度纳入计算,它就变成了无量纲量,使它成为一种不受测量单位影响的身体尺寸指标。然而,他们强调,在该公式和新的临界值能更广泛地适用于不同人群之前,还需要进一步的研究。

更多信息:Serdar Beji 等,开发一种统一的体重指数,Scientific Reports(2026)。DOI: 10.1038/s41598-026-61284-1