在物理学中,密度被定义为物体的质量除以体积。身体密度本质上是你的紧实度,或者你每占据一平方英寸空间的重量。如果你打算用你的身体密度来计算你的身体脂肪百分比,那么知道你的身体密度会很有帮助。你的身体脂肪会直接影响你的健康,因为过多的脂肪会让你面临2型糖尿病和心脏病等问题的风险。你可以通过直接测量你的体重和体积,用水或空气位移来测量你的身体密度。
体脂密度
一个人的身体密度取决于他所携带的脂肪量和无脂肪量。脂肪存在于皮肤下,内部器官的周围,是中枢神经系统的重要组成部分,是某些内部器官结构的一部分,还存在于骨髓中。脂肪的密度是相当稳定的,每升0.91公斤,比大多数无脂肪人群的密度要低。
当你知道你的身体密度时,你仍然不知道脂肪的百分比。但你可以把你的身体密度代入下面的方程式,得到一个大致的概念:身体脂肪百分比=(495 /身体密度)- 450。
无脂物质的密度
无脂肪物质由骨骼、液体、气体、肌肉、结缔组织和非脂肪器官组成。无脂肪组织的密度一般大于脂肪组织——平均中年成人每升1.1公斤。无脂物质的实际密度因人而异,取决于种族、年龄和健康水平。例如,非裔美国人和西班牙裔美国人的无脂肪体重比白人高。在儿童和老年人中,无脂肪物质的密度通常低于中年人的平均估计值。
无脂肪物质的每一种成分的密度也不同,有些成分,如流体和气体,每天都在变化。有些测试提供了身体密度的测量,如流体静力称重,要求你在被测量时完全呼气。这有助于确保肺部较轻的气体密度不会影响测量结果。
用水下称重来计算身体密度
密度在一个规则形成的物体中是很容易测量的,比如立方体。通过称量它来确定它的质量然后通过计算边长的立方来确定体积,所以体积=边长x边长x边长。密度等于质量/体积。
计算人口密度就有点棘手了。体重,或质量,可以很容易地找到使用秤。计算体积比较困难,因为物体是一个不规则形状的物体。体积可以通过把你的身体浸入水中,然后测量水下的重量来测量。水下重量和陆地重量的差等于排开的水量。因为水的密度是一个已知的科学事实,你可以计算排开的水的体积,由此你就知道你身体的体积。身体密度是通过你在陆地上的体重除以你身体的体积来确定的。
骨骼和肌肉——无脂肪物质的主要成分——比水的密度大;所以肌肉发达但身体脂肪含量低的人容易身体下沉。脂肪会漂浮,所以脂肪含量高的人在水中会比较轻。如果操作准确,水下称重只有1.5%的标准误差。
空气置换法测定人体密度
你也可以使用一种叫做Bod Pod的大型商用机器来测定你的身体密度。它使用全身空气位移体积描记法,或空气位移,来进行计算。首先计算舱空时的空气体积。然后,机器会测量你所在房间的空气量。这两种测量方法的区别在于身体的体积。然后用这个体积和人的体重秤计算出身体密度。Bod Pod还将身体密度输入一个公式,以确定身体脂肪水平。空气排水量提供了3%的误差标准。
计算身体密度的方程
一些数学方程也可以帮助确定身体密度。他们通过测量皮肤皱褶,再加上腰围、年龄和性别来确定身体密度。皮肤皱褶是用卡钳在某些部位按压皮肤来估计皮下或皮下脂肪的数量。所有这些方程都很复杂,但它们的最终目标是用身体密度来计算一个人的身体脂肪水平。当应用于一般人群时,这些方程的准确性是不同的。