פיתוח קונספט ושימוש בשיטת הערכת צריכת מזון ואכילה אוטומטית
19 בפברואר 2021
פרוטוקול זה מציג ומסביר שיטת הערכה תזונתית מבוססת טכנולוגיה חדשה. השיטה מורכבת ממגש אוכל עם קשקשי שקילה מובנים מרובים ומצלמת וידאו. המכשיר ייחודי במובן זה שהוא משלב אמצעים אוטומטיים של צריכת מזון ושתייה והתנהגות אכילה במהלך ארוחה.
חוקרי תזונה ודיאטנים משתמשים באמצעים עקיפים למדידת צריכת מזון, כגון החזרות מזון. עם מטר, אנו יכולים למדוד את צריכת המזון בפועל במהלך הארוחה וגם את התנהגות האכילה של אנשים. היתרון העיקרי של המונה הוא שאנחנו יכולים למדוד מדויק יותר כמה אנשים אוכלים עם מעט מאמץ מצרכנים או חולים.
טכניקה זו יכולה לשמש כדי לקבל תובנה טובה יותר במה שאדם אוכל. זה יכול להיות חשוב במיוחד עבור אלה הסובלים מסוכרת או אלה הסובלים מתת תזונה, כגון קשישים. ההליך יודגם על ידי אלס סיבלינק, שהיא ראש מחלקת הדיאטנית ודיאטנית מחקר מיומנת.
המשתתפים הם פמקה דה גוג'ר ומישל טופאנו, שניהם דוקטורנטים, וכולם עובדים במחלקה לתזונת אדם ובריאות באוניברסיטת ווגנינגן. התחל על ידי הכנת מיץ, יוגורט פירות, חתיכות פירות. לגייס מתנדבים שיסכימו להשתתף במחקר.
אל תכלול משתתפים מרכיבי משקפיים שאינם יכולים להרכיב עדשות או אלה שיש להם שיער פנים כדי למנוע שגיאות מדידה. הודע למשתתפים על המחקר ואיסוף הנתונים, וקבל את חתימתם על ההסכמה מדעת לפני איסוף הנתונים. לאחר שוודאו שהאור בחדר מופץ באופן שווה ושאין רעשי רקע בהקלטות הוידאו, הושבו את המשתתף לפני השולחן כששולחן השולחן ממוקם ממש מתחת לחזה.
כל פלג הגוף העליון צריך להיות גלוי, כולל הזרועות. חבר את המקלט האלחוטי של המגש ואת מצלמת האינטרנט למחשב נישא. הפעל את המגש והפעל את המחשב הנישא, וודא שהמגש טעון, המצוין באור ירוק.
פתח את תוכנית המחבר, את המקלט ואת תוכנת המעבד יחד עם לוח המחוונים, בהתאמה. ודא שמסגרת התמונה נכונה כדי למנוע איכות תמונה ירודה ושהראש והחזה של המשתתף, כולל הזרועות והכתפיים, נראים בבירור. שמור על המגש יבש, כולל לוח בסיס דק 50 מילימטר עם לוח מעגלים מרכזי מתחת למגש.
העבר את נתוני השקילה במרווח של שנייה אחת באמצעות אות רדיו לטווח קצר במרחק של כמטר. חבר את המקלט למחשב אישי באמצעות יציאת USB. ודא כי הצלחת, הזכוכית, ואת הקערה אינם נחים על הרציף או המגש שמסביב.
השתמש בטבעת המרכזית כדי למנוע זאת. הנח את המונה לפני המשתתף, והנחה את המשתתף לאכול כמה או מעט שהוא רוצה תוך כדי התבוננות היישר למצלמת האינטרנט. הזכר להם לא לשים את ידיהם מול הפנים שלהם בזמן האכילה.
התחל תצפית חדשה בתוכנת המקלט. רשום את התאריך, מספר המשתתף, מגדר המשתתף, גילו ונתוני האנתרופומטריה שלו, כגון משקל וגובה. כלול מידע נוסף כגון מצב המחקר וביקור המחקר בשם התצפית.
לחץ על רשומה בתוכנת המקלט כדי להקליט את התצפית ולהפעיל את לוח המחוונים כדי לבדוק את הקלטות הווידאו ואת הנתונים הנכנסים במהלך איסוף הנתונים. לפני ההקלטה, בקשו מהמשתתף להרים את הכרטיס עם מספר המשתתף ולהרים את ידם בתחילת הארוחה ובסופה. סיים את התצפית כאשר המשתתף מסיים לאכול.
העברת כל הנתונים לגיליון אלקטרוני אורכת שתי דקות. נתק את מצלמת האינטרנט ואת מקלט המגש מהמחשב הנייד, ונקה אותה באמצעות רקמת ניקוי או תרסיס ניקוי. מדדים אוטומטיים של התנהגות אכילה מאוחסנים תחת הכותרת נתונים.
לחץ על ייצוא נתונים כדי לחלץ את הנתונים הגולמיים. קובץ הפלט מכיל נתונים על מספר המשתתפים, זמן אמת, זמן התחלה יחסי ומשתני התנהגות אכילה בחותמת זמן, כגון מספר עקיצות, מספר לעיסות ומשך לעיסה. סכם והצג באופן חזותי את התוצאות בתרשימי עמודות שונים בתוך התוכנית.
יצא את קבצי יומן הרישום לגיליון אלקטרוני ובצע את ניתוח הנתונים באמצעות התוכנית הסטטיסטית של העדפה. מגש המונה מדד צריכת סלט נמוכה יותר בהשוואה ליוגורט ומיץ. המשתתפים אכלו 17% פחות מסלט הפירות בהשוואה למיץ הפירות, קצב בליעה איטי יותר, מידות לגימה או ביס קטנות יותר, ויותר לעיסות הובילו לצריכה נמוכה יותר של הסלט בהשוואה ליוגורט ומיץ, כפי שנמדד על ידי מגש המונה.
המשתתפים לעסו הרבה יותר על סלט הפירות בהשוואה ליוגורט ומיץ. מספר הלעיסות שנצפה היה שונה בפקטור של שלושה בין היוגורט לסלט הפירות. גודל הנשיכה היה הקטן ביותר עבור הסלט, 6.5 גרם לכל ביס לעומת שמונה גרם לכל לגימה של מיץ.
בסך הכל, נראה כי מספר הלעיסות, גודל הנשיכה וקצב האכילה השפיעו על הכמות שנאכלה במהלך הארוחה במסגרת מעבדת אכילה. בגרסאות עתידיות של המונה, ברצוננו לבנות במצלמה שמגיעה מהצד או ממפלס הפינה התחתונה, כך שהיא פחות פולשנית לאנשים מאשר מצלמה שמגיעה ישר לפניהם. גרסאות עתידיות של המערכת יאפשרו לנו לחקור את התנהגות צריכת המזון בחיים האמיתיים.
זה גם מאפשר לנו לתת משוב לצרכן ישירות על כמה הם צורכים, מה הם צורכים, וגם כמה מהר הם אוכלים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מדגים שיטה חדשנית להערכה תזונתית מבוססת טכנולוגיה, המשתמשת במגש הגשה המצויד במאזניים מובנים ובמצלמה. מכשיר זה מאפשר מדידה אוטומטית של צריכת מזון ומשקאות, וכן של התנהגות האכילה לאורך הארוחה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- תזונה
- הערכה תזונתית
- מחקר התנהגותי
רקע
- הערכות תזונתיות מסורתיות מסתמכות לעיתים קרובות על מדדים עקיפים, כגון היזכרות במאכלים (food recalls).
- מדידה ישירה של צריכת מזון יכולה לספק נתונים מדויקים יותר.
- שיטה זו מועילה במיוחד עבור אנשים עם צרכים תזונתיים ספציפיים.
- מערכות אוטומטיות מפחיתות את העומס על המשתתפים במהלך ההערכות.
מטרת המחקר
- לשיפור הדיוק של מדידות הצריכה התזונתית.
- לניתוח הרגלי אכילה בזמן אמת.
- לספק תובנות עבור חוקרי תזונה ודיאטנים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שימוש במגש הגשה עם משקלים מובנים.
- שילוב מצלמה וידאו לניתוח התנהגותי.
- איסוף נתונים בזמן אמת במהלך הארוחות.
- הדגמה על ידי דיאטנית מחקר מיומנת.
תוצאות עיקריות
- דיוק משופר במדידת צריכת מזון.
- תובנות לגבי התנהגויות אכילה אינדיבידואליות.
- יישומים פוטנציאליים לניהול צרכים תזונתיים באוכלוסיות פגיעות.
- הפחתת המאמץ הנדרש מהמשתתפים בהערכות תזונתיות.
מסקנות
- השיטה החדשה מציעה התקדמות משמעותית בטכנולוגיה של הערכה תזונתית.
- היא עשויה להוביל לניהול תזונתי טוב יותר עבור אנשים עם מצבים בריאותיים ספציפיים.
- מחקרים עתידיים עשויים להרחיב את יישומיה במגוון מחקרי תזונה.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הערכה אוטומטית מבוססת חיישנים של צריכת מזון והתנהגות אכילה נותנת מענה לפער קריטי במחקרי תזונה על ידי אספקת נתונים אובייקטיביים בזמן אמת, ללא הסתמכות על דיווח עצמי. טכנולוגיה זו מגבירה את הביטחון החזוי במחקרי התערבות תזונתיים ותומכת בהפחתת סיכונים מכניסטית עבור נקודות קצה מטבוליות והתנהגותיות. שילובה בתהליכי גילוי מוקדמים ובמסלולי עבודה תרגומיים מאפשר פנוטיפינג מדויק יותר ותומך בהחלטות תיק השקעות מותאמות סיכון במחקר ופיתוח ממוקדי תזונה.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר מדידה ישירה של משתני צריכה והתנהגות לצורך בחינת היפותזות במחקרי תזונה.
- תומך בתיקוף תפקודי של התערבויות תזונתיות באמצעות כימות קצב האכילה, גודל הביס ומספר הלעיסות.
- משפר את הביטחון החיזוי במתן קישור בין דפוסי צריכה לבין תוצאים מטבוליים או התנהגותיים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק נתונים סטנדרטיים וניתנים לשחזור על צריכה והתנהגות לצורך פיתוח בדיקות בפנוטיפיקה תזונתית.
- מאפשר קבלת תוצרים כמותיים, כגון צריכה ספציפית לארוחה ומדדים התנהגותיים, לצורך סריקת תרכובות או התערבויות.
- מאפשר איסוף נתונים אוטומטי וניתן להרחבה, המתאים למחקרי תזונה בעתקת נתונים גבוהה (high-throughput).
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה את נקודות הקצה של הצריכה וההתנהגות למודלים הרלוונטיים למחלה, כגון מחקרים על סוכרת או תת-תזונה.
- תומך ברצף מהשלב של הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני, על ידי מתן אפשרות לניטור אובייקטיבי ואורכי של צריכה.
- מפחית את הסיכון בתרגום קליני על ידי אספקת תובנה מכניסטית לגבי השפעות ההתערבות על התנהגות האכילה.
שילוב בצינור עיבוד ובזרימת עבודה
שיטת הערכה אוטומטית זו משתלבת ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני, ותומכת הן בבדיקה מוקדמת של השערות והן בתיקוף תרגומי של התערבויות תזונתיות.
- ביולוגיה של הגילוי: מאפשרת כימות אובייקטיבי של צריכה ומשתנים התנהגותיים לצורך מחקרים מכניסטיים.
- סריקה: מספקת תוצרים כמותיים הניתנים לשחזור להערכת התערבויות או תרכובות.
- אנליטיקה: מספקת נתונים מפורטים עם חותמות זמן, המאפשרים השוואות סטטיסטיות חסונות בין תנאים שונים.
- מחקר תרגומי: מגשש את הפער בין ממצאים מעבדתיים לדפוסי צריכה בעולם האמיתי באוכלוסיות רלוונטיות למחלה.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה רב-שימושית ליישומים מגוונים של מחקר תזונתי והתנהגותי.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי ומפחית את שגיאות המדידה במחקרי צריכה והתנהגות.
- ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה של איסוף הנתונים וממזער את הנטל על המשתתפים והחוקרים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת יותר לגבי המשך או הפסקה (go/no-go) של התערבויות ממוקדות תזונה.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכונים של תוכניות מחקר תזונתיות והתנהגותיות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בפנוטיפיקה תזונתית ובניתוח נתונים התנהגותיים.
- דורש אינטגרציה של חומרת חיישנים, אנליזה של וידאו ותשתית לניהול נתונים.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית לצורך לכידה ופירוש עקביים של הנתונים.
- עשוי לדרוש התאמה לשימוש בסוגי ארוחות שונים או בקבוצות אוכלוסייה שונות.
- מסיר משתתפים עם שיער פנים או משקפיים, אלא אם הם תואמים לאנליזת הווידאו.
שאלות נפוצות בביופארמה
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:03
Sample Preparation and Participant Consent
1:33
Device and Measurement Location Set-up
2:52
Participant Explanations and Start of Observation
4:03
Evaluation and Transfer of Data
4:43
Results: Automated Food Intake and Eating Behavior Assessment
5:42
Conclusion
