Name: Opracowanie koncepcji i wykorzystanie zautomatyzowanej metody oceny spożycia żywności i zachowań żywieniowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-02-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 21 s
Description: Poznaj zautomatyzowaną metodę oceny spożycia żywności wykorzystującą tacę z wbudowanymi wagami i kamerą wideo. Technika ta umożliwia precyzyjne pomiary zachowań żywieniowych w czasie rzeczywistym z minimalnym wysiłkiem uczestników.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy J. M. C. D. Meijer ze Studia Rozwoju Technicznego Uniwersytetu i Badań w Wageningen za pomoc w rozwoju tacki mEETr. Badania zostały sfinansowane przez 4 holenderskie uniwersytety techniczne, projekt 4TU – Duma i uprzedzenie.

To badanie pilotażowe zostało zatwierdzone przez METC Uniwersytetu Wageningen przed rozpoczęciem projektu.
UWAGA: Wszyscy uczestnicy biorący udział w tym projekcie wyrazili świadomą zgodę, w tym zgodę na obrazy wideo pokazujące widoczne i rozpoznawalne twarze.
1. Przygotowanie próbki i zgoda uczestnika
<ol>
	<li>Przygotuj sok (szklankę lub filiżankę), jogurt owocowy (miska) i kawałki owoców (talerz). 
	UWAGA: Te produkty są wybierane wyłącznie do celów demonstracyjnych (<silna klasa="xfig">Rysunek 2).</li>
	<li>Zrekrutuj uczestnika lub ochotnika, który wyrazi zgodę na udział w badaniu.</li>
	<li>Wyklucz uczestników noszących okulary (którzy nie mogą używać soczewek kontaktowych) i/lub mających zarost (broda lub wąsy), aby uniknąć błędów pomiaru.</li>
	<li>Poinformuj uczestników o badaniu i gromadzeniu danych (przechowywanie danych, dostępność). Uzyskaj osobne uprawnienia w przypadku nieanonimowych nagrań wideo. Uzyskaj podpis uczestnika na świadomej zgodzie przed zebraniem danych.</li>
</ol>
2. Konfiguracja urządzenia i lokalizacji pomiaru
UWAGA: Ten protokół jest odpowiedni do zbierania danych w kontrolowanym (laboratorium żywieniowym).
<ol>
	<li>Upewnij się, że światło w pomieszczeniu jest równomiernie rozłożone - unikaj cieni na twarzach uczestników.</li>
	<li>Unikaj szumów tła na nagraniach wideo ze względu na obecność osób innych niż uczestnik.</li>
	<li>Posadź uczestnika na krześle przed stołem, przy blacie umieszczonym tuż pod klatką piersiową uczestnika.</li>
	<li>Podłącz bezprzewodowy odbiornik tacki i kamerę internetową do laptopa.</li>
	<li>Uruchom laptopa. Upewnij się, że laptop ma następujące specyfikacje: Procesor i7-10750H, SSD M.2 512 GB, Pamięć 1x 16 GB, DDR4 2933 MHz bez ECC, System operacyjny 64-bitowy.</li>
	<li>Włącz tacę i upewnij się, że w tacce jest naładowany (zielone światło).</li>
	<li>Otwórz odpowiednio program łącznika (dos), odbiornik i oprogramowanie procesora wraz z pulpitem nawigacyjnym.</li>
	<li>Sprawdź jakość przychodzącego obrazu w programie procesora (Rysunek 3). 
	UWAGA: Aby wykryć zachowania żywieniowe, jakość obrazu powinna mieścić się w ostatniej ćwiartce paska zadań (zielony); jak najbardziej zbliżony do 100% zielonych. Tworzenie się cieni może prowadzić do niskiej jakości obrazu.</li>
	<li>Upewnij się, że ramka obrazu jest prawidłowa, aby zapobiec niskiej jakości obrazu. Upewnij się, że głowa uczestnika (powyżej czaszki) aż do klatki piersiowej, w tym ramiona i barki, są wyraźnie widoczne.</li>
</ol>
3. System ważenia i transport danych
<ol>
	<li>Walidacja środków przed pierwszym użyciem mEETr. 
	UWAGA: Urządzenie mEETr składa się ze zwykłej dostępnej na rynku tacy jadalnej (taca obiadowa z żywicy epoksydowej wzmocnionej włóknami) z trzema wbudowanymi stacjami ważenia (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 2).</li>
	<li>Aby sprawdzić konfigurację, upewnij się, że taca w sposób ciągły mierzy wagę talerza, miski i szklanki do picia. 
	UWAGA: Precyzja wagi w całym zakresie powinna wynosić 0,3%.</li>
	<li>Nie należy umieszczać zbyt dużego ciężaru na każdej platformie wagowej. Maksymalna waga największej platformy (talerza obiadowego) to 1,5 kg. Maksymalna waga dwóch mniejszych platform wagowych (misa i szkło) wynosi 800 g. Minimalna naważka, którą można dokładnie zmierzyć, wynosi 1 g dla każdej stacji ważenia.</li>
	<li>Upewnij się, że talerz, filiżanka i miska nie spoczywają na platformie lub otaczającej tacy. Użyj środkowego pierścienia, aby tego uniknąć. 
	UWAGA: Każda stacja ważenia składa się z trzech trójkątnych czujników siły, które działają razem jako jedna waga. Wybrano pozycję trójkąta, aby zrównoważyć ciężar.</li>
	<li>Upewnij się, że taca jest sucha. Taca zawiera panel podstawy o grubości 50 mm (centralna płytka drukowana) pod tacą, która zawiera elektronikę.</li>
	<li>Aby przesłać dane, upewnij się, że taca jest podłączona do odbiornika bezprzewodowego. 
	UWAGA: Dane ważenia należy przesyłać w odstępie 1 s za pomocą sygnału radiowego krótkiego zasięgu (odległość około 1 m). Podłącz odbiornik do komputera osobistego (PC) przez port USB.</li>
	<li>Trzy czujniki siły mierzą siły (lub masy), sumują je i przekształcają w skalibrowaną wartość masy.</li>
	<li>Naładuj tackę po każdym użyciu. 
	UWAGA: Tacka jest zasilana wewnętrznym akumulatorem i można ją ładować za pomocą ładowarki USB. Przełącznik suwakowy włączania/wyłączania znajduje się w pobliżu gniazda USB. Pełne naładowanie baterii zapewnia około 20 godzin użytkowania.</li>
	<li>Nie myj tacki w zmywarce; tackę nie można myć w zmywarce. Wyczyść tacę za pomocą sprayu czyszczącego. Upewnij się, że taca jest czysta i sucha. Kanały przeciekowe wzdłuż platform odprowadzają rozlane płyny.</li>
</ol>
4. Wyjaśnienia uczestników i rozpoczęcie obserwacji
<ol>
	<li>Umieść mEETr przed uczestnikiem.</li>
	<li>Poinstruuj uczestnika, aby 1) jadł tyle lub tak mało, jak chce, 2) patrzył prosto w kamerę internetową podczas jedzenia oraz 3) nie kładł rąk przed twarzą podczas jedzenia.</li>
	<li>Rozpocznij nową obserwację w oprogramowaniu odbiornika. Rejestruj datę, numer uczestnika, płeć uczestnika, wiek i dane antropometryczne, takie jak waga i wzrost. W nazwie obserwacji należy zawrzeć dodatkowe informacje, takie jak warunki badania i wizyta badawcza.</li>
	<li>Naciśnij przycisk Nagraj w oprogramowaniu odbiornika, aby nagrać obserwację.</li>
	<li>Aktywuj pulpit nawigacyjny, aby sprawdzić nagrania wideo i dane przychodzące podczas zbierania danych (Rysunek 4).</li>
	<li>Przed nagraniem poproś uczestnika, aby 1) podniósł kartę z numerem uczestnika oraz 2) podniósł rękę na początku i na końcu posiłku.</li>
	<li>Zakończ obserwację, gdy uczestnik skończy jeść. Przeniesienie wszystkich danych do arkusza kalkulacyjnego zajmuje 2 minuty.</li>
	<li>Dla uczestnika jest to koniec sesji.</li>
	<li>Odłącz kamerę internetową i odbiornik tacki od laptopa i wyczyść je chusteczką czyszczącą lub sprayem do czyszczenia.</li>
</ol>
5. Ocena i transfer danych
<ol>
	<li>Otwórz ostatnią obserwację w oprogramowaniu odbiornika. Zautomatyzowane pomiary zachowań żywieniowych są przechowywane pod nagłówkiem Dane. Kliknij Eksportuj dane, aby wyodrębnić surowe dane. Kolejny plik wyjściowy zawiera dane dotyczące liczby uczestników, czasu rzeczywistego, czasu względnego (do rozpoczęcia) i zmiennych zachowań żywieniowych (liczba kęsów, liczba gryzień, czas żucia) na uczestnika testu. 
	UWAGA: Wszystkie zachowania są oznaczone znacznikiem czasu. W oprogramowaniu odbiornika można wyodrębnić dodatkowe dane zewnętrzne tacki, na przykład dane dotyczące wagi każdej z trzech tac. Dane są rejestrowane 10 razy na sekundę i przesyłane. Czas zbierania danych z tacki jest synchronizowany z nagraniami zachowań żywieniowych.</li>
	<li>Podsumuj i wizualizuj wyniki na różnych wykresach słupkowych w samym programie. Eksportuj wyniki jako surowe dane w plikach dziennika (.xsl) (Rysunek 5).</li>
	<li>Wyeksportuj pliki dziennika do arkusza kalkulacyjnego i przeprowadź analizę danych za pomocą preferowanego programu statystycznego.</li>
	<li>Wyczyść dane przed analizą danych. 
	UWAGA: Ze względu na zniekształcenia spowodowane dociskaniem sztućcami do talerzy (powodujące wzrost masy), dane ważenia tacki należy oczyścić do krzywej Kaplana Meiera z rozmiarem kroku wskazującym rozmiar kęsa, a długość kroku wskazuje czas między kęsami. Początek krzywej wskazuje masę początkową, ostatni krok wskazuje wagę końcową) w następujący sposób.
	<ol>
		<li>Wygładź punkty czasowe do pomiarów na sekundę, aby odfiltrować wartości ekstremalne.</li>
		<li>Ustaw granicę 5 g, wykrywaj plateau masy ciała (tj. brak zmian w granicach +/- 5 g) i zmiany masy (zmiany w czasie większe niż 5 g), aby wskazać wielkości kęsów i zmiany porcji.</li>
		<li>Wykluczyć wzrost masy ciała spowodowany sztućcami pozostałymi na talerzu. 
		UWAGA: Dane wyjściowe to całkowite zmiany masy na stanowisko wagowe na początku i na końcu posiłku (= wielkość posiłku), średnia wielkość kęsa i ugryzienia na minutę.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Aby określić tempo jedzenia (g/s) i wielkość kęsa (g/kęs) zmiany w trakcie posiłku, ręcznie zintegruj dane dotyczące wagi tacki i zachowań żywieniowych (Rysunek 6, <silna klasa="xfig">Rysunek 7, <silna klasa="xfig">Rysunek 8, <silna klasa="xfig">Rysunek 9, <silna klasa="xfig">Rysunek 10).</li>
</ol>

<ol><li>Burrows, T. L., Ho, Y. Y., Rollo, M. E., Collins, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validity+of+dietary+assessment+methods+when+compared+to+the+method+of+doubly+labeled+water%3A+A+systematic+review+in+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Validity of dietary assessment methods when compared to the method of doubly labeled water: A systematic review in adults.</a> Frontiers in Endocrinology. 10, 850(2019).</li>
<li>Brouwer-Brolsma, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dietary+intake+assessment%3A+From+traditional+paper-pencil+questionnaires+to+technology-based+tools.+Environmental+software+systems.+Data+science+in+action%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Information+and+Communication+Technology%22%5BJournal%5D)">Dietary intake assessment: From traditional paper-pencil questionnaires to technology-based tools. Environmental software systems. Data science in action.</a> Advances in Information and Communication Technology. 554, (2020).</li>
<li>Palese, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+nursing+home+environment+can+maximise+eating+independence+among+residents+with+cognitive+impairment%3F+Findings+from+a+secondary+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Geriatric+Nursing%22%5BJournal%5D)">What nursing home environment can maximise eating independence among residents with cognitive impairment? Findings from a secondary analysis.</a> Geriatric Nursing. 41 (6), 709-716 (2020).</li>
<li>Krop, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+oral+processing+on+appetite+and+food+intake+-+A+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Appetite%22%5BJournal%5D)">Influence of oral processing on appetite and food intake - A systematic review and meta-analysis.</a> Appetite. 125, 253-269 (2018).</li>
<li>Nicolas, E., Veyrune, J. L., Lassauzay, C., Peyron, M. A., Hennequin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+video+versus+electromyography+for+chewing+evaluation+of+the+elderly+wearing+a+complete+denture%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Oral+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Validation of video versus electromyography for chewing evaluation of the elderly wearing a complete denture.</a> Journal of Oral Rehabilitation. 34 (8), 566-571 (2007).</li>
<li>Sabin, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+treatment+for+childhood+obesity+using+Mandometer%C2%AE+technology%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Obesity%22%5BJournal%5D)">A novel treatment for childhood obesity using Mandometer® technology.</a> International Journal of Obesity. 7, (2006).</li>
<li>Hermsen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+Smart+fork+to+decelerate+eating+rate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Academy+of+Nutrition+and+Dietetics%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a Smart fork to decelerate eating rate.</a> Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics. 116 (7), 1066-1068 (2016).</li>
<li>vanden Boer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+splendid+eating+detection+sensor%3A+Development+and+feasibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22JMIR+mHealth+and+uHealth%22%5BJournal%5D)">The splendid eating detection sensor: Development and feasibility study.</a> JMIR mHealth and uHealth. 6 (9), 170(2018).</li>
<li>Papapanagiotou, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+chewing+detection+system+based+on+ppg%2C+audio%2C+and+accelerometry%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of+Biomedical+and+Health+Informatics%22%5BJournal%5D)">A novel chewing detection system based on ppg, audio, and accelerometry.</a> IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics. 21 (3), 607-618 (2016).</li>
<li>Ioakimidis, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Description+of+chewing+and+food+intake+over+the+course+of+a+meal%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Description of chewing and food intake over the course of a meal.</a> Physiology & Behavior. 104 (5), 761-769 (2011).</li>
<li>Ruiz, L. D., Zuelch, M. L., Dimitratos, S. M., Scherr, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adolescent+obesity%3A+Diet+quality%2C+psychosocial+health%2C+and+cardiometabolic+risk+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Nutrients%22%5BJournal%5D)">Adolescent obesity: Diet quality, psychosocial health, and cardiometabolic risk factors.</a> Nutrients. 12 (1), 43(2020).</li>
<li>Forde, C. G., van Kuijk, N., Thaler, T., de Graaf, C., Martin, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oral+processing+characteristics+of+solid+savoury+meal+components%2C+and+relationship+with+food+composition%2C+sensory+attributes+and+expected+satiation%5BTitle%5D)+AND+%22Appetite%22%5BJournal%5D)">Oral processing characteristics of solid savoury meal components, and relationship with food composition, sensory attributes and expected satiation.</a> Appetite. 60 (1), 208-219 (2013).</li>
<li>Weijzen, P. L. G., Smeets, P. A. M., de Graaf, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sip+size+of+orangeade%3A+effects+on+intake+and+sensory-specific+satiation%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Nutrition%22%5BJournal%5D)">Sip size of orangeade: effects on intake and sensory-specific satiation.</a> British Journal of Nutrition. 102 (07), 1091-1097 (2009).</li>
<li>Zijlstra, N., de Wijk, R. A., Mars, M., Stafleu, A., de Graaf, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+bite+size+and+oral+processing+time+of+a+semisolid+food+on+satiation%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Clinical+Nutrition%22%5BJournal%5D)">Effect of bite size and oral processing time of a semisolid food on satiation.</a> The American Journal of Clinical Nutrition. 90 (2), 269-275 (2009).</li>
<li>Bolhuis, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slow+food%3A+sustained+impact+of+harder+foods+on+the+reduction+in+energy+intake+over+the+course+of+the+day%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Slow food: sustained impact of harder foods on the reduction in energy intake over the course of the day.</a> PloS One. 9 (4), 93370(2014).</li>
<li>Grinyer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+anonymity+of+research+participants%3A+assumptions%2C+ethics+and+practicalities%5BTitle%5D)+AND+%22Social+Research+Update%22%5BJournal%5D)">The anonymity of research participants: assumptions, ethics and practicalities.</a> Social Research Update. 36 (1), 4(2002).</li>
</ol>

Urządzenie mEETr i towarzyszące mu oprogramowanie zostały opracowane we współpracy z partnerem komercyjnym; Technologia informacyjna Noldus. Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Wykazano, że zdrowa dieta i zdrowe nawyki żywieniowe odgrywają kluczową rolę w zapobieganiu i rozwiązywaniu problemów związanych z nadwagą i otyłością11. Jednak wiele metod stosowanych do pomiaru spożycia i zachowań żywieniowych jest uciążliwych dla użytkowników, badaczy i pracowników służby zdrowia i może być stronniczych, ponieważ są zależne od pamięci i szacunków wielkości porcji. Korzystanie z mEETr, niezależnie lub w połączeniu z konwencjonalnymi metodami oceny wideo i dietetycznej, zmniejszy...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/62144">Concept Development and Use of an Automated Food Intake and Eating Behavior Assessment Method</a>. An author name was updated.
The name was updated from:
Cees de Graaf
to:
Kees de Graaf

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/62144">Concept Development and Use of an Automated Food Intake and Eating Behavior Assessment Method</a>. An author name was updated.

Erratum: Concept Development and Use of an Automated Food Intake and Eating Behavior Assessment Method

W badaniach żywieniowych i praktyce dietetycznej kluczowe jest posiadanie dobrych pomiarów tego, co, ile i jak ludzie jedzą, aby znaleźć rozwiązania problemów z nadwagą i otyłością. Do oceny spożycia żywności często stosuje się konwencjonalne kwestionariusze samoopisowe, takie jak dzienniczki żywieniowe, 24-godzinne wycofania lub kwestionariusze częstotliwości spożywania posiłków1. Metody te opierają się na samoopisie, a zatem są czasochłonne i podatne na stronniczość ze względu na społecznie pożądane odpowiedzi, nieadekwatność pamięci i trudności w oszacowaniu wielkości porcji2,3. Oprócz miar jakości diety (rodzaj i ilość spożywanego pokarmu), ważne jest również, aby wiedzieć, w jaki sposób jedzenie jest spożywane, ponieważ wykazano, że zachowania żywieniowe, które spowalniają przyjmowanie pokarmu, zapobiegają nadmiernemu spożyciu w ramach posiłku4. Aby ocenić zachowania żywieniowe, złotym standardem jest poproszenie dwóch obserwatorów o dodanie adnotacji do nagrań wideo osób jedzących posiłek5. Ta metoda jest dość pracochłonna i czasochłonna oraz nie pozwala na natychmiastową informację zwrotną na temat zachowania.
Najnowsze osiągnięcia technologiczne dają teraz możliwość łączenia automatycznych pomiarów spożycia pokarmu z automatycznymi pomiarami zachowań żywieniowych w trakcie posiłku. W odpowiedzi na te zmiany opracowano nową metodę oceny diety opartą na czujnikach, zwaną mEETr, akronimem dwóch holenderskich słów "Meter" (tłumaczone: urządzenie pomiarowe) i "eet" (tłumaczone: jeść). mEETr to zwykła taca do jadalni z trzema wbudowanymi stacjami ważenia (<silna klasa="xfig">Rysunek 1 przedstawia konstrukcję tacy i płytek czujników) oraz uchwytem na kamerę. Każda stacja ważenia składa się z trzech trójkątnie rozmieszczonych punktów pomiarowych do rozkładania masy. Stacje ważenia mierzą wagę miski, talerza i kubka lub szklanki do picia w sposób ciągły nad posiłkiem. mEETr zawiera również uchwyt na kamerę wideo. Obecnie uchwyt kamery jest oddzielony od tacy, ale dla celów standaryzacji idealna byłaby zintegrowana kamera po kolejnej aktualizacji mEETr (składany kij do kamery wideo). Kamera umożliwia automatyczną analizę w czasie rzeczywistym liczby kęsów i żuć oraz czasu jedzenia posiłków, co pozwala na generowanie informacji o tempie jedzenia i wielkości kęsa. Zautomatyzowana analiza zachowań żywieniowych odbywa się za pomocą nowo opracowanego algorytmu. Różne grupy badawcze opracowały urządzenia, które dostarczają ludziom informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym na temat przyspieszenia jedzenia i ilości, jaką ludzie jedzą6. Ponadto opracowano rozszerzone widelce, aby zapewnić informacje zwrotne w czasie rzeczywistym na temat liczby kęsów i ich częstotliwości w posiłku7. Dodatkowo opracowano czujnik ucha do pomiaru mikrostruktury jedzenia w warunkach swobodnego życia8,9. Podobna do tego urządzenia jest konfiguracja używana przez Ioakimidis et al.10, w której pomiary wideo zostały połączone z płytką ważącą w celu określenia spożycia pokarmu, liczby kęsów i zachowania podczas żucia.
W porównaniu do tych urządzeń, nowość mEETr polega na tym, że łączy w sobie automatyczne pomiary spożycia pokarmu z dwóch talerzy i kubka do picia (n = 3) oraz zachowań żywieniowych (np. tempo jedzenia, liczba kęsów, wielkość kęsa i zachowanie podczas żucia) w jednym urządzeniu. mEETr, jak wykazano, nadaje się do pomiarów spożycia pokarmu i zachowań żywieniowych w kontrolowanym środowisku (laboratorium żywieniowym), ale ostatecznie celem jest wykorzystanie mEETr w mniej kontrolowanych środowiskach, w których stosuje się powtarzające się plany posiłków, takie jak przedszkola, domy spokojnej starości i szpitale.
Ostatecznie, mEETr zapewni bardziej obiektywny, a co za tym idzie, dokładniejszy i bardziej precyzyjny pomiar spożycia pokarmu i zachowań żywieniowych niż konwencjonalne metody oceny diety i ręczne kodowanie filmów. Lepsze pomiary spożycia żywności przyniosłyby korzyści badaniom nad odżywianiem i zdrowiem, ale także pracownikom służby zdrowia w ich wyzwaniu, jakim jest walka ze wzrostem chorób niezakaźnych związanych z żywnością11. Ostatecznie mEETr może być używany w placówkach badawczych i opiece zdrowotnej, a także przez użytkowników dbających o zdrowie w domu, łącząc mEETr z istniejącymi technologiami i oprogramowaniem, takimi jak inne aplikacje zdrowotne lub inteligentne zegarki. Ogólnie rzecz biorąc, te środki zdrowotne zapewniają użytkownikowi lub pracownikowi służby zdrowia dość zróżnicowany i kompletny przegląd różnych wzorców zachowań zdrowotnych (np. spożycie pokarmu, zachowania żywieniowe, wydatek energetyczny w oparciu o rzeczywiste pomiary, sen, stres), umożliwiając użytkownikowi optymalizację diety i stworzenie zdrowego stylu życia.

<table><tbody><tr><td>Akumulator</td><td>na</td><td></td><td>akumulator (LiPo) i ładuj elektronikę przez złącze portu USB. Brak danych z tego portu.</td></tr><tr><td>Program łącznika</td><td>Noldus</td><td></td><td>Noldus Pulpit nawigacyjny oprogramowania informatycznego nview</td></tr><tr><td>Taca obiadowa</td><td>na</td><td>na Standardowa</td><td>taca obiadowa z żywicy epoksydowej wzmocnionej szkłem</td></tr><tr><td>Większa skala</td><td>na</td><td></td><td>na Jedna niestandardowa skala wysokiego zakresu oparta na metodzie potrójnego czujnika siły.</td></tr><tr><td>Płyta główna</td><td>na</td><td></td><td>na Płyta główna konwertująca trzy wymiary skali na skalibrowane numery masy. Ta płyta zawiera również nadajnik RF krótkiego zasięgu małej mocy.</td></tr><tr><td>System operacyjny Windows</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Windows 10 Pro 64-bitowy</td></tr><tr><td>program procesora</td><td>Noldus</td><td></td><td>Noldus Oprogramowanie informatyczne FaceReader</td></tr><tr><td>Program</td> odbiornika <td>Noldus</td><td></td><td>Noldus Oprogramowanie informatyczne Obserwator</td></tr><tr><td>Odbiornik RF</td><td>na</td><td>na</td><td>Niestandardowa konstrukcja Konwerter USB podłączony do odbiornika RF. Ten odbiornik ma ustawienie blokady szumów, dzięki czemu jest czuły na niski zakres.</td></tr><tr><td>Małe wagi</td><td>na</td><td>na Dwie</td><td>niestandardowe wagi niskiego zasięgu oparte na metodzie potrójnego czujnika siły.</td></tr></tbody></table>

opracowanie koncepcji i wykorzystanie zautomatyzowanej metody oceny spożycia żywności i zachowań żywieniowych

Concept Development and Use of an Automated Food Intake and Eating Behavior Assessment Method

Zdecydowana większość metod oceny zachowań żywieniowych opiera się na samoopisach. Są one uciążliwe, a także podatne na błędy pomiarowe. Najnowsze innowacje technologiczne pozwalają na opracowanie dokładniejszych i bardziej precyzyjnych narzędzi oceny zachowań dietetycznych i żywieniowych, które wymagają mniejszego wysiłku zarówno od użytkownika, jak i badacza. W związku z tym opracowano nowe urządzenie oparte na czujnikach do oceny spożycia pokarmu i zachowań żywieniowych. Urządzenie jest zwykłą tacą jadalną wyposażoną w kamerę wideo i trzy oddzielne wbudowane stacje ważenia. Stacje ważenia mierzą wagę miski, talerza i kubka do picia w sposób ciągły w trakcie posiłku. Kamera wideo umieszczona przy twarzy rejestruje cechy zachowań żywieniowych (żucia, gryzienia), które są analizowane za pomocą oprogramowania do automatycznego wyrażania twarzy opartego na sztucznej inteligencji (AI). Waga tacki i dane wideo są przesyłane w czasie rzeczywistym do komputera osobistego (PC) za pomocą odbiornika bezprzewodowego. Interesujące nas wyniki, takie jak ilość zjedzonego jedzenia, tempo jedzenia i wielkość kęsa, można obliczyć, odejmując dane z tych pomiarów w interesujących punktach czasowych. Informacje uzyskane przez obecną wersję tacki mogą być wykorzystane do celów badawczych, ulepszona wersja urządzenia ułatwiłaby również udzielanie bardziej spersonalizowanych porad dotyczących spożycia diety i zachowań żywieniowych. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod oceny dietetycznej, to urządzenie do oceny diety mierzy spożycie pokarmu bezpośrednio w posiłku i nie jest zależne od pamięci ani oszacowania wielkości porcji. Ostatecznie urządzenie to nadaje się zatem do codziennego spożywania głównych posiłków i pomiarów zachowań żywieniowych. W przyszłości ta oparta na technologii metoda oceny diety może być połączona z aplikacjami zdrowotnymi lub inteligentnymi zegarkami, aby uzyskać pełny przegląd ćwiczeń, spożycia energii i zachowań żywieniowych.

Wolniejsze tempo spożycia (Rycina 7), mniejsza wielkość łyków/kęsów (Rycina 8) oraz większa liczba przeżuć (Rycina 9) doprowadziły do niższego spożycia sałatki w porównaniu z jogurtem i sokiem (Rycina 6), co zmierzono za pomocą tacy mEETr. Uczestnicy zjedli o 17% mniej sałatki owocowej w porównaniu z sokiem owocowym. Wszystkie cechy zachowania podczas jedzenia różniły się w przypadku soku, jogurtu i sał...

Ten protokół pokazuje i wyjaśnia nową, opartą na technologii metodę oceny diety. Metoda składa się z tacy jadalnej z wieloma wbudowanymi wagami i kamerą wideo. Urządzenie jest wyjątkowe w tym sensie, że zawiera zautomatyzowane pomiary spożycia żywności i napojów oraz zachowań żywieniowych w trakcie posiłku.

Opracowanie koncepcji i wykorzystanie zautomatyzowanej metody oceny spożycia żywności i zachowań żywieniowych

The vast majority of dietary and eating behavior assessment methods are based on self-reports. They are burdensome and also prone to measurement errors. ...

Naukowcy zajmujący się żywieniem i dietetycy używają pośrednich miar do pomiaru spożycia żywności, takich jak wycofywanie pokarmów. Za pomocą miernika możemy zmierzyć rzeczywiste spożycie pokarmu podczas posiłku, a także zachowania żywieniowe ludzi. Główną zaletą miernika jest to, że możemy dokładniej zmierzyć, ile ludzie jedzą przy niewielkim wysiłku ze strony konsumentów lub pacjentów.Ta technika może być wykorzystana do uzyskania lepszego wglądu w to, co dana osoba je. Może to być szczególnie ważne dla osób cierpiących na cukrzycę lub niedożywionych, takich jak osoby starsze. Procedura zostanie zademonstrowana przez Els Siebelink, która jest kierownikiem Działu Dietetyki i dietetykiem badawczym z wykształcenia.Uczestniczkami są Femke de Gooijer i Michele Tufano, doktorantki, pracujące na Wydziale Żywienia i Zdrowia Uniwersytetu w Wageningen. Zacznij od przygotowania soku, jogurtu owocowego i kawałków owoców. Zrekrutuj ochotników, którzy zgodzą się wziąć udział w badaniu.Wyklucz uczestników noszących okulary, którzy nie mogą nosić soczewek lub tych, którzy mają zarost, aby uniknąć błędów pomiaru. Poinformuj uczestników o badaniu i gromadzeniu danych oraz uzyskaj ich podpis na świadomej zgodzie przed zebraniem danych. Po upewnieniu się, że światło w pomieszczeniu jest równomiernie rozłożone i że na nagraniach wideo nie ma szumów tła, posadź uczestnika przed stołem z blatem znajdującym się tuż pod jego klatką piersiową.Cały tułów powinien być widoczny, łącznie z ramionami. Podłącz bezprzewodowy odbiornik tacki i kamerę internetową do laptopa. Włącz tackę i uruchom laptopa, upewniając się, że taca jest naładowana, co jest sygnalizowane zielonym światłem.Otwórz odpowiednio program łącznika, odbiornik i oprogramowanie procesora wraz z pulpitem rozdzielczym. Upewnij się, że ramka obrazu jest prawidłowa, aby zapobiec niskiej jakości obrazu oraz że głowa i klatka piersiowa uczestnika, w tym ramiona i barki, są wyraźnie widoczne. Utrzymuj tacę w suchym miejscu, w tym panel podstawy o grubości 50 milimetrów z centralną płytką drukowaną pod tacą.Dane ważenia należy przesyłać w odstępach jednosekundowych za pomocą sygnału radiowego krótkiego zasięgu o odległości około jednego metra. Podłącz odbiornik do komputera osobistego przez port USB. Upewnij się, że talerz, filiżanka i miska nie spoczywają na platformie lub otaczającej tacy.Użyj środkowego pierścienia, aby tego uniknąć. Umieść glukometr przed uczestnikiem i poinstruuj go, aby jadł tyle lub tak mało, jak chce, patrząc prosto w kamerę internetową. Przypomnij im, aby nie kładli rąk przed twarzą podczas jedzenia.Rozpocznij nową obserwację w oprogramowaniu odbiornika. Rejestruj datę, numer uczestnika, płeć uczestnika, wiek i dane antropometryczne, takie jak waga i wzrost. W nazwie obserwacji należy zawrzeć dodatkowe informacje, takie jak warunki badania i wizyta badawcza.Naciśnij przycisk nagrywania w oprogramowaniu odbiornika, aby zarejestrować obserwację i aktywować deskę rozdzielczą w celu sprawdzenia nagrań wideo i danych przychodzących podczas zbierania danych. Przed nagraniem poproś uczestnika, aby podniósł kartę z numerem uczestnika i podniósł rękę na początku i na końcu posiłku. Zakończ obserwację, gdy uczestnik skończy jeść.Przeniesienie wszystkich danych do arkusza kalkulacyjnego zajmuje dwie minuty. Odłącz kamerę internetową i odbiornik tacki od laptopa i wyczyść je chusteczką czyszczącą lub sprayem do czyszczenia. Zautomatyzowane pomiary zachowań żywieniowych są przechowywane pod nagłówkiem Dane.Kliknij Eksportuj dane, aby wyodrębnić surowe dane. Plik wyjściowy zawiera dane dotyczące liczby uczestników, czasu rzeczywistego, względnego czasu rozpoczęcia i zmiennych zachowań żywieniowych ze znacznikiem czasu, takich jak liczba kęsów, liczba żuć i czas żucia. Podsumowuj i wizualizuj wyniki na różnych wykresach słupkowych w programie.Wyeksportuj pliki dziennika do arkusza kalkulacyjnego i przeprowadź analizę danych przy użyciu preferowanego programu statystycznego. Taca z miernikiem mierzyła mniejsze spożycie sałatki w porównaniu z jogurtem i sokiem. Uczestnicy zjedli o 17% mniej sałatki owocowej w porównaniu z sokiem owocowym, wolniejsze tempo spożycia, mniejsze rozmiary łyków lub kęsów oraz więcej żuć doprowadziły do niższego spożycia sałatki w porównaniu z jogurtem i sokiem, mierzonym za pomocą tacki z miernikiem.Uczestnicy przeżuwali znacznie więcej sałatki owocowej w porównaniu z jogurtem i sokiem. Obserwowana liczba gryzaków różniła się trzykrotnie między jogurtem a sałatką owocową. Wielkość kęsa była najmniejsza w przypadku sałatki, 6,5 grama na kęs w porównaniu do ośmiu gramów na łyk soku.Ogólnie rzecz biorąc, liczba gryzaków, wielkość kęsa i tempo jedzenia wydawały się wpływać na ilość, która została zjedzona podczas posiłku w laboratorium żywieniowym. W przyszłych wersjach miernika chcielibyśmy wbudować kamerę, która wychodzi z boku lub z dolnego poziomu rogu, tak aby była mniej uciążliwa dla ludzi niż kamera, która wychodzi prosto przed nimi. Przyszłe wersje systemu pozwolą nam badać zachowania związane z przyjmowaniem pokarmu w prawdziwym życiu.Dzięki temu możemy również przekazywać konsumentowi informacje zwrotne bezpośrednio na temat tego, ile spożywa, co spożywa, a także jak szybko je.

concept-development-use-an-automated-food-intake-eating-behavior

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Ten artykuł opisuje zestaw metod pomiaru motywacji związanej z jedzeniem i wartości celów związanych z jedzeniem u ludzi.

Badanie nagrody w postaci jedzenia i motywacji u ludzi

Feeding Experimentation Device (FED) to urządzenie typu open source do pomiaru spożycia pokarmu u myszy.  FED może również synchronizować pomiary spożycia żywności z innymi technikami za pośrednictwem wyjścia cyfrowego w czasie rzeczywistym. Tutaj przedstawiamy samouczek krok po kroku dotyczący budowy, walidacji i użytkowania FED.

Feeding Experimentation Device (FED): Budowa i walidacja urządzenia typu open source do pomiaru spożycia pokarmu przez gryzonie

To badanie przedstawia protokół projektowania i produkcji okularowego urządzenia do noszenia, które wykrywa wzorce przyjmowania jedzenia i innych aktywności fizycznych za pomocą ogniw obciążnikowych umieszczonych w obu zawiasach okularów.

Projektowanie i ocena inteligentnych okularów do przyjmowania pokarmu i klasyfikacji aktywności fizycznej

Ilościowe testy spożycia żywności z farbowaną żywnością dostarczają solidnych i wydajnych środków do oceny motywacji do karmienia. Połączenie testu spożycia żywności z termogenetycznymi i optogenetycznymi badaniami przesiewowymi jest skutecznym podejściem do badania obwodów neuronalnych leżących u podstaw apetytu u dorosłych Drosophila melanogaster.

Połączenie ilościowych testów spożycia pokarmu i wymuszonej aktywacji neuronów w celu zbadania apetytu u Drosophila

Badani jedzą jedzenie z talerza umieszczonego na wadze podłączonej do komputera, który rejestruje utratę wagi talerza podczas posiłku. Informacje zwrotne na ekranie komputera pozwalają badanemu dostosować swoje zachowania żywieniowe do krzywych odniesienia, normalizując w ten sposób masę ciała.

Kontrola zachowań żywieniowych za pomocą nowatorskiego systemu informacji zwrotnej

'' 'Boden Food Plate' to elektroniczny dziennik żywności, zaprojektowany jako interaktywna i zabawna metoda zbierania informacji o spożyciu za pomocą wizualnych przedstawień. Celem tego badania była walidacja aplikacji internetowej w porównaniu z tradycyjną metodą szacowania trzydniowego dzienniczka żywności.

"Boden Food Plate": nowatorska interaktywna metoda internetowa do oceny spożycia

Prezentowany tutaj jest protokół do badania zachowań podobnych do depresji i anhedonów u szczurów. Łączy dwie dobrze znane metody behawioralne, preferencję sacharozy i testy hipofagii wywołanej nowością, z automatycznym systemem monitorowania spożycia żywności i płynów, aby pośrednio badać zachowanie gryzoni przy użyciu parametrów zastępczych.

Testy preferencji sacharozy i hipofagii wywołanej nowością u szczurów przy użyciu zautomatyzowanego systemu monitorowania spożycia pokarmu

Ten artykuł opisuje protokół rozwoju innowacyjnej aplikacji do oceny diety opartej na smartfonie Traqq, w tym oceny ekspertów i testy użyteczności.

Iteracyjny rozwój innowacyjnego narzędzia do oceny diety opartego na smartfonach: Traqq

Diagnozowanie zaburzeń odżywiania w służbie zdrowia jest wyzwaniem. W związku z tym w niniejszym protokole opracowano algorytm oparty na 949 odpowiedziach pacjentów na kwestionariusz, a diagnoza jest wyświetlana na łatwym w użyciu interfejsie internetowym. System ten ułatwia dokładną diagnozę zaburzeń odżywiania, wykluczając jednocześnie osoby, które uważa się za mające zaburzenia odżywiania.

Platforma komputerowa wspomagająca klinicystów w analizie i diagnozowaniu zaburzeń odżywiania

Pokazano metodę oceny wytrzymałości wysiłkowej u myszy laboratoryjnych bez użycia siatki uderzeniowej. Metoda ta jest humanitarnym udoskonaleniem, które może zmniejszyć zakłócający wpływ stresu na parametry eksperymentalne.

Ocena wytrzymałości wysiłkowej myszy bez użycia siatki uderzeniowej: alternatywa dla ćwiczeń wymuszonych

Poznaj zautomatyzowaną metodę oceny spożycia żywności wykorzystującą tacę z wbudowanymi wagami i kamerą wideo. Technika ta umożliwia precyzyjne pomiary zachowań żywieniowych w czasie rzeczywistym z minimalnym wysiłkiem uczestników.

Opracowanie koncepcji i wykorzystanie zautomatyzowanej metody oceny spożycia żywności i zachowań żywieniowych

Przeglądaj więcej filmów