Интегрированные электронные таблицы для анализа питания населения в рамках обследований рациона населения

Summary

В данной статье представлена система интегрированных электронных таблиц с использованием простых формул для расчета потребления питательных веществ и групп продуктов питания, а также вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ для анализа данных обследования рациона населения. Система включает в себя количественные, полуколичественные и неколичественные данные о потреблении пищи, а также таблицу состава продуктов, предоставляемую пользователем.

Abstract

Расчет потребления питательных веществ в исследованиях рациона населения может быть сложной задачей, потому что существующее программное обеспечение для анализа питательных веществ, как правило, ориентировано на анализ потребления отдельными людьми и может не позволять пользователям вводить или легко изменять данные о составе продуктов, используемые в анализе. Эти недостатки являются более проблематичными в странах с низким и средним уровнем дохода. Несмотря на то, что существует множество программных платформ для оценки рациона питания, которые проводят бортовой анализ питания и подходят для использования в крупных исследованиях, они часто также ограничены и еще больше ограничивают пользователей конкретными методами оценки. В данной статье представлена многофункциональная система интегрированных электронных таблиц для анализа питания населения в рамках обследований рациона населения (ISNAPDS), которая обеспечивает решение для ситуаций, в которых данные были собраны, но не могут быть адекватно проанализированы с помощью существующего программного обеспечения. Протокол включает в себя предоставление системе полностью настраиваемых данных о составе пищевых продуктов, классификации групп продуктов питания и потреблении пищи (потребление пищи в г/день может быть введено напрямую или рассчитано на основе предоставленной пользователем частоты потребления и стандартных или переменных размеров порций). После ввода данных пользователь изменяет набор простых предварительно заполненных формул, чтобы сопоставить их со структурой входных данных, и система применяет эти формулы для расчета потребления питательных веществ и групп продуктов питания, а также вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ для всех членов обследуемой популяции. Гибкость системы ISNAPDS позволяет ей учитывать глобальное разнообразие потребляемых продуктов питания и анализировать количественные, полуколичественные и неколичественные данные о потреблении продуктов питания, собранные с использованием проспективных и ретроспективных методов оценки с использованием различных базисных периодов и методов оценки размера порций. На сегодняшний день эта система применяется в опубликованных и текущих анализах 24-часовой памяти, данных о рационе питания, частоте приема пищи и дезагрегированных данных о потреблении домашних хозяйств на основе демографических обследований в Китае, Эфиопии, Индии, Монголии, Таиланде, а также в многострановом анализе 10 стран Африки к югу от Сахары.

Introduction

Данные о населении, продуктах питания и потреблении питательных веществ важны для понимания бремени неполноценного питания в популяциях и взаимосвязи между питанием и здоровьем, а также играют важную роль в разработке, мониторинге и оценке научно обоснованных стратегий и программ в области питания ^1,2.

После того, как данные о потреблении пищи собраны, с помощью программного обеспечения умножается количество потребляемой пищи на ее питательный состав для получения данных о потреблении питательных веществ (анализ питательных веществ)³, процесс, который до появления мэйнфреймов выполнялся вручную. Существует множество программных инструментов, которые делают это, но они, как правило, ориентированы на анализ отдельных лиц, а не на популяционные^{опросы.} Исследователи, желающие рассчитать потребление питательных веществ в крупных обследованиях, могут написать программы с использованием статистического программного обеспечения, с которым они не очень хорошо владеют, или прибегнуть к применению программного обеспечения, предназначенного для отдельных лиц, к каждому члену обследуемой популяции и обобщению результатов; Это отнимает много времени и подвержено ошибкам. Кроме того, существующее программное обеспечение для анализа питательных веществ может не включать все потребляемые продукты или питательные вещества, представляющие интерес для конкретного опроса, или не позволять пользователям вводить или легко настраивать данные о составе продуктов, размерах порций и классификациях групп продуктов, используемых в анализе. Несмотря на^{то, что} существует множество программных платформ для оценки рациона питания, которые проводят встроенный анализ питания и подходят для использования в крупных исследованиях, они часто также ограничены и еще больше ограничивают пользователей конкретными методами оценки (например, запись диеты, воспоминание о диете в течение 24 часов или воспоминание о частотах, с которыми продукты обычно потреблялись в течение определенного отчетного периода).

Эти недостатки более проблематичны в странах с низким и средним уровнем дохода (СНСД), где местный состав продуктов питания, рецепты и другие справочные данные часто в значительной степени не представлены в существующем программном обеспечении для оценки рациона питания и анализа питания, большая часть которого предназначена для использования в странах с высоким уровнем дохода ^2,7,8. Таким образом, исследователи, собирающие данные о потреблении питательных веществ населением, могут использовать программные инструменты оценки рациона питания, которые плохо подходят для исследуемой популяции или исследовательских вопросов, или прибегнуть к использованию специально разработанных инструментов, которые могут не содержать встроенных данных о составе пищевых продуктов или сложных методов работы на бумаге; И то, и другое требует отдельного решения для анализа пищевой ценности⁹. Таким образом, недостатки в существующем программном обеспечении усугубляют многочисленные другие препятствия на пути получения высококачественных и актуальных по времени данных о потреблении продуктов питания и питательных веществ, необходимых для реализации эффективных стратегий питания в СНСД². Недавно разработанная платформа оценки рациона питания INDDEX24 является заметной попыткой восполнить этот пробел в данных СНСД 10,11,12. INDDEX24 использует мобильное приложение для упорядоченного сбора данных, которое тесно связано с Глобальной базой данных по вопросам продовольствия, обширным и постоянно растущим хранилищем глобальных данных о составе продуктов питания, стандартных рецептах и справочных данных о питании¹³. Тем не менее, INDDEX24 ограничена сбором 24-часовых опросов, которые считаются наиболее широко применимым методом оценки для использования в популяционных обследованиях, но которые могут не соответствовать всем целям исследования, особенно если требуется длительный базисный период (в котором может быть более целесообразным собирать анкеты о частоте приема пищи).

В данной статье представлена многофункциональная система интегрированных электронных таблиц для анализа питания населения в рамках обследований рациона населения (ISNAPDS), которая обеспечивает решение для ситуаций, в которых данные были собраны, но существующее программное обеспечение недостаточно подходит для их анализа. Протокол включает в себя предоставление системе полностью настраиваемых данных о составе пищевых продуктов, классификации групп продуктов питания и потреблении пищи (потребление пищи в г/день может быть введено напрямую или рассчитано на основе предоставленной пользователем частоты потребления и стандартных или переменных размеров порций). После ввода данных пользователь изменяет набор простых предварительно заполненных формул, чтобы привести их в соответствие со структурой входных данных. Затем система применяет эти формулы для расчета потребления питательных веществ и групп продуктов питания, а также вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ для всех членов исследуемой популяции. Гибкость системы ISNAPDS позволяет ей учитывать глобальное разнообразие потребляемых продуктов питания и анализировать количественные, полуколичественные и неколичественные (т.е. качественные) данные о потреблении продуктов питания, собранные с использованием проспективных и ретроспективных методов оценки с использованием различных базисных периодов и методов оценки размера порций (например, однократные или повторные записи о рационе питания или отзывы, или анкеты частоты приема пищи).

Ознакомление с ISNAPDS, краткое изложение этапов протокола и объяснение формул:
Система ISNAPDS (Supplemental File 1) представляет собой файл Microsoft Excel Open XML (.xlsx), первоначально разработанный в 2012 году. Используемая здесь версия была разработана в 2022 году с использованием Excel 365.

ISNAPDS состоит из восьми электронных таблиц, соединенных формулами, которые преобразуют входные данные о стандартных или переменных размерах порций (выраженных в г/порция), составе продуктов питания (в единицах/день), классификациях групп продуктов, частоте приема пищи (в порциях/день) в выходные данные о потреблении пищи (в г/день, которые в качестве альтернативы могут быть предоставлены в качестве исходных данных, если они легко доступны). Потребление групп продуктов питания (в г/день), потребление питательных веществ (в единицах/день) и вклад групп продуктов в потребление питательных веществ (в единицах/день). Система интегрирована в том смысле, что формулы сопоставляют продукты, наблюдения, питательные вещества и группы продуктов на каждом листе с их правильными аналогами на других листах; Все листы содержатся в одном файле. Система предварительно заполнена примерами входных и выходных данных для 10 наблюдений, которые демонстрируют функциональность системы (в системе и протоколе термин «наблюдение» может относиться к отдельным лицам или человеко-дням, например, в случае повторных записей диеты или воспоминаний).

Протокол использования ISNAPDS включает в себя четыре основных этапа: (1) указание, будут ли данные о потреблении пищи предоставляться пользователем в г/день или должны рассчитываться на основе частоты приема и размеров порций, и (если необходимо рассчитать потребление пищи) связан ли каждый продукт со стандартным размером порции или размеры порций для каждого продукта варьируются в зависимости от наблюдения; (2) структурирование и ввод данных о составе пищевых продуктов, классификации групп пищевых продуктов, а также о частоте приема пищи или ее частоты, сопровождаемой стандартными или переменными размерами порций; (3) изменение предварительно заполненных формул в выходных электронных таблицах в соответствии со структурой входных данных; и (4) распространение формул в выходных таблицах данных для заполнения желаемых результатов. Части некоторых этапов протокола могут быть пропущены в зависимости от указанного метода заполнения данных о потреблении пищи и от того, заинтересован ли пользователь в расчете потребления питательных веществ, потребления групп продуктов питания или вклада групп продуктов в потребление питательных веществ. На рисунке 1 представлена блок-схема, на которой обобщены этапы протокола и входные данные, необходимые для данного метода заполнения данных о потреблении пищи и желаемых выходных данных.

Рисунок 1: Блок-схема протокола. Краткое изложение этапов протокола и необходимых входных данных с учетом метода заполнения данных о потреблении пищи и желаемых выходных данных. Шаг 2 (структурирование и ввод данных) упрощается за счет исключения шагов и частей шагов, связанных со структурированием данных. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Для каждого наблюдения ISNAPDS рассчитывает потребление пищи в г/день (если эти данные не предоставляются пользователем) путем умножения частоты приема каждого продукта на размер его порции¹⁴. Расчет потребления каждой группы продуктов включает в себя простое суммирование потребления всех продуктов, классифицируемых как принадлежащие к этой группе. Формула расчета потребления питательных веществ включает в себя умножение потребления каждого продукта на концентрацию каждого питательного вещества в этом продукте на 100 г, деление на 100 и суммирование результатов по всем^{потребляемым} продуктам. Чтобы рассчитать вклад каждой группы продуктов в потребление каждого питательного вещества, одна и та же формула просто применяется отдельно для каждой комбинации группы продуктов и питательных веществ.

Новым пользователям рекомендуется ознакомиться с двухстраничными дополнительными инструкциями по вводу и обработке данных в электронных таблицах ISNAPDS (Дополнительный файл 2), чтобы предотвратить ошибки и обеспечить их интеграцию между листами. Эти рекомендации также можно использовать для устранения видимых ошибок (например, в ячейках отображается #REF! или #VALUE) и ошибок, которые могут быть обнаружены при выполнении проверок целостности данных, описанных в репрезентативных результатах.

Protocol

Протокол сопровождается примерами результатов, основанных на применении системы ISNAPDS при анализе фактических данных обследования населения Монголии. Процедуры сбора данных в рамках данного опроса соответствовали этическим стандартам Совета по этической экспертизе Министерства здравоохранения Монголии и Институционального наблюдательного совета Гарвардской школы общественного здравоохранения им. Т.Х. Чана (протокол #21002). Соответствующие критериям участники предоставили письменное информированное согласие на участие в исследовании и предоставили данные, пригодные для публикации, до включения в исследование и могли отказаться от участия в исследовании в любое время.

1. Указание метода заполнения данных о потреблении пищи

1. Если данные о потреблении пищи в г/день легко доступны, перейдите к шагу 2.
2. Если потребление пищи в г/день должно рассчитываться на основе частоты приема и размеров порций, выберите ячейку B1 таблицы «Метод приема пищи» и используйте раскрывающееся меню, чтобы указать, связан ли каждый продукт со стандартным размером порции (опция по умолчанию) или размеры порций для каждого продукта варьируются в зависимости от наблюдений (переменные размеры порции).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Если необходимо рассчитать потребление пищи, но размеры порций недоступны (например, при анализе данных, собранных с помощью неколичественного опросника о частоте приема пищи), рассмотрите возможность проведения отдельного анализа данных количественного обследования для получения стандартных или переменных размеров порций для различных демографических слоев 15,16,17,18.

2. Структурирование и заполнение таблиц входных данных с использованием предварительно заполненных примеров данных в качестве руководства

1. В столбце А таблицы «Состав продукта» введите список всех уникальных продуктов, которые были употреблены в данных опроса (далее именуемый списком продуктов). На листе «Прием пищи» введите список продуктов питания в строке 1 и список всех уникальных наблюдений в данных обследования (далее именуемый списком наблюдений) в столбце А.
   1. Убедитесь, что порядок и длина перечня продуктов питания в строке 1 и списка наблюдений в столбце А любого другого листа, в который вносятся данные, соответствуют порядку и длине этих списков в листах «Состав пищи» и «Прием пищи».
2. Заполните потребление пищи в г/сут, введя необходимые входные данные в зависимости от метода, указанного в шаге 1.
   1. Если данные о потреблении пищи легко доступны в г/день, заполните лист потребления пищи для всех продуктов питания и наблюдений в данных и перейдите к шагу 2.3.
   2. Если потребление пищи должно рассчитываться на основе частоты приема (выраженной в порциях в день) и стандартных или переменных размеров порций (в г/порция), в листе «Частота приема» введите список продуктов питания и список наблюдений, а также заполните лист для всех продуктов и наблюдений в данных.
   3. При расчете потребления пищи с использованием стандартных размеров порций введите эти данные в столбец C листа «Состав пищи». Если вы используете переменные размеры порций, на листе «Переменные размеры порций» введите список продуктов питания и список наблюдений и заполните лист для всех продуктов и наблюдений в данных.
3. Если вас интересует расчет потребления групп продуктов или вклада групп продуктов в потребление питательных веществ, введите группы продуктов в столбец B листа «Состав продукта». На листе Потребление группы продуктов введите список всех уникальных групп продуктов, представленных в данных (далее именуемый списком групп продуктов) в строке 1 и список наблюдений в столбце А.
   1. Убедитесь, что длина списка групп продуктов питания и название каждой группы продуктов соответствуют столбцу B листа «Состав продукта» и строке 1 листа «Потребление группы продуктов» (а при расчете вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ — строке 1 листа «Источники питательных веществ»). Группы продуктов не чувствительны к регистру и могут быть введены в любом порядке.
4. Если вас интересует расчет потребления питательных веществ или вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ, в строку 1 введите список всех питательных веществ, подлежащих анализу, в строку 1 (далее именуемый списком питательных веществ) и заполните лист данными о составе пищевых продуктов (выраженными в единицах/100 г). В листе «Потребление питательных веществ» введите список питательных веществ в строке 1 и список наблюдений в столбце А. Краткое руководство и онлайн-ресурсы о том, как выявлять, получать, компилировать, сопоставлять и оценивать данные о качестве состава пищевых продуктов, представлены в Дополнительном файле 3.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Несмотря на свое название, список питательных веществ может включать ингредиенты, продукты или группы продуктов питания (например, муку (г), хлеб (г) или рафинированные зерна (г)), и поэтому данные, заполненные на листе состава продукта, могут включать концентрации ингредиентов, продуктов питания или групп продуктов (выраженные в г/100 г), полученные из данных по рецептам или коэффициентам эквивалентности. Это позволяет использовать дополнительный или альтернативный подход к расчету потребления пищи или группы продуктов. При использовании этого подхода продукты или группы продуктов обрабатываются так, как если бы они были питательными веществами, и их потребление заполняется в таблице потребления питательных веществ. Такой подход обеспечивает решение для ситуаций, в которых есть необходимость в расчете потребления конкретных ингредиентов или продуктов, представляющих интерес (например, транспортеры для обогащения), которые не включены в список продуктов питания, или при анализе данных, собранных с помощью метода оценки рациона питания на основе блюд, и возникает необходимость в присвоении групп продуктов питания на уровне ингредиентов или продуктов питания.
   1. Убедитесь, что порядок и длина списка питательных веществ согласованы между строкой 1 листа «Состав пищи» и строкой 1 листа «Потребление питательных веществ» (а при расчете вклада групп питательных веществ в потребление питательных веществ — строкой 1 листа «Источники питательных веществ»).
5. Если вас интересует расчет вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ: в таблице «Источники питательных веществ» введите список питательных веществ в строке 1. В столбец А введите список наблюдений # раз, добавив к нему свои копии в вертикальном порядке, где # — количество групп продуктов в списке групп продуктов. Заполните каждую ячейку в столбце B отдельной группой продуктов для каждой стопки наблюдений.

3. Изменение предварительно заполненных формул в выходных таблицах в соответствии со структурой входных данных

1. Если вас интересует расчет потребления группы продуктов питания или вклада групп продуктов в потребление питательных веществ: в формуле в ячейке B2 таблицы "Потребление группы продуктов" {=SUM(("'Состав пищи'!$B$2:$B$21=B$1)*TRANSPOSE('Потребление пищи'!$B 2:$U 2))}, измените $B$21 на $B$#, где # - нижняя строка данных, введенных в таблицу "Состав пищи", и измените $U 2 на $*2, где * — крайний правый столбец данных, введенных в лист приема пищи. Введите измененную формулу.
2. Если вас интересует расчет потребления питательных веществ или вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ: в формуле в ячейке B2 таблицы потребления питательных веществ, {=SUM(("'Потребление пищи'!$B 2:$U 2)*TRANSPOSE("'Состав пищи'! D$2:D$21))/100}, измените $U 2 на $#2, где # - крайний правый столбец данных, введенных в таблицу "Потребление пищи", и измените $D$21 на $D$*, где * - нижняя строка данных, введенных в таблицу "Состав пищи". Введите измененную формулу.
3. Если вас интересует расчет вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ: в формуле в ячейке C2 таблицы источников питательных веществ, {=SUM(INDEX('Потребление пищи'!$B$1$U$11,ROW()-ROUNDDOWN(((ROW()-2)/(10),0)*(10),0)*(ТРАНСПОНИРОВАТЬ
   («Состав пищи»! D$2:D$21*($B 2='Состав пищи'!$B$2:$B$21))))/100};, измените $U$11 на $#11, где # - крайний правый столбец данных, введенных в таблицу "Потребление пищи"; измените $D$21 и $B$21 на $D$* и $B$* соответственно, где * — нижняя строка данных, введенных в таблицу «Состав продукта»; и измените оба экземпляра (10) на (!), где ! — длина списка наблюдения. Введите измененную формулу.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы используете версию программного обеспечения до 2021 года, введите формулы в виде массивов с помощью CTRL + SHIFT + ENTER/RETURN (см. Дополнительный файл 2 для получения инструкций).

4. Распространение формул в выходных таблицах для заполнения желаемых результатов

1. Если потребление пищи должно рассчитываться на основе частоты приема и стандартных или переменных размеров порций: в таблице «Потребление пищи» выберите ячейку B2 и скопируйте и вставьте или перетащите ее вправо и вниз, пока каждое наблюдение в данных не будет заполнено потреблением каждого продукта в г/день.
2. Если вас интересует расчет потребления группы продуктов питания или вклада групп продуктов в потребление питательных веществ: в таблице «Потребление группы продуктов» выберите ячейку B2 и скопируйте и вставьте или перетащите ее вправо и вниз, пока каждое наблюдение в данных не будет заполнено потреблением каждой группы продуктов в г/день.
3. Если вас интересует расчет потребления питательных веществ или вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ: в таблице «Потребление питательных веществ» выберите ячейку B2 и скопируйте и вставьте или перетащите ее вправо и вниз, пока каждое наблюдение в данных не будет заполнено потреблением каждой группы питательных веществ в единицах в день.
4. Если вас интересует расчет вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ: в таблице «Источники питательных веществ» выберите ячейку C2 и скопируйте и вставьте или перетащите ее вправо и вниз, пока каждое наблюдение в данных не будет заполнено вкладом каждой группы продуктов в каждое питательное вещество в единицах в день.

Results

Проверка целостности выходных данных
Приведенные ниже проверки демонстрируют точность расчетов в системе ISNAPDS с использованием наблюдения 1 предварительно заполненных данных примера. Чтобы обеспечить правильное соблюдение протокола при применении системы при анализе фактических данных обследования, рекомендуется, чтобы пользователи сами выполняли каждую из этих проверок для нескольких различных наблюдений и выходных столбцов (ошибки в данной входной таблице могут п...

Discussion

Система ISNAPDS, представленная в настоящем документе, является удобной отправной точкой для многочисленных анализов, имеющих центральное значение для эпиднадзора за питанием и эпидемиологии, таких как: оценка распределения питательных веществ и групп пищевых продуктов, определение распространенности недостатка и избытка питательных веществ, определение ключевых пищевых источников каждого питательного вещества, получение показателей рациона питания на основе продуктов питания или питател...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Excel 365	Microsoft Corporation		Система ISNAPDS (Supplemental File 1) — это файл Microsoft Excel Open XML (.xlsx), первоначально разработанный в 2012 году. Опубликованная версия была разработана в 2022 году с использованием Excel 365.