Методическая статья

Видеорепозиторий для инновационных методов оценки и анализа рациона питания

1.4K просмотров

DOI:

10.3791/64958

3 февраля 2023 г.

В этой статье

Аннотация

ОБСУЖДАЕМЫЕ СТАТЬИ:

Lasschuijt, M. P. et al. Разработка концепции и использование автоматизированного метода оценки потребления пищи и пищевого поведения. Журнал визуализированных экспериментов. (168), E62144 (2021).

Chung, J. et al. Дизайн и оценка умных очков для классификации приема пищи и физической активности. Журнал визуализированных экспериментов. (132), e56633 (2018).

Lucassen, D. A., Brouwer-Brolsma, E. M., van de Wiel, A. M., Siebelink, E., Feskens, E. J. Итеративная разработка инновационного инструмента оценки диеты на основе смартфона: TRAQQ. Журнал визуализированных экспериментов. (169), E62032 (2021).

Boronat, A. et al. Мгновенные экологические оценки с помощью мобильного устройства для оценки приверженности средиземноморской диете непрерывным образом. Журнал визуализированных экспериментов. (175), E62161 (2021).

Meroni, A., Jualim, N., Fuller, N. 'Boden Food Plate': новый интерактивный веб-метод оценки рациона питания. Журнал визуализированных экспериментов. (139), e57923 (2018).

Mezgec, S., Seljak, B. K. Глубокие нейронные сети для оценки питания на основе изображений. Журнал визуализированных экспериментов. (169), E61906 (2021).

Bromage, S. Интегрированные таблицы для анализа питательных веществ в опросах о питании населения. Журнал визуализированных экспериментов. (188), E64327 (2022).

Редакционная статья

В контексте клинических и эпидемиологических исследований потребление пищи является особенно сложным фактором для измерения, учитывая огромное разнообразие продуктов питания, потребляемых во всем мире, с вариациями в моделях потребления в зависимости от времени приема пищи, дней, сезонов и жизненного цикла. Оценка потребления осложняется погрешностью измерения, возникающей из различных источников, включая несовершенное запоминание потребляемых продуктов при ретроспективных оценках (например, 24-часовые воспоминания о диете и опросники частоты приема пищи) и реактивность, связанную с регистрацией в режиме реального времени в случае записей о питании. При анализе и интерпретации дополнительная сложность заключается в разнообразии диетических компонентов, часто представляющих интерес в данном исследовании, что связано с растущим признанием необходимости учета многомерности потребления для целостной характеристики и трансляции влияния диетических моделей на здоровье и риск заболеваний. Эти проблемы, приводящие к пробелам в количестве и качестве данных о рационе питания, доступных для населения во всем мире, а также к дефициту актуальных во времени и основанных на фактических данных стратегий для улучшения моделей питания, продолжают вдохновлять на инновационные подходы, направленные на преодоление проблем, с которыми сталкиваются традиционные методы оценки рациона питания.

По состоянию на октябрь 2022 года эта коллекция методов включает семь статей, описывающих разработку, оценку и/или применение инновационных методов и инструментов оценки и анализа рациона питания, которые исследователи могут рассмотреть возможность применения в своей работе. В трех статьях описывается протокол разработки метода, который поможет заинтересованным исследователям в создании аналогичных методов, адаптированных к конкретным условиям или группам населения. Методы включают в себя аспекты диетологии, поведенческих наук и информатики в сочетании с механической, электрической и программной инженерией, подчеркивая важность широких междисциплинарных и интегративных перспектив для инноваций в этой области.

Измерительные приборы
Lasschuijt et al.1 разработали устройство, состоящее из чувствительного к весу обеденного подноса и связанной с ним системы камер для извлечения информации о пищевом поведении, включая количество жеваний, размер укуса и скорость приема различных продуктов в приеме пищи, чтобы обеспечить обратную связь о том, что, сколько и как быстро едят продукты. Этот аппарат обеспечивает потенциально минимально обременительный метод описания изменяемого пищевого поведения, не полагаясь на самоотчетность или самоконтроль.

Chung et al.2 представляют пару напечатанных на 3D-принтере умных очков, способных объективно обнаруживать паттерны активности в височных мышцах во время еды и различных физических нагрузок, используя специализированные печатные платы на левом и правом шарнирах. В протоколе описывается, как создавать очки и схемы, а также как выводить собранные данные в программное обеспечение машинного обучения, чтобы отличать пищевое поведение от других видов поведения, в качестве способа адаптации вмешательств для снижения чрезмерного потребления пищи.

Методы оценки на основе программного обеспечения
Lucassen et al.3 разработали мобильное приложение TRAQQ, удобный инструмент для сбора данных о продуктах питания и отзывах о питании, включающий данные о составе продуктов, размерах порций и настраиваемых рецептах, которые учитывают выход при приготовлении пищи и удержание питательных веществ. Серверная часть приложения позволяет исследователям приглашать участников и напоминать им о необходимости выполнить оценку в соответствии с настраиваемыми схемами выборки, а также автоматически переносить тех, кто не ответил. В документе представлен протокол для формативного исследования, разработки и оценки приложений, управления исследованиями и внедрения приложений, чтобы помочь пользователям, заинтересованным в разработке и использовании подобных инструментов.

Boronat et al.4 описывают разработку технологически поддерживаемых экологических мгновенных оценок (EMA), которые обеспечивают повторную выборку пищевого поведения в естественной среде в режиме реального времени, в данном случае, для измерения приверженности средиземноморской диете с помощью ежедневных и еженедельных подсказок. Использование технологической платформы EMA также предоставляет участникам еженедельные отчеты, которые обобщают здоровые и нездоровые аспекты их рациона питания и способствуют изменению поведения.

Meroni et al.5 представляют Boden Food Plate, метод ввода данных о потреблении пищи, который включает в себя идентификацию продуктов во встроенной базе данных состава продуктов питания и их позиционирование на визуальном представлении тарелки для каждого приема пищи, производя оценки потребления питательных веществ. Это обеспечивает увлекательный интерактивный метод оценки потребления пищи и питательных веществ, схожий с диетическими рекомендациями на основе продуктов питания, в которых используется модель тарелки для рекомендации соответствующих пропорций различных групп продуктов.

Разработка программного обеспечения
Мезгеч и Селяк6 описывают разработку архитектур глубоких нейронных сетей для обработки изображений блюд путем различения различных продуктов питания и напитков («сегментация») и точной идентификации каждого из них. Протокол служит ресурсом, помогающим экспертам по машинному обучению выбирать методы глубокого обучения и шаги дополнения данных для проведения сегментации и классификации продуктов питания, включая отбор и очистку наборов данных, используемых для обучения и реализации этого анализа.

Bromage7 представляет собой систему интегрированных электронных таблиц для анализа питания населения (ISNAPDS), которая использует простые формулы для расчета потребления питательных веществ и групп продуктов питания, а также вклада групп продуктов питания в потребление питательных веществ. Система гибко адаптируется к количественным, полуколичественным и неколичественным данным о потреблении продуктов питания, собранным с использованием проспективных и ретроспективных методов оценки, с использованием различных референтных периодов и методов оценки размера порций, а также таблицы состава продуктов, предоставленной пользователем.

Эти примеры открывают захватывающее окно в будущее оценки рациона питания, подчеркивая при этом важные проблемы, с которыми сталкиваются передовые специалисты в этой области, чтобы обеспечить осуществимые и своевременные решения существующих глобальных пробелов в данных. Несмотря на достижения в области технологий учета потребления пищи, точный учет обычного долгосрочного потребления остается проблемой, которая не будет полностью решена с помощью новых технологических подходов к перспективному измерению потребления пищи. Таким образом, необходимо продолжить изучение вопроса о том, каким образом могут быть агрегированы объективные и объективные показатели потребления и питания для улучшения способности понимать модели питания в связи со здоровьем и болезнями. Такие усилия могут быть усилены за счет интеграции достижений в измерении других аспектов здоровья, включая физическую активность, сон и состав тела.

Разнообразие технологических достижений впечатляет, и важно определить наиболее перспективные подходы, которые должны быть включены в стандартизированные и хорошо оцененные методы и инструменты, которые могут быть интегрированы в системы исследований и надзора для содействия систематическому мониторингу и международным сравнениям. На Глобальном Юге, где потребность в действенных и высококачественных данных о рационе населения, возможно, самая высокая, и где возможности для сбора таких данных в целом низкие, применение науки оправдано для обеспечения жизнеспособности и пользы технологических инноваций.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

S.B. получил поддержку от Национальных институтов здравоохранения (T32 DK 007703).

Ссылки

  1. Lasschuijt, M. P., et al. Concept development and use of an automated food intake and eating behavior assessment method. Journal of Visualized Experiments. (168), e62144(2021).
  2. Chung, J., et al. Design and evaluation of smart glasses for food intake and physical activity classification. Journal of Visualized Experiments. (132), e56633(2018).
  3. Lucassen, D. A., Brouwer-Brolsma, E. M., van de Wiel, A. M., Siebelink, E., Feskens, E. J. Iterative development of an innovative smartphone-based dietary assessment tool: TRAQQ. Journal of Visualized Experiments. (169), e62032(2021).
  4. Boronat, A., et al. Mobile device-assisted dietary ecological momentary assessments for the evaluation of the adherence to the Mediterranean diet in a continuous manner. Journal of Visualized Experiments. (175), e62161(2021).
  5. Meroni, A., Jualim, N., Fuller, N. Boden Food Plate': novel interactive web-based method for the assessment of dietary intake. Journal of Visualized Experiments. (139), e57923(2018).
  6. Mezgec, S., Seljak, B. K. Deep neural networks for image-based dietary assessment. Journal of Visualized Experiments. (169), e61906(2021).
  7. Bromage, S. Integrated spreadsheets for nutritional analysis of population diet surveys. Journal of Visualized Experiments. (188), e64327(2022).

Перепечатки и разрешения

Теги

Automated Food IntakeEating Behavior AssessmentSmart GlassesPhysical Activity ClassificationSmartphone based Dietary ToolTRAQQEcological Momentary AssessmentsMediterranean Diet AdherenceInteractive Web based MethodDietary Intake AssessmentImage based Dietary AssessmentDeep Neural NetworksNutritional Analysis