Хуан М. Фонтана

1 Катедра по машиностроене, Технически факултет, Национален университет в Рио Куарто, Рио Куарто, Аржентина

хранителния

2 Национален съвет за научни и технически изследвания (CONICET), Буенос Айрес, Аржентина

Zhaoxing тиган

3 Катедра по педиатрия, Университет на Колорадо, медицински университет в Аншуц, Аврора, Колорадо, САЩ

4 Катедра по биостатистика и информатика, Училище за обществено здраве в Колорадо, Университет в Колорадо, медицински университет в Аншуц, Аврора, Колорадо, САЩ

Едуард С. Сазонов

5 Катедра по електротехника и компютърно инженерство, Университетът в Алабама, Tuscaloosa, AL, САЩ

Меган А. Маккрори

6 Департамент по здравни науки, Бостънски университет, Бостън, Масачузетс, САЩ

Дж. Греъм Томас

7 Катедра по психиатрия и човешко поведение, Медицинско училище Алперт от Университета Браун, Провидънс, РИ, САЩ

Кели С. Макгрейн

8 Институт за клинични и транслационни науки в Колорадо, Университет в Колорадо, медицински университет в Аншуц, Аврора, Колорадо, САЩ

Тайсън Марден

8 Институт за клинични и транслационни науки в Колорадо, Медицински университет в Колорадо, Аншуц, Аврора, Колорадо, САЩ

Жанин А. Хигинс

9 Катедра по педиатрия, Секция по ендокринология, Университет на Колорадо, медицински университет в Аншуц, Аврора, Колорадо, САЩ

Свързани данни

Суровите данни, подкрепящи заключенията на тази статия, ще бъдат предоставени от авторите, без ненужни резерви.

Резюме

Обективен: Понастоящем няма данни за възпроизводимостта на фотографските записи на храни в сравнение с диетичните дневници, два често използвани метода за измерване на хранителния прием. Нашата цел беше да изследваме възпроизводимостта на диетичните дневници, фотографските записи на храни и нов електронен сензор, състоящ се от броя на дъвченето и лястовиците, използващи сензори за носене и видео анализ, за ​​оценка на енергийния прием.

Метод: Това беше ретроспективен анализ на данни от предишно проучване, при което 30 участници (15 жени), на възраст 29 ± 12 години и с ИТМ 27,9 ± 5,5, консумираха три еднакви хранения през различни дни. Използвани са четири различни метода за оценка на общата маса и енергийния прием на всеки ден: (1) претеглена храна; (2) фотографски запис на храна; (3) диетичен дневник; и (4) нов математически модел, базиран на броя на дъвченето и лястовиците (CCS модели), получен чрез използването на електронни сензори и система за видео наблюдение. Изследователският персонал проведе претеглени записи за храна за всички ястия, направи снимки преди и след хранене и гарантира, че диетичните дневници се попълват от участниците в края на всяко хранене. Всички методи бяха сравнени с претегления запис на храна, който беше използван като референтен метод.

Резултати: Възпроизводимостта е значително различна между дневника на диетата и фотографския запис на храна за общия енергиен прием (p = 0,004). Фотографският запис има по-голяма възпроизводимост спрямо дневника за диета за всички измерени параметри. За общия енергиен прием новият сензорен метод показа добра възпроизводимост (коефициент на повторяемост (RC) от 59,9 (45,9, 70,4), което беше по-добро от това за диетичния дневник [RC = 79,6 (55,5, 103,3)], но не толкова повторяем като фотографският метод [RC = 43,4 (32,1, 53,9)].

Заключение: Фотографските записи на храни предлагат превъзходна точност на дневника за диетата и следователно биха били ценни за надлъжни проучвания с многократни мерки за прием на диети. Нов електронен сензор също показва обещание за събиране на данни за надлъжен хранителен прием.

Въведение

Измерването на хранителния прием е необходимо, но трудно начинание в клиничните и изследователски условия. Общите методи, използвани за измерване на хранителния прием, включват 24-часово изземване на диета, дневници за диета, фотографски записи на храни и въпросници за честотата на храните (1). Всеки метод има предимства и недостатъци по отношение на разходите и тежестта на участниците, но всички методи споделят ограниченията на самоотчитането. Проучвания, използващи двойно етикетирана вода, показват, че недостатъчното отчитане на приема на храна е често срещан проблем за методите за самоотчитане (2–6). Въпреки ограниченията на тези методи за самоотчитане, те остават единствените валидирани методи за измерване на хранителния прием в ситуации на свободен живот.

Правилната изследователска практика изисква методите да бъдат валидирани спрямо стандарт: предварително валидиран метод и/или биомаркер, като двойно етикетирана вода за разход на енергия (5). Валидността се отнася до точността на всяка мярка; т.е. колко близо е измерената стойност до действителната стойност. Също толкова важна и често пренебрегвана характеристика на метода е неговата възпроизводимост или прецизност. Възпроизводимостта или прецизността е степента, до която дадена мярка дава същите резултати при подобни условия.

Възпроизводимостта на даден инструмент е особено важна, когато приемът на диета ще бъде записван надлъжно, за да се оцени обичайният прием или промените във времето. Изследване, използващо повтарящи се 24-часови изземвания, показва обща енергийна корелация от r = 0,59 между измерванията (7). Проучването на възпроизводимостта, проведено с въпросници за честотата на храната в два момента показва, че общите енергийни корелации между повторните администрирания на въпросниците варират от r = 0,30–0,92 (7–13). Watson et al. (9) цитирани под или свръхдокладване като вероятен принос за ниската възпроизводимост на въпросника за честотата на храните. Тази концепция за систематично недостатъчно или прекомерно докладване при диетичната оценка беше разгледана от Блек и Коул (3). Техният преглед на седем проучвания с многократни измервания на хранителния прием разкрива, че някои хора са по-склонни да подценяват хранителния прием, отколкото други, независимо от използвания метод за оценка. Това пристрастие към личните отчети е проблем, който не трябва да се пренебрегва, когато се изследват данните за хранителния прием и се обмисля необходимостта от повтарящи се мерки в такива изследвания.

Въпреки че две предишни проучвания са разглеждали надеждността на диетичните дневници, нито един от тях не е използвал златен стандартен референтен метод, като претеглена хронология, през същия период, в който е записан диетичният дневник, като по този начин се ограничава общата приложимост на данните (14, 15). Доколкото ни е известно, нито едно предишно проучване не е изследвало стриктно възпроизводимостта на диетичния дневник, който е един от най-често използваните методи за измерване на свободно живеещия хранителен прием или на фотографския запис на храна. И двата инструмента са проучени за точност, но няма данни за тяхната точност. Целта на това проучване беше да се изследва възпроизводимостта на диетични дневници, фотографски записи на храни и нов електронен сензор от три отделни, еднакви ястия, като се използват претеглени записи на храни като референтен метод на златния стандарт.

Методи

Участници

Тридесет участници (15 жени и 15 мъже) със средна (± SD) възраст 29 ± 12 години (диапазон: 19–58 години) и индекс на телесна маса (ИТМ) от 27,9 ± 5,5 кг/м 2 (диапазон: 20,5– 41.7) са наети в кампуса на университета Кларксън за участие в проучването. Проучването е одобрено от Институционалния съвет за преглед в Университета Кларксън, Потсдам, Ню Йорк и всички участници са прочели и подписали формуляр за информирано съгласие преди участие. Участниците с болест на темпоро-мандибуларната става, дисфагия или други затруднения при дъвчене и/или преглъщане бяха изключени от проучването.

Всеки участник консумира три пълни хранения при три различни посещения в лабораторията,

Интервал от 1–4 седмици и по едно и също време при всяко посещение. При първото посещение всеки участник беше помолен да избере храни според собствените си предпочитания (съдържание и размер) от менюто, предлагано от един от съдилищата на университета в Кларксън. Всички храни или количества могат да бъдат избрани от участниците, без ограничения. Първоначалният избор на храна е документиран, така че избраното хранене да е идентично и за трите посещения. Участниците нямаха ограничения върху количеството на консумираните храни или реда, в който трябва да се консумират храните.

Измервания на енергопоглъщането

Използвани са четири различни метода за оценка на общата маса и енергийния прием: (1) претеглена хронология; (2) фотографски запис на храна; (3) диетичен дневник; и (4) математически модели, базирани на броя на дъвченето и лястовиците (CCS модели), получени чрез използването на електронни сензори (16).

За да се получат данните за хранителния прием от храненията, записите бяха деидентифицирани и изпратени до Центъра за хранене на Института за клинични и транслационни науки в Колорадо (CCTSI). Един-единствен оператор оцени всички деидентифицирани фотографски записи на храни и регистрира консумираните количества храна в стандартен диетичен млечен формат. Втори заслепен, независим оператор въведе всички преобразувани дневници за снимки и оригинални храни на участниците в програмата за хранителен анализ Nutrient Data System for Research (NDS-R; University of Minnesota, Minneapolis, MN). Нито един от операторите за въвеждане на данни в CCTSI Nutrition Core не е участвал в събирането на данни. Използването на един обучен оператор на всяка стъпка е текущата оперативна процедура за всички протоколи CCTSI и намалява вариацията поради различията между операторите при въвеждане на данни. Всички претеглени записи на храни, фотографски записи на храни и диетични дневници бяха премахнати, преди операторът да въведе хранителен прием в NDS-R. Новият метод за използване на модели за преброяване на дъвчене и лястовици за определяне на обща маса и енергиен прием беше заслепен, така че операторът, обработващ данните, да не участва в анотацията на дъвченето и поглъщането от оригиналните видеоклипове след поглъщане.

Претеглени хранителни записи

Преди и след всяко хранене храната се претегля от обучен член на изследователския екип, за да се изчисли общото консумирано количество. Всяко хранене беше документирано и регистрирано в диаграма, съдържаща подробна информация за всеки хранителен продукт, като име и описание на храната, маса в началото и в края на храненето и обща консумирана маса. За елементи, които могат да бъдат деконструирани (напр. Сандвич), всеки хранителен продукт се претегля отделно преди и след консумация. Елементът беше сглобен отново, преди да бъде връчен на участника. За елементи, които не могат да бъдат деконструирани (напр. Пица или бисквитки), общият енергиен прием се изчислява, като се използва общото консумирано тегло, умножено по калоричната плътност на продукта. Като референтен метод за действителния хранителен прием са използвани претеглени записи за храна. Всички останали методи са сравнени с действителния хранителен прием, измерен чрез претеглените записи за храна.

Фотографски записи

Снимките преди и след хранене са направени от изследователския персонал с помощта на цифров фотоапарат. Сервиращата чиния заемаше цялото зрително поле и бяха направени снимки под ъгъл 45 °, за да може да се оцени дълбочината на храните (17). Снимка на избраното хранене е направена преди сервиране, а друга снимка е направена в края на периода на хранене. Обучен, валидиран диетолог CCTSI използва тези снимки, за да прецени размера на порциите, като използва ръководството Portion Photos of Popular Foods (18) и въведе консумираните количества в програмата за анализ на храните, NDS-R.

Диетичен дневник

В началото на първото посещение участниците бяха обучени да попълват диетичен дневник. На участниците бяха дадени устни и писмени инструкции за оценка на размера на порциите и записване на храни с достатъчно подробности, за да се получи точна оценка на приема на храна. Бяха обяснени примери както на напълно пълни, така и на непълни дневници, за да се демонстрира как правилно да се записва приемът. Участниците също получиха ръководство за оценка на част, което беше използвано като справка, но само по време на първото посещение. Всички материали са доставени от CCTSI Nutrition Core.

След като всяко хранене приключи, участниците записваха хранителните продукти, които току-що консумираха, в празен дневник за храна. Всеки хранителен продукт се записва на един ред, указвайки вида на храната, стила на приготвяне и консумираното количество. Участниците не получиха никаква помощ по време на този етап; все пак диетичният дневник беше прегледан, за да се гарантира, че е попълнен по подходящ начин (т.е. всички изброени храни имат определен размер на порцията и описание). Участниците не бяха подканени да добавят хранителни продукти, които бяха забравили да запишат. Участниците попълваха само диетични дневници за изследователски ястия и никакви други ястия, консумирани през 3-те дни от проучването.

Модели, базирани на броя на дъвченето и лястовиците

Оценката на масата и енергията, консумирани по време на всяко хранене, беше изчислена с помощта на зависими от участниците модели, базирани на броя на дъвченето и лястовиците. Преди да започнат експериментите, участниците бяха инструктирани със сензорна система за наблюдение на поведението поглъщане (19). Системата се състоеше от: (1) сензор за движение на челюстта, поставен под ухото за улавяне на дъвчащи събития; (2) миниатюрен микрофон, поставен върху гърлото за улавяне на преглъщащи звуци; и (3) цифров фотоапарат за видео наблюдение. Данните от сензора и видеозаписите са използвани за изчисляване на броя дъвчета и лястовици, свързани с всяко хранене, както е описано по-рано (16). Общата маса и енергия за дадено хранене се изчислява, като се използва модел на броя на дъвченето и лястовиците, създаден с броя на дъвченето и лястовиците, наблюдавани в останалите две хранения, консумирани от същия участник (16).

Статистически анализ

Това беше ретроспективен анализ на данни от предишно проучване (16). Методът на сензора е анализиран само за обща енергия, тъй като това е изследователски метод, все още в процес на разработка и формата, описана в (16), е успяла да оцени само масата и енергийния прием по време на хранене. Когато сензорният метод бъде доразвит, той ще се използва за оценка на приема на енергия, макронутриенти и микроелементи.

Тъй като действителното количество консумирана храна варира между посещенията на проучването, процентната разлика от тази, оценена по метода на претеглената храна, служи като резултат за сравняване на възпроизводимостта по дневник, фотографски и сензорни методи. Коефициентът на повторяемост (RC), определен като RC = 1. 96 × 2 × S D w i t h i n s u b j e c t се използва за оценка на степента на възпроизводимост за всеки метод. Вътрешната променливост (SDwithinsubject) на резултата през три времеви точки беше оценена, използвайки вариацията на субекта от линеен модел на смесени ефекти, където фиксираният ефект се състои само от прихващане и имаше съставна структура на ковариация на симетрия. Пет хиляди Bootstrap проби бяха базирани за изчисляване на 95% доверителни интервали за RC за всеки метод и разликата в RC между методите, както и р-стойностите. За всички анализи е използван софтуерът SAS 9.4 (SAS Institute Inc.).

Резултати

Сравнението на претеглените данни за приема от трите хранения показва, че няма разлика в приема на енергия или макро- или микро-хранителни вещества между трите хранения (данните не са показани). Стойностите на RC за процентната разлика от претеглените записи на храни разкриват, че фотографските записи на храната и сензорните методи имат по-голяма възпроизводимост [RC = 43,4 (32,1, 53,9) и 59,9 (45,9, 70,4), съответно] от дневника на диетата [RC = 79,6 (55,5, 103,3)] за общ енергиен прием за три отделни хранения (Таблица 1 и Фигура 1). Разликите в стойностите на RC между фотографските записи на храни и диетичните мандри са значително различни за общата енергия (p = 0,004), въглехидратите (p = 0,01), протеините (p = 0,02), калция (0,004) и желязото (p = 0,02) ( Таблица 2), с фотографски записи на храни, които имат по-голяма възпроизводимост за всички измервани хранителни вещества (Таблица 1).

маса 1

Коефициенти на повторяемост (95% доверителен интервал) между методите за измерване за процентно отклонение от претегленото измерване.