Desenvolvimento conceitual e uso de um método automatizado de avaliação de consumo de alimentos e comportamento alimentar

Summary

Este protocolo mostra e explica um novo método de avaliação alimentar baseado em tecnologia. O método consiste em uma bandeja de jantar com várias balanças de pesagem embutidas e uma câmera de vídeo. O dispositivo é único no sentido de que incorpora medidas automatizadas de consumo de alimentos e bebidas e comportamento alimentar ao longo de uma refeição.

Abstract

A grande maioria dos métodos de avaliação de comportamento alimentar e alimentar baseia-se em auto-relatos. São pesados e também propensos a erros de medição. As recentes inovações tecnológicas permitem o desenvolvimento de ferramentas de avaliação de comportamento alimentar e alimentar mais precisas e precisas que requerem menos esforço tanto para o usuário quanto para o pesquisador. Por isso, foi desenvolvido um novo dispositivo baseado em sensores para avaliar a ingestão de alimentos e o comportamento alimentar. O dispositivo é uma bandeja de jantar regular equipada com uma câmera de vídeo e três estações de pesagem embutidas separadas. As estações de pesagem medem o peso da tigela, do prato e do copo de beber continuamente ao longo de uma refeição. A câmera de vídeo posicionada no rosto registra características de comportamento alimentar (mastigações, mordidas), que são analisadas usando software de expressão facial automática baseado em inteligência artificial (IA). O peso da bandeja e os dados de vídeo são transportados em tempo real para um computador pessoal (PC) usando um receptor sem fio. Os resultados de juros, como a quantidade consumida, a taxa de alimentação e o tamanho da mordida, podem ser calculados subtraindo os dados dessas medidas nos momentos de interesse. As informações obtidas pela versão atual da bandeja podem ser usadas para fins de pesquisa, uma versão atualizada do dispositivo também facilitaria o fornecimento de conselhos mais personalizados sobre ingestão alimentar e comportamento alimentar. Ao contrário dos métodos convencionais de avaliação alimentar, este dispositivo de avaliação alimentar mede diretamente a ingestão de alimentos dentro de uma refeição e não depende da memória ou da estimativa do tamanho da porção. Em última análise, este dispositivo é, portanto, adequado para as medidas diárias de consumo de alimentos e comportamento alimentar. No futuro, esse método de avaliação dietética baseado em tecnologia pode estar ligado a aplicações de saúde ou relógios inteligentes para obter uma visão geral completa do exercício, da ingestão de energia e do comportamento alimentar.

Introduction

Na pesquisa nutricional e na prática dietética, é fundamental ter boas medidas do que, quanto e como as pessoas comem, para encontrar soluções para os problemas de sobrepeso e obesidade. Para avaliar a ingestão alimentar, muitas vezes são utilizados questionários convencionais de autorendimento, como diários alimentares, recalls de 24h ou questionários de frequência alimentar¹. Esses métodos se baseiam no auto-relato e, portanto, são demorados e propensos a preconceitos devido a respostas social-desejáveis, inadequação da memória e dificuldades em estimar tamanhos de porções^2,3. Além das medidas da qualidade da dieta (tipo de alimento e quantidade consumida), também é importante saber como o alimento é consumido, pois comportamentos alimentares que retardam a ingestão de alimentos têm sido mostrados para evitar o consumo excessivo dentro de uma refeição⁴. Para avaliar o comportamento alimentar, o padrão dourado é ter dois observadores anotando gravações de vídeo de pessoas comendo uma refeição⁵. Este método é bastante trabalhoso e demorado e não permite feedback imediato sobre o comportamento.

Os recentes avanços tecnológicos agora proporcionam a oportunidade de combinar medidas automatizadas de consumo alimentar com medidas automatizadas do comportamento alimentar ao longo de uma refeição. Em resposta a esses desenvolvimentos, foi desenvolvido um novo método de avaliação dietética baseado em sensores, chamado mEETr, o acrônimo das duas palavras holandesas ‘Meter’ (traduzido: dispositivo de medição) e ‘eet’ (traduzido: comer). O mEETr é uma bandeja de jantar regular com três estações de pesagem embutidas (Figura 1 demonstra o design da bandeja e das placas do sensor) e um suporte de câmera. Cada estação de pesagem consiste em três pontos de medição posicionados triangularmente para distribuir o peso. As estações de pesagem medem o peso da tigela, do prato e do copo ou do copo de beber continuamente durante a refeição. O mEETr também inclui um suporte de câmera de vídeo. Atualmente, o suporte da câmera é separado da bandeja, mas para fins de padronização uma câmera integrada após a próxima atualização do mEETr (um bastão de câmera de vídeo dobrável) seria ideal. A câmera facilita a análise automatizada em tempo real do número de mordidas e mastigações, e duração da alimentação, o que permite a geração de informações sobre a taxa de alimentação e o tamanho da mordida. A análise automatizada do comportamento alimentar é feita com o uso de um algoritmo recém-desenvolvido. Vários grupos de pesquisa desenvolveram dispositivos para fornecer às pessoas feedback em tempo real sobre a aceleração da alimentação e a quantidade que as pessoas comem⁶. Além disso, garfos aumentados foram desenvolvidos para fornecer feedback em tempo real sobre o número de mordidas e sua frequência dentro de uma refeição⁷. Além disso, foi desenvolvido um sensor auditivo para medir a microestrutura da alimentação em condições de vida gratuitas^8,9. Semelhante a este dispositivo é a configuração usada por Ioakimidis et al.¹⁰, onde medidas de vídeo foram combinadas com uma placa de pesagem para determinar a ingestão de alimentos, número de mordidas e comportamento de mastigação.

Em comparação com esses dispositivos, a novidade do mEETr é que ele combina medidas automatizadas de ingestão alimentar de dois pratos e um copo de bebida (n = 3) e comportamento alimentar (por exemplo, taxa de alimentação, número de mordidas, tamanho da mordida e comportamento de mastigação) em um dispositivo. O mEETr, como demonstrado, é adequado para medidas de alimentação e comportamento alimentar dentro de um ambiente controlado (laboratório alimentar), mas eventualmente o objetivo é usar o mEETr em ambientes menos controlados onde são utilizados planos de refeição recorrentes, como creches, asilos e hospitais.

Em última análise, o mEETr fornecerá uma medida mais objetiva e precisa do comportamento alimentar e de consumo alimentar do que os métodos convencionais de avaliação alimentar e a codificação manual dos vídeos. Melhores medidas do consumo alimentar beneficiariam a nutrição e a pesquisa em saúde, mas também os profissionais de saúde em seu desafio de combater o aumento das doenças não transmissíveis relacionadas a alimentos¹¹. Em última análise, o mEETr pode ser usado em pesquisas e configurações de cuidados de saúde, bem como por usuários conscientes da saúde em casa, vinculando o mEETr a tecnologias e softwares existentes, como outros aplicativos de saúde ou relógios inteligentes. Em geral, essas medidas de saúde fornecem ao usuário ou ao profissional de saúde uma visão geral bastante diversificada e completa de uma variedade de padrões de comportamento em saúde (por exemplo, consumo alimentar, comportamento alimentar, gasto energético baseado em medidas da vida real, sono, estresse) permitindo que o usuário otimize sua dieta e crie um estilo de vida saudável.

Protocol

Este estudo piloto foi aprovado pela METC da Universidade de Wageningen antes de iniciar o projeto. ATENÇÃO: Todos os participantes que contribuíram para este projeto forneceram um consentimento informado, incluindo a aprovação de imagens de vídeo mostrando rostos visíveis e reconhecíveis. 1. Preparação da amostra e consentimento do participante Prepare um suco (copo ou xícara), iogurte de frutas (tigela) e pedaços de frutas (prato).NOTA: E…

Representative Results

Uma taxa de ingestão mais lenta(Figura 7),tamanhos menores de gole/mordida(Figura 8),e mais mastigações(Figura 9) levaram a uma menor ingestão da salada em comparação com o iogurte e o suco(Figura 6),medido pela bandeja mEETr. Os participantes comeu 17% menos da salada de frutas em comparação com o suco de fruta. Todas as características do comportamento alimentar diferem entre o suco, o iogurt…

Discussion

Uma dieta saudável e um comportamento alimentar saudável têm mostrado desempenhar um papel fundamental na prevenção e solução para o sobrepeso e obesidade¹¹. No entanto, muitos dos métodos utilizados para medir a ingestão alimentar e o comportamento alimentar são pesados para usuários, pesquisadores e profissionais de saúde e podem ser tendenciosos, pois dependem de estimativas de memória e tamanho das porções. O uso do mEETr, independentemente ou ao lado dos métodos convencionais …

Materials

Battery	na	na	Battery pack (LiPo) and charge electronics via an USB port connector. No data from this port.
Connector program	Noldus		Noldus Information technology software dashboard nview
Dinner tray	na	na	Standard dinner tray from glass inforced epoxy
Larger scale	na	na	One high range custom made scale based on a triple force sensor method.
Mainboard	na	na	A mainboard converting the three scale measurements to calibrated weight numbers. This board also contains the low power short range RF transmitter.
OS Windows	Microsoft		windows 10 Pro 64 bit
Processor program	Noldus		Noldus Information technology software FaceReader
Receiver program	Noldus		Noldus Information technology software Observer
RF receiver	na	na	Custom build USB converter connected to a RF receiver. This receiver has a squelch setting for making it low range sensitive.
Small scales	na	na	Two low range custom made scales based on a triple force sensor method.