A diétás értékelés technológiai innovációjának szükségessége

Frances E. Thompson

Epidemiológus, Nemzeti Rákkutató Intézet, Rákellenőrzési és Népesedéstudományi Osztály, Alkalmazott Kutatási Program, Kockázati tényezők figyelemmel kísérése és módszerei, 6130 Executive Boulevard, EPN 4095A, Bethesda, MD 20892-7344, Telefon: 301-435-4410, Fax: 301 -435-3710

Amy F. Subar

Táplálkozási szakértő, Nemzeti Rákkutató Intézet, Rákellenes és Népesedéstudományi Osztály, Alkalmazott Kutatási Program, Kockázati Tényező Monitoring és Módszertan Fióktelep, 6130 Executive Boulevard, EPN 4005, Bethesda, MD 20892-7344, telefon: 301-594-0831, fax: 301 -435-3710

Catherine M. Loria

Egészségügyi statisztikus, Nemzeti Szív-, Tüdő- és Vérintézet, DPPS, CAPB, 6701 Rockledge Drive, RKl2, 10116, Bethesda, MD 20892-7936, telefon: 301-435-0702, fax:

Jill L. Reedy

Táplálkozási szakember, Nemzeti Rákkutató Intézet, Rákellenőrzési és Népesedéstudományi Osztály, Alkalmazott Kutatási Program, Kockázati tényezők figyelemmel kísérése és módszerei, 6130 Executive Boulevard, EPN 4018, Bethesda, MD 20892-7344, Telefon: 301-594-6605, Fax: 301 -435-3710

Tom Baranowski

Gyermekgyógyász professzor, Baylor College of Medicine, Amerikai Mezőgazdasági Minisztérium/Agrárkutatási Szolgálat, Gyermektáplálkozási Kutatóközpont, 1100 Bates Street, Houston, TX 77030, telefon: 713-798-6762, fax: 713-798-7098

2007-ben a Nemzeti Egészségügyi Intézetek kidolgozták a Gének, Környezet és Egészség Kezdeményezést (GEI) (www.gei.nih.gov), hogy elősegítsék a kutatásokat, hogy jobban megértsék az egészség és a betegségek genetikai és környezeti hozzájárulását. A GEI finanszírozta a technológiák által vezérelt módszertant az étrend, a fizikai aktivitás, a kémiai expozíció, a pszichoszociális intézkedések és a biológiai válaszmutatók javítására a jövőbeni nagyszabású populációs vizsgálatok során. Hasonlóképpen, 2004 óta a Nemzeti Rákkutató Intézet (NCI) belsőleg finanszírozta az étrend értékelésének egy másik technológiai fejlődésének fejlesztését: egy automatizált, önadagoló 24 órás étrendi visszahívást (ASA). A cikk célja, hogy röviden áttekintse a technológia étrend-értékeléssel kapcsolatos kérdéseit, a terület fejlődésének háttereként.

ÉTKEZÉSI ÉRTÉKELÉSI MÓDSZEREK: ÁTTEKINTÉS

Az étrend-értékelési módszereket széles körben leírta és megvitatta egy nemrégiben megjelent publikáció (1) (elérhető a www.riskfactor.cancer.gov címen is). Minden önjelentési módszer kihívást jelent. Az emberek általában nem foglalkoznak az elfogyasztott ételekkel; nem emlékszik mindenre; nem ismeri az elfogyasztott ételek tartalmát; és nem tudja pontosan megbecsülni az adagok méretét (2). Ezenfelül olyan tényezők, mint a nem és a súly állapota, torzíthatják az étrend jelentését (3–5). Az étrend-értékelési eszközök három fő típusát széles körben használják: az étkezési gyakorisági kérdőívet (FFQ), az élelmiszer-nyilvántartást (vagy naplót) és a 24 órás étrendi visszahívást (24 HR). Mindegyiknek vannak erősségei és gyengeségei (1). A bevitel biológiai mutatói nem szenvednek az önjelentés hibáiban, de vannak egyéb korlátai, többek között az, hogy gyakran inkább a státust, mint a bevételt tükrözik, rövid távú, nem pedig hosszú távú bevitel, nagyon specifikusak, általában drágák és invazívak (6).

Élelmiszer-gyakorisági kérdőív (FFQ)

Az FFQ hosszú ideig kérdezi a szokásos bevitelt, pl. tavaly (1). A legtöbb jelenleg használt FFQ mind a bevitel gyakoriságát, mind a szokásos adagméretet kéri az ételek listájához (1). Mivel az FFQ-t általában saját kezűleg adják meg, és a válaszokat optikai letapogatással vagy elektronikus úton, web-alapú változatban adják meg, ez gazdaságos a kutatók számára és minimális terhet jelent a válaszadók számára. Azonban a válaszadó azon képességére támaszkodik, hogy hosszú időintervallumban, jellemzően az elmúlt hónapban vagy évben kialakítsa és jelentse a gyakoriság és az adag nagyságának általános központi tendenciáját. Ez az általános memória megkülönbözteti az epizodikus memóriát, amelyben egy adott memóriát idéznek elő (7). A bevitel összegzése ebben a kért időkeretben problematikus lehet, ha az étrend nem volt stabil. Például az egyének időnként szándékosan megváltoztatták étrendjüket, vagy változásokon mennek keresztül, terhesség, betegség vagy gazdasági bizonytalanság miatt. Az egész évben különböző időpontokban elfogyasztott ételek a rendelkezésre állás vagy az ár miatt szintén problémát jelentenek. Fő követelmény egy adott élelmiszer-kategória jelentésének közös megértése a kutató és a válaszadók között (8).

Az FFQ számos élelmiszernél közeli válaszokat alkalmaz. Míg az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma (USDA) több mint 7000 különféle élelmiszer élelmiszer-összetételét őrzi (9), az FFQ általában körülbelül 100 élelmiszer-kategóriára korlátozódik. Minden élelmiszer-kategória hasonló ételeket tartalmaz, de a teljes élelmiszer-kategóriára való válasz kizárja a kategóriába tartozó élelmiszerek bevitelének (és tápanyag-összetételének) változékonyságát. Mivel a legtöbb FFQ az étkezés alkalmától függetlenül kérdezi a bevitelt, az adott étkezés során elfogyasztott ételeket, az étkezések közötti időintervallumokat stb.

Ételrekord

Az ételrekord arra kéri a válaszadókat, hogy rögzítsék az ételeket és italokat, valamint az egy vagy több nap alatt elfogyasztott mennyiségeket. Az ételrekord minimalizálhatja a hiányos figyelem és memória okozta hibákat. Ha az ételeket is lemérik, csökkenthető az adagméret-becslés hibája. Továbbra is problémát jelent az élelmiszerek, különösen a keverékek hiányos ismerete. Az élelmiszer-nyilvántartások általában papíron és ceruzával történő felvételre támaszkodtak, és ezért magas szintű műveltségre és motivációra szorultak. Az élelmiszer-nyilvántartás súlyos korlátozása az elfogultság lehetősége. A gyakori felvétel követelményei sok válaszadót elrettenthetnek a részvételtől, és mások lemorzsolódását okozhatják. A kutatások három egymást követő felvételi nap után drámai lemorzsolódást mutattak (10). Ezenkívül a válaszadók megváltoztathatják étrendjüket a felvétel eredményeként, amelyet reaktivitásnak neveznek (11); például egyszerű ételeket fogyaszthatnak, hogy elkerüljék az összetett keverék felvételének terheit, vagy kevesebbet is fogyaszthatnak. A társadalmi kívánatosság és az egyéb jelentéstételi torzulások miatti reaktivitás szintén problémát jelent.

24 órás étrendi visszahívás (24HR)

A 24HR arra kéri a válaszadókat, hogy emlékezzenek az előző 24 órában vagy az azt megelőző napon elfogyasztott összes ételre és italra (1). A legtisztább formájában a visszahívást előzetes értesítés nélkül adják be, így kiküszöbölve a reaktivitás kérdését. Az interjúztatók adminisztrációja minimalizálja az írástudás akadályait. A 24HR pontosságának fő kihívásai a figyelem és a memória. Sok válaszadónak megkérdőjelezik, hogy megkülönböztesse a szokásos és a tegnapi ételt, megengedve ezzel a mulasztások és behatolások lehetőségét (élelmiszerek jelentettek, de valójában nem ettek) (12). A különféle események tényleges emléke idővel romlik (7,13), amelyről dokumentáltan az étkezés után egy órán belül kezdődik (14). Az adagméret becslése szintén kihívást jelent, mivel az elfogyasztott mennyiséget egyszerre kell megjegyezni és pontosan megbecsülni (1).

Az élelmiszer-nyilvántartás és a 24HR is részletes információkat gyűjt egyetlen napról. Mivel az étrend napi változékonysága magas (15), az egyetlen napra vonatkozó információk nem tükrözhetik pontosan az egyén szokásos étrendjét (16). Több napos információt gyűjtünk és statisztikai technikákat alkalmazunk ennek a problémának a kezelésére (17,18). Előnyös a nem egymást követő napokon történő információgyűjtés, mivel az egymást követő napok szenvednek attól, hogy egy nap hibája korrelál a következő nap hibájával, és ezért nem független értékelések. Az automatizált rendszerek használata növeli a megbízhatóságot azáltal, hogy szabványosítja az elfogyasztott élelmiszerek szondáit, de a költségek magasak, mivel szoftvert kell vásárolni; a kérdezők széles körű képzést igényelnek; és az adatok tényleges összegyűjtése jelentős személyzeti időt (és költségeket) igényel a meghallgatáshoz, a kódoláshoz, a feldolgozáshoz és a minőség-ellenőrzéshez (19). A kérdező által beadott 24HR költsége korlátozta annak felhasználását nagyszabású étrend-vizsgálatokban.

Táplálkozási biomarkerek

A biológiai mutatók a biokémiai folyamatok, szerkezetek vagy funkciók állapotát vagy változását mérik (6). A táplálkozási biomarkerek a táplálkozási állapot vagy a bevitel különböző aspektusait tükrözik. Néhány például a lábköröm szelén és a szövet zsírsavösszetétele hosszú távú táplálkozási állapotot tükröz; mások, mint például a vizelet-nátrium és a szérum-folát, a legutóbbi fogyasztást tükrözik (20). A bevitel és a biomarker értéke között azonban ritkán van közvetlen kapcsolat. Ezen túlmenően, a tápanyag-koncentrációk változhatnak az egyéni jellemzők szerint, mind genetikai, mind környezeti szempontból, mint például a dohányzás és a testtömeg. Egyes táplálkozási mutatók homeosztatikusan szabályozottak, ezért kevés a kapcsolat a bevitel és a biomarker értéke között. Tekintettel arra, hogy a táplálkozási biomarkerek többségéhez vér, vizelet vagy más biológiai szövetek vagy termékek gyűjtése szükséges, összegyűjtésük és elemzésük megterhelő és költséges lehet. Végül a biomarkerek specifikusak bizonyos tápanyagokra, és így egyik sem tükrözi az étrendi bevitel több dimenzióját. Emiatt a biomarkerek általában túl drágák a túl kevés étrendi információhoz, és nem gyakran használják elsődleges mérésként az étrendi beviteli vizsgálatokban.

A TECHNOLÓGIA ÖSSZEFOGLALÁSA AZ ÉTKEZÉSI ÉRTÉKELŐ ESZKÖZÖKBEN

A technológia adaptációja nagymértékben megváltoztatta az étrend értékelését. A leggyakoribb cél az étrendi bevitelre vonatkozó információk összegyűjtésének és feldolgozásának költségeinek csökkentése az általában érintett adatok mennyisége és összetettsége miatt.

A korai Framingham és Tecumseh közösségi vizsgálatok elsőként hoztak létre kohorszokat kifejezetten az étrend és a betegségek összefüggéseinek vizsgálatára, de eszközeiket interjúztatóval kezelték, és az adatokat manuálisan dolgozták fel. Az optikai szkennelés (azaz a buborékformák) megjelenése oda vezetett, hogy a válaszadók nagy száma táplálkozási információkat gyűjtött össze, és ezáltal hatalmas kohortos vizsgálatokhoz szkennelhető FFQ-kat használtak. Ezt a megközelítést szinte az összes nagy kohorsz-vizsgálatban alkalmazták. A későbbi technológiai fejlődés lehetővé tette az FFQ-k számítógépeken történő adminisztrációját (21, 22), ezáltal csökkentve a nyomtatási és postázási költségeket és javítva a válaszok teljességét. Újabban beépítették a webalapú FFQ-kat és az érintőképernyős képválaszokkal ellátott audio kérdéseket alacsony műveltségű csoportokban történő használatra (23), és egyre népszerűbbek.

A technológia megkönnyítette az élelmiszer-nyilvántartás jelentését is. A bejegyzések leírása helyett az alternatív megközelítések hangfelvételi jelentéseket és az elfogyasztott ételek képeinek rögzítését jelentették (24). Az elektronikus napló (ED) kétszintű élelmiszer-jelentési és -kódolási rendszert használt, amelynek első szintjén 15 tágabb élelmiszer-kategória és minden egyes élelmiszer-kategória esetében legfeljebb 18 alszint-specifikus élelmiszer található (25). Az Élelmiszer-felvevő elektronikus eszköz (FRED) felváltotta a papírlemezt azzal, hogy a konyhai mérleget közvetlenül egy számítógéphez kapcsolta, lehetővé téve a résztvevő számára, hogy kategóriákon belül azonosítsa az ételt, és azonnal rögzítse a súlyt (22 A táplálékértékelési skálarendszer (NESSy) tovább egyszerűsíti a nyilvántartásokat azáltal, hogy egyesíti az élelmiszer vonalkódolvasót (vonalkódos élelmiszer-azonosító katalógust) egy elektronikus mérleggel és egy számítógéppel, amely beépített modemmel rendelkezik az adatok telefonos továbbításához (26). Az „ételmérő” vonalkód-olvasót kombinált egy vonalkódfüzettel, amely 187 különféle ételt, étkezés típusát és elfogyasztott mennyiséget tartalmaz (27).

Az étrendi adatok feldolgozása terén jelentős technológiai fejlődés történt. A korai munka összehasonlította az étrendi elemző szoftver tápanyagbecsléseit a kézi feldolgozással kapott adatokkal, és ésszerű összhangot talált (28). A válaszok számítógépes feldolgozása ma már szabványos. A tápanyag-adatbázis és a szoftver megválasztása azonban megfontolást igényel: a bevitel becslése az adatok feldolgozásához használt tápanyag-összetételi adatbázistól függően változhat (29,30). A tápanyag-adatbázisok és a szoftverek nagy csoportja, amelyet a 2008. évi Nemzetközi tápanyag-adatbázis-könyvtár (31) ismertet, tükrözi az e téren bekövetkezett jelentős fejlődést. A 24HR-t feldolgozó adatelemző rendszerek elérhetőek a személyes digitális asszisztenseken, ezáltal ez a technológia sokféle környezetben megvalósítható, beleértve a fejlődő országokat is.

A másik jelentős technológiai fejlődés egy olyan szoftver volt, amely automatizálta a 24 órás interjúkérdéseket. Két széles körben alkalmazott interjúrendszer a Minnesotai Egyetem kutatási táplálkozási adatrendszere (NDSR) (32) és az USDA Automated Multi-Pass Method (AMPM) (33). Ezek a rendszerek fokozták az interjúk konzisztenciáját, mivel a szondák, amelyek lekérdezik az elfogyasztott ételek és adagok részleteit, egységesek. Ezenkívül az NDSR és bizonyos mértékig az AMPM rendszerek támogatják a válaszok automatikus kódolását.

A számítógépek megkönnyítették a módszerek keverését. Egy kérdező által beadott étrend előzményei kombinálták az FFQ elemeket a 24HR-rel (34). A DietAdvice egy olyan internetes alkalmazás, amely a többszörös megközelítést ötvözte az FFQ és a 24HR eljárásokkal az étkezéssel kezdve, lekérdezve az élelmiszer-bevitelt széles ételkategóriákon belül, amelyeknél további részleteket, adagméretet és a szokásos bevitel gyakoriságát értékelték (21).

Az első, önállóan beadott számítógépes 24HR elsősorban a zöldség- és gyümölcsfogyasztást számszerűsítette a negyedik osztályos gyermekek körében, 300 művész művészi renderelésével, hogy felidézze és javítsa az adagméret becslését (35). A FIRSSt2, amelyet Food Fake Recording Software Systemnek (FIRSSt) hívnak, 2. verziója jelentős behatolási arányt tárt fel, ami a memóriaalapú rendszerek gyakori törékenysége (7). A pontosság javulhat, ha a visszahívásokat a nap folyamán többször, nem sokkal az élelmiszer-fogyasztás után hajtják végre, ezáltal minimalizálva a behatolási arányt, rekordszerű megközelítést hozva létre. Az Internet Data Logger (iDL) éppen ezt tette meg egy webalapú élelmiszer-nyilvántartási elemző rendszer segítségével (36). A kamerával rendelkező mobiltelefonok tovább csökkenthetik az önjelentési hibákat azáltal, hogy a fogyasztás előtt és után étkezési képeket készítenek és tárolnak egy adatbázisban, amelyet a dietetikusok értékelhetnek (37,38). Olyan mobiltelefonok, amelyek hangfelismerő rendszert használnak, összekapcsolva a jelentett ételeket az élelmiszer-tápanyagok adatbázisával, megkönnyítik és csökkentik a hibákat (39).

KÖVETKEZTETÉSEK

Régóta használják a technológiát a pontosság és sebesség növelésére, valamint a diéták értékelésének költségeinek és kellemetlenségeinek minimalizálására. A GEI elősegíti ezeket az erőfeszítéseket a legkorszerűbb technológián alapuló megközelítések finanszírozásával. E projektek termékei innovatív új módszereket kínálnak a kutatóknak az étrend értékelésének javítására.

Lábjegyzetek

Kiadói nyilatkozat: Ez egy szerkesztetlen kézirat PDF-fájlja, amelyet kiadásra elfogadtak. Ügyfeleink számára nyújtott szolgáltatásként a kéziratnak ezt a korai változatát biztosítjuk. A kézirat átmásolásán, szedésén és a kapott bizonyíték felülvizsgálatán átesik, mielőtt a végső hivatkozható formában közzétennék. Felhívjuk figyelmét, hogy a gyártási folyamat során olyan hibákat fedezhetnek fel, amelyek befolyásolhatják a tartalmat, és a naplóra vonatkozó minden jogi felelősségvállalás vonatkozik.

Közreműködői információk

Frances E. Thompson, epidemiológus, Nemzeti Rákkutató Intézet, Rákellenőrzési és Népesedéstudományi Osztály, Alkalmazott Kutatási Program, Kockázati tényezők figyelemmel kísérése és módszerei, 6130 Executive Boulevard, EPN 4095A, Bethesda, MD 20892-7344, telefon: 301-435- 4410, fax: 301-435-3710.

Amy F. Subar, táplálkozási szakértő, Nemzeti Rákkutató Intézet, Rákellenőrzési és Néptudományi Osztály, Alkalmazott Kutatási Program, Kockázati tényezők figyelemmel kísérése és módszerei, 6130 Executive Boulevard, EPN 4005, Bethesda, MD 20892-7344, telefon: 301-594- 0831, fax: 301-435-3710.

Catherine M. Loria, egészségügyi statisztikus, Nemzeti Szív-, Tüdő- és Vérintézet, DPPS, CAPB, 6701 Rockledge Drive, RKl2, 10116, Bethesda, MD 20892-7936, telefon: 301-435-0702, fax:

Jill L. Reedy, táplálkozási szakértő, Országos Rák Intézet, Rákellenőrzési és Néptudományi Osztály, Alkalmazott Kutatási Program, Kockázati tényezők figyelemmel kísérése és módszerei, 6130 Executive Boulevard, EPN 4018, Bethesda, MD 20892-7344, telefon: 301-594- 6605, fax: 301-435-3710.

Tom Baranowski, a Baylor College of Medicine gyermekgyógyász professzora, Amerikai Mezőgazdasági Minisztérium/Agrárkutatási Szolgálat, Gyermektáplálkozási Kutatóközpont, 1100 Bates Street, Houston, TX 77030, telefon: 713-798-6762, fax: 713-798-7098.