модел

Персонализирани услуги

Списание

  • SciELO Analytics
  • Google Scholar H5M5 ()

Член

  • нова текстова страница (бета)
  • Испански (pdf)
  • Статия в XML
  • Как да цитирам тази статия
  • SciELO Analytics
  • Автоматичен превод

Индикатори

  • Цитирано от SciELO
  • Достъп

Свързани връзки

  • Цитирано от Google
  • Подобно в SciELO
  • Подобно в Google

Дял

Списание за хранене в Чили

Онлайн версия ISSN 0717-7518

Rev. chil. орех. том 47 № 4 преди Сантяго. 2020 г.

http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182020000400545

Предложение за размит модел за определяне на наднормено тегло и затлъстяване при деца и юноши

Предложен дифузен модел за определяне на наднорменото тегло и затлъстяването при деца и юноши

Салвадор Ибара М 1

1 Автономен университет в Тамаулипас, Технически факултет, Centro Universitario Sur, Тампико, Тамаулипас, Мексико.

Мексико е сред страните с най-голямо разпространение на наднормено тегло и затлъстяване сред децата и юношите. Следователно възниква необходимостта от евтина, бърза, възпроизводима и лесна за изпълнение техника, която позволява ранно откриване на наднормено тегло и затлъстяване при деца и юноши в училище. В тази работа представяме техника, която отговаря на тези очаквания, базирана на размит модел на извод с набор от 81 правила за класифициране на телесния състав на 92 момичета и 88 момчета на възраст между 10 и 14 години. Като атрибути бяха взети теглото, индексът на телесна маса, процентът на мастната маса и процентът на обичайното тегло. За всеки атрибут бяха дефинирани три размити комплекта, нормални, с наднормено тегло и затлъстяване, и за класифициране на стойността на атрибута бяха използвани препратките, които са най-използвани в литературата и от диетолози и педиатри в изследваната област. В резултат на прилагането на размития модел е получена средна точност от 97,6% с 4,2% грешка за класификация на тялото на момичетата и 93,4% с 4,6% грешка за момчета.

Ключови думи: Антропометрия; Състав на тялото; Дифузна логика; Затлъстяване; Периметри на тялото

Мексико е сред страните с най-голямо разпространение на наднормено тегло и затлъстяване сред децата и юношите. Ето защо е необходима икономична, бърза, възпроизводима и лесна за изпълнение техника, която позволява ранно откриване в училищната среда на наднормено тегло и затлъстяване при деца и юноши. Тази статия представя техника, която отговаря на тези очаквания, базирана на модел на дифузен извод с набор от 81 правила за класификация на телесния състав сред 92 момичета и 88 момчета на възраст между 10 и 14 години. Теглото, индексът на телесна маса, процентът на мастната маса и процентът на обичайното тегло са взети като атрибути. За всеки атрибут бяха дефинирани три дифузни набора: нормален, с наднормено тегло и затлъстяване. За класифициране на стойността на атрибута са използвани най-често използваните препратки в литературата и тези, използвани от консултирани диетолози и педиатри. В резултат на прилагането на дифузния модел беше получена средна точност от 97,6% с грешка от 4,2% за физическата класификация на момичетата и 93,4% с грешка от 4,6% за момчетата.

Ключови думи: Антропометрия; Състав на тялото; Периметри на тялото; Размита логика; Затлъстяване

Според Световната здравна организация (СЗО) затлъстяването е заболяване, което се дължи на необичайно или прекомерно натрупване на мазнини, което е свързано с биологични, генетични и екологични фактори и е повлияно от социално-икономическите условия, пола, възрастта и етническата принадлежност 1. Наднорменото тегло е предпоставка за развитието на затлъстяване и тясната връзка между двамата е това, което е довело до тяхното съвместно справяне.

В Мексико последното Национално проучване на здравето и храненето (ENSANUT) 2, проведено през 2016 г., отчита комбинирано разпространение на наднормено тегло и затлъстяване при деца между 5 и 11 години на възраст 33,2% и при юноши между 12 и 19 години, 36,3%. Също така беше съобщено, че въпреки че тези цифри не показват значително увеличение в сравнение с данните за ENSANUT за 2012 г., те все още са високи, поставяйки Мексико сред страните с най-голямо разпространение на наднормено тегло и затлъстяване сред децата и юношите. Въпреки прилагането на политики и стратегии за здравни приоритети, възниква необходимостта от откриване на наднормено тегло и затлъстяване от училищния етап, тъй като много аспекти на телесния състав, като мазнини и постна тъкан, предсказват характеристиките на физическото състояние в зряла възраст 3. Това изисква лесни за прилагане и евтини техники, които позволяват правилно предвиждане на тялото и хранителния статус на учениците, но които се корелират и валидират с широко използвани, но сложно прилагани методи 4 .

Най-често срещаният начин да се определи дали човек има наднормено тегло или затлъстяване е чрез изчисляване на индекса на телесна маса (ИТМ), който се състои от съотношението на теглото на човека, разделено на квадрата на височината му 5. Трябва да се вземе предвид, че ИТМ може да даде неточна оценка на състоянието на тялото на човека и още повече, ако е при деца, тъй като не определя количествено общото затлъстяване, не прави разлика между мазнини и мускули или предсказва разпределението на телесните мазнини следователно можете да надцените затлъстяването при дете с повишена мускулна маса или да подцените затлъстяването при заседналото дете. Поради тази причина други антропометрични показатели за затлъстяване, като телесни гънки и периметри, започнаха да се използват за оценка на общата телесна мастна тъкан.

В литературата има различни уравнения за определяне на общия мастен компонент на тялото или мастната маса, предназначени за детското и юношеско население, според възрастта и пола. Сред тях са тези, които определят процента на мастната маса въз основа на общата телесна плътност 6, 7, без да се използват антропометрични измервания, поради което те са непрактични за ежедневна употреба. От друга страна, има автори, които използват сумата от кожни гънки, за да изчислят общата телесна плътност 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 и след това процента на мастната маса, но тези двойно косвени уравнения добавят грешките на следователно изчисляването на телесната плътност плюс грешките при изчисляването на мастната маса е много неточно.

Получената грешка при измерванията на телесните периметри е по-малка от тази при измерванията на гънките, поради което са използвани телесните периметри на бедрото, талията, ръката и бедрото, както и теглото и височината за изчисляване на процента на мастна маса при момчета и момичета, която е ефективна и лесна за прилагане 15. В допълнение, те правят статистическа валидация на предложения метод, като използват като референции предварително посочените уравнения 9, 16, 17, където използват телесна плътност и гънки, за да изчислят процента на мастната маса.

От друга страна, през последното десетилетие започнаха да се използват техники за изкуствен интелект за класифициране на телесното състояние на деца и възрастни. Представено е проучване 18, в което те използват невродифузен модел ANFIS (система с размити смущения от изкуствена невронна мрежа) за класифициране на възрастни, използващи ИТМ, мастна маса и дължина на обиколката на талията като вход.

Също така се използва размита логика, като се вземат атрибути на ИТМ и физическа активност за определяне на телесния статус на деца между 4 и 6 годишна възраст и те предлагат групиране на децата по възраст, тъй като атрибутите за прогнозиране на промяната на затлъстяването с 19-годишна възраст. Други автори 20 са предложили размит нов модел за класификация на момчетата и момичетата на възраст между 6 и 17 години, където са използвали като атрибути процентили на теглото, ръст и процент телесни мазнини и са получили 83,7% точност за момчета и 76,1% за момичета.

Следователно е очевидно, че техниките за изкуствен интелект представляват ефективен инструмент за хранителна оценка на деца и юноши, стига да са избрани атрибутите, които ефективно представляват техния телесен състав.

Въз основа на всичко изброено по-горе и с цел да има икономичен, бърз, възпроизводим и лесен за прилагане метод както в училищните, клинични и изследователски условия и който позволява ранно откриване на затлъстяването при деца и юноши, настоящата работа предлага метод за определяне на наднормено тегло и затлъстяване при деца и юноши с помощта на размита система за извод с 81 правила и като атрибути индекс на телесна маса (ИТМ), процент на мастната маса (MG), обичайния процент на теглото (PI) и тегло (P).

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Проучени са общо 92 момичета и 88 момчета от две федерални училища в град Тампико, щат Тамаулипас, Мексико, на възраст между 10 и 14 години. За проучването е получено писменото съгласие на родителите и/или законния настойник, както и доброволното съгласие на децата. Тегло (P), височина (T) и телесни периметри на талията (Pci), ханша (Pca) и ръката (Pbr) на децата и на бедрото (Pmu) са измерени за всяко от тях. От момичетата.

Измерването на теглото беше извършено с цифрова везна Omron модел HBF-14 с разделителна способност 0,1 кг и разположена на плоския под. Децата се претегляха по бельо и без обувки. Бяха направени и осреднени три измервания, за да се получи окончателният резултат от теглото в kg.

Височината беше измерена с двуметров стадиометър върху равна повърхност и до стената. Всяко дете застана на стадиометъра в изправено положение, проверявайки дали петите, прасците, гърбът и главата докосват стената. Ръцете висяха свободно от двете страни на тялото. Бяха направени и осреднени три измервания, за да се получи окончателният резултат от височината в cm. Периметрите бяха измерени с помощта на 1 мм прецизна рулетка.

За класификация на телесния състав при деца и юноши е използван размит модел на извод FIS, който използва модела на Mamdani с подкрепата на размитите инструменти на Matlab. Тъй като не беше възможно да се установи специфичен атрибут, от който да се определи, че детето е с наднормено тегло, с наднормено тегло или норма, 21 атрибутите, избрани за извършване на прогнозата и класификацията на наднорменото тегло и затлъстяването, бяха четири: P, BMI, MG и PI.

ИТМ се изчислява по формулата (1), посочена от СЗО 5:

За определяне на MG използваме следните уравнения 15 (уравнения 2, 3, 4, 5), където се използват телесните периметри, теглото и височината, освен това те са задоволително корелирани с уравненията, които определят MG в въз основа на телесната плътност 9 и с които използват телесни гънки 17: