model

Servicii personalizate

Revistă

  • SciELO Analytics
  • Google Scholar H5M5 ()

Articol

  • pagină text nouă (beta)
  • Spaniolă (pdf)
  • Articol în XML
  • Cum se citează acest articol
  • SciELO Analytics
  • Traducere automată

Indicatori

  • Citat de SciELO
  • Acces

Linkuri conexe

  • Citat de Google
  • Similar în SciELO
  • Similar pe Google

Acțiune

Revista chiliană de nutriție

Versiune on-line ISSN 0717-7518

Pr. Copil. nut. vol.47 nr.4 Santiago acum. 2020

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

Propunerea unui model fuzzy pentru a determina supraponderalitatea și obezitatea la copii și adolescenți

Un model difuz propus pentru a determina supraponderalitatea și obezitatea la copii și adolescenți

Salvador Ibarra M 1

1 Universitate Autonomă din Tamaulipas, Facultatea de Inginerie, Centro Universitario Sur, Tampico, Tamaulipas, Mexic.

Mexicul se numără printre țările cu cea mai mare prevalență a excesului de greutate și a obezității în rândul copiilor și adolescenților. Prin urmare, apare nevoia unei tehnici ieftine, rapide, reproductibile și ușor de implementat, care să permită depistarea timpurie a excesului de greutate și a obezității la copii și adolescenți la școală. În această lucrare prezentăm o tehnică care îndeplinește aceste așteptări bazată pe un model de inferență fuzzy cu un set de 81 de reguli pentru clasificarea compoziției corpului a 92 de fete și 88 de băieți cu vârste cuprinse între 10 și 14 ani. Greutatea, indicele de masă corporală, procentul din masa grasă și procentul din greutatea obișnuită au fost luate ca atribute. Pentru fiecare atribut, au fost definite trei seturi fuzzy, normale, supraponderale și obeze, iar pentru a clasifica valoarea atributului, au fost utilizate referințele care sunt cele mai utilizate în literatură și de către nutriționiști și pediatri din zona de studiu. Ca urmare a aplicării modelului fuzzy, s-a obținut o precizie medie de 97,6%, cu o eroare de 4,2% pentru clasificarea corporală a fetelor și 93,4% cu o eroare de 4,6% pentru băieți.

Cuvinte cheie: Antropometrie; Compozitia corpului; Logică difuză; Obezitatea; Perimetrele corpului

Mexicul se numără printre țările cu cea mai mare prevalență a excesului de greutate și a obezității în rândul copiilor și adolescenților. Prin urmare, este necesară o tehnică economică, rapidă, reproductibilă și ușor de implementat, care să permită depistarea precoce în mediul școlar a excesului de greutate și a obezității la copii și adolescenți. Această lucrare prezintă o tehnică care îndeplinește aceste așteptări, bazată pe un model de inferență difuză, cu un set de 81 de reguli pentru clasificarea compoziției corpului la 92 de fete și 88 de băieți cu vârste cuprinse între 10 și 14 ani. Greutatea, indicele de masă corporală, procentul de masă grasă și procentul greutății uzuale au fost luate ca atribute. Pentru fiecare atribut au fost definite trei seturi difuze: normal, supraponderal și obez. Pentru a clasifica valoarea atributului, au fost utilizate cele mai utilizate referințe din literatură și cele utilizate de nutriționiștii și pediatrii consultați. Ca urmare a aplicării modelului difuz, s-a obținut o precizie medie de 97,6% cu o eroare de 4,2% pentru clasificarea corporală a fetelor și 93,4% cu o eroare de 4,6% pentru băieți.

Cuvinte cheie: Antropometrie; Compozitia corpului; Perimetrele corpului; Logică fuzzy; Obezitatea

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), obezitatea este o boală care rezultă din acumularea anormală sau excesivă de grăsime care este asociată cu factori biologici, genetici și de mediu și este influențată de condițiile socio-economice, sex, vârstă și etnie 1. Supraponderalitatea este o condiție prealabilă pentru dezvoltarea obezității, iar relația strânsă dintre cele două este ceea ce a condus la abordarea lor în comun.

În Mexic, ultimul sondaj național de sănătate și nutriție (ENSANUT) 2 realizat în 2016 a raportat o prevalență combinată a excesului de greutate și a obezității la copii cu vârsta cuprinsă între 5 și 11 ani de 33,2% și la adolescenți între 12 și 19 ani, 36,3%. De asemenea, s-a raportat că, deși aceste cifre nu au arătat o creștere semnificativă comparativ cu cifrele ENSANUT din 2012, acestea sunt încă ridicate, plasând Mexicul printre țările cu cea mai mare prevalență a supraponderabilității și obezității în rândul copiilor și adolescenților. Cu toate acestea, în ciuda punerii în aplicare a politicilor și strategiilor priorităților de sănătate, apare nevoia de a detecta supraponderabilitatea și obezitatea din etapa școlară, deoarece multe aspecte ale compoziției corpului, cum ar fi grăsimea și țesutul slab, sunt predictive ale caracteristicilor fizice la vârsta adultă 3. Acest lucru necesită tehnici ușor de aplicat și cu costuri reduse, care să permită predicția corectă a corpului și starea nutrițională a elevilor, dar care sunt corelate și validate cu metode utilizate pe scară largă, dar aplicate complex. .

Cel mai comun mod de a determina dacă o persoană este supraponderală sau obeză este calculând indicele de masă corporală (IMC), care constă în raportul dintre greutatea persoanei împărțit la pătratul înălțimii sale 5. Trebuie avut în vedere faptul că IMC poate oferi o evaluare inexactă a stării corpului persoanei și cu atât mai mult dacă este la copii, deoarece nu cuantifică adipozitatea totală, nu face distincție între grăsime și mușchi sau nu prezice distribuția grăsimii corporale. prin urmare, puteți supraestima adipozitatea la un copil cu masă musculară crescută sau subestimați adipozitatea la un copil sedentar. Din acest motiv, alți indicatori antropometrici ai obezității, cum ar fi pliurile și perimetrele corpului, au început să fie utilizați pentru a estima țesutul total de grăsime corporală.

Există diferite ecuații în literatură pentru a determina componenta totală de grăsime a corpului sau masa de grăsime, concepută pentru populația de copii și adolescenți, în funcție de vârstă și sex. Printre acestea se numără cele care determină procentul de masă grasă din densitatea totală a corpului 6, 7 fără a utiliza măsurători antropometrice, deci sunt impracticabile pentru utilizarea zilnică. Pe de altă parte, există autori care folosesc suma pliurilor cutanate pentru a calcula densitatea corporală totală 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 și apoi procentul de masă grasă, dar aceste ecuații dublu indirecte adaugă erorile de calculul densității corpului plus erorile de calcul al masei grase fiind, prin urmare, foarte imprecis.

Eroarea obținută în măsurătorile perimetrelor corpului este mai mică decât cea a măsurătorilor pliurilor, de aceea au fost utilizate perimetrele corpului șoldului, taliei, brațului și coapsei, precum și greutatea și înălțimea pentru a calcula procentul de masă grasă la băieți și fete, care este eficientă și ușor de aplicat 15. În plus, fac o validare statistică a metodei propuse, folosind ca referințe ecuațiile anterior menționate 9, 16, 17, unde folosesc densitatea corpului și pliurile pentru a calcula procentul de masă grasă.

Pe de altă parte, în ultimul deceniu au început să fie utilizate tehnici de inteligență artificială pentru a clasifica starea corpului copiilor și adulților. Un studiu 18 este prezentat în care utilizează un model neuro-difuz ANFIS (Sistemul de interferență artificială a rețelei neuronale artificiale) pentru clasificarea adulților folosind IMC, masa grasă și lungimea circumferinței taliei ca intrare.

De asemenea, a fost utilizată logica fuzzy, luând atribute ale IMC și ale activității fizice pentru a determina starea corporală a copiilor între 4 și 6 ani și propun gruparea copiilor în funcție de vârstă, deoarece atributele de a prezice obezitatea se modifică odată cu vârsta de 19 ani. Alți autori 20 au propus un model de roman fuzzy pentru clasificarea băieților și fetelor cu vârsta cuprinsă între 6 și 17 ani, unde au folosit percentile de greutate, înălțime și procent de grăsime corporală ca atribute și au obținut o precizie de 83,7% pentru băieți și 76,1% pentru fete.

Prin urmare, este evident că tehnicile de inteligență artificială constituie un instrument eficient pentru evaluarea nutrițională a copiilor și adolescenților, atâta timp cât sunt selectate atributele care reprezintă în mod eficient compoziția corpului lor.

Bazat pe toate cele de mai sus și cu scopul de a avea o metodă economică, rapidă, reproductibilă și ușor de implementat atât în ​​școală, cât și în mediile clinice și de cercetare, și care permite detectarea precoce a obezității la copii și adolescenți, lucrarea de față propune o metoda de determinare a supraponderabilității și obezității la copii și adolescenți utilizând un sistem de inferență fuzzy cu 81 de reguli și ca atribute indicele de masă corporală (IMC), procentul de masă grasă (MG), procentul de greutate obișnuit (PI) și greutatea (P).

MATERIAL SI METODE

Au fost studiate în total 92 de fete și 88 de băieți din două școli federale din orașul Tampico, statul Tamaulipas, Mexic, cu vârste cuprinse între 10 și 14 ani. Pentru studiu s-a obținut consimțământul scris al părinților și/sau tutorelui legal, precum și consimțământul voluntar al copiilor. Greutatea (P), înălțimea (T) și perimetrele corpului taliei (Pci), șoldului (Pca) și brațului (Pbr) ale copiilor și ale coapsei (Pmu) au fost măsurate pentru fiecare dintre ele.

Măsurarea greutății a fost efectuată cu un cântar digital Omron model HBF-14 cu o rezoluție de 0,1 kg și situat pe podeaua plană. Copiii erau cântăriți în lenjeria intimă și fără încălțăminte. Au fost luate trei măsurători și mediate pentru a obține rezultatul final al greutății în kg.

Înălțimea a fost măsurată cu un stadiometru de doi metri pe o suprafață plană și pe perete. Fiecare copil stătea pe stadiometru în poziție verticală, verificând dacă tocurile, vițeii, spatele și capul atingeau peretele. Brațele atârnau liber de ambele părți ale corpului. Au fost făcute și calculate medii pentru a obține rezultatul final al înălțimii în cm. Perimetrele au fost măsurate folosind o bandă de măsurare de precizie de 1 mm.

Pentru clasificarea compoziției corpului la copii și adolescenți, a fost utilizat un model de inferență fuzzy FIS care utilizează modelul Mamdani cu sprijinul setului de instrumente fuzzy Matlab. Deoarece nu a fost posibil să se stabilească un atribut specific din care să se definească faptul că un copil este obez, supraponderal sau normal, 21 atributele selectate pentru a efectua predicția și clasificarea supraponderalității și obezității au fost patru, P, IMC, MG și PI.

IMC a fost calculat conform formulei (1) indicată de OMS 5:

Pentru determinarea MG utilizăm următoarele ecuații 15 (ec. 2, 3, 4, 5), unde se utilizează perimetrele corpului, greutatea și înălțimea, în plus, acestea au fost corelate în mod satisfăcător cu ecuațiile care determină MG pe baza densității corpului 9 și cu care utilizează pliurile corpului 17: