膳食調(diào)查新方法的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

許凱婕，王嘉銘，徐丁婷，史澤環(huán)，沈秀華*，湯慶婭

(1 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院營(yíng)養(yǎng)系，上海 200025；2上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院臨床營(yíng)養(yǎng)科，上海 200092)

近年來，計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感設(shè)備等新興技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為傳統(tǒng)膳食調(diào)查方法提供了改進(jìn)和提升的空間?，F(xiàn)將國(guó)內(nèi)外已有膳食調(diào)查新方法的特點(diǎn)及應(yīng)用情況綜述如下。

1 圖像記錄膳食調(diào)查法

過去，食物圖像常作為食物模型輔助食物量估計(jì)[1]。2000年，Kaczkowski 等[2]首次提出拍攝食物圖像進(jìn)行膳食調(diào)查的方法。該研究中，調(diào)查對(duì)象使用35mm照相機(jī)，于進(jìn)餐前拍攝自己攝入食物的照片。在拍攝圖片時(shí)，規(guī)定相機(jī)鏡頭需與食物保持一定角度和距離，并使用刻度尺作為參照物，食物量由調(diào)查對(duì)象根據(jù)拍攝所得照片自行評(píng)估。2002年，Wang等[3]在研究中改進(jìn)了這一方法，要求調(diào)查對(duì)象拍攝食物圖像后交由專業(yè)人員進(jìn)行食物量估計(jì)，結(jié)果證明這一方法在流行病學(xué)調(diào)查中具有一定可行性。2009年，Higgins等[4]建立了食物圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，并制定了拍攝角度、拍攝時(shí)使用的參照物等一系列要求，進(jìn)一步提高了圖像法的準(zhǔn)確性。Martin等[5]提出了遠(yuǎn)程食物圖像法(RFPM)這一概念，即調(diào)查對(duì)象在進(jìn)餐前后將食物與參照物擺放在一起拍攝照片，并遠(yuǎn)程傳輸給研究人員，由專業(yè)營(yíng)養(yǎng)師借助提前做好的食物圖像數(shù)據(jù)庫(kù)估計(jì)食物攝入量并運(yùn)用食物成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算能量和各營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入情況。汪之頊等[6]開發(fā)了一種新的即時(shí)性圖像法，該研究結(jié)合我國(guó)烹調(diào)方式多樣、食物種類繁多的實(shí)際情況對(duì)上述方法進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)中，研究者提供了有網(wǎng)格的餐布作為拍攝食物圖像時(shí)的參照物，并要求調(diào)查對(duì)象從正上方、前、后側(cè)偏 45°等三個(gè)角度拍攝進(jìn)食前后的影像。同時(shí)，研究者制定了詳細(xì)的估量參比食物圖譜，使用此方法分別對(duì)學(xué)齡前兒童和城市孕婦人群進(jìn)行膳食調(diào)查，結(jié)果表明，與24h膳食回顧法相比，該方法在受試人群中依從性更好，且與稱重法所得結(jié)果更接近[7-8]。但目前國(guó)內(nèi)尚無其他使用圖像記錄法進(jìn)行膳食調(diào)查的報(bào)道。

使用圖像記錄法進(jìn)行膳食調(diào)查有幾方面的優(yōu)勢(shì)[9-10]。首先，圖像記錄法是一種即時(shí)性的膳食調(diào)查方法，不依賴調(diào)查對(duì)象的記憶，可以有效減小調(diào)查中的回憶偏倚。其二，食物圖像可以通過網(wǎng)絡(luò)等途徑傳輸，無需研究人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，極大地減輕研究人員的現(xiàn)場(chǎng)工作壓力。其三，此方法通過食物圖像進(jìn)行食物量估計(jì)，所得信息清楚、直觀，避免了受調(diào)查者語言描述能力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高了食物量估計(jì)的準(zhǔn)確性。但圖像記錄法也存在一些不足[6]。我國(guó)膳食烹調(diào)方式復(fù)雜多樣，僅通過圖片不能有效反映食物烹調(diào)方法及調(diào)味料的使用量。因此，在今后的研究中可以使用磁帶錄音或文字描述的方式讓調(diào)查對(duì)象對(duì)食物信息進(jìn)行補(bǔ)充，輔助圖像完善食物信息。此外，目前食物圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中食物種類不夠齊全、圖像拍攝標(biāo)準(zhǔn)未完全統(tǒng)一，未來還需要對(duì)食物圖像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)充與規(guī)范。

2 軟件膳食調(diào)查法

膳食調(diào)查軟件的常用載體為計(jì)算機(jī)。目前國(guó)外使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行的膳食調(diào)查多采用人機(jī)互動(dòng)的形式，調(diào)查對(duì)象通過設(shè)計(jì)好的計(jì)算機(jī)膳食調(diào)查軟件自行記錄膳食情況[11]。調(diào)查對(duì)象需接受軟件操作和食物量估計(jì)的培訓(xùn)。調(diào)查中，計(jì)算機(jī)軟件代替營(yíng)養(yǎng)師訪談，通過彈出提示信息引導(dǎo)調(diào)查對(duì)象在指定的位置填寫或選擇自己攝入食物的種類和食物量。通常膳食調(diào)查軟件會(huì)提供食物圖譜，輔助調(diào)查對(duì)象估算食物量。

早在1989年，F(xiàn)eskanich等[12]已研發(fā)出了一款互動(dòng)式的膳食調(diào)查軟件。1999年，Baranowski等[13]在兒童膳食調(diào)查中應(yīng)用了一款名為FIRSSt的膳食調(diào)查系統(tǒng)，結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)24h膳食回顧法，該方法在兒童中接受度更高。此后，人機(jī)互動(dòng)式膳食調(diào)查越來越多地被用于兒童和青少年的膳食研究中[14]。如Vereecken等[15]開發(fā)的一款針對(duì)青少年的計(jì)算機(jī)膳食營(yíng)養(yǎng)軟件YANA-C，青少年可按照系統(tǒng)提示在軟件系統(tǒng)中選擇自己攝入的食物，未在菜單中列出的食物可單獨(dú)記錄。完成全天膳食記錄后，軟件會(huì)自動(dòng)提示調(diào)查對(duì)象對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行完善防止遺漏。國(guó)內(nèi)目前僅有一款計(jì)算機(jī)輔助面訪系統(tǒng)[16]。該系統(tǒng)代替了紙質(zhì)問卷，研究人員攜帶安裝面訪系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行入戶膳食調(diào)查，可將數(shù)據(jù)直接錄入系統(tǒng)，節(jié)省了傳統(tǒng)膳食調(diào)查中將紙質(zhì)問卷數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)的步驟。食物圖譜直接儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)中，便于調(diào)查時(shí)輔助食物量估計(jì)。

軟件膳食調(diào)查具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)軟件增加了膳食調(diào)查的趣味性，在調(diào)查對(duì)象中普遍接受度更高，尤其適合于兒童、青少年的膳食調(diào)查。(2)該方法可以將數(shù)據(jù)直接錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，記錄格式統(tǒng)一，便于數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制，同時(shí)減輕了研究人員的工作負(fù)擔(dān)。(3)此膳食調(diào)查法要求調(diào)查對(duì)象按照系統(tǒng)設(shè)定的步驟進(jìn)行膳食回顧，可有效避免食物信息的遺漏。但計(jì)算機(jī)軟件膳食調(diào)查法也有其不可避免的局限性。此方法要求召集調(diào)查對(duì)象進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查或研究人員入戶調(diào)查，且計(jì)算機(jī)便攜性還有待提高，因此在膳食調(diào)查中，計(jì)算機(jī)正逐漸被功能強(qiáng)大、便攜性較好的其他移動(dòng)電子設(shè)備取代[17-18]。

移動(dòng)電子設(shè)備如平板電腦與智能手機(jī)，兼具計(jì)算機(jī)的大部分功能且更便于攜帶。使用移動(dòng)電子設(shè)備進(jìn)行膳食調(diào)查可結(jié)合圖像記錄法和計(jì)算機(jī)膳食調(diào)查法的功能，且所得數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。目前，移動(dòng)電子設(shè)備已較多應(yīng)用于體重控制中[19]。目前已有多種手機(jī)應(yīng)用軟件可供使用者進(jìn)行膳食調(diào)查，并進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)估與反饋，以指導(dǎo)用戶進(jìn)行簡(jiǎn)單的健康飲食指導(dǎo)。

3 網(wǎng)絡(luò)膳食調(diào)查法

網(wǎng)絡(luò)膳食調(diào)查是調(diào)查對(duì)象通過線上膳食調(diào)查平臺(tái)自主記錄膳食情況的一種方法。調(diào)查對(duì)象登錄調(diào)查所用網(wǎng)頁(yè)，即可按照網(wǎng)頁(yè)提示進(jìn)行膳食記錄，研究人員可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程收集數(shù)據(jù)。與人機(jī)互動(dòng)式膳食調(diào)查相比，在線膳食調(diào)查系統(tǒng)的功能與計(jì)算機(jī)膳食調(diào)查軟件基本一致。不同的是，在網(wǎng)絡(luò)膳食調(diào)查中，調(diào)查對(duì)象借助網(wǎng)絡(luò)足不出戶即可完成膳食調(diào)查，提高了調(diào)查對(duì)象的依從性，同時(shí)減輕了研究人員的負(fù)擔(dān)[20-22]。

網(wǎng)絡(luò)膳食調(diào)查法是在人機(jī)互動(dòng)式膳食調(diào)查法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。近年來，國(guó)外已出現(xiàn)較為成熟的網(wǎng)絡(luò)膳食調(diào)查系統(tǒng)。如Forster等[22]開發(fā)的在線食物頻率調(diào)查系統(tǒng)Food4Me，該系統(tǒng)含157種食物可供調(diào)查對(duì)象選擇并使用標(biāo)準(zhǔn)化的彩色照片輔助估計(jì)食物重量。研究者使用4d食物稱重法作為金標(biāo)準(zhǔn)用來評(píng)估該方法的有效性，結(jié)果表明，在線Food4Me食物頻率調(diào)查法在能量、食物種類和營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入方面重現(xiàn)性良好，與稱重法的一致性較好，適合用于健康人群的膳食調(diào)查[21]。美國(guó)國(guó)家癌癥研究所開發(fā)了一款網(wǎng)絡(luò)自助24h膳食回顧工具ASA24[22]，該系統(tǒng)包括一個(gè)調(diào)查對(duì)象界面和一個(gè)研究人員界面，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、管理與分析。在接受調(diào)查時(shí)，調(diào)查對(duì)象需提供過去24h的進(jìn)餐情況，選擇進(jìn)餐食物并錄入所選食物的詳細(xì)信息。該系統(tǒng)向調(diào)查對(duì)象提供音頻、視頻指導(dǎo)，并有不同分量食物圖片輔助完成食物量的估計(jì)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一款免費(fèi)的膳食調(diào)查工具，可供各項(xiàng)關(guān)于膳食調(diào)查研究使用。

網(wǎng)絡(luò)調(diào)查中調(diào)查對(duì)象接受度高、依從性好，尤其適合大規(guī)模營(yíng)養(yǎng)流行病學(xué)調(diào)查[23-24]，但需要較高的前期研發(fā)技術(shù)支持，且不適合網(wǎng)絡(luò)普及率較低的地區(qū)使用。

4 智能卡技術(shù)膳食調(diào)查法

智能卡是內(nèi)嵌有微芯片的塑料卡的通稱，具有身份識(shí)別、信息存儲(chǔ)、與數(shù)據(jù)終端進(jìn)行信息交互等功能，可作為膳食調(diào)查的工具。2005年，Lambert等[25]首次將智能卡技術(shù)應(yīng)用于膳食調(diào)查中，學(xué)生所選購(gòu)的食物信息可與智能卡號(hào)一一對(duì)應(yīng)并存儲(chǔ)于后臺(tái)系統(tǒng)中，供研究人員進(jìn)行膳食評(píng)估。同年，他們進(jìn)一步應(yīng)用智能卡對(duì)30名8～11歲在校男生進(jìn)行了78d膳食調(diào)查，結(jié)果表明，該方法具有良好的接受度，可作為長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)膳食情況的有效方法[26-27]。Mhurchu等[28]使用智能卡技術(shù)對(duì)家庭主婦在超市及零售店購(gòu)買食品情況進(jìn)行了記錄，認(rèn)為通過營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽和食品數(shù)據(jù)庫(kù)、擴(kuò)大智能卡使用范圍等措施可提高此方法的可行性。

智能卡法錄入數(shù)據(jù)方便快捷、所得食物信息準(zhǔn)確具體、可進(jìn)行長(zhǎng)期膳食追蹤。但是，智能卡不能確保調(diào)查對(duì)象是否攝入未經(jīng)智能卡記錄的食物，這是此方法最大的誤差來源。此外，該方法要求調(diào)查地點(diǎn)為調(diào)查對(duì)象日常購(gòu)買食物的地點(diǎn)，且需具備與智能卡相關(guān)的硬件設(shè)施，這給智能卡在膳食調(diào)查中的應(yīng)用造成了困難。

5 傳感技術(shù)膳食調(diào)查法

穿戴式傳感器可以通過感應(yīng)進(jìn)食者手臂動(dòng)作、咀嚼聲音和吞咽動(dòng)作等實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)食行為的記錄，連接計(jì)算機(jī)后可以進(jìn)行食物攝入量的計(jì)算[29-30]。但目前不同穿戴式傳感器所得結(jié)果準(zhǔn)確性參差不齊，需要進(jìn)一步的技術(shù)改良[31-32]。穿戴式傳感器設(shè)計(jì)需考慮佩戴者的體驗(yàn)，不能造成佩戴者的創(chuàng)傷和不適感受，這是此方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的又一挑戰(zhàn)[29]。另外，目前還出現(xiàn)了智能餐桌。樊祥超等[33]設(shè)計(jì)了一款安裝了壓力傳感器的智能餐桌，其基本原理為盤碟上的物體的重量與傳感器輸出的電壓值為線性關(guān)系，由輸出電壓值可獲得實(shí)時(shí)的菜肴重量和消耗量。目前傳感技術(shù)在膳食調(diào)查方面的應(yīng)用多集中于飲食監(jiān)控及飲食行為的調(diào)查，現(xiàn)有的傳感器不能識(shí)別食物的種類，因而無法通過傳感器記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算攝食者能量和各營(yíng)養(yǎng)素的攝入情況。

6 展望

現(xiàn)有研究普遍反映應(yīng)用新技術(shù)的膳食調(diào)查方法接受度較高，在少年兒童等特殊人群的研究中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，且能夠顯著減輕對(duì)研究者和調(diào)查對(duì)象雙方的負(fù)擔(dān)。但其準(zhǔn)確性和有效性需要進(jìn)一步研究。隨著科技發(fā)展，一些新興技術(shù)將越來越多地應(yīng)用在膳食調(diào)查中，建立三維立體化的食物圖像數(shù)據(jù)庫(kù)、研發(fā)功能更為全面的穿戴式設(shè)備、設(shè)計(jì)能夠自動(dòng)評(píng)估膳食情況并給予個(gè)性化膳食指導(dǎo)的調(diào)查系統(tǒng)等已成為可能。在未來的膳食調(diào)查中，可以將多種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，以改進(jìn)膳食調(diào)查過程，獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的膳食研究較少，膳食調(diào)查新技術(shù)在我國(guó)有待發(fā)展。應(yīng)結(jié)合我國(guó)居民膳食現(xiàn)狀，積極探索適合我國(guó)營(yíng)養(yǎng)流行病學(xué)研究的膳食調(diào)查方法?！?/p>

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