Valokuvallinen ruoan tunnistus ja aterian koon arvio ennen ja jälkeen Roux-en-Y mahalaukun ohitusleikkauksen

Johdanto

Liikalihavuus on yksi tärkeimmistä kansanterveysongelmista maailmanlaajuisesti. Sairastuneisuus voi lyhentää eliniänodotetta huomattavasti. Vaikean liikalihavuuden bariatrinen leikkaus on tehokas hoito, joka johtaa monien liikalihavuuteen liittyvien sairauksien paranemiseen ja remissioon, sydän- ja verisuonisairauksiin sekä jatkuvaan painonpudotukseen ja elämänlaadun paranemiseen. Painonpudotukseen on kehitetty erilaisia ​​kirurgisia toimenpiteitä, joista yleisimmät ovat sleeve gastrectomy (SG) ja Roux-en-Y Gastric Bypass (RYGB). RYGB on Sveitsissä yleisimmin käytetty painonpudotusmenetelmä, vaikka viime vuosikymmeninä on tapahtunut globaali siirtymä kohti SG:tä. Riippumatta käytetystä menetelmästä, bariatrinen kirurgia on edelleen tehokkain ja kestävin liikalihavuuden interventio. Nykyaikaisella bariatrisella kirurgialla on erinomainen turvallisuusprofiili, vaikka lyhyen ja pitkän aikavälin komplikaatioita on raportoitu. Laaja tutkimus lisäsi myös ymmärrystä bariatrisen kirurgian tehokkuuden taustalla olevista monista mekanismeista. Näiden mekanismien suhteellinen vaikutus vaihtelee valitun menettelyn mukaan, jossa muuttunutta kylläisyyttä ja nälkää pidetään tärkeinä tekijöinä RYGB:n jälkeen. Myös muita mekanismeja on ehdotettu, mukaan lukien muutokset suoliston hormoneissa, vähentynyt ruokahalu, lisääntynyt kylläisyyden tunne, lisääntynyt energiankulutus, muutokset suoliston mikrobiotassa ja sappihappotasoissa ja koostumuksessa sekä muutokset emättimen hermosignaaleissa. Ruokamieltymysten muutokset on myös otettu huomioon tärkeänä ehdokasmekanismina, koska potilaat suosivat vähäsokerista vähärasvaista ruokaa ja raportoivat pitävänsä ruokaa yleensä vähemmän nautittavaa RYGB:n jälkeen. Sekä ihmiset että rotat syövät vähemmän ja näyttävät muuttuneita ruokamieltymyksiä RYGB:n jälkeen, mutta taustalla oleva käyttäytymismekanismi on edelleen epäselvä.

Kansanterveyspolitiikan tavoitteena liikalihavuuden hoidossa tulisi olla tehokkaan ennaltaehkäisyn ja parempien hoitojen kehittäminen, jotka poistaisivat kokonaan leikkauksen tarpeen. Siihen asti bariatrinen kirurgia on turvallista, tehokasta, edullista ja siinä on paljon parantamisen varaa. Lisäksi sairastuvuuden paranemisen taustalla olevien fysiologisten muutosten syvällisempi ymmärtäminen voi auttaa kehittämään uusia hoitomuotoja. Toistaiseksi RYGB:n jälkeisiä elintarvikkeiden valinnan muutosten suoria mittauksia ihmisillä on rajoittanut potilaiden epäluotettavuus, mikä asettaa merkittäviä metodologisia ja käsitteellisiä haasteita tutkijoille ja tutkimussuunnittelulle. Itsevalvonta vaatii aikaa ja vaivaa, ja monien mielestä ravinnonsaannin seuranta on työlästä, mikä edistää kulumista. Suorat mittaukset ovat kuitenkin olennainen osa yritystä ymmärtää, kuinka RYGB muuttaa syömis- ja ruokamieltymyksiä, mutta laboratorioasetukset estävät tosielämän ympäristön. Tästä syystä lihavuuden tutkijat ovat yrittäneet kehittää uusia, helpompia seurantamenetelmiä, kuten elintarvikkeiden valokuvaamista, seuratakseen ravinnon saantia sekä kliinisessä ympäristössä että jokapäiväisessä elämässä. Nämä uudet menetelmät näyttävät tehokkaammilta verrattuna muihin. Esimerkiksi matkapuhelimen valokuvausruoantunnistuksen (PFR) sovellukset, kuten SNAQ, antavat potilaille mahdollisuuden tallentaa ja toimittaa kulutetut elintarvikkeet, annoskoot ja kulutustiheys ennalta määrätyn ajanjakson aikana. Tämä tekniikka on kuitenkin vielä lapsenkengissään, ja koulutettujen ammattilaisten on validoitava arviointimenettelyt. Kaksinkertaisesti leimattua vettä (DLW) on ehdotettu kultaiseksi standardiksi vapaan elämän kokonaisenergiankulutuksen arvioinnissa, ja sitä voidaan käyttää yksilön kehon koostumuksen (BC) ja kokonaisenergiankulutuksen (TEE) seuraamiseen energiatasapainon olosuhteissa. perustuu kehossa olevien leimattujen isotooppisten alkuaineiden laimennusyhtälöihin. Suoraa segmentaalista monitaajuista biosähköistä impedanssianalyysiä (DSM-BIA) pidetään käytännöllisenä, ei-invasiivisena ja suhteellisen halvana menetelmänä BC27:n nopeaan arvioimiseen, ja DSM-BIA:n kanssa tehtyjen BC-estimaattien on raportoitu olevan myös DLW-menetelmän vastaavia. lihaville potilaille. TEE:n yhteinen mittaus käyttämällä PFR- ja DLW-menetelmän arvioita palvelisi PFR:n validointia TEE:n mittaamiseen RYGB-potilailla. PFR:stä tulisi silloin tehokas tutkimusväline ja se antaisi hyödyllistä tietoa sopivien yksilöllisten liikalihavuuden hoito-ohjelmien suunnitteluun.

Tutkimuskysymys

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia ruokamieltymysten muutoksia, kolmen ensisijaisen makroravinteen kokonaisenergian saantia ja ruokailutottumuksia lihavien naisten välillä (BMI ≥ 35) ennen ja jälkeen Roux-en-Y-vatsan ohitusleikkauksen ja laihan (BMI ≤ 25) ja liikalihavia (BMI ≥ 35) kontrolloi PFR:n avulla mobiilisovelluksella SNAQ.

menetelmät

Tämä on yhden keskuksen havainnollinen tapauskontrolli-prospektiivinen kohorttitutkimus naispuolisilla ihmisillä, joilla on sairaalloinen liikalihavuus, jotka asuvat Sveitsissä ja saavat RYGB:tä (n = 20), lihavia kontrolleja (n = 20) ja laihoja kontrolleja (n = 20). ennen leikkausta, 3, 6 ja 12 kuukautta leikkauksen jälkeen ja tutkimuksen alussa. Optimaalinen osallistujamäärä voi perustua teholaskelmiin ekvivalenssisuunnittelulla ja hypoteesiin, että potilailla on samanlainen kalorien saanti kuin laihalla kontrolliryhmällä vuosi RYGB:n jälkeen. Kahden ryhmän välinen ekvivalentti kalorien saanti määritellään ekvivalenssialueella 210 kcal/päivä ja SD ±200 kcal. 90 %:n tehon ja p=0,05:n saavuttamiseksi keskiarvon eron poissulkemiseksi > 210 kcal/vrk tarvitaan n=20 osallistujaa ryhmää kohden. Potilaat otetaan mukaan tähän tutkimukseen, jos (1) he ovat yli 18-vuotiaita naisia, (2) heidän painoindeksinsä (BMI) on ≥ 35 kg/m2 ilman aikaisempaa bariatrista leikkausta, (3) heillä on suunniteltu RYGB (4) ) voivat liikkua itsenäisesti, (5) heillä on teknologiset perustiedot, (6) he puhuvat sujuvasti saksaa ja (7) pystyvät antamaan tietoisen suostumuksensa. Lihavat kontrollit noudattavat samoja kriteerejä, mutta heillä ei ole suunnitelmaa leikkaukseen, mikä tekee tästä ryhmästä erittäin vaikeaa värvätä. Laihalla kontrollilla on BMI ≤ 25 kg/m. Lean-kontrolliryhmän päätarkoituksena on arvioida testin vakautta ajan mittaan ja useiden uusintatestien aikana. Potilaat, jotka täyttävät rekrytointikriteerit, otetaan Zürichin yliopistollisen sairaalan poliklinikalle. Tutkimusryhmä rekrytoi lihavia ja terveitä kontrolleja. Tutkimusprotokolla selitetään ja kaikilta osallistujilta hankitaan kirjallinen tietoinen suostumus. Tutkimusprotokollan hyväksyi Zürichin kantonin eettinen komitea (BASEC-Nr. 2019-00952). TEE vapaa-ajan olosuhteissa arvioidaan DLW-menetelmällä. Mittausta edeltävänä päivänä suoritetaan BIA. Ensimmäisenä mittauspäivänä koehenkilöt keräävät virtsan lähtötilanteessa ja antavat DLW:tä suun kautta. DLW:n annon jälkeen koehenkilöt keräävät virtsan vastaavasti 3 ja 4 tuntia annon jälkeen ja uudelleen 7 päivän kuluttua samaan aikaan toisen ja kolmannen virtsanäytteen ottamisen jälkeen. Koehenkilöitä kehotetaan olemaan muuttamatta elämäntapojaan tai lääkitystään tutkimusjakson aikana. Vapaa-ajan olosuhteissa osallistujat rekisteröivät ruoan kokonaissaannin mobiilisovelluksella elintarvikkeiden valokuvatunnistukseen. Osallistujat kirjaavat ruokavalionsa yli 7 päivää ennen leikkausta, 3, 6 ja 12 kuukautta leikkauksen jälkeen.

Tietojen analysointi

Jokaisen potilaan tiedot järjestetään seuraavasti: ateria-aika, kokonaiskalorit, kokonaishiilihydraatit, proteiinit ja rasvat, ruokaryhmä. Tämä tulos on summattava lopullista TEE-laskentaa varten, jotta saadaan kunkin muuttujan kokonaismäärä ateriaa, päivää ja viikkoa kohti. PFR-tietoja verrataan DWL-pohjaiseen TEE:hen ravinnon arvioinnin validoimiseksi. Kuvailevia tilastoja käytetään kuvailemaan demografisia tietoja sekä esittämään ateriaa koskevia tietoja eri ajanjaksoilta. Muutos ajan kuluessa ja lähtötasosta arvioidaan ANOVA- ja t-testeillä, ja virheellisten havaintojen määrä korjataan. Jokainen ateriaan liittyvä parametri korreloidaan keskenään ja 1 vuoden painonpudotuksen kanssa, joka ilmaistaan ​​absoluuttisena kokonaispainon alenemisena % ylimääräisenä BMI-häviönä (% EBMIL). Tutkivia malleja luodaan logistista regressiota käyttäen kartoittamaan ateriaa koskevia tietoja ja optimaalista painonpudotusta. Kaikki tiedot analysoidaan RStudion avulla.

Rajoitukset

Tässä tutkimuksessa on useita menetelmiin ja osallistujiin liittyviä rajoituksia. Ensinnäkin ruokatiedot ovat itse tallennettuja ja alttiita sosiaalisille toivottaville tiedoille, mikä voi johtaa epätarkkoihin tietoihin. Itse asiassa ruokamieltymykset voivat muuttua tallennusviikon aikana ja joitain ruokia ei ehkä voitu tallentaa. Sovellukseen upotettu ruoka- ja kaloritietokanta ei myöskään välttämättä ole niin tarkka kuin odotettiin. Tämän rajoituksen vähentämiseksi osallistujia pyydetään ilmoittamaan sovelluksen ilmoittamista puuttuvista ruoista tai epäjohdonmukaisuuksista, ja palautteista keskustellaan sovelluksen kehittäjän kanssa. Ruokavalion itsevalvonta on keskeinen osa painonpudotusohjelmia, ja älypuhelinsovelluksella tapahtuva itseseurannan tiheys korreloi vahvasti painonpudotuksen kanssa. Tämän tutkimuksen laihat ja lihavat kontrollit eivät kuitenkaan noudata mitään laihtumiseen tähtäävää ruokavaliota, ja osallistujat kirjaavat ruokansa ajan, jonka ei pitäisi olla tarpeeksi pitkä aiheuttamaan muutoksia tottumuksiinsa. Viimeaikaiset tutkimukset, joissa yritettiin validoida energiansaantiarvioita käyttämällä PFR:ää verrattuna DLW-menetelmään lihavilla osallistujilla, havaitsivat, että tämä menetelmä ei ollut tarkka energiansaannin arvioinnissa DLW:hen verrattuna. Yhdessä tapauksessa TEE mitattiin kuitenkin raskaana olevilta naisilta, jotka osoittivat alhaista noudattamista ilmoittaessaan toistuvasta pienten aterioiden nauttimisesta. Toisessa TEE mitattiin vähemmistöjen esikoululaisilla, joiden saannin hoitajat kirjasivat. Lisäksi molemmat tutkimukset olivat poikkileikkaustutkimuksia. On myös raportoitu, että osallistujat, jotka käyttävät omia puhelimiaan verrattuna osallistujiin, jotka käyttävät lainapuhelimia, ottavat enemmän kuvia ja niillä on suurempi tarkkuus, joten tällainen muuttuja tulisi myös ottaa huomioon data-analyysissä. Myös puhelimien tekniset ongelmat voivat olla aliarvioinnin syy. Osallistujien koulutusta, jatkuvaa viestintää ja teknistä tukea on tarjottava tarkkuuden lisäämiseksi.

Odotetun tuloksen merkitys tutkimuksen tai käytännön kannalta

Tämä tutkimus antaisi ensimmäistä kertaa suoran ja tarkan mittauksen ruokavaliosta lihavilla potilailla ennen ja jälkeen RYGB:n. DLW-menetelmällä validoitu suora PFR-mittaus SNAQ-mobiilisovelluksella mahdollistaa kolmen ensisijaisen makroravinteen energian saannin verrata RYGB-potilaiden ja kontrollien välillä päivässä (kcal/24h) ja ateriaa kohden (kcal/ateria). . Lisäksi se voisi tuottaa perustavanlaatuisempaa tietoa ihmisten käyttäytymisestä, mikä mahdollistaa rottien aiemmin raportoidut käyttäytymismuutokset. On odotettavissa, että potilaat säätelevät leikkauksen jälkeen ja asteittain suhteellista kalorien saantiaan ja ruokavalintaansa vähentämällä rasvaa ja sokereita ja lisäämällä monimutkaisia ​​hiilihydraatteja, kun taas ei-leikkatuilla kontrolleilla on vakaa, muuttumaton ruokavalikoima ja saanti. Ehdotetulle tutkimusprojektille on ominaista käsitteellinen ja metodologinen innovaatio. Potilaiden ruokamieltymykset ja suhteellinen makroravinteiden saanti aterioiden sisällä ja välillä RYGB:n jälkeen mitataan suoraan tosielämässä PFR:n avulla. Tämä lähestymistapa voittaa tai vähentää monia kirjallisuudessa tähän mennessä raportoiduista rajoituksista. Jos odotettu tulos vahvistetaan, tällainen löydös voi muuttaa perusteellisesti kliinistä käytäntöä nykyisen postbariatrisen ravitsemusneuvonnan suhteen. Lisäksi tulokset voivat myös edistää vähemmän invasiivisten interventioiden kehittämistä liikalihavuuden hoidossa, ja ne oikeuttaisivat neurogeneettisen lähestymistavan liikalihavuuden eläinmalleilla hermopiirien kartoittamiseksi ja tutkimiseksi ja tiettyjen aivotoimintojen yhdistämiseksi tiettyihin liikalihavuuteen liittyviin käyttäytymismuotoihin, kuten on määritelty. BRAIN-aloitteesta.