Een draagbaar apparaat en AI-ondersteunde dieet- en bewegingsinterventie

Inleiding De prevalentie van obesitas is wereldwijd toegenomen, wat heeft geleid tot een toename van aan obesitas gerelateerde aandoeningen en de medische kosten van obesitas. Obesitas is een complexe endocriene en metabolische aandoening met kenmerken van vetweefselontsteking, remodellerende hypertrofie en hyperplasie van adipocyten. Bovendien veroorzaakt zwaarlijvigheid een onbalans in de regulatie van adipokines, een groep cytokines die worden geproduceerd en uitgescheiden in vetweefsel. Veel onderzoeken hebben de rol van verschillende adipokines onderzocht, en galectine-1 (Gal-1) is naar voren gekomen als een nieuw adipokine. Galectinen zijn koolhydraatbindende eiwitten met een affiniteit voor β-galactosiden. Gal-1 wordt door verschillende weefsels tot expressie gebracht en vertoont een breed scala aan biologische activiteiten. Er zijn aanwijzingen dat galectine-1 een regulator is van immuunreacties, ontstekingen, allergie, homeostase en ontwikkeling. Gal-1 vervult voornamelijk een ontstekingsremmende rol. Pas de laatste jaren hebben onderzoeken echter aangetoond dat de pro-inflammatoire eigenschappen van Gal-1 bij bepaalde ziekten bestaan, wat wijst op de dubbele effecten van Gal-1. De expressie van Gal-1 is het hoogst in onderhuids vetweefsel. Gal-1 is in de literatuur voorgesteld als een nieuw adipokine dat circuleert tijdens adipocytendifferentiatie en vetweefselhomeostase. In studies bij mensen is circulerende Gal-1 positief geassocieerd met de body mass index (BMI), lichaamsvet en tailleomtrek.

Er wordt gepleit voor de bevordering van fysieke activiteit/training en gewichtsverlies om het cardiovasculaire risico bij patiënten met overgewicht en obesitas te verminderen. Oefeningsprogramma’s die in overeenstemming zijn met de richtlijnen voor minimale fysieke activiteit worden in verband gebracht met voordelen voor de cardiovasculaire gezondheid. Met de ontwikkeling van technologie kunnen draagbare apparaten en APP’s met kunstmatige intelligentie een effectief en goedkoop hulpmiddel voor patiënten worden, doordat ze hun interacties met zorgverleners helpen vergemakkelijken. In een systemische review gericht op de kenmerken van fitness-APP's en wearables om gebruikers te helpen zwaarlijvigheid te overwinnen, werd ontdekt dat de wearables de nadruk leggen op herinneringen, tracking/monitoring/feedback en doelen/beloningen. Het gebruik van draagbare apparaten voor het verbeteren van gezondheidszorgprocessen en -resultaten is veelbelovend voor de gezondheidsbevordering bij patiënten met chronische ziekten zoals obesitas en diabetes.

Het niveau van circulerende Gal-1 na veranderingen in de lichaamssamenstelling veroorzaakt door voeding en lichaamsbeweging is nog nooit eerder onderzocht. Daarom hebben we een dieet- en bewegingsprogramma van zes maanden geïmplementeerd, waarbij gebruik werd gemaakt van draagbare apparaten en kunstmatige intelligentie-apps om de associatie van veranderingen in de circulerende Gal-met gewichtsverlies, lichaamssamenstelling en metabolische parameters bij personen met obesitas te onderzoeken.

Materialen en methoden Deelnemers Bij dit onderzoek werd gebruik gemaakt van een gepersonaliseerd dieet en bewegingsprogramma van zes maanden om gewichtsverlies te bevorderen. De proefpersonen werden gerecruteerd in poliklinieken van de afdeling huisartsgeneeskunde van het National Taiwan University Hospital. Volwassenen met overgewicht en obesitas kwamen in aanmerking voor dit onderzoek. De criteria voor overgewicht en obesitas in Taiwan zijn als volgt: overgewicht wordt gedefinieerd als 24 ≤ BMI (kg/m2) ≤ 27; milde obesitas wordt gedefinieerd als 27 ≤ BMI (kg/m2) ≤ 30; matige obesitas wordt gedefinieerd als 30 ≤ BMI (kg/m2) ≤ 35; en ernstige obesitas wordt gedefinieerd als 35 ≤ BMI (kg/m2). De uitsluitingscriteria waren als volgt: een verandering in lichaamsgewicht van meer dan 3% in de voorgaande drie maanden; een geschiedenis van bariatrische procedures; onbehandelde psychiatrische stoornissen; of momenteel medicijnen gebruikt waarvan bekend is dat ze het lichaamsgewicht beïnvloeden. Deze studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van het National Taiwan University Hospital (202011101RINB) en van alle deelnemers werd schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen.

Studieopzet In totaal werden 171 proefpersonen gescreend op de poliklinieken. Negenentwintig van de 171 deelnemers werden na screening uitgesloten van het onderzoek omdat hun BMI niet aan de criteria voldeed. De overige 142 proefpersonen namen bij aanvang deel aan de lichaamssamenstelling en biochemische analyse. Achtennegentig van deze proefpersonen waren bereid deel te nemen aan het zes maanden durende gewichtsverliesprogramma voor dieet- en bewegingsinterventie, terwijl de andere 44 proefpersonen er de voorkeur aan gaven om als controlegroep in het cohort te blijven. Na inschrijving werden de proefpersonen op basis van hun voorkeuren in twee groepen verdeeld: de ene groep nam deel aan een standaard dieet- en bewegingsprogramma, terwijl de andere groep hetzelfde programma ontving, samen met een draagbaar horloge en kunstmatige intelligentie-apps. Het draagbare horloge kan worden gebruikt om verschillende statistieken bij te houden en te monitoren, waaronder stappen, hartslag en calorieverbruik. Bezoeken aan de polikliniek waren gepland in week 0, week 12 en week 24. Bij elk bezoek werden persoonlijke dieet- en bewegingsvoorlichting gegeven. Deelnemers voltooiden ook telefonische consulten in week 2, week 4 en week 8 door de casemanagers. De casemanagers gaven dieet- en beweegadvies en coaching gedurende 10 minuten per consult. Medicijnen voor gewichtsverlies waren tijdens het trainingsprogramma niet toegestaan.

Gegevensverzameling Het gewicht, de lengte, de systolische bloeddruk (BP) en de diastolische bloeddruk van de deelnemers werden gemeten met een standaard elektronische schaal van stadiometer en bloeddrukmeter. Het lichaamsgewicht werd bepaald tot op 0,1 kg nauwkeurig, terwijl de deelnemer lichtgewicht kleding droeg. De tailleomtrek werd gemeten door dezelfde getrainde operator. Bio-elektrische impedantieanalyse werd uitgevoerd voor skeletspieren, vetvrije massa, lichaamsvetmassa en lichaamsvetpercentage. Wat de bloedanalyse betreft, werden veneuze bloedmonsters verzameld van de deelnemers na een vastenperiode van minimaal acht uur. Serumglucose, totaal cholesterol, lipoproteïne met hoge dichtheid (HDL) cholesterol, lipoproteïne met lage dichtheid (LDL) cholesterol en triglycerideniveaus werden beoordeeld met een automatische spectrofotometrische test (HITACHI 7250, Japan). Nuchtere insulineniveaus werden gemeten met een microdeeltjes-enzym-immunoassay met behulp van een AxSYM-systeem (Abbott Laboratories, Dainabot Co, Tokyo, Japan). De homeostatische modelbeoordeling van insulineresistentie (HOMA-IR) werd toegepast als een indirecte maat voor de mate van insulineresistentie (HOMA-IR=nuchtere insuline x nuchtere plasmaglucose/22,5, met glucose in mmol/l en insuline in mU/l Serum galectine-1 (cat nr.: DGAL10, RD Systems, MN, VS) niveaus werden gemeten met een enzym-gekoppelde immunosorbent assay (ELISA) kit die gebruik maakte van de kwantitatieve sandwich-enzym-immunoassay-techniek. Alle lichaamssamenstelling, bloeddruk en biochemische variabelen werden gemeten op dag 1 (basislijn) en aan het einde van de interventie (week 24).

Dieet- en bewegingsinterventie De proefpersonen werden op basis van hun voorkeuren in twee groepen verdeeld. Elke deelnemer kreeg een standaard dieet- en bewegingsprogramma. Voor degenen die voor extra draagbare apparaten kozen, werden een draagbaar horloge en kunstmatige intelligentie-apps beheerd. Elke deelnemer werd voorgesteld om te streven naar een dagelijks doel van 7.500 stappen. Deze aanbeveling komt overeen met de richtlijn om ongeveer 150 minuten aerobe fysieke activiteit met matige intensiteit per week te bereiken, zoals aanbevolen door de Wereldgezondheidsorganisatie. De standaard voedingseducatie omvat instructies over de berekening van de totale calorie-inname en benadrukt de principes van het mediterrane dieet. . Op basis van de individuele patiëntgewoonten worden op maat gemaakte voedingsconcepten ontwikkeld om praktisch advies te geven. Elke deelnemer die een extra draagbaar apparaat koos, downloadde de APP om verbinding te maken met het gezondheidsbeheerplatform. De gebruikersinterface van het gezondheidsbeheerplatform verzamelde spontaan gegevens over het aantal gelopen stappen, de afstand en de hartslag. Deelnemers hielden elke dag een voedingsdagboek bij met een smartphone-APP. Alle verzamelde informatie werd ook geüpload naar het gezondheidsbeheerplatform. De goed opgeleide casemanagers boden een platform aan om de deelnemers te coachen bij het opzetten van een beter zelfbeheerde levensstijlaanpassing door middel van strategieën van nadrukherinneringen, tracking/monitoring/feedback en doelen/beloningen.