Електронний асистент дієтолога

1. Заява про конфлікт інтересів
2. Відмова від відповідальності
3. Що таке «розумні» ваги, і чим вони відрізняються від звичайних?
4. Модель Picooc Mini
5. Модель Picooc S3
6. Які показники оцінюють «розумні» ваги Picooc?
7. Оцінка в динаміці
8. мотивація
9. Пам'ять на кілька користувачів
10. Як ваги можуть визначати стільки параметрів?
11. Що таке біоімпеданс?
12. Наскільки точний біоімпеданс?
13. Як з маси і імпедансу розраховують стільки параметрів?
14. Що ще впливає на точність вимірювань?
15. Як підвищити точність вимірювань?
16. Чи можна використовувати ваги для діагностики?
17. Чим менше жиру, тим краще?
18. Навіщо ваги просять вказати расу?
19. У програмі є якийсь простий індикатор здоров'я?
20. Обговорення результатів
21. виявлені недоліки
22. Укладення

Зараз модно стежити за своїм здоров'ям за допомогою електронних гаджетів. Ми попросили нашого колишнього учасника, кандидата медичних наук Андрія Василькова, протестувати «розумні» ваги і прокоментувати їх особливості. На огляд компанією Picooc були надані дві моделі: компактна версія Picooc Mini і більш просунута - Picooc S3 .

Заява про конфлікт інтересів

Я давно цікавлюся всім, що знаходиться на стику ІТ та медицини, але професійна оцінка діагностичних приладів лежить поза моєю компетенцією. Тому все судження в даному огляді - приватна думка лікаря і любителя техніки. При публікації мій первісний текст був скорочений і відредагований для відповідності формату статті.

Відмова від відповідальності

Тестування виконано з метою демонстрації можливостей «розумних» ваг на реальних прикладах. Воно проводилося в стислі терміни за все з п'ятьма добровольцями, тому не претендує на статус наукового дослідження.

Що таке «розумні» ваги, і чим вони відрізняються від звичайних?

Зараз так називають аналізатори фізичних параметрів тіла людини в форматі підлогових ваг. Крім власне зважування вони допомагають оцінити ІМТ (індекс маси тіла), відсоток жирової тканини, вміст води, білка та інші показники, на які зазвичай орієнтуються дієтологи і лікарі спортивної медицини. Знаючи їх, простіше коригувати режим харчування і фізичних навантажень.

Модель Picooc Mini

Назва Picooc mini говорить сама за себе - це дійсно мініатюрні ваги (квадрат стороною 26 см). При цьому вони визначають всі ті ж параметри, що і їхні більші сусіди в модельному ряду. Незважаючи на малі габарити, ними можуть користуватися люди з масою до 150 кг.

Верхня панель виконана із загартованого скла, на якому закріплені чотири пластини електродів. Під нею розташувався червоний сегментний дисплей. Спочатку його не видно. Він включається після того, як ви наступите на ваги, або натиснете непримітну кнопку знизу.

Ваги з'єднуються зі смартфоном (або планшетом) на Android або iOS по Bluetooth. Все відображається на екрані мобільного пристрою і контролюється з нього ж. Тому розробникам не було потреби встановлювати дорогий графічний дисплей і розміщувати органи управління на самих вагах. Без смартфона (планшета) ваги можуть показувати тільки масу тіла.

На зворотному боці корпусу з ABS-пластика розташовані чотири пружних ніжки з тензометричними датчиками, кришка батарейного відсіку, наклейка з інформацією про ваги, QR-код з посиланням на додаток до Google Play і iTunes .

Харчуються ваги від трьох батарейок AAA. Вони входять в комплект поставки.

Модель Picooc S3

Просунута версія «розумних» ваг Piccoc S3 має той же принциповий конструктив - верхня панель із загартованого скла, прихований дисплей і датчики в ніжках. Харчуються ваги від чотирьох батарейок формату AA, які входять в комплект поставки.

Основні відмінності Picooc S3 від Picooc mini криються в габаритах (33 см у S3), наявності у S3 модуля Wi-Fi, типі електродів, кольорі дисплея і ціною.

У більш просунутої моделі S3 крім Bluetooth є модуль Wi-Fi. Він підключається до тієї ж бездротової мережі, який користується смартфон. S3 вміє робити все те ж, що і mini, плюс завантажувати дані в хмару і надавати до них доступ після авторизації в своєму обліковому записі.

У Picooc S3 трохи більше витончений дизайн. Відкриті електродні пластини замінені прихованими точковими електродами. Ви їх абсолютно не відчуваєте, але можете побачити як контури букви «ікс». Дисплей у ваг більший і з білим підсвічуванням.

Які показники оцінюють «розумні» ваги Picooc?

Програма для всієї лінійки ваг Picooc одна. Я використовував версію 3.6.1 для Android.

У ній відображаються наступні параметри:

1. - маса тіла;
2. - ІМТ (індекс маси тіла, він же BMI - Body Mass Index);
3. - загальний відсоток вмісту жирових тканин;
4. - індекс вісцерального жиру;
5. - частка скелетних м'язів;
6. - відсоток вмісту білка;
7. - основний обмін (базальний метаболізм COOB, або RMR - Resting Metabolic Rate);
8. - кісткова маса;
9. - відсоток вмісту води;
10. - метаболічний вік;
11. - тип статури
12. - загальна м'язова маса

Для кожного параметра наводяться межі норми в простому графічному відображенні.

Оцінка в динаміці

Регулярне спостереження за зміною своїх параметрів допомагає своєчасно коригувати дієту і тренування. Ваги відправляють дані вимірювань в додаток на смартфоні, яке відображає їх у вигляді таблиць і графіків.

мотивація

У додатку можна задати цільові параметри. Якщо ви ще не визначилися з тим, яким хочете бачити своє тіло, то просто виберіть рекомендовані параметри (середнє значення норми).

Додаток буде відслідковувати зміни показників і вітати вас з наближенням до бажаного результату, або повідомить, що ви робите щось не так і віддаляєтеся від наміченої мети.

Пам'ять на кілька користувачів

Всього в експерименті взяли участь п'ять осіб: два чоловіки і три жінки. Тільки один з волонтерів (Сергій) погодився виконувати щоденні вимірювання, тому в статті в основному наводяться його результати. Сама програма стояла у мене. Вона підтримує більше профілів, але не вміє підключатися відразу до двох різних ваг. Тому для Picooc mini додаток було встановлено на мій основний смартфон (Android 8.0), а для Picooc S3 - на резервний (Android 6.0). Скільки саме профілів можна створити в програмі - не знаю, але точно більше десяти (перевірив). Виробник це ніяк явно не обмежує, а у мене терпіння не вистачить шукати межа.

Як ваги можуть визначати стільки параметрів?

Технічно обидві моделі ваг вимірюють дві фізичні величини, за якими далі обчислюють цілий набір показників з урахуванням введених вами додаткових даних.

Перша безпосередньо вимірювана величина - це тиск на поверхню, яке будь-які електронні ваги визначають по зміні електричного опору тензорезистивних датчиків. Друга - електричний імпеданс, про який докладніше буде написано нижче.

В обох моделях Picooc встановлено чотири датчика тиску. Контролер усредняет їх показання, а потім обчислює масу людини за формулою:

m = PS / g;

де m - маса в кілограмах, P - тиск в ньютонах на квадратний метр, S - площа поверхні ваг в квадратних метрах, а g - прискорення вільного падіння.

Величина P - вимірювана; m - розрахункова, а S і g - спочатку задані в програмі. Через це виникає похибка, властива всім електронних ваг. У формулу вище вони підставляють прискорення вільного падіння за стандартом СІ. Реальне ж відрізняється приблизно на 0,5% поблизу екватора і полюсів. Зазвичай виробники ваг задають середнє значення g як 9,806 м / с2. Тому для людини масою 70 кг похибка вимірювання складе від 0 (її немає на географічній широті 45 градусів) до 371 грама (на широті 0 або 90 градусів в обидва напрямки) тільки за рахунок умовного параметра g. Іншими словами, для Москви точність буде вище, ніж для Санкт-Петербурга.

Рада виробникам: можна підвищити точність вимірювання, підставляючи значення g для конкретного міста. У будь-якому смартфоні є модуль GPS, тому додаток для ваг легко облік поправку на широту.

Що таке біоімпеданс?

Це комплексне опір тіла - якраз друга вимірюється вагами величина і те, що робить їх «розумними». Бажаючи підкреслити визначення імпедансу живих тканин, виробники часто називають його біоімпедансом. Даний метод відноситься до неінвазивної діагностики, але його реалізація відрізняється в професійних і побутових анализаторах.

На платформі ваг розташовані дві електродні пари. У моделі Picooc mini це металеві пластини відкритого типу. У Picooc S3 - приховані точкові електроди. Працюють вони однаково: на електродні пари подається слабкий змінний струм. Людина замикає електроди стопами, і далі ток йде по шляху найменшого опору: В даному випадку - переважно вздовж нервів і судин від однієї ноги до іншої через нижню частину живота.

Контролер вимірює імпеданс Z за простою формулою: Z = V / I,

де V - напруга між електродами, а I - сила струму з типовою величиною 800 мкА.

Отримане значення Z порівнюється з початковим (коли ви не стояли на вагах). Ця різниця і є імпеданс тіла, але, будь ласка, не плутайте його з провідникові (R) на ділянці ланцюга. Тут все складніше - враховується реактивне (X), тобто індуктивний і ємнісний опір тіла.

Питання в тому, як саме його враховувати і аналізувати далі. У одних розробників Z = R + X, де R виходить в районі 250 Ом, а X - 25-30 Ом. У інших використовується формула Z = (R ^ 2 + X ^ 2) / 2. Треті додають до неї свої поправки і застосовують власні статистичні моделі. Picocc збирає дані зараз і вносить коригування від версії до версії. Більшість інших виробників взагалі не заморочуються з цим і вважають «середню температуру по лікарні».

Наскільки точний біоімпеданс?

Це залежить від конкретної технічної реалізації. У медицині зараз широко використовують імпедансному плетизмографію. Це точний і добре вивчений метод, основи якого були закладені ще в тридцятих роках XX століття. З 1969 року стали з'являтися роботи , В яких пропонувалося по импедансу оцінювати зміст води в тілі людини і інші конкретні параметри.

Після цілого ряду спрощень імпедансометрія стала доступною і для персонального використання. Cаму ідею ваг з вбудованим аналізатором вперше реалізувала японська компанія Tanita. У 1992 році вони випустили модель для фітнес-клубів, а в 1994 році - її здешевлену побутову версію. Різниця в їх показниках становила 10-12% при тому, що обидві моделі використовували однакову статистичну модель.

Зараз «розумні» ваги виробляє безліч компаній, але є різниця в підходах. Для одних це ще один модний гаджет в продуктовій лінійці, а Picooc спеціалізується саме на вагах.

Як з маси і імпедансу розраховують стільки параметрів?

Створюваний «розумними» вагами змінний струм - це серія гармонійних сигналів. У дорогих аналізаторів рівня медичних центрів ці сигнали мають різну частоту, амплітуду і фазу. На один сигнал сильніше впливає кісткова тканина, на інший - м'язова, на третій - жирова. Контролер відстежує всі зареєстровані зміни функції поширення гармонійного сигналу, виконує для неї перетворення Фур'є і виробляє подальші обчислення.

Якщо прийняти в розрахунках, що клітини всіх типів розподілені в тілі рівномірно, а на імпеданс впливає тільки кісткова, м'язова і жирова тканина, то можна приблизно оцінити їх процентний склад і прикинути інші параметри. Для цього використовуються додатково введені дані (в першу чергу, - зростання для обчислення ІМТ) і статистичні моделі.

Це два серйозних допущення, які роблять метод часткового імпедансу (по його виміру з електродами тільки у ніг) малопридатним для медичної діагностики. Однак його цілком можна використовувати в побуті для контролю динаміки своїх показників і раннього виявлення небезпечних відхилень.

У персональних вагах з вбудованим аналізатором зазвичай використовується один сигнал з типовою частотою 50 кГц і його невелика модуляція. Сигнал проходить не через все тіло, а від ноги до ноги, тому їх точність (як і вартість) очікувано нижче.

Що ще впливає на точність вимірювань?

Заявлена ​​похибка у обох моделей стандартна: ± 100 грам, але це характеристика датчиків, а не приладу. Реальна величина інструментальної похибки у конкретного екземпляра ваг залежить не тільки від класу датчиків, але також від якості збірки і первинної настройки. Я не розбирав ваги і не отримав від виробника інформації про тип застосовуваних сенсорів.

Суб'єктивно збірка виглядає дуже якісно: все зроблено монолітно, а датчики розташовані в самих ніжках і чітко реагують на зміну тиску.

Виконали контрольне зважування з еталонною двокілограмової гирею в руках. І ті, і інші ваги показали рівно на два кілограми більше, ніж при вимірюванні без гирі хвилину назад.

Максимально зареєстрована різниця визначення маси на одних вагах в двох виконаних підряд вимірах вийшла 400 грам для mini і 200 грам для S3, але після перестановки і додаткового калібрування різниця не перевищувала заявлені 100 грам. Часто ваги показували абсолютно однакові значення.

Оскільки прилад орієнтований на застосування не фахівцями, слід очікувати високі методичні похибки вимірювання, що залишаються на совісті самих користувачів.

Як підвищити точність вимірювань?

Ось поради для отримання більш точних результатів:

• покладіть смартфон на стіл. Під час вимірювання його дуже хочеться тримати в руці, щоб контролювати процес, але це спотворює результати. Ви все одно їх побачите в програмі, просто наберіться терпіння.
• як і будь-які ваги, їх потрібно встановити на рівну і тверду горизонтальну поверхню. Не треба стелить під них ніяких килимків!
• обов'язково Вирівняйте перед першим використанням. Якщо переміщали ваги, то калібрування варто повторити і перед наступним зважуванням. Для цього просто злегка наступите на них ногою, потримайте пару секунд після включення дисплея і акуратно приберіть ногу. Усе. Ваги автоматично визначать вага власної платформи як точку відліку і приймуть це значення за 0,0.

• вставайте на ваги лише босоніж. Навіть тонкі шкарпетки створюють діелектричний шар, що перешкоджає виміру ваших параметрів і вносить сильно спотворені.

• з тієї ж причини літнім людям і власникам вираженого рогового шару на підошвах рекомендується спочатку виконати обробку стоп.
• виконуйте вимірювання при кімнатній температурі і натщесерце. Якщо ви прийняли гарячу ванну, поїли, випили спиртне або просто повернулися з прогулянки жарким днем, то у вас будуть розширені судини. Це знизить опір і внесе спотворення в усі параметри, крім маси.

Чи можна використовувати ваги для діагностики?

Як спосіб раннього виявлення деяких небезпечних відхилень в домашніх умовах - так. Якщо ваги дають привід задуматися про своє здоров'я, то завжди можна потім звернутися в клініку і виконати прицільні дослідження.

Наприклад, ваги Picooc оцінюють відсоток кісткової тканини. Якщо програма показує, що він сильно знижений щодо заданої в програмі норми, то це може бути ознакою остеопорозу, вікових змін та інших порушень.

Щоб з'ясувати це напевно, лікарем виконується визначення щільності кісткової тканини - денситометрія, але це не той метод, яким можна скористатися в будь-який момент. Більшість людей навіть не здогадуються про те, що їм показана денситометрія або інші специфічні дослідження. Тому навіть така приблизна оцінка стану кісток «розумними вагами» має практичний сенс.

Чим менше жиру, тим краще?

Ні. Тут важливий баланс. Жирова тканина не тільки створює енергетичний резерв, але і виконує захисну функцію. Тому виділяють вісцеральний жир, тобто розташований навколо внутрішніх органів і входить в їх підтримує апарат. Багато хто знає, що якщо занадто захопитися схудненням, то відбудеться опущення нирок - це якраз наслідок вираженого нестачі вісцерального жиру. З іншого боку, його надлишок також ускладнює біомеханіку органів, особливо серця. Ваги Picooc обчислюють як загальний відсоток вмісту жирових тканин, так і індекс вісцерального жиру, вказуючи нормативи для всіх показників.

Навіщо ваги просять вказати расу?

Думаю, ви легко відрізните азіата від латиноамериканця і не станете сперечатися, що у них є свої особливості статури. Вказівка ​​етнічної приналежності допомагає ваг точніше вибрати статистичну модель.

У програмі є якийсь простий індикатор здоров'я?

Так, вони виставляють оцінку за десятибальною шкалою з десятими частками. Це зручно для швидкої оцінки. 10/10 - красуня, 1/10 - чудовисько. Однак не покладайтеся на результат одиничного виміру. Для коректної оцінки рекомендується виконати серію вимірів. Бажано проводити їх щодня в один і той же час. Наприклад, вранці перед сніданком.

Обговорення результатів

Добровольці послідовно виконували вимірювання на вагах Picooc mini і Picooc S3. В цілому результати вимірювань виглядали правдоподібно. Межприборних свідчення також збігалися з невеликими відхиленнями, але іноді ваги по-різному оцінювали динаміку маси і жирової тканини одного і того ж людини. Наприклад, mini вітали випробуваного з схудненням, а S3 в той же самий час нарікали, що він «розтовстів» ще більше. Так буває, коли програма намагається аналізувати незначні зміни, які не перевищують рівень похибки.

У початкових даних добровольця Сергія була діагностована недостатня маса кісткової тканини. Через п'ять днів ваги привітали його з добором до нормативних значень, але це також був уявний прогрес - звичайні коливання навколо нижньої межі норми. В останній день експерименту розрахункова маса кісток не відрізнялася від вихідної.

Часто «розумні» ваги беруть для контролю ефектівності схуднення. Сергію не треба було худнути, але заради експерименту він на тиждень відмовився від жирної їжі і швидких вуглеводів. Став робити ранкову зарядку, займатися на тренажерах і більше ходити пішки. При цьому він не голодував - їв вівсянку, гречку, варену курку, яловичину, овочеві салати з мінімальною кількістю оливкової олії, знежирений сир і т.д.

В останній день дослідження при вимірі з ранку натщесерце ваги несподівано показали надбавку жирової тканини у Сергія на 1,4% (20,4% замість 19,0% початково). До обіду того ж дня відсоток жиру у нього був оцінений вже в 17,8% (на 1,2% нижче вихідного). Очевидно, що він не міг знизитися на 2,6% за кілька годин. Швидше за все, це похибка вимірювання, викликана різним рівнем кровонаповнення нижніх кінцівок протягом доби.

Типові рекомендації по «здоровому харчуванню" не пішли Сергію на користь. Його і без того недостатня маса зменшилася на 1,7 кг. Інші показники істотно не змінилися. Висновок тут простий: немає універсальних дієт, завжди потрібно враховувати специфіку конкретної людини, його характер праці і харчування. Ваги з вбудованим аналізатором якраз допомагають швидше оцінити, наскільки вам підходить обраний режим харчування.

Інший доброволець якраз хотів схуднути і «прибрати друге підборіддя». Однак при першому вимірі ваги порекомендували йому добрати 200 грам до ідеальної маси. Після цього він відмовився від подальшої участі в дослідженні. Ймовірно, такі накладки виникають через використання в розрахунках переважно ІМТ і відсотка жирової тканини без урахування її об'ємного розподілу. На мій погляд, самі параметри були визначені коректно, а проблема була саме в алгоритмі загальної оцінки.

виявлені недоліки

При першому підключенні додаток пропонує сканувати QR-код для визначення моделі ваг. Він надрукований на самих вагах, в їх інструкції і на коробці. У мене автоматичний вибір не спрацював ні там, ні там. Вказував моделі вручну. При цьому по QR-коду відкривається посилання на додаток в Google Play, тобто код читається.

У додатку не змінюється орієнтація екрану, хоча деякі показники зручніше читати в альбомному вигляді.

На вагах Picooc mini нога більше 40 розміру не вміщується в довжину. Ними все одно можна користуватися, але стопа звисає, через що складно правильно встати на ваги і отримати точні результати з першої спроби.

Ваги Picooc mini не надто стійкі. Коли людина встає на них, то ставить ногу занадто близько до краю платформи. Через їхні малі розміри зазвичай так і доводиться робити, тому виникає ризик перекидання. Мені доводилося притримувати добровольців на цих терезах - навіть дівчат з 37 розміром.

У обох ваг Picooc гранично допустима маса користувача - 150 кг. Більш важкі люди теж хочуть схуднути і контролювати динаміку своїх параметрів. Інші ваги (наприклад, Medisana 40446 PSM, Polaris PWS 1860DGF і Bosch PPW3330) дозволяють зважуватися людям до 180 кг, а Tanita RD-953 - до 200 кг.

У Picooc середня точність тензометричних сенсорів. Наприклад, у Xiaomi Mi Body Composition Scale вона вдвічі краще: ± 50 грам проти ± 100 грам у обох моделей Picooc.

Обидві моделі ваг Picooc не розраховують рекомендований денний раціон в кКал (DCI) і не виконують оцінку фізичного рейтингу. Такі функції є у ​​деяких ваг Tanita і Omron.

Згідно з інструкцією, ваги Picooc будуть свідомо некоректно показувати параметри спортсменів. У інших «розумних» ваг (наприклад, Medisana 40446 PSM і REDMOND SkyBalance 740S) для спортсменів є окремі режими, тобто в них закладені додаткові статистичні моделі і поправочні коефіцієнти.

Аналогічна ситуація виникає, якщо вказати вік понад 60 років. Програма видає попередження про те, що у літніх людей процентний склад тканин і інші показники сильно відрізняються від властивостей людини середнього віку. Іншими словами, вона не вміє робити відповідну поправку і порівнює отримані значення з нормативами для іншої вікової групи.

При виставленні бальної оцінки ваги Picooc не враховують об'ємне розподіл жирової тканини. Ви можете ввести в програму обхват талії, стегон і інші ручні вимірювання, але вони носять чисто інформативний характер і не використовується в розрахунках програми. Я пробував вказувати в параметрах добровольців талію більше метра замість реальних 62-68 см, але все одно отримував зелене світло по всіх параметрах і 10 балів з 10.

Через особливості програми ваги Picooc S3 не віддзеркалюватимуть виміряні показники без підключення до Wi-Fi. Якщо з'єднання перервалося, або просто немає роутера, вони відображають на своєму екрані тільки масу і не підключаються до смартфону (пишуть: «помилка підключення»), хоча технічно це можна зробити по Bluetooth.

Укладення

Надані на огляд ваги з вбудованим аналізатором виконують оцінку великого ряду параметрів і здатні попередити про небезпечні відхиленнях. Регулярні вимірювання своїх показників на «розумних» вагах мотивують стежити за фігурою, виконувати фізичні вправи і не дуже налягати на солодощі. Вони стануть електронним помічником для всіх бажаючих поліпшити або просто контролювати параметри свого тіла. Однак треба враховувати особливості їх вимірювань і не робити поспішних висновків по одиничним результатами.

Ваги Piccoc відносяться до класу персональних гаджетів для підтримки здоров'я. Вони очікувано поступаються в точності оцінки професійного медичного обладнання, що виконує повну імпедансометрія і плетизмографію. При цьому для конкретної людини і однакових умов вимірювань похибки залишаються на фіксованому рівні, що дозволяє оцінити динаміку параметрів.

На практиці ваги Picooс набагато зручніше і інформативніше, ніж застосовується у спортивній медицині ручне вимір з каліпером і оцінка за таблицями номограмм. Більшість виявлених недоліків «розумних» ваг пов'язані з роботою програми та можуть бути усунені на програмному рівні.

До 15 жовтня 2018 роки ви можете придбати ваги Picooc Mini и Picooc S3 зі знижкою 15% в офіційному інтернет-магазині picooc-russia.ru по промокодом CTRR15.