To the content
5 . 2019

The selection of optimal methods for determining the perfect body weight for the assessment of the nutritional status

Abstract

In everyday practice, for a personalized approach to assessing nutritional status it is necessary to determine the ideal body weight of a person, but bio-impedance analysis of body composition widespread in stationary conditions in an outpatient setting is not always available. Therefore, it is necessary to use other methods for determining the ideal body weight, the results of which would be most comparable with bio-impedance analysis results.

The aim of the work is a comparative analysis of various calculation methods for determining the ideal body weight and the results of bio-impedance testing.

Material and methods. 830 men aged 18 to 44 years were examined. The ideal body weight was calculated by 16 common methods. The obtained results were compared with bio-impedance analysis of body composition.

Results and discussion. To compare the accuracy of the coincidence of the results obtained by means of the used methods, the method of standard error of the model was used, as well as the correlation analysis was carried out, and regression models were constructed. A comparative analysis revealed the most informative methods for determining the ideal body weight, which are recommended for use in practice.

Conclusion. As a result of comparing several methods for determining the ideal body weight, we can conclude that the methods closest to the determination of ideal body weight obtained by bio-impedancemetry are the methods of Borgardt, Monnerot-Dumayn and the Insurance Company “Metropolitan Life”.

Keywords:bio-impedance analysis, ideal body weight, body mass index, method of standard error of the model, methods for estimating ideal body weight

For citation: Smirnova G.A., Andriyanov A.I., Kravchenko E.V., Konovalova I.A. The selection of optimal methods for determining the perfect body weight for the assessment of the nutritional status. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (5): 39-44. doi: 10.24411/0042-8833-2019-10052 (in Russian)

В настоящее время оценка пищевого статуса базируется главным образом на величине массы тела (МТ), которая является первичным показателем соответствия энергетической ценности рациона питания энергетическим затратам организма. Величина МТ обычно сопоставляется с нормативными величинами, представленными в справочных таблицах. Существуют таблицы максимальной нормальной массы тела (НМТ), при которой риск развития алиментарно-зависимых заболеваний минимален, и эмпирические таблицы нормальных величин, основанные на данных, полученных в больших популяциях антропометрическими методами. В этих таблицах НМТ, как правило, соответствует среднестатистической величине.

Следует разграничивать такие понятия, как "идеальная масса тела" (ИдМТ) и "нормальная масса тела". В настоящий момент "идеальной" принято считать такую массу тела, которая соотносится с наибольшей среднестатистической продолжительностью жизни человека. Вместе с тем необходимо помнить о том, что понятия "идеальная масса тела" и "нормальная масса тела" отнюдь не тождественны.

ИдМТ представляет собой достаточно абстрактный показатель, она характерна лишь для незначительной части (5-10%) населения развитых стран. Понятие ИдМТ как показатель наилучшей МТ для жизни конкретного человека нельзя трактовать слишком буквально, ведь говоря о ней, имеется в виду лишь предполагаемая продолжительность жизни большой группы людей, а не точный и достоверный прогноз долголетия. В случае оценки избыточной МТ, ориентируясь только на ИдМТ, у 60-70% населения (в том числе в развитых странах) будет выявлено ожирение различной степени [1].

Нормальная или рекомендуемая масса тела зависит от целого ряда факторов, и определяющими среди них являются рост человека, его пол и особенности конституции [2]. Показатель ИдМТ необходим для расчета НМТ. Значения НМТ колеблются в пределах ±10-20% относительно ИдМТ и, как следствие, имеют более широкий диапазон вариантов МТ. Если рассчитывать избыток МТ по критерию НМТ, распространенность ожирения в развитых странах приближается к показателю 25-30%, что соответствует действительности и подтверждается многочисленными исследованиями [1, 3-6]. Например, стандартизованная частота встречаемости ожирения в Российской Федерации для лиц мужского и женского пола равна 21,9 и 29,7% соответственно [6].

В настоящее время известно большое количество методов вычисления ИдМТ, которые содержатся как в специальной литературе, так и на многочисленных отечественных и зарубежных сайтах, посвященных коррекции МТ и здоровому образу жизни [7-12]. При наличии многообразия методик диагностики ИдМТ возникает вопрос о выборе из них наиболее простых в применении, но в то же время наиболее информативных и сопоставимых с данными биоимпедансометрии.

Целью данного исследования было определить ИдМТ наибольшим количеством распространенных методик и выявить методики, дающие результаты, наиболее близкие к данным, полученным с помощью биоимпедансного анализа.

Материал и методы

Обследованы 830 человек мужского пола в возрасте от 17 до 44 лет, у которых с помощью разных методик определялся ИдМТ. Для определения ИдМТ использовали методики разных авторов [7-12], а также данные, полученные с помощью биоимпедансного анализатора состава тела "InBody-720" (Biospase, Южная Корея).

В процессе обследования определяли следующие показатели: возраст (В, годы); рост (L, см); МТ (кг); окружность талии (ОТ, см); окружность шеи (ОШ, см); обхват запястья (ОЗ, мм); окружность груди в покое (ОГпокоя, см); кожно-жировые складки с правой стороны (КЖС, мм): над серединой бицепса (КЖСБ, мм); над серединой трицепса (КЖСТ, мм); под лопаткой (КЖСЛ, мм); в паховой области на 2 см выше середины пупартовой связки (КЖСП, мм); на животе на расстоянии от пупка 5 см (КЖСЖ, мм). Вычисляли следующие показатели: индекс массы тела (ИМТ, кг/м2), жировую массу тела (ЖМТ, кг), процент содержания жировой ткани в организме (ПСЖО, %), сумму кожно-жировых складок (Σкжс, мм).

Ниже приведены формулы, используемые для определения ИдМТ у мужчин.

Формула Брока [7]. Индекс Брока подходит только людям с ростом от 155 до 170 см и дает очень приблизительную оценку:

ИдМТ = (L - 100) × 0,9. (1)

Формулы Брока-Бругша [8]:

при росте <165 см: ИдМТ = (L - 100), (2)

при росте от 165 до 175 см: ИдМТ = (L - 105), (3)

при росте >175 см: ИдМТ = (L - 110). (4)

Формулы Брока с учетом комплекции [8]:

при росте <155 см: ИдМТ = (L - 95) × КТ, (5)

при росте от 155 см до 175 см: ИдМТ = (L - 100) × КТ, (6)

при росте >175 см: ИдМТ = (L - 110) × КТ, (7)

где КТ - коэффициент телосложения, равный 0,9 - при обхвате запястья меньше 15 см; 1 - при обхвате запястья от 15 до 17 см; 1,1 - при обхвате запястья более 17 см.

Формула Креффа уточняет индекс Брока с учето телосложения [9]:

ИдМТ = (L - 100 + (В/10)) × 0,9 × КТ. (8)

Формула Девина [10] была разработана для определения дозировок лекарственных средств, но впоследствии широко распространилась для расчета ИдМТ. На основании этой формулы составлена большая часть калькуляторов по расчету ИдМТ.

ИдМТ = 50 + 2,3 × (0,394 × L - 60). (9)

Формула Робинсона [11]:

ИдМТ = 52 + 1,9 × (0,394 × L - 60). (10)

Формула Миллера [9] (рост в дюймах):

ИдМТ = 56,2 + 1,41 × (L - 60). (11)

Формула Мохаммеда [9]:

ИдМТ = 0,00225 × L2. (12)

Формула Борнгардта [8]:

ИдМТ = (L × ОГпокоя)/240. (13)

Формула Моннерота-Думайна учитывает тип телосложения, костную и мышечную массу человека [9]:

ИдМТ = (L - 100 + (4 × ОЗ))/2. (14)

Формула страховой компании "Metropolitan Life" [9]:

ИдМТ = 50 + 0,75 × (L - 150) + (В - 20)/4. (15)

Формула Лоренца для мужчин старше 18 лет и ростом от 140 до 220 см [9]:

ИдМТ = L - 100 - ((L - 150)/4). (16)

Формула Поттона [9]:

ИдМТ = (L - 100) - L/200. (17)

Формула Хамви [9]:

ИдМТ = 48 + 2,7 × (L - 60). (18)

Формула Наглера [9]:

ИдМТ = 48 + 2,7 × (L - 60). (19)

Формула Купера [12]:

ИдМТ = 0,713 × L - 58,0 (20)

или

ИдМТ = (L × 4,0/2,54 - 128) × 0,453. (21)

Для анализа данных все результаты обследования были обработаны вариационно-статистическими методами, выборки проверяли на нормальность распределения с помощью критерия Колмогорова-Смирнова [13]. Рассчитывали показатели описательной статистики и статистики вывода: среднее арифметическое, стандартное отклонение, стандартная ошибка среднего, минимальное и максимальное значения, медиана [14]. Выбор наиболее сопоставимых методов определения показателей пищевого статуса осуществлялся с помощью вычисления среднеквадратичной ошибки (MSE) [15, 16]. Полученные результаты сопоставляли с результатами биоимпедансного анализа состава тела. Для сравнения точности совпадения результатов проводили корреляционный анализ Пирсона. Статистическую обработку материала осуществляли с использованием программных продуктов Microsoft Excel и Statistica 10.0.

Результаты и обсуждение

Для того чтобы выбрать наиболее точные способы расчета ИдМТ, используемой для вычисления НМТ, был проведен анализ данных, полученных с помощью расчетных методик определения ИдМТ. Сначала применяли метод MSE для сравнения точности совпадения результатов, полученных с помощью представленных методик. Затем проводили корреляционный анализ полученных данных и для наглядности результатов строили регрессионные модели наиболее совпадающих выборок данных.

Значения описательных статистик по выборкам показателей ИдМТ, определенных использованными нами методами, приведены в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты сравнения выборок данных ИдМТ, полученных различными методами, с выборкой ИдМТБИА методом MSE и с помощью корреляционного анализа.

Сравнение выборок данных с помощью MSE выявило, что наиболее близкими к значениям ИдМТБИА оказались результаты ИдМТ, вычисленные с помощью методик Борнгардта, Моннерота-Думайна и страховой компании Metropolitan Life, что подтверждалось данными корреляционного анализа.

Построение регрессионных моделей зависимости всех рассмотренных методик определения ИдМТ от ИдМТБИА показало, что наиболее тесные связи выявлялись для ИдМТ, определенной по методике Борнгардта.

Таким образом, в результате сопоставления нескольких методик определения ИдМТ можно заключить, что наиболее близкими к определению ИдМТБИА являются методики Борнгардта, Моннерота-Думайна и страховой компании "Metropolitan Life". Эти методики можно рекомендовать для вычисления НМТ пациентов по ИдМТ в условиях отсутствия специализированной аппаратуры.

References

1. Romantsova T.I. The obesity epidemic: obvious and probable causes. Ozhirenie i metabolism [Obesity and Metabolism]. 2011; (1): 5-19. (in Russian)

2. Smirnova G.A. Body Constitution and Nutrition Status. Saint Petersburg: VMedА, 2007: 240 p. (in Russian)

3. Stehman C.R., Buckley R.G., Dos Santos F.L., et al. Bedside estimation of patient height for calculating ideal body weight in the emergency department. J Emerg Med. 2011; 41: 97-101.

4. The obesity problem in the WHO European Region and the strategy for its resolution. Edited by F. Branca, H. Nikogosian, T. Lobstein. Copenhagen: WHO, 2009: 392 p. (in Russian)

5. Zaninotto P., Head J., Stamatakis E. Trends in obesity among adults in England from 1993 to 2004 by age and social class and projections of prevalence to 2012. J Epidemiol Community Health. 2009; 63: 140-6.

6. Soboleva N.P., Rudnev S.G., Nikolaev D.V., et al. Bioimpedance screening of the Russian population in health centers: prevalence of overweight and obesity. Rossiyskiy meditsinskiy zhurnal [Russian Medical Journal]. 2014; (4): 4-14. (in Russian)

7. Brocka, P. General Instructions for Anthropological Research and Monitoring. Moscow: Univ. tip., 1865: 136 p. (in Russian)

8. Dietetics: Manual. Edited by A. Baranovskiy. Saint Petersburg: Piter, 2018: 1104 p. (in Russian)

9. Formulas for calculating the ideal weight [Electronic Resource]. URL: http://beregifiguru.ru. (date of access December 25, 2016)

10. Devine B.J. Gentamicin therapy. Drug Intell Clin Pharm. 1974; 8: 650-5.

11. Robinson J.D., Lupkiewicz S.M., Palenik L. Determination of ideal body weight for drug dosage calculations. Am J Hosp Pharm. 1983; 40 (6): 1016-24.

12. Cooper R.K., Cooper L.L. Superdiet, Which is Easy to Adhere to. Life without Fat. The Ideal Formula for Normalizing Weight and Health. Moscow: Ripol Klassik, 2005: 352 p. (in Russian)

13. Recommendations for Standardization. Applied Statistics. Rules for Checking the Agreement of the Experimental Distribution with the Theoretical One. Part II. Nonparametric Test. Moscow: Izdatel’stvo standartov, 2002: 64 p. (in Russian)

14. Lang T.A., Sesik M.A. How to Describe Statistics in Medicine. Moscow: Practicheskaya meditsina, 2016: 480 p.

15. Odeychuk A.N. The generalized criterion of the effectiveness of prediction models of time series in information systems. Bionika intelektu [Bionics of Intelligence]. 2009; 1 (70): 113-9. (in Rus sian)

16. Shcherbakov M.V., Shcherbakov N.L., Kozlov I.P. Connective models of identification of system dynamics on short intervals of observations with a given set of classes of behavior. Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [SFU News. Technical Science]. 2012; (1): 83-91. (in Russian)

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
CHIEF EDITOR
CHIEF EDITOR
Viktor A. Tutelyan
Full Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Medical Sciences, Professor, Scientific Director of the Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety (Moscow, Russia)

Journals of «GEOTAR-Media»