Многие люди, следящие за своим весом, приобретают домашние весы-жироанализаторы. На данном канале выложено несколько статей, посвященных разным аспектам устройства и работы прибора, не будем повторяться - в конце статьи приведены необходимые ссылки.
Данная статья же написана по поводу возможного улучшения точности ваших весов. Начнем с того, в чем кроется причина отклонения показаний весов (по проценту жировой массы тела).
Двухкомпонентная модель состава тела
Состав тела в наиболее простой модели (двухкомпонентной) представляется жировой массой тела (ЖМТ) и безжировой массой тела (БМТ). Сумма ЖМТ и БМТ составляет полную массу тела (МТ).
МТ=ЖМТ+БМТ.
Пример: у "средней" женщины при жировой компоненте 18 кг и массе тела 60 кг безжировая масса тела составляет 60-18=42 (кг).
Но обычно состав тела принято отображать не указанием абсолютного значения ЖМТ, а ее процентным содержанием, равным
%ЖМТ=100%*ЖМТ/МТ.
Пример: при ЖМТ=18 кг и МТ=60 кг процент жира равен 100%*18/60=30%.
%ЖМТ более точно отражает степень ожирения, чем распространенный индекс массы тела (ИМТ). Достоинство ИМТ в том, что для его определения достаточно обычных весов и ростомера (который может быть заменен сантиметровой лентой), определение же ЖМТ требует специального оборудования.
Ввиду простоты определения ИМТ степени ожирения определяют по ИМТ, официального соответствия между процентом жира и степенью ожирения не существует. Но существуют рекомендации Национального института здоровья США/ВОЗ, приведенные ниже.
Интерпретация результатов измерения процентного содержания жира в организме
Умные весы считают вас цилиндром
Чтобы пояснить причину ошибочных показаний биоимпедансометра, рассмотрим принципы его действия. Через тело человека по возможным путям:
- левая рука-правая рука;
- левая нога-правая нога;
- левая рука-правая нога;
- правая рука-правая нога;
- соединенные электрически ноги-соединенные электрически руки;
- более сложные пути с наложением дополнительных электродов на локти и колена, а также голову (полисегментные схемы),
пропускается слабый переменный электрический ток силой 0,1-1 мА частотой 50 Гц, и измеряется сопротивление участка тела между электродами.
При приложении электродов к запястью и щиколотке измеряемое сопротивление у здоровых людей находится в диапазоне 350-800 Ом, составляя в среднем 400 Ом для мужчин и 550 Ом для женщин. Более высокое сопротивление у женщин обусловлено меньшим содержанием мышечной массы и большим содержанием жира.
При измерении процента жира человек представляется имеющим очень простую форму - цилиндрическую. Рост человека в данной простейшей модели - высота цилиндра. Но у цилиндра площадь поперечного сечения постоянная по всей его высоте, у человека же, при приложении электродов к щиколотке и запястью (с домашними весами - к ступням и ладоням) площадь поперечного сечения тела минимальна у электродов и постепенно увеличивается к центру фигуры, достигая максимума у обладателей фигуры "груша" на бедрах, у "яблок" на животе, у "клубники" на груди, а у "песочных часов", напротив, уменьшаясь в области талии с максимумом на бедрах и груди. Если какую фигуру и можно, с определенной условностью, признать цилиндрической, то это "банан".
Возможность учета типа фигуры
При принятии модели цилиндра в жироанализатор вводится единственный линейный параметр - рост. А теперь представьте, сколько бы параметров пришлось вводить, чтобы описать фигуру каждого пользователя
И этим множеством цифр была бы описана только внешняя форма тела, а ведь состав тела определяется еще и распределением тканей внутри тела. Так неужели все так безнадежно, и у биоимпедансометрии нет перспектив?
При проведении серьезных исследований, где важен состав тела, его все чаще определяют методом МРТ (магнито-резонансной томографии), позволяющим делать прямую оценку распределения жира в организме. Но подобное исследование дорогостоящее, не применимо при массовых обследованиях, и с целью улучшения точности показаний метод биоимпедансометрии "подправляется". Модель тела остается цилиндрической, но показания подправляются 2 или 3 поправками, из которых 2 обязательны - это пол и возраст пользователя, а иногда еще и тип его фигуры - подросток, взрослый или атлет.
Умные весы "помнят" по номеру каждого своего пользователя, и достаточно один раз внести под определенным номером свои пол, возраст и рост, чтобы впредь наблюдать за динамикой состава тела при похудении, массонаборе или сушке.
Производитель прибора калибрует его на большой группе людей, устанавливая типичное изменение фигуры и состава тела для каждого пола с изменением возраста.
Вот тут и кроется источник возможных погрешностей показаний. Прибор, калиброванный на азиатах, будет стабильно "врать" при пользовании им европейцами, и наоборот; у представителей этих 2 рас типичный состав тела отличается. Так, в Японии ожирением считается (и является!) ИМТ больше 25 а в Европе лишь больший 30. Приобретая умные весы, разработанные для другой страны, вы заведомо оказывается заложником неизвестного "зашитого" в них алгоритма.
Весы стали бы универсальными, если бы, помимо роста, была бы предусмотрена возможность вводить некоторые поперечные размеры, хотя бы 2-3. Так, исследования показали, что у мужчин можно обойтись окружностями талии и шеи, у женщин еще важная роль отводится окружности бедер. (Это все помимо роста!).
Но постойте - не становится ли при таком раскладе лишним значение сопротивления? Ведь существует метод (и множество основанных на нем сетевых калькуляторов) оценки процента жира именно на основании ввода пола, роста, объемов шеи, талии.
Эти калькуляторы также, по мере похудения и уменьшения обхватов, будут фиксировать снижение доли жировой компоненты. Но основанные на обхватах калькуляторы не "видят" внутреннего распределения ЖМТ/БМТ, что оценивается биоимпедансом, пускай и в самом обобщенном виде.
Но следует вникнуть и в положение производителя умных весов - при обилии вводимых параметров прибором будет неудобно пользоваться, да и сила традиции велика - ведь биоимпедансометрия была объявлена как метод оценки состава тела на основании измерения сопротивления тела, а не обмера шеи.
Но существует разумный компромисс, несколько более напряжный для пользователя, но радикально увеличивающий надежность показаний весов. Недавнее исследование (2019 год), проведенное авторским коллективом из ряда исследовательских центров США, показало, что %ЖМТ хорошо отражается учетом, кроме роста и пола, всего лишь еще одним показателем - окружностью талии.
Исследователи пошли еще дальше - со ссылкой на работу 2015 года они отошли от общепринятых методик измерения окружности талии на уровне высшей точки гребня подвздошной кости или уровне середины между высшей точкой гребня подвздошной кости и самой нижней точкой реберной дуги (какой из методов лучше, единого мнения нет, при том, что каждый из этих методов требует проведения измерения специалистом с "ощупыванием" пациента), и предложили измерять окружность талии на вполне доступном и легко находимом месте - на уровне пупка, заложив в выведенные ими уравнения именно это значение.
Обследовав и обмерив 147 мужчин и 34 женщины, возрастом от 19 до 51 года, при проценте жира у мужчин от 4% до 36%, у женщин от 10% до 41%, исследователи вывели 2 формулы, отдельно для мужчин и женщин, которыми, после преобразования, воспользовались и мы.
Если считать, что жироанализатор, настроенный на человеке с нормальным или близким к нормальному ИМТ дает корректные показания при принятии цилиндрической модели, то по мере набора им веса его фигура все более отклоняется от модельного цилиндра, и лучшее приближение дала бы модель бочонка, с центральной частью шире оснований.
Сопротивление "бочонка" отличается от сопротивления цилиндра, но весы, по заложенной в них программе, по-прежнему считают тело цилиндрическим, и по изменившемуся сопротивлению выдают ошибочный результат, занижая возросшее количество жировой компоненты.
Но это занижение можно компенсировать, сознательно "обманув" программу, введя в нее при настройке вместо фактического роста заниженный "виртуальный" рост, что приведет показание к реальному (или близкому к нему).
Итак, по проведенному в 2019 году исследованию можно прийти к следующим рекомендациям для пользователей умных весов:
При первоначальной настройке весов введите в них, как обычно, пол и возраст, а вместо фактического роста Рост_ факт виртуальный рост Рост_вирт, вычисляемый по формуле:
для мужчин
Рост_вирт=1,25*Рост_факт - 0,50*(Окр_талии);
для женщин
Рост_вирт=1,35*Рост_факт - 0,72*(Окр_талии).
Рост, как вы уже знаете, необходимо измерять утром, поскольку к вечеру длина тела уменьшается вследствие уплотнения межпозвоночных дисков, а талию (для наших целей) на уровне пупка, держа ленту параллельно полу, не натягивая ее и не вдавливая в тело. Измерьте на выдохе, не втягивая живота.
Эта величина может оказаться несколько больше "талии" по самому узкому месту (если таковое еще определяется) - не обращайте на это внимания, данный метод предполагает измерение именно на уровне пупка.
Поскольку окружность талии - величина переменная, вполне достаточно повторять измерения раз в месяц, внося в умные весы результат нового расчета виртуального роста. Если за месяц вес изменился на 2 кг, объем талии вряд ли изменится более чем на 2 см; после умножения на коэффициенты 0,50 или 0,72 виртуальный рост изменится на 1-1,5 см, что на пределе точности метода.
В качестве примера:
Фактический рост мужчины 170 см, окружность талии 95 см. При настройке весов под пользователя следует внести в них значение роста
Рост_вирт=1,25*Рос_факт - 0,50*(Окр_талии) = 1,25*170-0,50*95=165 (см). Столько и следует ввести - 165 см вместо 170 см; при получении дробного значения округлите до целого.
Для женщины с теми же данными следует ввести значение
Рост_вирт=1,35*Рос_факт - 0,72*(Окр_талии)=1,35*170-0,72*95=161 (см).
Сложно и хлопотно? Так приобретя смарт-весы, вы и не рассчитывали на спокойную жизнь - что-то же побудило вас их купить.
Ссылки на статьи по биоимпедансометрии:
029. Бытовые весы-жироанализатор – измерительный инструмент или калькулятор?
044. Бытовые весы-жироанализаторы – как работают и что показывают
045. Таинственный фазовый угол и теорема Пифагора при биоимпедансе
046. Как улучшить точность показаний домашних весов-жироанализаторов
442. Трекер состава тела KLU. Чудо-гаджет или упрощенный биоимпедансометр?
