基于图像辅助的膳食微量营养素评估方法有效性研究

摘 要：目的：研究图像辅助的膳食评估（IBDA）方法在评估矿物质和维生素摄入方面的有效性，并与称重食物记录（WFR）法和24 h膳食回顾（24-HDR）法进行比较。方法：通过计算机检索中国知网学术论文数据库（CNKI）、万方数据库、维普数据库、PubMed、Web of Science、Cochrane Library、Embase，按纳入及排除标准筛选文献，提取数据后采用RevMan 5.4软件进行Meta分析。结果：共纳入9项研究。Meta分析结果显示，IBDA方法与传统方法相比，对钠、钾、维生素B1、烟酸、叶酸、维生素B12、维生素C、维生素D的摄入评估差异均无统计学意义（P＞0.05）；对镁、锌、铁、磷、维生素B2、维生素B6、维生素E摄入评估比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。亚组分析结果显示，IBDA方法与WFR方法对镁、锌、铁摄入评估比较和其与24-HDR方法对维生素C摄入评估比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：IBDA方法与传统方法在评估大部分微量营养素摄入方面无显著性差异，应用于膳食微量营养素调查的可行性较好。膳食评估技术为营养调查高质量发展提供了保障。

关键词：图像；微量营养素；膳食评估；有效性；Meta分析

评估食物和营养素摄入的方法和工具对监测人群营养状况、进行膳食与健康关系的流行病学和临床研究至关重要。传统的膳食评估方法包括称重食物记录（WFR）法和24 h膳食回顾（24-HDR）法等。食物摄入数据的收集为制定疾病预防干预方案提供了一些有价值的见解，因此，进行膳食评估在收集食物摄入量数据时需要考虑更多的创新方法。基于图像辅助的膳食评估（IBDA）方法是指使用食物图像作为主要饮食记录［1］，并已成为评估膳食摄入的关键方法。目前，关于IBDA方法有效性的证据仍然有限。日益普及的膳食评估的移动应用程序（APP）使得评估IBDA方法作为独立膳食评估的有效性越来越重要，而矿物质和维生素都是人体维持健康所必需的营养素，因此，本研究通过将IBDA方法与传统膳食评估方法进行比较，对IBDA方法在矿物质和维生素摄入方面的有效性进行评估，为营养调查新技术的应用提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 IBDA方法流程

如图1所示［2］，IBDA方法流程图共分为6个步骤：该过程首先由用户通过设备将图像发送至系统应用程序（步骤1），用于查找营养信息和食物识别和体积估算（步骤2），然后将结果发送回客户端（步骤3），用户需要确认或调整此信息（步骤4）。一旦服务器获得用户确认，食物摄入信息结果将存储进系统应用程序中（步骤5）。最后，这些结果将发送给研究人员做进一步分析（步骤6）。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准：（1）原始研究；（2）IBDA方法与传统膳食评估方法（WFR或24-HDR）在矿物质或维生素方面的比较；（3）利用手机、数码相机或食物图片卡来记录食物照片；（4）能提供原始数据的均值与95%可信区间（95%CI）或可根据原始数据计算。排除标准：（1）非中英文文献；（2）综述类文献；（3）无法得到原始数据的均值与95%CI。

1.3 文献检索策略

计算机检索中国知网（CNKI）、万方数据库、维普数据库、PubMed、Web of Science、Cochrane Library、Embase，采用主题词加自由词的检索方法，中文数据库检索词为“图像OR图片OR照片AND膳食OR饮食OR营养AND评估OR摄入OR调查OR评价OR记录”；英文数据库检索词为“mobile phone”OR“mobile telephone”OR“smartphone”OR“image”OR“photography”OR“photo”OR“picture”OR“snapshot”OR“capture”AND“nutrition assessment”OR“dietary assessment”OR“dietary survey”OR“dietary estimation”OR“nutrition survey”OR“nutrition estimation”OR“dietetic”OR“dietary record”OR“food record”OR“dietary intake”OR“food intake”OR“nutrition intake”。检索时限为建库至2021年10月。

1.4 文献筛选及资料提取

由2名研究者分别独立完成文献筛选、数据提取、质量评估及数据录入，然后相互核查。提取资料包括文献题目、作者、年份、研究对象、样本量、国家、评估方法、结局指标。

1.5 统计分析

采用RevMan 5.4统计软件进行Meta分析，数据的异质性采用I2统计量检验，若P≥0.10且I2≤50%，认为无明显异质性，采用固定效应模型进行分析；反之则采用随机效应模型。连续型变量采用平均差（MD）作为分析的统计量，95%CI表示各效应量，数据分析结果用森林图展示，发表偏倚以漏斗图展示。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 文献筛选

共检索到12 766篇文献，根据纳入及排除标准，阅读题目、摘要筛选获得文献121篇，经全文阅读后最终纳入9篇［3-11］。文献筛选流程见图2。

2.2 纳入文献基本特征

纳入研究的9篇文献采用横断面设计，并使用IBDA方法与传统膳食评估方法（WFR方法或24-HDR方法）进行比较（表1）。

2.3 纳入文献的质量评估

使用改良的Newcastle-Ottawa Scale（NOS）对纳入的9项研究进行质量评估。包括3个领域：（1）样本（最高3分）：评估样本随机性、样本量和无应答。评估标准：通过自愿报名的受试者样本得1分；样本量≥50得1分；无应答≤10%得1分。（2）对出现的混杂因素进行控制得1分。（3）评估结果盲目性和统计检验（最高2分）。改良后的NOS评分最高得分为6分，质量效果分为低等（0～2分）、中等（3或4分）、良好（5或6分）。其中3项研究［4，8，11］质量良好（5或6分），7项研究［3，5-8，9-10］质量中等（3或4分），没有一项研究质量为低等（表2）。

2.4 Meta分析结果

2.4.1 钠摄入评估的比较 6项研究［3-5，8-10］比较了IBDA方法对钠摄入评估的有效性，经统计学检验无异质性（P=0.42，I2=0%），采用固定效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与传统方法对钠摄入的估计差异无统计学意义［MD=46.65 mg，95%CI（-148.14，241.43），P=0.64］。亚组分析结果显示，IBDA方法与WFR方法、24-HDR方法比较差异均无统计学意义（P＞0.05）（图3）。

2.4.2 钙摄入评估的比较 9项研究［3-11］比较了IBDA方法对钙摄入评估的有效性，经统计学检验有异质性（P＜0.000 1，I2=75%），采用随机效应模型进行分析。发表偏倚采用漏斗图进行检查，无明显不对称，提示不存在发表偏倚。Meta分析结果显示，IBDA方法与传统方法对钙摄入的估计差异无统计学意义［MD=-3.94 mg，95%CI（-64.65，56.77），P=0.90］。亚组分析结果显示，IBDA方法与WFR方法及24-HDR方法比较差异均无统计学意义（P＞0.05）（图4）。

2.4.3 钾摄入评估的比较 6项研究［3-5，8-10］比较了IBDA方法对钾摄入评估的有效性，经统计学检验有异质性（P=0.05，I2=54%），采用随机效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与传统方法对钾摄入的估计差异无统计学意义［MD=-287.35 mg，95%CI（-601.86，27.16），P=0.07］。亚组分析结果显示，IBDA方法与WFR方法、24-HDR方法比较差异均无统计学意义（P＞0.05）（图5）。

2.4.4 镁摄入评估的比较 6项研究［3-5，8-10］比较了IBDA方法对镁摄入评估的有效性，经统计学检验异质性较小（P=0.22，I2=29%），采用固定效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与传统方法对镁摄入的估计差异有统计学意义［MD=-44.59 mg，95%CI（-61.48，-27.71），P＜0.05］。亚组分析IBDA方法与不同方法进行比较，结果显示，其与WFR方法比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。经计算，IBDA方法比WFR方法平均低估镁摄入约7.6%；其与24-HDR方法比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（图6）。

2.4.5 锌摄入评估的比较 8项研究［3-10］比较了IBDA方法对锌摄入评估的有效性，经统计学检验异质性较小（P=0.38，I2=6%），采用固定效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与传统方法对锌摄入的估计差异有统计学意义［MD=-0.39 mg，95%CI（-0.51，-0.27），P＜0.05］。亚组分析IBDA方法与不同方法进行比较，结果显示，其与WFR方法比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。经计算，IBDA方法比WFR方法平均低估锌摄入约4.5%；其与24-HDR方法比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（图7）。

2.4.6 铁摄入评估的比较 9项研究［3-11］比较了IBDA方法对铁摄入评估的有效性，经统计学检验异质性较小（P=0.22，I2=26%），采用固定效应模型进行分析。发表偏倚采用漏斗图进行检查，无明显不对称，提示不存在发表偏倚。Meta分析结果显示，IBDA方法与传统方法对铁摄入的估计差异有统计学意义［MD=-0.63 mg，95%CI（-0.81，-0.45），P＜0.05］。亚组分析IBDA方法与不同方法进行比较，结果显示，其与WFR方法及24-HDR方法比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。经计算，IBDA方法比WFR方法平均低估铁摄入约4.2%；比24-HDR方法平均低估铁摄入约9.2%（图8）。

2.4.7 磷摄入评估的比较 4项研究［3-4，9-10］比较了IBDA方法相对于WFR方法对磷摄入评估的有效性，经统计学检验异质性较小（P=0.34，I2=10%），采用固定效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与WFR方法对磷摄入的估计差异有统计学意义［MD=-145.96 mg，95%CI（-205.11，-86.80），P＜0.05］。经计算，IBDA方法比WFR方法平均低估磷摄入约8.9%（图9）。

2.4.8 维生素B1摄入评估的比较 5项研究［3，6-8，10］比较了IBDA方法相对于WFR方法对维生素B1摄入评估的有效性，经统计学检验有异质性（P＜0.000 01，I2=86%），采用随机效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与WFR方法对维生素B1摄入的估计差异无统计学意义［MD=-0.14 mg，95%CI（-0.29，0.02），P=0.08］（图10）。

2.4.9 维生素B2摄入评估的比较 3项研究［3，8，10］比较了IBDA方法相对于WFR方法对维生素B2摄入评估的有效性，经统计学检验无异质性（P=0.56，I2=0%），采用固定效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与WFR方法对维生素B2摄入的估计差异有统计学意义［MD=-0.32 mg，95%CI（-0.42，-0.22），P＜0.05］。经计算，IBDA方法比WFR方法平均低估维生素B2摄入约10.5%（图11）。

2.4.10 烟酸摄入评估的比较 4项研究［3，7-8，10］比较了IBDA方法相对于WFR方法对烟酸摄入评估的有效性，经统计学检验有异质性（P＜0.000 01，I2=91%），采用随机效应模型进行分析。因纳入文献过少，未进行发表偏倚检查。Meta分析结果显示，IBDA方法与WFR方法对烟酸摄入的估计差异无统计学意义［MD=-2.24 mg，95%CI（-5.93，1.45），P=0.23］（图12）。