ウェブ食事調査システム研究

色あせたシェイプ

食べた量はどうやってわかるの?
~Webを活用した食事評価システムの開発と妥当性の検討~

食生活と生活習慣病やがん等の疾患とは深い関わりがあるよね?疾患は検査して医療機関に受診して診断されるけど、食事を正確に測定して評価って簡単にできるものなの?

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食事の評価は臨床のみならず、疫学研究や栄養教育プログラムへの活用から国や自治体の施策に至る様々な分野で重要とされているんだけど、食事を簡便かつ正確に測定することは難しいとされているよ。
食事調査方法は様々あり、それぞれのメリットやデメリットを考慮して食事の評価が実施されていることが現状だよ。

やっぱり、食事を評価するって難しいことなんだ....

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そうだね。食事調査方法それぞれのメリットやデメリットを紹介するね!

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食事記録法(秤量法/目安量法)

一定期間内に摂取した食品や料理名、摂取量をリアルタイムに記録した情報で栄養素量を推定する方法、摂取量を実測する方法を秤量法といい、おおよよの量(1杯)で記載する方法を目安量法という

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メリット

記憶に依存せず、摂取量をほぼ正確に把握でき、現行の調査方法の中でも精度が高い

デメリット

対象者の負担が大きく、喫食量が通常より異なる可能性があり、費用や労力がかかる。外食などの推定が難しい

24時間思い出し法

調査前日の食事内容を聞き取り、聞き取った情報を基に栄養素量を推定する方法

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メリット

対象者の負担が少なく、食習慣への干渉が比較的少ない

デメリット

対象者の記憶に依存し、面接者の聞き取り能力によって差が大きくなる可能性がある

食物摂取頻度調査法

過去や一定期間の習慣的な食品や料理の摂取頻度を自記式で回答し、推定する方法

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メリット

簡便で面接者などを必要としないため、多数の対象者へ実施が可能

デメリット

食事の詳細な情報は得られない、あらかじめ妥当性・再現性の検証が必要

陰膳法

実際に喫食したものと同じ食事を提供してもらい、科学的に分析する方法

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メリット

食品成分表の精度や対象者の記憶に依存せず、把握できる

デメリット

対象者の負担が大きく、喫食量が通常より異なる可能性がある、分析に費用がかかる

生体指標法:Biomarker

血液や尿などの生体指標を採取して科学的に分析する方法

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メリット

食品成分表に依存せず、正確に把握できる

デメリット

費用と労力がかかる、採取時の条件や摂取量以外の要因(代謝・吸収、喫煙など)の影響を受ける場合がある

日本の多くの調査や研究は秤量による食事記録法、欧米は24時間思い出し法が標準的に用いられているよ。

食事記録法は正確性は高いが、対象者や面接者の負担が大きいため習慣的な摂取量の把握が難しいことが課題であり、24時間思い出し法は前日の食事を振り返るため食事の変容を回避できるが、日本の食事は複数の食品を組み合わせた複合料理が多く、調査員のスキルを一定に保つことが課題となっているよ。

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カレーライスひとつとっても、お肉の種類や、何の野菜を使用しているか各家庭やメーカーによって異なるもんね!

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そこで、日本人のための食事調査方法の検討を行い、さらにウェブ上で食事調査を実施できるシステムの開発の検討や実用に向けた研究を実施しているよ。

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研究プロジェクトの流れ

ウェブ食事調査研究の大きな流れはこんな感じだよ。
ひとつずつ紹介していくね!

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食事評価システムの妥当性を調べよう

食事評価システムを開発しよう

作成したデータベースから食事の摂取量を調べよう

料理データベースを作ろう

大規模コホート研究データを活用

2.0 推定方法の妥当性を検証-min.png
2.0 摂取量推定方法の検討-min.png
2.1 表の完成-min.png
1.1-食事評価システムを開発しよう-min.png
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システムの開発がどんなものなのか、
気になる~!!

 
ライトウッドパネル

1.料理データベースを作ろう
~料理データベースの構築~

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複雑な料理構成をしている日本の食事を評価するため、料理単位で成分値を算出を可能とするデータベースを作成したよ。

<データベース作成までの流れ>

料理データベースの完成
出現頻度が10回未満の料理かつ食品単位で算出可能な単品料理はデータベースから削除
ただし、栄養士がデータベース上に必要と判断したものは削除していない

料理データの統合

(代表値の算出)
料理コードごとに統合栄養素量等は日本食品標準成分表の成分値を使用
頻度が10%以下かつ重量パーセントが1%以下の食品は除外算出ポーションサイズは食品重量合計の中央値

食事調査データの統合のためのコード化
主材料・副材料、調理方法、料理名から栄養士が料理コードを付与

データの収集
疫学調査で収集された秤量食事記録法での食事調査データ
日本人中高年男女を中心

2.1 日本分布図(白)-min.jpg
2.2 分布図の表(数字赤)-min.jpg
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得られたデータを統合して、代表的なカレーの材料と重量を算出するんだね!

データベースが完成したら、実際の食事調査で推定できるか、妥当性の検討をする必要があるよ。

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2.作成したデータベースから食事の摂取量を調べよう
~料理単位法食事調査の検討~

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作成したデータベースを用いて料理単位法による摂取量推定実際の食事記録データによる実測値からの摂取量を比較し、妥当性を検証したよ。

日本人を対象とした料理単位の成分表によって計算した摂取量の妥当性

(開発集団と同一地域:農村部)

2-2.1 摂取量の妥当性(農村部)-min.jpg

結果からわかること

  • 料理名と喫食サイズから栄養素等摂取量や食品群を推定することが可能だった

  • 料理データベースは料理数が多い方がより信頼性を得ることが可能である(標本サンプル75人、延べ1500料理、480種類程度確保できれば相対評価は可能)

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開発集団と同一地域で妥当性が確認されたデータベースは農村部の集団だったので、都市部の集団でも実用可能か妥当性を検討したよ。

日本人を対象とした料理単位の成分表によって計算した摂取量の妥当性

(開発集団と同一地域:都市部)

2-2.2 摂取量の妥当性(都市部)-min.jpg

結果からわかること

  • 他地域で開発されたデータベースでも88%は料理名で充当が可能だった

  • 「近似の料理に充当した」のは外食や果物などで、地域間での外食頻度の差の影響が考えられる

  • 料理単位法で推定した食品群の一部で顕著な過大評価栄養素摂取量の多くで過少評価されやすい傾向ではあった

  • 同一地域と比較して相関係数は下がる傾向を示したが、料理単位法の有用性と他集団への適用は可能だった

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料理データベースを用いて料理単位法での推定でも食事の評価は実施できることが分かったんだね!

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料理データベースの実用性と妥当性が確認できたので、さらに多くの食事データを集めて料理データベースを再構築したよ。

食事データの収集

 延べ24万 料理数:約4000料理 

疫学調査で収集された秤量食事記録法得られたデータ

日本人中高年男女を中心に多地域に及ぶ 

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わ~!!!!
沢山の食事データだね

 

3.食事評価システムを開発しよう
~食事評価システムの開発~

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妥当性確認が取れたデータベースを活用して食事調査をweb上で実施できるシステムを開発したよ。

通称AWARDJPと呼んでいるよ!

わぁ~!
インターネットを使って食事調査できるってことか~
どうやって操作するの?

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システムにログインすると、入力画面が出てくるよ!
システムの案内に従って入力すると1日の食事を登録・修正が可能だよ
最終確認をして入力を完了すると入力した日の食事の栄養素結果が表示される仕組み*になっているよ。

食事調査Webシステム(AWARDJP)の流れ

ログイン

過去24時間の飲食した時間、場所、誰と召し上がったか入力

食事時間入力

各食事区分毎に料理名を検索
該当する料理が無い場合、近しい料理名を登録

料理登録

3-1.1 WEBシステムの流れ-min.jpg
3-1.2 WEBシステムの流れ-min.jpg

召し上がった料理の量は写真と比べて何倍か選択
詳細に修正したい場合、修正が可能

料理ポーション登録
(食品構成の編集)

料理登録の確認

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最終確認

おお~!
ログインして前日の食事を思い出して入力するんだね
記録するわけじゃないから簡単そうだね。

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このAWARDJPは24時間思い出し法の食事調査方法を用いているので、対象者さんの負担が比較的少ないのか特徴だといえるね。
このシステムを食事評価のために使用するため、40,50歳代を中心とする一般の方に
自分で入力する
ウェブ食事調査調査員が代理にで入力する電話食事調査をしてもらい実用性の評価を行う研究を実施したよ。

食事評価システムの開発と実用化へ向けたパイロット研究

-料理ベース食事調査ウェブシステム-

​ウェブでの食事調査の簡便性

3-2.1 WEB簡便性評価 円グラフ-min.jpg

​電話での食事調査の簡便性

3-2.2 TEL簡便性評価 円グラフ-min.jpg

食生活評価システムの開発と実用化へ向けたパイロット研究-料理ベース食事調査ウェブシステム-(n=22)
大内他,家政学研究(奈良)  2017: 63(2);13-23 改変

結果からわかること

  • ウェブ食事調査は難しいと感じた方が多く(78.2%)、電話食事調査は簡単と感じた方が多かった(77.3%)

  • ウェブ食事調査は料理名選択時の料理検索方法や料理詳細入力時の追加食材の重量編集が分かりにくいと感じた方が多くいた

  • 電話食事調査は料理詳細入力画面で調査員からの食べた量の説明が分かりにくいと感じた方が多くいた

自分で入力するウェブ食事調査より、電話調査の方が簡単だと感じた方が多かったんだね!
自身で調理することや食事を準備する事が少ない人やそもそもPC操作が苦手な方だと入力するのが大変だったのかもしれないね。

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そうかもしれないね。
一方で「もし、
AWARDJPを使った食事調査を実施する場合、1年間で何回までなら参加できるか?」という質問をした際に、ウェブ食事調査の方が実施回数は多い結果だったんだ。

AWARDJPを使った食事調査を実施する場合

1年間で何回までなら参加できるか?

​ウェブでの食事調査 参加可能回数

3-3.1 WEB参加可能回数-min.jpg

​電話での食事調査 参加可能回数

3-3.2 TEL参加可能回数-min.jpg

※調査方法間による参加可能回数の平均値に統計学的有意差はみられなかった
食生活評価システムの開発と実用化へ向けたパイロット研究-料理ベース食事調査ウェブシステム-(n=22)

大内他,家政学研究(奈良)  2017: 63(2);13-23 改変

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また、電話調査の方が好ましいと回答した方の中には「ウェブのシステムの改善または入力方法の説明があればウェブでも良い」と回答された方もいたよ。

調査方法の好み

<理由>
・回答が楽だった
・ウェブ食事調査が難しいため
・ウェブの改善/操作説明があればウェブでも良い

​電話食事調査が好き

3-4 調査方法の好み-min.jpg

食生活評価システムの開発と実用化へ向けたパイロット研究-料理ベース食事調査ウェブシステム-(n=22)
大内他,家政学研究(奈良)  2017: 63(2);13-23 改変

<理由>
・好きな時間にできる
・細かい内容を自分で変更できる

​ウェブ食事調査が好き

どちらも同じくらい

<理由>
・ウェブは検索に時間がかかり、電話は入力を待つのに時間がかかるため

ウェブ食事調査は好きな時間にできるという簡便さもメリットのひとつだよね!今後実装する場合の検討課題がいろいろ見つかったんだね。

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4.食事評価システムの妥当性を調べよう
~食事評価システムの妥当性検~

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食事調査システムの開発と実用性は確認できたので、次のステップの検討を行うよ。
摂取量推定する方法の確からしさを検証することが必要だね!

あ!それは妥当性研究だね。
この研究ではどうやって妥当性を検証するの?

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その通り!
様々な食事調査方法を使って比較し、多角的に検討するよ。

妥当性を検討した研究

研究 01

AWARDJPからの推定値 VS 秤量法(DR)からの推定値
対象:日本人の一般成人男女200名
(現在、調査実施中)

習慣的な摂取量の評価

AWARDJP:3回(平日2日、休日1日)
→電話調査とウェブ調査のどちらか選択
DR:12回(4季節×連続3日)

研究 02

AWARDJPからの推定値 VS 生体指標(Biomarker)からの推定値
対象:日本人の中高年男女約50名
(現在、調査実施中)

短期的な摂取量の評価

AWARDJP:4回(平日2日、休日2日)
→同じ対象者が電話調査2回、ウェブ調査2回
Biomarker :二重標識水法(約2週間を反映)
      24時間蓄尿(約1日を反映)

研究 03

AWARDJPからの推定値 VS 食物摂取頻度調査票(FFQ)からの推定値
対象:日本人の中高年男女約50名
(現在、調査実施中)

長期的な摂取量の評価

AWARDJP:16回(4季節×4回)
→同じ対象者が電話調査8回、ウェブ調査8回
FFQ:1年間の食品の摂取頻度量

研究 01

AWARDJP(Web24HR)からの推定値 VS 秤量法(DR)からの推定値
(日本人一般成人男女約200名)

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4-1.1 -AWARDJP-VS-秤量法-min.jpg

どちらか

選択

比較

対象者自身でウェブ食事調査か

電話調査かを選択

食事評価システムから算出した栄養素量等と秤量食事記録法(比較基準となる調査方法)から算出した栄養素量等を比較

*東北大学 東北メディカル・メガバンク機構(ToMMo)との共同研究を麻布大学、奈良女子大学、仙台白百合女子大学、カゴメ株式会社で実施しています。

・一般成人を対照とした食物摂取頻度調査票および24時間思い出しWeb食事調査の妥当性・再現性の検証(2019~2021年度)

日本の栄養調査(国民健康栄養調査)でも用いられている食事調査方法である秤量記録法と比較とするんだね!

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共同研究*で宮城県を中心に約200名の対象者さんを募集して、現在調査中だよ!
皆さんにお知らせするまで楽しみにしててね!!

研究 02

AWARDJPからの推定値 VS 生体指標(Biomarker)からの推定値
(日本人中高年男女約50名)

4-2.1 -AWARDJP-VS-生体指標-min.jpg

どちらも

​実施

比較

ウェブ食事調査と電話調査
どちらも実施してもらう

食事評価システムから算出した栄養素量等と
生体指標(血液・DLW・24時間蓄尿)からの測定値を比較

*本研究は学振科研基盤(B)の助成で行われ、奈良女子大学・東京農業大学・国立がんセンター・愛媛大学大学院との共同研究で実施されています。

・二重標識水を活用した料理データベースICT食事調査システムの精度の検討(研究代表者 石原淳子 科研費番号18H03199、2018~2021年度)

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この研究は尿や血液を用いて摂取量を評価する生体指標(バイオマーカー)で妥当性を検証する研究だよ。
共同研究*で神奈川県と愛媛県を中心に約50名の対象者さんを募集して調査中だよ。

ところで、血液や尿で何の栄養素が評価できるの?

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  • 二重標識水(DLW)法

評価できる栄養素:エネルギー

エネルギー消費量を測定する方法、水素(O)と酸素(H)の安定同位体を用いて尿などからの排泄量から推定する。現時点で日常生活におけるエネルギー消費量の測定方法のうち最も正確であるとされている。

  • 24時間蓄尿

  • スポット尿(1回尿)

評価できる栄養素:たんぱく質・ナトリウム(食塩相当量)

1日の尿もしくは1回の尿中排泄量から推定する方法、たんぱく質は尿中窒素、食塩相当量は尿中ナトリウム量を用いる

  • 血液(血清・血漿・赤血球)

評価できる栄養素:脂質、ビタミン類

血液中に含まれる物質を測定する方法、消化吸収の影響を受けるため、摂取量を反映しているかまでは不明な栄養素が多い

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体重や体組成に変化がなければ、エネルギー摂取量はエネルギー消費量に等しくなるよ。
摂取量の代理指標としてはDLW法やたんぱく質やナトリウムの尿中排泄量はある程度正確な推定が可能として注目されているけど、血液は栄養素によっては様々な要因を受ける可能性があるので、比較する際は解釈に注意が必要そうだね。

血液は相対的な指標なんだね!
それで、
Awardjpから算出された摂取量の妥当性結果はどうだったの??

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実は、この研究は現在調査中なんだ。
研究室メンバーで食事調査関連実務を遂行中だよ。
皆さんにお知らせするまで楽しみにしててね!!