Dieser Artikel beschreibt das Protokoll für die Entwicklung einer innovativen Smartphone-basierten Ernährungsbewertungsanwendung Traqq, einschließlich Expertenbewertungen und Usability-Tests.
Um Ernährungsdaten schnell und zuverlässig zu sammeln, wurde eine flexible und innovative Smartphone-Anwendung (App) namens Traqq (iOS/Android) entwickelt. Diese App kann als Lebensmittelakte und 24-Stunden-Rückruf (oder kürzere Rückrufzeiten) verwendet werden. Verschiedene Probenahmeschemata können entweder an vordefinierten oder zufälligen Tagen / Zeiten innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums für beide Methoden erstellt werden, mit Push-Benachrichtigungen, um die Teilnehmer aufzufordern, ihre Nahrungsaufnahme zu registrieren. Im Falle einer Nichtbeantwortung werden Benachrichtigungen automatisch neu geplant, um eine vollständige Datenerfassung zu gewährleisten. Für die Verwendung als Lebensmittelakte können die Befragten auf die App zugreifen und ihre Nahrungsaufnahme den ganzen Tag über protokollieren. Lebensmittelaufzeichnungen schließen automatisch am Ende des Tages; Rückrufe schließen nach Übermittlung der verbrauchten Artikel. Der Rückruf sowie das Food Record Modul bieten Zugriff auf eine umfangreiche Lebensmittelliste auf Basis der niederländischen Lebensmittelzusammensetzungsdatenbank (FCDB), die an unterschiedliche Forschungszwecke gewöhnt werden kann. Bei der Auswahl eines Lebensmittels werden die Befragten gleichzeitig aufgefordert, Portionsgröße einzufügen, d.h.in Haushaltsmaße(z. B.Tassen, Löffel, Gläser), Standardportionengrößen(z. B.klein, mittel, groß) oder Gewicht in Gramm und Essgewohnheit / -zeit des Verzehrs. Portionsgrößenoptionen können angepasst werden, z. B.nur Eingabe in Gramm im Falle einer gewogenen Lebensmittelaufzeichnung oder Zeitpunkt des Verzehrs anstelle von Essgeläse). Die App enthält auch eine My Dishes-Funktion, mit der der Befragte eigene Rezepte oder Produktkombinationen(z. B.ein tägliches Frühstück) erstellen und nur die insgesamt konsumierte Menge melden kann. Anschließend berücksichtigt die App Ertrags- und Retentionsfaktoren. Die Daten werden auf einem sicheren Server gespeichert. Auf Wunsch können zusätzliche Fragen, z.B.im Allgemeinen oder solche, die sich auf bestimmte Lebensmittel oder Essanlässe beziehen, einbezogen werden. Dieses Papier beschreibt die Entwicklung des Systems (App und Backend), einschließlich Expertenbewertungen und Usability-Tests.
Eine genaue Ernährungsbewertung ist von entscheidender Bedeutung, um die Qualität der Studien über die Rolle der Ernährung bei der Gesundheits- und Krankheitsprävention sicherzustellen. Derzeit verwenden solche Studien in der Regel etablierte Methoden zur Bewertung der Ernährungsgewohnheiten, d. H.Fragebögen zur Lebensmittelhäufigkeit, 24-Stunden-Rückrufe (24hRs) und / oder Lebensmittelaufzeichnungen1. Trotz der Tatsache, dass diese Methoden für die Ernährungsforschung von großer Bedeutung sind, besitzen sie auch verschiedene Nachteile, z. B. gedächtnisbezogene Verzerrungen, soziale Erwünschtheitsverzerrungen und sind sowohl für den Befragten als auch für den Forscherbelastend 1,2. Jüngste technologische Erfindungen bieten nun die Möglichkeit, diese Nachteile zu überwinden. In den vergangenen Jahren haben verschiedene Forschungsgruppen diese Chance genutzt und webbasierte und Smartphone-basierte Ernährungsbewertungstools für die Ernährungsforschung entwickelt, die einige dieser bekannten Nachteile adressieren (siehe Eldridge et al.3 für einen umfassenden Überblick über web- und Smartphone-basierte Tools), d.h.Fehlerursachen reduzieren, die Benutzerfreundlichkeit verbessern und die Belastung des Teilnehmers und Forschers verringern1.
Dennoch ist die Anzahl der vollautomatisierten und validierten Smartphone-Anwendungen (Apps), die für die Ernährungsforschung geeignet sind, noch begrenzt. Die meisten der verfügbaren Apps zur Beurteilung der Ernährung(d. H.Kommerziell oder für die Forschung entwickelt) sind entweder nicht vollständig automatisiert(d. H.Erfordern eine manuelle Codierung von Lebensmitteln) oder sind nicht (gut) validiert3. Darüber hinaus wurden die meisten verfügbaren validierten Apps für einen bestimmten Forschungszweck und eine bestimmte Verwendung in einem bestimmten Land entwickelt. Aufgrund ziemlich fester Designs erscheint die Wiederverwendung solcher Apps für andere Forschungszwecke oder in anderen Ländern herausfordernd3,4,5,6,7,8. Schließlich, trotz der Verfügbarkeit von Auf dem Lebensmittelrekord basierenden Apps, scheint es bis heute noch keine rückrufbasierten Apps zu geben. Obwohl Lebensmittelaufzeichnungen anfällig für Reaktivitätsverzerrungen sind, d.h.die Befragten können ihre Nahrungsaufnahme aufgrund des Bewusstseins ändern, dass sie beobachtet werden2,9, ist dies nicht der Fall für Rückrufe, was die Notwendigkeit der Entwicklung einer validierten Rückruf-basierten Appunterstreicht 10. Für den Einsatz in den Niederlanden wurde eine innovative Diätbewertungs-App namens Traqq entwickelt, die je nach Forschungsfrage1sowohl als Lebensmittelakte als auch als Rückruf verwendet werden kann.
Neben der Möglichkeit, zwischen der Lebensmittelaufzeichnungsoption und der Rückrufoption zu wechseln, unterscheidet sich diese App auch aufgrund ihrer Flexibilität von anderen Tools zur Bewertung der Ernährung. Insbesondere in Bezug auf die Lebensmittelliste, Portionsgrößenschätzungen, Probenahmeschemata und die Möglichkeit, zusätzliche Fragen aufzunehmen. Das Maß an Flexibilität im System ermöglicht die Anpassung an mehrere Forschungszwecke, die eine genaue Bewertung des Ernährungsverhaltens erfordern. Derzeit befindet sich die App in der Validierung und wird bereit sein, in verschiedenen Arten der ernährungsbezogenen Forschung verwendet zu werden. Die App kann auch in Ernährungsinterventionsprogrammen verwendet und möglicherweise weiter verbessert werden, um das Ernährungsverhalten zu messen und zu beeinflussen. Da die Entwicklung zuverlässiger Ernährungsbewertungstools eine Herausforderung darstellt und Berichte über diese Prozesse insbesondere im Hinblick auf die Beteiligung von Nutzern und Experten3,11,12– selten sind, bietet dieses Papier einen detaillierten Überblick darüber, wie verschiedene Informationsquellen in die systematische und iterative Entwicklung dieser Smartphone-basierten Diätbewertungs-App integriert wurden. Der Prozess umfasst Theorie, Expertenberatung und Benutzerengagement.
Dieser Beitrag stellt den iterativen Entwicklungsprozess der Smartphone-basierten Ernährungsbewertungs-App Traqq vor. Die Abwägung des erforderlichen Genauigkeits- und Benutzerfreundlichkeitsniveaus stellte die folgenden Hauptherausforderungen bei der Entwicklung der App dar, die sich auf Entscheidungen zu 1) Dateneingabe(d. h.Auswahl der genauesten Methode zur Lebensmittelidentifizierung und Portionsgrößenquantifizierung), 2) Lebensmittelzusammensetzungsdaten(d. h.Auswahl einer genauen Datenbank und Erstellung einer vollwertigen Lebensmittelliste), 3) Anpassungsoptionen(d. h. Flexibilität in der Lebensmittelliste, Portionsgrößenquantifizierung und Rezepturen) und 4) Validierung(d.h.gegen traditionelle Methoden und/oder unabhängige Maßnahmen)3,50. Während der Literaturrecherche wurden fünf validierte und vollautomatische, Smartphone-basierte, diätetische Bewertungstools identifiziert, die für die Forschung entwickelt wurden3, nämlich My Meal Mate4, Electronic Dietary Intake Assessment (eDIA)7, Easy Diet Diary8, Electronic Carnet Alimentaire (e-CA)5und Eat and Track (EaT)6.
Aufgrund des Automatisierungsgrades dieser fünf Diätbewertungs-Apps sowie dieser App sinken die Belastung und die Kosten der Forscher erheblich, während die Vollständigkeit der Daten im Vergleich zu herkömmlichen Diätbewertungsmethoden zunimmt. Darüber hinaus unterscheidet sich diese App wiederum von den fünf bestehenden Tools zur Ernährungsbewertung in Bezug auf die Flexibilität. Während bestehende Apps alle auf der Food-Record-Methode basieren, kann diese App sowohl als Lebensmittelakte als auch als Rückruf verwendet werden. Während das Design dieser Apps festgelegt ist, hat Traqq den großen Vorteil, dass es an verschiedene Forschungszwecke angepasst werden kann(z. B.Diätbewertungsmethode, Lebensmittelliste, Probenahmeschemata, zusätzliche Fragen)3,50. Umgekehrt enthalten andere bestehende Diät-Assessment-Apps wertvolle Features, die in der App (noch) nicht implementiert sind. Um diesen Punkt zu veranschaulichen, ermöglichen einige Apps dem Benutzer, Fotos von seinen Lebensmitteln für die Lebensmittelerkennung und Portionsgrößenschätzung zu machen, wie das halbautomatische, technologiegestützte Ernährungsbewertungssystem (TADA)51,52.
Die Teilnehmer der Usability-Studie gaben auch an, dass die Verwendung von Fotos eine wertvolle Ergänzung zur Schätzung der Portionsgröße sein könnte. Es gab jedoch noch zu viele Herausforderungen, um ein solches Merkmal in diesem Stadium zu implementieren, z. B.die Spezifizierung und Führung in Bezug auf den fotografischen Winkel(d. h.die Beurteilung der Tiefe), die Notwendigkeit eines Referenzers(d. h.die Korrektur von Größen und Farben), das wesentliche Vorher-Nachher-Foto(d. h.die Bewertung der verbrauchten Mengen), und wie man Rezeptgerichte verarbeitet. Aufgrund dieser technischen Herausforderungen sind die bestehenden bildbasierten Diätbewertungs-Apps immer noch halbautomatisiert, was bedeutet, dass eine manuelle Bildüberprüfung durch den Benutzer, den Forscher oder beide51,52durchgeführt werden muss. Technologische Fortschritte wie Crowdsourcing und maschinelles Lernen haben das Potenzial, die Verwendung von Lebensmittelbildern für die Ernährungsbewertung zu verbessern53,54. In Zukunft werden diese Optionen ausgelotet, um die App weiter zu verbessern. Der Entwicklungsprozess der App war durch verschiedene kritische Schritte gekennzeichnet. Zunächst wurde ein formativer Forschungsschritt abgeschlossen, in dem die wissenschaftlichen Konzepte, die die Begründung für die App-Erstellung untermauern, die Entscheidungsfindung bei der Einrichtung der allgemeinen Gliederung der App erleichterten.
In dieser Phase wurde besonderes Augenmerk auf die Auswahl der FCDB und die Auswahl der PSEA-Aspekte geachtet, die beide direkt die Datengenauigkeit beeinflussen21. In Bezug auf die FCDB, da die App ursprünglich für den Einsatz in den Niederlanden entwickelt wurde, basiert ihre Lebensmittelliste auf der niederländischen FCDB, NEVO14. Ziel ist es, die App künftig für den internationalen Einsatz weiterzuentwickeln, was umfangreichere Daten zur Lebensmittelzusammensetzung erfordert, da viele Lebensmittel länderspezifisch sind. Derzeit existiert noch kein internationales FCDB und wenn es existiert, könnte seine Verwendung eingeschränkt gewesen sein. Genauer gesagt, da die niederländische Lebensmittelliste bereits 2.389 Lebensmittel enthält, würde die Implementierung einer internationalen Lebensmittelzusammensetzungstabelle, z. B.für 5 Länder, diese Anzahl von Lebensmitteln wahrscheinlich um etwa 5 multiplizieren und die Durchsuchbarkeit von Lebensmitteln und damit die Benutzerfreundlichkeit der App negativ beeinflussen. Daher werden länderspezifische Lebensmittellisten wahrscheinlich am wertvollsten sein und oft auch von Profis bevorzugt55.
Dies wird durch die App erleichtert, da sie den Import alternativer Lebensmittellisten und damit die Verknüpfung mit verschiedenen (internationalen) Lebensmittelzusammensetzungstabellen ermöglicht. In Bezug auf die Portionsgrößen stehen mehrere Optionen zur Verfügung, um die Genauigkeit der Schätzungen zu unterstützen, z. B.die Verwendung von Bildheften, Referenzobjekten und/oder textuellen Portionsgrößenvorschlägen26. Im Hinblick auf die Benutzerfreundlichkeit wird die direkte Implementierung eines PSEA in der App der Verwendung eines PSEA neben der App vorgezogen(z.B.Imageheft, Referenzobjekte). Während der Entwicklung der App wurde die Entscheidung getroffen, die Quantifizierung der Portionsgröße zu erleichtern, indem die Möglichkeit geboten wurde, Portionsgrößen mit Portionsgrößenvorschlägen und Eingaben in Gramm einzugeben. Portionsgrößenvorschläge basieren auf der einzigen verfügbaren niederländischen Portionsgrößendatenbank56. Obwohl niederländische Diätbewertungstools wie Compl-eat und Eetmeter auch auf dieser Datenbank13,17beruhen, muss beachtet werden, dass diese Portionsgrößendatenbank aus dem Jahr 2003 stammt und die Geschirrgrößen seitdemum 57gestiegen sind . Die Verwendung dieser Datenbank kann daher die Nahrungsaufnahme unterschätzen.
Derzeit wird die Portionsgrößendatenbank vom niederländischen Nationalen Institut für öffentliche Gesundheit und Umwelt (RIVM), dem niederländischen Ernährungszentrum und der Wageningen University and Research58aktualisiert, die schließlich zur Aktualisierung der Portionsgrößenvorschläge in der App verwendet werden. Diskrepanzen zwischen dem alten und dem neuen Teil werden abgebildet und bei Bedarf angepasst. Obwohl die Verwendung von Portionsgrößenbildern(d. H.Eine Reihe von Bildern, die unterschiedliche Mengen eines ausgewählten Lebensmittels darstellen) eine gute Alternative für textbasierte Portionsgrößenvorschläge sein kann59, hat die Forschung gezeigt, dass die Genauigkeit der Portionsgrößenschätzung am höchsten ist, wenn eine Reihe von Portionsgrößenbildern gleichzeitig präsentiert wird, anstatt ein Bild nach dem anderen45. 60,61. Im Allgemeinen haben derzeit verfügbare Smartphones relativ kleine Bildschirme, was die Präsentation einer Reihe von Bildern einschränkt. Obwohl neue Technologien die Verwendung interaktiver Portionsgrößengrafiken erleichtern, bei denen die Mengen an Lebensmitteln auf einem virtuellen Teller oder einer Tasse durch die Verwendung eines Schiebereglers61erhöht oder verringert werden können, sind diese Techniken relativ neu und müssen noch gründlich bewertet werden, um ihre Genauigkeit zu bewerten.
Ein weiterer kritischer Schritt in der Entwicklung der App war die Einbeziehung von Experten und beabsichtigten Endnutzern. Obwohl nicht oft in den Entwicklungsprozess von Tools einbezogen (oder nicht beschrieben)11,12, ist das Feedback von Experten – sowie von beabsichtigten Endbenutzern – entscheidend61, ermöglicht die Maximierung der Benutzerfreundlichkeit und behält das erforderliche Maß an Genauigkeit bei. Das Feedback der vorgesehenen Endnutzer war besonders hilfreich bei der endgültigen Gestaltung der My Dishes-Funktion. Insgesamt waren die Nutzer mit der Möglichkeit, eigene Gerichte zu kreieren, zufrieden. Sie hatten jedoch mit einigen der Verfahren zu kämpfen, zum Beispiel, obwohl die Funktion automatisch Daten speichern würde, war dies für den Benutzer nicht sichtbar. Daher suchten viele Benutzer weiter nach der Schaltfläche Speichern und blieben stecken, aus Angst, zurückzugehen und ihre Eingaben zu verlieren. Basierend auf dieser Art von Feedback wurde die Funktion verbessert, um den Erwartungen des Benutzers besser gerecht zu werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Traqq eine innovative App mit vielen Vorteilen gegenüber bestehenden Apps und webbasierten Tools ist. Es gibt jedoch immer noch verschiedene Einschränkungen. Da die App immer noch auf Selbstberichten beruht, gibt es immer noch messfehler im Zusammenhang mit selbstberichten(z. B.Gedächtnisverzerrung(d. h.im Falle eines Rückrufs), Verzerrung der sozialen Erwünschtheit und Änderungen der Nahrungsaufnahme(z. B.im Falle von Lebensmittelaufzeichnungen), ungenaue Portionsgrößenschätzungen(dhin beiden Fällen))1. In den kommenden Jahren werden kürzlich eingeführte neuartige Technologien erforscht, um die App weiter voranzutreiben, z. B.durch die Untersuchung des Werts der Implementierung von Funktionen wie Barcode-Scannern, Sprachaufzeichnung, Chatbots und Bildern, die die Lebensmittelidentifikation und die Portionsgrößenschätzung verbessern könnten. Möglichkeiten zur Verbindung mit anderen Apps(z.B.Aktivitätstracker, Schlaftracker) und Geräten(z.B.Beschleunigungsmesser, Pulsmesser, Kausensoren) werden ebenfalls untersucht. Schließlich wird auch das Backend einer Weiterentwicklung unterzogen, z.B. durch die Erweiterung der Sampling-Möglichkeiten.
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren danken Anouk Geelen und Arvind Datadien für ihre Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Traqq. Des Weiteren danken die Autoren Romy Willemsen für ihre Unterstützung bei der Datenerhebung und der Datenanalyse in der Usability-Studie. Abschließend möchten sich die Autoren bei den Experten und Teilnehmern für den Austausch ihrer Erfahrungen und Meinungen während des gesamten Prozesses bedanken. Die Entwicklung wurde von der Wageningen University and Research durchgeführt und teilweise vom Ministerium für Landwirtschaft, Natur und Lebensmittelqualität und Industrie im Rahmen des TKI Agri & Food PPS – Projekts Smart Food Intake (AF16096) finanziert.
ASA24 Portion size picture book | American National Cancer Institute | na | The portion size image database as used in the ASA24-tool |
Atlas.ti v8 | ATLAS.ti Scientific Software Development GmbH | na | Qualitative data analysis software for research |
Compl-eat | Wageningen University | na | The portion size suggestions database as used in the Compl-eat 24hR module |
iOS screen record function | Apple Inc. | na | Build-in iOS feature to make screen recordings |
NEVO (version 2016/5.0) | RIVM | na | Dutch Food Composition Database |
Qualtrics | Qualtrics XM | na | Online survey tool that can be used to implement additional questions in Traqq |
Recordable | Invisibility ltd. | na | Android app to make screen recordings |
SPSS version 24.0 | IBM Corporation | na | Statistical software |
System Usability Scale (SUS) | na | na | Validated questionnaire to assess a system's usability |