Software para Projetar o Peso Futuro no Controle Clínico do Emagrecimento. Romani, Renato; Wainer, Jacques; Barros, Turíbio Leite de; Departamento de Informática em Saúde (DIS), Centro de Estudos da Atividade Física e do Esporte (CEMAFE), Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Brasil Resumo - Este artigo apresenta uma ferramenta (RJT v1.0) para a projeção do peso futuro de um indivíduo durante um programa de A partir de uma base de dados formada com os pesos das últimas semanas, e não simplesmente de forma linear, o software projeta diferentes situações para a evolução do peso do indivíduo, possibilitando o ajuste do programa de Desta forma, a associação do RJT com um outro sistema de acompanhamento clínico poderá influenciar a escolha da estratégia a ser seguida pelo paciente e pelo profissional de saúde. Para desenhar a rotina de cálculos e projetar o peso futuro do RJT foram usadas as informações que a literatura médica nos apresenta sobre emagrecimento, tratamento da obesidade e o gasto calórico com a atividade física, além do resultado de um estudo com um grupo de 34 indivíduos que participaram, durante sete semanas consecutivas, do programa de emagrecimento oferecido em São Paulo pela filial da empresa Vigilantes do Peso. Palavras-chave: Informática Médica, Perda de Peso, Validação de Programas de Computador Abstract - This paper presents a tool to project future weight of an individual during his weightloss program. This projection may influence which strategy should be followed by the patient and the health professional, both of whom, with this software, will be able to: maintain the current situation, detect potential health problems, suggest or increase a physical exercise program, reduce caloric intake, initiate the use of medication or even suggest a surgery. Information around losing weight, treating obesity and burning calories with physical activity, presented by medical literature, as well as the study of a group of 34 individuals who participated at a weightloss program for seven consecutive weeks, offered by the Weight-Watchers in São Paulo, were used to design a mathematical model and project future weight levels. Key-words: Medical Informatics, Weight-management clinic, weightloss, software Introdução A obesidade e o sedentarismo contribuem decisivamente para o aumento de gastos com a saúde, seja o governo que lida com o aumento da incidência das doenças relacionadas (hipertensão arterial, diabetes e problemas cardiovasculares, por exemplo) [1, 2], seja o próprio indivíduo, que investe nas diversas possibilidades oferecidas para entrar em forma: dietas, programas de exercícios físicos, medicamentos e, em alguns casos, até cirurgias. O consenso para diminuir a obesidade e o sedentarismo (muitas vezes interligados) é a mudança de hábitos de vida, notadamente os hábitos alimentares e o da prática regular de [1, 2]. atividades físicas O tratamento não farmacológico da obesidade consiste em criar um déficit calórico corporal com a diminuição 00 a 1000 kcal da ingesta diária de calorias sendo que essa diminuição poderá ser responsável pela perda de 0,5 a 1,0 kg por semana. [2 ] Para definir obesidade a Organização Mundial de Saúde (OMS) definiu o padrão IMC que consiste na equação: IMC = Peso / Altura2. O resultado dessa equação é considerado obesidade quando o resultado da equação for maior que 30, e refere o resultado entre 20 e 25 como adequado. [6 ] Dessa forma um indivíduo com IMC 30 terá que perder 17% do peso corporal para estar dentro dos padrões adequados, ou seja, ter um IMC igual a 25. No exemplo de um indivíduo de 1,70 m com 86,7 Kg (IMC=30) esse deverá perder 14,45 Kg. Seguindo o que a literatura preconiza, 0,5 kg por semana, o paciente irá demorar aproximadamente 29 semanas (sete meses) para atingir o objetivo. Infelizmente vários fatores colaboram para a não linearidade do processo de perda de peso e a aderência do indivíduo ao programa de emagrecimento é a principal delas [4, 5, 7, 10]. Há descrições na literatura que apontam a favor da Software para projetar o peso futuro no controle clínico do emagrecimento 1
presença de um set-point do peso humano [3, 11], assim dificultando ainda mais, a manutenção desse valor de perda de peso semanalmente. O que mostra ser perder peso uma tarefa acentuadamente difícil e lenta, muitas vezes tornando-se um desafio. A velocidade de emagrecimento é extremamente variável se a compararmos entre indivíduos de mesmo índice de massa corpórea (IMC) [5,6,11,12]. São inúmeros os fatores causadores dessa variação e não nos cabe aqui discuti-los. A ferramenta desenvolvida (RJT v1.0) usa da matemática para projetar a evolução futura do peso a partir de uma base de dados dos últimos pesos avaliados desse indivíduo, gerando uma curva individual para a velocidade de A associação do RJT com outros sistemas de acompanhamento poderá proporcionar diferentes avaliações do problema de emagrecimento, essa associação poderá colaborar com a tomada de decisões para a manutenção da perda de peso. Metodologia A exatidão dos dados sobre o peso Essa ferramenta destina-se a acompanhar a evolução do peso do indivíduo seguindo os critérios que a Organização Mundial de Saúde (OMS) preconiza através do Índice de Massa Corpórea (IMC). [2] IMC = Peso / Altura 2 O resultado ideal está entre 20 e 25 de IMC A oscilação do peso corporal durante um dia é muito grande. Um copo d água pode oferecer ao indivíduo 0,25 kg. Em dias mais quentes a pessoa pode perder por transpirar até 1,0 kg. Urinar antes da pesagem pode diminuir o peso em até 0,3 kg. [15,16,17] O peso, então, não é uma medida precisa, admite-se a presença de um ponto de homeostase do peso humano, que seria um ponto médio a essas oscilações. O RJT projeta a evolução futura baseado no conjunto formado pela variação dos pesos das últimas quatro semanas. O intuito não é adivinhar qual será o peso exato do indivíduo na próxima pesagem da balança, mas sim oferecer qual será a evolução com a atual estratégia do programa de A ferramenta É comum a apresentação de um sistema como um todo que avalia, sugere e acompanha o indivíduo durante um programa de perda de peso ou de exercícios [4, 8, 9]. A ferramenta desenvolvida permite oferecer os pesos futuros e a tendência da atual estratégia de emagrecimento, para isso usamos os conceitos descritos na literatura médica [2, 4, 13, 14]. Essa ferramenta consiste em uma base de dados com os pesos dos indivíduos avaliados a cada sete dias, necessitando das quatro primeiras avaliações para projetar a evolução futura. Nas primeiras quatro semanas o sistema usa das informações do profissional da saúde ou do próprio usuário para a determinação da velocidade ideal de emagrecimento, ou admite de padrão a perda de 0,5% do peso corporal por semana. A partir da quinta semana o sistema irá re-calcular essa taxa para a velocidade atingida, corrigindo-se então a cada semana. Com isso o sistema irá ajustar-se ao indivíduo atrasando ou adiantando o tempo previsto para atingir o objetivo. Essa é a situação que permitirá definir se a estratégia da semana acelerou ou não o processo de perda de peso. Nosso grupo de estudo Para testar essa ferramenta buscamos o arquivo de um grupo de indivíduos sadios que buscavam diminuir o peso corporal, esse grupo deveria ser o mais heterogêneo possível. Junto à empresa Vigilantes do Peso em sua filial na cidade de São Paulo, conseguimos os dados de um grupo de 166 indivíduos, dos quais selecionamos 34 que haviam participado sete semanas ininterruptamente sendo: - 32 mulheres e dois homens; - O IMC médio do grupo fora 29,45, sendo o maior 40,48 e o menor 21,35; - A idade média era do grupo fora de 38 anos sendo a maior ida6 e a menor 11. O grupo amostra continha aproximadamente 95% (94,11%) de mulheres o que torna essa ferramenta validada apenas para a população feminina. O grupo teve sua evolução de emagrecimento próximo ao sugerido pela literatura médica, que fora de 0,5kg por semana como demonstrado na figura 1. Criamos um modelo que incluía a avaliação em relação ao peso inicial que denominamos Percentuais Absolutos que significa na data avaliada a relação percentual com o peso inicial. Da mesma forma também criamos o Percentual Relativo que é a variação percentual do peso em relação ao peso avaliado na semana anterior. A avaliação dos dados do Percentual relativo (figura 2) nos mostra dois grandes grupos de evolução do peso corporal; um com uma situação oscilatória e outro com uma outra situação monotônica. Software para projetar o peso futuro no controle clínico do emagrecimento 2
0,00 a oscilação do percentual relativo o que nos permite definir a evolução do peso. peso perdido (kg) -0,67-1,33 Tabela 1 Forma de evolução da perda de peso relativa e o IMC IMC Grupo Monotônico Grupo Oscilatório Acima de 35 29% 71% Entre 30 e 34,9 57% 43% Entre 25 e 29,9 31% 69% Menor que 24,9 29% 71% Total 35% 65% -2,00 20<IMC<25 25<IMC<30 30<IMC<35 IMC> 35 Figura 1 Média semanal de perda de peso Apesar dessa observação, que não encontramos descrita em outros artigos na literatura, não houve um ponto em comum que vinculasse a oscilação da perda de peso com outra variável, por exemplo com o IMC. Na aplicação do modelo criado a projeção do peso da quinta semana alcançou uma precisão de 85% dos pesos como podemos avaliar no gráfico da figura 3. Porém, reiteramos que o objetivo da ferramenta não é a precisão do peso da próxima semana mas sim a projeção futura do peso previsão 4,00% 3,00% 2,00% 1,00% 0,00% -1,00% -2,00% -3,00% Percentual relativo 1 3 5 7 9 peso 120,00 110,00 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Indivíduos Figura 3 Relação entre a projeção para a quinta semana e o peso avaliado nessa data -4,00% -5,00% Figura 2 Característica de evolução do percentual relativo A aderência das pessoas ao programa de emagrecimento pode ser o fenômeno responsável pela característica oscilatória ou monotônica da perda relativa de peso, necessitando mais estudos para relacionar esse situação com a fisiologia humana, mesmo a hipótese de haver um efeito rebote para a perda acentuada de peso [3] o que não é o objetivo desse estudo. O objetivo que é a criação de um software que suporte a evolução do peso de indivíduo e consiga projetar os pesos futuros. Escolhemos o prazo de quatro semanas acreditamos que seja suficiente para entendermos O modelo matemático As variações entre os pesos medidos são avaliadas quando a curva da variação é construída em um gráfico cartesiano. A partir dessa situação o programa calcula duas outras retas acessórias: a reta L1 que tem como pontos os pesos 2 e 4, e a reta L2 que tem os pontos 3 e M. O ponto M é a média da maior e da menor variação somada a menor variação. Por entre essas duas retas é traçada uma terceira reta, LM. A variação do peso e a inclinação dessa reta nos mostra a projeção futura pois nos exibe a tendência do emagrecimento, se é constante, se está aumentando em sua velocidade ou se está diminuindo. Software para projetar o peso futuro no controle clínico do emagrecimento 3
A projeção futura A ferramenta criada acompanha a evolução do paciente por doze semanas para a avaliação do rendimento. Ao final do período, inicia-se um novo período de doze semanas, porém a partir da quinta, pois a ferramenta irá considerar os pesos das últimas quatro semanas do primeiro ciclo como as quatro primeiras do novo ciclo. As projeções são visualizadas através de um único gráfico de linhas e de uma janela com um relatório simples. A leitura da semana através de um relatório simples é que mostra a atual posição do peso frente às projeções e a tendência do peso para as próximas semanas. Usos para essa ferramenta O RJT tem a característica de considerar a evolução monotônica ou oscilatória que os indivíduos apresentam em sua evolução perante um programa de Com isso o RJT permite ao usuário e ao profissional de saúde comparar a projeção anterior e a nova projeção criada a partir da entrada de um novo peso. Dessa forma podendo intervir, ou não, na estratégia do programa de O RJT fora concebido para seu usado de forma dinâmica podendo ajudar na decisão sobre a conduta a ser tomada num programa de Acreditamos que seu uso associado a ferramentas validadas de avaliação dos hábitos alimentares e de exercícios conseguiria definir, ou pelo menos, orientar ao problema que está interferindo no processo de perda de peso. Conclusão A ferramenta mostra-se adequada para o acompanhamento da perda de peso pelo usuário e pelo profissional de saúde, pois oferece diferentes recursos para a avaliação do desempenho de perda de peso. Essa ferramenta associada a outros sistemas de acompanhamento clínico poderá oferecer uma melhor adequação da estratégia de emagrecimento, influenciando na escolha da estratégia a ser seguida, como: manter a situação atual, suspeitar de um eventual problema de saúde, incrementar a rotina de exercícios físicos, diminuir a ingesta calórica, iniciar o uso de medicamentos ou até optar por uma cirurgia. Para tanto essa ferramenta necessita de uma aplicação prática Agradecimentos Ter os doutores Jacques Wainer e Turíbio Leite de Barros acreditando, investindo e acrescentando tanto nessa linha de pesquisa faz sentir-me honrado e orgulhoso desse trabalho. As, carinhosamente chamadas, minhas meninas, da Associação Brasileira A Hebraica de São Paulo, que participaram da montagem do piloto do programa com muita paciência e atenção. A eles, que me deram tanta energia para essa pesquisa, o meu mais sincero obrigado. Referências: 1) Paffenbarger, Ralph S. Jr., Hyde, Robert T., Alvin L. M. A.Wing, Hsieh, Chung-Cheng, Physical activity, all-cause mortality, and longevity of college Alumni. Am J Cardiol, 1986; 57 (6): 441-445 2) Yanovski, Susan Z., Yanovski, Jack A. Obesity. N Engl J Med, 2002; 346 (8): 591-602 3) Macias, A.E. Experimental demonstration of human wheight homeostasis: implications for understanding obesity. Br J Nutr, 2004; 91 (3) : 479-84 4)Rogers Flay, Juneau Martin, Taylor Barr, Haskell W. L., Kraemer Helena C., Ahn David K, DeBusk Robert F. Assessment by a microprocessor of adherence to home-based moderate-intensity exercise trainng in healthy, sedentary middle-aged men and women. Am J Cardiol 1987, 60:70-75 5)Bradfield, Robert B. Jourdan, Martin. Energy expenditure of obese women during weight loss. Am J Clin Nutr, 1972, 25:971-975 6) Weyer, C. Linkeschowa, R. Heise, T. Giesen, H.T. Spraul, M. Implications of the traditional and the new ACSM physical activity recommendations on weight reduction in dietary treated obese subjects. Int J Obes, 1998, 22:1071-1078 7) Dent, R.M. Penwarden, R. M. Harris, N. Hotz S.B. Development and evaluation of patientcentered software for a weight-management clinic. Obes Res, 2002, 10 (7):651-656 8) Katch, F.I. Katch, V. L. Computer technology to evaluate body composition, nutricion and exercise. Prev Med. 1983, 12: 619-631 9) Parisi, A. V. Allen, G. D. A fitness analysis system with an intelligent interface. Comput Biol Med, 1992, 22 (6):437 441 10) Annesi, J.J. Effects of computer feedback on adherence to exercise. Percep Mot Skil, 1998, 87:723-730 11) Doucet, E. St-Pierre, S. Almeras, N. Despres, J. Bouchard, C. Tremblay, A. Evidence for the Software para projetar o peso futuro no controle clínico do emagrecimento 4
existence of adaptative thermogenesis during weight loss. Br J Nutr, 2001, 85 : 715-723 12) Schoeller, D. A. Shay K. Kushner, R. F. How much physical activity is needed to minimize weight gain in previously obese women? Am J Clin Nutr 1997,66:551-556 13) Heshka, S. Feld, K. Yang, M. Allison, D.B. Heymsfield, S. B. Resting energy expenditure in the obese: A cross-validation and comparison of prediction equations. J Am diet Assoc, 1993,93:1031-1036 14) Hiiloskorpi, H. Fogelholm, M. Laukkanen, R. Pasanen, M. Oja, P. Manttari, A. Natri, A. Factors affecting the relation between heart rate and energy expenditure during exercise 15) Guyton AC, Hall JE. Fisiologia Humana e o mecanismo das doenças. 6nd ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan; 1998. cap.20, 21, 23, 27,49 e 57 16) McArdle WD, Katch F, Katch V. Fisiologia do Exercício Energia, nutrição e desempenho humano, 4nd ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan; 1998 cap. 5, 8, 27, 28 e 29 17) Ganong, WF. Fisiologia Médica, 15nd ed.rio de Janeiro, Prentice-Hall do Brasil; 1993 cap 17, 27 e 38 Software para projetar o peso futuro no controle clínico do emagrecimento 5