Propuesta de un modelo difuso para determinar sobrepeso y obesidad en niños y adolescentes
RESUMEN
México se encuentra entre los países con mayor prevalencia de sobrepeso y obesidad entre los niños y adolescentes. Por tanto, surge la necesidad de una técnica económica, rápida, reproducible y de fácil implementación que permita detectar tempranamente en el ámbito escolar el sobrepeso y la obesidad en niños y adolescentes. En este trabajo se presenta una técnica que cumple con esas expectativas basada en un modelo de inferencia difuso con un conjunto de 81 reglas para la clasificación de la composición corporal de 92 niñas y 88 niños entre las edades de 10 y 14 años. Como atributos se tomaron, el peso, el índice de masa corporal, el porciento de masa grasa y el porciento de peso habitual. Para cada atributo se definieron tres conjuntos difusos, normal, sobrepeso y obeso y para clasificar el valor del atributo se usaron las referencias que más se utilizan en la literatura y por los nutriólogos y pediatras de la zona de estudio. Como resultado de la aplicación del modelo difuso, se obtuvo una precisión promedio de 97,6% con un 4,2% de error para la clasificación corporal de las niñas y de 93,4% con un 4,6% de error para niños.
INTRODUCCIÓN
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS) la obesidad es una enfermedad producto de la acumulación anormal o excesiva de grasa que viene asociada a factores biológicos, genéticos y ambientales e influenciados por las condiciones socioeconómicas, sexo, edad y etnicidad1. El sobrepeso es una condición previa al desarrollo de la obesidad y la estrecha vinculación existente entre ambas es lo que ha propiciado que se aborden de manera conjunta.
En México, la última Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (ENSANUT)2 realizada en el año 2016 reportó una prevalencia combinada de sobrepeso y obesidad para los niños entre 5 y 11 años del 33,2% y en adolescentes de entre 12 y 19 años, del 36,3%. Se reportó, además que, aunque esas cifras no mostraron un incremento significativo comparado con las cifras de la ENSANUT del 2012, siguen siendo altas, situando a México entre los países con mayor prevalencia de sobrepeso y obesidad entre los niños y adolescentes. Sin embargo, a pesar de la implementación de políticas y estrategias de prioridades sanitarias, surge la necesidad de detectar el sobrepeso y la obesidad desde la etapa escolar ya que muchos aspectos de la composición corporal, como el tejido graso y magro son predictivos de las características físicas en la edad adulta3. Para ello se requiere de técnicas de fácil aplicación y de bajo costo que permitan predecir de forma correcta el estado corporal y nutricional de los escolares pero que estén correlacionadas y validadas con los métodos de amplia utilización, pero de compleja aplicación4.
La forma más común de determinar si una persona tiene sobrepeso u obesidad es mediante el cálculo del Índice de Masa Corporal (IMC) que consiste en la relación entre el peso de la persona dividido por el cuadrado de su estatura5. Hay que tener en cuenta que el IMC puede dar una valoración no precisa del estado corporal de la persona y más aún si es en niños ya que este no cuantifica la adiposidad total, no distingue entre grasa y músculo ni predice la distribución de la grasa corporal por lo que, puede sobreestimar la adiposidad en un niño con aumento de masa muscular o subestimas la adiposidad en un niño sedentario. Es por ello, que se han comenzado a utilizar otros indicadores antropométricos de la obesidad como son los pliegues y los perímetros corporales para estimar el tejido graso total del cuerpo.
Existen diferentes ecuaciones en la literatura para determinar el componente graso total del cuerpo o masa grasa, diseñadas para la población infantil y adolescente, según la edad y el sexo. Entre estas están las que determinan el porcentaje de masa grasa a partir de la densidad corporal total6,7 sin utilizar medidas antropométricas, por lo que son poco prácticas para su uso cotidiano. Por otra parte, hay autores que utilizan la suma de pliegues cutáneos para calcular la densidad total corporal8,9,10,11,12,13,14 y después el porciento de masa grasa, pero estas ecuaciones doblemente indirectas suman los errores del cálculo de la densidad corporal más los errores del cálculo de masa grasa siendo, por tanto, muy imprecisas.
El error que se obtiene en las mediciones de los perímetros corporales es menor que el de las mediciones de los pliegues, es por eso que se han utilizado los perímetros corporales de cadera, cintura, brazo y muslo, así como el peso y la estatura para calcular el porciento de masa grasa en niños y niñas lo que resulta eficaz y de fácil aplicación15. Además, hacen una validación estadística del método propuesto, utilizando como referencias ecuaciones expuestas anteriormente9,16,17 donde utilizan la densidad corporal y los pliegues, para el cálculo del porciento de masa grasa.
Por otra parte, en la última década se han comenzado a utilizar técnicas de inteligencia artificial para clasificar el estado corporal de los niños y adultos. Se presenta un estudio18 donde utilizan un modelo neuro-difuso ANFIS (Artificial Neural Network Fuzzy Interference System) para la clasificación de adultos utilizando como entrada el IMC, la masa grasa y la longitud de la circunferencia de la cintura.
También, se ha utilizado la lógica difusa tomando atributos el IMC y la actividad física para determinar el estado corporal de niños entre 4 y 6 años y proponen agrupar a los niños por edad ya que los atributos para predecir la obesidad cambian con la edad19. Otros autores20, han propuesto un modelo novel difuso para la clasificación de niños y niñas entre 6 y 17 años, donde utilizaron como atributos los percentiles de peso, la altura y el porciento de grasa corporal y obtuvieron un 83,7% de exactitud para niños y 76,1% para niñas.
Por tanto, es evidente que las técnicas de inteligencia artificial constituyen una herramienta efectiva para la evaluación nutricional de niños y adolescentes siempre y cuando se selecciones los atributos que representen eficazmente la composición corporal de estos.
Tomando como base todo lo anteriormente expuesto y con el objetivo de contar con un método económico, rápido, reproducible y de fácil implementación tanto en el ámbito escolar como clínico e investigativo, y que permita detectar tempranamente la obesidad en niños y adolescentes, el presente trabajo propone un método para determinar el sobrepeso y la obesidad en niños y adolescentes utilizando un sistema de inferencia difuso con 81 reglas y como atributos el índice de masa corporal (IMC), el porciento de masa grasa (MG), el porciento de peso habitual (PI) y el peso (P).
Lisset Alva R1
Julio Laria M1
Salvador Ibarra M1
José Castán R1
Jesús Terán V1
1Universidad Autónoma de Tamaulipas, Facultad de Ingeniería, Centro Universitario Sur, Tampico, Tamaulipas, México.
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