Obesità: la percentuale del grasso corporeo totale si può misurare con un nuovo metodo automatizzato di visione artificiale, che utilizza fotografie bidimensionali
La misurazione della percentuale del grasso corporeo totale tramite un nuovo metodo automatizzato di visione artificiale, che utilizza fotografie bidimensionali catturate tramite una comune fotocamera per smartphone, è risultata accurate e senza distorsioni significative rispetto all’assorbimetria a raggi X a doppia energia presa come riferimento. I risultati dello studio di convalida del nuovo dispositivo sono stati pubblicati sulla rivista npj Digital Medicine.
La composizione corporea è una componente chiave della salute sia degli individui che delle popolazioni e l’eccesso di adiposità è associato a un rischio più elevato di sviluppare malattie croniche. Nella pratica clinica, le soglie per le classificazioni del peso corporeo sono determinate utilizzando l’indice di massa corporea (BMI), dove gli adulti con BMI ≥25 e ≥30 kg/m2 sono definiti rispettivamente in sovrappeso e obesi. Tuttavia, il BMI non è in grado di distinguere la componente grassa della massa corporea dai tessuti magri. Pertanto i livelli di adiposità sono spesso classificati erroneamente nei soggetti che deviano dalle percentuali di massa magra normalizzate, compresi gli anziani che hanno perso muscoli con l’età e gli atleti che hanno una maggiore componente muscolare.
Le tecnologie alternative per valutare la composizione corporea si concentrano sulla misurazione del grasso. Sistemi come l’analisi dell’impedenza bioelettrica (BIA), i calibri e le misurazioni antropometriche sono comunemente utilizzate per via della rapidità e della facilità della misurazione, ma a scapito dell’accuratezza.
Le tecniche di imaging come la risonanza magnetica (MRI), utilizzate in combinazione con un modello corporeo a 4 compartimenti, sono considerate lo standard di riferimento nell’analisi della composizione corporea grazie alla loro capacità di discriminare e localizzare i tessuti molli, tuttavia la risonanza magnetica viene applicata di rado nella valutazione di routine della composizione corporea a causa di costi elevati, scomodità, accessibilità e dimensioni dell’attrezzatura.
Le tecniche più economiche e di poco più disponibili sono l’assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA) e la tomografia computerizzata (TC), ma entrambe hanno il problema dell’esposizione alle radiazioni e sono comunque troppo costose e scomode da usare come metodo di routine per monitorare le variazioni della composizione corporea in un ambiente domestico, hanno premesso gli autori.
Valutazione di un nuovo dispositivo di misurazione del grasso corporeo
I ricercatori hanno pertanto condotto uno studio per valutare le prestazioni di un nuovo metodo automatizzato di visione artificiale, chiamato composizione corporea visiva (VBC), che utilizza fotografie bidimensionali catturate tramite una fotocamera per smartphone convenzionale per stimare la percentuale di grasso corporeo totale.
L’algoritmo VBC si basa su una rete neurale convoluzionale (CNN) all’avanguardia. L’ipotesi è che la composizione corporea visiva sia più precisa rispetto ad altri dispositivi di livello consumer nella misurazione del grasso corporeo.
L’analisi ha valutato 134 adulti sani di età compresa tra 21 e 76 anni, per il 61,2% donne, 60,4% bianchi, 23,9% neri e BMI compreso tra 18,5 e 51,6 kg/m2. Per ogni partecipante la percentuale di grasso corporeo totale era stata misurata con il sistema VBC, tre dispositivi consumer e due sistemi di analisi della bioimpedenza bioelettrica professionali.
I partecipanti sono stati valutati anche tramite la pletismografia a spostamento d’aria (Air Displacement Plethysmography o ADP, un metodo densitometrico riconosciuto e validato scientificamente per la misura della composizione corporea negli esseri umani). La percentuale di grasso corporeo totale misurata tramite la DXA è stato impostato come valore di riferimento rispetto al quale sono state confrontate tutte le altre misurazioni ottenute con i vari dispositivi.
Prestazioni superiori agli altri metodi valutati
Rispetto alla DXA, il nuovo sistema di composizione corporea visiva aveva l’errore assoluto medio e la deviazione standard più bassi in confronto a tutti gli altri metodi valutati (p< 0,05 per tutti). Anche la percentuale di grasso corporeo totale misurato dalla VBC aveva una buona concordanza con la DXA (coefficiente di correlazione di concordanza di Lin, CCC: tutti 0,96, donne 0,93, uomini 0,94), mentre il BMI aveva una concordanza molto scarsa (CCC: tutti 0,45, donne 0,40 uomini 0,74).
L’analisi di Bland-Altman per la VBC ha rivelato i limiti di concordanza più stretti e l’assenza di bias significativi rispetto a DXA (p=0,062), mentre tutti gli altri i metodi valutati avevano una distorsione significativa (p<0,01) e limiti di concordanza più ampi.
«In questo primo studio di convalida di un sistema nuovo, accessibile e facile da usare, le stime del grasso corporeo della VBC sono risultate accurate e senza distorsioni significative rispetto alla DXA presa come riferimento, con prestazioni superiori a quelle di tutti gli altri metodi BIA e ADP valutati» hanno concluso gli autori. «L’ampia disponibilità di smartphone suggerisce che il metodo VBC per misurare la percentuale di grasso corporeo totale potrebbe svolgere un ruolo importante nella quantificazione dei livelli di adiposità in un’ampia gamma di contesti».
Bibliografia
Majmudar MD et al. Smartphone camera based assessment of adiposity: a validation study. npj Digit. Med. 5, 79 (2022).