Виктор Меркатор
НАСТРОЙКА ВЕСОВ С АНАЛИЗАТОРОМ ЖИРА "ПОД СЕБЯ"
Весы с анализатором жира уже прочно обосновались в быту. Ими пользуются культуристы (бодибилдеры), диетчики и просто люди, следя¬щие за своим здоровьем, что предполагает регулярное измерение веса и оценку состава тела. Появились даже дешевые электронные весы (без ана¬лиза состава тела), своим дизайном имитирующие жироанализаторы, т.е. в платформу весов встраиваются бутафорские электроды. Насколько можно доверять показаниям прибора, с рекламируемой погрешностью измерения процентного содержания жира 0,1%? Нисколько. Откуда же тогда берется цифра 0,1%? А это не погрешность, это цена деления, т.е. измеренное (и вычисленное) прибором значение содержания жира в теле (в процентах) округляется до одного разряда после запятой. Таким образом, делаем вы¬вод, что в описание принципа действия, конфигурации и технических дан¬ных анализаторов жира привносится много рекламных приемов.
Наши сведения о весах с анализатором жира ограничиваются в ос¬новном инструкциями фирмы-изготовителя и Интернет-публикациями (то¬же в основном рекламного характера). Что же мы узнаем? То, что в основе метода лежит анализ состава тела путем пропускания через него слабых безопасных электрических импульсов. На всякий случай указывается, что использование анализатора АБСОЛЮТНО противопоказано беременным женщинам и людям с имплантированным кардиостимулятором. Полно¬стью метод называется "биоимпедансный метод <от стопы к стопе> ". Им¬педанс - это полное электрическое сопротивление, значит измеряется не что иное, как сопротивление человеческого тела от одной стопы до другой. Есть в Интернет-публикациях и соответствующие рисунки. Сразу напра¬шивается вопрос - а как же измеряется количество жира в верхней части тела? Да при выбранном методе "от стопы к стопе" никак. Принцип дейст¬вия жироанализатора основан на разнице в сопротивлении, оказываемом электрическому току жировой тканью и жидкими составляющими мышеч¬ной ткани. Этот метод измеряет количество жира в основном на бедрах, затем это значение умножается на некоторый коэффициент, больший еди¬ницы, и полученная цифра считается содержанием жира во всем организме. Чему же равен этот таинственный коэффициент? Коэффициент определя¬ется отдельно по группам людей, отобранных по полу, возрасту и весу (в некоторых методиках еще и по особенностям ребенок/взрослый/атлет, но мы здесь этой тонкости касаться не будем). Дело в том, что распределение жира в организме и зависит в основном от пола, возраста, роста и образа жизни.
Да, а отчего бы в таком случае не измерять "от руки к руке"? Есть и такой метод, и подобный прибор продается под торговой маркой "Опреде-
литель жира Omron BF-306". В руки берутся два электрода, и по результа¬там измерения электрического сопротивления определяется содержание жира в верхней части тела. А далее все по отработанному пути - раз со¬держание жира в нижней части тела методом не учитывается, необходимо все множить уже на свой коэффициент, определяемый опять-таки опыт¬ным путем. Но если при методе "от стопы к стопе" жироанализатор прежде измерения сопротивления измеряет вес (ведь мы стоим на платформе ана¬лизатора, отчего бы этим не воспользоваться), анализатор по типу "от руки к руке" вес определять не умеет (при определении процента жира мы сто¬им на полу и держим прибор в вытянутых руках), и вес необходимо вво¬дить отдельно.
И, наконец, верх совершенства - анализаторы жира, где одновремен¬но мы стоим на платформе весов (с электродами) и держим в руках допол¬нительные электроды. Логично предположить, что здесь отдельно измеря¬ется и суммируется содержание жира в верхней части тела и нижней части тела, т.е. суммарный жир. Хочется надеяться, что именно анализаторы по¬добного типа наиболее объективно измеряют искомую величину - количе¬ство жира в теле, поскольку ток проходит через недоступные при измере¬нии методами "от стопы к стопе" и "от руки к руке" части тела. Во всяком случае, изготовитель заявляет, что такие приборы позволяют раздельно оценить состав тканей для рук и ног.
Возвращаемся к наиболее интересующему нас анализатору типа "от стопы к стопе". Больше всего пользователей удивляет необходимость вво¬дить в анализатор до начала измерения свой пол, рост и возраст. Я же вот он (она), стою на платформе, а ты измеряй. Зачем тебе мои личные дан¬ные? Но измеряется не количество жира, а сопротивление определенных органов человеческого тела электрическому току. Прежде всего необходи¬мо учесть, что сопротивление человеческой кожи (неповрежденной) гораз¬до выше сопротивления внутренних тканей. Следовательно, влияние кожи надо как-то исключить из измерения. Это можно сделать вполне не изу¬верским способом (т.е. не нарушая ее целостности), проводя измерения не на постоянном токе, а на переменном токе достаточно высокой частоты (50 килогерц). В этом случае непроводящая кожа является диэлектриком в конденсаторе, нижней обкладкой которого служат электроды платформы весов, а верхней - прилегающие к коже токопроводящие внутренние ткани. Высокочастотный электрический ток, как известно, через конденсаторы не очень маленькой емкости проходит.
Вспоминаем школьную формулу сопротивления проводника элек¬трическому току. Сопротивление проводника определяется его длиной,
площадью поперечного сечения и материалом по формуле R = р l , где R -
s
сопротивление в омах, l - длина проводника в метрах, s - площадь попе¬речного сечения проводника в мм2, и р - удельное электрическое сопро-
тивление материала проводника, измеренное в ом • мм /м . В этой формуле в применении к нашему случаю все неопределенно, все "плывет". l - это общая длина обеих ног и "перемычки" между ними (нижней части брюш¬ной полости), s - площадь поперечного сечения ног, меняющаяся по длине ноги, а материал проводника - токопроводящие ткани ног. Как измерять длину "перемычки" - по прямой, по дуге, или же считать ее нулевой? А об изменении поперечного сечения ног больше могут сказать знатоки красоты женских ног, выработавшие даже их классификацию - зажигательные, му¬зыкальные и т.п.
В любой прикладной отрасли, чтобы добиться приложимого к прак¬тике результата, необходимо абстрагироваться от факторов второго плана и учитывать лишь самые существенные факторы. Так и мы - ноги считаем цилиндрическими постоянного сечения, а перемычку между ними корот-козамыкающей. Анализатор жира, как мы уже договорились, откалиброван на отобранных группах людей определенного пола, возраста и роста (эта¬лонных группах), и путем измерения сопротивления и веса пересчитывает эти данные в процент жира. И этим показателям можно верить, если обме¬рять затем, уже не в режиме калибровки, а в рабочем режиме, некоего среднего по всем показателям человека из той-же эталонной группы. Но ведь на мне, любимой (любимом), весы не калибровались. А я нестандарт¬ная и лучше всех. А анализатор измеряет количество жира лишь на бедрах, а затем пересчитывает на некую фигуру со стандартным для данного пола и возраста распределением жира по телу. Если анализатор иностранный, то наверняка на фигуру по стандарту, отличному от российского. Да и вряд ли существует единый для России стандарт, при ее просторах и разнообра¬зии человеческих типов. Да вдобавок у меня это распределение тоже не¬стандартное. Весь жир на бедрах, а живот плоский. Или наоборот. Проде¬лаем ряд опытов. Будем производить измерение процента жира нашими напольными весами с анализатором, указывая в первом случае наш истин¬ный возраст, но меняя рост, а во втором случае с указанием истинного рос¬та и изменением возраста. Предположим, экспериментируем с женщиной в возрасте 30 лет и ростом 175 см.
150
160
170
180
190
200
Рост, см
Рисунок 1. Зависимость индицируемого процента жира при фиктивном
задании роста
Из рисунка 1 следует, что если истинному росту 175 см соответству¬ет содержание жира 20,1%, то при указании меньшего роста процент жира возрастает, а при указании большего роста - уменьшается. Направление зависимости вполне понятно - если два человека обладают одинаковым весом и одинаковым процентом содержания жира, но отличаются ростом, то сопротивление "от стопы к стопе" у более высокого человека увеличи¬вается (длина ног увеличивается в k раз, площадь сечения уменьшается тоже в k раз для сохранения прежнего веса). Прибор и откалиброван так, что при задании большего роста при том же весе и большем сопротивле¬нии выдает общий для обеих людей процент жира. Но мы ведь при тех же ногах (и прежнем сопротивлении) обманываем прибор, указывая рост, больший фактического. Прибор, для того чтобы подтвердить прежний процент жира, ждет ног большего сопротивления, чем предъявляемые на¬ми. А раз сопротивление ног у нас меньше ожидаемого, то с точки зрения прибора объяснение одно - слой подкожной жировой клетчатки на ногах тоньше ожидаемого, что прибор и фиксирует уменьшением расчетного количества жира. При уменьшении фиктивного роста порядок рассужде¬ний обратный.
Наш второй опыт заключается в том, что укажем анализатору истин¬ный рост обмеряемого человека, но будем менять возраст. Получается вот такой график:
Рисунок 2. Зависимость индицируемого процента жира при фиктивном
задании возраста
Вид графика объясняется тем, что с возрастом жир начинает откла¬дываться между внутренними органами (этот жир называется висцераль¬ным) больше, чем на бедрах, и при определении процента жира методом "от стопы к стопе" характер поправки на висцеральный жир зависит от возраста.
Вот и все объяснения по поводу, зачем анализатору необходимо знать наш рост и возраст (а анализатору типа "от руки к руке" еще и вес). Наш следующий вывод: при нестандартности (по отношению к той группе людей, на которой калибровался прибор) нашего телосложения и распре¬деления жира в теле (ведь биологический возраст может не соответство¬вать паспортному, а тогда и распределение жира будет соответствовать больше биологическому возрасту, чем паспортному), допустимо и даже необходимо при указании роста и возраста сознательно вводить не соот¬ветствующие реальности величины, и в этом случае показания прибора будут соответствовать истинным (или во всяком случае, случайно коле¬баться вокруг них, без систематического одностороннего смещения).
А теперь переходим к самому главному: как определить величину поправки. Прежде всего необходимо всякими правдами-неправдами узнать истинное содержание жира в своем теле. Методы описаны в литературе, но к сожалению, не все из них доступны, особенно в глубинке. Самое реаль¬ное - это все-таки калиперометрия (измерение толщины кожи и подкожно¬го жирового слоя), или косвенное определение путем измерения объемов. При выборе калиперометрических методов надо остановиться на методе с большим количеством замеров (замеряются толщины жировых отложений в большем количестве мест, что важно для учета неравномерности отло-
жения жира). Из методов с непосредственным измерением объемов приго¬ден вот этот: для мужчин процент жира вычисляется по формуле
F = (42,021 - 0,0277 • Рост) • ln (Талия - Шея) - 0,066 • Рост -114,24
и для женщин по формуле
F = (80,95 - 0,0749 • Рост) • ln (Талия + Бедра - Шея) + 0,1047 • Рост - 327,26
Все размеры измеряются сантиметровой лентой в сантиметрах. Логариф¬мы берутся натуральные. Вычисления необходимо производить с высокой точностью, например в программе MS Excel, поскольку для получения ре¬зультата производится вычитание близких величин.
А теперь перейдем к примеру: истинное содержание жира в теле 25,3%, анализатор показывает 20,1% (при вводе в него истинного возраста и роста). Какую и какого рода следует вносить поправку?
Первый способ: не трогать кнопки возраста и роста (пускай введен¬ные значения соответствуют реальным), а ко всем показаниям жироанали-затора прибавлять 25,3 — 20,1 = 5,2 %. Способ очень некорректный и никак не может быть обоснован. Отвергается.
25 3 Второй способ: умножаем все показания анализатора на —— = 1,259.
Способ также никак не может быть обоснован. Отвергается.
Третий способ: точно устанавливаем, на сколько наша фигура отли¬чается от стандартной, и учитываем отклонение внесением фиктивного роста. Точно устанавливаем, на сколько наш биологический возраст в пла¬не распределения в теле жира отличается от паспортного, и вводим в ана¬лизатор биологический возраст. В итоге, встав на весы-анализатор, вместо ложного значения 20,1% увидим желаемые 25,3%. В дальнейшем, при из¬менении процента жира в теле, анализатор эти новые значения измерит уже без погрешности. Метод просто замечательный, но практически не¬реализуемый. Для введения поправки по росту мало измерить длину ног и сравнить ее со стандартной, которой мы все равно не знаем (обычно фир¬ма-изготовитель не сообщает антропометрические данные эталонной группы). Еще труднее определить и учесть величину поправки по возрасту. Дополнительно скажется еще и множество других факторов, которые трудно разом учесть, поскольку неизвестны ни их величины, ни направле¬ние их действия. И тогда, прежде чем у нас не опустятся окончательно ру¬ки, вспомним принцип недостаточного обоснования великого французско¬го математика Лапласа, жившего в 18-19 веках. Согласно этому принципу, примененному к нашему случаю, если распределение влияния двух факто¬ров неизвестно, нет оснований предполагать, что эти влияния различны. И тогда мы вправе 50% ошибки компенсировать возрастом, а 50% ошибки - ростом. И осталось разрешить последний вопрос: как найти середину
7
20,1 + 25,3
между 20,1% и 25,3%? Ответ — — = 22,7% неверен по следующей
причине: если мы вначале выведем анализатор на показание 22,7 возрас¬том, а затем на показание 25,3 ростом, а затем проверим иной вариант -выведем на показание 22,7 ростом, а затем на показание 25,3 возрастом, мы получим два отличающихся набора фиктивных возрастов и ростов. А логика вводимой коррекции подсказывает, что разницы быть не должно. Чтобы докопаться до истины, приходится вскрывать заложенный в анали¬затор алгоритм зависимости показаний от введенных возраста и роста, что позволяет установить, что "среднее" значение процента жира должно вы-
числяться по формуле Fcp =100- (100 - FHCT )(100 - ^инд) , где FHCT - ис¬тинное значение содержания жира (25,3%), a i7^ - индицируемое значе¬ние процента жира (20,1%).
Вычисляем: Fcp = 100 - (100 - 25,3)(100 - 20,1) = 22,7 . Как видим,
разница между полученным значением и средним арифметическим при близости FmT и ^инД отсутствует, поэтому можно пользоваться и средним арифметическим, что упрощает вычисления. Итак, выводим показание ана¬лизатора до значения 22,7 возрастом (раз 22,7 больше 20,1, возраст необ¬ходимо увеличивать), а затем до значения 25,3 ростом (раз 25,3 больше 22,7, рост необходимо уменьшать). В нашем случае подходящим возрас¬том окажется, скорее всего, 40 лет, а подходящим ростом - 171 см.
Считаем анализатор жира полностью откалиброванным, и впредь он будет показывать состав тела, соответствующий истинному, отмечая все отклонения в ту или иную сторону, вызванные изменением веса и жировых отложений. Подобную калибровку необходимо провести также для всех других пользователей весов-анализаторов жира.
А напоследок проделаем еще один эксперимент, уже не имеющий отношения к настройке анализатора "под себя", но поясняющий заключен¬ный в него алгоритм анализа и отвечающий еще на один частый вопрос пользователя. Принято потешаться над тем, что если измерить вес и про¬цент жира, а затем встать на платформу весов еще раз, но уже с гантелями в руках, то результатом будет не только увеличенный вес, но и увеличен¬ный процент жира. А ведь абсолютное количество жира осталось прежним, и с учетом веса гантелей относительное содержание жира ведь должно уменьшиться?
Чтобы разъяснить это противоречие, прежде всего проведем еще один эксперимент, на сей раз, чтобы не нагружать хрупкую женщину, на мужчине возраста 30 лет, роста 175 см и веса 65 кг. Проведем серию изме¬рений с постоянством возраста, роста, но с изменением веса. Попросту го¬воря, будем грузить подопытного, предлагая ему встать на платформу ве¬сов с гантелями разного веса в руках, а напоследок дадим в руки штангу весом 35 кг. Результаты отражены на графике рисунка 3:
8
Рисунок 3. Зависимость индицируемого процента жира при увеличении
веса подопытного внешним грузом
Действительно, индицируемый процент жира при увеличении веса с грузом увеличивается. Определим регистрируемое анализатором количе¬ство жира (абсолютное), умножив вес (с грузом) на процент жира и разде¬лив результат на 100. Данные нанесем на график рисунка 4:
40 -|
Рисунок 4. Зависимость расчетного количества жира при увеличении веса
подопытного внешним грузом
Если на рисунке 3 зависимость криволинейная, то на рисунке 4 зави¬симость удивительно прямолинейная. Другими словами, на каждый кило-
грамм прибавки веса анализатор относит вполне определенное неизменное количество жира. Согласно графику рисунка 4, при изменении веса на 35 кг прибавка жира составит 21,8 кг, отсюда на каждый килограмм прибавки веса анализатор согласно заложенной в него программе относит 620 грамм жира. Это соотношение оказывается неизменным для всех возрастов и рос¬тов и не зависит от пола. Удручающий вывод для людей с избыточным ве¬сом: каждый лишний килограмм веса означает 620 грамм избыточного жи¬ра. Сомневаться в этой цифре нет оснований: алгоритм работы анализатора основывается на результатах сотен точных контрольных замеров.
Другое дело, что если человек сознательно нацелен на наращивание мышц и проводит соответствующие тренировки по особой программе, это соотношение нарушается (например, вся прибавка веса может происходить только за счет мышечной массы). Вот откуда недоверие к бытовому жи-роанализатору у бодибилдеров и фитнес-инструкторов, и стремление неко¬торых фирм ввести в свои анализаторы режим "атлет", более соответст¬вующий особенностям телосложения бодибилдеров. И напоследок: если мы взвешиваемся в одежде, то уже привыкли автоматически вводить по¬правку на ее вес. А теперь мы знаем, что определение процента жира в одежде абсолютно бессмысленно, поскольку при этом анализатор указыва¬ет с ошибкой также и процент жира. Впрочем, это изменение незначитель¬но и составляет примерно 0,1% на каждые 100 грамм веса одежды (или бе¬лья).
Теперь, вооруженные знаниями, мы можем смело перенастроить свой домашний анализатор жира в теле, посоветуем перенастроить анали¬заторы своим друзьям и знакомым, и купить его тем, кто еще не купил, по¬скольку ему, оказывается, можно-таки доверять.
Сообщение от yakudza07
Ваши права
LinkBack URL
About LinkBacks
Ответить с цитированием
Социальные закладки