¿Qué es este valor aparentemente aleatorio al calcular las calorías quemadas?

He tratado de mantener esta pregunta lo menos amigable posible para los programadores, pero avíseme si no entiende algo.

Soy desarrollador de software y estoy revisando un código antiguo y encontré una fórmula para calcular las calorías quemadas.

METs = (1.5245 * milesPerHour) + 0.1128;
caloriesBurned = (durationMinutes * ((METs * 3.5 * kilograms) / 200.0f));

No puedo entender con certeza qué se supone que representan los números arbitrarios sin nombre.

Investigué un poco y descubrí que la fórmula "normal" para calcular las calorías quemadas es:

Energy (kcal) = METs * weight (kg) * time (hours)

Especulo que los números en la primera ecuación se deben a que alguien ingresó algunos valores en Excel y usó la fórmula que se muestra en la línea de tendencia como una estimación .

Los números en la segunda ecuación se me escapan por completo. Pensé que podría estar convirtiendo kJ en kcal, pero la ecuación ya genera calorías.

Luego noté que la duración en el código está en minutos, pero la fórmula que espero quiere horas. Sin embargo, (3.5/200)no tiene sentido convertir de minutos a horas. (Casualmente, es una aproximación cercana 0.016 ≈ 0.0175)

Creo que encontré el recurso que el desarrollador original debe haber usado:

Conversiones de unidades de trabajo

1 MET = 3,5 ml/kg/min
1 MET = 1 kcal/kg/hr
...
METS a Kcal/min = multiplicar METS x 3,5 x peso corporal en kg y luego dividir por 200

Todavía no tengo idea de dónde provienen esos 200 y creo que el recurso podría ser erróneo de todos modos, ya que parece equiparar calorías a mlO 2

NB: no estoy buscando una fórmula nueva / "correcta", lamentablemente no puedo cambiar esto. Sin embargo, me gustaría poder agregar comentarios al código para poder entender si / por qué está mal si lo vuelvo a mirar en el futuro.

TL;RD:

¿Qué significan los números arbitrarios en las fórmulas anteriores?

¿Qué es metabolicRate en la segunda línea? ¿De dónde lo obtienes? Un MET es una unidad de intensidad, donde un MET se define como 3,5 ml de oxígeno por kg y por minuto, por lo que 3,5 es solo un número para obtener un buen rango de números MET, 1 MET es lo que usa para sentarse.
"metabolicRate" era solo una referencia de programación que me había perdido. Debería leer MET (y lo hace ahora). Entiendo qué es el MET y cómo se usa normalmente. Estoy tratando de entender lo que el programador anterior ha hecho aquí y lo que significan los números arbitrarios.
De acuerdo, entonces 3.5 * nrMets * nrMinutes * nrKgs debería ser la cantidad de ml de oxígeno que consume para un cierto peso en una cierta cantidad de minutos, suponiendo que haya un factor lineal entre las calorías consumidas y los mililitros de oxígeno que consume, este código parece suponga que este factor es 200. No estoy seguro si 200 es un buen número, pero me parece razonable que el número no sea exacto por naturaleza, porque la biología. Probablemente se elija para que sea fácil de calcular.
assumees la palabra que me preocupa. Parece haber sido sacado de la nada. Hay una equivalencia de calorías a ml de oxígeno, pero ese factor es 3.5 * 60 = 210 (¿posiblemente solo un error en el recurso?). Esto se puede ver por la equivalencia de1 MET = 3.5ml/kg/min ≣ 1 kcal/kg/hr ≣ 60 kcal/kg/min
De acuerdo, no lo sabía, pero eso debería depender de lo que se queme con el oxígeno, ¿verdad? Las grasas, las proteínas y los carbohidratos deberían dar una cantidad diferente de calorías si las quemas con 1 ml de oxígeno, por así decirlo. Además, 210 = 200 para 1 cifra significativa.
should depend on what you combust with the oxygen, right?En realidad lo hará, pero la mayoría de estas ecuaciones son aproximaciones de todos modos. Después de todo, los seres humanos son complejos y la quema de calorías individual dependerá de muchos factores.
Solo me di cuenta de la equivalencia mientras escribía ese último comentario, por lo que bien podría ser solo un problema de redondeo.
Su ecuación METS es bastante cuestionable. Como caminar a 4 mph generalmente se le asigna un valor de 5 METS, mientras que su ecuación estimaría esa actividad en 6.2 METS.
Sí. Tan cuestionable, que lo cuestioné aquí. (Nota: yo no escribí esa ecuación, no estoy dispuesto a asumir la responsabilidad por ella;)). Especulé que la ecuación es solo una (mala) estimación basada en algunos valores dados y confianza ciega en una línea de tendencia de Excel.
También 1 MET = 1 Kcal / bodyMassKg * hora, por lo que las calorías quemadas también pueden ser una pila humeante. Aunque 3.5 es la constante utilizada para convertir entre MET (vvo2max) y VO2, puede que solo sea un nombre de variable doggy.
Buena observación, me lo había perdido! ¡Ese recurso tiene muchos errores entonces! Desafortunadamente, no puedo simplemente "arreglar" esta ecuación, ya que también se usa en una aplicación de Android y un servicio web, no solo en la aplicación de iOS de la que asumí la responsabilidad.
¿Cuál es la actividad para la que la ecuación MET está tratando de aproximar un valor? Curiosidades, ya que varios artículos publicados afirman que existe una relación no lineal entre la velocidad y el VO2. También me pregunto si alguno de los coeficientes está relacionado con: gradiente, tipo de superficie o resistencia al viento, ya que aparecen en un número de la fórmula.
Es para una aplicación de seguimiento de carrera, así que caminar, trotar, correr, saltar, etc. Cualquier propulsión exterior basada en piernas. También espero que caminar sea una ecuación diferente a correr, ya que requiere menos movimiento, no solo un movimiento más lento.
Mmm. Encontré otro recurso que usa este mágico 200: cmsfitnesscourses.co.uk/blog/53/…
El 200 es solo una manipulación algebraica, como: Kcal/Min ~= 5 * massKg * VO2 / 1000 = massKg * VO2 / 200, por lo que si cambia el nombre de la variable MET a vO2, la fórmula de calorías quemadas parece un libro de texto, bueno para quemas cortas de carbohidratos . Después de unos minutos, el cuerpo comienza a quemar grasas y azúcares, por lo que el 5 cae a ~ 4,86.

Respuestas (1)

Si obtiene una copia de la tabla de conversión de unidades del Compendio de actividades físicas , puede ser útil.

Tomando la segunda línea primero:

caloriesBurned = (durationMinutes * ((METs * 3.5 * kilograms) / 200.0f));

Esto parece ser una manipulación algebraica simple de la fórmula estándar utilizada para convertir el consumo de oxígeno (Volumen de O2 en litros [VO2]) en Kcal. Esencialmente, su cuerpo requiere oxígeno para convertir la energía almacenada en sus azúcares y grasas en ATP, para alimentar sus músculos, este proceso se llama ciclo del ácido cítrico .

Los MET en esa línea son la abreviatura de Equivalente metabólico de la tarea , y es solo una forma abstracta de cuantificar el costo de energía relativo de una actividad, varios sitios ofrecen estimaciones de MET para actividades específicas, por ejemplo.

De todos modos:

MET       = 3.5 * VO2ml/massKg/min^-1

Kcal/Min ~= RespiratoryExchangeRatio * VO2litre / 1000
         ~= 5 * massKg * VO2litre / 1000 (sugar)   
         ~= massKg * VO2litre / 200 (sugar)

Nota: RespiratoryExchangeRatio es 5,0 para los azúcares, pero cae a 4,86 ​​para liberar energía de la grasa.

Entonces, durante los primeros minutos de ejercicio relativamente intenso (ignore los primeros segundos, como anaeróbicos, y cualquier quema de grasa después de unos minutos, o cualquier sprint que exceda la capacidad de su cuerpo para procesar ATP y resulte en una acumulación de ácido láctico) ese bit de código parece correcto:

 caloriesBurned = (durationMinutes * ((METs * 3.5 * kilograms) / 200.0f));

La línea preocupante es:

METs = (1.5245 * milesPerHour) + 0.1128;

Como indicó, la ecuación se usa como una ecuación general para estimar METS, para caminar, trotar, correr, saltar, etc. Pero el gasto de energía no es lineal, y hay otros factores, como pendiente, resistencia del viento, superficie , pesos externos... que entran en juego para producir un puntaje MET, incluso para una caminata rápida típica, en el nivel en que se estima incorrectamente. Como caminar a 4 mph generalmente se le asigna un valor de 5 METS , mientras que su ecuación estimaría esa actividad en 6.2 METS , sobreestimando la quema de calorías en un 24%

¿Qué es este valor aparentemente aleatorio al calcular las calorías quemadas?
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