什么是趋势体重?用移动平均看懂减重进展
作者: Periscope 团队 · · 阅读约 8 分钟
趋势体重是对你最近几次称重的平滑平均,可以过滤掉水分、食物和盐带来的日常波动。简单的 7 天移动平均就够用;指数平滑的趋势反应更快。把趋势的斜率当作每周的变化速度,并以两到四周为单位判断进展,而不是看某一天。
要点
- 单次称重混合了脂肪、水分、食物和盐,所以每天一两磅的变化通常说明不了多少脂肪的减少。
- 7 天移动平均是最简单的趋势:把最近七次称重相加,再除以七。
- 指数平滑更看重最近几天,但普通版本在稳定减重时会落后好几天;经过滞后校正的(双重)平滑会同时追踪斜率,从而缩小这个差距。
- 趋势在一周内的变化才是你真实的每周速度,它比对比两次体重秤读数要稳定得多。
- 无论用哪种趋势,都要给它两到四周再下结论,并预料到数据中断、节假日和新饮食的第一周会让它失真。
趋势体重是你在几天内的平均体重,它比任何一次单独称重都更真实。你今天早上的体重,是体脂加肌肉,再加上几磅来来去去的水分,以及还在消化途中的食物。取平均可以让这些短期因素相互抵消,让底下缓慢的变化显现出来。
趋势体重与体重秤读数:为什么单次称重会误导人
体重秤读数是某一个早上的一次读数;趋势则融合了许多次读数,所以它主要反映脂肪和肌肉的变化,而不是水分和食物。让体重秤每天上下浮动的,大多不是脂肪。储存的碳水化合物(糖原)会结合大约三到四倍的水,所以一顿以意面为主的晚餐,可能让第二天早上的体重多出一磅甚至更多,两天后又减回去。盐的作用也类似。一项针对 1,400 多名欧洲人的研究发现,体重在周末上升、在工作日下降,平均幅度约为 0.35%,对于体重 180 磅的人来说大约是三分之二磅(更多内容请看周末体重增加)。很多人看到的波动比这大得多。
与此同时,真正的脂肪减少很慢。按每周一磅计算,从一天到下一天的真实变化只有约七分之一磅,远远小于这些波动。拿今天和昨天比较,就像盯着一朵浪花来判断潮水涨落。想了解所有会影响体重数字的因素,请看体重为什么每天都在变。
7 天移动平均是怎么算的?
把最近七次称重相加,再除以七。到了明天,去掉最早的那一天,加上新的一天,再算一次。这种滚动计算就是移动平均;如果改成每个自然周算一次,得到的就是每周平均体重,粒度更粗,但原理相同。每一天的峰值都会被稀释到原来的七分之一,周末与工作日的节律也会被平均掉,因为每个窗口都恰好包含一周中的每一天。
下面用两周的示例数字做个演算。撇开这些波动,这些数字背后的人其实每周减掉约 1 磅。
| 日期 | 称重(磅) | 7 天平均(磅) |
|---|---|---|
| 周一 | 186.4 | |
| 周二 | 185.3 | |
| 周三 | 186.5 | |
| 周四 | 185.4 | |
| 周五 | 185.5 | |
| 周六 | 186.3 | |
| 周日 | 185.8 | 185.9 |
| 周一 | 184.6 | 185.6 |
| 周二 | 185.1 | 185.6 |
| 周三 | 183.9 | 185.2 |
| 周四 | 184.8 | 185.1 |
| 周五 | 185.0 | 185.1 |
| 周六 | 185.5 | 185.0 |
| 周日 | 184.6 | 184.8 |
示例数据,并非来自真实的人。
先看原始读数这一列。从第一个周日到第二个周一,体重下降了 1.2 磅。周二上升了半磅,周三又下降 1.2 磅,然后到周六上升了 1.6 磅。如果一天一天地看,这就是一场好消息和坏消息交替的过山车。
平均值这一列讲的故事则平静得多:从第一个周日到第二个周日,它下降了 1.1 磅,接近真实的速度。第二个周六跳到 185.5,在平均值上几乎看不出来。
你可以把自己的数字粘贴到体重趋势计算器里,不用手算就能得到同样的一列。
什么是指数平滑的趋势体重?
它是一种连续更新的平均值:每一次新的称重只是轻推一下趋势,而不是替换整个窗口。例如,当平滑系数为 0.15 时,今天的趋势等于今天称重的 15% 加上昨天趋势的 85%。昨天的趋势本身也是这样算出来的,所以更早的日子仍然有影响,只是越往前,权重越小。NIST 工程统计手册把这描述为以指数递减的权重对过去的观测值加权。
与 7 天窗口相比,它有一些实际的好处。不会出现某个偏重的日子在一周后突然移出平均值、导致数值骤变的情况。漏称一天也不会出问题,因为趋势只是从原来的位置继续往下走。而且它可以调节:系数越小,线条越平滑、反应越慢;系数越大,就越贴近体重秤的读数。
滞后问题,以及双重平滑如何解决它
当你的体重朝一个方向稳定变化时,任何对过去数据的平均都会落在后面。如果你每周减一磅,平均值里的每一个数字都来自你稍重一些的日子,所以趋势会高于你实际所在的位置。
用 7 天窗口时,滞后大约是三天,按这个速度不到半磅。用系数为 0.15 的简单指数平滑时,算下来会落后将近六天,约 0.8 磅。这不算糟糕,但这条线会在一段时间里一直讲上周的故事,确认真实变化的速度也会比较慢。
双重指数平滑(也叫 Holt 方法或滞后校正趋势)通过同时追踪两样东西来解决这个问题。除了平滑后的体重,它还会保留一个对体重变化快慢(也就是斜率)的平滑估计。每天在加入新的称重之前,它会先按这个斜率把昨天的趋势向前推算。正如 NIST 手册所说,加入趋势项“有助于消除滞后”。说得直白一些:如果你一直以每天约七分之一磅的速度下降,这种方法就会预期这一情况继续下去,并相应地调整线条,而不是总是落在后面。
斜率本身也会被平滑,而且通常比体重平滑得更重,所以某一个异常的早上不会让它大幅摆动。下图对五周的示例数据使用了 0.15 的水平系数和 0.03 的斜率系数。
有两点值得注意。第 19 天跳到 185.5 磅(想象一下前一晚吃了很咸的外卖),趋势线几乎没被抬高。另外,这条线略微高于圆点的中间位置。这是因为斜率估计从零开始,在这么重的平滑下,需要几周时间才能学到真实的速度。到第 35 天,趋势读数为 181.8,而对同样数字做普通指数平均得到的是 182.3,所以校正是有效的,只是逐步生效。斜率平滑得越重,就越是以速度换取稳定。
Periscope 的“报告”标签在趋势线上就使用了这种滞后校正的移动平均,按天计算,缺失的日子用插值补上。
如何把趋势读成每周速度?
用今天的趋势值减去七天前的趋势值,就是你每周的变化速度。想要更稳定的数字,就取四周内的变化再除以四。
在图表的数据中,平滑趋势从第 7 天的约 186.0 降到第 35 天的约 181.8:四周下降 4.2 磅,大约每周 1.05 磅。同一时段的原始称重(从 185.8 到 181.3)会显示每周 1.1 磅,碰巧很接近,但换一对日子来比,你可能得到每周半磅到两磅之间的任何结果。
作为参考,CDC 指出,以每周约 1 到 2 磅的速度减重的人,更有可能保持住成果。更多内容请看现实的每周减重速度。
| 每周速度显示 | 通常意味着什么 |
|---|---|
| 连续 3 周以上每周下降 0.5 到 2 磅 | 稳定减重;每周 1 到 2 磅是 CDC 认为与保持减重成果相关的速度 |
| 连续 3 周以上在每周约 ±0.3 磅以内 | 体重大致保持稳定;请看平台期还是水肿 |
| 只在第 1 或第 2 周下降得快得多 | 往往是饮食改变带来的糖原和水分,并不全是脂肪 |
| 节假日或旅行后上升,然后趋于平稳 | 部分是水分和食物的重量;1 到 2 周后再看 |
| 连续 3 周以上稳定上升 | 真正的上升趋势,值得关注 |
解读趋势时的常见误区
趋势的好坏,取决于输入的称重数据。以下是常见的出错方式。
- 称重条件不一致。 有些天在早餐后称、有些天在早餐前称,会增加趋势必须消化的干扰。同一时间、同一台秤、上完厕所后再称。请看什么时候称体重最好。
- 数据中断。 平滑可以弥补漏掉的一两天,但长时间中断就只能靠猜。一项研究发现,中断超过一个月与体重增加有关,所以中断本身也值得留意。
- 看得太早。 在最初一到两周,趋势还在逐渐稳定,而任何饮食改变都会带来水分的快速下降。等有了三四周的数据,再判断速度。
- 节假日。 在同一项欧洲研究中,体重在圣诞节期间平均上升约 1.35%。节后增加的体重,有一部分会在一两周内消退,有一部分则不会。趋势会告诉你是哪一种。
- 月经周期。 体液潴留往往在月经第一天前后达到高峰。比较不同周期中的同一时间点,比比较相邻的两周更有意义。
- 过度平滑。 一条非常平滑的线,会把干扰和真实的变化一起藏起来。如果一个趋势要一个月才对任何变化有反应,它就慢得没有用了。
称重的频率也很重要:每天或几乎每天称重,得到的趋势比每周称一次更平滑、反应更快。多久称一次体重一文讨论了其中的取舍,包括什么时候少称几次反而更好。
参考来源
- Kreitzman SN et al. Glycogen storage: illusions of easy weight loss, excessive weight regain, and distortions in estimates of body composition. Am J Clin Nutr, 1992. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1615908/
- Turicchi J et al. Weekly, seasonal and holiday body weight fluctuation patterns among individuals engaged in a European multi-centre behavioural weight loss maintenance intervention. PLoS One, 2020. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32353079/
- NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods. Single exponential smoothing. https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pmc/section4/pmc431.htm
- NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods. Double exponential smoothing. https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pmc/section4/pmc433.htm
- Centers for Disease Control and Prevention. Losing weight. https://www.cdc.gov/healthy-weight-growth/losing-weight/index.html
- Helander EE et al. Are breaks in daily self-weighing associated with weight gain? PLoS One, 2014. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25397613/
- White CP et al. Fluid retention over the menstrual cycle: 1-year data from the Prospective Ovulation Cohort. Obstet Gynecol Int, 2011. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21845193/
常见问题
减重时什么样的体重趋势算好?
趋势每周下降约 1 到 2 磅(大约 0.5 到 1 kg),是 CDC 认为与保持减重成果相关的速度。慢一些也没关系;重要的是趋势在几周内持续朝正确的方向走。
需要多少天的称重数据才能得出趋势?
7 天平均需要一周的数据才能开始计算,而任何趋势在两到四周后都会更可靠。在那之前,这条线还在逐渐稳定。
7 天平均和指数平滑,哪个更好?
两者都能看出方向。7 天平均很容易手算。指数平滑更能应对漏称的日子,也不会在某个异常的日子移出计算窗口时突然跳变;经过滞后校正的版本在稳定减重时更贴近你的真实体重。
为什么我的趋势体重比体重秤读数高?
在稳定减重时,任何对过去称重的平均都包含了更重的日子,所以它会高于今天的读数。在连续几个早上读数异常偏低之后,趋势也可能高于读数,而这种偏低往往会反弹回来。