CN101661534A - 个体膳食营养定量分析方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种个体膳食营养定量分析方法和装置，涉及计算机技术领域；以解决现有技术无法对个体膳食营养素摄入情况进行准确分析的问题。本发明提供的技术方案包括建立个体膳食营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系；获取所述个体对所述营养素的日均摄入量；根据所述营养素的日均摄入量以及所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素的营养状况进行分析。

Description

个体膳食营养定量分析方法和装置

技术领域

本发明涉及一种个体膳食营养定量分析方法和装置，涉及计算机技术领域。

背景技术

人体每天都需要从膳食中获得一定量的各种必需营养成分，以满足生命过程中一系列复杂的生化反应。如果人体长期摄入某种营养素不足就有发生该营养素缺乏症的危险。随着摄入量的增加，发生缺乏症的危险性逐渐降低。当一个人群的平均摄入量达到平均需要量(EAR)水平时，几乎所有个体都没有发生缺乏症的危险。当摄入量达到每日膳食中营养素供给量(RDA)水平以后，继续增加摄入量不会带来更多好处；但若不超过可耐受最高摄入量(UL)水平也不会对健康造成危害。所以摄入量在RDA和UL之间是一个安全摄入范围，发生缺乏和中毒的危险性都很小；摄入量超过可耐受最高摄入量(UL)水平再继续增加，则产生毒副作用的可能性就随之增加。

由于不同个体对于某种营养素的需求量是不同的，不同个体摄入一定量的某种营养素表现出的营养状况也不同；而且，营养素摄入不足或过量、以及营养素摄入不均衡所造成的后果要在较长一段时间后才能表现出来，而对于一般人群不容易被察觉。因而，人体膳食营养素摄入的状况与人体的健康状况没有直接对应关系，对于人体膳食营养素摄入状况的研究，其目的是用于评价个体膳食营养状况，了解自身膳食营养素摄入状况，以改进膳食摄入营养结构。

中国营养学会根据国际上的发展趋势，结合我国实际情况，于2000年制定并推出了《中国居民膳食参考摄入量DRIs》。

DRIs包括“平均需要量EAR(estimated average requirement)”、“推荐摄入量RNI(reference nutrient intake)”、“适宜摄入量AI(adequate intake)”、“可耐受最高摄入量UL(tolerable upper intake level)”。

平均需要量(EAR)

是根据个体需要量的研究资料制定的，是根据某些指标判断可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中50％个体需要量的摄入水平；这一摄入水平不能满足群体中另外50％个体对该营养素的需要；EAR针对个体时用以检查摄入不足的可能性。

推荐摄入量(RNI)

是指可以满足某一特定性别、年龄、及生理状况群体中绝大多数(97-98％)个体需要量的摄入水平；长期摄入RNI水平，可以满足身体对该营养素的需要，保持健康和维持组织中有适量的储备。RNI是以EAR为基础制定的，如果已知EAR的标准差，则RNI定为EAR加两个标准差，即RNI＝EAR+2SD(SD：标准差)。如果关于需要量变异的资料不够充分，不能计算SD时，一般设EAR的变异系数为10％，这样RNI＝1.2*EAR。RNI是个体适宜营养素摄入水平的参考值，是健康个体膳食摄入营养素的目标，针对个体时作为摄入的目标。

适宜摄入量(AI)

是根据某个人群或亚人群能维持一定营养状态的平均营养素摄入量，针对个体时作为限制过多摄入的标准，长期摄入超过此限可能产生不利的影响。

可耐受最高摄入量(UL)

UL是营养素或食物成分的每日摄入量的安全上限，是一个健康人群中几乎所有个体都不会产生毒副作用的最高摄入水平；UL的主要用途是检查个体摄入量过高的可能，避免发生中毒，针对个体时用以检查过量摄入的可能性。

营养素需要量的定义：

个体对某种营养素的需要量是机体为维持“适宜营养状况”，即处于并能继续维持其良好的营养状态，在一定时期内必须平均每天吸收该营养素的最低量，有时也称为“生理需要量”。个体对某种营养素的需要量受年龄、性别、生理特点、劳动状况等多种因素的影响。即使在一个个体特征很一致的人群内，由于个体生理的差异需要量也各不相同。

例如：在确定磷的RDA时，是在假定其变异系数为10％，在平均需要量的基础上确定出来的，即推荐摄入量＝1.2×平均需要量。

EAR是制定营养素RNI的基础，若已知EAR的标准方差，通常是在EAR上加2个方差，即RNI＝EAR+2SD(SD：标准方差)；若标准差未知，则假设为12.5％，参见葛可佑，中国营养科学全书(上册)，人民卫生出版社，2004。RNI相当于传统的RDA。

在个体需要量的研究资料不足而不能计算EAR，因而不能得到RNI时，就设定AI来代替RNI，AI是通过观察或者实验获得的健康人群某种营养素的摄入量。

UL是平均每日摄入营养素的最高限量，UL并不是一个建议的摄入水平。这个量对一般人群中的几乎所有个体不致引起不利于健康的作用。当摄入量超过UL而进一步增加时，损害健康的危险性随之增大。“可耐受”这一剂量指在生物学上大体是可耐受的，但并不表示可能是有益的，健康个体摄入量超过RNI或AI是没有明显益处的。对于许多营养素来说还没有足够的资料来制定其UL。未制定UL并不意味着过多摄入没有潜在的危害。

目前的膳食营养定量分析通常是将个体的营养素摄入量与居民膳食营养素DRIs中的RNI或AI进行比较。如在达到推荐值RNI，就认为个体的营养需求得到满足，若没有达到推荐值就认为个体的营养需求没有得到满足。然而个体在营养素的需求量上存在很大差异。推荐值RNI并不能满足所有人的营养需求，将个体的摄入量与推荐值比较时，对个体来说存在如下两种情况：摄入量达到推荐值时，可能只有98％营养需求得到满足；摄入量达不到推荐值时，个体营养素的供应质量就不能仅根据推荐值所给出信息予以判定，此时可能满足也可不满足个体实际需求。因此，采用现有技术提供的方法无法获得准确的个体膳食营养分析结果，对于特殊人群如孕妇、肥胖者、职业疾病患者，如果采用现有技术进行营养分析必然会带来不良影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种个体膳食营养定量分析方法和装置，能够对个体的营养摄入情况进行准确的分析。

本发明采用如下技术方案：

一种个体膳食营养定量分析方法，包括：建立个体营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系；获取所述个体对所述营养素的日均摄入量；根据所述营养素的日均摄入量以及所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素的营养状况进行分析。

一种营养个体化定量分析装置，包括：

建立模块，用于建立个体营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系；

获取模块，用于获取所述个体对所述营养素的日均摄入量；

分析模块，用于根据所述获取模块获取的营养素的日均摄入量，以及所述建立模块建立的营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素情况进行分析。

本发明提供的个体膳食营养定量分析方法和装置，能够建立个体营养摄入量与个体营养状况之间的对应关系，并根据所述对应关系和所述个体对所述营养素的日均摄入量，对所述个体摄入所述营养素情况进行分析，本发明可以针对特定个体，迅速判断包括能量在内的某种营养素的缺余状况，以合理调节膳食进行干预，解决了现有技术对个体营养素摄入情况分析不准确的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法流程图；

图2为本发明另一实施例提供的个体膳食营养定量分析方法流程图；

图3为本发明另一实施例中营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系示意图；

图4为本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析装置结构示意图；

图5为图4所示的个体膳食营养定量分析装置中建立模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术无法对个体营养素摄入情况进行准确分析的问题，本发明实施例提供一种个体膳食营养定量分析方法和装置。

如图1所示，本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法，包括：

步骤101，建立个体营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系。

在本实施例中，所述营养素包括：人体所需的三大能量物质、常量元素、微量元素、脂溶性维生素、水溶性维生素、膳食纤维和胆固醇等。

步骤102，获取所述个体对所述营养素的日均摄入量。

步骤103，根据所述营养素的日均摄入量以及所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素的营养状况进行分析。

本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法，能够建立个体营养摄入量与个体营养状况之间的对应关系，并根据所述对应关系和所述个体对所述营养素的日均摄入量，对所述个体摄入所述营养素的营养状况进行分析，本发明可以针对特定个体，迅速判断某种营养素的缺余状况，以合理调节膳食进行干预，解决了现有技术对个体营养素摄入情况分析不准确的问题。

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例对所述个体膳食营养定量分析方法进行详细说明。

本发明另一实施例提供的个体膳食营养定量分析方法，包括：

步骤201，确定个体的能量需求。

在本实施例中，通过代谢测量方法确定个体的能量需求，具体过程如下：

首先，测定个体一定时间内的耗氧量和二氧化碳产量，其方法是用代谢分析仪对个体呼出的二氧化碳和吸入的氧气进行测量。在本实施例中，个体24小时的耗氧量为400L，二氧化碳产量为340L(已换算成标准状态的气体容积)；测定尿氮排出量，其方法是利用尿氮测定仪对个体尿液进行测量。在本实施例中，个体24小时的尿氮排出量为12g；

然后，所述耗氧量(400L)、二氧化碳产量(340L)和尿氮排出量(12g)，以及糖、脂肪和蛋白质氧化时的热价、氧热价及呼吸商和非蛋白呼吸商和氧热价所提供的常数，获得所述个体的能量需求，具体包括：

(1)蛋白质氧化量＝12×6.25＝7g

产热量＝18×75＝1350kJ

耗氧量＝0.95×75＝71.25L

二氧化碳产量＝0.76×75＝57L

(2)非蛋白呼吸商

非蛋白代谢耗氧量＝400-71.25＝328.75L

非蛋白代谢CO2产量＝340-57＝283L

非蛋白呼吸商＝283/328.75＝0.86

(3)根据非蛋白呼吸商的氧热价计算非蛋白代谢的热量

查非蛋白呼吸商和氧热价表，非蛋白呼吸商为0.86时，氧热价为20.41，所以，非蛋白代谢产热量＝328.75×20.41＝6709.8kj。

(4)计算24小时产热量

24小时产热量＝1350+6709.8＝8059.8kJ＝1928kcal

计算的最后数值1928kcal就是该个体24小时内的能量代谢率，即能量需求。

步骤202，根据所述个体的能量需求确定所述个体对所述营养素的最佳代谢区间。

在本实施例中，所述个体的能量需求为1928kcal，则其三大能量物质理想代谢区间如下：

碳水化合物按生热比55-65％求出其最佳代谢区间：1928*(55％-65％)/4≈265～313克；

脂肪按生热比20-25％求出其最佳代谢区间：1928*(20％-25％)/4≈96～121克。

蛋白质的最佳代谢区间与体重有关：其理想需求为RNI～1.5RNI，例如个体的体重为45kg，则其蛋白质最佳代谢区间为45×1.16～45×1.16×1.5＝52～78克。

部分矿物质、维生素部分的最佳代谢区间随能量消耗变化而变化，如：钾、维生素B1、维生素B2，最佳代谢区间为：能量需求×RNI/2000～(1.5～3)×总能量需求*RNI/2000。

其他矿物质的最佳代谢区间：RNI～1.5RNI或RNI～2RNI。

维生素的最佳代谢区间：

脂溶性维生素：RNI～1.5RNI；

水溶性维生素：RNI～2～3RNI；

膳食纤维：能量需求×12.5/1000～能量需求×1.5×12.5/1000(克)

步骤203，获取所述营养素对应的推荐摄入量RNI、适宜摄入量AI和可耐受最高摄入量UL。

步骤204，根据所述营养素的最佳代谢区间、RNI、AI和UL，建立个体对所述营养素的摄入量和个体营养状况之间的对应关系。

在本实施例中，所述营养素的摄入量和个体营养状况之间的对应关系可以通过如下公式表示：

$\∀x^{\′}\∈R,\mathrm{\Φ}\∈\left[\mathrm{0,1}\right]:$

$\mathrm{\&Phi;}\left(x^{\&prime;}\right)=\left\{\begin{array}{cc}{F}_L\left(x^{\&prime;}\right)& 0<x^{\&prime;}<\mathrm{RNI}\\ 1& \mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<1.05~1.2\mathrm{RNI}\\ F_R\left(x^{\&prime;}\right).& 1.05~1.2\mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<\mathrm{UL}\end{array}\right.$

其中，x′为营养素摄入量；Φ(x′)、F_L(x′)和F_R(x′)为所述营养素摄入量对应的个体营养状况，Φ(x′)是一个正规的凸函数，F_L(x′)和F_R(x′)不必对称。

根据上述公式，可以获得营养素的摄入量和个体营养状况之间的对应关系图，如图3所示，其中，横坐标表示营养素的摄入量，纵坐标表示个体营养状况。

在本实施例中，如图3所示的纵坐标取值范围的含义可以为：

1最理想的营养素供给状态；

0.9-1.0均衡的供给，并且有足够的存储；

0.8-0.9均衡的供给；

0.7-0.8初步的生化改变；

0.6-0.7不明显的营养缺乏(或过量)；

0.5-0.6出现非特殊症状；

0.4-0.5出现营养缺乏(或过量)的特殊症状；

0.3-0.4病理学改变；

0.2-0.3不可恢复的身体缺陷；

0.1-0.2危及生命；

0-0.1死亡。

其中，a点表示营养素摄入量为0；b-c点表示推荐摄入量RNI；c-d点表示适宜摄入量AI，为营养素的最佳供给区间；e点表示可耐受最高摄入量UL。

步骤205，获取所述个体对所述营养素的日均摄入量。

在本实施例中，步骤205可以采用7天记账法或连续3天的24小时回顾法获取所述个体对所述营养素的日均摄入量。

步骤206，根据所述营养素的日均摄入量以及所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素情况进行分析。

在本实施例中，可以根据步骤205获取的所述营养素的日均摄入量H，绘制F(y)＝H，如图3中x＝H所示，根据如图3所示的对应关系，对所述个体摄入所述营养素情况进行分析。

本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法，能够建立个体营养摄入量与个体营养状况之间的对应关系，并根据所述对应关系和所述个体对所述营养素的日均摄入量，对所述个体摄入所述营养素情况进行分析，获得所述个体摄入某种营养素的营养状况；在获得所述个体的各种营养素的营养状况后，综合所述个体的各种营养素的营养状况，方便营养师制定营养均衡膳食的营养配方，以改善所述个体的膳食营养状况。

本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法，可以针对特定个体，迅速获得个体某种营养素的营养状况；然而，本发明实施例获得的所述某种营养素的营养状况结果，并不直接反应人体的健康状况，而是作为一项中间结果，或者说是参考数据，以供营养师针对不同特殊人群，如孕妇、肥胖者、职业疾病患者的特殊营养需求，制定特殊营养膳食配方，满足特殊人群中个体的营养需求。

如图4所示，本发明实施例还提供一种个体膳食营养定量分析装置，包括：

建立模块401，用于建立个体营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系；

在本实施例中，所述营养素包括：人体所需的三大能量物质、常量元素、微量元素、脂溶性维生素、水溶性维生素、膳食纤维和胆固醇等。

获取模块402，用于获取所述个体对所述营养素的日均摄入量；

分析模块403，用于根据所述获取模块402获取的营养素的日均摄入量，以及所述建立模块401建立的营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素情况进行分析。

进一步地，如图5所示，所述建立模块401可以包括：

确定单元4011，用于确定所述个体对所述营养素的最佳代谢区间；

获取单元4012，用于获取所述营养素对应的推荐摄入量RNI、适宜摄入量AI和可耐受最高摄入量UL；

建立单元4013，用于根据所述确定单元4011确定营养素的最佳代谢区间，以及所述获取单元4012获取的RNI、AI和UL，建立个体对所述营养素的摄入量和个体营养状况之间的对应关系。

在本实施例中，所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系可以为：

$\&ForAll;x^{\&prime;}\&Element;R,\mathrm{\&Phi;}\&Element;\left[\mathrm{0,1}\right]:$

$\mathrm{\&Phi;}\left(x^{\&prime;}\right)=\left\{\begin{array}{cc}{F}_L\left(x^{\&prime;}\right)& 0<x^{\&prime;}<\mathrm{RNI}\\ 1& \mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<1.05~1.2\mathrm{RNI}\\ F_R\left(x^{\&prime;}\right).& 1.05~1.2\mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<\mathrm{UL}\end{array}\right.$

其中，x′为营养素摄入量；Φ(x′)、F_L(x′)和F_R(x′)为所述营养素摄入量对应的个体营养状况，Φ(x′)是一个正规的凸函数，F_L(x′)和F_R(x′)不必对称。

本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析装置的具体实现方法可以参见本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法所述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法，能够建立个体营养摄入量与个体营养状况之间的对应关系，并根据所述对应关系和所述个体对所述营养素的日均摄入量，对所述个体摄入所述营养素情况进行分析，获得所述个体摄入某种营养素的营养状况；在获得所述个体的各种营养素的营养状况后，综合所述个体的各种营养素的营养状况，方便营养师制定营养均衡膳食的营养配方，以改善所述个体的膳食营养状况。

本发明实施例提供的个体膳食营养定量分析方法，可以针对特定个体，迅速获得个体某种营养素的营养状况；然而，本发明实施例获得的所述某种营养素的营养状况结果，并不直接反应人体的健康状况，而是作为一项中间结果，或者说是参考数据，以供营养师针对不同特殊人群，如孕妇、肥胖者、职业疾病患者的特殊营养需求，制定特殊营养膳食配方，满足特殊人群中个体的营养需求。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种个体膳食营养定量分析方法，其特征在于，包括：

建立个体营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系；

获取所述个体对所述营养素的日均摄入量；

根据所述营养素的日均摄入量以及所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素的营养状况进行分析。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立个体营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，包括：

确定所述个体对所述营养素的最佳代谢区间；

获取所述营养素对应的推荐摄入量RNI、适宜摄入量AI和可耐受最高摄入量UL；

根据所述营养素的最佳代谢区间、RNI、AI和UL，建立个体对所述营养素的摄入量与个体营养状况之间的对应关系。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定个体对所述营养素的最佳代谢区间包括：

确定所述个体的能量需求；

根据所述个体的能量需求确定所述个体对所述各种营养素的最佳代谢区间。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述个体的能量需求包括：

测定所述个体的耗氧量、二氧化碳产量和尿氮排出量；

根据所述耗氧量、二氧化碳产量和尿氮排出量，以及糖、脂肪和蛋白质氧化时的热价、氧热价及呼吸商和非蛋白呼吸商和氧热价所提供的常数，获得所述个体的能量需求。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系为：

${\&ForAll;x}^{\&prime;}\&Element;R,\mathrm{\&Phi;}\&Element;\left[\mathrm{0,1}\right]:$

$\mathrm{\&Phi;}\left(x^{\&prime;}\right)=\left\{\begin{array}{cc}{F}_L\left(x^{\&prime;}\right)& 0<x^{\&prime;}<\mathrm{RNI}\\ 1& \mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<1.05~1.2\mathrm{RNI}\\ F_R\left(x^{\&prime;}\right).& 1.05~1.2\mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<\mathrm{UL}\end{array}\right.$

其中，x′为营养素摄入量；Φ(x′)、F_L(x′)和F_R(x′)为所述营养素摄入量对应的个体营养状况，Φ(x′)是一个正规的凸函数，F_L(x′)和F_R(x′)不必对称。

6、根据权利要求1--5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述营养素包括：三大能量物质、常量元素、微量元素、脂溶性维生素、水溶性维生素、膳食纤维和胆固醇。

7、一种个体膳食营养定量分析装置，其特征在于，包括：

建立模块，用于建立个体营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系；

获取模块，用于获取所述个体对所述营养素的日均摄入量；

分析模块，用于根据所述获取模块获取的营养素的日均摄入量，以及所述建立模块建立的营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系，对所述个体摄入所述营养素的状况进行分析。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述建立模块包括：

确定单元，用于确定所述个体对所述营养素的最佳代谢区间；

获取单元，用于获取所述营养素对应的推荐摄入量RNI、适宜摄入量AI和可耐受最高摄入量UL；

建立单元，用于根据所述确定单元确定营养素的最佳代谢区间，以及所述获取单元获取的RNI、AI和UL，建立个体对所述营养素的摄入量与个体营养状况之间的对应关系。

9、根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述营养素摄入量与个体营养状况之间的对应关系为：

${\&ForAll;x}^{\&prime;}\&Element;R,\mathrm{\&Phi;}\&Element;\left[\mathrm{0,1}\right]:$

$\mathrm{\&Phi;}\left(x^{\&prime;}\right)=\left\{\begin{array}{cc}{F}_L\left(x^{\&prime;}\right)& 0<x^{\&prime;}<\mathrm{RNI}\\ 1& \mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<1.05~1.2\mathrm{RNI}\\ F_R\left(x^{\&prime;}\right).& 1.05~1.2\mathrm{RNI}\&le;x^{\&prime;}<\mathrm{UL}\end{array}\right.$

其中，x′为营养素摄入量；Φ(x′)、F_L(x′)和F_R(x′)为所述营养素摄入量对应的个体营养状况，Φ(x′)是一个正规的凸函数，F_L(x′)和F_R(x′)不必对称。

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