CN103678874A - 一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法 - Google Patents
一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法 Download PDFInfo
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Abstract
发明涉及一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,精确计算实现个人健康水平的能量平衡膳食摄入与运动消耗。它根据个体特征因素,测算个体的基础代谢、静息代谢和一般总能量消耗;创新性提出职业能量消耗修正系数,修正具体职业个体的总能量消耗,奠定精确计算基础。其实现个体健康水平能量平衡状态的方法是,设计规范标本不同BMI下的体重管理(能量控制)标准,并以该标准标本为参照,调整具体个体能量平衡管理策略,测算个体实现健康水平能量平衡状态的体重管理、能量控制总量及时间;创造性地根据职业特征规划膳食能量摄入与运动能量消耗管理方法,精确计算具体特征个体实现健康目标的膳食与运动管理数据,以利科学指导个体的健康管理行动。
Description
技术领域
本发明涉及一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,属于健康管理领域。
背景技术
人体是一个生命系统。人体在生命活动过程中,从外界摄取碳水化合物、脂肪、蛋白质以及其营养物质,获得营养元素和能量;维护系统自身生存所必需的代谢水平,并以个体活动的方式表征生命的存在,投入个人、家庭、社会事务,消耗营养元素和能量;人体就是在这种物质能量的摄取与消耗过程中,实现生物属性的个人生命过程与社会属性的人生价值过程,完成从受精卵发育成胚胎、胎儿、婴儿,成长为儿童、少年、青年、成年并逐步衰老进入老年,直至生命结束的人类个体生命过程。从生物属性的人生命系统来说,能量的摄入与消耗以及其代谢平衡决定了这个生命系统的稳定性和健壮性,是系统长期存在的核心和基础。按照健康管理的理论,人体能量代谢的平衡决定了人体的健康水平。
医学研究人体营养物质的供给与代谢,形成了营养学科,探索人体构成与食物的消化吸收以及能量的来源、消耗与测定的理论,以经验科学的方法建立居民膳食营养素摄入参考体系;学科重点研究营养物质及其生理功能以及营养素来源、营养价值、生产与管理方法,涉及营养的基础理论、食物营养与仪器卫生、人群营养、公共营养、疾病营养、营养强化与保健以及食品加工与烹饪方法等。
社会经济的发展,已使许多国家的营养物质供给能力极大增强,一些国家的人们已处于营养摄入过剩状态,并由于个体的活动状态与生活方式特性引发慢性疾病的快速发展,成为严重的社会问题。目前我国大量人口由于膳食营养与能量管理平衡突破人体健康状态,超重肥胖发生率极高,2012年全国超重肥胖人群估计为3.25亿(《共产党员》2012年10期),随着人口老年化的发展与人口生活条件的改善,肥胖问题非常严重并呈现人口慢性病化趋势。目前国内广泛开展健康膳食的研究,推出了我国人口标准膳食宝塔模型,一些机构基于人口健康调查或项目研究调查数据,提出了一些膳食营养、能量摄入推荐数据,中国营养学会正拟研究发布新版《中国居民膳食营养素参考摄入量》。这些关于人群健康的膳食结构与能量供给推荐数据均基于一定标本量调查数据统计分析生成,确定一定人群膳食能量供给与结构关系的推荐值区间,不考虑人群类下子属或个体的特征,因此对于具体个体不具充分应用价值。如何确立个体的健康膳食与运动能量平衡关系,并应用于个人健康管理,这类研究尚处于空白。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明建立一套针对个体的个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,根据个人的特征属性(因变量),在个人健康能量代谢平衡的约束下,精确计算个人健康膳食摄入能量和活动(运动)能量消耗,指导个人健康管理,实现个人健康目标,控制肥胖的发生发展,降低高血压、糖尿病、代谢综合征等慢性疾病的患病风险。发明内容具体如下:
1、个体静息代谢能量消耗的计算
基础代谢(base metabolism,BM)是个体维持生命的所有器官所需要的最低能量。基础代谢率(base metabolism rate,BMR)为个体在单位时间内的基础代谢。静息代谢(resting metabolism,RM)是个体的一种与基础代谢很接近的代谢状态。
不同的个体,其基础代谢、静息代谢水平与其年龄、身高、体重、性别等多因素相关,仅仅根据个体诸多相关因素中的少数因素计算其代谢水平不能取得满意的结果。采用人体表面积,结合基础代谢率,可以较好测算个人的基础代谢能量消耗,进而计算个人的静息代谢能量消耗。
根据已有研究,可以建立人体表面积函数:
S=f(L,W) (1)
其中S为个体表面积,单位m2,L为个体身高,单位cm,W为个体体重,单位kg。
则个人一天的基础代谢:
BM=24×S×BMR (2)
其中BM,单位Kcal,BMR为个体基础代谢率,单位Kcal/m2·h
BMR基础代谢率(base metabolism rate),作为衡量个体在单位时间内的基础代谢水平,不同年龄、区域、民族的人群,其基础代谢率存在差异。经过多年的研究与调查,目前已掌握了不同人群的基础代谢率分布数据。
根据生理学与营养学的测量,人体的静息代谢比基础代谢高出一定比例,若静息代谢与基础代谢比为α,即可计算静息代谢RM。
RM=α×BM (3)
2、个体总能量消耗校正与总能量消耗计算
根据生理学与营养学统计测量,RM一般只占总能量消耗(total energy expenditure,TEE)的60%~75%。总能量消耗中,除RM外还有体力活动消耗,通常各种体力活动所消耗的能量约占人体总能量消耗的15%~30%;另外食物热效应(TEF),一般约占人体总能量消耗的10%。总能量消耗=RM+体力活动消耗+TEF。
若个体静息代谢能量消耗与总能量消耗比为β,即可计算个体的总能量消耗TEE。
TEE=RM/β (4)
但事实上,采用不同劳动方式的个体,其劳动强度是不同的。对应于具有相同身体特征的不同个体,在不同劳动强度下,这些个体的能量消耗和膳食能量摄入当然不同。可以设计不同职业类型人群的能量消耗职业修正系数修正总能量消耗,即修正总能量消耗=总能量消耗×职业修正系数。
设能量消耗职业修正系数为γ,修正后的总能量消耗为TEE′,则
TEE′=γ×TEE (5)
如果一个个体不做任何额外的能量平衡干预,那么该个人维持当前生命代谢水平,并保证从事当前职业工作与日常生活所应摄入的膳食能量(total energy get,TEG)应为其结合个体生理特征加入职业(社会活动)类型修正后个体的总能量消耗。
3、规划个体体重管理、健康膳食与运动能量平衡策略,计算膳食摄入能量与运动能量消耗
膳食与运动能量失衡表现为个体的体重处于异常状态,BMI处于正常人群BMI标准值(18.5~24)范围外,更多地表现为个体超重、肥胖并形成其他慢性疾病的危险因素。因此进行膳食与运动平衡管理的主要目的与结果就是对个体体重的管理,通过膳食营养摄入能量和运动消耗能量,建立个人正常健康状态下的膳食运动能量平衡。
对于体重超重的人群,进行膳食与运动平衡管理的策略是,在保证个人健康不受损害的情况下,通过控制膳食摄入,增加运动消耗,提高个体代谢水平,减重个体体重,使其BMI值回归到正常范围。当然,对于BMI<18.5的体轻瘦弱人群,通过适度增加膳食摄入,减少活动消耗,可以增加体重,使其BMI值回归到正常范围。
进行个体体重管理和膳食与运动能量平衡的策略为:以个体正常体重(正常体重=身高2×正常BMI,正常BMI范围18.5~24)为体重管理目标,根据个人维持当前体重的正常情况下能量总消耗(修正)TEE′,设计个体体重管理与膳食运动能量平衡控制约束。
基于当前人口主要表现为体重超重、肥胖并引发慢性疾病发生的现状,这里仅描述进行减重体重管理的方法。而增重体重管理的方法与此处描述方法基本一致。
①建立减重规则
对于BMI<24的个体,不进行减重,但需建立膳食与运动能量平衡管理关系;
对于BMI>24的个体,以个体回归正常体重(正常体重=身高2×正常BMI,设定正常BMI=24)为减重目标,建立膳食与运动能量平衡管理关系,进行个体减重约束。
根据生理学和营养学统计测量数据,建立一个标准样本(如身高为L0)在不同BMI条件下单位时间T0的允许减重值Wp。
根据生理学与营养学、运动学统计测量数据,经过统计分析、计算,建立与个体的相关特征有关的个体相对于标准样本体重管理(减重重量)标准的允许体重管理(减重)值的修正函数f(L,bmi,W,sex,age,…)。
对于参照标本的个体(如身高L),规定该个体在与样本相同BMI条件下单位时间T0的允许减重值Wp′按下式计算:
Wp′=Wp×f(L,bmi,W,sex,age,…) (6)
如确定f(L,bmi,W,sex,age,…)=L/L0,则Wp′=Wp×L/L0
假设个体的当前体重为W,其达到正常BMI=24时,体重应达到目标值为:Wt=24×L2
总减重重量为:
Wc=W-Wt (7)
达成总减重目标所要花费的时间为:
T=Wc/Wp′ (8)
②计算静控制能量
根据人体的代谢状况,人体要减轻一千克的体重,应从人体系统减少静能量7700Kcal。若以千克为单位计量人体在单位时间T0内的允许减重值Wp′,并对该个体按单位时间T0内的允许减重值Wp′执行减重规划,进行膳食与运动的能量平衡管理,则该个体在单位时间T0应减少静能量Ec为:
Ec=7700×Wp′(Kcal) (9)
③建立实现减重目标的膳食摄入与运动能量消耗管理规则
对个体能量平衡控制可以通过膳食管理和运动管理来进行。从个人职业分类,对不同劳动强度的个体,在控制方式上应有所不同。
对劳动强度低的对象,应采取运动方式多于膳食方式行为的控制方式,而对劳动强度高的对象,应采取膳食方式多于运动方式行为的控制方式。
对于BMI在正常范围内,无需控制体重的对象,为低劳动强度对象规划一定的基础运动能量消耗,并适应性增加膳食摄入能量,保持个体较良好的膳食摄取与运动消耗状态,维持良好的代谢水平。
即根据个体的职业类型,规定最少的运动量,并基于最低运动量,设计个体实现能量平衡的膳食管理和运动管理分配。
假设对属于某种职业类型人群的个体,要求其运动能量消耗最小值为Emin,根据能量平衡管理确定该个体在单位时间T0应减少静能量Ec,对其减少静能量Ec采用控制膳食减少能量摄入(Ed)和通过运动增加能量消耗(Es)实现,其中膳食控制减少能量摄入占比为m,运动增加能量消耗占比为n,则:
M+n=1 (10)
膳食减少摄入能量Ed为:
Ed=Ec×m (11)
运动增加能量消耗Es为:
Es=Ec×n (12)
对于无需减重的个体,其减少静能量Ec=0,则膳食控制(减少摄入),运动控制(增加消耗)均为0,为保证个体能保持持续健康,要求其运动能量消耗最小值为Emin,因此该个体的运动消耗增加了Emin,根据能量平衡,对应其膳食控制为增加摄入Emin。
如上,对于一个需要减重的个体,其减少静能量Ec,则膳食控制(减少摄入)为Ec×m,运动控制(增加消耗)为Ec×n,为保证个体能保持持续健康,要求其运动能量消耗最小值为Emin,当Ec×n<Emin时,必须强制该个体的运动消耗增加到Emin,其中强制增加的运动消耗为Emin-Ec×n,根据能量平衡,其膳食控制(减少)为Ec×m,需补充增加摄入Emin-Ec×n,以保证其运动消耗和膳食摄入同步调整,在适当增加运动消耗的情况下,保持其减少静能量Ec不变,即减重目标与结果不变。
因此,对于一个维持目前生命代谢状态和职业工作与生活状态,总能量消耗为TEE′的个体,如不对其进行任何形式的膳食管理与运动管理,则其膳食摄入量为:膳食摄入=总能量消耗
即:TEG=TEE′
如促进其健康,在单位时间T0减少静能量Ec,并且要求其运动能量消耗最小值为Emin,则其运动消耗量为:
Es′=Ec×n+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0) (13)
Ed′=Ec×m-(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0) (14)
if(Emin>Ec×n,1,0)是一个条件判定函数,其取值为:当Emin>Ec×n时,if(Emin>Ec×n,1,0)=1,当Emin<Ec×n时,if(Emin>Ec×n,1,0)=0。
因此,个体的总膳食能量摄入为:
TEG=TEE′-Ed=TEE′-Ec×m+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0) (15)
具体实施方式
发明人正将本发明的方法应用于个人及人群的体重管理、肥胖及慢性疾病预防与控制,疾病医疗与健康管理领域计算机信息系统开发。为此对本发明的具体实施方式说明结合一般实例展开。
一般实例拟建立一个用于进行体重管理与肥胖、慢性疾病预防控制与健康管理的膳食与运动能量平衡管理的方案,以对个人和团体人群开展体重管理、健康管理服务,覆盖人群的年龄区间为10~70岁。实例以一个从事文案工作(职业类型为2),身高170cm,体重80kg,45岁的男性为案例结合说明。具体实施方式如下:
1、个体静息代谢能量消耗的计算
①计算人体表面积(S)。
综合分析相关统计数据以及有关研究,确定人体表面计算函数:
S=0.0061×L+0.0128×W-0.1529 ①
参数 | S | L | W |
意义 | 人体表面积 | 人体身高 | 人体重量 |
单位 | m2 | cm | Kg |
对于用例个人,可以计算其身体表面积为:
S=0.0061×170+0.0128×80-0.1529=1.037+1.024-0.1529=1.9081(m2)
②计算基础代谢(BM)。
采用《中国人正常基础代谢率平均值表》,计算公式:
BM=24×S×BMR②
参数 | BM | S | BMR |
意义 | 人体基础代谢 | 人体表面积 | 人体基础代谢率 |
单位 | kcal/kj | m2 | Kcal(kj)/m2·h |
中国人正常基础代谢率平均值BMR(Kcal/m2·h)
年龄 | 代谢率(男) | 代谢率(女) | 年龄 | 代谢率(男) | 代谢率(女) |
11 | 46.7 | 41.2 | 41 | 36.8 | 34 |
12 | 46.7 | 41.2 | 42 | 36.8 | 34 |
13 | 46.7 | 41.2 | 43 | 36.8 | 34 |
14 | 46.7 | 41.2 | 44 | 36.8 | 34 |
15 | 46.7 | 41.2 | 45 | 36.8 | 34 |
16 | 46.2 | 43.4 | 46 | 36.8 | 34 |
17 | 46.2 | 43.4 | 47 | 36.8 | 34 |
18 | 39.7 | 36.8 | 48 | 36.8 | 34 |
19 | 39.7 | 36.8 | 49 | 36.8 | 34 |
20 | 37.9 | 35.1 | 50 | 36.8 | 34 |
21 | 37.9 | 35.1 | 51 | 35.6 | 33.1 |
22 | 37.9 | 35.1 | 52 | 35.6 | 33.1 |
23 | 37.9 | 35.1 | 53 | 35.6 | 33.1 |
24 | 37.9 | 35.1 | 54 | 35.6 | 33.1 |
25 | 37.9 | 35.1 | 55 | 35.6 | 33.1 |
26 | 37.9 | 35.1 | 56 | 35.6 | 33.1 |
27 | 37.9 | 35.1 | 57 | 35.6 | 33.1 |
28 | 37.9 | 35.1 | 58 | 35.6 | 33.1 |
29 | 37.9 | 35.1 | 59 | 35.6 | 33.1 |
30 | 37.9 | 35.1 | 60 | 35.6 | 33.1 |
31 | 37.7 | 35 | 61 | 35.6 | 33.1 |
32 | 37.7 | 35 | 62 | 35.6 | 33.1 |
33 | 37.7 | 35 | 63 | 35.6 | 33.1 |
34 | 37.7 | 35 | 64 | 35.6 | 33.1 |
35 | 37.7 | 35 | 65 | 35.6 | 33.1 |
36 | 37.7 | 35 | 66 | 35.6 | 33.1 |
37 | 37.7 | 35 | 67 | 35.6 | 33.1 |
38 | 37.7 | 35 | 68 | 35.6 | 33.1 |
39 | 37.7 | 35 | 69 | 35.6 | 33.1 |
40 | 37.7 | 35 | 70 | 35.6 | 33.1 |
注:此表来源于《中国营养师教材》P12,根据最新统计数据进行深入研究后可适当调整优化和扩展
对于用例个人,查表,该个体BMI=36.8Kcal/m2·h,
BM=24×S×BMR=24×1.9081×36.8=1685.24(Kcal)
③计算静息代谢(RM)。
根据生理学与营养学的测量,人体的静息代谢比基础代谢高出一定比例,依据统计研究资料及有关机构发布的研究报告,这里确定静息代谢与基础代谢比α=1.1,可计算静息代谢RM。
RM=1.1×BM ③
对于用例个人,RM=1.1×BM=1853.75(Kcal)
2、个体总能量消耗的计算
④计算总能量消耗(TEE)。
根据生理学与营养学统计测量,RM一般只占总能量消耗(total energy expenditure,TEE)的60%~75%。总能量消耗中,除RM外还有体力活动消耗,通常各种体力活动所消耗的能量约占人体总能量消耗的15%~30%;另外食物热效应(TEF),一般约占人体总能量消耗的10%。总能量消耗=RM+体力活动消耗+TEF。研究相关统计研究资料及有关机构发布的研究报告,这里确定不同类型群体个体静息代谢与总能量消耗比β如下表:
中国人正常静息代谢占比平均值(β)
注:此表来源于《中国营养师教材》,由发明者查阅研究有关统计数据及相关文献后主观编制,在应用中进行深入研究可适当修正、优化并扩展,以保证精确性
可计算个体的总能量消耗TEE。TEE=RM/β ④
对于用例个人,查表,其β=0.7,TEE=RM/β=1853.75/0.7=2648.22(Kcal)
⑤根据职业修正总能量消耗(TEE′)。
由于采用不同劳动方式的个体,其劳动强度是不同的,所以具有相同身体特征的不同个体,在不同劳动强度下,这些个体的能量消耗和膳食能量摄入当然不同。以职业修正系数γ加权,修正归属于不同职业类型人群的个体总能量消耗。
TEE′=γ×TEE ⑤
研究相关统计研究资料及有关机构发布的研究报告,这里确定不同类型群体能量消耗职业修正系数γ(如下表):
不同职业(活动)类型人群能量消耗修正系数
注:此表以《中国营养师教材》及GB3869-1997体力劳动强度分级》中粗略数据为基础,由发明者查阅相关统计数据及相关文献,进行分析研究后主观编制,在应用中经过深入研究可适当修正、优化并扩展,以保证精确性。
对于用例个人,查表,其γ=0.8,TEE′=γ×TEE=0.8×2648.22=2118.58(Kcal)
3、规划个体体重管理、健康膳食与运动能量平衡策略,计算膳食摄入能量与运动能量消耗
根据方法,对于体重超重的人群,在保证个人健康不受损害的情况下,通过控制膳食摄入,增加运动消耗,提高个体代谢水平,减重个体体重,使其BMI值回归到正常范围。
对于BMI<18.5的体轻瘦弱人群,通过适度增加膳食摄入,减少活动消耗,增加体重,使其BMI值回归到正常范围。
进行个体体重管理和膳食与运动能量平衡的策略为:以个体正常体重(正常体重=身高2×正常BMI,正常BMI范围18.5~24)为体重管理目标,根据个人维持当前体重的正常情况下能量总消耗(修正)TEE′,设计个体体重管理与膳食运动能量平衡控制约束。
⑥建立减重规则
对于BMI<24的个体,不进行减重,但需建立膳食与运动能量平衡管理关系;
对于BMI>24的个体,以个体回归正常体重(正常体重=身高2×正常BMI,设定正常BMI=24)为减重目标,建立膳食与运动能量平衡管理关系,进行个体减重约束。
⑦建立体重管理标准
根据生理学和营养学原理,发明者查阅相关统计测量数据及相关文献,经综合分析研究后,确定建立标准样本;以身高165cm(身高L0)在不同BMI条件下每月(单位时间T0=30days)的允许减重值Wp(kg)为标准的体重管理样本,并计算每天体重管理允许值和静管理能量值如下表。
身高165cm不同BMI情况下的每月减重规划表
⑧确定个人允许减重值及总减重量
对于参照标准样本的个体(如身高L),规定该个体在与样本相同BMI条件下单位时间T0的允许减重值Wp′按下式计算:
Wp′=Wp×f(L,bmi,W,sex,age,…)
这里假设f(L,bmi,W,sex,age,…)=L/L0,即Wp′=Wp×L/L0
假设个体的当前体重为W,其达到正常BMI=24时,体重应达到目标值为:Wt=24×L2
总减重重量为:Wc=W-Wt
达成总减重目标所要花费的时间为:T=Wc/Wp′
如用例个人,其身高L=170cm,体重W=80kg,BMI=80/1702=27.7
查表标准身高165cm的个体,当BMI=27.7时,Wp=2.5kg
用例个人的单位时间允许减重值·Wp′=Wp×L/L0=2.5×170/165=2.58(kg)
用例个人体重应达到目标值为:Wt=24×L2=24×1.70×1.70=69.36(kg)
用例个人总减重重量为:Wc=W-Wt=80-69.36=10.64(kg)
用例个人达成总减重目标所要花费的时间为:T=Wc/Wp′=10.64/2.58=4.12(月)=124(天)
用例个人每天减重重量为:2.58÷30=0.086(kg),每天控制能量:0.086×7700=662(kcal)
⑨建立膳食摄入与运动能量消耗管理规则
实施个体体重健康管理,对劳动强度低的对象,采取运动方式多于膳食方式行为管理的控制方式,对劳动强度高的对象,采取膳食方式多于运动方式行为管理的控制方式。并根据个体的职业类型,规定最少的运动量,基于最低运动量,设计个体实现能量平衡的膳食管理和运动管理分配。
根据能量平衡管理确定个体在单位时间T0应减少静能量Ec,采用控制膳食减少能量摄入(Ed)和通过运动增加能量消耗(Es)实现,其中膳食控制减少能量摄入占比为m,运动增加能量消耗占比为n,m+n=1
膳食减少摄入能量Ed为:Ed=Ec×m ⑥
运动增加能量消耗Es为:Es=Ec×n ⑦
根据生理学和营养学原理,发明者查阅相关统计测量数据及相关文献,经综合分析研究后,建立职业相关能量平衡的膳食管理和运动管理控制配置(m,n)表如下:
不同职业类型个体能量平衡管理控制方式配置规划表
职业类型 | 职业劳动强度 | 膳食控制占比(m) | 运动管理占比(n) |
1 | 极轻 | 0.2 | 0.8 |
2 | 很轻 | 0.27 | 0.73 |
3 | 较轻 | 0.34 | 0.66 |
4 | 次轻 | 0.41 | 0.59 |
5 | 偏轻 | 0.48 | 0.52 |
6 | 正常 | 0.55 | 0.45 |
7 | 偏重 | 0.62 | 0.38 |
8 | 次重 | 0.69 | 0.31 |
9 | 较重 | 0.76 | 0.24 |
10 | 很重 | 0.83 | 0.17 |
11 | 极重 | 0.9 | 0.1 |
为保持个人正常必要的生理活动,对一些处于轻体力劳动职业类型的个体,必须保证必须的膳食营养供给和适当的运动消耗。通过确定职业类型人群中的个体要求的最低运动能量消耗Emin,调节膳食营养供给和运动能量消耗。根据生理学和营养学原理,发明者查阅相关统计测量数据及相关文献,经综合分析研究后,建立职业相关能量平衡的最低运动管理消耗值表如下:
不同职业类型个体能量平衡最低运动消耗值表
对于体重管理对象,根据如上的计算方法确定个体的健康状态、体重控制目标、单位时间内的可减重量及静控制能量Ec。
当个体无需减重时,Ec=0,膳食控制Ed(减少摄入),运动控制Es(增加消耗)均为0,为保证个体能保持持续健康,要求其运动能量消耗最小值为Emin,为此确定该个体的运动消耗增加Emin,根据能量平衡,对应其膳食控制为增加摄入Emin。
当个体需要减重时,其减少静能量为Ec,膳食控制(减少摄入)为Ec×m,运动控制(增加消耗)为Ec×n,为保证个体能保持持续健康,要求其运动能量消耗最小值为Emin;为此,当Ec×n<Emin时,强制该个体的运动消耗增加到Emin,其中强制增加的运动消耗为Emin-Ec×n,根据能量平衡,其膳食控制(减少)为Ec×m,需补充增加摄入Emin-Ec×n,保证其运动消耗和膳食摄入同步调整,在适当增加运动消耗的情况下,保持其减少静能量Ec不变,减重目标与结果不变。
如上,对于一个维持其目前生命代谢状态和职业工作与生活状态,总能量消耗为TEE′的个体,如不对其进行任何形式的膳食管理与运动管理,其膳食摄入量为:膳食摄入=总能量消耗,即:TEG=TEE′
如促进其健康,在单位时间T0减少静能量Ec,并且要求其运动能量消耗最小值为Emin,则其运动消耗量与膳食能量摄入控制量按公式⑧、⑨计算:
Es′=Ec×n+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0) ⑧
Ed′=Ec×m-(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0) ⑨
if(Emin>Ec×n,1,0)是一个条件判定函数,其取值为:当Emin>Ec×n时,if(Emin>Ec×n,1,0)=1,当Emin<Ec×n时,if(Emin>Ec×n,1,0)=0。
计算个体的能量平衡管理的总膳食能量摄入按公式⑩计算:
TEG=TEE′-Ed=TEE′-Ec×m+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0) ⑩
如用例个体,其每天减重重量为:0.086千克,每天控制能量:Ec=662kcal。其职业类型为2,查表,m=0.27,n=0.73,其最低运动量消耗为150kcal。
计算其能量平衡运动消耗为:
Es′=Ec×n+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0)
=662×0.73+(150-662×0.73)×if(150>662×0.73,1,0)
=483.26(kcal)
计算其能量平衡膳食摄入能量控制量为:
Ed′=Ec×m-(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0)
=662×0.27-(150-662×0.73)×if(150>662×0.73,1,0)
=178.72(kcal)
计算个体能量平衡管理的总膳食能量摄入为:
TEG=TEE′-Ec×m+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0)
=2118.58-662×0.27+(150-662×0.73)×if(150>662×0.73,1,0)
=1939.86(kcal)
Claims (7)
1.一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)计算个体静息代谢能量消耗:
根据人体表面积函数:S=f(L,W)(S:人体表面积(m2),L:人体身高(cm),W:人体体重(kg))计算人体表面积;
根据人体基础代谢公式:BM=24×S×BMR(BM:人体基础代谢(kcal),BMR:人体基础代谢率(kcal/m2·h)计算人体基础代谢能量消耗;
根据人体静息代谢公式:RM=α×BM(BM:人体静息代谢(kcal),α:人体静息代谢与基础代谢比)计算人体静息代谢能量消耗;
(2)校正计算人体实际总能量消耗:
根据人体一般总能量消耗公式:TEE=RM/β(TEE:人体一般总能量消耗(kcal),β:人体静息代谢与总能量消耗比)计算人体一般总能量消耗;
根据个体职业特征校正计算人体实际总能量消耗,校正计算人体实际总能量消耗公式:TEE′=γ×TEE(TEE′:人体职业校正实际总能量消耗(kcal),γ:职业修正系数)计算人体实际总能量消耗;
(3)确定和计算人体单位时间实现健康的体重管理(减重)允许值:
根据生理学和营养学统计测量数据,建立一个标准样本(如身高为L0)在不同BMI条件下单位时间T0的体重管理(减重重量)允许值Wp的标准;
根据人体BMI值,以标准标本(如身高L0)为参照,按照公式:Wp′=Wp×f(L,bmi,W,sex,age,…)(Wp′:人体体重管理(减重)允许值(kg))计算人体在单位时间T0的体重管理(减重)允许值;
(4)计算人体的总体重管理量(减重重量)、时间、总控制能量:
以目标BMIt(BMIt:体重管理BMI目标值),按公式:Wt=BMIt×L2计算人体应达到体重目标值;
按公式:Wc=W-Wt计算人体的总体重管理量(减重重量,kg);
按公式:T=Wc/Wp′计算人体实现总体重管理量所要花费的时间(单位:T0);
按公式:Ec=7700×Wp′计算人体在单位时间T0应管理(减少)的静能量(kcal);
(5)建立实现体重管理目标的膳食能量摄入与运动能量消耗管理规则
对人体在单位时间T0应管理(减少)静能量Ec,采用控制膳食减少能量摄入(Ed′)和通过运动增加能量消耗(Es′)实现;
依据个人的职业特性确定实现管理静能量Ec的直接膳食控制减少能量摄入占比为m,直接运动增加能量消耗占比为n,m+n=1;
依据属于某种职业类型人群的个人规定最小运动能量消耗值Emin,
根据公式:Es′=Ec×n+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0)计算实现 人体体重管理的运动增加能量消耗;
根据公式:Ed′=Ec×m-(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0)计算实现人体体重管理的膳食摄入减少能量;
根据公式:TEG=TEE′-Ec×m+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0),计算实现人体体重管理的允许膳食摄入能量。
4.如权利要求1所述的一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,其特征在于:所述步骤(3)计算个体允许体重管理(减重重量)量的方法:
(1)建立标准样本体重管理(减重重量)允许值Wp标准:根据生理学与营养学、运动学统计测量数据,经过统计分析、计算,确定标准样本(如身高165cm的标准个体)在不同BMI条件下单位时间(如30days)的允许体重管理(减重重量)允许值Wp,如下例表(注:由发明者查阅研究有关统计数据及相关文献,经统计分析、计算后主观编制,在应用中,经过深入研究可适当修正、优化和扩展,以保证精确性)结构;
(例表)身高165cm不同BMI情况下的每月减重规划表
(2)根据生理学与营养学、运动学统计测量数据,经过统计分析、计算,确定与个体的相关特征有关的个体相对于标准样本体重管理(减重重量)标准的允许体重管理(减重)值修正函数f(L,bmi,W,sex,age,…);
(3)根据人体BMI实际值,以标准标本在相同BMI下的Wp为参照,按照公式:Wp′=Wp×f(L,bmi,W,sex,age,…),计算个体(特征参数:L,bmi,W,sex,age)在单位时间T0的体重管理(减重重量)允许值。
5.如权利要求1所述的一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,其特征在于:所述步骤(5)依据个体职业特性确定实现静能量Ec管理的膳食摄入能量控制占比m,运动消耗能量控制占比n的方法:根据生理学与生物物理学统计测量数据,经过统计分析、计算,确定不同职业群体进行体重管理的膳食占比m与运动占比n,且m+n=1,m,n分布如下例表(注:由发明者查阅研究有关统计数据及相关文献,经统计分析、计算后主观编制,在应用中,经过深入研究可适当修优化修正和扩展,以保证精确性)结构。
(例表)不同职业类型个体能量平衡管理控制方式配置规划表
6.如权利要求1所述的一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,其特征在于:所述步骤(5)依据人群职业类型确定所属人群个体最小运动能量消耗值Emin的方法:根据生理学与生物物理学统计测量数据,经过统计分析、计算,确定不同职业群体个体应保证的最小运动能量消耗值Emin值,如下例表(注:由发明者查阅研究有关统计数据及相关文献,经统计分析、计算后主观编制,在应用中,经过深入研究可适当修优化修正和扩展,以保证精确性)结构。
(例表)不同职业类型个体能量平衡最低运动消耗值表
。
7.如权利要求1所述的一种个人健康膳食与运动能量平衡管理方法,其特征在于:所述步骤(5)计算个人实现体重管理的膳食摄入能量值(TEG)与运动能量消耗值(Es′)的方法:根据在单位时间T0应管理(减少)静能量Ec,属于某种职业类型人群的个体规定最小运动能量消耗值Emin,按照Emin与Ec×n的大小,确定实现体重管理的膳食摄入能量值与运动能量消耗值,具体公式为:
Es′=Ec×n+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0)计算实现人体体重管理的运动增加能量消耗;
Ed′=Ec×m-(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0)计算实现人体体重管理的膳食控制减少能量;
TEG=TEE′-Ec×m+(Emin-Ec×n)×if(Emin>Ec×n,1,0),计算实现人体体重管理的可摄入膳食能量。
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