KR102283640B1 - 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법 - Google Patents

당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법에 관한 것으로,
당뇨 및 고혈압 환자에게 제공할 식단의 제약조건을 설정하는 단계; 식사패턴과 연계가능한 식품군 및 식품품목 분류체계를 설정하는 단계; 식품군 및 식품품목별로 1인 1일 평균섭취량과 섭취분포를 계산하는 단계; 식품품목별 영양성분 프로파일을 산출하는 단계; 선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계; 당뇨 및 고혈압환자의 최적 식품섭취 패턴을 도출하는 단계를 포함하고,
상기 선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계는, 다음의 식:
Figure 112019019623195-pat00027

에 따라 식품품목별 최적 섭취량을 산출하는 단계를 포함하고, 여기서
Xi out는 식품품목별 최적섭취량, Xi obs식품품목별 실제섭취량, Pi는 식품품목별 최적섭취량과 실제섭취량 간의 차이를 나타내는 정의 편차(Pi) Ni는 식품품목별 최적섭취량과 실제섭취량 간의 차이를 나타내는 부의 편차를 나타낸다.

Description

당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법{PLANNING METHOD OF THERAPEUTIC DIET FOR HYPERTENSIVE AND DIABETIC PATIENTS}
본 발명은 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고혈압 및 당뇨병 개선을 위해 경영학의 계량적 분석 방법으로 알려진 선형계획법을 이용한 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단을 설계하기 위한 방법에 관한 것이다.
현재 당뇨병 유병자는 30세 이상의 성인에서 10명중 1명의 분포(남자 12.9%, 여자 9.6%)의 유병율을 보이고 있고, 고혈압 유병자는 30세 이상의 성인에서 남자 3명중 1명(35%), 여자 4명 중 1명(23%)의 높은 유병률 분포를 나타내고 있다.
이와 관련하여 당뇨병 인지율은 73%이고 당뇨병 치료율은 67%로 조사되어 높은 수준을 보이고 있지만 혈당 조절율의 경우 33% 미만인 것으로 조사되어 매우 낮은 수준을 보이고 있어 생활습관 개선을 통한 혈당 조절의 필요성이 필요하다. 또한 고혈압의 경우에도 고혈압 인지율은 69%이고 치료율은 65%로 비교적 높은 것으로 조사되어 있지만 고혈압의 조절률(유병자기준)은 47%로 상대적으로 낮게 나타나 고혈압 역시 생활습관 개선을 통한 혈압 조절의 필요성이 대두되고 있다(2016년 건강행태 및 만성질환 통계: 국민건강영양조사 제7기 1차년도(2016) 자료 분석).
즉 당뇨 및 고혈압 만성질환자는 장기적인 식습관 관리가 필요하나 이들을 위한 맞춤 식단은 일반적으로 권장 영양랑만을 만족하고 당뇨 및/또는 고혈압 만성질환자가 평소 섭취하던 식단과는 달라 장기적인 섭취를 하지 못하고, 단기간 내에 치료 식단으로부터 이탈하여 평소의 식생활 식단으로 회귀함으로써 식생활 관리가 이루어지지 않아 당뇨 및 고혈압이 악화되는 문제가 발생되고 있다.
또한 권장 영양을 만즉하는 식단을 선택하게 할 경우 권장영양섭취량이 1주일 단위로 고려됨에도 매 끼니 소비자 개인의 기호에 의존성이 커짐에 따라 장기적으로 식사패턴 획일화， 편중된 영양섭취가 이루어져서 평소 식생활로 회귀하게 되어 생활습관(식단)을 개선을 통한 혈압 또는 혈당의 조절이 어렵다는 문제점이 존재하게 된다.
선형계획법은 다양한 제약조건을 충족하면서 주어진 목적함수의 값을 최대화 또는 최소화하는 의사결정변수의 값을 구하는 수리계획법의 일종으로 목적함수와 제약조건식이 모두 1차식으로 표현되는 가장 단순한 형태이다. 제외국에서는 영양학 분야에 선형계획법을 이용한 연구들이 이루어지고 있는데, 선형계획법을 이용해서 대상자의 실제 식품섭취패턴에 가깝고 영양섭취기준도 함께 충족하는 최적식품섭취패턴을 산출한 연구,선형계획법을 이용해서 산출된 식품섭취패턴을 바탕으로 식사지침을 개발한 연구들이 있다. 또한 기존의 식사지침에서 설정된 영양소 기준의 타당성을 검토할 때에도 선형계획법이 이용되었다. 일본에서도 현재 식품섭취패턴에서 크게 벗어나지 않으면서 영양섭취기준을 충족하는 식품섭취패턴이 선형계획법을 이용하여 연구된 바 있다. 산출된 최적 식품섭취패턴에서는 현재 식품섭취패턴에 비해 현미·통밀과 같은 정제되지 않는 곡류와 저지방 유제품을 보다 많이 섭취해야 하는 것으로 나타났다. 또한 조미료의 섭취량은 크게 줄여야 하는 것으로 나타나, 영양섭취기준 중 나트륨은 목표량에 맞게 섭취하기가 가장 어려운 영양소인 것으로 파악되었다. 일본 후생노동성은 이러한 방법을 일본인의 장수를 뒷받침하는 '건강한 식사'의 기준 설정 시 적용하였고, 이 기준에서 일본의 전통적인 식사구성인 주식, 주찬(단백질 반찬), 부찬 (채소 반찬) 각각의 에너지와 염분의 상한 기준 및 탄수화물과 단백질, 채소 섭취량의 범위가 제시되었다.
이와 같이 선형계획법은 현재 섭취량을 바탕으로 이를 어느 정도 변화시키면 영양적인 조건을 충족할 수 있을지알려주는 효율적인 방법으로 영양학 분야에서 이용되어왔다. 그러나 한국의 영양학 분야에서는 아직 선형계획법을 이용한 연구는 보고된 바 없다.

* 선행기술문헌 *
1. 한국 공개특허공보 제10-2017-0006313호(20170118)
2. 아사노가나, 박사학위 논문, 서울대, '선형계획법을 이용한 한국 성인의 건강한 한식 식사패턴 개발', 2017.2
3. 아사노가나 외 3명, '선형계획법을 이용한 한국 성인의 최적 식품섭취패턴 설계 (Ⅰ) : 2010 ~ 2014년 국민건강영양조사 자료 분석', 영양 및 건강 저널, 2018.2.28
본 발명은 현재의 식품섭취패턴에서 크게 벗어나지 않으면서 당뇨 및 고혈압에 대한 영양섭취기준을 충족하는 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단을 설계하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일양태에 따르면, 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법이 제공되고, 상기 방법은,
당뇨 및 고혈압 환자에게 제공할 식단의 제약조건을 설정하는 단계;
식사패턴과 연계가능한 식품군 및 식품품목 분류체계를 설정하는 단계;
식품군 및 식품품목별로 1인 1일 평균섭취량과 섭취분포를 계산하는 단계;
식품품목별 영양성분 프로파일을 산출하는 단계;
선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계;
당뇨 및 고혈압환자의 최적 식품섭취 패턴을 도출하는 단계를 포함하고,
상기 선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계는, 다음의 식:
Figure 112019019623195-pat00001
에 따라 식품품목별 최적 섭취량을 산출하는 단계를 포함하고, 여기서
Xi out는 식품품목별 최적섭취량
Xi obs식품품목별 실제섭취량,
Pi는 식품품목별 최적섭취량과 실제섭취량 간의 차이를 나타내는 정의 편차(Pi) Ni는 식품품목별 최적섭취량과 실제섭취량 간의 차이를 나타내는 부의 편차를 나타낸다.
전술한 양태에서, 선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계는, 제약조건을 투입하는 단계를 포함하고, 상기 제약조건은, 식품섭취량에 대한 제약조건을 포함하고,
식품섭취량에 대한 제약조건은, 식품품목별 최적섭취량이 대상 집단에서 관찰된 섭취량 범위 내로 정해지도록 설정되고, 식품군 및 식품품목별 섭취범위의 제약조건에 에너지 조정비율을 반영하는 것을 포함하고,
에너지 조정 비율의 반영은,
Figure 112019019623195-pat00002
를 포함한다.
또한 전술한 양태에서 제약조건은 특정 식품품목의 섭취범위에 관한 제약조건을 포함하고,
a. 조미료 및 어패류의 제약조건:
Figure 112019019623195-pat00003
b. 과일류, 우유·유제품의 제약조건:
Figure 112019019623195-pat00004
c. 김치류 및 장아찌류를 포함하는 김치류군의 제약조건 - 김치류의 한끼 기준량이 당료병의 경우 40g, 고혈압의 경우 30g으로 제약됨 -
을 더 포함한다.
또한 전술한 양태에서 제약조건은 편차변수에 관한 제약조건을 더 포함하고,
편차변수에 관한 제약조건은, 편차변수가 0 이상의 값을 가지도록 음수가 될 수 없음을 요구하는 비음수 조건식과 구조적 제약조건식을 포함하고, 비음수 조건식 및 구조적 제약 조건식은 다음:
Figure 112019019623195-pat00005
을 만족하도록 구성된다.
또한 전술한 양태에서 제약조건은 당뇨병 및 고혈압에서의 에너지 영양소에 관한 제약조건을 포함하고, 상기 에너지 및 영양소에 대한 제약 조건은, 남성 및 여성, 연령대별로 하한 및 상한이 정의된다.
또한 전술한 양태에서 식품군은 곡류군; 고기,생선,달걀,콩류군; 채소,해조,버섯,곡류,서류군; 김치류군; 과일류군, 우유·유제품군; 및 기타군으로 이루어지고,
식품품목은, 식품군별로,
곡류군- 밥류, 면류, 빵류, 떡류로 구성되고,
고기,생선,달걀,콩류군 - 육류, 어패류, 난류, 콩류로 구성되고,
채소,해조,버섯,곡류,서류군-채소류,해조류,버섯류, 곡류·서류로 구성되고,
김치류군 - 김치류, 짱아찌류로 구성되고;
과일류군, 우유·유제품군 - 과일류 및 우유·유제품류로 구성되고,
기타군 - 유지류, 당류, 조미료류, 견과류, 곡류로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 선형계획법을 이용하여, 일반적으로 사람들이 선호하는 식단 또는 평소에 먹던 식단으로부터 크게 벗어나지 않으면서도 고혈압 또는 당뇨병 개선에 도움을 주는 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법을 제공함에 따라 고혈압 또는 당뇨병 환자가 당뇨 및 고혈압 치료 식단에 거부감을 느끼지 않으면서 자연스럽게 고혈압 및 당뇨병의 장기적 치료에 도움을 주는 식단을 설계할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에서 이용된 분석대상을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 당뇨병의 에너지 및 영양소에 관한 남성의 제약조건을 나타내는 도면,
도 3는 당뇨병의 에너지 및 영양소에 관한 여성의 제약조건을 나타내는 도면,
도 4는 고혈압의 에너지 및 영양소에 관한 남성의 제약조건을 나타내는 도면,
도 5는 고혈압의 에너지 및 영양소에 관한 남성의 제약조건을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법에 대해 설명한다.
1. 국민건강영양조사 자료의 분석
본 발명은 국민건강영양조사 제6기(2013-2015)의 식품섭취조사 자료를 분석에 이용하였다.
도 1은 본 발명의 연구 대상자의 선정 과정을 나타낸 도면으로, 분석대상자로서는 당뇨병 및 고혈압 유병률을 고려하여 만 30세 이상의 한국 성인을 대상으로 하였으며,조사 대상자 총 25,034명 중 임신수유부(총 177명), 하루 열량섭취량이 이상치 범위(500 kcal 미만 혹은 5,000 kal 초과)에 해당하는 231명을 제외하여, 최종적으로 연구에 사용한 연구 대상자는 총 13,763명이었다.
식품군·식품품목별 섭취량 산출 시 대상자를 성별(남, 여), 연령별(30∼49세, 50∼64세, 65세 이상)로 6개 집단으로 구분하여 분석하였다. 표 1는 분석 대상자의 성 및 연령별 분포를 나타낸다. 연구 대상자의 일반적 특성은 표1과 같다. 성별로는 남자가 5,757명, 여자가 8,006명이었고, 연령대별로는 남녀 각각에서 30∼49세가 연구대상자 중 가장 높은 비율을 차지하였다.
[표 1] 분석 대상자의 성 및 연령 분포
Figure 112019019623195-pat00006
2. 식품군·식품목 분류체계 설정
표 2 및 표 3는 본 발명에서 식사패턴과 연계할 수 있는 식사 구성안 및 식품군 및 식품품목을 각각 나타낸 표이다. 구체적으로 표 2는 본 발명에서 참고문헌으로서 포함되는 2015년 한국인 영양소 섭취 기준에 개시된 것으로 비식사를 포함하는 22개의 식품품으로 구분된다.
따라서 본 발명에서는 간식 등을 포함하는 식단을 제공하기 위해서 표 3에서와 같이 분류하였다. 본 발명에서는 한국인의 대표적인 식사패턴, 영양소 함량, 식품 분류체계 등을 고려하여 식품들을 곡류군; 고기·생선·달걀·콩류군; 채소·버섯·곡류·서류군; 김치류군; 과일·우유·유제품류군; 기타군의 6식품군으로 분류하였다. 본 발명에서는 이 식품군 분류체계를 기준으로 하되 그 분류체계가 실제 식사패턴과 연결되도록 재분류하였고, 각 식품군을 총 21개의 식품품목으로 세분화하였다.
[표 2] 2015년 한국인 영양소 섭취 기준 식품품목(22개)
Figure 112019019623195-pat00007
[표 3] 6개의 음식유형, 7개의 식품군, 21개의 식품 품목
Figure 112019019623195-pat00008
본 발명에서 분석 대상자가 간식을 제외한 세 끼니(아침, 점심, 저녁)에서 섭취한 식품목록 작성하고, 식품명이 동일하고 수분 함량이 유사한 2 차 식품코드를 분석에 이용하엿다. 총 669개 식품으로 구성된 식품목록에서 음식으로 판단되는 식품(27개)과 알코올음료(12개)， 떡·빵·과자류(38개)，기호음료(40개)를 제외한 552개의 식품을 새로운 분류체계에 따라 분류하였다.
3. 식품군·식품품목별 평균섭취량의 계산
본 발명에서는 성 및 연령별 6개 집단을 대상으로 하여 각 식품군, 식품품목의 1인 1일 평균 섭취량과 섭취분포를 계산하였다. 표 4은 곡류군의 1인 1일 평균섭취량 및 섭취분포를 나타낸다.
[표 4] 곡류군의 1인1일 평균섭취량 및 섭취분포
Figure 112019019623195-pat00009
4. 식품품목별 영양성분 프로파일 산출
1) 식품품목별 대표식품 선정
22개 식품품목별로 대표식품을 선정하였다. 성 및 연령별 6개 집단에 대해서 각 식품품목의 1인 1일 평균섭취량 중 각 식품의 1인 1일 평균섭취량이 차지하는 비율 (가중치)을 산출하고 그 가중치가 0.01 이상인 식품들을 식품품목별 대표식품으로 선정하였다.
표 5는 밥류의 대표 식품의 가중치를 일례를 나타낸 표로서 남성 기준의 연령별로 나타낸다.
[표 5]
Figure 112019019623195-pat00010
2) 식품품목별 대표식품의 1인 1일 평균섭취량 및 가중치 산출
식품품목을 구성하는 대표식품들의 1인 1l일 평균 섭취량의 합에 대하여 대표식품의 1인 1일 평균섭취량이 차지하는 비율을 산출한다.
Figure 112019019623195-pat00011
[표 6]
Figure 112019019623195-pat00012
3) 식품품목별 영양성분 프로파일 산출
선정된 대표식품별로 100g 당 에너지 및 영양소(탄수화물, 단백질, 지방, 비타민 A, 비타민 C, 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 칼슘, 인, 나트륨, 칼륨, 철) 함량을 산출하였고 이에 대표식품별 가중치를 곱한 값의 합을 식품품목별 영양성분 프로파일로 하였고 6개 집단 각각에 대해서 산출하였다.
이 영양성분 프로파일은 에너지 및 영양소에 대한 제약조건을 설정함에 있어서 식품품목별 최적섭취량에 따른 에너지 및 영양소 함량 산출에 이용되었다. 대표식품별 1인 1일 평균섭취량과 대표식품별 100 g 당 에너지 및영양소 함량 산출 시 복합표본분석을 실시하였다.
[표 7]
Figure 112019019623195-pat00013
5. 선형계획 모형 설정
1) 의사결정변수 도입
영양적인 제약조건을 충족시키고 관찰된 식품 섭취량과 차이가 최소화되는 식품품목별 최적섭취량(Xi out)를 의사결정변수로 도입하였다.
2) 목적함수의 설정
대상 집단에서 식품품목별 최적섭취량과 산출한 평균섭취량 간의 편차의 최소화를 목적함수(Y)로 하고, 목적함수 Y는 식품품목별 최적섭취량(Xi out)에서 식품품목별 실제섭취량(Xi obs), 즉 산출한 평균섭취량을 뺀 후 식품품목별 실제섭취량으로 나눈 절대값의 합으로 정의된다.
Figure 112019019623195-pat00014
한편, 이 수식에서 i는 21개 식품품목에 해당된다. 절대값으로표현된 Y는 비선형이기 때문에 선형계획법의 목적함수로 이용할 수가 없어서 목적계획법을 이용해서 1차함수로 전환해야 한다. 이때 0 이상의 값을 가지는 새로운 의사결정변수가 생성되는데, 이 변수는 식품품목별 최적섭취량과 실제섭취량 간의 차이를 나타내는 정의 편차(Pi)와 부의 편차(Ni)로 표현되고, 새로운 의사결정변수 (Pi,Ni)는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112019019623195-pat00015
Y'로 언급되는 새로운 1차 함수는 편차변수의 합으로 표현되고 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112019019623195-pat00016
즉, 이 정의 편차와 부의 편차의 합의 최소화, 즉 식품품목별 실제 섭취량과 최적 섭취량 간의 차이의 최소화를 목적함수로 선형계획법을 이용해서 식품품목별 최적 섭취량을 산출하였다.
3) 제약조건 투입
○ 식품섭취량에 관한 제약조건
- 식품품목별 최적섭취량이 대상 집단에서 관찰된 섭취량 범위 내로 정해지도록 설정함.
본 발명에서는 6개 식품군에 대해서는 하한 기준을 10th 백분위수로, 상한 기준을 90th 백분위수로 각각 설정하였다. 또한 21개 식품품목에 대해서는 각 식품품목 중 섭취하지 않는 식품품목도 있기 때문에 하한 기준은 설정하지 않고 상한 기준 (90th 백분위수)만을 제약조건으로 설정하였다.
- 식품군 및 식품품목별 섭취범위의 제약조건에 에너지 조정 비율을 다음과 같이 반영함.
Figure 112019019623195-pat00017
- 특정한 식품품목에서 섭취범위에 관한 제약조건을 조정함.
a. 조미료 및 어패류의 제약조건
Figure 112019019623195-pat00018
b. 과일류, 우유·유제품의 제약조건을 '당뇨병 식품교환표 활용지침'에 제시된 교환 단위로 고정하여 교환
Figure 112019019623195-pat00019
과일류, 우유·유제품의 각각의 100g 당 영양성분 프로파일을 이용하여 교환단위별 중량을 산출하고, 산출된 과일류,우유·유제품류의 중량갑을 제약조건으로 설정할 수 있다.
c. 김치류군(김치류+장아찌류)의 제약조건은 김추류의 한끼 기준량이 당뇨병의 경우 40g, 고혈압의 경우 30g이 되도록 설정한다.
Figure 112019019623195-pat00020
예) 당뇨병의 경우, 김치류군(김치류+장아찌류)의 나트륨 함량이 김치류120g(40g*3끼)의 나트륨함량(738mg, 남성 50~64세 경우)에 해당하는 김치류와 장아찌류 각각의 최적 섭취량을 산출함
○ 에너지 및 영양소에 관한 제약조건
본 발명에서 이용된 에너지 및 영양소에 관한 제약조건은 도 2 내지 도 5에 도시한 표와 같으며, 구체적으로,
도 2는 당뇨병의 에너지 및 영양소에 관한 남성의 제약조건을 나타내고,
도 3는 당뇨병의 에너지 및 영양소에 관한 여성의 제약조건을 나타내고,
도 4는 고혈압의 에너지 및 영양소에 관한 남성의 제약조건을 나타내고,
도 5는 고혈압의 에너지 및 영양소에 관한 남성의 제약조건을 나타낸다.
또한 당뇨 및 고혈압의 경우 다음과 같은 제약조건이 고려되어야만 한다.
< 당뇨병 >
·탄수화물: 총 에너지의 50~60%(대한당뇨병학회 : 종 에너지의 55~60%)
·단백질: 총 에너지의 15~20%( 만성신질환을 가진 당뇨병 환자의 경우，0.8g/kg체중/일)
·지방: 총 에너지의 20~35%, 25% 이내(대한당뇨병학회 : 20~25%)
- 포화지방: 총 에너지의 17% 이하(대한당뇨병학회 : 7% 미만)
- 단일불포화지방: 총 에너지의 죄대 20%까지
- 다가불포화 지방: 종 에너지의 최대 10%까지
트랜스지방 섭취는 최소화
콜레스테롤 : 300mg 이하(대한당뇨병학회 : 300mg 미만)
·당류: 총 에너지의 45~60%
·식이섬유: 20~ 25g(12g/1,000kcal/ 일)(대한당뇨병학회: 20~25g)
·나트률: 하루 4,000mg(소금 10g) 이내로 하며 고혈압이나 신장합병증 심혈관계질환을 동반한 경우 2,000~ 3,000mg(소금 5~ 7.5g) 이 내로 제한
< 고혈압 >
·소금: 하루 소금 6g(나트륨 2,400mg) 이하
·절주: 하루 2잔 이하
- 남자 20~30g ， 여자 1O ~20g 의 알코올
·식사 조절: 채식 위주의 건강한 식습관
○ 편차변수에 관한 제약조건
편차변수에 대한 제약조건은 편차변수가 0 이상의 값을 가지도록 음수가 될 수 없음을 요구하는 비음수 조건식과 구조적 제약조건식을 설정되며, 다음과 같다.
Figure 112019019623195-pat00021
6. 당뇨 및 고혈압 환자의 최적 식품 섭취 패턴의 도출
전술한 바와 같이 설정된 선형계획법 모형의 해(21개 식품품목에 대한 최적섭취량)를 6개 집단별로 산출하고, 해의 산출에는 Microsoft EXCEL SOLVER 프로그램 (Frontline System Inc., NV, USA)이 이용된다.
7. 당뇨 및 고혈압 환자의 최적 식품섭취 패턴에 따른 에너지 및 영양소 함량 산출
도 6은 당뇨 및 고혈압 환자의 최적 식품섭취 패턴에 따른 에너지 및 영양소 함량 산출 과정을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 선형계획법을 이용해서 산출한 식품품목별 최적 섭취량은 하루기준으로 산출된 값이다. 한 끼 식사의 기준을 제시하기 위해서 이값에 1/3을 곱하여 식품품목별 한 끼 최적 섭취량을 성별, 연령별로 6개 집단에 대해 산출하였다. 또한 한 끼 최적 섭취량을 식품품목별 100g 당 영양성분 프로파일로 환산하여 성별, 연령별로 6개 집단에 대해 한 끼의 열량 및 영양소 함량을 산출하였다.
8. 당뇨 및 고혈압 환자의 식품구성 패턴 제시
산출된 한 끼 섭취량과 한 끼의 열량 및 영양소 함량을 토대로 음식유형에 연계되는 각 식품군 혹은 특정 영양소의 기준량을 성별, 연령별로 6개 집단에 대해 제시할 수 있다.
본 발명은 선형계획법을 이용하여 현재의 당뇨병 또는 고혈압 환자의 식품섭취패턴에서 크게 벗어나지 않으면서 영양섭취기준을 충족하는 최적 식품섭취패턴을 설계할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 컴퓨터에 의해 실행가능한 당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체 있어서,
    당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법은,
    컴퓨터에 당뇨 및 고혈압 환자에게 제공할 식단의 제약조건을 설정하는 단계
    컴퓨터에 식사패턴과 연계가능한 식품군 및 식품품목 분류체계를 설정하는 단계;
    컴퓨터에 의해 식품군 및 식품품목별로 1인 1일 평균섭취량과 섭취분포를 계산하는 단계;
    컴퓨터에 의해 식품품목별 영양성분 프로파일을 산출하는 단계;
    컴퓨터에 선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계;
    컴퓨터에 의해 당뇨 및 고혈압환자의 최적 식품섭취 패턴을 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계는, 다음의 식:
    Figure 112021030169219-pat00022

    에 따라 식품품목별 최적 섭취량을 산출하는 단계를 포함하고, 여기서
    Xi out는 식품품목별 최적섭취량
    Xi obs식품품목별 실제섭취량,
    Pi는 식품품목별 최적섭취량과 실제섭취량 간의 차이를 나타내는 정의 편차(Pi) Ni는 식품품목별 최적섭취량과 실제섭취량 간의 차이를 나타내는 부의 편차이고,
    상기 선형계획법에 따른 모형을 설정하는 단계는, 제약조건을 투입하는 단계를 포함하고,
    상기 제약조건은, 식품섭취량에 대한 제약조건을 포함하고,
    식품섭취량에 대한 제약조건은, 식품품목별 최적섭취량이 대상 집단에서 관찰된 섭취량 범위 내로 정해지도록 설정되고, 식품군 및 식품품목별 섭취범위의 제약조건에 에너지 조정비율을 반영하는 것을 포함하고,
    에너지 조정 비율의 반영은,
    Figure 112021030169219-pat00023

    를 포함하며,
    상기 제약조건은 특정 식품품목의 섭취범위에 관한 제약조건을 포함하고,
    a. 조미료 및 어패류의 제약조건:
    Figure 112021030169219-pat00024

    b. 과일류, 우유·유제품의 제약조건:
    Figure 112021030169219-pat00025

    c. 김치류 및 장아찌류를 포함하는 김치류군의 제약조건 - 김치류의 한끼 기준량이 당료병의 경우 40g, 고혈압의 경우 30g으로 제약됨 - 을 포함하고,
    상기 제약조건은 편차변수에 관한 제약조건을 더 포함하고,
    편차변수에 관한 제약조건은, 편차변수가 0 이상의 값을 가지도록 음수가 될 수 없음을 요구하는 비음수 조건식과 구조적 제약조건식을 포함하고, 비음수 조건식 및 구조적 제약 조건식은 다음:
    Figure 112021030169219-pat00026

    을 만족하며,
    상기 제약조건은 당뇨병 및 고혈압에서의 에너지 영양소에 관한 제약조건을 포함하고, 상기 에너지 및 영양소에 대한 제약 조건은, 남성 및 여성, 연령대별로 하한 및 상한이 정의되고,
    식품군은 곡류군; 고기,생선,달걀,콩류군; 채소,해조,버섯,곡류,서류군; 김치류군; 과일류군, 우유·유제품군; 및 기타군으로 이루어지고,
    식품품목은, 식품군별로,
    곡류군- 밥류, 면류, 빵류, 떡류로 구성되고,
    고기,생선,달걀,콩류군 - 육류, 어패류, 난류, 콩류로 구성되고,
    채소,해조,버섯,곡류,서류군-채소류,해조류,버섯류, 곡류·서류로 구성되고,
    김치류군 - 김치류, 짱아찌류로 구성되고;
    과일류군, 우유·유제품군 - 과일류 및 우유·유제품류로 구성되고,
    기타군 - 유지류, 당류, 조미료류, 견과류, 곡류로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    당뇨 및 고혈압 환자용 치료식 식단 설계 방법이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
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