一种基于平衡膳食的智能营养评估健康指导系统的制作方法

本发明涉及一种健康数据信息技术，具体为一种基于平衡膳食的智能营养评估健康指导系统。

背景技术：

1、众所周知，健康是最大的财富，健康是美好生活的基础。人们对健康的美好期许日益强烈，平衡膳食是健康的四大基石之一，由于三高（高油、高盐、高热量）两低（低膳食纤维和低抗氧化值）膳食不平衡所导致的超重、肥胖乃至多种慢性病一直持续高发，是威胁人类健康的主要危险因素。另外，如果没有足量适宜营养摄入，就不可能达到健康的目的。现有技术中没有公开实现全面、系统地科学集成和操作简便、精准高效的技术方案。

2、中国居民膳食指南(2022)的准则和核心推荐，把平衡膳食原则转化为各类食物的数量和所占比例的图形化表示。平衡膳食宝塔形象化的组合，遵循了平衡膳食的原则，体现了在营养上比较理想的基本食物构成。宝塔共分5层，各层面积大小与5大类食物量的多少相匹配。该膳食宝塔是根据1600-2400kcal等不同能量需要量水平而设计的一段时间内成年人每人每天各类食物摄人量的建议值范围。

3、目前，我国卫生健康、疾病控制等部门主要是通过该膳食宝塔推荐的食物种类和数量，以及每日12种每周25种食物品种，并结合该指南附表1-2标准物品定义和用途附表1-3参考手势的定义和用途和附表1-4食物标准份量示意图（可参见该指南），该方法看起来似乎简便易行，但是，执行起来还是存在很多问题，主要有：

4、1、实际重量难以衡量准确。每种食物比如蔬菜瓜果的不同产不同成熟期的重量和大小不一，形态各异。每个人的手大小不一，对一样大小的蔬菜瓜果的主观感觉也是各有不同，单纯从外观上用手去衡量的结果就会千差万别；

5、2、摄入营养不能做到心中有数。此方法既无法清楚地知道所食用的食物中的能量和营养素到底有多少量多少种，也无法知道食物营养素摄入水平具体是多少，可以说是吃的是不明不白；

6、3、能量摄入水平难以把握。这种方法能量需要量（eer）是在1600-2400kcal能量需要量水平区间的建议值，不同年龄段、不同性别、不同身体活动水平（pal）和不同bmi值的成年人，很难把握自己的膳食能量摄人水平是多少；

7、4、示意图标量多执行难。精心设计的这些示意图标数量多达六百多个，人们很难记住每个图标所代表的大致重量，执行操作难度大且费时费力。休闲的人都难以长期坚持，对于那些工作生活节奏快的人们更不适用。

8、申请号为 2005800080452、2013800404494以及2011102687414等中国发明专利，仅仅是通过食物重量来计算热量，对其他营养素既没有计算功能，也没有营养评估和健康指导提示功能。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足，本发明要解决的问题是提供一种基于平衡膳食的智能营养评估健康指导系统，以达到平衡膳食措施能够让广大受众操作简便、快捷高效、科学精准、实用有效的目的。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、本发明提供一种基于平衡膳食的智能营养评估健康指导系统，包括以下步骤：

4、s1、根据应用范围和场景需要收集资料信息和数据；

5、s2、采集用户信息数据和食物信息数据；

6、s3、设计食物能量和营养素算法、食物种类数量算法，结合步骤s1、s2中的信息、数据进行运算，对所摄入食物能量和营养素计算得出每日摄入水平的结果；

7、s4、设置能量和营养素评估线值和分区，根据步骤s3的运算得到的结果，与能量和营养素评估线值数据进行分析评估，生成健康指导建议和膳食方案建议；

8、s5、通过显示器和语音播报功能，向用户提供文字显示或语音播报的个性化营养评估结果及健康风险提示和建议，膳食搭配科学指导建议和营养科学知识、食物能量和营养素计算结果及bmi值信息。

9、所述食物能量和营养素算法包括计算一种食物的能量和脂肪、碳水化合物、蛋白质各自能量以及全部营养素各自含量，具体算式如下：

10、s301、一种食物的能量计算：；

11、s302、一种食物的脂肪能量计算：；

12、s303、一种食物的碳水化合物能量计算：；

13、s304、一种食物的蛋白质能量计算：

14、其中：

15、为食物i及其重量w的脂肪能量；

16、为食物i及其重量w的碳水化合物能量；

17、为食物i及其重量w的蛋白质能量；

18、i为《食物能量和营养素含量表》中食物编码；

19、fae代表脂肪能量，pre代表蛋白质能量，che代表碳水化合物能量；

20、w为该食物的重量；

21、为通过食物编码和营养素编码，在《食物能量和营养素含量表》中查询到的，每100g食物i所含的脂肪能量；

22、为通过食物编码和营养素编码，在《食物能量和营养素含量表》中查询到的，每100g食物i所含的碳水化合物能量；

23、为通过食物编码和营养素编码，在《食物能量和营养素含量表》中查询到的，每100g食物i所含的蛋白质能量。

24、s305、一种食物全部营养素各自含量sfc计算：

25、其中，i为《食物能量和营养素含量表》中的食物编码；k为《营养成分编码及缩写表》中营养素；w为该食物的重量；为通过食物编码和营养素编码，在《食物能量和营养素含量表》中，每100g食物i所含的营养素k的含量；代表已知食物i的重量w，营养素k含量。

26、食物能量和营养素算法包括计算多种食物或单个餐次食物的总能量和全部营养素各自总含量，具体算式如下：

27、s306、多种食物的宏量营养素总能量：；

28、s307、多种食物的总脂肪能量：；

29、s308、多种食物的总碳水化合物能量：；

30、s309、多种食物的总蛋白质能量：；

31、s310、多种食物全部营养素各自总含量：

32、其中：是多种食物中蛋白质的总能量；

33、是多种食物中碳水化合物的总能量；

34、是多种食物中脂肪的总能量；

35、代表已知多种食物和食物重量的营养素k的总含量；为n种食物编码及重量的集合。

36、食物能量和营养素算法包括计算多餐摄入各种营养素的各自总含量和食物总能量，具体算式如下：

37、s311、多餐摄入营养素各自总含量：

38、其中，为已知多个餐次的食物种类及相应重量数据，营养素k的含量； 为多餐中所有m个餐次的食物编码集合；

39、s312、多餐摄入食物总能量：

40、其中：mmte(k,m,sr)为多餐摄入食物中营养素k的总能量，mfte（k,s）为多种食物中营养素k总能量，sr为每餐残羹率，即用户估算的每餐剩余餐食占全部餐食的百分比。

41、食物能量和营养素算法包括计算r日内所摄入全部食物的总能量和脂肪、碳水化合物、蛋白质各自总能量以及全部营养素的各自总含量，具体算式如下：

42、s313、r日内所摄入全部食物的总能量：

43、；

44、

45、其中：mdte(pre,d,srs)为多日摄入食物中蛋白质总能量，mdte(fae,d,srs)为多日摄入食物中脂肪总能量，mdte(che,d,srs)为多日摄入食物中碳水化合物总能量；mdte(k,d,srs)为多日摄入食物中营养素k总能量；d为n个人r天的食物摄入数据；为多餐中m个餐次的食物编码及重量s的集合；srs为所有餐次中的每一餐的残羹率的集合；

46、s314、 r日内所摄入全部食物能量日均值：；

47、s315、r日内所摄入全部食物的总脂肪能量：；

48、其中，mmte(fae,m,sr)为多餐摄入食物中脂肪总能量；

49、s316、r日内所摄入全部食物的脂肪能量日平均值：；

50、s317、r日内所摄入全部食物的的总碳水化合物能量：；

51、其中，mmte（che,m,sr）为多餐摄入食物中碳水化合物总能量；

52、s318、r日内所摄入全部食物的碳水化合物能量日平均值：；

53、s319、r日内所摄入全部食物的总蛋白质能量：；

54、其中，mmte（pre,m,sr）为多餐摄入食物中蛋白质总能量；

55、s320、r日内所摄入全部食物的蛋白质能量日平均值：；

56、s321、r日内所摄入全部食物营养素的各自总含量：；

57、s322、r日内所摄入全部营养素的各自日均值：

58、步骤s3食物能量和营养素算法中，计算每人每日所摄入全部食物的能量和全部营养素各自均值的算式为：

59、s323、n个人 r日内所摄入全部食物能量的每人每日摄入均值：；

60、s324、n个人r日内所摄入总脂肪能量：

61、总脂肪能量为：；

62、s325、n个人r日内所摄入脂肪能量每人每日摄入均值：；

63、s326、n个人r日内所摄入总碳水化合物能量：

64、总碳水化合物能量为：；

65、s327、n个人r日内所摄入总碳水化合物能量每人每日摄入均值：；

66、s328、n个人r日内所摄入总蛋白质能量：

67、总蛋白质能量为：；

68、s329、n个人r日内所摄入总蛋白质能量每人每日摄入均值：；

69、s330、 n个人 r日内摄入全部营养素的各自每人每日摄入均值：

70、步骤s3中，结合步骤s1、s2中的信息、数据进行运算包括体重回归能量分摊值算法公式，如下：

71、1）能量分摊系数β值算式：；

72、2）个体能量（kcal）算式：；

73、3）个体能量在总能量的占比 te i (%)算式：

74、其中，cf是kcal和kg的转换率， te为总能量， bw j为n个人体重变化值的和，单位为kg， eer i为个人的膳食能量需要量， eer j为n个人的和， r为天数；

75、食物种类数量算法为：

76、其中，cat（m,a）为满足食物子类a的所有食物集合，|∙|代表集合的元素个数，为多餐中m个餐次的食物编码及重量s的集合；

77、a为《食物能量和营养成分含量表》中的一个子类；

78、为元素不重复的集合m中食物种类的食物编码集合；

79、 为子类a中所有食物编码；

80、给定集合m，得出满足食物子类的所有食物的重量：；

81、其中，为集合m中种类为i的食物的重量。

82、步骤s4中，设置能量和营养素评估线值和分区为：

83、参照《中国居民膳食营养素参考摄入量（2023版）》和国际组织以及发达国家膳食营养素参考摄入量dris设置膳食营养摄入水平适宜区间高线值即适宜qjxzh、适宜区间低线值即适宜qjxzl、摄入过量线值即过量qjxzh以及摄入不足线值即不足qjxzl，据此4个线值划分出5个区域，包括摄入水平适宜区、摄入过量前区、摄入过量区、摄入不足区和摄入明显不足区，作为能量和营养素摄入水平的评估结果输出和提示的基准线，具体如下：

84、当适宜qjxzh>摄入水平>适宜qjxzl时，表示能量和营养素摄入适宜；

85、当适宜qjxzl≥摄入水平>不足qjxzl时，表示能量和营养素摄入不足；

86、当摄入水平≤不足qjxzl时，摄入能量和营养素明显不足；

87、当过量qjxzh>摄入水平≥适宜qjxzh时，表示能量和营养素摄入较多；

88、当摄入水平≥过量qjxzh时，表示能量和营养素摄入过多。

89、所述基准线是食物种类和数量以及能量和营养素评估算法线值包括以下数据：

90、能量和宏量营养素评估算法应用基准线值数据；

91、能量和蛋白质、脂肪、碳水化合物能量评估算法线值数据；

92、蛋白质、脂肪、碳水化合物评估算法线值数据；

93、必需氨基酸和脂肪酸评估算法线值数据；

94、居民平衡膳食食物种类数量评估算法线值数据；

95、维生素评估算法线值数据；

96、常量元素评估算法线值数据；

97、微量元素评估算法线值数据；

98、抗氧化值orac评估算法线值数据；

99、其他膳食成分评估算法线值数据。

100、步骤s5中个性化营养评估结果及健康风险提示和建议包括：

101、摄入适宜：表示所摄入的能量和营养素的量适宜的，完全能够满足生理需要，保障健康安全，正常情况下不存在健康风险；

102、摄入不足：提示所摄入的能量和营养素的量不能完全满足生理需要和保障健康安全，长此以往会有潜在营养不良或患营养素缺乏症风险；

103、摄入明显不足：发出警告！摄入的能量和营养素的量极易发生营养素缺乏病，且有发生营养不良的极高风险；

104、摄入较多：提示所摄入的能量和营养素的量有可能发生营养素中毒的风险，以及有超重和肥胖的潜在风险；

105、摄入过多：警告提示所摄入的能量和营养素的量极易引起营养素中毒，以及发生超重和肥胖和导致非传染性慢性病极高风险。

106、步骤s1中的数据包括：

107、初级农产品、加工食品和预包装食品的食物能量和营养素成分含量数据；食物必需氨基酸和脂肪酸含量数据；食物其他膳食成分含量数据；国内外食物抗氧化值（orac）数据；生活方式和职业与pal分级的对应数值数据。

108、本发明具有以下有益效果及优点：

109、1. 本发明充分利用智能+人工辅助等手段进行快速识别称重和录入相关信息，毛菜净菜和其他带壳带皮的食物均可直接称量，用餐者出生年月、性别、职业、身高等信息首次录入一次即可，体重变化根据需要定期录入，称量和信息录入实现便捷快速、省时省力；

110、2. 使用本发明能够精准地知晓每日每餐或者某个时间段所摄入的全部食物种类数量及其能量和各种营养素的总含量，或者某个食物和某些食物的能量和各种营养素含量，让用户对自己饮食营养状况清清楚楚、明明白白；

111、3. 本发明采用智能运算功能方法，实现快速得出科学精准结果，全面地评估出膳食能量和营养素摄入水平是适宜、不足或过量，并针对摄入不足和过多作出健康风险提示和建议，最大限度地解决了现有平衡膳食方法操作繁琐和难于执行的实践问题；

112、4.本发明有效解决了现有平衡膳食方法和软件碎片化的问题，以及不准确、不全面、不系统的问题，实现了系统集成、方法先进、科学评估、结果全面的平衡膳食的指导原则和目标。