“三高”膳食配餐查詢系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

金悅 劉佳欣 孫建鑫 孫效芳 丁紅 白麗珍

摘要

通過調(diào)查研究和分析“三高”人群日常飲食需求，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，研究建立一個以高血糖飲食控制為主的健康膳食模型，并依此設(shè)計開發(fā)出一個輔助個人飲食控制的應(yīng)用系統(tǒng)。采用JAVA語言和相關(guān)程序設(shè)計技術(shù)實現(xiàn)該算法模型，最終以移動端應(yīng)用小程序和動態(tài)網(wǎng)頁的形式呈現(xiàn)。用戶將個人身體狀況信息輸入后，系統(tǒng)可自動計算出每日所需熱量等數(shù)據(jù)，并自動生成推薦食譜;用戶也可以根據(jù)個人口味選擇定制食譜。而且，可將所記錄的用戶歷史信息可視化，反映其身體狀況和飲食營養(yǎng)的動態(tài)演變。該數(shù)據(jù)也可作為研究分析飲食成分與健康指標(biāo)之間相關(guān)性的參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】糖尿病 應(yīng)用程序 飲食控制 營養(yǎng)計算 健康模型

1引言

由于當(dāng)前社會大眾飲食日益精致，快餐風(fēng)行，以高血糖、高血壓、高血脂為特點(diǎn)的“三高”人群規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù)國家計生委2015年的報告顯示：自2002年至2012年近10年來，我國城市居民的食物需要得到了滿足，但是膳食結(jié)構(gòu)仍然不盡合理，不健康生活方式較為普遍，超重肥胖、高血壓、糖尿病等營養(yǎng)相關(guān)慢性病的患病率依然上升，60歲以上城市老年人中有一半人患高血壓，糖尿病患病率顯著攀升，血脂異常顯著升高，均比2002年顯著升高。而血壓、血脂、血糖之間是息息相關(guān)的，控制好三者，可讓罹患心腦血管疾病的風(fēng)險大大降低。防治“三高”，除了采取必需的醫(yī)療措施外，飲食健康管理也是不容忽視的。研究表明，正確的飲食可以改善患者自我防護(hù)能力，減少藥物的劑量，促進(jìn)健康行為，是與運(yùn)動、藥物治療并重的治療“三高癥”基礎(chǔ)方法之一。

但是，目前的醫(yī)療服務(wù)體系難以滿足人們對于長期和一對一的健康指導(dǎo)與管理的需求。在信息技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和普及的今天，以互聯(lián)網(wǎng)為載體實現(xiàn)對三高群體的飲食健康管理，并給出適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)成為了可能。我們開發(fā)一個方便使用的應(yīng)用軟件，根據(jù)用戶給予的健康信息推薦相應(yīng)的飲食食譜，以及周期性反饋，并以圖表等可視化形式呈現(xiàn)出來，能反映出用戶一個時期的身體變化情況，幫助人們實現(xiàn)對于“三高”指標(biāo)的控制，從而達(dá)到健康的目標(biāo)。

2分析

首先分析用戶需求。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，用戶想要使用的功能，是通過方便的渠道，得到有針對性的個人化的飲食指導(dǎo)。比如通過手機(jī)等便攜設(shè)備查詢當(dāng)日或本周的飲食指導(dǎo)或食譜推薦;還要能查閱養(yǎng)生名家論壇或者養(yǎng)生堂等網(wǎng)上電視頻道;能查看個人的飲食信息、身體狀況信息的變化趨勢;也要能方便的查看日常食譜的營養(yǎng)含量。而用戶能提供的身體健康信息：個人體重、身高、年齡，所從事的勞動活動強(qiáng)度，以及近期的健康數(shù)據(jù)（體檢結(jié)果）血糖、血壓、血脂等信息。

分析飲食控制的模型后發(fā)現(xiàn)，比如對于糖尿病患者而言，已有國家對成人糖尿病患者膳食指導(dǎo)中規(guī)定的“每日能量供給量”參考標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)可以計算出不同身體狀況、不同勞動強(qiáng)度下的熱量需求Cl。再根據(jù)“常見糖尿病膳食推薦交換份分配表及營養(yǎng)素含量”中不同食品的營養(yǎng)成分含量，計算出常見飲食分量的熱量數(shù)據(jù)，分布到一臼三餐中，按照傳統(tǒng)飲食習(xí)慣搭配，做出符合熱量標(biāo)準(zhǔn)的推薦食譜02。通過設(shè)計出自動計算的算法A，使得C2=Cl，如果超過C1，可以通過推薦運(yùn)動項目，消耗這些攝入的熱量。而算法A，正是本應(yīng)用系統(tǒng)要解決的核心問題。

設(shè)計開發(fā)動態(tài)交互式頁面和移動端應(yīng)用程序，實現(xiàn)上述功能。將用戶輸入的個人健康信息和已經(jīng)采用的食譜進(jìn)行存檔，可以用作個人歷史趨勢分析或一些疾病治療分析的參考依據(jù)。

3設(shè)計

3.1總體設(shè)計

通過上述分析，研究該類人群的需求設(shè)計出系統(tǒng)的主要功能結(jié)構(gòu)，主要包括三項，分為靜態(tài)的“信息瀏覽”以及動態(tài)的“我的食譜”和“飲食回顧”。

3.1.1信息瀏覽

瀏覽功能主要在首頁以靜態(tài)頁面方式呈現(xiàn)。用戶可瀏覽兩方面的內(nèi)容：養(yǎng)生要聞和養(yǎng)生食譜，閱讀“養(yǎng)生要聞”可以獲得養(yǎng)生知識，“養(yǎng)生食譜”可以查看當(dāng)日食譜。但“養(yǎng)生食譜”只對注冊并且已經(jīng)填了身體數(shù)據(jù)的用戶開放。

3.1.2我的食譜

生成食譜是系統(tǒng)的一個重要功能。登錄用戶在前端輸入個人身體健康數(shù)據(jù)之后便可進(jìn)入“我的食譜”功能區(qū)選擇“定制食譜”或“推薦食譜”，所選食譜的營養(yǎng)成分均由系統(tǒng)計算并給予適當(dāng)反饋，在“定制食譜”時，用戶可在“查詢?nèi)粘２俗V營養(yǎng)成分含量”界面查看所選菜品的詳細(xì)成分含量。游客用戶在不輸入個人身體數(shù)據(jù)的情況下可通過“菜品成分查詢”界面自助查詢，即根據(jù)個人當(dāng)日所食菜品名稱查詢得到當(dāng)日己攝入營養(yǎng)成分的總含量。

3.1.3飲食回顧

這是系統(tǒng)的另一個重要功能。作為用戶查看個人身體健康變化以及所選食譜營養(yǎng)含量變化的工具，以趨勢圖呈現(xiàn)給用戶，使得用戶了解個人健康與每日營養(yǎng)攝入量之間的關(guān)聯(lián)。如圖1所示。

3.2算法設(shè)計

以糖尿病人的飲食輔助為例，對于成人糖尿病患者推薦營養(yǎng)攝入量中主要是以能量攝入為主要參考對象，而每日標(biāo)準(zhǔn)能量攝入則采用通用系數(shù)方法，按照105kJ （25 kcal）/（kg-d）～126kJ （30 kcal）/（kg-d）計算，再根據(jù)患者身高、性別、年齡、活動度、應(yīng)激狀況等進(jìn)行系數(shù)調(diào)整（見表1）。

參照表l，分析設(shè)計出計算模型如下：

所需數(shù)據(jù)有用戶輸入數(shù)據(jù)：性別S，身高（米）H，體重（千克）w，勞動活動強(qiáng)度L、l，以及計算得到的數(shù)據(jù)：體型t，體質(zhì)指數(shù)BMI，標(biāo)準(zhǔn)體重（千克）B，公式有：

（1）

B= 90*H-90;當(dāng)s=“當(dāng)”時;BMI=w/Hz;

90*H - 92.5;當(dāng)S=“女”時

0;當(dāng)L=“重體力活動”時

l=1;當(dāng)L=“中體力活動”時

2;當(dāng)L=“輕體力活動”時

（2）3;當(dāng)L=“休息狀態(tài)”時

t=“過瘦”=0; 當(dāng)BMI≤18.5時

“正?！?1：當(dāng)18.5< BMI< 24時

“超重”=2;當(dāng)24< BMI< 28時

“肥胖”=3：

當(dāng)BMI≥28時

（3）將表1轉(zhuǎn)化為二維數(shù)組：

A[4][4]={{47.5，40.0，35 0，35.0），{40.0，32.5，32，5，30.0}，{35.0，27.5，25.0，22.5}，{27.5，22.5，20.0，15.0}

由上述公式得出系數(shù)扣A[1][t]，最終計算出E=B*r

以年齡50歲，身高1.76米，體重80kg，在辦公室從事文字工作的成年男性糖尿病患者為例，經(jīng)過計算可知他的體重指數(shù)（BMI）=80/1.76*1.76=25.826，屬于超重體型，而他的標(biāo)準(zhǔn)體重= （176-100） *0.9=68.4kg，經(jīng)過查表計算其每日所需總熱量=68.4*25=1710干卡。

4主要實現(xiàn)

4.1網(wǎng)頁版技術(shù)實現(xiàn)

使用java語言采用B/S結(jié)構(gòu)并結(jié)合JSP動態(tài)web編程進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，在本系統(tǒng)中，JSP頁面會與Servlet進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并調(diào)用了相關(guān)的JavaBean，通過JDBC實現(xiàn)了Java與MySQL數(shù)據(jù)庫的連接，并根據(jù)客戶端的不同請求進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)更新等操作，并將處理結(jié)果通過JSP返回給客戶端，通過瀏覽器進(jìn)行呈現(xiàn)。利用JavaScript、HTML5來實現(xiàn)前端界面的美化，在靜態(tài)頁面的基礎(chǔ)上添加各種iQuery代碼及部分css樣式，實現(xiàn)特效（比如首頁的輪播圖、鐘表提示以及子頁面的跳轉(zhuǎn)），并且使用Ajax獲取后端數(shù)據(jù)，在不重新加載整個頁面的情況下實現(xiàn)網(wǎng)頁的異步更新，使得系統(tǒng)回應(yīng)客戶端的請求更加敏捷，為用戶提供更流暢美觀的瀏覽效果。

4.2小程序開發(fā)

在Android studio集成開發(fā)平臺上采用MVC架構(gòu)開發(fā)實現(xiàn)了移動端應(yīng)用。系統(tǒng)分為客戶端和服務(wù)端，客戶端以Activity為核心構(gòu)造用戶界面，實現(xiàn)各個界面中的顯示與觸發(fā)功能，并利用Android開源圖庫MPAndroidChart呈現(xiàn)可視化效果。服務(wù)端用Java語言編寫的控制處理用來控制請求和返回數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)流程，使用MySQL存放用戶健康信息及食譜等數(shù)據(jù)。前端與后端的數(shù)據(jù)交互主要采用POST方式，部分接口采用Get方式，并利用JSON解析數(shù)據(jù)格式。

4.3食譜配餐算法流程

在進(jìn)入食譜配餐之前，先根據(jù)用戶所填的個人健康信息計算其每日所需各營養(yǎng)成分?jǐn)z入量，再以“食品套餐營養(yǎng)含量表”為基礎(chǔ)，與用戶每日所需各營養(yǎng)成分?jǐn)z入量進(jìn)行差額計算。作為食譜配餐的數(shù)據(jù)輸入，用戶開始進(jìn)入食譜配餐界面流程如圖2所示。

4.4實現(xiàn)效果

網(wǎng)頁版實現(xiàn)效果：以糖尿病的網(wǎng)頁為例，如圖3所示。

小程序?qū)崿F(xiàn)效果：以小程序的首頁以及系統(tǒng)推薦的食譜界面為例，如圖4所示。

5結(jié)束語

本文分析了三高群體飲食控制的需求，參照國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，設(shè)計開發(fā)出網(wǎng)頁版及小程序版的應(yīng)用程序，作為中三高人群的飲食控制的輔助工具，也可作為身體變化、飲食變化的記錄工具。通過數(shù)據(jù)積累，可以跟蹤個人飲食蹤跡、發(fā)掘個人健康特征與飲食的關(guān)聯(lián)性、發(fā)現(xiàn)過敏源等;通過長期積累更多用戶的數(shù)據(jù)，可以找尋不同飲食成分與健康指標(biāo)之間的相關(guān)性，為營養(yǎng)健康研究提供數(shù)據(jù)參考。

系統(tǒng)存在不足，個人健康信息錄入部分比較繁瑣，未來加入圖像識別技術(shù)，實現(xiàn)對體檢報告和食物拍照等輸入法，更加方便使用，改進(jìn)用戶體驗。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.13WST429-2013衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)+成人糖尿病患者膳食指導(dǎo)[z].2013-04-18.

[2]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告（2015年）[R]，北京：中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會，2015.

[3]白云霞.淺談“三高”及其飲食治療[J]，中醫(yī)中藥，2017，01（02），186-187.

[4]李大偉，老年人健康信息管理系統(tǒng)的開發(fā)[J]，現(xiàn)代信息科技，2018，2 （11）：18 -19+22.

[5]張舒娟，王慶民.基于JSP的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機(jī)與現(xiàn)代化，2009 （11）：130-132.

[6]劉麗濤，王刃峰，基于JavaScript+iQuery的網(wǎng)站設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2018 （08）： 40-41+53.

[7]林育朱，擊退高血壓180種降血壓套餐任你搭[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017.

[8]張曄.高血壓高血脂患者一周食譜[M].北京：電子工業(yè)出版社，2018.

[9]甘智榮，吃對了，糖尿病不可怕[M].吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2017.