1、医学营养学统计分析软件的开发及应用作者：徐沛龙 苏毅鹏 汪之顼 那娜 摘要目的 设计开发营养学统计分析软件。方法 利用软件工程理论，采用面向对象的方法，结合营养学专业知识开发出尽可能方便快捷的应用软件。结果 设计出具有自动计算、统计分析功能，用户使用方便的软件系统。结论 系统计算速度快、数据可靠、操作方便，适合科研教学多方面的需要。 关键词 营养评价;医学信息学应用;软件设计 ABSTRACTObjectiveTo design and develop a software for statistics and analysis in nutrition. MethodsA quick and
2、 convenient software was developed with software engineering theory and nutrition knowledge to meet the needs of the clients. ResultsA new software system with self-computation and analysis was developed. ConclusionWith quick computation， relia-ble results， and convenient operation， the software can
3、 meet the needs of teaching and research. KEY WORDSnutrition assessment; medical informatics applications; software design 21 世纪是信息科学及生命科学的世纪。随着各种自动化分析仪器在医学专业领域的大量应用以及计算机技术向医疗部门的广泛渗透，营养学统计分析已步入一个以自动化、信息化、网络化为主要特征的新时期。尽管医学营养学的统计分析自动化目前在我国还没有实现，但以网络化、信息化的计算机系统，组成营养学统计分析系统（简称 NSAS）已经进入了一个蓬勃发展的时期。计算机自动统
4、计分析系统在处理高速增长的统计数据，充分发挥计算机运算速度快、统计数据准确的优势，缓解自动测试仪器及计算机系统测定的高速度与手工报告结果的低效率之间的矛盾等方面，将做出重大贡献。国外一些公司已经开始开发一些类 NSAS 的系统。由于资金、设备、人员配置等多种因素的制约，国内营养学软件的研制开发和使用基本上是一个空白。因此，我们开发了这套营养学统计分析软件。虽然该系统还有许多需要完善和改进的方面，但希望该系统能为医学领域信息化的发展探索一条新路。 1 系统设计及具体实施 1.1 用户需求分析 在进行用户需求分析阶段，我们对用户进行了访谈，了解到以下具体的用户需求。 1.1.1 被测试对象的食物品
5、种及摄取量录入 应该能够方便地录入被检测者 1 d 所食用的详细食物品种及其摄入量。并且实现食物的快速查找。 1.1.2 数据的计算、存储及分析 应该将被检测者摄入的食品量转化为人体所需要的物质、能量的量，并存储在数据表中。并能通过该软件进行简单的统计运算，如求和、求平均值等。所存储的表必须是标准格式，以便与其他专业统计软件实现资源共享。 1.1.3 打印输出 将数据报表打印输出为单独个人报表及整体统计报表。 1.1.4 帮助 对软件的操作提供尽可能详细、准确的帮助信息。 1.2 系统概要设计 该系统由三大模块构成:营养计算器、膳食营养评价和健康体质量秤。其系统功能框图见图 1。 图 1 系统
6、功能框图（略） 1.2.1 营养计算器 是该系统的基本计算统计工 具。它可以通过一定时间内人体的食物摄入量来计算这些食物中含有的营养成分，然后将计算结果储存在数据库中，并可对存储的数据进行统计分析。它能够计算的数据包括热量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维以及各种维生素、微量元素共 28 种。例如要分析一个地区的采样人群的营养状况，我们可以先输入该人群一定时间内摄入的食物种类和数量，系统可根据输入信息自动统计其中各种营养素的含量，对该人群的整体营养状况做出基本评价，并根据需要通过 NSAS 的统计功能进行求和、平均、方差、卡方检验等统计运算。该系统充分发挥了计算机运算速度快、计算精确度高等优
7、点，简化了营养研究人员的工作。 1.2.2 膳食营养评价模块 是用来对不同被调查者的营养状况进行分析评价的模块。在该模块中数据库按照调查的群体类别和膳食种类分类，应用时可按特定的人群、时间和摄入食物的种类、数量调出相应的营养成分及其含量，并进行统计分析。操作人员首先需要选择被测者属于哪种特定群体，如:婴儿、儿童、孕妇及乳母、成年人以及患有各种疾病的人，再输入被调查者的年龄、性别、身高、体质量和体力劳动类型等基本情况，及一定时间内摄入食物的种类和数量，分析系统则根据输入条件计算出相应的营养成分种类及摄入量，并与国家制定的标准摄入量进行对比，从而对被测者的营养状况做出合理的评价。该模块除可用于对医
8、院的病人进行营养评价外，还可用于对健康人进行营养评价，为营养师及专业人士提供客观依据，作为营养咨询指导和治疗的参考依据。 1.2.3 健康体质量秤 是利用计算机的人工智能技术，根据不同人的身体状况提出不同的营养改良方案的模块。它可根据被测对象所输入身高、体质量等生理状况进行分析，针对其生理情况判断营养状况并给出改良方案。该模块还具有营养配餐功能，营养师通过此功能可科学地为病人配餐。根据病人的营养状况系统首先分析出所需要的营养成分，给出相应的食物品种表，然后营养师在表中选择食物，系统将实时计算营养成分的摄入量与所需营养成分的差值，最后营养师可根据差值增减食品的种类或摄入量，为病人制定出合理的食谱
9、。该系统也可用于学校、餐厅、饭店等餐饮业领域。 2 系统的应用及特点 2.1 计算、录入速度改善在营养计算器中，使用的基本计算公式为:某种营养素的摄入量=每 100 g 某种食物中特定营养素含量/100该食物的摄入量（g） 。在原来的软件设计中，计算所摄入的某种食物中特定营养素含量的方法复杂，可操作性差，需要操作者从数据库中人工查找需要的食物及其所含的各种营养素含量，然后再输入公式进行计算。而往往一个人一天所食用的食物少则十几种多则几十种，用原来的方法进行计算工作量很大。这对于大规模的营养调查工作来说就更加不方便。因此，我们引入了按首字母索引的概念，通过这种方法达到软件的“自动搜索” ，操作者
10、只需输入某种食物的每个拼音首子母，运行搜索程序，即可通过字母索引自动指示并选择相应的食物名称，确认后输入摄入量，程序即可根据公式自动运算并显示结果。例如计算食入 150 g 苹果能够摄入的各种营养素含量时，只要输入“苹果”两个字的首字母“PG” ，然后按“开始搜索”按钮，程序即可迅速找到“苹果” ，并显示其各种营养素含量数据，操作者进行确认后，光标跳到“食品摄入量”对话框，输入数字 150 g，然后按“添加” ，这时界面右边的对话框即可显示“苹果150 克” ，通过“添加”可多次重复上述操作，然后点击“数据分析”键即可得出摄入的各种营养素总含量。在操作中如果遇到首字母相同的情况，如“羊肉”和“
11、鸭肉” ，只要连续点击“搜索”键，即可找出多个首字母相同的食物名称，操作者可选择需要的一种食物进行计算。有时可能出现操作者不能准确输入某种食物拼音的情况，我们设计了另外一套备用输入方式，即人工检索，通过菜单滚动显示找到所需食物名称。实际应用显示这种设计方法实现了更加友好的人机对话，操作简单，计算速度快，实用性很强。 2.2 数据处理更加便捷 营养学数据处理是一个非常复杂的过程，一般情况下需要计算的营养素品种多达 30 余项，这些数据经过计算后的统计分析往往需要耗费巨大的精力。对数据进行汇总、录入的过程也是极其枯燥的，而且人工处理可能带来数据的误差。针对上述问题，本软件可以将计算后的数据自动生成
12、数据库保存，数据库可以直接用SPSS、EXECL 等软件打开处理，方便了后期的统计。 2.3 快速、直观的统计功能 数据经过计算处理，最后还要进行统计，作为一套完整的 NSAS，数据统计功能是必不可少的。本软件不仅能快速完成统计计算，还可将统计结果直观地显示出来。如图 2 所示，右侧的白色方框中显示了各指标之间的量化关系，满分以 100% 计，达到 100% 为达到标准，该被测者能量的摄入量为 146.9% ，达到了标准，以蓝色显示，而视黄醇当量仅为 61.3%，未达到标准，以红色显示。 图 2 数据统计分析结果（略） 总之，应用本软件可以分析或检测我们日常生活中的饮食营养状况，随时了解哪些营
13、养素摄入过剩了，哪些不足，便于及时调整食物摄入的种类和量，修正饮食结构，确保膳食合理，营养均衡。同时，它也是营养师的好帮手，用它设计营养配餐，可以省去反复计算和查找数据的麻烦。尤其是用它设计一周的营养膳食食谱更显方便快速。本软件也适用于各大医院营养科、营养研究所进行营养成分计算。本软件操作简单，只要一个人一天或一周所吃的食物输入进去，就能马上计算出其每日营养素的摄入量，并做出相应的营养分析。 参考文献 1 张启元，李素文.现代生物学实验技术M. 北京师范大学出版社， 1995:154. 2 郭新明，曹晓阳，李济琛.活学活用 Delphi 2.0M. 成都:西南交通大学出版社， 1997:315.
