人工智能技術(shù)在糖尿病患者食品營(yíng)養(yǎng)管理中的應(yīng)用探析

鄭卓恩 梅智盈

摘 要：糖尿病作為全球慢性疾病之首，至今尚未發(fā)現(xiàn)能完全治愈的治療方式，飲食治療是糖尿病一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)治療措施。而人工智能技術(shù)在算法支持下，能有效識(shí)別食品的熱量，對(duì)糖尿病患者進(jìn)行飲食監(jiān)測(cè)和管理。基于此，本文分析了糖尿病患者食品營(yíng)養(yǎng)管理的影響因素，提出人工智能技術(shù)在不同類型糖尿病患者食品營(yíng)養(yǎng)管理中的應(yīng)用，為糖尿病患者的日常護(hù)理提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：人工智能；糖尿病患者；食品營(yíng)養(yǎng)管理

Abstract： As the first chronic disease in the world， diabetes has not yet found a completely curable treatment. Diet treatment is an important basic treatment for diabetes. With the support of algorithms， artificial intelligence technology can effectively identify food calories and monitor and manage the diet of diabetes patients. Based on this， this paper analyzed the influencing factors of food nutrition management for diabetes patients， proposed the application of artificial intelligence technology in food nutrition management for different types of diabetes patients， and provided technical support for daily care of diabetes patients.

Keywords： artificial intelligence; patients with diabetes; food nutrition management

糖尿病作為全球慢性疾病之首，嚴(yán)重影響著人們的身體健康。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平大大提升，食品種類更加豐富，人們極易出現(xiàn)暴飲暴食、營(yíng)養(yǎng)搭配不均衡現(xiàn)象，身體健康也受到更多的影響。近年來，糖尿病患者數(shù)量持續(xù)增加，患病年齡呈現(xiàn)向低齡化蔓延趨勢(shì)。2022年，國(guó)際糖尿病聯(lián)盟（International Diabetes Federation，IDF）公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年全球成年人糖耐量受損（Impaired Glucose Tolerance，IGT）人數(shù)高達(dá)5.37億（10.5%），預(yù)計(jì)到2030年，人數(shù)將增加至5.78億，到2045年，患病人數(shù)可能達(dá)到7.83億[1]。根據(jù)2021中國(guó)居民健康大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，我國(guó)成人糖尿病患者的人數(shù)約為1.41億人，成為全球糖尿病人數(shù)最多的國(guó)家[2]。因此，對(duì)糖尿病的預(yù)防與控制成為學(xué)術(shù)界的重要研究課題。其中，飲食管理作為控制患者血糖的重要基礎(chǔ)工作，在糖尿病患者的治療中占據(jù)重要地位。近年來，隨著人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用，將人工智能技術(shù)引入糖尿病患者的飲食管理也成為控制糖尿病的重要途徑。

1 人工智能技術(shù)及糖尿病患者的食品營(yíng)養(yǎng)管理概述

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是自然學(xué)科和社會(huì)學(xué)科的交叉研究范疇，也是應(yīng)用型計(jì)算機(jī)科學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展的產(chǎn)物，能通過設(shè)計(jì)算法，模擬人類思考，進(jìn)而科學(xué)地完成相關(guān)任務(wù)[3-4]。隨著各種智能設(shè)備的推出，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域中，對(duì)患者的日常護(hù)理等具有重要意義，能有效提高對(duì)疾病的干預(yù)效果。

糖尿病作為典型的慢性病，治療周期漫長(zhǎng)，治療相對(duì)復(fù)雜。在目前的臨床治療中，尚未發(fā)現(xiàn)能完全治愈糖尿病的治療方法，仍主要依賴于藥物治療、飲食管理、適度運(yùn)動(dòng)和血糖監(jiān)測(cè)等。糖尿病患者的食品營(yíng)養(yǎng)管理作為基礎(chǔ)措施，主要是指在規(guī)范臨床藥物治療的前提下，根據(jù)患者自身健康狀況，結(jié)合不同食品含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，制訂科學(xué)個(gè)性化的飲食方案，在保證患者營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)營(yíng)養(yǎng)搭配的科學(xué)化、結(jié)構(gòu)化、合理化，通過規(guī)范患者的飲食攝入規(guī)范患者的飲食行為[5]。合理有效的食品營(yíng)養(yǎng)管理不僅有利于控制糖尿病患者的病情，防止患者飲食不當(dāng)導(dǎo)致病情進(jìn)一步加重，進(jìn)而引發(fā)各類并發(fā)癥，還能有效改善糖尿病患者的膳食質(zhì)量，保障其所需的營(yíng)養(yǎng)，防止出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不良現(xiàn)象。

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量關(guān)于食品熱量識(shí)別、估算方面的研究成果，可以幫助糖尿病患者進(jìn)行飲食管理。而隨著人工智能算法的創(chuàng)新發(fā)展，人工智能技術(shù)對(duì)食品的分辨精準(zhǔn)度也持續(xù)提高。因此，可將人工智能技術(shù)引入糖尿病患者的食品營(yíng)養(yǎng)管理中，根據(jù)糖尿病患者的飲食偏好、健康狀態(tài)、飲食方式等，合理推薦每日食品，幫助患者形成健康的飲食習(xí)慣[6]。同時(shí)，將患者的每餐食品攝入通過照片傳輸納入人工智能系統(tǒng)中，AI就可以自動(dòng)識(shí)別食品熱量及營(yíng)養(yǎng)成分，輔助監(jiān)測(cè)患者的飲食情況[7]。人工智能技術(shù)在糖尿病患者食品營(yíng)養(yǎng)管理中具有重要意義。

2 糖尿病患者食品營(yíng)養(yǎng)管理的影響因素

2.1 疾病因素

根據(jù)糖尿病特征，臨床診斷通常將糖尿病患者分為4類，詳見表1[8]。不同類別的糖尿病在患病時(shí)間及病理表現(xiàn)上略有不同，不同類別糖尿病的影響因素也存在差異，其中Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病在我國(guó)糖尿病患者中所占比例相對(duì)較高。為提高食品營(yíng)養(yǎng)管理成效，糖尿病患者的食品營(yíng)養(yǎng)管理應(yīng)根據(jù)不同的病理表現(xiàn)制訂具有針對(duì)性的食品營(yíng)養(yǎng)管理方案，滿足不同類型、不同程度糖尿病患者的需求。利用人工智能技術(shù)制訂糖尿病患者的食品營(yíng)養(yǎng)管理方案時(shí)，應(yīng)充分考慮患者機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的需求，以及患者飲食中可能存在的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)，合理規(guī)劃患者飲食方案。

2.2 患者自身及家屬的認(rèn)知

對(duì)于居家生活的糖尿病患者而言，患者作為自身健康的第一責(zé)任人，其個(gè)人對(duì)飲食營(yíng)養(yǎng)管理的認(rèn)知、個(gè)人的飲食習(xí)慣等是影響糖尿病患者飲食營(yíng)養(yǎng)的重要因素，而對(duì)于部分年齡較大的Ⅱ型糖尿病患者而言，其飲食管理常識(shí)可能存在不足，仍保持傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣，易引發(fā)系列并發(fā)癥。此外，家屬作為患者的監(jiān)護(hù)人，其認(rèn)知觀念也是影響患者食品營(yíng)養(yǎng)管理的重要因素。對(duì)于一些自覺性較差，或是認(rèn)知能力不足的患者，家屬能有效幫助患者形成良好的飲食習(xí)慣，進(jìn)而提高糖尿病患者的飲食管理水平。

2.3 醫(yī)護(hù)人員自身素質(zhì)

我國(guó)部分糖尿病患者的護(hù)理依賴于社區(qū)及醫(yī)院護(hù)理，同時(shí)醫(yī)護(hù)人員也是指導(dǎo)患者及家屬合理進(jìn)行飲食管理的重要人員。因此，基層衛(wèi)生醫(yī)療中心的醫(yī)護(hù)人員的個(gè)人素質(zhì)會(huì)影響糖尿病患者的病情維護(hù)，特別是對(duì)于一些存在其他并發(fā)癥的糖尿病患者。但目前醫(yī)護(hù)人員在食品營(yíng)養(yǎng)管理方面的知識(shí)尚顯不足，以糖尿病腎病患者為例，有調(diào)查顯示，我國(guó)基層衛(wèi)生醫(yī)療中心中，醫(yī)生對(duì)糖尿病腎病患者的診斷知識(shí)掌握相對(duì)較好，但普遍缺乏相應(yīng)的管理經(jīng)驗(yàn)，護(hù)士對(duì)患者及家屬的食品營(yíng)養(yǎng)指導(dǎo)多流于形式，而執(zhí)行能力相對(duì)不足，且對(duì)相關(guān)的飲食標(biāo)準(zhǔn)了解不足[9]。

3 人工智能技術(shù)在不同類型糖尿病患者飲食營(yíng)養(yǎng)管理中的應(yīng)用

基于糖尿病患者食品營(yíng)養(yǎng)管理中的影響因素，將人工智能技術(shù)引入糖尿病患者的飲食營(yíng)養(yǎng)管理中，能有效彌補(bǔ)患者及家屬、醫(yī)護(hù)人員等飲食管理知識(shí)不足的問題。人工智能通過運(yùn)用已收集到的數(shù)據(jù)，在合理算法的支持下，搭建電子病歷及智能飲食營(yíng)養(yǎng)管理系統(tǒng)，針對(duì)不同類型的糖尿病患者提供個(gè)性化飲食方案，幫助糖尿病患者形成科學(xué)的飲食習(xí)慣。

3.1 人工智能技術(shù)在糖尿病患者餐前監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

Ⅰ型糖尿病患者的治療中，需要依靠胰島素泵閉環(huán)系統(tǒng)。而多數(shù)閉環(huán)系統(tǒng)需計(jì)算餐前所需的胰島素劑量，且患者所需的胰島素劑量存在一定的波動(dòng)[10]。對(duì)此，可將人工智能技術(shù)引入患者的餐前血糖監(jiān)測(cè)和膳食熱量計(jì)算中。人工智能技術(shù)將對(duì)患者血糖進(jìn)行記錄，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定餐前胰島素劑量。同時(shí)，對(duì)患者所攝入的食品進(jìn)行熱量估計(jì)，從而判斷該食物是否適合患者食用。

3.2 人工智能技術(shù)在糖尿病患者個(gè)性化食譜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

Ⅱ型糖尿病的產(chǎn)生多與年齡、體重、生活習(xí)慣等問題緊密相關(guān)，因此該類型的患者對(duì)飲食營(yíng)養(yǎng)搭配要求更高。有研究表明，大部分Ⅱ型糖尿病患者對(duì)飲食營(yíng)養(yǎng)管理認(rèn)知不足，缺乏專業(yè)食譜[11]。對(duì)此，可將人工智能技術(shù)引入糖尿病患者的食譜推薦中，利用數(shù)據(jù)知識(shí)，結(jié)合患者自身狀況及口味需求等外在因素，讓人工智能設(shè)備推薦科學(xué)合理的個(gè)性化食譜。通過科學(xué)化的食譜，既可滿足患者的口味需求，又能有效改善患者的血糖代謝。

妊娠期糖尿病患者群體相對(duì)特殊，口服用藥安全性不足。但若不對(duì)孕婦血糖進(jìn)行控制，會(huì)給孕婦和胎兒健康帶來極大危險(xiǎn)。人工智能技術(shù)在推薦食譜時(shí)，可將這類特殊群體納入選擇范圍內(nèi)，根據(jù)患者實(shí)際情況制定合理的食譜。

3.3 人工智能技術(shù)在糖尿病患者日常飲食監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

糖尿病患者除了需要檢測(cè)常規(guī)飲食外，對(duì)于日常的加餐管理也不容忽視，特別是夜間飲食，管理不當(dāng)易發(fā)生低血糖事件，進(jìn)而對(duì)患者健康造成更大危害。對(duì)此，可將人工智能技術(shù)納入糖尿病患者的日常飲食監(jiān)測(cè)中，對(duì)糖尿病患者日常血糖值進(jìn)行記錄，并以此建立模型，預(yù)測(cè)患者短期內(nèi)的血糖變化。在患者出現(xiàn)低血糖情況前，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒患者進(jìn)行藥物及食物治療。

4 結(jié)語

隨著人工智能算法的創(chuàng)新發(fā)展，將人工智能技術(shù)引入糖尿病患者的食品營(yíng)養(yǎng)管理中能有效彌補(bǔ)患者需求和科學(xué)信息之間的信息差。針對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)管理中的影響因素，人工智能技術(shù)可運(yùn)用于不同類型糖尿病患者飲食的各個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)管理患者飲食，從而有效提高糖尿病患者的身體素質(zhì)。

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