[发明专利]一种青少年骨量峰值促进系统及方法

权利要求书

1.一种青少年骨量峰值促进系统，其特征在于：包括，建档模块、问卷模块、信息采集模块、推理模块和执行反馈模块；

建档模块：对青少年基本信息进行调查，将调查结果传输至推理模块，所述用户基本信息包括：姓名、年龄、性别、种族、身高、体重、父母身高；

问卷模块：调查青少年运动习惯、生活方式信息、青少年发育状况，所述发育状况包括首次遗精时间、初潮时间、变声时间、身高增长率和肩宽，将调查结果传输至推理模块；所述青少年发育状况包括首次遗精时间、初潮时间、变声时间、身高增长率、肩宽；

信息采集模块：采集人体成分，所述人体成分包括人体瘦体重(FFM)和脂肪量(FM)和骨质发育状况，所述骨质健康状况包括骨强度ρ和骨质评价Z值，信息采集传送至推理模块和执行情况评价模块，作为推理模块和执行情况评价模块的依据；

推理模块：获取问卷模块中的青少年发育状况，信息采集模块中的人体瘦体重FFM和骨质评价z值，按照骨质发育推理模型确定当前的骨质发育阶段；基于建档模块、问卷模块和信息采集模块传输的数据，根据骨质发育促进模型，生成青少年具体执行的骨质健康促进执行方案，所述骨质健康促执行方案包括锻炼的总时间、每周锻炼次数、每次锻炼时间、锻炼时的强度范围以及促进骨质发育的膳食和生活方式建议；所述骨质发育阶段为五个阶段，包括儿童期、青春期早期、青春期中期、青春期晚期、成熟期；

执行反馈模块：基于推理模块生成的骨质发育促进执行方案和信息采集模块传输的定期测试数据，对骨质发育状况进行总体评估，当评估获得的骨质评价Z值大于预期增长值则不改变方案，否则分析方案执行情况，并针对性的优化方案。

2.根据权利要求1所述的一种青少年骨量峰值促进系统，其特征在于：所述信息采集模块中，人体成分采用生物电阻抗技术，获取人体瘦体重FFM和脂肪FM。

3.根据权利要求1所述的一种青少年骨量峰值促进系统，其特征在于：所述人体骨质状况，采用超声测量人体跟骨超声骨密度ρ。

4.根据权利要求1所述的一种青少年骨量峰值促进系统，其特征在于：所述推理模块中，骨质发育推理模型，模型遵循以下结构：

输入参数为年龄、人体瘦体重FFM、青少年骨密度ρ和青少年发育状况；

输出参数为骨质发育阶段，所述发育阶段包括儿童期、青春期早期、青春期中期、青春期晚期和成熟期；

计算过程为：首先根据年龄和青少年发育状况近似确定青少年的发育阶段，然后根据判定方法：S₁＝(FFM_t-FFM₀)/T)-а；

S₂＝(ρ_t-ρ₀)/T-в；

如果S₁或S₂大于该阶段的阈值，则确定为该发育阶段，其中FFM₀为初始阶段的人体瘦体重、FFM_t为下次测试的人体瘦体重，ρ₀为初始阶段的骨密度，ρ_t下次测试的骨密度，T为两次测试的时间间隔，以天为单位，а表示瘦体重变化阈值，в为骨密度变化阈值。

5.根据权利要求1所述的一种青少年骨量峰值促进系统，其特征在于：所述推理模块中，输入参数为骨质发育阶段，输出为运动促进方案、膳食建议、生活方式改善建议，推理模块内置专家知识库，知识库存储青少年不同骨质发育阶段的干预方案，推理过程依据骨质的不同发育阶段，基于知识库形成青少年骨质促进的运动促进方案、膳食建议、生活方式改善建议。

6.根据权利要求1所述的一种青少年骨量峰值促进系统，其特征在于：所述执行反馈模块依据如下的过程实现：

(1)依据推理模块给出的骨质发育促进执行方案执行一个周期后，通过信息采集模块获取最新骨质评价Z值，与推理模块给出的青少年骨质发育预测Z值进行对比；

(2)通过对比，如果Z值大于或者等于骨质发育预测Z值，则不改变干预方案，如Z值小于或者等于骨质发育预测Z值，则分析青少年干预方案执行情况，如执行情况不良，则提醒依照干预方案执行，如执行情况良好，则调整干预方案。

7.一种青少年骨量峰值促进方法，其特征是包含以下步骤：

步骤1：青少年建档，建档基本信息包括姓名、年龄、性别、种族、身高、体重、父母身高；

步骤2：青少年发育状况问卷调查，调查青少年运动习惯、生活方式信息、青少年发育状况，包括首次遗精、初潮、变声时间、肩宽；

步骤3：通过信息采集模块中的人体成分测量进行人体成分测定，人体成分测量采用人体生物电阻抗技术测量人体阻抗(Resistance)，测试时候首先测量人体体重(BW)，并根据如下公式测定人体的瘦体重FFM和脂肪FM：

(1)FFM＝7.7435+(0.4542×Height²/Resistance)+(0.119×BW)+(0.0455×Reactance)

(2)FM＝BW-FFM；

其中，Height为青少年身高，从青少年建档信息中获取，Reactance通过人体生物电阻抗技术获取，在实际使用前，需进行重复性和准确性验证；

步骤4：通过信息采集模块中的骨质健康状况模块进行骨质测定，骨质测定采用透射法测量超声在跟骨传播过程的超声速度SOS以及宽带衰减速度BUA，通过公式计算获得骨强度指数SI，SI＝0.67×BUA+0.28×SOS-420和骨质健康状况Z值，受试者的骨骼发育Z>0，表示骨骼发育好于同年龄段平均水平，Z<0表示骨骼发育低于同年龄段平均水平；

步骤5：确定骨骼发育阶段，骨骼发育阶段分为儿童期、青春期早期、青春期中期、青春期晚期和成熟期，依据青少年发育状况、瘦体重变化和骨密度变化确定青少年骨骼发育阶段；

步骤6：推理生成阶段性青少年骨量峰值促进方法，促进方法包括阶梯式的运动干预方案、膳食建议和生活方式建议；运动干预方案，根据骨骼的发育阶段和当前骨质的Z值，给出适合青少年骨骼发育的运动项目，如跳绳、单脚跳跃、少年篮球等项目，强度为中等及以上强度级别，阶梯性体现在，如Z值小于0,则先开展3个月的中等强度运动，Z值大于等于0后，可开展中高强度运动，膳食建议是通过建议青少年补充富含钙质、维生素D的食物为主，生活方式建议则主要建议改善户外活动时间、日照时间、睡眠时长等；

步骤7：执行骨量峰值促进方法，完成锻炼周期，根据推理生成的运动方案，运动执行运动方案内容，执行结束后，重新通过采集模块测试骨质状况等，进行骨质评级；

步骤8：判断骨质发育是否正常，通过信息采集模块中的骨质健康状况模块进行骨质测定，并基于骨质测定的Z值评价骨质发育情况，若骨质Z值大于或者等于0，则评价为骨质发育正常；若Z值小于0，骨质发育不良，如执行一个阶段后，骨骼发育仍然不正常，则继续执行步骤2，直至发育正常；

步骤9：干预方案维持阶段，如使用者骨质发育已恢复正常，良好的生活方式已经形成，则维持当前干预方案。