SSI人體能量代謝測量系統(tǒng)（人體能量代謝實驗室）
人體能量代謝實驗室由氣體發(fā)生與抽樣系統(tǒng)、氣體分析系統(tǒng)（包括雙通道氧氣分析儀、CO2分析儀及水汽分析儀等）、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)等組成，采用黃金標準的間接測熱法，被測者可自由活動（代謝艙式）或佩戴呼吸面罩（或罩蓬），并可選配紅外熱成像、活動強度與體溫記錄儀等，從而全面測量人體在不同狀態(tài)下的能量代謝水平，以研究人類對不同生態(tài)環(huán)境條件包括生存限制條件與脅迫的響應（適應）、能量的獲取與分配（用于維持性消耗和生產(chǎn)性消耗）、及其對人類福祉健康（包括人類生存與繁衍）的意義，如不同食物及其進食模式的能量代謝研究、不同棲住條件包括現(xiàn)代交通如鐵路及汽車環(huán)境條件的能量代謝響應、肥胖癥及相關代謝疾?。ㄈ缧难芗膊 ⑻悄虿?、骨質(zhì)疏松、部分癌癥等等）的能量代謝研究等。
主要技術特點如下：
1) 模塊式結(jié)構(gòu)，自由組合、靈活配置，具備強大的可擴展性，可方便組合用于實驗動物等的能量代謝測量
2) 流通式測量技術，實時觀測分析
3) 模塊式差分CO2、O2及水汽分壓測量系統(tǒng)，可選配一體式三參數(shù)氣體分析儀
4) 可選配呼吸面罩或罩篷
5) 快速響應，氣體分析響應時間低于1秒，從而可以即時反映呼吸的瞬間變化
6) 具備可佩戴式活動數(shù)據(jù)采集器，自動采集三維活動數(shù)據(jù)、溫度（體表溫度）、濕度（體表濕度）等
7) 可選配紅外熱成像單元，用于成像測量體表及環(huán)境溫度分布情況等，以研究分析體表散熱溫度分布與環(huán)境溫度的關系等
8) 可選配高光譜成像系統(tǒng)，用于皮膚表型分析、病理切片高光譜成像等。
9) 可用于生物醫(yī)學、轉(zhuǎn)化醫(yī)學、臨床診斷測量、運動生理學、環(huán)境生理學研究等
主要技術指標：
1. 差分氧氣分析模塊：燃料電池O2分析技術，不受水汽、CO2及其它氣體的影響，測量范圍1－100％，分辨率0.0001%，低噪音高穩(wěn)定性，精確度優(yōu)于0.1%，響應時間小于7秒，24小時漂移低于0.01％，20分鐘噪音低于0.002％pk-pk；溫度、壓力補償,4通道模擬輸出，16bit分辨率；數(shù)碼過濾（噪音）0-50秒可調(diào)，增幅0.2秒，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器分辨率24bits；可同時測量溫度（測量范圍0-60℃，分辨率0.001℃）和氣壓（測量范圍30-110kPa，分辨率0.0001kPa）；具兩行文字數(shù)字LCD顯示屏，具背光，可同時顯示氧氣含量和氣壓；
2. 二氧化碳測量分析：雙波長非色散紅外技術，測量范圍0－5％或0－15％兩級選擇（雙程），內(nèi)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時測量，響應時間小于1秒，分辨率優(yōu)于0.0001%或1ppm（可達0.1ppm），精確度1%，建議氣流5－2000ml/分鐘，噪音小于2ppm，24小時漂移低于0.002%，溫度、氣壓補償，采樣頻率10Hz；具兩行文字數(shù)字LCD顯示屏，具背光，可同時顯示CO2含量和氣壓；4通道模擬輸出，16bit分辨率，具數(shù)碼過濾（噪音）
3. 水汽測量分析：薄膜電容性傳感器（thin-filmcapacitivesensor），測量單位為相對濕度或露點溫度或水汽分壓，測量范圍0-RH，分辨率0.001%RH、0.01攝氏露點溫度，精確度1%，恒溫下漂移低于0.01%每小時
4. 氣體二次抽樣單元：包括一個泵、針閥（控制進出泵體的氣流）和氣流計（0－2000ml/m）；隔膜泵，滾軸馬達，流速2-4L/min；熱橋式氣流計，分辨率1ml/min，精確度2%；模擬輸出12bits
5. 數(shù)據(jù)采集單元，12通道，8個模擬輸入，16bit分辨率；4個溫度輸入，分辨率0.001攝氏度；8個數(shù)字輸出用于系統(tǒng)控制，1個16bit計數(shù)器，2通道電壓輸出，脈沖寬度調(diào)制；
6. 軟件可在線顯示和分析數(shù)據(jù)
7. 熱敏電阻探頭用于測量呼吸室內(nèi)溫度值和空氣溫度：測量范圍-5－60℃，分辨率0.001℃，精確度0.2℃，BNC連接，探頭直徑2.5mm；
8. 氣流發(fā)生控制監(jiān)測單元：流量75－500L/min，分辨率1L/min，精確度2%滿量程；
9. 可佩戴式數(shù)據(jù)采集器：溫度測量范圍-40°C－125°C，精確度0.2°C；濕度測量范圍0－，精確度±1.8%；三維加速度傳感器（活動監(jiān)測）測量范圍±15g，精確度±0.15g，具OLED彩色顯示屏顯示測量數(shù)據(jù)及圖表，藍牙通訊
主要參考文獻：
1) EdwardL.Melansonetc.Anewapproachforflow-throughrespirometrymeasurementsinhumans.AmericanJournalofPhysiology-Regulatory,IntegrativeandComparativePhysiology,2010
2) RachelR.Markwaldetc.Impactofinsufficientsleepontotaldailyenergyexpenditure,foodintake,andweightgain.PNAS,2012
3) KateLydenetc.EstimatingEnergyExpenditureUsingHeatFluxMeasuredatSingleBodySite.MedSciSportsExerc.2014
4) AndrewW.McHilletc.Impactofcircadianmisalignmentonenergymetabolismduringsimulatednightshiftwork.PNAS,2014
附、EcoTron人體能量代謝艙
人體能量代謝艙為艙體式人體能量代謝測量觀測系統(tǒng)，主要由代謝艙或氣候艙、CO2/O2分析儀、氣體循環(huán)抽樣系統(tǒng)等組成，可以測量觀測人體在自然或運動狀態(tài)、不同干預條件下能量消耗生理生態(tài)，是人體能量代謝監(jiān)測的“金標準”，應用于肥胖、糖尿病、內(nèi)分泌代謝、營養(yǎng)學、不同環(huán)境模擬生理學、衰老與代謝、運動生理學、中醫(yī)治療過程觀測等領域。
易科泰生態(tài)技術公司提供人體能量代謝艙全面解決方案，主要技術特點：
1) 多樣化氣體分析監(jiān)測系統(tǒng)，包括CO2、O2、H2O（水汽），可選配流通式CO2/O2分析傳感器或擴散式CO2/O2分析傳感器
2) 可選配不同類型代謝艙，如簡單的帶氣體循環(huán)的氣密艙或環(huán)境模擬控制的氣候艙，氣候艙可對溫濕度、光照及CO2進行調(diào)控，智能LED光源可進行晝夜自動模擬、有云天氣模擬等
3) 可選配集裝箱式氣候艙，方便移動運輸，可以在任何地點、任何環(huán)境條件下進行生態(tài)環(huán)境模擬實驗觀測
4) 可選配紅外熱成像觀測單元，在線觀測分析體表散熱、體溫時空動態(tài)分布狀況、呼吸、生理生態(tài)與心理動態(tài)分析等
5) 可選配可穿戴式體溫與活動數(shù)據(jù)采集器，高時間分辨率監(jiān)測身體不同部位三維活動、多點體溫、及出汗情況等
