数字化能量代谢监测平台及其标准代谢舱制造技术

本发明专利技术公开了一种标准代谢舱，该代谢舱设有进风口和出风口，分别用于所述代谢舱气流的流入和流出。所述代谢舱还包括第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪，该第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪通过切换开关同时接入所述进风口的通路或者所述出风口的通路，对所述代谢舱的流入气流和所述代谢舱的流出气流进行交替的实时采样、监测和分析。本发明专利技术提供了一种配有环境模拟与控制系统，可以满足人体能量代谢监测研究的标准代谢舱。舱。舱。

【技术实现步骤摘要】
数字化能量代谢监测平台及其标准代谢舱


[0001]本专利技术属于医学研究
，特别涉及一种标准代谢舱，以及标准代谢舱在数字化能量代谢监测平台中的应用。

技术介绍

[0002]同一申请人在申请号为202110535040，名称为“一种人体代谢状态量化管理分析系统及方法”的中国专利申请文件中公开了“一种人体代谢状态量化管理分析系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于对人体医学信息进行自动化采集，得到数据源，其中，所述数据源包括表征层数据和多组学数据；数据整合模块，用于对所述数据采集模块采集到的数据源进行质控、清洗、并进行数据结构化处理，得到包含代谢表型及多组学数据的标准化代谢数据集；数据分析模块，用于对所述标准化代谢数据集进行分析处理，得到标准化后的表征层数据及多组学数据的关联关系，并对所述关联关系以及所述标准化代谢数据集采用算法模型进行训练，构建人体代谢模型”。
[0003]同时，在该文件中还指出该申请文件的技术方案“包括将人体代谢舱、生理监测设备、行为表情识别、基础医学特征等数据源进行自动化采集与整合，并对采集的数据进行质控、清洗、并将数据结构化得到标准化数据，对标准化数据建模分析处理，得到标准化后的表征层数据以及多组学数据的关联关系；对关联关系以及处理后的标准化数据进行算法训练，搭建人体代谢模型，所述的人体代谢模型的内容为描述人体代谢状态的数据包”。
[0004]进一步的，在该文件说明书中提及“能量代谢是细胞及机体能量与物质转换的重要生命过程，其稳态平衡是机体应对内外时空环境变化的重要保障。能量代谢失衡导致的各类代谢性疾病严重威胁人类健康。能量代谢研究需要从分子水平向表观互作、从静态到动态、从单维度到多维度监测等方面的纵深发展。
[0005]代谢舱使用间接测热法即测定氧气消耗及二氧化碳生成量，并结合尿氮排泄量，通过weir公式计算实时的能量消耗并可推算三大宏观营养素消耗占比，是人体能量测定的金标准。而人体数字化能量代谢监测平台以代谢舱为基础，整合多项智能环境控制系统，涵盖氧气、光照、温度、湿度、声音、视频等；集成各类先进人体医疗监测设备，可以实时监测舱内受试者的能量消耗、呼吸商、血糖、血压、心率、呼吸率、心电、脑电、肌电、皮电、体温、核心体温等多项生理参数；结合人工智能技术可实时判别并收集舱内受试者的行为姿势，动作，以及各种微表情等参数”。可见，在该文件中并未提供关于代谢舱的实现方案，影响了关于代谢分析的整体研究目的的达成。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例之一，一种标准代谢舱，该代谢舱是一个独立密闭空间，包括，密闭门、观察窗、采血口、双层传递通道、床、桌椅、娱乐音视频播放器、洗脸池、坐便器、温湿度控制器，受试者身上的可穿戴设备，健身器材。还包括行为摄像头、表情摄像头、拾音器、照明灯组。所述代谢舱设有进风口、进风口管道、出风口、出风口管道，在进风口管道和出风口管
道上均设有水蒸气分析仪、CO2分析仪和O2分析仪。
[0007]本专利技术实施例的有益效果之一是，提供了一种配有环境模拟与控制系统，可以满足人体能量代谢监测研究的标准代谢舱。
附图说明
[0008]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：
[0009]图1根据本专利技术实施例之一的代谢舱组成示意图。
[0010]图2根据本专利技术实施例之一的代谢舱控制系统示意图。
[0011]100——标准代谢舱，101——代谢舱壁，102——代谢舱密闭门，103——观察窗，104——采血口，105——双层通道，106——床，107——桌椅，108——洗脸池，109——坐便器，110——温湿度控制器，111——可穿戴设备，112——自行车健身器，113——摄像头，114——拾音器，115——照明灯，116——温度传感器，117——湿度传感器，
[0012]120——第一过滤器，121——第一缓冲腔，122——第一采样泵，123——第一气体干燥器，124——第一流量控制器，125——第一CO2分析仪，126——第一O2分析仪，
[0013]130——第二过滤器，131——流量计，132——第二采样泵，133——第二气体干燥器，134——第二流量控制器，135——CO2分析仪，136—一第二O2分析仪。
具体实施方式
[0014]能量代谢(Energy Metabolism)是细胞及机体能量与物质调控的核心生命过程，是生命最基本的特征之一，机体内营养物质被氧化而产生能量的过程称为能量消耗。能量代谢与健康息息相关，近年来，多项研究已经表明，能量代谢失衡与糖尿病、肥胖、心血管疾病、癌症等一系列重大慢性非传染性疾病(慢性病)以及老龄化密切相关，加强对机体能量代谢调控机制的基础研究，是应对慢病挑战的关键所在。
[0015]人体能量代谢舱是一个相对封闭的空间，被测者可以在相对舒适的舱内自由活动24小时至几天，根据不同外部干预刺激引起人体呼出CO2和吸人O2含量的微弱变化被精准的采集、分析，利用间接热量法测定人体动态代谢率。代谢舱是目前测定人体能量消耗的金标准之一，但现有代谢舱仅能通过测量密闭舱体内空气中氧气和二氧化碳含量的变化，计算一段时间内人体能量消耗。还无法实现同时实时监测人体能量消耗和人体各系统的生理变化，无法满足对人体能量消耗与人体生理参数的进一步研究需要。
[0016]根据一个或者多个实施例，一种标准代谢舱，该代谢舱具有一个供受试者活动或者休息的空间，与这个空间连接，设有进风口和出风口，分别用于所述代谢舱气流的流入和流出。代谢舱还包括第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪，该第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪通过切换开关同时接入所述进风口的通路或者所述出风口的通路，对所述代谢舱的流入气流和所述代谢舱的流出气流进行交替的实时采样、监测和分析。在这里，切换开关可以是个组件，包括导通阀、管路以及相应的切换控制器，用以保证第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪对于进风口和出风口管路之间的连接切换。
[0017]在所述进风口通路上，按照新风流入的方向，设有第一过滤器、第一缓冲腔，在所述第一缓冲腔处通过所述切换开关依次连接所述第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪。在所述出风口通路上，按照气流流出的方向，设有第二过滤器、流量计，在所述流量计的输出端通过所述切换开关依次连接所述第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪。在所述第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪形成的检测通路上依次包括第三采样泵、第三气体干燥器、第三流量控制器。
[0018]本专利技术实施例的友谊效果之一是，使用一套第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪实现了对于进风口管路和出风口管路的气流检测分析，不仅降低了成本，简化了仪器校准工作量，有利于保证对于以进风口管路气流作为代谢分析计算基准的气体检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标准代谢舱，其特征在于，该代谢舱设有进风口和出风口，分别用于所述代谢舱气流的流入和流出，所述代谢舱还包括第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪，该第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪通过切换开关同时接入所述进风口的通路或者所述出风口的通路，对所述代谢舱的流入气流和所述代谢舱的流出气流进行交替的实时采样、监测和分析。2.根据权利要求1所述的标准代谢舱，其特征在于，在所述进风口通路上，按照新风流入的方向，设有第一过滤器、第一缓冲腔，在所述第一缓冲腔处通过所述切换开关依次连接所述第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪。3.根据权利要求1所述的标准代谢舱，其特征在于，在所述出风口通路上，按照气流流出的方向，设有第二过滤器、流量计，在所述流量计的输出端通过所述切换开关依次连接所述第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪。4.根据权利要求2或3所述的标准代谢舱，其特征在于，在所述第三水蒸气分析仪、第三CO2分析仪和第三O2分析仪形成的检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁光，王卫庆，孙首悦，潘诗佳，孙英凯，包日强，朱雅姝，代永超，胡益祥，
申请(专利权)人：上海市内分泌代谢病研究所，
类型：发明
国别省市：