人体エネルギー代謝研究は人類生物学研究の最も重要な議題の一つであり、研究の焦点は人類の異なる生態環境条件に対して生存制限条件とストレスの応答(適応)、エネルギーの獲得と分配(維持性消費と生産性消費のため)、及び人類の福祉健康(人類の生存と繁殖を含む)に対する意義、例えば異なる食品と食事モードのエネルギー代謝研究、異なる生息条件には現代交通、例えば鉄道及び自動車環境条件のエネルギー代謝応答、肥満症及び関連代謝疾患(心臓血管疾患、糖尿病、骨粗鬆症、一部癌など)のエネルギー代謝研究などが含まれる。
上図左は新型FMS携帯ホスト、上図中は代謝測定理論と技術マニュアル、上図右は人体エネルギー代謝方案
FMS携帯型人体エネルギー代謝測定システムは金基準の間接熱測定法(indirect calorimetry)を採用し、ホストシステム、気流発生制御監視システム及び呼吸マスク(或いはヘルメット)から構成され、その主な技術特徴は以下の通りである:
1) CO 2分析器、O 2分析器、水蒸気分析器、温度監視測定、データ収集システム、ガスサンプリングユニット及びBaseLine/Chamberデュアルチャネルガス路切替器などを含むマルチパラメータハイエンド科学研究級ホストシステム
2)超大タッチスクリーンはリアルタイムで計器の各パラメータを表示し、同時に酸素、二酸化炭素、水蒸気圧、大気圧、相対湿度、アナログ入力信号、貯蔵サイズ、サンプリング状況、日付時系列などのデータを表示することができる
3)8チャネルアナログ信号入力、他のアナライザやセンサと互換性があり、4チャネル温度入力
4)パネルはSDカードスロットを備え、最大サポート容量は32 GBで、データ情報を即時に記憶することができ、単独のコンピュータを必要としない
5)高速応答、ガス分析応答時間が1秒未満であるため、呼吸の瞬間変化を即時に反映することができる
6)高度に集積され、携帯に便利で、屋外、車両内及び実験室内の人体エネルギー代謝測定研究に用いることができる、動物エネルギー代謝測定に同時に使用可能(動物呼吸代謝測定室を選択する必要がある)
7)装着式活動データ収集器を備え、三次元活動データ、温度(体表温度)、湿度(体表湿度)などを自動的に収集する
8)体表の放熱温度分布と環境温度との関係などを研究分析するために、赤外線熱イメージングユニットを選択的に配置することができる
9)生物医学、転化医学、臨床診断測定、運動生理学、環境生理学研究などに用いることができる
主な技術指標:
1.センサー:O 2分析計、燃料電池技術、使用寿命約2年、燃料電池交換可能、CO 2分析器、無分散二波長赤外ガス分析器、水蒸気分析器、白金電極容量センサー
2.測定範囲:O2,0 - 100%;大気圧、30-110 kPa、CO2,0 –5%;水蒸気圧、0-100%RH(凝結なし)、温度0-100℃
3.精度:O2:2〜100%示度の0.1%、CO2:0〜5%示度の1%、H 2 O:0〜95%RH示度の1%、95〜100%は2%より優れている、温度0.2℃
4.解像度:O2: 0.001%;CO2: 0.0001%-0.01%;H2O: 0.001%RH
5.信号ドリフト:温度一定の場合O 2:0.02%毎時、CO2: <0.001%毎時、H 2 O:<0.01%RH毎時
6.信号入力:8つの標準電圧バイポーラアナログ入力、4つの温度入力
7.アナログ出力:8つのカスタム
8.デジタル制御出力:8 TTL論理信号
9.デジタル出力:RS-232回転USB、Sablebus高速インタフェース
10.内蔵メモリ:SDメモリカード、32 GBに達することができる
11.保管間隔:0.1 sec~1 hrユーザー定義
12.気流流量:10-1500 mL/min
13.流量制御:マイクロ電子熱フィードバックシステム、気流制御は精密フィードバックリングシステムを通じて実際に気流ポンプと流量計(マイクロコンピュータ制御)を接続し、同時に高精度針弁を提供する、精度:示度の2%
14.流量分解能:0-99.9 mL/minは0.1 mL/min、100 mL/min以上は1 mL/min
15.大気圧測定範囲の標準設定は0~125 kPa、ユーザーは必要に応じて75~125 kPaまたは90~110 kPaの精度を1%、解像度を1 Pa、
16. タッチパネル操作により、計器の各パラメータをリアルタイムに表示することができ、酸素、二酸化炭素、水蒸気圧、大気圧、相対湿度、アナログ入力信号、貯蔵サイズ、サンプリング状況、日付時系列などのデータを同時に表示することができる。Windowsバージョンのソフトウェアを搭載し、オンラインでデータの表示と分析が可能。
17.サーミスタプローブは呼吸室内の温度値と空気温度を測定するために用いられる:測定範囲-5-60℃、分解能0.001℃、絶対精度0.2℃、BNC接続、プローブ直径2.5 mm、
18.動作温度:3-50℃、結露なし
19.電源供給:12-15 VDC、220 V ACアダプタ付き、リチウム電池をオプションで配置して電力を供給することができ、野外での操作を容易にすることができる。
20.サイズ:35 cm×30 cm×15 cm
21.重量:4 kg
22.自由移動測定または静止状態(臥位または座位)での測定のための移動式または静止式測定マスクをオプションで配置することができる
23.装着可能なデータ収集器:温度測定範囲-40°C-125°C、精度0.2°C、湿度測定範囲0-100%、精度±1.8%、三次元加速度センサ(活動監視)測定範囲±15 g、精度±0.15 g、OLEDカラーディスプレイ表示測定データ及び図表、Bluetooth通信
その他の人体エネルギー代謝測定器:人体エネルギー代謝実験室
üモジュール式構造、自由組み合わせ、差分CO 2、O 2及び水蒸気分圧測定システム
ü赤外線熱イメージング監視システム、イメージング測定体表温度動態分布
ü装着可能な3 Dアクティビティ、体表温度、体表湿度データ収集
üお客様が自由活動エネルギー代謝室をカスタマイズ可能