人体局部代谢率监测系统设计.pdf

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1、2014年第33卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)73DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)08-0073-03人体局部代谢率监测系统设计陈刚，朱健铭，田树香，陈真诚(1．桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004；2．桂林电子科技大学生命与环境科学学院，广西桂林541004)摘要：在实现将温度、湿度及辐射传感器集成于独立检测探头基础上，设计了一种人体局部代谢率监测系统。系统通过采集人体指端生理参数，根据人体能量代谢守恒法，建立数学模型并计算静息代谢率。经过实验验证：该系

2、统可以实现代谢率的方便测量，测试结果能够反映人体正常的代谢情况。由于系统设计简便、成本低，可被广泛用于人体的能量代谢率检测。关键词：检测探头；代谢率；能量代谢守恒中图分类号：R318．6文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)08-0073-03Desi"lg~lnor“monitoringsystemforlocalhuUmanbodymetabolicrateCHENGang，ZHUJian—ming，TIANShu—xiang，CHENZhen—cheng(1．SchoolofElectronicEngineeringandAutomation，Gni

3、linUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China；2．SchoolofLifeandEnvironmentalSciences，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China)Abstract：Onthebasisofintegrationoftemperature，humidityandradiationsensorinanindependantdetectionprobe，designakindofmonitoringsystemforloc

4、alhumanbodymetabolicrate．Bycollectinghumanfingersphysiologicalparameters，accordingtothelawofconservationofenergymetabolism，setupmathematicalmodelandcalculatetherestingmetabolicrateofhuman．Afterexperimentalverification，thesystemcanrealizeconvenientmeasurementofmetabolicrate，thetestresultsc

5、anreflecthumanbodymetabolism．Duetosimpleandlowcostdesignofsystem，itcanbewidelyusedinmeasuringhumanbody’Senergymetabolicrate．Keywords：detectionprobe；metabolicrate；conservationofenergymetabolic0引言本文在研究文献[12，l3]的基础上，修正了王弟亚等基础代谢率作为一项重要的生理指标，是静息状态下人的局部代谢率计算方法，并通过实验验证了修正后算法人体维持生命所需消耗的最低能量，在人体的热

6、分析中起的正确性。该系统的实现降低了生产成本，同时简化了测着重要的作用。由于基础代谢率对某些疾病的诊断有重要量过程，避免了上述测量方法存在的缺陷，展现了人体代谢的意义，对于代谢率的测量研究也成为人们竞相探索的重率检测研究的一种新思路。要课题。目前常用的测量代谢率的方法有直接测热、1基本原理间接测热、双标水法、心率监测法、公式预测法等。直接测糖、脂肪和蛋白质在人体内氧化释放能量，根据能量代热的原理简单，结果精确，但造价昂贵，技术复杂，应用受到谢守恒法，机体消耗的能量应该等于产生的热量和所做的限制。间接测热法即通过测定气体代谢的方法，间接测定功。由于人的体温是恒定的，在机体不

7、对外做功的情况下，能量消耗，由于测量仪器相当昂贵，操作复杂，难以实现一单位时间的产热量应该等于向外散发的总热量，所以，测定般性应用，最典型的能量代谢测定系统(代谢车)是目前公机体一定时间内散发的总热量，便可以知道机体的能量代认的临床上测定基础代谢率的金标准。由于公式估算基础谢率。其中能量的散失方式主要有对流、辐射、蒸发，所代谢率存在地域差异、人体个体差异等准确度难以保证。以，从热力学第一定律出发建立人体热平衡方程因此，并不适合于估算我国人体基础代谢率“j。S=M±E一(±)±±C，(1)收稿日期：2014-01-08基金项目：