便携式营养代谢测量系统设计

作     者：张思河 曹乐 许诗文 徐浩洋 ZHANG Sihe;CAO Le;XU Shiwen;XU Haoyang

作者机构：上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 

出 版 物：《中国医学物理学杂志》 (Chinese Journal of Medical Physics)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      面：95-102页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0836[工学-生物工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61703270) 

主　　题：营养代谢监测 间接测热法 卡尔曼滤波 贝塞尔滤波 

摘      要：针对常态化营养代谢监测中的便携式快速测量需求,提出一种基于间接测热法的低功耗多功能测量方法与系统方案。首先,采用卡尔曼和5阶贝塞尔滤波算法相结合,对氧气、二氧化碳、流量、心电实时数据进行预处理,得到气体在单位时间内累积量;其次,设计考虑心电图和呼吸波静息分析的营养代谢快速测量方法,构建能量代谢参数计算模型;然后,设计专用采集与分析电路系统,通过无线网络将数据传输至上位机或云端,实现智能化和网络化设计;最后,采用对心电图和呼吸参数分析实现对被试的静息状态判定,进而完成营养物质代谢监测试验。结果表明该系统能有效对代谢相关生理信号进行高精度检测,同时实现对人体脂肪和糖类代谢消耗的准确测量,为人体新陈代谢能量测量提供一种有效手段。