JP6794397B2 - 次世代型高解析ヒューマンカロリーメーター - Google Patents
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Description
上述の目的を達成すべく本発明における第1の手段は、空気の給排気量が制御され差圧の無い常圧型の代謝チャンバー10内に収容した被験者の酸素摂取量と炭酸ガス産生量から被験者の代謝を測定するエネルギー代謝熱量測定装置において、屋外から給気した空気を空調機で温度制御するサブチャンバー20と、該サブチャンバー20内で温度制御された空気を代謝チャンバー10に給気する給気用ファン11と、代謝チャンバー10内の空気を室外へ排出する排気用ファン12と、給気用ファン11及び排気用ファン12の電流値を個別に制御する一対のDC電源調節計13,14と、代謝チャンバー10内の空気の給排気量を計測する給気用と排気用の質量流量計15, 16を備え、DC電源調節計13,14の電流値を調節して各質量流量計15,16が示す給排気量を同量に制御する常圧型に構成し、代謝チャンバー10内の質量分析に24時間の代謝試験に用いるアルゴリズムと、短時間の代謝試験でエネルギー消費量が計算できるアルゴリズムとを用いたことにある。
従来のHuman Calorimeterは同時解析のアルゴリズムは1種類で行っている。そして、24時間の代謝試験のために用いられてきたアルゴリズムは、Henningのアルゴリズムが使用されていた。このHenningのアルゴリズムは短時間の運動の解析には対応しない。近年は短時間の代謝試験で運動を解析する試験研究が求められている。そこで、Henningのアルゴリズムに加えて、短時間のエネルギー消費量が計算できるBrownのアルゴリズムを用いることで短時間の運動から長時間の代謝試験に対応できるようになる(表1参照)。
従来のエネルギー消費量の計算は外気のO2・CO2濃度と代謝試験室の人が入室して消費するO2・と産生するCO2の濃度差から求めている。この場合、交互に一定の時間で外気・内気を測定するとDataが間欠になり連続してのDataの評価ができない。また交互に分析計で外気と内気を測定したときは分析精度が劣る。この為一般的に試験前の一定時間の外気と試験終了時の外気を測定し平均化して試験中の外気濃度をエネルギー計算に用いている。しかし装置の立地条件により外気濃度に変動が生じる。この影響により微量なエネルギー消費量を求める際は外気変動が影響を与えエネルギー消費量が変化する。そこで、1時間毎に外気を測定し1時間毎のエネルギー消費量を求める新たな外気変動型のアルゴリズム計算式により、外気変動に対応するアルゴリズムができ、より正確なエネルギー消費量が求められるようになる(表2参照)。
2 コントローラー
3 計測制御部
4 屋外空調コンデンサー
10 代謝チャンバー
11 給気用ファン
12 排気用ファン
13 DC電源調節計
14 DC電源調節計
15 質量流量計
16 質量流量計
17 ファン
18 加湿器
19 ヒーターユニット
20 サブチャンバー
21 チラーユニット
22 冷却器
23 エアコン
30 全熱交換器
40 自立型空気調和機
50 高精度新型質量分析計
Claims (4)
- 空気の給排気量が制御され差圧の無い常圧型の代謝チャンバー内に収容した被験者の酸素摂取量と炭酸ガス産生量から被験者の代謝を測定するエネルギー代謝熱量測定装置において、
屋外から給気した空気を空調機で温度制御するサブチャンバーと、該サブチャンバー内で温度制御された空気を代謝チャンバーに給気する給気用ファンと、代謝チャンバー内の空気を室外へ排出する排気用ファンと、給気用ファン及び排気用ファンの電流値を個別に制御する一対のDC電源調節計と、代謝チャンバー内の空気の給排気量を計測する給気用と排気用の質量流量計とを備え、
DC電源調節計の電流値を調節して各質量流量計が示す給排気量を同量に制御する常圧型に構成し、代謝チャンバー内の質量分析に24時間の代謝試験に用いるHenningのアルゴリズムと短時間のエネルギー消費量が計算できるBrownのアルゴリズムを用いたことを特徴とする次世代型高解析ヒューマンカロリーメーター。 - 前記サブチャンバー内に給気する外気の温度と、前記サブチャンバー内から排気する室内空気の温度との熱交換を行う全熱交換器を前記サブチャンバーの外側に設置し、該全熱交換器にて外気温を室内空気の温度に近づけてから前記サブチャンバー内に給気するように構成した請求項1記載の次世代型高解析ヒューマンカロリーメーター。
- 前記代謝チャンバー内に、前記代謝チャンバー内の空気を下から吸気して上部から排気する自立型空気調和機を設置し、該自立型空気調和機の給排気にて前記代謝チャンバー内のガス濃度が均一になるように構成した請求項1記載の次世代型高解析ヒューマンカロリーメーター。
- 前記代謝チャンバー内の設定温度・湿度は、日内変動に合わせた住環境再現のプログラム設定をするように構成した請求項1記載の次世代型高解析ヒューマンカロリーメーター。
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