人体代谢舱的新风混合均匀度性能表征

设计了温湿度受控条件下的示踪气体法来验证人体代谢舱内新风混合均匀度及舱体密闭性能的试验方法,并通过实验验证了该试验方法的可行性,为评估人体代谢舱测量结果准确性提供了一定的数据支撑。

基于运动生物力学方法的人体行走能量消耗评估模型的研究

目的从运动生物力学角度,建立一个基于机械功和机械效率等力学参数的能量消耗模型,实现日常生活状态下行走能量消耗的评估。方法选取32名男性健康受试者参与试验(20名用于建模,12名用于模型验证)。受试者佩戴便携式设备,在能量代谢舱里的跑台上以最自然的步速和步长行走8 min。应用建立的四肢倒钟摆力学模型,计算机械功(mechanical work,MW)和机械效率(mechanical efficiency,ME),并与代谢舱的测量值进行比较。机械效率的计算应用了两个假设。假设I:把机械效率看做是恒量;假设II:把机械效率看做是与行走速度(walking speed,WS)相关的变量。结果由角速度传感器得到的步行过程中的大腿、小腿倾角与运动捕捉系统测量值的相关系数是0.998和0.999,均方根误差分别为3.16°和4.25°;步行的机械功是(0.98±0.16)J/kg·m,机械效率是0.29±0.06和ME=0.203+0.035WS;模型和试验得到的运动能量消耗没有显著差异(P=0.91,P=0.54)。结论本研究建立的模型可以为日常生活状态下步行的能量分析提供一种方法,步行的机械效率与行走速度显著相关。