Cubic ODM Metabolism Analyzer Lösung für die genaue Bewertung des Ruheenergieverbrauchs

Genaue Messungen des Ruheenergieverbrauchs (REE) mittels indirekter Kalorimetrie in der klinischen und öffentlichen Gesundheitspraxis

Der Ruheenergieverbrauch (REE) macht den größten Teil des menschlichen Energieverbrauchs aus (60-70 %), und eine Erhöhung oder Verringerung des REE hat große Auswirkungen auf den Gesamtenergieverbrauch[1]. Jeder Krankheitszustand, ob kritisch oder nicht, kann sich direkt oder indirekt auf den REE auswirken, was wiederum Auswirkungen auf den Ernährungsbedarf eines Patienten hat[2]. Die Messung des Ruheenergieverbrauchs (REE) ist im klinischen und öffentlichen Gesundheitswesen von entscheidender Bedeutung[3]. Sie trägt dazu bei, die Nahrungsaufnahme zu optimieren, indem sie genaue Daten über den Energiebedarf liefert und eine Über- oder Unterernährung der Patienten verhindert[3].

Indirekte Kalorimetrie, der Goldstandard für die Messung und Berechnung des REE

Zwar bieten prädiktive Gleichungen wie die Harris-Benedict- und die Mifflin-St. Jeor-Formel einen bequemen und kostengünstigen Ansatz zur Schätzung des REE, doch ist die Genauigkeit aufgrund der Abhängigkeit von demografischen Faktoren wie Alter, Gewicht, Größe und Geschlecht begrenzt[4]. Die Gleichungen sind oft unzureichend, wenn sie auf verschiedene Bevölkerungsgruppen angewendet werden, die sich von den ursprünglichen Studienkohorten unterscheiden, was zu potenziellen Ungenauigkeiten bei der Schätzung des Energieverbrauchs führt[4].

Im Gegensatz dazu gilt die indirekte Kalorimetrie als Goldstandard für die Messung des REE, da sie den tatsächlichen Energieverbrauch des Körpers durch eine Gasaustauschanalyse (VO2 und VCO2) direkt erfasst[5]. Die präzise Messung der Stoffwechselrate macht die indirekte Kalorimetrie im klinischen Bereich und im öffentlichen Gesundheitswesen unentbehrlich, wo genaue REE-Daten für die Anpassung von Ernährungsmaßnahmen und die wirksame Behandlung von Stoffwechselkrankheiten entscheidend sind.

Bei der indirekten Kalorimetrie atmet die Person in ein Gerät, das das Volumen des verbrauchten Sauerstoffs (VO2) und das Volumen des produzierten Kohlendioxids (VCO2) misst. Sauerstoff wird vom Körper für energieerzeugende Stoffwechselprozesse verwendet, während Kohlendioxid als Nebenprodukt dieser Prozesse entsteht. Durch die genaue Messung des Austauschs dieser Gase kann das Gerät den Ruheenergieverbrauch (REE) des Körpers berechnen[6].

Der REE wird dann anhand der folgenden Formel bestimmt:

REE=Energieumwandlungsfaktor × VO2 × (1+ RQ)

In dieser Formel:

- VO2 ist das Volumen des pro Minute verbrauchten Sauerstoffs.

- Der Energieumrechnungsfaktor rechnet den Sauerstoffverbrauch in den entsprechenden Kalorienverbrauch um[7].

- Der RQ (Respiratorischer Quotient) ist das Verhältnis von produziertem Kohlendioxid zu verbrauchtem Sauerstoff (RQ＝VCO2/VO2) und spiegelt die Art des Substrats (Kohlenhydrate, Fette, Proteine) wider, das verstoffwechselt wird[8].

Die genaue Messung des Respiratorischen Quotienten (RQ) ist für eine präzise REE-Schätzung von entscheidender Bedeutung, da der RQ den in der Berechnung verwendeten Energieumwandlungsfaktor direkt beeinflusst. Der RQ gibt an, welche Makronährstoffe - Kohlenhydrate, Fette oder Proteine - vom Körper verstoffwechselt werden. Jeder Makronährstoff hat einen bestimmten RQ-Wert: Kohlenhydrate haben einen RQ von etwa 1,0, Fette etwa 0,7 und Proteine zwischen 0,8 und 0,85[9].

Diese Werte spiegeln die unterschiedlichen Mengen an Energie wider, die pro verbrauchter Sauerstoffeinheit während des Stoffwechsels der einzelnen Makronährstoffe erzeugt werden. Der Energieumwandlungsfaktor, der den Sauerstoffverbrauch (VO2) in den Kalorienverbrauch umrechnet, variiert je nach Makronährstoff, der verstoffwechselt wird[10]. Wenn der Körper zum Beispiel hauptsächlich Kohlenhydrate verstoffwechselt (RQ ≈ 1,0), produziert er mehr Energie pro Sauerstoffeinheit als wenn er Fette verstoffwechselt (RQ ≈ 0,7)[11].

Daher können Ungenauigkeiten bei der Messung des RQ zu Fehlern beim Energieumrechnungsfaktor führen, was letztlich zu falschen REE-Berechnungen führt. Solche Fehler könnten die Stoffwechselrate einer Person falsch darstellen und zu fehlerhaften Ernährungs- oder Gesundheitsempfehlungen führen[12].

Cubic ODM Metabolism Analyzer Lösung

Cubic, ein weltweit führender Anbieter von intelligenter Gassensorik, hat die ODM Metabolism Analyzer Solution für die präzise Überwachung des Ruheenergieverbrauchs (REE) durch indirekte Kalorimetrie entwickelt. Die umfassende OEM/ODM-Lösung ist auf die steigenden Anforderungen der klinischen und öffentlichen Gesundheitspraxis zugeschnitten und umfasst Gassensor-/Sensorlösungen, Hardware-/Strukturdesign, Softwareentwicklung sowie die Herstellung von Medizinprodukten, Prototypentests und -validierung sowie die Entwicklung von Formen.

Gassensor-/Sensorlösungen

Die Kernkompetenz von Cubic liegt in seinen vielfältigen und ausgereiften Gassensortechnologieplattformen, die die Grundlage für seine hochpräzisen und zuverlässigen Gassensorlösungen bilden. Der Cubic ODM Metabolism Analyzer integriert selbst entwickelte Sensoren, die auf seinen Gassensortechnologie-Plattformen basieren, einschließlich des Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) O2-Sensors, des Non-Dispersive Infrared (NDIR) CO2-Sensors und des Ultraschall-Durchflusssensors. Die hauseigenen Innovationen ermöglichen präzise Messungen, die genaue Berechnungen des Respirationsquotienten (RQ) und des Ruheenergieverbrauchs (REE) gewährleisten.

Hardware/struktureller Aufbau

Die Cubic ODM Metabolic Analyzer Lösung zeichnet sich durch eine langlebige, kompakte und robuste Struktur aus, die speziell für den Langzeiteinsatz mit einer Lebensdauer von bis zu 10 Jahren entwickelt wurde und somit eine kostengünstige Wahl für Krankenhäuser, Kliniken und Forschungseinrichtungen darstellt. Darüber hinaus erleichtert der visualisierte LCD-Touchscreen die benutzerfreundliche Bedienung und bequeme Wartung, was seine Effizienz in diesen Bereichen weiter erhöht.

Software-Entwicklung

Die Cubic ODM Metabolism Analyzer Solution ist mit einer selbst entwickelten Diagnosesoftware und intelligenten Algorithmen ausgestattet und ermöglicht die Messung und Berechnung des ausgeatmeten Kohlendioxids (VCO2) und des eingeatmeten Sauerstoffs (VO2) in Echtzeit. Außerdem unterstützt sie präzise Berechnungen des RQ und des REE, was einen sofortigen Einblick in das metabolische Gleichgewicht des menschlichen Körpers ermöglicht, was besonders in klinischen Einrichtungen von Vorteil ist. Darüber hinaus gewährleisten die automatische Kalibrierung und die automatische Umgebungskorrektur eine gleichbleibende Genauigkeit in verschiedenen Umgebungen, was das Gerät zu einer vielseitigen Wahl für verschiedene Bereiche macht.

Entwicklung von Formen

Durch die Nutzung seiner fortschrittlichen Inhouse-Spritzgussanlage erreicht Cubic eine hohe Präzision und Effizienz bei der Formenentwicklung. Diese Fähigkeit ermöglicht die schnelle Erstellung von kundenspezifischen, hochwertigen Formen, die auf spezifische Produktdesigns zugeschnitten sind. Die Integration der Formenentwicklung mit der Fertigung gewährleistet einen nahtlosen Übergang vom Prototyping zur Massenproduktion und verbessert die Kosteneffizienz und Skalierbarkeit. Cubic's Expertise in der Materialwissenschaft garantiert zudem die Langlebigkeit der Formen und unterstützt die langfristige Funktionalität und Zuverlässigkeit in der Produktion von Medizinprodukten.

Prototypentests und Validierung

Cubic bietet umfassende Dienstleistungen zur Prüfung und Validierung von Prototypen an und nutzt dabei firmeneigene Speziallabore für CLAS-, UL- und EMV-Zertifizierungen. Jeder Prototyp wird in spezialisierten Labors, die die realen Bedingungen simulieren, strengen Tests unterzogen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Bei diesem Verfahren werden Funktionalität, Umweltverträglichkeit und langfristige Haltbarkeit geprüft, um sicherzustellen, dass die medizinischen Geräte den höchsten Zuverlässigkeitsstandards entsprechen.

Herstellung medizinischer Geräte

Die Stärke von Cubic bei der Herstellung von Medizinprodukten liegt in der fortschrittlichen Fertigungsinfrastruktur, die modernste SMT-Produktionslinien und Chip-Entwicklungskapazitäten umfasst. Die fortschrittliche Fertigungsinfrastruktur ermöglicht einen effizienten Übergang vom Design zur Massenproduktion unter Beibehaltung strenger Qualitätskontrollen. Cubic's Fertigungs-Setup gewährleistet hochleistungsfähige, zuverlässige medizinische Geräte, die den globalen Standards entsprechen, während gleichzeitig die Kosten optimiert und die Zeit bis zur Markteinführung verkürzt werden.

Cubic hat sich der Bereitstellung umfassender OEM/ODM-Dienstleistungen verschrieben, die die Produktion von Spitzenlösungen in großem Maßstab ermöglichen und den wachsenden Anforderungen der Gesundheits- und Medizinbranche gerecht werden. Mit dem Fokus auf technische Innovation und der Einhaltung höchster Qualitäts- und Leistungsstandards liefert Cubic zuverlässige kundenspezifische Lösungen, die den langfristigen Erfolg der Kunden fördern.

Für weitere Informationen und Anfragen, klicken Sie auf den Link und kontaktieren Sie Cubic für eine genaue Bewertung des Ruheenergieverbrauchs.

https://en.gassensor.com.cn/TDLASOxygenSensor/info_itemid_2751.html

Referenzen

[1]McClave, S. A., et al. (2014). Klinische Anwendung des Respirationsquotienten in der indirekten Kalorimetrie: Practical advice.* Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, 38(1), 110-114. Diese Studie erörtert die Rolle des REE im Gesamtenergieverbrauch und seine Bedeutung im klinischen Umfeld. Verfügbar unter:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3928639/

[2] Müller, M. J., et al. (2011). Clinical implications of resting energy expenditure (REE) and total energy expenditure (TEE) in obesity and other diseases. European Journal of Clinical Nutrition, 65(1), 15-21.

[3] Feurer & Mullen (1986). Ernährung in der klinischen Praxis, 1(2), 43-49.

[4] Frankenfield, D., et al. (2005). Validierung von Vorhersagegleichungen für den Ruhestoffwechsel bei gesunden nicht adipösen und adipösen Erwachsenen. Journal of the American Dietetic Association, 105(5), 775-789.

[5] Compher, C., et al. (2006). Bewährte Methoden für die Messung des Ruheumsatzes bei Erwachsenen: A systematic review. Journal of the American Dietetic Association, 106(6), 881-903.

[6] McClave, S. A., Snider, H. L., & Spain, D. A. (2003). Energieverbrauch bei kritisch kranken Patienten: Implikationen für die klinische Ernährung. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 6(2), 151-156.

[7] Weijs, P. J., & Kruizenga, H. M. (2012). Indirekte Kalorimetrie: Genaue Messung des Energieverbrauchs in der klinischen Praxis. Clinical Nutrition, 31(3), 240-246.

[8] De Weir, J. B. (1949). New methods for calculating metabolic rate with special reference to protein metabolism. Zeitschrift für Physiologie, 109(1-2), 1-9.

[9] Ferrannini, E. (1988). Die theoretischen Grundlagen der indirekten Kalorimetrie: A review. Metabolism, 37(3), 287-301.

[10] Weir, J. B. (1949). New methods for calculating metabolic rate with special reference to protein metabolism. Zeitschrift für Physiologie, 109(1-2), 1-9.

[11] McClave, S. A., et al. (2003). Energieverbrauch bei kritisch kranken Patienten: Implikationen für die klinische Ernährung. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 6(2), 151-156.

[12] Weijs, P. J., & Kruizenga, H. M. (2012). Indirekte Kalorimetrie: Genaue Messung des Energieverbrauchs in der klinischen Praxis. Clinical Nutrition, 31(3), 240-246.