作者:朱凡 李东 黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2021/11/11 20:56:38
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瑞金医院建成全球首家数字化能量代谢监测平台

 

体验者在智慧代谢舱。陈钧摄

11月11日,上海交通大学医学院附属瑞金医院转化医学大科学设施宣布成立全球首家数字化能量代谢监测平台,集成10个不同功能的智慧代谢舱,成为单体数量全球第一、最具影响力的代谢研究平台。

据瑞金医院国家代谢性疾病临床医学研究中心主任王卫庆教授介绍, 能量代谢(Energy Metabolism)是细胞及机体能量与物质调控的核心生命过程、生命最基本的特征之一。机体内营养物质被氧化而产生能量的过程称为能量消耗( Energy Expenditure, EE)。能量代谢与健康息息相关,近年来,多项研究已经表明,能量代谢失衡与糖尿病、肥胖、心血管疾病、癌症等一系列重大慢性非传染性疾病(慢病)以及老龄化密切相关,加强对机体能量代谢调控机制的基础研究,是应对慢病挑战的关键所在。

人体能量代谢舱是一个相对封闭的空间,被测者可以在相对舒适的舱内自由活动24小时至几天,不同外部干预刺激引起的人体微弱变化被精准采集、分析,研究人员利用间接热量法测定人体动态代谢率。

除此之外,该平台实现了人体高维度的数据采集和高精度的时序队列分析。其中包括环境数据、外界暴露刺激数据、人体静态检验检查数据、人体动态生理数据、心理数据以及行为数据。 能够实现80余项相关数据的实时采集和精准分析,标志着给予人体能量代谢的临床研究将进入数字化的全新阶段。

据统计,全球现有大约80个研究型代谢舱体供人体代谢研究使用,主要分布在北美洲、欧洲和亚洲。位于上海交通大学医学院附属瑞金医院的智慧代谢研究中心集成了10个不同功能的智慧代谢舱体,成为单体数量全球第一的代谢研究平台。与其他代谢舱单一功能,单向接收受试者的代谢指数相比,该中心的代谢舱还能接收生理参数,生化指标,乃至心理参数,并能通过改变环境因素,施加刺激条件,实现与受试者双向互动。

该中心代谢舱体按照功能可分为标准代谢舱、静息代谢舱以及环境模拟代谢舱,可满足各种科研需求。

人类的健康依赖于机体暴露的环境,但“蝴蝶效应”使环境变化的最终结果存在不确定性,导致我们对环境影响健康的机制知之甚少。王卫庆表示,该中心构建了一个环境暴露组拓扑网络,展示了一种独特的、连续的机体与环境相互关系的模拟监测系统。在精准量化的模拟环境下,通过“色、声、香、味、触、法”多模态精准刺激机体的“眼、耳、鼻、舌、身、意”,由系统软件自动获取生理、心理、生化及能量代谢动态变化数据,实时计算分析,得到数据间的关联性。多项创新技术申请了专利。

据了解,该中心目前已开展多项智慧代谢研究;已完成中国人群代谢测量标准(version 1.0);建立早期疾病预警模型,为探索疾病发病机制奠定基础;通过智慧代谢检测系统,为疾病的精准诊断和个体化治疗提供依据。

 
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