能量代谢测量技术——人体能量代谢测量（二）
加拿大渥太华大学健康科学学院科研人员利用SSI高分辨率人体能量代谢测量技术，以及使用液体空调服，让6名未适应的男性暴露于寒冷（6℃）中30分钟，每个男性分开热暴露（33℃）15分钟。在整个暴露过程中，核心温度保持稳定，而与基线相比，连续冷热暴露期间皮肤温度平均显著下降12%。在6℃暴露期间，抖动强度和代谢率显著增加。重要的是，在33℃的接触中，尽管皮肤温度通常保持在基线值以下，但颤抖可以迅速而强烈地受到抑制。
人体能量代谢与核心体温、体表温度、颤抖强度的相互关系
典型案例2
Energy cost of ambulation in trans-tibial amputees using a
dynamic-response foot with hydraulic versus rigid ‘ankle’: insights from
body centre of mass dynamics[J]. Askew, Graham N, McFarlane, Laura A,
Minetti, et al, Journal of Neuroengineering & Rehabilitation, 2019,
16(1).
运动动力学中的不对称可能需要更高的代谢成本维持运动。降低运动代谢成本和步态对称性一直是，而且仍然是假肢设计发展的关键标准。可以说，重要的假肢开发是引入动态反应脚（DRF）：有时被称为“能量储存和提供”智能足具。
英国利兹大学生物医学学院、意大利米兰大学医学院病理生理学和移植系、英国布拉德福德大学工程学院生物医学工程系等单位利用SSI能量代谢测量技术监测佩戴假肢参与者的静息氧气消耗和二氧化碳产量，以及不同行走速度、不同姿势角度的代谢参数。实验测试中的呼吸交换比率（RER）均小于1，表示有氧代谢，并用来评估人体移动的能量投入成本，得到人体运动、稳态、站立能量代谢率，以及人体运动的静能值和比率。
研究结果表明，使用含有小型被动液压脚踝装置的DRF将改善代谢能量消耗和运动学，因此应能为单侧胫骨截肢患者的日常运动提供临床上的科学指导，尤其是那些需要以各种速度和不同地形行走的人。
人体足部安装脚踝在不同速率和不同角度移动下的能量代谢投入成本
典型案例3
Effects of stride frequency and foot position at landing on braking
force, hip torque, impact peak force and the bolic cost of running in
humans[J]. Lieberman D E , Warrener A G , Wang J , et al. Journal of
Experimental Biology, 2015, 218(21):3406-3414.
美国哈佛大学人类进化生物学系科研人员利用SSI能量代谢测量技术在一个温度和湿度恒定的密闭房间内测量14个年龄从19岁到48岁的男女个体不同步频的运动能量成本。系统设置100
Hz测量氧气分压，根据实时记录数据曲线得到静息站立代谢率、静氧气消耗量Net V̇O2、移动能量投入（Cost of transport，COT, ml O2 kg-1 m-1）等多个代谢参数。
研究结果表明，跑步者可能受益于大约85步/分钟步幅频率，并且在摆动阶段结束时以相对垂直的胫骨状态着陆。这种频率不仅最小化能量消耗成本，而且影响运动学的方式可能与某些伤害有关。
步幅频率变化对移动能量投入的影响（A）测量步幅频率 （SF） 和 COT（r=0.93， P=0.02） 之间有U形关系；（B）根据测量的 SF（r=0.97， P<0.0001） 对标准化制动脉冲的受试者平均值的回归，以及针对测量 SF的标准化 MHFM（r=0.98， P<0.0001）。（C）所有受试者的预测与观察到的代谢幅频率（OSF）。
典型案例4
Greater energy demand of exercise during pregnancy does not impact
mechanical efficiency，Denize K M, Akbari P, da Silva D F, et al. Applied
Physiology, Nutrition, and Metabolism, 2019.
美国妇产科学院和加拿大的妇产科医生协会发表了孕妇活动指南，建议孕妇进行150分钟中等强度运动以减少妊娠并发症，有利于母体和婴儿的健康。然而怀孕（婴儿作为特殊负重）是如何影响孕妇的能量投入、活动体能和机械效率的却了解很少。该研究通过FMS便携式能量代谢仪来定量化不同运动程序的能量消耗和机械效率。
上图左为对照个体、孕早期、孕中期、孕后期的静息能量消耗比较，上图右对照个体、孕早期、孕中期、孕后期个体在21分钟标准运动任务后的活动能量消耗情况。表明结果有显著性差异。
本研究创新性发现，1）孕期运动时间的能量需求与体重增加成正比；2）在低到中等强度的步行过程中机械效率保持不变。
