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Soluzione di analizzatore del metabolismo Cubic ODM per una valutazione accurata del dispendio energetico a riposo

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Misurazioni accurate del dispendio energetico a riposo (REE) con la calorimetria indiretta nella pratica clinica e nella sanità pubblica

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Il dispendio energetico a riposo (REE) è la parte più consistente del dispendio energetico umano (60-70%) e un aumento o una diminuzione del REE avrebbe un grande impatto sul dispendio energetico totale[1]. Qualsiasi stato di malattia, sia esso critico o meno, può influenzare direttamente o indirettamente l'REE, incidendo di conseguenza sulle esigenze nutrizionali del paziente[2]. La misurazione del dispendio energetico a riposo (REE) è fondamentale in ambito clinico e sanitario pubblico[3]. Aiuta a ottimizzare l'apporto nutrizionale fornendo dati accurati sul fabbisogno energetico, prevenendo la sovralimentazione o la sottoalimentazione dei pazienti[3].

La calorimetria indiretta, il gold standard per la misurazione e il calcolo del REE

Sebbene le equazioni predittive, come le formule di Harris-Benedict e Mifflin-St Jeor, offrano un approccio conveniente ed economico alla stima dell'REE, la loro accuratezza è limitata dalla dipendenza da fattori demografici come età, peso, altezza e sesso[4]. Le equazioni sono spesso inadeguate quando vengono applicate a popolazioni diverse che differiscono dalle coorti di studio originali, portando a potenziali imprecisioni nella stima del dispendio energetico[4].

Al contrario, la calorimetria indiretta è considerata il gold standard per la misurazione della REE, in quanto cattura direttamente il vero dispendio energetico dell'organismo attraverso l'analisi degli scambi gassosi (VO2 e VCO2)[5]. La misurazione precisa del tasso metabolico rende la calorimetria indiretta indispensabile in ambito clinico e di salute pubblica, dove dati accurati sull'REE sono fondamentali per personalizzare gli interventi nutrizionali e gestire efficacemente le condizioni metaboliche.

Nella calorimetria indiretta, l'individuo respira in un dispositivo che misura il volume di ossigeno consumato (VO2) e il volume di anidride carbonica prodotta (VCO2). L'ossigeno viene utilizzato dall'organismo per i processi metabolici che generano energia, mentre l'anidride carbonica viene prodotta come sottoprodotto di questi processi. Misurando accuratamente lo scambio di questi gas, il dispositivo può calcolare il dispendio energetico a riposo dell'organismo (REE)[6].

L'REE viene quindi determinato con la seguente formula:

REE=Fattore di conversione energetica × VO2 × (1+ RQ)

In questa formula:

- VO2 è il volume di ossigeno consumato al minuto.

- Il fattore di conversione energetica converte il consumo di ossigeno nel corrispondente dispendio calorico[7].

- Il Quoziente Respiratorio (RQ) è il rapporto tra l'anidride carbonica prodotta e l'ossigeno consumato (RQ＝VCO2/VO2), che riflette il tipo di substrato (carboidrati, grassi, proteine) che viene metabolizzato[8].

La misurazione accurata del Quoziente Respiratorio (RQ) è fondamentale per una stima precisa delle REE, poiché l'RQ influenza direttamente il Fattore di Conversione dell'Energia utilizzato nel calcolo. L'RQ indica quali macronutrienti - carboidrati, grassi o proteine - vengono metabolizzati dall'organismo. Ogni macronutriente ha un valore RQ distinto: i carboidrati hanno un RQ di circa 1,0, i grassi di circa 0,7 e le proteine di 0,8-0,85[9].

Questi valori riflettono le diverse quantità di energia prodotta per unità di ossigeno consumato durante il metabolismo di ciascun macronutriente. Il fattore di conversione energetica, che traduce il consumo di ossigeno (VO2) in dispendio calorico, varia a seconda del macronutriente metabolizzato[10]. Ad esempio, quando il corpo metabolizza principalmente i carboidrati (RQ ≈ 1,0), produce più energia per unità di ossigeno rispetto a quando metabolizza i grassi (RQ ≈ 0,7)[11].

Pertanto, le imprecisioni nella misurazione dell'RQ possono portare a errori nel fattore di conversione dell'energia, con conseguenti calcoli errati dell'REE. Tali errori potrebbero rappresentare in modo errato il tasso metabolico di un individuo e portare a raccomandazioni nutrizionali o sanitarie errate[12].

Soluzione dell'analizzatore del metabolismo Cubic ODM

Cubic, leader mondiale nella tecnologia di rilevamento dei gas intelligenti, ha sviluppato la soluzione ODM Metabolism Analyzer per il monitoraggio preciso del dispendio energetico a riposo (REE) attraverso la calorimetria indiretta. La soluzione completa OEM/ODM è stata concepita per soddisfare le crescenti esigenze delle pratiche sanitarie cliniche e pubbliche, e comprende soluzioni di rilevamento/rilevamento dei gas, progettazione hardware/strutturale, sviluppo di software, nonché produzione di dispositivi medici, test e convalida di prototipi e sviluppo di stampi.

Soluzioni per sensori/rilevatori di gas

La competitività di Cubic risiede nelle sue diverse e mature piattaforme tecnologiche di rilevamento dei gas, che costituiscono la base delle sue soluzioni di sensori di gas altamente accurate e affidabili. L'analizzatore di metabolismo Cubic ODM integra sensori sviluppati autonomamente e basati sulle sue piattaforme tecnologiche di rilevamento dei gas, tra cui il sensore O2 con spettroscopia di assorbimento laser a diodi sintonizzabile (TDLAS), il sensore CO2 a infrarossi non dispersivi (NDIR) e il sensore di flusso a ultrasuoni. Le innovazioni interne consentono misurazioni precise, assicurando calcoli accurati del quoziente respiratorio (RQ) e del dispendio energetico a riposo (REE).

Design hardware/strutturale

La soluzione Cubic ODM Metabolic Analyzer è caratterizzata da una struttura resistente, compatta e robusta, progettata specificamente per l'uso a lungo termine con una durata fino a 10 anni, che la rende una scelta conveniente per ospedali, cliniche e istituti di ricerca. Inoltre, lo schermo LCD touch screen facilita l'uso e la manutenzione, migliorando ulteriormente l'efficienza in questi ambienti.

Sviluppo del software

Integrata con un software diagnostico sviluppato in proprio e con algoritmi intelligenti, la soluzione Cubic ODM Metabolism Analyzer consente il campionamento e il calcolo in tempo reale dell'anidride carbonica espirata (VCO2) e dell'ossigeno inspirato (VO2) e supporta anche il calcolo preciso di RQ e REE, fornendo una visione immediata dell'equilibrio metabolico del corpo umano, particolarmente utile in ambito clinico. Inoltre, le funzionalità di calibrazione automatica e di correzione automatica ambientale garantiscono un'accuratezza costante in ambienti diversi, rendendolo una scelta versatile per vari contesti.

Sviluppo dello stampo

Sfruttando l'avanzato impianto di stampaggio a iniezione interno, Cubic raggiunge un'elevata precisione ed efficienza nello sviluppo degli stampi. Questa capacità consente di creare rapidamente stampi personalizzati e di alta qualità su misura per i progetti di prodotti specifici. L'integrazione dello sviluppo degli stampi con la produzione garantisce una transizione senza soluzione di continuità dalla prototipazione alla produzione di massa, migliorando l'efficacia dei costi e la scalabilità. L'esperienza di Cubic nella scienza dei materiali garantisce inoltre la durata degli stampi, supportando la funzionalità e l'affidabilità a lungo termine nella produzione di dispositivi medici.

Test e convalida dei prototipi

Cubic fornisce servizi completi di collaudo e convalida dei prototipi, utilizzando laboratori specializzati interni per le certificazioni CLAS, UL ed EMC. Ogni prototipo viene sottoposto a test rigorosi in laboratori specializzati che simulano le condizioni del mondo reale, garantendo prestazioni ottimali. Questo processo verifica la funzionalità, la resistenza ambientale e la durata a lungo termine, assicurando che i dispositivi medici soddisfino gli standard di affidabilità più elevati.

Produzione di dispositivi medici

La forza di Cubic nella produzione di dispositivi medici deriva dalla sua infrastruttura di produzione avanzata, con linee di produzione SMT all'avanguardia e capacità di sviluppo di chip. L'infrastruttura di produzione avanzata consente di passare in modo efficiente dalla progettazione alla produzione di massa, mantenendo un rigoroso controllo di qualità. La struttura produttiva di Cubic garantisce dispositivi medici affidabili e ad alte prestazioni che soddisfano gli standard globali, ottimizzando i costi e accelerando il time-to-market.

Cubic è profondamente impegnata a fornire servizi OEM/ODM completi, facilitando la produzione su larga scala di soluzioni all'avanguardia che soddisfano costantemente le crescenti esigenze del settore sanitario e medicale. Concentrandosi sulla promozione dell'innovazione tecnica e sul mantenimento dei più elevati standard di qualità e prestazioni, Cubic si dedica alla fornitura di soluzioni personalizzate affidabili, che portano al successo a lungo termine dei clienti.

Per ulteriori informazioni e richieste, fare clic sul link e contattare Cubic per una valutazione accurata del dispendio energetico a riposo.

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

Riferimenti

[1]McClave, S. A., et al. (2014). Uso clinico del quoziente respiratorio nella calorimetria indiretta: Consigli pratici.* Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, 38(1), 110-114. Questo studio analizza il ruolo del REE nel dispendio energetico totale e la sua importanza in ambito clinico. Disponibile all'indirizzo: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3928639/

[2] Müller, M. J., et al. (2011). Implicazioni cliniche della spesa energetica a riposo (REE) e della spesa energetica totale (TEE) nell'obesità e in altre malattie. European Journal of Clinical Nutrition, 65(1), 15-21.

[3] Feurer & Mullen (1986). Nutrition in Clinical Practice, 1(2), 43-49.

[4] Frankenfield, D., et al. (2005). Validazione di equazioni predittive per il tasso metabolico a riposo in adulti sani non obesi e obesi. Journal of the American Dietetic Association, 105(5), 775-789.

[Compher, C., et al. (2006). Metodi di best practice da applicare alla misurazione del tasso metabolico a riposo negli adulti: Una revisione sistematica. Journal of the American Dietetic Association, 106(6), 881-903.

[6] McClave, S. A., Snider, H. L., & Spain, D. A. (2003). Dispendio energetico nei pazienti in condizioni critiche: Implicazioni per la nutrizione clinica. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 6(2), 151-156.

[7] Weijs, P. J., & Kruizenga, H. M. (2012). Calorimetria indiretta: Misurazione accurata del dispendio energetico nella pratica clinica. Nutrizione clinica, 31(3), 240-246.

[8] De Weir, J. B. (1949). Nuovi metodi per il calcolo del tasso metabolico con particolare riferimento al metabolismo delle proteine. Journal of Physiology, 109(1-2), 1-9.

[9] Ferrannini, E. (1988). Le basi teoriche della calorimetria indiretta: Una rassegna. Metabolismo, 37(3), 287-301.

[10] Weir, J. B. (1949). Nuovi metodi per il calcolo del tasso metabolico con particolare riferimento al metabolismo delle proteine. Journal of Physiology, 109(1-2), 1-9.

[11] McClave, S. A., et al. (2003). Spesa energetica nei pazienti critici: Implicazioni per la nutrizione clinica. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 6(2), 151-156.

[12] Weijs, P. J., & Kruizenga, H. M. (2012). Calorimetria indiretta: Misurazione accurata del dispendio energetico nella pratica clinica. Nutrizione clinica, 31(3), 240-246.