Site Loader

Содержание

Датчик ест что это

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ) является термистором (резистором со значением, меняющимся по мере изменения температуры) с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, установленным на водяной рубашке двигателя. При низкой температуре датчик имеет высокое сопротивление (100,000 Ом при 40°С), в то время как при высокой температуре сопротивление снижается (70 Ом при 130°С).

ЕСМ подает 5 вольт на датчик ЕСТ через резистор ЕСМ и измеряет изменение напряжения. Температура охлаждающей жидкости оказывает влияние на практически все системы, управляемые ЕСМ.

При сбое в цепи датчика ЕСТ будет присвоен код неисправности Р0117 или Р011В. Следует иметь в виду, что присвоение данных кодов неисправности означает сбой в цепи датчик ЕСТ.

Снятие

1. Стравите давления системы охлаждения.

2. Отключите «-» кабель АКБ.

3. Снимите разъем датчика температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ).

Примечание: будьте осторожны при работе с датчиком охлаждающей жидкости.

Повреждение датчика нарушит работу системы впрыска топлива.

4. Осторожно снимите датчик ЕСТ с головки блока цилиндров под катушкой зажигания.

Установка

1. Покройте резьбы датчика ЕСТ герметиком.

2. Установите датчик ЕСТ в головку цилиндров и затяните датчик моментом 20 Нм.

🔎 ДАТЧИК МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА (ДМРВ).

Датчик массового расхода воздуха предназначен для преобразования расхода воздуха, поступающего в двигатель, в напряжение постоянного тока. Информация датчика позволяет определить режим работы двигателя и рассчитать цикловое наполнение цилиндров воздухом на установившихся режимах работы двигателя, длительность которых превышает 0,1 секунды. Чувствительный элемент датчика построен на принципе терморезистивного анемометра и выполнен в виде платиновой нагреваемой нити. Нить нагревается электрическим током, а с помощью термодатчика и схемы управления датчика ее температура измеряется и поддерживается постоянной. Если через датчик поток воздуха увеличивается, то платиновая нить начинает охлаждаться, схема управления датчика увеличивает ток нагрева нити, пока температура ее не восстанавливается до первоначального уровня, таким образом величина тока нагрева нити пропорциональна расходу воздуха.

Вторичный преобразователь датчика преобразует ток нагрева нити в выходное напряжение постоянного тока.

С течением времени нить загрязняется, что приводит к смещению градуировочной характеристики датчика. Для очистки нити от грязи после выключения двигателя (при выполнении определенных условий) нить прожигается до 900—1000°C импульсом тока в течении 1 секунды. Формирует импульс управления прожигом блок управления.

Для промывки никак нельзя использовать кетоны и эфиры. По трём причинам:

1. Растворяют компаунд.
2. При высыхании очень сильно охлаждают кристалл. Он может «лопнутьтреснуть».
3. Растворяют «маску» на кристалле(это отн. не страшно, но в центре кристалла есть полимерная плёнка в окошке, похоже из полиэтилентерефталата, на которой тоже маска и металл. напыление) Плёнке пофиг, но если маска смоется, плёнка деформируется и оторвётся.

— лазить туда спичкамизубочисками и прочими тампаксами
— промывать всякими разъедателями типа Виннса и Карбоклина.
— Большинство растворителей остаКарбовые очистители «Абро» и «Hi-Gear».
— ВЭЛВовские аэрозоли содержат ацетон (про кетоны я уже сказал) и этиловый эфир, их не использовать.

В общем, что остаётся?
WD-40. Там соляра и тяжёлые жирные кислоты. Моют хорошо, но надолго оставляют плёнку. Её надо смывать. Смывать нужно спиртами (этил / метил / изопропил) в смеси с дистиллированной водой(20% воды), или этил / бутил / пропил — ацетатами(Ч.Д.А.). Они с водой нормально смешиваются (но хозтоварные грязные, и оставляют налёт). Думаю, что лучше кристалл поливать из шприца с тонкой иголкой. А сушить «родным» вентилятором, включив его с компа. Ну, по крайней мере, искусственной смертью он не умрёт, а от естественной никто не застрахован.:о) Хорошие результаты по промывке ДМРВ дает обычная промывка изопропиловым спиртом с предварительно разогретым, с помощью технического фена, до 60-70 градусов ДМРВ и промывочной жидкости.

✒ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ (ДПДЗ)

Датчик положения дроссельной заслонки установлен сбоку на дроссельном блоке на одной оси с приводом дроссельной заслонки. Датчик положения дроссельной заслонки считывает показания с положения педали «газа». Основной враг датчика положения дроссельной заслонки — мойщики двигателей. Срок службы датчика положения дроссельной заслонки совершенно непредсказуем. Нарушения в работе датчика положения дроссельной заслонки проявляются в повышенных оборотах на холостом ходу, в рывках и провалах при малых нагрузках.

Датчик детонации установлен на блоке двигателя между 2-м и 3-им цилиндрами. Существуют два типа датчика детонации – резонансный (бочонок) и широкополосный (таблетка). Датчик детонации разных типов не взаимозаменяемы. Датчик детонации — это надежный элемент, но требует регулярной чистки разъема. Принцип работы датчика детонации как у пьезо зажигалки. Чем сильнее удар, тем больше напряжение. Отслеживает детонационные стуки двигателя. В соответствии с сигналом датчика детонации контроллер устанавливает угол опережения зажигания. Есть детонация — более позднее зажигание. Отказ или обрыв датчика детонации проявляются в «тупости» мотора и повышенному расходу топлива.

Он представляет собой пустотелый шестигранный корпус с резьбовым выступом для вкручивания в ДВС. Внутри корпуса обычным винтиком прикручивается двухслойный пьезоэлемент, который и вырабатывает ЭДС при воздействии на него колебаний звуковой частоты через корпус датчика. Эти колебания с помощью пьезоэлемента преобразуются в аудиосигнал. Таким образом, с помощью ДД блок EFI «слышит», что происходит в двигателе во время его работы. То есть, это своеобразный микрофон, а точнее, пьезокерамический звукосниматель (как на проигрывателях виниловых пластинок).

Корпус по край залит специальным компаундом, по ощущению напоминающий хрупкую крошащуюся искусственную резину. Этот компаунд (на форуме его называют «смолой») не только защищает пьезоэлемент от воздействия окружающей среды, но еще и создаёт специфическую АЧХ (амплитудно-частотную характеристику) сигнала, так как спектр ДД должен лежать в области 1400-6000Гц с центральной частотой в районе 2700Гц (примерная частота детонации).

Если появляются детонационные процессы, то блок EFI автоматически изменяет угол опережения зажигания (УОЗ) до тех пор, пока детонационные процессы не сведутся к минимуму или вообще не ликвидируются. Таким образом, ДД является неотъемлемой частью цепей коррекции формирования и наиболее эффективного сжигания топливной смеси. Выход из строя ДД сопровождается появлением ошибки самодиагностики, детационными процессами в ДВС (при этом характерным так называемым «звоном пальцев»), худшей тягой, повышенным расходом топлива.

✒ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ МАСЛА

Давление масла в системе контролируется специальным датчиком, установленным в масляной магистрали. Электрический сигнал от датчика поступает к контрольной лампе на приборной панели. На автомобилях также может устанавливаться указатель давления масла.

Датчик давления масла может быть включен в систему управления двигателем, которая при опасном снижении давления масла отключает двигатель.

На современных двигателях устанавливается датчик контроля уровня масла и соответствующая ему сигнальная лампа на панели приборов. Наряду с этим, может устанавливаться датчик температуры масла.

✒ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ (ДОЖ)

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен между головкой блока и термостатом. Датчик температуры охлаждающей жидкости имеет два контакта . Основное функциональное назначение датчика температуры охлаждающей жидкости — чем холоднее мотор, тем богаче топливная смесь. Конструктивно датчик температуры охлаждающей жидкости представляет собой термистор (резистор), сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Типовые значения 100 гр. — 177 Ом, 25 гр. — 2796 Ом, 0 гр. — 9420 Ом, — 20 гр. — 28680 Ом. Температура охлаждающей жидкости влияет почти на все характеристики управления двигателем. Датчик температуры охлаждающей жидкости весьма надежен. Основные неисправности — нарушение электрического контакта внутри датчика, нарушение изоляции или обрыв проводов . Отказ датчика температуры охлаждающей жидкости — включение вентилятора на холодном двигателе, трудность запуска горячего мотора, повышенный расход топлива.

Датчик кислорода(лямбда зонд) установлен на приемной трубе глушителя. Серьезный, но весьма надежный электрохимический прибор. Задача датчика кислорода- определение наличия остатков кислорода в отработавших газах. Есть кислород — бедная топливная смесь, нет кислорода — богатая. Показания датчика кислорода используются для корректировки подачи топлива. Категорически запрещается использование этилированного бензина. Выход из строя датчика кислорода приводит к увеличению расхода топлива и вредных выбросов.

✒ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА (ДПКВ)

Датчик положения коленвала предназначен для формирования электрического сигнала при изменении углового положения специального зубчатого диска, установленного на коленвале двигателя. Датчик положения коленвала установлен около шкива коленвала и считывает сигналы по рискам. Это основной датчик, по показаниям которого определяется цилиндр, время подачи топлива и искры. Конструктивно датчик положения коленвала представляет собой кусок магнита с катушкой тонкого провода. Очень вынослив. Датчик положения коленвала работает в паре с зубчатым шкивом коленчатого вала. Отказ датчика — остановка двигателя. В лучшем случае ограничение оборотов двигателя в районе 3500 — 5000 об/ми.

✒ ДАТЧИК ФАЗ (распредвала ДКВ)

Устанавливается только на 16 — ти клапанном двигателе. Информация используется для организации впрыска топлива в конкретный цилиндр. Отказ датчика переводит топливоподачу в попарно-параллельный режим, что приводит к резкому обогащению топливной смеси.
Датчик фаз устанавливается на двигателе в верхней части головки блока цилиндров за шкивом впускного распредвала. На шкиве впускного распредвала расположен задающий диск с прорезью. Прохождение прорези через зону действия датчика фаз соответствует открытию впускного клапана первого цилиндра.

✒ РЕГУЛЯТОР ХОЛОСТОГО ХОДА (РХХ) (распредвала ДКВ)

является устройством, которое необходимо в системе для стабилизации оборотов холостого хода двигателя. РХХ представляет из себя шаговый электро-двигатель с подпружиненной конусной иглой. Во время работы двигателя на холостом ходу, за счет изменения проходного сечения дополнительного канала подачи воздуха в обход закрытой заслонки дросселя, в двигатель поступает, необходимое для его стабильной работы, количество воздуха. Этот воздух учитывается датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ) и, в соответствии с его количеством, контроллер осуществляет подачу топлива в двигатель через топливные форсунки. По датчику положения коленчатого вала (ДПКВ) контроллер отслеживает количество оборотов двигателя и в
соответствии с режимом работы двигателя управляет РХХ, таким образом добавляя или снижая подачу воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки.

На прогретом до рабочей температуры двигателе контроллер поддерживает обороты холостого хода. Если же двигатель не прогрет, контроллер за счет РХХ увеличивает обороты и, таким образом, обеспечивает прогрев двигателя на повышенных оборотах коленвала. Данный режим работы двигателя позволяет начинать движение автомобиля сразу и не прогревая двигатель.
Регулятор холостого хода установлен на корпусе дроссельной заслонки и крепится к нему двумя винтами. К сожалению, на некоторых автомобилях головки этих крепежных винтов могут быть рассверлены или винты посажены на лак, что может значительно усложнить демонтаж РХХ для его замены или прочистки воздушного канала. В таких случаях редко удается обойтись без демонтажа всего корпуса дроссельной заслонки. РХХ является исполнительным устройством и его самодиагностика в системе не предусмотрена. Поэтому при неисправностях регулятора холостого хода лампа «CHECK ENGINE» не загорается. Симптомы неисправностей РХХ во многом схожи с неисправностями ДПДЗ (датчика положения дроссельной заслонки), но во втором случае чаще всего на неисправность ДПДЗ явно указывает лампа «CHECK ENGINE». К неисправностям регулятора холостого хода можно отнести следующие симптомы:

— неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу,
— самопроизвольное повышение или снижение оборотов двигателя,
— остановка работы двигателя при выключении передачи,
— отсутствие повышенных оборотов при запуске холодного двигателя,
— снижение оборотов холостого хода двигателя при включении нагрузки (фары, печка и т.д.).

Для демонтажа регулятора холостого хода необходимо при выключенном зажигании отключить его четырехконтактный разъем и отвернуть два крепежных винта. Монтаж РХХ производят в обратной последовательности. Кроме того, уплотнительное кольцо на фланце следует смазать моторным маслом.

Если Вы нанимаете только людей, которых вы понимаете, компания никогда не получит людей лучше, чем Вы. Всегда помните, что Вы часто можете найти выдающихся людей среди тех, кто Вам не особенно нравится.
— Соичиро Хонда

11 Входы термисторов

11.1 Общий обзор

Система впрыска топлива Honda PGM-FI использует несколько различных типов входов для определения ширины импульса инжектора PW, управления зажиганием и целым рядом других выходов. В этой главе рассматриваются два входа термисторов:
— датчик температуры всасываемого воздуха (IAT)
— датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ).

И датчик IAT и ECT используют термистор для контроля изменения температуры. Термистор представляет собой специальный резистор, который изменяет свое значение сопротивления при изменении температуры. В этом вы можете легко убедиться, посмотрев график отношения сопротивления/температура (таблица 1 в конце главы) на этих датчиках. Большинство сервис-мануалов Honda включают в себя этот график.

Оба этих датчика используют тот же самый термистор. Они имеют одинаковое температурное сопротивление, что означает, что они могут быть протестированы одним и тем же способом.

11.2 Как это работает?

Эти датчики имеют два провода, которые идут в блок управления двигателем (ECM). Блок ECM подает напряжение на датчики и измеряет падение напряжения на нем для определения его входного сигнала.

Сопротивление термистора «стартует» с высокого значения (10K+ Ом) в холодном состоянии и падает до низкого (около 300 Ом) при достижении рабочей температуре. Так, когда машина холодная (сопротивление термистора высоко) все 5 вольт проходят через термистор. Когда температура достигла рабочего значения (сопротивление термистора низкое) большая часть напряжения отбрасывается. Эта зависимость температуры / напряжения показана в таблице 2 в конце модуля.

11.3 Примерное расположение

Датчик ЕСТ обычно вкручен в верхней части корпуса термостата или в задней части головки блока цилиндров (как правило, под распределителем зажигания). Датчик температуры воздуха на впуске расположен где-то во впускном тракте. Некоторые модели Acura использовали датчик массового расхода воздуха (MAF) для контроля воздушного потока. В этих моделях датчик IAT интегрирован в датчик массового расхода воздуха. Чаще всего датчик IAT располагается либо непосредственно на впускном коллекторе либо во впускной гофре, идущей от воздушного фильтра. Некоторые варианты расположения
этих датчиков показаны на рисунках 11-1,11-2 и 11-3.

11.4 Как вы можете проверить их?

11.4.1 Тест на сопротивление

В заводских мануалах Honda процедура проверки датчика ЕСТ / IAT описывается только тестом на сопротивление. Сопротивление датчика изменяется пропорционально его температуре. В таблице 1 (в конце главы) приведены значения сопротивления при различных температурах. Недостаток этой процедуры заключается в том, что датчик не может быть проверен на «жизнеспособность». Вы должны отключить датчик, чтобы проверить его сопротивление, в результате чего установится код DTC, если двигатель работает. Кроме того, довольно трудно коснуться тестером 2-х клемм датчика, не замыкая их между собой.

Если вы тестируете этот датчик, в то время пока он установлен на двигателе, тест на напряжение намного проще и более эффективен.

11.4.2 Тест по напряжению

Теперь, когда мы знаем об этом явлении падения напряжения, мы можем проверить термисторы контролируя их напряжение, что гораздо проще и эффективнее, чем измерение их сопротивления. Вы можете проверить напряжение термистора «онлайн» на машине с работающим двигателем. При проверке этих датчиков так, как рекомендует сервис-мануал, вы должны остановить двигатель, отсоединить фишку от датчика и измерять сопротивление. Правда неудобно? Теперь мы можем просто контролировать напряжение на датчике с помощью стандартного DVOM (тестера) и делать это непрерывно, даже, в случае необходимости, при движении.

Просто подключите черный терминал (провод) DVOM к «массе» транспортного средства, а красный терминал (провод) DVOM подсоедините к сигнальному проводу на датчике. Не беспокойтесь к какому проводу подключаться. Если вы перепутаете сигнальный провод, то тестер просто покажет вам 0. Следовательно, нужный вам провод – второй.

Когда проверяется холодный двигатель, напряжение на сигнальном проводе датчика должно быть достаточно высоким (2,5-4,5 вольт) в зависимости от температуры окружающей среды (см. таблицу 2 — в конце главы). Во-вторых, пока двигатель холодный, вам надо убедиться что величины на обоих датчиках (ECT и IAT) одинаковые. Помните, два термистора имеют одинаковую кривую зависимости температура / сопротивление, поэтому пока двигатель холодный, на сигнальных проводах должен быть один и тот же сигнал.

По мере прогрева двигателя напряжение будет устойчиво падать, до достижения рабочей температуры. Напряжение на датчике ECT при достижении рабочей температуры упадет до 0.5-0,6 вольт. Это напряжение настолько чувствительно, что вы можете наблюдать колебания в несколько десятых вольта при включении вентиляторов системы охлаждения двигателя. Фактическое Значение стартового напряжение на датчике не так важно, как устойчивое снижение его от начального напряжения, до величины равной приблизительно 0,5-0,6 вольт при достижении нормальной рабочей температуры.

Для того, чтобы тщательно проверить эти датчики, вы можете настроить цифровой осциллограф (DSO) для контроля напряжения во время прогрева. Большинство таких приборов может отображать на экране 10-минутный интервал за одно измерение. Любое отклонение от плавного устойчивого падения напряжение указывает на неисправный ECT. Этот тип отказа характерен для датчика ECT, но не для датчика температуры воздуха на впуске IAT.

11.4.3 Тест заменой сопротивления

Если вы подозреваете, что датчик температуры охлаждающей жидкости ECT неисправен, вы можете временно заменить его на резистор с сопротивлением 330 Ом (Radio Shack # 271-113). Вот лучший подход:

• Запустите двигатель и подождите, пока он достигнет рабочей температуры
• Остановите двигатель
• Отключите датчик температуры охлаждающей жидкости ECT и замените на резистор с сопротивлением 330 Ом. Это создаст условие, при котором в ECM будет поступать сигнал о полностью прогретом двигателе.
• Если проблема исчезла, у вас неисправный ECT.

11.5 Сервисные советы

11.5.1 Проблемы с холодным запуском

На любой Honda, если клиент жалуется на затрудненный запуск двигателя (особенно холодный запуск), то первым делом проверьте входное напряжение датчика температуры охлаждающей жидкости ECT по его параметрам (таблица 2 — в конце этой главы). Вы можете сделать это, даже не заводя автомобиль. Тем самым вы сможете исключить одну из самых распространенных причин проблем с холодным запуском, при этом не теряя много времени.

11.5.2 Автомобиль плохо заводиться на горячую?

Датчик ЕСТ может вызывать все виды проблем с запуском двигателя, но в основном он является причиной затрудненного запуска на горячую. Типичная неисправность этого датчика заключается в том, что его показания являются нормальными при запуске на холодную, затем напряжения плавно падает, но по мере приближения температуры двигателя к рабочей, показания снова «уплывают» вверх к «холодному» состоянию. Вы можете легко это увидеть, наблюдая за напряжением датчика с помощью DSO.

Если ECT неисправен и сообщает ECM о холодном состоянии двигателя, то ECM думает, что машина снова остыла, когда она на самом деле находится при нормальной рабочей температуре. Это все не создаст больших проблем, когда автомобиль работает в режиме Closed Loop. Большинство Honda игнорирует входные показания датчика ECT после перехода в режим CL.

Проблема проявится в том, когда вы остановите двигатель и попытаетесь завестись снова. Когда ECM одновременно «увидит» стартовый сигнал и «холодный» сигнал от датчика ECT, он увеличит PW форсунки от нормальной величины в 2-3мс до 60-70мс (см. рис. выше). Прогретый двигатель обычно «заливает» таким количеством топлива, что затрудняет «горячий» перезапуск.

Вполне вероятно, что эта проблема с датчиком ECT вызовет меньше проблем на машинах, оборудованных OBD-II . Правила OBD-II требуют, чтобы входные датчики проверялись на рациональность информации в дополнение к простому тесту высокого / низкого значения. Данная ситуация является не рациональной, т.к. полностью прогретый двигатель не может остыть в течение миллисекунд, как это мы видели на графике. Поэтому, в OBD-II, скорее всего, установится ошибка DTC, чтобы предупредить вас о иррациональном поведении данного датчика.

Если вы находитесь в крайнем положении и нужно, чтобы двигатель запустился на «горячую», и вы подозреваете, что неисправен датчик ECT, просто отключите его. При отключении датчика температуры охлаждающей жидкости ЕСМ войдет в «аварийный» режим, проигнорирует входной сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости и начнет использовать внутренние данные. Обычно двигатель запустится таким образом без проблем. Конечно, будет установлен код неисправности (DTC), но вы сможете сбросить его позже.

DTC для датчика ECT — № 6. DTC для датчика IAT — № 10. Обратите внимание, что эти два датчика редко устанавливают код неисправности, даже если они достаточно далеки от нормального диапазона. Если у вас в руках Honda, у которой проблемы с «холодным» или «горячим» стартом, проверьте датчик температуры охлаждающей жидкости, даже если код неисправности не высвечивался!

Проверка исправности состояния и замена датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ)

Проверка исправности состояния и замена датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ)

Проверка исправности состояния и замена датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ)

ПРОВЕРКА

1. Датчик ЕСТ представляет собой термистор (резистор, сопротивление которого меняется с изменением температуры). Изменение сопротивления датчика оказывает непосредственное влияние на амплитуду сигнала, выдаваемого им на РСМ. При этом, с УМЕНЬШЕНИЕМ температуры сопротивление датчика ВОЗРАСТАЕТ, и наоборот. Отказ датчика ЕСТ приводит к записи в блок памяти системы самодиагностики кода Р0116, Р0117 или Р0118.
2. Проверка исправности функционирования датчика ЕСТ производится путем измерения его сопротивления. Отыщите датчик и отсоедините от него электропроводку.

3. Подключите омметр к двум клеммам сборки датчика. При температуре около 20°С прибор должен регистрировать показание в районе 2500 ? 3500 Ом. Теперь запустите двигатель и прогрейте его до нормальной рабочей температуры (альтернативно датчик может быть снят и прогрет до требуемой температуры в горячей ванне). Сопротивление датчика должно упасть, и при температуре около 83°С составить 250 ? 350 Ом. При отрицательных результатах описанной проверки датчик ЕСТ следует заменить.

Если при отсоединенном датчике двигатель работал, не забудьте очистить память системы самодиагностики (см. Раздел Система бортовой диагностики (OBD) — принцип функционирования и коды неисправностей).

ЗАМЕНА

Прежде чем приступать к выполнению процедуры, дождитесь полного остывания двигателя.

1. Отсоедините отрицательный провод от батареи.

Если установленная на автомобиле стереосистема оборудована охранным кодом, прежде чем отсоединять батарею удостоверьтесь в том, что располагаете правильной комбинацией для ввода аудиосистемы в действие!

2. Перед установкой нового датчика его резьбовую часть следует обмотать тефлоновой уплотнительной лентой (лентой ФУМ).
3. Отожмите стопорный язычок, отсоедините электропроводку, затем аккуратно выверните датчик. С целью минимизации потерь охлаждающей жидкости постарайтесь как можно скорее ввернуть сменный датчик.

Обращайтесь с датчиком ЕСТ как можно бережнее, так как его повреждение способно оказать заметное влияние на функционирование системы питания в целом.

4. Установка производится в обратном порядке. В заключение проверьте уровень охлаждающей жидкости, в случае необходимости произведите соответствующую корректировку (см. Главу Настройки и текущее обслуживание).

Информация по обслуживанию

Информация по обслуживанию

DTC P0116-P0119 — LNP или LNQ

Указания по диагностике

Идентификаторы кодов неисправности

DTC P0116: Функционирование датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя

DTC P0117: Низкое напряжение в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)

DTC P0118: Высокое напряжение в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)

DTC P0119: Перемежающийся отказ в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости (ECT)

Диагностическая информация о неисправности

Цепь

Замыкание на массу

Обрыв/высокое сопротивление

Замыкание на напряжение питания

Характеристики сигнала

Сигнал

P0117 00

P0116 00, P0118 00, P0119 00

P0118 00, P0119 00*

P0116 00*

Сигнал низкого показателя

P0118 00

P0116 00, P0119 00*

* При замыкании на напряжение B+ возможно внутреннее повреждение модуля ECM или датчика.

Типичные данные диагностического сканера

Датчик ЕСТ

Цепь

Замыкание на массу

Обрыв

Замыкание на напряжение питания

Рабочие условия: Двигатель работает в режиме замкнутого контура.

Номинальный диапазон параметра: от -39 до +139°C (от -38 до +282°F) Меняется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Сигнал

139°C (282°F)

-40°C (-40°F)

-40°C (-40°F)

Сигнал низкого показателя

-40°C (-40°F)

-40°C (-40°F)

Описание цепи/системы

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT) представляет собой переменный резистор, который измеряет температуру охлаждающей жидкости двигателя. Модуль управления двигателем (ECM) подает напряжение питания 5 В в сигнальную цепь ECT и соединяет массу со схемой низкого опорного напряжения.

Ниже в таблице поясняются различия по температуре, сопротивлению и напряжению:

ECT

Сопротивление ECT

Сигнальное напряжение ECT

Холодный

Высокий

Высокий

Теплый

Низкий

Низкий

Условия диагностики кода неисправности

    • Зажигание включено.
    • Частота вращения двигателя больше 1000 об/мин.
    • Эти коды неисправности показываются непрерывно, когда вышеуказанные условия выполнены.

Условия установки кода неисправности

P0116 00

ЕСМ обнаруживает, что напряжение сигнала температуры охлаждающей жидкости двигателя является сомнительным.

P0117 00

Модуль ECM обнаруживает, что напряжение ECT ниже порогового значения.

P0118 00

Модуль ECM обнаруживает, что напряжение ECT выше порогового значения.

P0119 00

Модуль ECM обнаруживает изменение температуры ECT на ±5°C (±9°F) больше предполагаемого значения за калиброванный период времени.

Действия, выполняемые при установке кода неисправности

Коды DTC P0116 00, P0117 00, P0118 00 и P0119 00 имеют тип В.

Условия удаления кода неисправности

Коды DTC P0116 00, P0117 00, P0118 00 и P0119 00 имеют тип В.

Рекомендации по диагностике

    • Проверить датчик ECT при разных уровнях температуры, чтобы оценить вероятность перекоса датчика. Перекос датчика может привести к формированию кода DTC или к перебоям в работе двигателя. См. Зависимость температуры от сопротивления : Датчик температуры выхлопных газов  → Датчики ECT и IAT .
    • Если двигатель не работал в течение ночи, то температуры, даваемые датчиком температуры воздуха на впуске (IAT) и датчиком температуры охлаждающей жидкости двигателя не должны отличаться более чем на 3°C (5°F).
    • После запуска холодного двигателя температура датчика ECT должна увеличиваться постоянно, затем после открывания термостата она должна стабилизироваться.
    • Высокое сопротивление в цепях датчиков ECT или IAT может приводить к установке кода DTC.

Справочная информация

Указатель схем

Органы управления двигателем Схема

Указатель видов разъемов

Разъемы компонентов Виды на торцы

Справочная информация по электрооборудованию
Указатель типов кодов неисправности

Коды неисправности (DTC) силовой передачи — Определения типов

Диагностический прибор, Ссылка

См. информацию о диагностическом приборе в Модуль управления Справочные сведения

Проверка цепи/системы

  1. Дать двигателю поработать в течение 60 секунд. Наблюдать за информацией о коде DTC с помощью диагностического прибора. Коды DTC P0116 00, P0117 00, P0118 00 и P0119 00 устанавливаться не должны.
  2. Привести в движение автомобиль в соответствии с условиями имеющегося DTC для проверки того, что DTC не сбрасывается. Автомобиль можно также привести в движение в соответствии с условиями данных фиксации кадра/регистрации неисправностей.

Тестирование цепи/системы

  1. Зажигание выключено, отсоединить разъем жгута проводов на B34 Датчике температуры охлаждающей жидкости двигателя.
  2. При выключенном зажигании проверить, является ли сопротивление между контактом 2 цепи низкого опорного напряжения и массой меньше 5 Ом.
  3. Если параметр больше указанного диапазона, проверить отсутствие обрыва/высокого сопротивления в схеме низкого опорного напряжения. Если цепь при тестировании окажется нормальной, замените Модуль управления двигателя K20 .
  4. При включенном зажигании убедиться по диагностическому прибору, что значение параметра «Датчик ECT» равно -40°C (-40°F).
  5. Если параметр выше указанного диапазона, проверить отсутствие короткого замыкания клеммы A сигнальной цепи на массу. Если цепь при тестировании окажется нормальной, замените Модуль управления двигателя K20 .

    Осторожно: Если в проводной перемычке перегорел предохранитель, сигнальная цепь закорочена на напряжение, и датчик может быть поврежден.

  6. Зажигание включено; установить проводную перемычку с предохранителем 3 A между клеммой 1 сигнальной цепи и массой. Проверить по диагностическому прибору, что параметр датчика ECT больше 136°C (277°F).
  7. Если параметр меньше указанного диапазона, проверить отсутствие короткого замыкания сигнальной цепи на напряжение или отсутствие обрыва/высокого сопротивления. Если цепь при тестировании окажется нормальной, замените Модуль управления двигателя K20 .
  8. Если тестирование показало, что все цепи работают нормально, проверить или заменить B34 Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя.

Проверка компонентов

    Статическое испытание
    1. Зажигание выключено, отсоединить разъем жгута проводов на B34 Датчике температуры охлаждающей жидкости двигателя.
    2. Измерить и записать сопротивление между клеммой «А» сигнальной цепи и клеммой «В» схемы низкого опорного напряжения при различных температурах наружного воздуха. Сравните результаты замера с представленными в Зависимость температуры от сопротивления : Датчик температуры выхлопных газов  → Датчики ECT и IAT — таблица, и убедиться в том, что сопротивление в пределах 5% от указанных величин.
    3. Если значение параметра превышает указанный диапазон, замените B34 Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя.

    Указания по ремонту

    После диагностики выполнить Диагностическое подтверждение выполненных ремонтных работ .

    © Все права принадлежат Chevrolet. All rights reserved
    © Все права принадлежат Chevrolet. All rights reserved

    Датчики CMP, ECT, температуры и прочие 4.0L | Силовой агрегат

    Датчики CMP, ECT, температуры и прочие 4.0L Land Rover Discovery 3

    Датчик CMP (положения распределительного вала)

    Датчик CMP (положения распределительного вала) представляет собой магнитоэлектрический датчик, расположенный спереди двигателя в клапанной крышке над цилиндром № 4.
    Датчик CMP (положения распределительного вала) генерирует один импульс на каждые два оборота коленчатого вала двигателя. Импульсы датчика формируются с помощью магнитного элемента на левом распределительном вале.

    Датчик ECT (температуры охлаждающей жидкости)

    Датчик ECT (температуры охлаждающей жидкости) представляет собой датчик с NTC (отрицательным температурным коэффициентом) . По мере увеличения температуры охлаждающей жидкости сопротивление датчика падает.
    Датчик расположен в передней части двигателя, сзади и ниже корпуса дроссельной заслонки.
    Когда датчик выходит из строя, ECM (блок управления двигателем) использует в качестве резервного сигнала температуры охлаждающей жидкости сигнал датчика температуры масла.

    Датчик температуры моторного масла

    Температуру моторного масла контролирует датчик, установленный в масляном поддоне. Датчик работает в диапазоне от -40 до 150 град. Цельсия.

    Датчик MAF (массовый расход воздуха) / IAT (температура воздуха на впуске)

    Датчик MAF (массовый расход воздуха) / IAT (температура воздуха на впуске) расположен в воздуховоде между воздушным фильтром и корпусом дроссельной заслонки.
    Массовый расход воздуха определяется по интенсивности охлаждения поступающим воздухом подогреваемого плёночного чувствительного элемента, расположенного в датчике. Чем выше расход воздуха, тем интенсивнее охлаждается чувствительный элемент и тем ниже его электрическое сопротивление. Сигнал датчика обрабатывается ECM (блок управления двигателем) , в результате чего вычисляется массовый расход воздуха внутри двигателя.
    Измеренное значение массового расхода воздуха дает возможность определять количество топлива, впрыскиваемого для поддержания стехиометрического состава рабочей смеси, который необходим для правильной работы двигателя и каталитических нейтрализаторов. На случай отказа датчика предусмотрено использование резервного программного обеспечения.
    Датчик IAT (температура воздуха на впуске) встроен в датчик массового расхода воздуха. Он представляет собой терморезистор (термистор), то есть сопротивление датчика изменяется в зависимости от температуры. Термистор является элементом NTC (отрицательным температурным коэффициентом) , то есть его сопротивление уменьшается при увеличении температуры. Датчик является частью цепи делителя напряжения с дополнительным сопротивлением, расположенным в ECM (блок управления двигателем) . Падение напряжения в этой цепи, измеряемое блоком ECM (блок управления двигателем) , меняется с изменением сопротивления датчика, что соответствует изменению температуры.
    По умолчанию для температуры воздуха задано значение 35°C.

    Датчик MAP (абсолютного давления в коллекторе)

    Датчик MAP (абсолютного давления в коллекторе) формирует напряжение, пропорциональное абсолютному давлению во впускном коллекторе.
    Этот сигнал используется блоком ECM (блок управления двигателем) при расчёте нагрузки двигателя.
    Датчик смонтирован в клапане EGR (рециркуляция отработавших газов) с левой передней стороны двигателя.

    Датчик электронной обратной связи по дифференциальному давлению / абсолютного давления в коллекторе (DPFE/MAP (абсолютного давления в коллекторе) )


    Датчик давления контролирует разность давлений на диафрагме в канале системы EGR (рециркуляция отработавших газов) и передает эти данные в ECM (блок управления двигателем) . Перепад давлений, измеренный на диафрагме, используется для оценки скорости потока рециркулирующих отработавших газов. Электронный вакуумный регулятор (EVR) регулирует сигнала вакуума, действующего на клапан EGR (рециркуляция отработавших газов) , исходя из электрического сигнала из ECM (блок управления двигателем) . ECM (блок управления двигателем) контролирует уровень EGR (рециркуляция отработавших газов), используя сигнал обратной связи от датчика DPFE/MAP (абсолютного давления в коллекторе) . В результате образуется замкнутая система управления.

    Клапан системы рециркуляции отработавших газов (EGR)


    Клапан EGR (рециркуляция отработавших газов) представляет собой клапан, управляемый PWM (широтно-импульсной модуляции) -сигналами и обеспечивающий возврат отработавших газов обратно в двигатель. Поскольку отработавшие газы содержат крайне мало свободного кислорода, они являются практически инертными. Отработавшие газы замещают воздух в камере сгорания, что уменьшает температуру сгорания. Уменьшение температуры сгорания ведет к уменьшению образования окислов азота (NOx).

    Датчик температуры, охлаждающей жидкости (ЕСТ), Chevrolet Aveo

    1. Руководства по ремонту
    2. Руководство по ремонту Шевроле Авео 2003-2008 г.в.
    3. Датчик температуры, охлаждающей жидкости (ЕСТ),

    Датчик температуры, охлаждающей жидкости (ЕСТ),

    Датчик температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ) является термистором (резистором со значением, меняющимся по мере изменения температуры) с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, установленным на водяной рубашке двигателя. При низкой температуре датчик имеет высокое сопротивление (100,000 Ом при 40°С), в то время как при высокой температуре сопротивление снижается (70 Ом при 130°С).

    ЕСМ подает 5 вольт на датчик ЕСТ через резистор ЕСМ и измеряет изменение напряжения. Температура охлаждающей жидкости оказывает влияние на практически все системы, управляемые ЕСМ.

    При сбое в цепи датчика ЕСТ будет присвоен код неисправности Р0117 или Р011В. Следует иметь в виду, что присвоение данных кодов неисправности означает сбой в цепи датчик ЕСТ.

    Снятие

    1. Стравите давления системы охлаждения.

    2. Отключите«-»кабель АКБ.

    3. Снимите разъем датчика температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ).

    Примечание: будьте осторожны при работе с датчиком охлаждающей жидкости. Повреждение датчика нарушит работу системы впрыска топлива.

    4. Осторожно снимите датчик ЕСТ с головки блока цилиндров под катушкой зажигания.

    Установка

    1. Покройте резьбы датчика ЕСТ герметиком.

    2. Установите датчик ЕСТ в головку цилиндров и затяните датчик моментом 20 Нм.

    3. Подключите разъем датчика ЕСТ.

    4. Заправьте систему охлаждения.

    5. Подключите«-»кабель АКБ.

    Скачать информацию со страницы
    ↓ Комментарии ↓

     



    1. Руководство по эксплуатации
    1.0 Руководство по эксплуатации 1.1 Технические характеристики автомобиля 1.2. Комплектность автомобиля 1.3. Варианты комплектации силовыми агрегатами 1.4 Технические жидкости и заправочные объемы 1.5. Идентификационные таблички и номера агрегатов 1.6. Расположение сигнальных ламп, переключателей и приборов 1.7. Управление наружными осветительными приборами 1.8 Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха 1.9. Вентиляция и отопление 1.10. Сидения и система защиты водителя и пассажиров 1.11. Двери, капот, багажник 1.14. Автомобиль с автоматической коробкой передач АКПП (опция) 1.16. Предохранители, реле и лампы

    2. Бензиновый двигатель 1,5л SOHC (с одним распределительным валом)
    2.0 Бензиновый двигатель 1,5л SOHC (с одним распределительным валом) 2.1 Описание 2.2 Характеристики двигателя 2.3 Моменты затяжки резьбовых соединений 2.4. Устройство двигателя 2.5. Техническое обслуживание и ремонт 2.6. Разборка и сборка двигателя 2.7. Система подачи воздуха и встроенные элементы системы управления 2.8. Система подачи топлива и встроенные элементы системы управления 2.9. Система управления 2.10. Система охлаждения

    3. Сцепление
    3.0 Сцепление 3.1. Общие сведения 3.2. Элементы привода выключения

    4. Трансмиссия
    4. Привод колес с механической КПП 4.0 Трансмиссия 4.1. Пятиступенчатая механическая коробка передач (D16) 4.2 Ведущий (входной) вал 4.3 Ведомый (выходной) вал 4.4 Дифференциал 4.5 Сборка основных узлов 4.6. Автоматическая четырехступенчатая коробка передач AISIN

    5. Подвески колес
    5.0 Подвески колес 5.1. Подвеска передних колес 5.2. Задняя подвеска 5.3 Снятие и установка задней ступицы с подшипником

    6. Рулевое управление
    6.0 Рулевое управление 6.1 Снятие и установка рулевого механизма 6.2 Замена наконечника рулевой тяги на автомобиле 6.3 Замена рулевых тяг с внутренним шаровым шарниром 6.4 Снятие и установка ведущего вала-шестерни с клапаном управления 6.5 Снятие и установка реечного механизма 6.6 Снятие и установка насоса усилителя рулевого управления 6.7 Снятие и установка бачка для гидравлической жидкости 6.8 Снятие и установка рулевой колонки

    7. Тормозные системы
    7.0 Тормозные системы 7.1. Общие сведения 7.2 Технические характеристики 7.3 Моменты затяжки резьбовых соединений 7.4. Проверка тормозной системы 7.5. Обслуживание и ремонт тормозной системы 7.6. Обслуживание и ремонт передних тормозов 7.7. Обслуживание и ремонт задних тормозов 7.8 Стояночный тормоз 7.9. Антиблокировочная система тормозов

    8. Кузов
    8.0 Кузов 8.1. Наружные элементы кузова 8.2. Интерьер 8.3. Геометрические характеристики кузова и наружные зазоры между элементами кузова

    9. Система пассивной безопасности автомобиля
    9.0 Система пассивной безопасности автомобиля 9.1. Ремни безопасности 9.2. Надувные подушки безопасности 9.3. Работы по снятию и установке элементов системы пассивной безопасности

    10. Электрооборудование
    10.0 Электрооборудование 10.1 Системы пуска и зарядки 10.2 Генератор 10.3 Стартер 10.4 Проверка системы зарядки 10.5 Снятие, проверка и установка генератора 10.6 Снятие, проверка и установка стартера 10.7 Аккумулятор 10.8. Электросхемы 10.9. Электросхемы

    Датчик температуры охлаждающей жикости (ECT) Хендай Гётц / Hyundai Getz хундай гетз

      Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в трубопроводе охлаждающей жидкости на головке цилиндров и контролирует температуру охлаждающей жидкости и передает сигнал блоку управления двигателем ЕСМ. В качестве датчика используется терморезистор, который чувствителен к изменениям температуры. Электрическое сопротивление терморезистора уменьшается при увеличении температуры. ЕСМ определяет температуру охлаждающей жидкости по величине напряжения сигнала датчика и устанавливает оптимальное обогащение рабочей смеси при прогреве двигателя.

      Проверка

    1. Снимите датчик температуры охлаждающей жидкости с впускного коллектора.

    2. Нагревая сосуд с водой и расположенным в нем датчиком, проверьте его сопротивление.

    Температура

    Сопротивление

    -30°С

    22,22–31,78 Юм

    -10°С

    8,16–10,74 кОм

    0°С

    5,18–6,60 кОм

    20°С

    2,27–2,73 кОм

    40°С

    1,059–1,281 кОм

    60°С

    0,538–0,650 кОм

    80°С

    0,298–0,322 кОм

    90°С

    0,219–0,243 кОм

    3. Если сопротивление датчика отличается от требуемого, замените датчик.

      Установка

    1. Нанесите на резьбу датчика герметик LOCTITE 962T или эквивалентный.

    2. Вверните датчик и затяните его моментом, приведенным в спецификации.

      Момент затяжки: 15–20 Н*м

    3. Подсоедините к датчику разъем.

    P2183 — Датчик № 2 ECT Диапазон / производительность цепи

    P2183 — Датчик № 2 ECT Диапазон / производительность цепи

    Код неисправности OBD-II Техническое описание

    Датчик № 2 температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT) Диапазон / рабочие характеристики цепи

    Что это значит?

    Этот диагностический код неисправности (DTC) является общим кодом трансмиссии, что означает, что он применяется ко всем автомобилям с 1996 года выпуска (Ford, Hyundai, Kia, Mazda, Mercedes-Benz и т. Д.). Несмотря на общий характер, конкретные шаги по ремонту могут отличаться в зависимости от марки / модели.

    Датчик ECT (температура охлаждающей жидкости двигателя) представляет собой термистор, который изменяет сопротивление в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, с которой он контактирует. Датчик ECT № 2 будет расположен в блоке или канале охлаждающей жидкости. Обычно это двухпроводной датчик. Один провод — это источник питания 5 В от PCM (модуля управления трансмиссией) к ECT. Другой — основание для ДЭХ.

    При изменении температуры охлаждающей жидкости сопротивление сигнального провода соответственно изменяется. PCM отслеживает показания и определяет температуру охлаждающей жидкости, чтобы обеспечить необходимое управление подачей топлива в двигатель. Когда охлаждающая жидкость двигателя низка, сопротивление датчика высокое. PCM увидит высокое напряжение сигнала (низкую температуру). Когда охлаждающая жидкость теплая, сопротивление датчика низкое, и PCM обнаруживает высокую температуру. PCM ожидает увидеть медленные изменения сопротивления в сигнальной цепи ECT. Если он видит быстрое изменение напряжения, которое не соответствует прогреву двигателя, будет установлен этот код P2183. Или, если он видит отсутствие изменений в сигнале ECT, этот код может быть установлен.

    Примечание. Этот код неисправности в основном идентичен P0116, однако разница с этим кодом заключается в том, что он относится к цепи ECT №2. Таким образом, автомобили с этим кодом означают, что у них есть два датчика ECT. Убедитесь, что вы диагностируете правильную цепь датчика.

    симптомы

    Если проблема носит периодический характер, заметных симптомов может не быть, однако может произойти следующее:

    • Подсветка MIL (индикатор неисправности)
    • Плохая управляемость
    • Черный дым на выхлопной трубе
    • Плохая экономия топлива
    • Не может простаивать
    • Может показывать срыв или пропуски зажигания

    причины

    Возможные причины кода P2183 включают:

    • Отсутствует или заклинило в открытом термостате
    • Неисправный датчик № 2 ECT
    • Короткое замыкание или разрыв сигнального провода
    • Короткое замыкание или разрыв на заземляющем проводе
    • Плохие соединения в проводке

    Пример датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя ECT

    Возможные решения

    Если есть какие-либо другие коды датчика ECT, сначала диагностируйте их.

    С помощью диагностического прибора проверьте показания ECT № 1 и № 2. На холодном двигателе он должен соответствовать показаниям IAT или равняться показаниям температуры окружающей (наружной) температуры. Если он соответствует IAT или температуре окружающей среды, проверьте данные стоп-кадра на вашем диагностическом приборе (если есть). Сохраненные данные должны сообщить вам, каким было показание ECT на момент возникновения неисправности.

    а) Если сохраненная информация показывает, что показания охлаждающей жидкости двигателя были на самом низком уровне (около -30 ° F), то это хороший признак того, что сопротивление ECT было периодически высоким (если вы не живете в Анкоридже!). Цепи заземления и сигнальные цепи датчика ECT, при необходимости отремонтировать. Если они кажутся нормальными, прогрейте двигатель, контролируя ECT на предмет прерывистых скачков вверх или вниз. Если есть, замените ECT.

    б) Если сохраненная информация указывает, что показания охлаждающей жидкости двигателя были на самом высоком уровне (около 250+ градусов по Фаренгейту), это хороший признак того, что сопротивление ECT было периодически низким. Проверить сигнальную цепь на отсутствие замыкания на массу и при необходимости отремонтировать. Если все в порядке, прогрейте двигатель, контролируя ECT на предмет каких-либо скачков вверх или вниз. Если есть, замените ECT.

    Соответствующие коды цепи датчика ECT: P0115, P0116, P0117, P0118, P0119, P0125, P0128, P2182, P2184, P2185, P2186

    Связанные обсуждения DTC

    • В настоящее время на наших форумах нет связанных тем. Разместите новую тему на форуме сейчас.

    Нужна дополнительная помощь с кодом p2183?

    Если вам все еще нужна помощь по поводу кода неисправности P2183, задайте вопрос в комментариях под этой статьей..

    ПРИМЕЧАНИЕ. Эта информация представлена ​​только в информационных целях. Он не предназначен для использования в качестве рекомендаций по ремонту, и мы не несем ответственности за любые действия, которые вы предпринимаете с каким-либо автомобилем. Вся информация на этом сайте защищена авторским правом.

    Датчик обнаружения питания SPLENDID: разработка и технико-экономическое обоснование

    Предпосылки

    Доступные методы мониторинга приема пищи, которые в значительной степени полагаются на самооценку, часто предоставляют необъективные и неполные данные [1-5]. В зависимости от того, какой именно метод используется, они требуют, чтобы люди питались осознанно, были осведомлены о том, что они едят, уметь оценивать размер порций и запоминать всю эту информацию. В результате эти методы часто занижают. Люди часто сообщают о нереально низком потреблении энергии, то есть о потреблении энергии, которое слишком мало для поддержания их тела на низком уровне физической активности [6-9].Текущие технологические достижения позволили разработать инструменты, которые могут облегчить сбор надежных данных о потреблении пищи.

    В настоящее время доступны некоторые устройства, которые можно использовать для повышения надежности мониторинга приема пищи. Мандометр, например, можно использовать для измерения размера блюд. Это весы, которые помещают под тарелку во время еды [10]. Кроме того, был разработан ряд носимых устройств, которые могут автоматически определять прием пищи [11–14].В основном это устройства для ношения в ушах и на шее. Они используют датчики (например, микрофон или датчик напряжения) для сбора сигналов, содержащих информацию о том, ест человек или нет. Для извлечения этой информации используются алгоритмы распознавания образов.

    В частности, устройства, которые могут обнаруживать случаи переедания, могут уменьшить количество заниженных сведений. Такое устройство может избавить людей от необходимости осознавать, что они едят. Более того, эту информацию можно использовать, чтобы побудить людей сообщить, что они едят, в момент, когда они это едят.Следовательно, это также может избавить людей от необходимости помнить, что они ели. Однако, несмотря на прогресс, достигнутый в этой области, пока нет устройства для автоматического определения приема пищи, которое было бы практичным для повседневного использования. Такие устройства, например, требуют от людей точного размещения датчика на теле с помощью ленты или требуют, чтобы люди носили такие предметы, как очки или шляпы, чтобы носить функциональные части [13,15,16].

    Разработка датчика обнаружения питания SPLENDID

    В рамках SPLENDID, проекта информационных и коммуникационных технологий, финансируемого Европейским Союзом [17,18], мы стремились сделать следующий шаг и разработать устройство для автоматического обнаружения мероприятия по еде, которые практичны для повседневного использования.Было решено создать ушные устройства, поскольку ожидалось, что это будет приемлемо для молодых людей с избыточным весом, которые были нашей основной целевой группой. В будущем такое устройство можно будет включить в другие устройства, которые целевая группа уже использует, например, в наушники, используемые для прослушивания музыки. Более того, такое устройство могло быть подходящим для более широких слоев населения.

    Датчик обнаружения еды был построен с использованием итеративного подхода к поэтапной разработке. На каждой итерации (т. Е. На этапе разработки) мы вносили изменения в дизайн, добавляли новые функции и оценивали получившийся прототип.Разработка сенсора обнаружения еды состояла из 3 этапов. Они кратко описаны ниже.

    Разработка предварительных прототипов

    При разработке датчика обнаружения еды были рассмотрены различные варианты сбора сигналов:

    • Воздушный микрофон, расположенный в начале слухового прохода, который измеряет звуки, издаваемые при жевании [19-21 ].

    • Микрофон костной проводимости, расположенный на скуле прямо перед ухом, который измеряет колебания кости, возникающие при жевании [22,23].

    • Датчик фотоплетизмограммы (ФПГ), размещенный на ухе, который измеряет объем крови в тканях уха, на который влияет жевательная активность [20,21,24]. Этот метод никогда ранее не использовался для этого приложения.

    Для всех трех вариантов был разработан прототип, который был испытан в лабораторных условиях [19].

    Разработка первой переносной версии

    Основываясь на результатах лабораторных исследований, мы решили продолжить комбинацию воздушного микрофона и датчика PPG без микрофона костной проводимости.В целом воздушный микрофон показал лучшие результаты, но датчик PPG лучше обнаруживал мягкую пищу [19]. Эти два датчика были объединены для более точного обнаружения событий приема пищи по широкому спектру продуктов. Кроме того, из-за низкой частоты дискретизации (21,33 Гц для нашего прототипа) датчик PPG требует низкого заряда батареи и вычислительной эффективности.

    Чтобы сделать новую версию датчика обнаружения еды носимой, к нему было добавлено еще одно устройство — «регистратор данных» [21].В нем находится система сбора данных, аккумулятор и акселерометр. Он подключается кабелем к датчику приема пищи и носится в кармане брюк или на поясе.

    Эта первая носимая версия датчика обнаружения еды была протестирована в ходе полууправляемого исследования [20,21,24]. Результаты, полученные с датчиком обнаружения еды, были многообещающими и были дополнительно улучшены за счет добавления акселерометра в регистратор данных. Алгоритмы, использующие сигналы от воздушного микрофона, датчика PPG и акселерометра, достигли точности 0.938, точность 0,794 и отзыв 0,807 [21].

    Разработка интегрированной версии

    Наконец, носимый датчик обнаружения еды был интегрирован в более крупную систему для дополнительной функциональности (). Эта система включает, среди прочего, приложение для смартфона и веб-инструмент. Приложение для смартфона может предложить пользователю сообщить об обнаруженных событиях, связанных с приемом пищи. Веб-инструмент может предоставить обзор записанных событий приема пищи. Кроме того, в этот веб-инструмент можно ввести цели относительно здорового питания.Следовательно, приложение для смартфона может помочь конечному пользователю достичь этих целей, обеспечивая обратную связь в режиме реального времени при ношении датчика обнаружения еды. Интегрированная версия датчика обнаружения еды была протестирована в рамках 4-недельного технико-экономического обоснования.

    Датчик обнаружения еды SPLENDID, интегрированный в полную систему SPLENDID. Эта система сочетает в себе датчик обнаружения еды с регистратором данных (включая акселерометр), мандометром, приложением для смартфона и веб-инструментом, функционируя вместе как «носимый персональный тренер».».

    Это исследование

    В этом исследовании мы стремились изучить, как потенциальные пользователи воспринимают и испытывают датчик обнаружения еды SPLENDID. Это даст представление о его осуществимости с точки зрения пользователя. Кроме того, это предоставит направления для дальнейшего развития датчика обнаружения еды SPLENDID и разработки подобных устройств. При разработке таких устройств основное внимание обычно уделяется их техническим характеристикам, но для того, чтобы эти устройства были успешными, они также должны быть приемлемы для пользователей.

    Потенциальные пользователи оценивали датчик обнаружения еды SPLENDID на разных этапах его разработки ().

    Блок-схема, показывающая, как оценочные исследования (синий) соотносятся с этапами разработки датчика обнаружения еды SPLENDID (серый).

    • Исследование 1, оценка концепции датчика обнаружения еды SPLENDID: до разработки каких-либо прототипов датчика обнаружения еды были опрошены медицинские работники (n = 12), и была проведена фокус-группа с потенциальными конечными пользователями (n = 5), чтобы узнать их мысли по поводу концепции.

    • Исследование 2, оценка предварительных прототипов датчика обнаружения еды: молодые люди с нормальным весом сообщили о своем опыте использования трех предварительных прототипов датчика обнаружения еды во время лабораторного исследования.

    • Исследование 3, оценка первой носимой версии датчика обнаружения еды: молодые люди с избыточным весом сообщили о своем опыте работы с последующей версией датчика обнаружения еды во время полуконтролируемого исследования, в котором они использовали датчик в течение 2 отдельных дней (с от обеда до ужина).

    • Исследование 4, оценка интегрированной версии датчика обнаружения еды: наконец, молодые люди с избыточным весом сообщили о своем опыте использования датчика обнаружения еды во время 4-недельного технико-экономического обоснования, когда они использовали датчик обнаружения еды в сочетании с другими устройства (см.).

    Датчик обнаружения питания SPLENDID: разработка и технико-экономическое обоснование

    Общие сведения

    Доступные методы мониторинга приема пищи, которые в значительной степени полагаются на самооценку, часто предоставляют необъективные и неполные данные [1-5].В зависимости от того, какой именно метод используется, они требуют, чтобы люди питались осознанно, были осведомлены о том, что они едят, уметь оценивать размер порций и запоминать всю эту информацию. В результате эти методы часто занижают. Люди часто сообщают о нереально низком потреблении энергии, то есть о потреблении энергии, которое слишком мало для поддержания их тела на низком уровне физической активности [6-9]. Текущие технологические достижения позволили разработать инструменты, которые могут облегчить сбор надежных данных о потреблении пищи.

    В настоящее время доступны некоторые устройства, которые можно использовать для повышения надежности мониторинга приема пищи. Мандометр, например, можно использовать для измерения размера блюд. Это весы, которые помещают под тарелку во время еды [10]. Кроме того, был разработан ряд носимых устройств, которые могут автоматически определять прием пищи [11–14]. В основном это устройства для ношения в ушах и на шее. Они используют датчики (например, микрофон или датчик напряжения) для сбора сигналов, содержащих информацию о том, ест человек или нет.Для извлечения этой информации используются алгоритмы распознавания образов.

    В частности, устройства, которые могут обнаруживать случаи переедания, могут уменьшить количество заниженных сведений. Такое устройство может избавить людей от необходимости осознавать, что они едят. Более того, эту информацию можно использовать, чтобы побудить людей сообщить, что они едят, в момент, когда они это едят. Следовательно, это также может избавить людей от необходимости помнить, что они ели. Однако, несмотря на прогресс, достигнутый в этой области, пока нет устройства для автоматического определения приема пищи, которое было бы практичным для повседневного использования.Такие устройства, например, требуют от людей точного размещения датчика на теле с помощью ленты или требуют, чтобы люди носили такие предметы, как очки или шляпы, чтобы носить функциональные части [13,15,16].

    Разработка датчика обнаружения питания SPLENDID

    В рамках SPLENDID, проекта информационных и коммуникационных технологий, финансируемого Европейским Союзом [17,18], мы стремились сделать следующий шаг и разработать устройство для автоматического обнаружения мероприятия по еде, которые практичны для повседневного использования.Было решено создать ушные устройства, поскольку ожидалось, что это будет приемлемо для молодых людей с избыточным весом, которые были нашей основной целевой группой. В будущем такое устройство можно будет включить в другие устройства, которые целевая группа уже использует, например, в наушники, используемые для прослушивания музыки. Более того, такое устройство могло быть подходящим для более широких слоев населения.

    Датчик обнаружения еды был построен с использованием итеративного подхода к поэтапной разработке. На каждой итерации (т. Е. На этапе разработки) мы вносили изменения в дизайн, добавляли новые функции и оценивали получившийся прототип.Разработка сенсора обнаружения еды состояла из 3 этапов. Они кратко описаны ниже.

    Разработка предварительных прототипов

    При разработке датчика обнаружения еды были рассмотрены различные варианты сбора сигналов:

    • Воздушный микрофон, расположенный в начале слухового прохода, который измеряет звуки, издаваемые при жевании [19-21 ].

    • Микрофон костной проводимости, расположенный на скуле прямо перед ухом, который измеряет колебания кости, возникающие при жевании [22,23].

    • Датчик фотоплетизмограммы (ФПГ), размещенный на ухе, который измеряет объем крови в тканях уха, на который влияет жевательная активность [20,21,24]. Этот метод никогда ранее не использовался для этого приложения.

    Для всех трех вариантов был разработан прототип, который был испытан в лабораторных условиях [19].

    Разработка первой переносной версии

    Основываясь на результатах лабораторных исследований, мы решили продолжить комбинацию воздушного микрофона и датчика PPG без микрофона костной проводимости.В целом воздушный микрофон показал лучшие результаты, но датчик PPG лучше обнаруживал мягкую пищу [19]. Эти два датчика были объединены для более точного обнаружения событий приема пищи по широкому спектру продуктов. Кроме того, из-за низкой частоты дискретизации (21,33 Гц для нашего прототипа) датчик PPG требует низкого заряда батареи и вычислительной эффективности.

    Чтобы сделать новую версию датчика обнаружения еды носимой, к нему было добавлено еще одно устройство — «регистратор данных» [21].В нем находится система сбора данных, аккумулятор и акселерометр. Он подключается кабелем к датчику приема пищи и носится в кармане брюк или на поясе.

    Эта первая носимая версия датчика обнаружения еды была протестирована в ходе полууправляемого исследования [20,21,24]. Результаты, полученные с датчиком обнаружения еды, были многообещающими и были дополнительно улучшены за счет добавления акселерометра в регистратор данных. Алгоритмы, использующие сигналы от воздушного микрофона, датчика PPG и акселерометра, достигли точности 0.938, точность 0,794 и отзыв 0,807 [21].

    Разработка интегрированной версии

    Наконец, носимый датчик обнаружения еды был интегрирован в более крупную систему для дополнительной функциональности (). Эта система включает, среди прочего, приложение для смартфона и веб-инструмент. Приложение для смартфона может предложить пользователю сообщить об обнаруженных событиях, связанных с приемом пищи. Веб-инструмент может предоставить обзор записанных событий приема пищи. Кроме того, в этот веб-инструмент можно ввести цели относительно здорового питания.Следовательно, приложение для смартфона может помочь конечному пользователю достичь этих целей, обеспечивая обратную связь в режиме реального времени при ношении датчика обнаружения еды. Интегрированная версия датчика обнаружения еды была протестирована в рамках 4-недельного технико-экономического обоснования.

    Датчик обнаружения еды SPLENDID, интегрированный в полную систему SPLENDID. Эта система сочетает в себе датчик обнаружения еды с регистратором данных (включая акселерометр), мандометром, приложением для смартфона и веб-инструментом, функционируя вместе как «носимый персональный тренер».».

    Это исследование

    В этом исследовании мы стремились изучить, как потенциальные пользователи воспринимают и испытывают датчик обнаружения еды SPLENDID. Это даст представление о его осуществимости с точки зрения пользователя. Кроме того, это предоставит направления для дальнейшего развития датчика обнаружения еды SPLENDID и разработки подобных устройств. При разработке таких устройств основное внимание обычно уделяется их техническим характеристикам, но для того, чтобы эти устройства были успешными, они также должны быть приемлемы для пользователей.

    Потенциальные пользователи оценивали датчик обнаружения еды SPLENDID на разных этапах его разработки ().

    Блок-схема, показывающая, как оценочные исследования (синий) соотносятся с этапами разработки датчика обнаружения еды SPLENDID (серый).

    • Исследование 1, оценка концепции датчика обнаружения еды SPLENDID: до разработки каких-либо прототипов датчика обнаружения еды были опрошены медицинские работники (n = 12), и была проведена фокус-группа с потенциальными конечными пользователями (n = 5), чтобы узнать их мысли по поводу концепции.

    • Исследование 2, оценка предварительных прототипов датчика обнаружения еды: молодые люди с нормальным весом сообщили о своем опыте использования трех предварительных прототипов датчика обнаружения еды во время лабораторного исследования.

    • Исследование 3, оценка первой носимой версии датчика обнаружения еды: молодые люди с избыточным весом сообщили о своем опыте работы с последующей версией датчика обнаружения еды во время полуконтролируемого исследования, в котором они использовали датчик в течение 2 отдельных дней (с от обеда до ужина).

    • Исследование 4, оценка интегрированной версии датчика обнаружения еды: наконец, молодые люди с избыточным весом сообщили о своем опыте использования датчика обнаружения еды во время 4-недельного технико-экономического обоснования, когда они использовали датчик обнаружения еды в сочетании с другими устройства (см.).

    Автоматические носимые подходы к обнаружению приема пищи в полевых условиях для исследований в области общественного здравоохранения: обзорный обзор

  1. 1.

    Нойхаузер, М. Л. Важность здорового режима питания в профилактике хронических заболеваний. Nutr. Res. 70 , 3–6 (2019).

    CAS PubMed Статья Google ученый

  2. 2.

    Jannasch, F., Kröger, J. & Schulze, M. B. Модели питания и диабет 2 типа: систематический обзор литературы и метаанализ проспективных исследований. J. Nutr. 147 , 1174–1182 (2017).

    CAS PubMed Статья Google ученый

  3. 3.

    Хиггс, С. и Томас, Дж. Социальное влияние на питание. Curr. Opin. Behav. Sci. 9 , 1–6 (2016).

    Артикул Google ученый

  4. 4.

    Tourlouki, E., Matalas, A.-L. И Панайотакос, Д. Б. Диетические привычки и риск сердечно-сосудистых заболеваний у людей среднего и пожилого возраста: обзор доказательств. Clin. Интер. Старение 4 , 319–330 (2009).

    Артикул Google ученый

  5. 5.

    Робинсон, Э., Томас, Дж., Авеард, П. и Хиггс, С. Что едят все остальные: систематический обзор и метаанализ влияния информационных норм питания на пищевое поведение. J. Acad. Nutr. Диетология 114 , 414–429 (2014).

    Артикул Google ученый

  6. 6.

    Reicks, M. et al. Влияние родительской практики на пищевое поведение ранних подростков во время самостоятельного приема пищи: последствия для профилактики ожирения. Питательные вещества 7 , 8783–8801 (2015).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  7. 7.

    Хейлз, К. М., Фрайар, К. Д., Кэрролл, М. Д., Фридман, Д. С. и Огден, К. Л. Тенденции распространенности ожирения и тяжелого ожирения среди молодежи и взрослых США в разбивке по полу и возрасту, с 2007–2008 по 2015–2016 годы. JAMA 319 , 1723–1725 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  8. 8.

    Фрайар, К. Д., Кэрролл, М. Д. и Огден, К. Л. Распространенность ожирения среди детей и подростков: США, тенденции с 1963–1965 по 2009–2010 годы (Национальный центр статистики здравоохранения, 2012).

  9. 9.

    Fryar, CD, Carroll, MD & Ogden, CL Распространенность избыточного веса, ожирения и крайнего ожирения среди взрослых: США, тенденции с 1960–1962 по 2009–2010 годы (Национальный центр статистики здравоохранения, 2012 г. ).

  10. 10.

    Афшин, А.и другие. Влияние рисков, связанных с питанием, на здоровье в 195 странах, 1990–2017 гг .: систематический анализ для исследования глобального бремени болезней, 2017 г. Lancet 393 , 1958–1972 (2019).

    Артикул Google ученый

  11. 11.

    Шим, Дж. С., О, К. и Ким, Х. С. Методы оценки питания в эпидемиологических исследованиях. Epidemiol. Здоровье 36 , e2014009 (2014).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  12. 12.

    Томпсон, Ф. Э., Субар, А. Ф., Лориа, К. М., Риди, Дж. Л. и Барановски, Т. Потребность в технологических инновациях в оценке питания. J. Am. Диетолог доц. 110 , 48–51 (2010).

    Артикул Google ученый

  13. 13.

    Magarey, A. et al. Оценка диетического питания у детей и подростков: соображения и рекомендации для исследования ожирения. Int J. Pediatr. Ожирение. 6 , 2–11 (2011).

    PubMed Статья Google ученый

  14. 14.

    Willett, W. in Nutritional Epidemiology (Oxford University Press, 1998).

  15. 15.

    Ливингстон, М. Б., Робсон, П. Дж. И Уоллес, Дж. М. Проблемы оценки рациона питания детей и подростков. Br. J. Nutr. 92 (Дополнение 2) , S213 – S222 (2004).

    Артикул CAS Google ученый

  16. 16.

    Вестертерп, К. Р. и Горис, А. Х. С. Достоверность оценки диетического питания: проблемы представления недостоверных данных. Curr. Opin. Clin. Nutr. Метаб. Уход 5 , 489–493 (2002).

    PubMed Статья Google ученый

  17. 17.

    Schoeller, D. A. Ограничения в оценке потребления энергии с пищей на основе самоотчета. Метаболизм 44 , 18–22 (1995).

    CAS PubMed Статья Google ученый

  18. 18.

    Doulah, A. et al. Характеристика микроструктуры пищи на основе сенсорного определения приема пищи. Перед. Nutr. 4 , 31 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  19. 19.

    Маркум, К. С., Голдринг, М. Р., Макбрайд, К. М. и Перски, С. Моделирование процессов динамического выбора продуктов питания для понимания эффектов диетического вмешательства. Ann. Behav. Med. 52 , 252–261 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  20. 20.

    Ohkuma, T. et al. Связь между скоростью питания и ожирением: систематический обзор и метаанализ. Int J. Obes. 39 , 1589–1596 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  21. 21.

    Bell, B.M. et al. Чувство мимикрии еды среди членов семьи. Пер.Behav. Med. 9 , 422–430 (2019).

    PubMed Статья Google ученый

  22. 22.

    Sharps, M. et al. Изучение доказательств поведенческой мимикрии родительского питания самками-подростками. Наблюдательное исследование. Аппетит 89 , 56–61 (2015).

    PubMed Статья Google ученый

  23. 23.

    Subar, A. F. et al. Автоматизированный самоуправляемый 24-часовой отзыв о питании (ASA24): ресурс для исследователей, клиницистов и преподавателей из Национального института рака. J. Acad. Nutr. Диета. 112 , 1134–1137 (2012).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  24. 24.

    Шиффман С., Стоун А. и Хаффорд М. Р. Экологическая мгновенная оценка. Annu Rev. Clin. Psychol. 4 , 1–32 (2008).

    PubMed Статья Google ученый

  25. 25.

    Буши, К. Дж., Споден, М., Чжу, Ф. М., Делп, Э. Дж. И Керр, Д. А. Новые мобильные методы оценки питания: обзор методов оценки питания с использованием изображений и изображений. Proc. Nutr. Soc. 76 , 283–294 (2017).

    CAS PubMed Статья Google ученый

  26. 26.

    Spruijt-Metz, D. et al. Достижения и противоречия в измерении диеты и физической активности у молодежи. Am. J. Preventive Med. 55 , e81 – e91 (2018).

    Артикул Google ученый

  27. 27.

    McClung, H. L. et al. Оценка рациона питания и физической активности: современные инструменты, методы и технологии для использования среди взрослого населения. Am. J. Preventive Med. 55 , e93 – e104 (2018).

    Артикул Google ученый

  28. 28.

    Ву, Т., Линь, Ф., Альшурафа, Н. и Сюй, В. Технологии мониторинга потребления носимой пищи: всесторонний обзор. Компьютеры 6 , 4 (2017).

    Артикул Google ученый

  29. 29.

    Гейдариан, Х., Адам, М., Берроуз, Т., Коллинз, К. и Ролло, Э. М. Оценка пищевого поведения с помощью датчиков движения, установленных на верхних конечностях: систематический обзор. Питательные вещества 11 , 1168 (2019).

    PubMed Central Статья Google ученый

  30. 30.

    Дула, А.и другие. Важность полевых экспериментов при тестировании датчиков для оценки питания и мониторинга пищевого поведения. in 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society ( EMBC ), 5759–5762 (2018).

  31. 31.

    Tricco, A.C. et al. Расширение PRISMA для обзорных обзоров (PRISMA-ScR): контрольный список и пояснения. Ann. Междунар. Med. 169 , 467–473 (2018).

    PubMed Статья Google ученый

  32. 32.

    Veritas Health Innovation. Программное обеспечение для систематического обзора Covidence , www.covidence.org.

  33. 33.

    Бедри, А., Верлекар, А., Томаз, Э., Авва, В. и Старнер, Т. Обнаружение жевания: носимый подход. in Proceedings of the 2015 ACM on International Conference on Multimodal Interaction , 247–250 (2015).

  34. 34.

    Bedri, A. et al. EarBit: использование носимых датчиков для обнаружения эпизодов приема пищи в условиях ограниченного пространства. Proc.ACM Interact., Mob., Wearable Ubiquitous Technol. 1 , 37 (2017).

    Артикул Google ученый

  35. 35.

    Bi, S. et al. Auracle: обнаружение эпизодов приема пищи с помощью ушного датчика. Proc. ACM Interact. Моб. Носимая повсеместная технология. 2 , 1–27 (2018).

    Артикул Google ученый

  36. 36.

    Блехерт, Дж., Лидлгрубер, М., Лендер, А., Райхенбергер, Дж. И Вильгельм, Ф. Х. Ненавязчивая диагностика приема пищи на основе электромиографии в повседневной жизни: новый инструмент для решения проблемы занижения данных? Аппетит 118 , 168–173 (2017).

    CAS PubMed Статья Google ученый

  37. 37.

    Чун, К. С., Бхаттачарья, С. и Томаз, Э. Обнаружение эпизодов приема пищи путем отслеживания движений челюстной кости с помощью бесконтактного носимого датчика. Proc. ACM Interact.Моб. Носимая повсеместная технология. 2 , 1–21 (2018).

    Артикул Google ученый

  38. 38.

    Dong, Y., Hoover, A., Scisco, J. & Muth, E. Обнаружение приема пищи с помощью наручного устройства во время обычной повседневной деятельности. in Proceedings of the International Conference on Embedded Systems, Cyber-Physical Systems, and Applications (ESCS) , 1 (2011).

  39. 39.

    Донг, Ю., Сциско, Дж., Уилсон, М., Мут, Э. и Гувер, А. Определение периодов приема пищи во время свободной жизни путем отслеживания движения запястья. IEEE J. Biomed. Здоровье Информ. 18 , 1253–1260 (2014).

    PubMed Статья Google ученый

  40. 40.

    Фарук, М., Фонтана, Дж. М., Боатенг, А. Ф., Маккрори, М. А. и Сазонов, Е. Сравнительное исследование обнаружения приема пищи с использованием искусственной нейронной сети и машины опорных векторов. Proc. 2013 12-й межд.Конф. Мах. Учиться. Прил. 1 , 153 (2013).

    Google ученый

  41. 41.

    Фарук, М. и Сазонов, Э. Обнаружение жевания по сигналам пьезоэлектрических пленочных сенсоров с использованием ансамблевых классификаторов. in Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS) , 4929–4932 (2016).

  42. 42.

    Фарук, М. и Сазонов, Э. Сегментация и характеристика приступов жевания путем мониторинга височной мышцы с помощью умных очков с пьезоэлектрическим датчиком. IEEE J. Biomed. Здоровье Информ. 21 , 1495–1503 (2017).

    PubMed Статья Google ученый

  43. 43.

    Фарук, М. и Сазонов, Е. Определение приема пищи у свободноживущих людей на основе акселерометра. IEEE Sens. J. 18 , 3752–3758 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  44. 44.

    Фонтана, Дж. М., Фарук, М. и Сазонов, Э. Оценка важности признаков для обнаружения потребления пищи на основе классификации случайных лесов. in 35-я ежегодная международная конференция IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) , 6756–6759 (2013).

  45. 45.

    Фонтана, Дж. М., Фарук, М. и Сазонов, Е. Автоматический монитор глотания: новое носимое устройство для мониторинга поведения при приеме пищи. IEEE Trans. Биомед. Англ. 61 , 1772–1779 (2014).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  46. 46.

    Fortuna, C., Giraud-Carrier, C. & West, J. Отслеживание движений из руки в рот в условиях свободной жизни для улучшения контроля веса. in Международная конференция IEEE по информатике здравоохранения (ICHI) , 341–348 (2016).

  47. 47.

    Gao, Y. et al. iHear food: обнаружение еды с помощью обычных bluetooth-гарнитур. in , 2016 Первая международная конференция IEEE по подключенному здравоохранению: приложения, системы и инженерные технологии (CHASE) , 163–172 (2016).

  48. 48.

    Gomes, D. & Sousa, I. Обнаружение триггера напитка в режиме реального времени в условиях свободной жизни с помощью инерциальных датчиков. Датчики 19 , 2145 (2019).

    Артикул Google ученый

  49. 49.

    Хаматани Т., Эльхамшари М., Учияма А. и Хигашино Т. FluidMeter: измерение суточного потребления жидкости человеком с помощью умных часов. Proc. ACM Interact. Моб. Носимая повсеместная технология. 2 , 1–25 (2018).

    Артикул Google ученый

  50. 50.

    Jia, W. et al. Автоматическое обнаружение еды на эгоцентрических изображениях с использованием технологии искусственного интеллекта. Public Health Nutr. 22 , 1168–1179 (2019).

    PubMed Google ученый

  51. 51.

    Кирицис, К., Диу, К. и Делопулос, А. Обнаружение еды в дикой природе с помощью инерциальных данных типичных умных часов. 41-я ежегодная международная конференция Общества инженеров в медицине и биологии IEEE (EMBC) , 4229–4232 (2019).

  52. 52.

    Mirtchouk, M. et al. Распознавание еды с помощью датчиков, которые носят на теле: объединение данных о свободном существовании и лабораторных данных. Proc. ACM Interact. Моб. Носимая повсеместная технология. 1 , 1–20 (2017).

    Артикул Google ученый

  53. 53.

    Наваратна, П., Бекетт, Б.W. & Cameron, F. Распознавание и прогнозирование активности на основе носимых устройств для улучшения управления с прямой связью. в Ежегодной американской конференции по контролю 2018 г. (ACC) , 3571–3576 (2018).

  54. 54.

    Rahman, T., Czerwinski, M., Gilad-Bachrach, R. & Johns, P. Предсказание моментов, когда нужно перекусить, для своевременного вмешательства в прием пищи. in Proceedings of the 6th International Conference on Digital Health Conference , 141–150 (2016).

  55. 55.

    Шибони, Г., Васнер, Ф. и Амфт, О. Сохраняющая конфиденциальность носимая камера для наблюдения за диетическими событиями в условиях свободной жизни. в IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops , 872–877 (2018).

  56. 56.

    Сен, С., Суббараджу, В., Мисра, А., Балан, Р. К. и Ли, Ю. Опыт создания реального распознавателя еды. in Proceedings of the 4th International on Workshop on Physical Analytics , 7–12 (2017).

  57. 57.

    Сен, С., Суббараджу, В., Мисра, А., Балан, Р. и Ли, Ю. Аннапурна: создание реального автоматизированного журнала питания на основе умных часов. in 19-й Международный симпозиум IEEE «Мир беспроводных, мобильных и мультимедийных сетей» (WoWMoM) , 1–6 (2018).

  58. 58.

    Шарма, С., Джаспер, П., Мут, Э. и Гувер, А. Автоматическое определение периодов приема пищи с помощью отслеживания движения запястья. in IEEE First International Conference on Connected Health: Applications, Systems and Engineering Technologies (CHASE) , 362–363 (2016).

  59. 59.

    Томаз, Э., Эсса, И. и Абоуд, Г. Д. Практический подход к распознаванию моментов приема пищи с помощью инерционного зондирования на запястье. in Proceedings of the 2015 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing , 1029–1040 (2015).

  60. 60.

    Thomaz, E., Zhang, C., Essa, I. & Abowd, G.D. Определение активности приема пищи в реальных условиях по окружающим звукам: технико-экономическое обоснование. in Proceedings of the 20 International Conference on Intelligent User Interfaces , 427–431 (2015).

  61. 61.

    Yatani, K. & Truong, K. N. BodyScope: переносной акустический датчик для распознавания активности. in Proceedings of the 2012 ACM Conference on Ubiquitous Computing , 341–350 (2012).

  62. 62.

    Ye, X., Chen, G., Gao, Y., Wang, H. & Cao, Y. Помощь в ведении журнала еды с автоматическим определением еды. in Proceedings of the 2016 CHI Conference Extended Abstracts on Human Factors in Computing System , 3255–3262 (2016).

  63. 63.

    Zhang, R. & Amft, O. Выявление событий, связанных с приемом пищи на свободе, с помощью очков для ЭМГ-мониторинга. in Международная конференция IEEE EMBS по биомедицинской и медицинской информатике (BHI) , 128–132 (2018).

  64. 64.

    Zhang, R. & Amft, O. Мониторинг жевания и еды в условиях свободной жизни с помощью умных очков. IEEE J. Biomed. Здоровье Информ. 22 , 23–32 (2018).

    PubMed Статья Google ученый

  65. 65.

    Гемминг, Л., Аттер, Дж. И Ни Мурчу, К. Оценка питания с использованием изображений: систематический обзор данных. J. Acad. Nutr. Диета. 115 , 64–77 (2015).

    PubMed Статья Google ученый

  66. 66.

    Гемминг, Л., Доэрти, А., Аттер, Дж., Шилдс, Э. и Ни Мурчу, К. Использование носимой камеры для захвата и классификации экологического и социального контекста самоидентифицированных эпизоды приема пищи. Аппетит 92 , 118–125 (2015).

    PubMed Статья Google ученый

  67. 67.

    Вайзман Ю., Эллис К. и Ланкриет Г. Распознавание детального человеческого контекста в дикой природе с помощью смартфонов и умных часов. IEEE Pervasive Comput. 16 , 62–74 (2017).

    Артикул Google ученый

  68. 68.

    Alshurafa, N. et al.Подсчет укусов битами: семинар экспертов по контролю за потреблением калорий и макроэлементов. J. Med. Интернет Res. 21 , e14904 (2019).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  69. 69.

    Buchowski, M. S. Вода с двойной маркировкой является проверенным и проверенным эталоном в исследованиях питания. J. Nutr. 144 , 573–574 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  70. 70.

    Hall, K. D. et al. Методологические вопросы измерения расхода энергии водой с двойной маркировкой во время диет с очень низким содержанием углеводов. bioRxiv , https://doi.org/10.1101/403931 (2018).

  71. 71.

    Alharbi, R. et al. Я не могу быть собой: эффект носимых фотоаппаратов на съемке аутентичного поведения в дикой природе. Proc. ACM Interact. Моб. Носимая повсеместная технология. 2 , 1–40 (2018).

    Артикул Google ученый

  72. 72.

    Engel, S. G. et al. Экологическая мгновенная оценка в исследованиях расстройств пищевого поведения и ожирения: обзор последней литературы. Curr. Psychiatry Rep. 18 , 37 (2016).

    PubMed Статья Google ученый

  73. 73.

    Schembre, S. M. et al. Мобильные методы оценки мгновенной экологической диеты для поведенческих исследований: систематический обзор. JMIR mHealth uHealth 6 , e11170 (2018).2G: монитор систем мониторинга с функциями наземной проверки для исследовательских жилых помещений. in IEEE 14th International Conference on Mobile Ad Hoc and Sensor Systems (MASS) , 10–18 (2017).

  74. 76.

    Пиявка, Р. М., Уорсли, А., Тимперио, А. и Макнотон, С. А. Характеризация режимов питания: сравнение определений поводов для приема пищи. Am. J. Clin. Nutr. 102 , 1229–1237 (2015).

    CAS PubMed Статья Google ученый

  75. 77.

    Видеон, Т. М. и Мэннинг, К. К. Влияние на модели питания подростков: важность семейных обедов. J. Adolesc. Здравоохранение 32 , 365–373 (2003).

    PubMed Статья Google ученый

  76. 78.

    Ноймарк-Штайнер, Д., Уолл, М., Стори, М. и Фулкерсон, Дж. А. Связаны ли семейные схемы питания с нарушением пищевого поведения среди подростков? J. Adolesc. Здравоохранение 35 , 350–359 (2004).

    PubMed Статья Google ученый

  77. 79.

    Саггс, Л. С., Делла Белла, С., Рангелов, Н. и Маркес-Видаль, П. Лучше ли дома с семьей? Влияние людей и места на пищевое поведение детей. Аппетит 121 , 111–118 (2018).

    PubMed Статья Google ученый

  78. 80.

    Ленардсон, Дж. Д., Хансен, А. Ю.И Хартли, Д. Сельские и удаленные пищевые среды и ожирение. Curr. Ожирение. Отчет 4 , 46–53 (2015).

    PubMed Статья Google ученый

  79. 81.

    Торрес, С. Дж. И Ноусон, К. А. Взаимосвязь между стрессом, пищевым поведением и ожирением. Nutrition 23 , 887–894 (2007).

    PubMed Статья Google ученый

  80. 82.

    Isasi, C. R. et al. Психосоциальный стресс связан с ожирением и качеством диеты у взрослых латиноамериканцев / латиноамериканцев. Ann. Эпидемиол. 25 , 84–89 (2015).

    PubMed Статья Google ученый

  81. 83.

    Сазонов, Э. С. и Фонтана, Дж. М. Сенсорная система для автоматического определения приема пищи посредством неинвазивного мониторинга жевания. IEEE Sens. J. 12 , 1340–1348 (2012).

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  82. 3 пищевых датчика для отслеживания каждого укуса и глотка

    Таким образом, остаются большие надежды на еще один вид нуклеиновой кислоты вакцины, в которой используется ДНК, а не мРНК.Вакцины на основе ДНК обладают большинством преимуществ мРНК-вакцин, однако они не вызывают серьезных побочных эффектов и, что особенно важно, их не нужно хранить в холодильнике. Эти характеристики могут сделать эти вакцины благом для сельских и бедных регионов. «Если нам действительно нужно вакцинировать 7 миллиардов человек, нам могут потребоваться все возможные технологии», — говорит Маргарет Лю, председатель правления Международного общества вакцин.

    Устройство Inovio использует метод, называемый электропорацией, для проникновения ДНК-вакцины в клетки.Кейт Бродерик, старший вице-президент Inovio по исследованиям и разработкам, работала над этим методом в течение многих лет, но пандемия дала как мотивацию, так и финансирование для ускорения разработки. Спенсер Лоуэлл

    ДНК-вакцины, однако, сопряжены с серьезной проблемой. При введении с помощью обычной иглы для подкожных инъекций они, в лучшем случае, вызывали лишь слабый иммунитет во многих исследованиях на людях. Но если небольшая амбициозная компания из Пенсильвании, поддерживаемая Министерством обороны США, преуспеет в своих клинических испытаниях, ДНК-вакцины — с помощью новой технологии доставки — могут вскоре присоединиться к борьбе с COVID-19 и множеством других вирусных заболеваний.

    Компания Inovio Pharmaceuticals использует технику, известную как электропорация, при которой электрический импульс, прикладываемый к коже, на короткое время открывает каналы в клетках, позволяя вакцине проникнуть внутрь. После стандартной инъекции вакцины устройство электропорации Inovio, которое выглядит как электрическая зубная щетка, прижимается к коже. При нажатии кнопки слабое электрическое поле проникает в руку, открывая каналы в клетки. Этот инструмент дает ДНК-вакцинам необходимый импульс для работы на людях — по крайней мере, так заявляют в компании.Это инженерное решение биологической проблемы.

    Имея в виду своих зарубежных боевиков, Министерство обороны США поддержало подход Inovio, заключив с Inovio контракт на 71 миллион долларов США на расширение производства своего устройства электропорации, а также нераскрытую сумму для покрытия фаз 2 и 3 исследований вакцина COVID-19 компании. Фонд Билла и Мелинды Гейтс выделил компании 5 миллионов долларов в рамках усилий по обеспечению равноправного доступа к вакцинам против COVID-19.

    Inovio сейчас завершает фазу 2 исследований, в которых проверяется безопасность и эффективность вакцины на относительно небольших группах в США и Китае, и эти результаты неизбежны.Тем временем компания наращивает производство, планируя поставить сотни миллионов доз вакцины против COVID-19 населению мира, если вакцина окажется успешной.

    Но вот загвоздка: инструмент электропорации важен для вакцины Inovio, но он также добавляет уровень сложности. Это одновременно и средство, и препятствие. Inovio должна производить не только вакцину, но также устройство и одноразовые наконечники к нему. Любому участку вакцинации, планирующему ввести вакцину Inovio, потребуется не только устройство, но и люди, которые знают, как его использовать.Общественность должна будет укрепить доверие к новому аппарату. И все это должно произойти во время пандемии и безудержного внедрения вакцины, характеризуемого повальной дезинформацией и, в некоторых случаях, нежеланием вакцинироваться.

    На этом фоне идея усложнить массовую вакцинацию с помощью электрического устройства вызвала скептицизм. «Это нестандартная методика вакцинации», — отмечает Джон Мур, иммунолог из Weill Cornell Medicine в Нью-Йорке. Методика может сработать, но «насколько она практична — это совершенно другой вопрос», — говорит он.

    Ни скептики, ни жесткие вопросы регулирующих органов не остановили Inovio. Не имеет значения и тот факт, что, несмотря на более чем десятилетние исследования и разработки в области других болезней, компании еще предстоит вывести ДНК-вакцину на рынок. Это вряд ли нормальные времена. Коронавирус продвинул многие другие новые технологии, лекарства и вакцины в мейнстрим, и в процессе этого были созданы огромные истории успеха в бизнесе. Inovio делает ставку на то, что его технология попадет в эту элитную группу победителей эпохи пандемии.

    Вакцины на основе нуклеиновых кислот привлекали ученых на протяжении десятилетий, потому что их можно быстро разработать и легко произвести. Эти вакцины обычно изготавливаются либо с ДНК, двухцепочечной молекулой, несущей генетический код живых организмов, либо с матричной РНК (мРНК), одноцепочечной молекулой, которая комплементарна ДНК и несет инструкции ДНК для синтеза белков. Вакцины на основе ДНК и мРНК можно рассматривать как схемы, которые инструктируют клетку производить определенный белок из вируса, который вызовет иммунный ответ.

    Вакцина Inovio содержит фрагмент ДНК, который кодирует производство белка коронавируса. Если позже организм подвергнется действию настоящего вируса, иммунная система распознает этот белок и установит защиту. ДНК сначала амплифицируется в бактериальных клетках (вверху), а затем очищается (внизу). Спенсер Лоуэлл

    При создании вакцины на основе нуклеиновых кислот ученые сначала секвенируют геном вируса. Затем они выясняют, какой из его белков является наиболее важным и наиболее распознаваемым иммунной системой человека.Затем они производят ДНК или мРНК, которые кодируют производство этого белка, и превращают его в вакцину. Этот генетический материал вводится в организм, где соседние клетки принимают его и начинают следовать своим новым инструкциям по созданию вирусного белка. Для иммунной системы это выглядит как вирусная инфекция и вызывает реакцию. Теперь, если когда-нибудь появится настоящий вирус, иммунная система будет готова к атаке.

    Изменить дизайн вакцины на основе нуклеиновых кислот так же просто, как вставить новый код.Это невероятно важно, когда вы сталкиваетесь с вирусом, который часто мутирует. Действительно, несколько очень заразных вариантов SARS-CoV-2, вируса, вызывающего COVID-19, уже появились во всем мире, и ученые предупредили, что доступные в настоящее время вакцины могут быть менее эффективными против некоторых из них.

    Несмотря на привлекательность нуклеиновых кислот, ни одна из них не была одобрена для коммерческого использования у людей медицинскими регулирующими органами до пандемии. Фактически, большинство вакцин на основе нуклеиновых кислот не прошли промежуточных клинических испытаний.Проблема: клетки человека с трудом принимают чужеродную ДНК или мРНК. После инъекции большая часть вакцины останется инертной в организме и в конечном итоге разрушится, не вызывая значительной иммунной реакции.

    Разработчики мРНК-вакцин недавно решили эту проблему, упаковав вакцину с химическими веществами. В одном из подходов исследователи инкапсулируют мРНК в жировые капли, называемые липидными наночастицами, которые сливаются с клеточной мембраной и помогают вакцине проникнуть внутрь.

    Такие компании, как BioNTech, Moderna и CureVac, занимались тестированием различных мРНК-вакцин против других вирусов, когда разразилась пандемия COVID-19.Давление рынка и миллиарды долларов от правительств помогли компаниям завершить работу, причем быстро. Вакцина мРНК от BioNTech, в сотрудничестве с Pfizer, первой поступила на рынок в Соединенных Штатах и ​​Европе, за ней быстро последовала вакцина от Moderna.

    Но стратегии доставки, используемые для мРНК-вакцин, не работают для ДНК-вакцин. Эта проблема привела к изливу творческого развития и, в конечном итоге, к принятию электротехнического подхода.

    Первые исследования ДНК-вакцин на людях, которые начались в середине 1990-х, «потерпели полный провал», — говорит Кейт Бродерик, старший вице-президент по исследованиям и разработкам Inovio.Вакцина просто не вызывала особого иммунного ответа. «Это было большим сюрпризом и разочарованием, — добавляет Джеффри Улмер, который до прошлого года возглавлял доклинические исследования и разработки в фармацевтическом гиганте GSK, а теперь является отраслевым консультантом. множество различных мишеней болезней, это просто не могло быть перенесено на людей », — говорит он.

    Проблема заключалась в том, чтобы заставить ДНК, которая представляет собой большую молекулу, проникнуть не только через внешние слои клетки, но и через ядерную мембрану клетки в ядро.В отличие от мРНК-вакцины, которая может функционировать в частях клетки вне ядра, ДНК-вакцина может функционировать только внутри ядра. Некоторые исследователи полагали, что ДНК-вакцины хорошо работают у мелких животных, потому что инъекционная игла создает давление, которое повреждает многие окружающие клетки, позволяя молекулам ДНК проникать. Но в более крупных человеческих телах игла создает относительно небольшое давление, и меньшее количество клеток принимает вакцину.

    Итак, ученые начали экспериментировать с более физическими способами доставки вакцин и увеличения клеточного поглощения.«Это здравый смысл: вместо того, чтобы сказать:« Пожалуйста, откройте маленькое окошко и позвольте мне войти », вы применяете жестокий подход, когда вы ломаете дверь», — говорит Шан Лу, иммунолог из Медицинской школы Массачусетского университета.

    С этой целью исследователи разработали всевозможные творческие методы для физического введения вакцин в организм. Они попробовали сонопорацию, при которой звуковые волны проникают через внешний слой клетки, и инъекции под давлением, при которых поршень, толкаемый внезапным высвобождением энергии, обеспечивает узкая струя жидкости под высоким давлением.Они экспериментировали с микроволнами, в которых искра, генерируемая электродами, вызывает микровзрыв, посылая волну энергии, которая проталкивает вакцину через кожу без иглы. Они опробовали генные пушки, которые продвигают покрытые ДНК частицы золота в клетки и микроиглы, которые были пропитаны вакциной и превращены в участки кожи.

    Новейшее устройство Inovio, Cellectra 3PSP, в настоящее время производится на заводе Inovio в Сан-Диего. Карманный компьютер Cellectra обеспечивает около сотни доз на одном заряде батареи.Его электроды посылают серию электрических импульсов, которые заставляют близлежащие клетки открывать каналы, через которые может проникнуть вакцина. Спенсер Лоуэлл

    Среди всех этих претендентов электропорация выделялась как особенно многообещающая. «Электропорация, возможно, была технологией, которая позволила ДНК-вакцинам действительно возродиться в качестве технологии, которую можно было бы использовать», — говорит Эми Дженкинс, менеджер программы биологических технологий в исследовательском подразделении вооруженных сил США, DARPA, которое инвестировало как в мРНК, так и в ДНК. вакцины на основе.

    Исследователи уже несколько десятилетий регулярно используют электропорацию для переноса генетического материала в клетки в лаборатории. Врачи также использовали высоковольтную версию электропорации для разрушения раковых образований у людей в рамках хирургической техники. Так что адаптация его к вакцинам не была радикальным шагом.

    Новейшее устройство электропорации от Inovio, Cellectra 3PSP, является портативным и работает от батареи. Он может доставить около сотни доз на одной зарядке и имеет срок службы около 5000 использований из-за ограничений батареи.Для каждого использования требуется одноразовый наконечник. Как и в случае с более традиционными вакцинами, местом инъекции является плечо. Вакцинация начинается с внутрикожной инъекции вакцины — укола, проникающего только под кожу. Затем кончик устройства Cellectra прижимается к коже непосредственно над местом укола. Электроды длиной около 3 миллиметров подают серию из четырех прямоугольных электрических импульсов длительностью 42 миллисекунды каждый при 0,2 ампера.

    По данным клинического исследования Inovio, реципиент чувствует кратковременный приступ боли, аналогичный уровню боли, который испытывают люди от прививки от гриппа.Получатели оценили его в среднем примерно на 2,5 балла по шкале от 0 до 10, хотя говорят, что это ощущение похоже на ощущение жужжания, а не на укол и давление укола.

    Импульсы заставляют близлежащие клетки временно открывать каналы, через которые может проникнуть вакцина. Как только электрические импульсы заканчиваются, эти каналы закрываются. «Теперь эта молекула ДНК заперта внутри клеток», — говорит Бродерик из Inovio. Тогда ДНК «действует как код, поэтому ваши клетки становятся фабрикой по производству вакцины», — объясняет она.По словам Лу из Массачусетского университета, электропорация обычно в 10-100 раз эффективнее вызывает иммунный ответ, чем та же ДНК-вакцина, вводимая только с помощью обычной иглы.

    За последнее десятилетие ДНК-вакцины Inovio были протестированы против ВИЧ, лихорадки Эбола, MERS, лихорадки Ласса и вируса папилломы человека (ВПЧ), каждая из которых доставлялась с той или иной формой электропорации. По словам Бродерика, в общей сложности более 3000 человек получили одно из электропорированных лекарств Inovio, в основном в рамках фаз 1 и 2 исследований.

    В исследовании фазы 1 с участием 40 добровольцев вакцина Inovio от COVID-19, вводимая в двух дозах, оказалась безопасной и вызвала иммунный ответ. Результаты мало что говорят нам о том, насколько хорошо вакцина защитит от COVID-19 в реальной жизни. Это станет более ясным после завершения второго этапа исследования с участием 400 добровольцев в Соединенных Штатах, которое в настоящее время ведется. Компания также проводит исследование фазы 2 с участием 640 добровольцев в Китае, где она сотрудничает с биотехнологической компанией Advaccine Biopharmaceuticals Suzhou Co.коммерциализировать вакцину.

    Во время пандемии некоторые разработчики вакцин связывали различные фазы своих клинических испытаний, чтобы ускорить процесс. Но Inovio пока не может начать испытание фазы 3 в Соединенных Штатах — сначала ему нужно ответить на вопросы Управления по контролю за продуктами и лекарствами США об устройстве Cellectra 3PSP. В сентябре FDA уведомило Inovio о частичной «клинической приостановке» испытаний — тактике, которую агентство использует, когда его рецензенты обнаруживают проблемы с безопасностью или качеством продукта, которые не были решены разработчиком лекарства.«Вакцина Inovio поставляется с отдельным новым устройством, поэтому для этого требуется дополнительный независимый надзор со стороны проверяющих устройств FDA», — говорит Деннис Клинман, бывший старший обозреватель вакцин в FDA, а теперь консультант. По его словам, причиной приостановки клинических испытаний, вероятно, является дополнительный контроль за устройством.

    Inovio заявляет, что планирует ответить на вопросы FDA, используя данные из исследования фазы 2, но не раскрывает специфику запросов агентства. «Речь не шла о безопасности или использовании устройства в клинике», — говорит Бродерик.«Нам нужно прояснить больше логистических областей».

    Помимо Inovio, по крайней мере три другие компании — Genexine, Takis и OncoSec — проводят исследования на людях электропорированной ДНК-вакцины против COVID-19. Другие компании, такие как Ichor Medical Systems и IGEA Clinical Biophysics разработали устройства электропорации, которые они лицензируют фармацевтическим компаниям для доставки ДНК-вакцины против других заболеваний. Однако не все думают, что электропорация — это решение для ДНК-вакцин.Некоторые группы продолжают работать над альтернативными методами доставки, надеясь, что всплеск интереса со стороны пандемии подтолкнет и их стратегии к финишу.

    В двухэтапном процессе Inovio ДНК-вакцина сначала вводится с помощью шприца. Затем устройство Cellectra прижимается к коже для электропорации клеток. Спенсер Лоуэлл

    Введение нового, незнакомого устройства в процесс вакцинации, особенно во время пандемии, несомненно, сопряжено с логистическими проблемами.Устройства должны производиться и поставляться серийно, что увеличивает стоимость вакцины. Медицинский персонал должен быть обучен работе с Cellectra. Дополнительный шаг (удар после прививки) увеличивает время каждой вакцинации. Учитывая, что люди выстраивались тысячами в автомобильные очереди протяженностью в несколько миль, чтобы получить вакцину от COVID-19, эти неудобства нетривиальны.

    «Я не знаю, что [вакцина Иновио] будет использоваться» во время этой пандемии, — говорит Мур, иммунолог из Weill Cornell.«Он не из самых мощных и один из самых неудобных в доставке, поэтому в конце концов люди будут голосовать ногами — или руками, в зависимости от того, что может быть», — говорит он. Лю из Международного общества вакцин добавляет: «У нас даже нет достаточного количества людей, обученных в США, чтобы делать достаточно инъекций шприцами». «Будет трудно сделать», — говорит она.«Я думаю, что это устройство представляет собой гораздо более серьезную проблему, не с точки зрения логистики, а с точки зрения маркетинга», — говорит Брюс Гудвин, который в настоящее время возглавляет исследования по созданию биотехнологий в Управлении совместной программы Министерства обороны США по химическим, биологическим, радиологическим и химическим веществам. Ядерная оборона (JPEO – CBRND). «Устройство, которое [выглядит] в основном [похоже] на смесь соникатора и электрошокера, не обязательно из тех пиарщиков, которых хотят выпускать, если нет другого выбора.»

    Спенсер Лоуэлл

    С другой стороны, вакцины от COVID-19, доступные прямо сейчас, не могут быть доступны в больших количествах по всему миру. Изначально вакцины Pfizer и Moderna должны были транспортироваться и храниться в морозильных камерах при температуре около –80 ° C и –25 ° C соответственно. (В феврале компания Pfizer пересмотрела свои правила хранения, чтобы разрешить хранение при температуре
    –25 ° C в течение до двух недель.) Вакцины COVID-19, разработанные Johnson & Johnson, AstraZeneca и Novavax, а также внедренные в Китае и России не нужны ультрахолодные морозильники, но все они нуждаются в охлаждении.

    Во многих бедных и отдаленных частях мира этой сложной цепочки поставок холодильников или морозильников просто не существует. Даже в более развитых и урбанизированных странах существует множество историй о неудачах. Плохой температурный режим испортил 12 000 доз на пути в Мичиган. Отключенный морозильник убил 2000 доз в больнице в Массачусетсе. Повсеместные отключения электроэнергии в Техасе привели к остановке поставок и заставили чиновников изо всех сил пытаться ввести тысячи доз, прежде чем они испортятся.

    Вакцина, которую можно хранить при комнатной температуре, позволит избежать этих ловушек и «значительно упростит распространение вакцины по всему миру», — говорит Ульмер, бывший исследователь GSK.«Это большое преимущество». По данным компании, вакцина Inovio стабильна в течение года при комнатной температуре от 19 ° C до 25 ° C и не менее месяца в жарком климате.

    мРНК-вакцины Pfizer и Moderna также обычно вызывают гриппоподобные побочные эффекты, такие как лихорадка, озноб, головная боль, мышечные боли, тошнота и усталость. Некоторые из этих реакций были невероятно сильными, — говорит Барбара Фелбер, старший научный сотрудник отделения вакцин Национального института рака. Например, через несколько часов после вакцинации мРНК COVID-19 25-летний сын Фельбера дрожал и дрожал с ног до головы, будучи одетым во все одеяла в своей квартире.«У него была такая плохая реакция, что мы разговаривали с ним по телефону всю ночь», — говорит Фельбер. Конечно, у большинства людей нет такой реакции, добавляет она, и побочные эффекты временны. «Так лучше. иметь [побочные эффекты], чем заразиться SARS-CoV-2 », — подчеркивает она.

    Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) отслеживают побочные эффекты вакцин против COVID-19 с помощью инструмента для смартфонов под названием
    V-safe, с помощью которого получатели могут самостоятельно сообщать о своих симптомах.Около 25 процентов участников сообщили о лихорадке, а 42 процента сообщили о головных болях после приема второй дозы вакцины Pfizer. «Я не слышал ни о ком, кто получил бы инъекцию ДНК с электропорацией, у кого был бы какой-либо из этих типов побочных эффектов», — говорит Фелбер. Бродерик, руководитель отдела исследований и разработок компании

    Положительных сторон ДНК-вакцин, плюс простота производства и низкая стоимость одной дозы, было достаточно, чтобы убедить Министерство обороны вложить значительные средства в Inovio на раннем этапе пандемии.В июне 2020 года агентство выделило 71 миллион долларов на расширение производства устройства Cellectra для вакцины против COVID-19. Министерство обороны также оплатит исследования фазы 2 и 3 клинических испытаний Inovio, говорит Николь Дорси, директор по отбору и оценке технологий в JPEO-CBRND Министерства обороны США, которая курирует финансирование. «Устройство электропорации, вероятно, является менее привлекательной частью ДНК-вакцины», но развернуть его намного проще, чем поддерживать транспортировку по холодовой цепи за границу, — говорит она.

    Логистика нового устройства кажется вполне управляемой для военных.«Пытаться развернуть эти устройства [Cellectra] 3PSP для 300 миллионов человек в каждом Walgreens на каждом углу — это логистическая проблема, которая, вероятно, просто неразрешима», — говорит Крис Эрнхарт, технический директор программы поддержки биотехнологий в JPEO-CBRND. «В случае Министерства обороны это легко разрешимо, потому что у нас очень специфическая популяция, и ее численность немного ниже».

    Даже если технология и вакцины Inovio не будут приняты в гражданском мире во время этой пандемии, они могут оказаться полезными в долгосрочной перспективе.«Инвестиции, которые мы делаем сейчас, связаны с реакцией на COVID, но во многих отношениях мы также готовимся к следующему мероприятию, — говорит Эрнхарт. — Это может быть мероприятие биологической войны или другое эндемическое заболевание. вспышка.»

    И, возможно, пришло время для технического апгрейда. Бродерик из Inovio отмечает, что люди впервые начали вводить лекарства с помощью шприцев около 1650 года, когда гусиные перья использовались в качестве игл. «На самом деле это действительно устаревший метод, — говорит она. — В то время, когда мы носим в карманах больше вычислительной мощности, чем то, что было отправлено на Луну, мы должны быть открыты для новых технологий доставки вакцин.»

    Эта статья появится в номере печати за июнь 2021 года под названием« Vaccines Go Electric ».

    Технология пищевых сенсоров: что входит в мою задачу в области пищевых продуктов

    Сравнение качества продуктов питания и количества в США

    Североамериканская диета — это то, что можно назвать «смешанным благословением». В обмен на изобилие и удобство мы существенно пошли на компромисс в отношении качества еды. Будь то переработка, упаковка, консерванты или долгая история генетических модификаций, вызванных сельским хозяйством и монокультурой, сегодняшние продукты питания не всегда обеспечивают надлежащий баланс питательных веществ.

    Результаты этого очевидны и для современного общества, поскольку во всем мире наблюдается рост таких метаболических состояний, как ожирение, диабет, сердечно-сосудистые заболевания, гипертония, инсульт и рак. Ежегодные расходы на здравоохранение, связанные с лечением этих проблем, достигают миллиардов, что является бременем как для налогоплательщиков, так и для систем здравоохранения, испытывающих нехватку денежных средств.

    И хотя производители продуктов питания должны указывать, что входит в их продукты, и определять их пищевую ценность в виде четких цифр, исследования показали, что этикетки с пищевыми продуктами могут быть неточными до 20%.Меню ресторанов страдают аналогичными несоответствиями, и государственные регулирующие органы также неэффективны, потому что у них просто нет ресурсов для проверки точности всех пищевых этикеток.

    Датчики пищевых продуктов, помогающие сделать лучший выбор

    К счастью, существует ориентированное на рынок решение в виде персонализированных датчиков пищевых продуктов. Будь то ручные сканеры, небольшие пластыри или устройства, похожие на устройства, эти новые датчики предлагают возможность сканировать продукты, которые мы покупаем, точно узнавать, что в них содержится, отслеживать их порчу и, по сути, делать более здоровый выбор в отношении того, что мы едим. .

    Художественный концепт датчика руки TellSpec, который только что завершил краудфандинговую кампанию. Кредит: indiegogo.com

    Рассмотрим TellSpec, портативный датчик, созданный на основе краудфандинга одноименным стартапом из Торонто. TellSpec, разработанный предпринимателем Изабель Хоффман и профессором математики Йоркского университета Стивеном Уотсоном, представляет собой рамановский спектрометр (технология, аналогичная технологии, используемой для обнаружения рака в образцах крови), в которой используется алгоритм для поиска аллергенов, химикатов, питательных веществ, калорий и ингредиентов. в еде.

    Вдохновленный инцидентом, когда у ее дочери началась аллергическая реакция на пищу, Хоффман связалась с Watson и предложила концепцию устройства размером с флеш-накопитель, которое будет использовать спектрометр для сканирования продуктов, измерения отраженного света и отправьте эту информацию в приложение для смартфона, которое использует алгоритмы TellSpec для измерения качества пищи,

    А еще есть «SCiO», еще один портативный молекулярный датчик, который недавно завершил успешную краудфандинговую кампанию.Как и TellSpec, SCiO использует спектрометрию для измерения «молекулярного отпечатка пальца» объекта, освещая его рядом с инфракрасным светом, который стимулирует молекулы, а затем записывает их реакции.

    Разработанное израильским стартапом Consumer Physics, устройство размером примерно с USB-накопитель поставляется с проприетарным приложением, которое отправляет полученную информацию о питании на смартфон пользователя. Помимо продуктов питания и бакалеи, устройство также может сканировать лекарства, витамины и растения, чтобы определить, безопасны ли они для употребления.

    Датчик съедобных пищевых продуктов, разработанный исследователями из Университета Тафтса, Фото: fastcoexist.com

    С другой стороны, большой прогресс был достигнут в разработке крошечных одноразовых датчиков, которые могут контролировать продукты питания и продукты на предмет порчи. . Например, группа ученых из Университета Тафтса недавно создала новый съедобный датчик из шелка и сусального золота, который контролирует пищу, чтобы узнать, свежая ли она, избегая предположений о сроках годности.

    В то время как шелк действует как растворимый органический корпус, золото в датчике способно обнаруживать химические и физические изменения пищи по мере ее созревания и гниения, создавая уникальный электромагнитный сигнал, который затем может улавливаться смартфоном пользователя. через специализированное приложение.Короче говоря, достаточно просто провести телефоном над едой, чтобы понять, безопасно ли ее есть.

    В конце 2014 года химики Массачусетского технологического института также объявили, что они работают над беспроводным недорогим датчиком, который, помимо прочего, мог бы определять испорченные продукты на ранней стадии, обнаруживая выделяемые ими газы по мере того, как они медленно превращаются в гниль. Используя метки ближнего поля (NFC), дополненные углеродными нанотрубками, эти датчики получают энергию от коротких магнитных импульсов, излучаемых смартфоном, и смещают их, указывая на то, что еда начинает портиться.

    Используя метки NFC и углеродные нанотрубки, исследователи из Массачусетского технологического института создали пластырь, отслеживающий порчу продуктов питания. Предоставлено: MIT

    . Еще в 2013 году бельгийская технологическая компания Checkpack представила свою концепцию датчика пищевых продуктов, который использует оптическую технологию для определения того, испортилась ли еда. В то время как другие датчики предназначены для размещения на пищевых продуктах или в холодильнике, это устройство предназначено для интеграции в упаковку пищевых продуктов, чтобы убедиться, что они по-прежнему безопасны для употребления.

    Оказавшись там, он ищет признаки порчи путем оптического измерения летучих соединений, связанных с процессом, а также проверяет целостность упаковки пищевых продуктов, измеряя выбросы CO2 и O2. Получив необходимые 2,6 миллиона евро в виде финансирования от IWT — Бельгийского агентства по инновациям в области науки и технологий — они потратят следующие четыре года на разработку своего прототипа и его вывод на рынок.

    И, наконец, что не менее важно, в последние годы появилось несколько концепций датчиков пищевых продуктов на основе шкалы.Буквально в прошлом году Ситу и GE Global Research представили две концепции бытовой техники, которые могут измерять питательную ценность того, что покупает их владелец.

    В случае Ситу — датчика, созданного на основе краудфандинга, разработанного бывшим специалистом Apple Майклом Гротхаусом и другом Хосе Фаринья, — пользователь может определить, что находится в его домашней еде, поместив ингредиенты на весы и затем получив данные об их калорийности и соли. , сахар, белок и жир. Затем эта информация отправляется в приложение для смартфона через Bluetooth, и эта информация может быть сохранена как часть общей диеты и плана питания.

    GE представляет собой несколько иную концепцию, состоящую из устройства, похожего на контейнер, которое имеет белую пластиковую шкалу внизу и верхнюю крышку с электроникой и датчиками. После того, как еда помещена внутрь, устройство использует микроволны для оценки содержания жира и воды в продукте, предполагая при этом фиксированную калорийность таких вещей, как белок и углеводы, и вычисляет общее количество калорий в продукте.

    От карманных компьютеров до домашних — технологии открывают эпоху, когда питание может быть индивидуальным.Такого рода инновации не только предлагают людям более широкие возможности для более безопасного и здорового питания, но также предлагают потенциальные преимущества сокращения затрат для наших систем здравоохранения.

    Разработка технологий краудсорсинга и контроля пищевых продуктов

    Если вы заинтересованы в том, чтобы внести свой вклад в такого рода инновации, у вас есть идея, которой вы хотите поделиться, или вы хотите узнать больше по этому поводу, ознакомьтесь с собственной статьей «Что в моей еде» от HeroX !? Вызов. Этот конкурс в настоящее время находится на этапе финансирования и предложит денежные призы всем, у кого есть идеи относительно рентабельных и точных технологий определения пищевых продуктов.

    Он спонсируется компанией Intake из Торонто, занимающейся исследованиями в области питания и здоровым образом жизни. Посмотрите их промо-видео ниже:

    Источники:

    Этот крошечный датчик на зубах может отслеживать пищу, которую вы едите | Инновация

    Зубчатый датчик Пучки

    Диетологи часто рекомендуют вести дневник питания, чтобы отслеживать приемы пищи, избегать бессмысленного переедания и следить за питательными веществами, такими как соль, жир и витамины.Но записывать все, что вы едите, утомительно, и многие люди бросают свои усилия через несколько дней или недель.

    В будущем вы, возможно, сможете отслеживать потребление пищи с помощью наклейки, прикрепленной к зубу. Исследователи из Университета Тафтса разработали зубной датчик, который может отслеживать уровень глюкозы, соли и алкоголя и передавать информацию на устройство по беспроводной сети.

    Гибкий датчик размером два на два миллиметра может прикрепляться к мелко неровной поверхности зуба.Сенсор состоит из трех слоев: двух внешних золотых колец и внутреннего слоя из биологически реагирующего материала, чувствительного к глюкозе, соли и алкоголю. Эти вещества изменяют электрические свойства материала и заставляют его передавать другой спектр радиочастотных волн. Вместе эти три слоя действуют как антенны, транслируя информацию на мобильные устройства, такие как телефоны или планшеты.

    В то время как материал в прототипе чувствителен только к глюкозе, соли и алкоголю, исследователи надеются разработать его для обнаружения гораздо более широкого спектра химических и питательных веществ.

    «Если вы можете усовершенствовать датчик и спроектировать его для создания базы данных о потреблении продуктов питания, тогда вы можете подумать об управлении питанием», — говорит Фьоренцо Оменетто, профессор инженерии, руководивший исследованием. «Это может напоминать нам, что мы слишком много злоупотребляем сахаром или чем-то в этом роде».

    Ученые и раньше разрабатывали носимые устройства для контроля за приемом пищи. Большинство из них были в форме каппы. Японские исследователи разработали устройство для контроля мочевой кислоты, а американские и бразильские ученые создали другое устройство для контроля уровня глюкозы; оба содержали биосенсоры и модули беспроводной связи.Но для этого необходимо носить капу, что, как известно любому зубочисту, может быть неудобно.

    Теоретически диабетики могут использовать новый датчик на зубах, чтобы контролировать потребление сахара и передавать информацию своим врачам. Это может быть полезно для людей с другими заболеваниями, которые требуют, чтобы они следили за своим питанием, например, для пациентов с высоким кровяным давлением, которым необходимо ограничить потребление соли, или для людей с глютеновой болезнью, которым необходимо полностью избегать глютена.

    Устройство также потенциально может обнаруживать физиологические состояния, такие как изменения слюны, которые сигнализируют о развитии заболевания десен. Или, возможно, он может обнаруживать химические маркеры усталости, предупреждая вас, что вы слишком устали, чтобы водить машину.

    «Это исследование является интересным доказательством концепции, демонстрирующей, что небольшие беспроводные биосенсоры могут обнаруживать изменения в слюне из-за присутствия таких соединений, как соль, сахар и алкоголь», — говорит Бен Альмквист, профессор биоинженерии в Имперском колледже Лондона. .

    Но, по словам Альмквиста, прежде чем технология будет готова к ежедневному использованию в качестве заменителя пищевых дневников, возникнут «серьезные препятствия».

    «Например, для непрерывного мониторинга приема пищи датчики должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать истирание во время жевания. Кроме того, пищевые продукты представляют собой сложные смеси соединений, включая соли, сахара и белки, и относительные количества каждого из них входят в состав в слюну будет зависеть от таких факторов, как характер пищи (например,грамм. приготовленные по сравнению со свежими), количество разжевываний и время нахождения во рту перед проглатыванием ».

    Но другие, менее сложные применения могут быть ближе, говорит Альмквист. Было бы проще обнаружить в слюне такие соединения, как лактат, что важно для наблюдения за пациентами, оказывающими интенсивную терапию, а также за спортсменами во время тренировок.

    Затем возникает критический вопрос эстетики: сколько людей хотят, чтобы компьютер выглядел как компьютерный чип на зубе?

    «Это своего рода прыжок веры — некоторым это может показаться ужасным», — шутит Оменетто.«Вы можете сделать [устройства] в форме цветка или чего-то подобного».

    По правде говоря, датчик можно просто установить на задний зуб, где он не виден. Передний зуб использовался в пресс-материалах Тафтса просто для демонстрации технологии. Зуб, о котором идет речь, принадлежит Логану Гарбарини, студенту инженерного факультета, который работал над исследованием и является соавтором статьи.

    «Он один из самых талантливых студентов, которые у меня были за последнее время», — говорит Оменетто. «И его резцы стали очень известными.«

    Инженерное дело Наука о еде Здоровье Зубы

    границ | Определение микроструктуры пищи на основе сенсорного обнаружения потребления пищи

    Введение

    Точное понимание пищевых привычек требует отслеживания динамического процесса каждого эпизода приема пищи, известного как микроструктура еды (1–3).Микроструктура еды включает такие факторы, как продолжительность эпизода приема пищи (продолжительность от начала приема пищи до конца, включая паузы), продолжительность фактического приема пищи (время, потраченное на прием пищи в данном эпизоде ​​приема пищи), количество событий приема пищи (перекус, потенциально с последующей последовательностью жеваний и проглатываний), скорость проглатывания, частота жевания, эффективность жевания и размер укуса (4). Микроструктура еды напрямую связана с пищевыми привычками людей. Таким образом, изучение микроструктуры пищи может потенциально дать новые идеи в отношении лечения ожирения и сопутствующих заболеваний.Необходим точный метод мониторинга приема пищи, чтобы фиксировать микроструктуру пищи и обеспечивать лучшее понимание пищевого поведения. Кроме того, такие методы потенциально могут способствовать появлению новых методов снижения потребления калорий и / или предоставить более эффективные инструменты самооценки и обратной связи для тех, кто придерживается диеты с ограничением калорий (5).

    Существует множество доклинических данных, демонстрирующих важность микроструктуры еды для потребления калорий и контроля веса на животных моделях (6–8), но подробные исследования на людях редки.Среди немногих существующих исследований на людях продемонстрированы различия в микроструктуре еды у людей с ожирением и худых, у мужчин и женщин, а также у людей с различным состоянием здоровья (9–11). Кроме того, было показано, что большие размеры порций пищи увеличивают размер укусов и скорость приема пищи, что приводит к более высокому потреблению калорий у женщин с избыточным весом (12). В другом исследовании медленное употребление одного и того же блюда по сравнению с быстрым увеличивало расход энергии через термический эффект пищи и улучшало метаболические параметры (13).Однако в настоящее время нет данных клинических исследований о свободном существовании, которые информируют о том, как эти изменения могут повлиять на потребление калорий и контроль веса.

    Нехватка человеческих данных о микроструктуре пищи может быть связана с трудностью получения точных данных, особенно в условиях проживания в сообществе, в которых потребление пищи и микроструктура пищи колеблются больше, чем в контролируемых лабораторных условиях. Традиционные методы оценки диетического питания, такие как анкеты по частоте приема пищи, записи о рационе питания и суточное напоминание о питании, основываются на самоотчетах участников (14–16).Ошибки самооценки могут составлять до 50% от предполагаемого потребления, что приводит к неточной оценке, что может повлиять на медицинский диагноз или диетические вмешательства (17). Основные причины неточности в самооценке включают занижение или завышение сведений обо всех потребленных продуктах питания и неправильную оценку потребленных порций. Кроме того, существует вероятность изменения пищевого поведения людей, когда они знают, что за ними наблюдают (18). Кроме того, традиционные методы самооценки не предоставляют важной информации о характере / микроструктуре еды, такой как количество укусов или скорость приема пищи (19).

    Для отслеживания поведения при приеме пищи были предложены носимые сенсорные системы, которые объединяют различные сенсорные методы. В большинстве этих методов используются датчики, которые измеряют поведенческие проявления при еде, такие как жесты «рука в рот», укусы, жевания и глотания (20). Используются различные подходы, в том числе датчик тензодатчика полости рта для измерения давления и сгибания языка во время жевания (21), звуковой датчик в ушной подушке для улавливания вибраций, передаваемых воздухом во время жевания (22), миниатюрные микрофоны в наружном слуховом проходе для улавливание жевания (23), акустический датчик, надеваемый на шею для обнаружения звуков, издаваемых ртом и горлом пользователя во время еды (24), комбинация трехмерного гироскопа и 3 датчиков приближения, надеваемых в наушнике для измерения деформаций слухового прохода (25). ), похожий на часы датчик (счетчик укусов) для отслеживания движения запястья во время жестов рукой ко рту (26), текстильный емкостный датчик, носимый как шейный ободок, который обнаруживает глотание и физическую активность (27), носимый 3-осевой акселерометр в качестве умных часов для распознавания жестов соприкосновения рук (28), микрофона на основе пьезоэлектрического датчика для оценки звуков жевания и глотания (29) и других.Алгоритмы обработки сигналов и распознавания образов интерпретируют сигналы датчиков для распознавания приема пищи, часто после сегментирования сигналов датчиков на временные интервалы или эпохи фиксированной продолжительности. Алгоритм распознавания приема пищи обрабатывает фрагмент сигнала датчика в течение заданного интервала времени и присваивает ему метку «прием пищи» или «прием пищи не принимается». Таким образом, продолжительность сегментации сигнала датчика, в свою очередь, определяет временное разрешение обнаружения приема пищи. В таблице 1 перечислены исследования, упомянутые ранее, с соответствующими временными разрешениями.

    Таблица 1 . Обзор литературы по обнаружению приема пищи с разрешением датчика по времени.

    Наша группа занимается разработкой систем для характеристики поведения при приеме пищи с помощью неинвазивного мониторинга глотания и жевания (30–33). В более раннем исследовании (30) мы предложили определять прием пищи на основе частоты жевания и глотания. Мгновенную частоту глотания усредняли по скользящему окну 30 с. В другом исследовании автоматическое определение приема пищи было основано на звуках глотания с использованием высокоточного микрофона, размещенного над гортани (31).Звуковые данные были разделены на серию перекрывающихся эпох (375 мс, 750 мс, 1,5 с и 3 с), причем эпоха 1,5 с продемонстрировала наивысшую точность распознавания. Затем мы исследовали обнаружение глотания с помощью электроглоттографа с использованием эпох длительностью 30 с (34). Мы также предложили неинвазивный мониторинг жевания с помощью пьезоэлектрического датчика деформации (32). Были оценены три различных разрешения по времени (15, 30 и 60 с), чтобы определить подходящий размер окна для обнаружения приема пищи, причем разрешение 30 с было наиболее точным.Недавно мы представили и проверили новую носимую сенсорную систему [автоматический монитор приема пищи (AIM)] для определения потребления пищи в условиях общинного проживания (33) путем отслеживания движения челюсти. В этом исследовании мы использовали 30-секундные окна для распознавания приема пищи. Совсем недавно мы модифицировали AIM для отслеживания деформации височной мышцы во время приема пищи (35). В этом исследовании прием пищи распознавался с точностью 99,85% и временным разрешением 3 с. Таким образом, мы установили, что AIM определяет прием пищи с высокой степенью точности, но мы еще не определили, какое временное разрешение обеспечит наибольшую точность при оценке микроструктуры еды.

    Цель этого исследования была двоякой: (1) охарактеризовать микроструктуру еды, включая продолжительность эпизодов приема пищи, продолжительность фактического приема пищи и количество событий приема пищи у здоровых молодых людей, проживающих в сообществе, с использованием AIM, и (2) для определения оптимальное временное разрешение для этого. Рекомендации по временному разрешению могут быть использованы в будущих исследованиях для точной оценки практических возможностей существующих и новых методов определения приема пищи.

    Материалы и методы

    Сбор данных

    Экспериментальные данные были собраны у 12 участников (6 мужчин и 6 женщин) со средним возрастом 26 лет.7 лет (стандартное отклонение ± 3,7) и средний индекс массы тела 24,4 кг / м 2 2 (стандартное отклонение ± 3,8). Ни один человек не сообщил о каком-либо заболевании, которое могло бы повлиять на нормальный прием пищи. Все участники прочитали и подписали документ информированного согласия перед началом эксперимента. Исследование было одобрено Внутренним наблюдательным советом Университета Алабамы. Каждого участника попросили носить сенсорную систему (AIM) в течение 24 часов, когда потребление пищи составляло ad libitum . Во время эксперимента участники могли заниматься повседневной жизнедеятельностью без ограничений.

    AIM состоял из модуля сбора данных, который носился на шнурке на шее, и имел интерфейс для трех различных датчиков:

    (a) Датчик движения челюсти — для обнаружения характерного движения челюсти во время жевания (32, 36). Этот датчик крепился непосредственно под ухом с помощью медицинского клея.

    (b) Датчик жестов руки — для обнаружения жестов рукой в ​​рот, связанных с укусами. Он состоял из радиочастотного передатчика, установленного на внутренней стороне ведущей руки, и радиочастотного приемника на модуле сбора данных, работающем в диапазоне радиочастотной идентификации 125 кГц.

    (c) Трехосевой акселерометр — для определения ускорения тела. Этот датчик находился в модуле сбора данных.

    (d) Кнопка — в качестве справочного метода для сообщения о приеме пищи. Точность отчета о нажатии кнопки была проверена в контролируемом лабораторном исследовании (37) по сравнению с видеонаблюдением. Участников попросили держать кнопку в недоминантной руке.

    Сигналы датчиков были получены модулем сбора данных с частотой дискретизации 1 кГц.Все сигналы датчиков были квантованы с 12-битным разрешением и переданы через встроенный Bluetooth на смартфон Android. Помимо ношения AIM, участников также попросили вести бумажный дневник питания, отмечая время начала и окончания каждого эпизода приема пищи, какие продукты и напитки были употреблены.

    Участники были проинструктированы нажимать кнопку в начале каждого укуса твердой или полутвердой пищи или в начале эпизода жевания. Кнопку удерживали во время жевания и отпускали в конце жевания.Кнопка также использовалась для сообщения о приеме напитка путем нажатия и удерживания кнопки в течение эпизода приема напитка.

    Обнаружение приема пищи

    В этом исследовании использовались три различных метода для мониторинга приема пищи и микроструктуры пищи: дневники питания, AIM и кнопка. При использовании дневникового метода информация о потреблении пищи была получена непосредственно из заполненных дневников питания. Чтобы определить потребление пищи с помощью AIM, алгоритма выделения признаков и модели классификации, разработанные в работе.(33). Модель автоматически распознала прием пищи с разрешением 30 с по сигналам датчика AIM.

    Анализ микроструктуры пищи

    Параметры микроструктуры каждого эпизода приема пищи оценивались по потреблению пищи, указанной методами, описанными в разделе «Определение приема пищи». Пример отдельного эпизода приема пищи, оцененного каждым из этих методов, показан на Рисунке 1.

    Рисунок 1 . Об эпизоде ​​приема пищи сообщили (A), дневник питания, (B) автоматический монитор приема пищи (AIM) и кнопка (C) i и β i представляют продолжительность отдельного события приема пищи для кнопки и AIM, соответственно. Значения D EED , D EEA и D EEB представляют продолжительность эпизода приема пищи из дневника питания, AIM и кнопки соответственно.

    Параметры микроструктуры, извлеченные из дневника, AIM и кнопки:

    Количество приемов пищи ( N ), определяемое как количество активных сегментов приема пищи в эпизоде ​​приема пищи (приеме пищи).Количество событий приема пищи для дневника питания ( N D ) всегда было 1. Количество событий приема пищи для кнопки и AIM было представлено как N B и N A , соответственно.

    Продолжительность эпизода приема пищи ( D EE ), продолжительность между временем начала и окончания эпизода приема пищи, включая сегменты без приема пищи. В случае дневника питания разница между зарегистрированным временем начала и окончания была определена как продолжительность эпизода приема пищи ( D EED ).Для вычисления продолжительности с помощью AIM и кнопки ( D EEA и D EEB ) использовался алгоритм, описанный ниже.

    Продолжительность фактического приема пищи ( D I ), продолжительность фактического приема пищи (за вычетом любых сегментов, не связанных с едой) в рамках эпизода приема пищи. В случае дневника питания продолжительность фактического приема пищи ( D ID ) была такой же, как продолжительность эпизода приема пищи ( D EED ).Продолжительность каждого события атомарного приема пищи i- th для кнопки и AIM была выражена как α i и β i , как показано на рисунке 1, а продолжительность фактического приема пищи рассчитывалась как DIB = Σi = 1NBαi и DIA = Σi = 1NAβi.

    Вычисление D EEA и D EEB потребовало определения границ эпизода приема пищи. Как показано на Рисунке 1, эпизоды приема пищи могли иметь паузы и / или перерывы в приеме пищи, которые необходимо «сгладить» для оценки продолжительности.Для сглаживания сигнала используется функция, называемая «ядром», для вычисления среднего значения соседних точек данных. В этой работе сглаживающее ядро ​​в форме кривой Гаусса (нормальное распределение, σ = SD) использовалось на AIM и кнопке. Определение приема пищи с помощью AIM выполнялось с 30-секундными интервалами. Для определения подходящей ширины ядра были протестированы значения σ от 1 до 6 (интервалы обнаружения). Оптимальная ширина оказалась при σ = 5 (150 с). Затем начальная и конечная точки каждого эпизода приема пищи были определены путем пересечения исходного и сглаженного по Гауссу сигналов, как показано на рисунке 2.Продолжительность между A и B определялась как продолжительность эпизода приема пищи. Сценарий был написан в MATLAB (Mathworks Inc., Натик, Массачусетс, США) для вычисления всех длительностей.

    Рисунок 2 . Определение продолжительности эпизода приема пищи с помощью функции ядра Гаусса. Пересечение исходного и сглаженного сигналов дает время начала (точка A) и время окончания (точка B) эпизода приема пищи. Продолжительность эпизода приема пищи рассчитывается как разница между временем в точках B и A.

    Анализ временного разрешения

    Сигнал от кнопки, сообщающий о приеме пищи с наилучшим временным разрешением (0,1 с), был использован для анализа оптимального разрешения для захвата параметров микроструктуры еды. Для наилучшей характеристики различных аспектов микроструктуры муки можно использовать разные временные разрешения. Например, события жевания могут быть зафиксированы с кратковременным разрешением в 3 секунды. С другой стороны, для обнаружения глотания может потребоваться окно длительностью до 30 с.Мы исследовали диапазон временных разрешений при регистрации параметров микроструктуры. Чтобы протестировать диапазон временных разрешений, представляющих методы, приведенные в таблице 1, сигнал кнопки был повторно дискретизирован с постепенно увеличивающимися размерами окна (1–30 с, представляя диапазон интервалов обнаружения, описанных в недавней литературе) с использованием алгоритма повторной дискретизации (38). Затем параметры микроструктуры были рассчитаны на основе повторно дискретизированного сигнала и проверены на равенство с использованием статистического анализа, описанного ниже.

    Статистический анализ

    Статистический анализ выполнялся с помощью SAS 9.0 (Институт SAS, Кэри, Северная Каролина, США) и Matlab 2015 (Mathworks Inc., Натик, Массачусетс, США). Различия в D EE и D I , вычисленные на основе AIM, дневника и кнопки с временным разрешением 0,1–30 с, были проанализированы с помощью линейной смешанной модели с участником в качестве случайного фактора. Если смешанная модель показывала значительную разницу между методами, проводился апостериорный анализ множественных сравнений Тьюки – Крамера, чтобы определить, какие методы отличаются друг от друга.Данные для N B при различных временных разрешениях были проанализированы с помощью однофакторного повторного дисперсионного анализа, чтобы определить, дает ли различное временное разрешение разные результаты. Поскольку параметрический метод не соответствовал остаточным диагностическим критериям, для повторного дисперсионного анализа был принят непараметрический метод критерия Фридмана. Если результаты дисперсионного анализа были значимыми, то выполнялся апостериорный тест множественных сравнений Тьюки-Крамера, чтобы определить, какие временные разрешения отличаются друг от друга.Для оценки относительной систематической ошибки (средней разницы) и случайной ошибки (1,96 SD разницы) между методами были исследованы графики Бланда и Альтмана (39). Статистическая значимость была принята при p -значение <0,05.

    Результаты

    В исследовании из 12 участников 4 участника не предоставили информацию о времени начала и окончания эпизодов приема пищи на молочных фермах. Для остальных 8 участников 23 эпизода поедания имели полную информацию о времени (на основе молочных заводов), тогда как 6 эпизодов поедания имели частичную информацию о времени (например,g., только время начала и не время окончания), поэтому в анализ были включены только 23 эпизода приема пищи. Смешанная модель показала, что существуют статистически значимые различия в микроструктуре еды между дневником питания, AIM и кнопкой. Анализ множественных сравнений показал, что модели D EE и D I из дневника питания значительно отличались от AIM ( p <0,001) и кнопки ( p -значение <0.001), но результаты AIM и нажатия кнопки не отличались друг от друга (рис. 3A). Продолжительность приема пищи, указанная участниками в дневнике питания, была значительно завышена по сравнению с AIM и кнопкой (рис. 3B). Анализ Бланда – Альтмана на Рисунке 4 показывает хорошее соответствие между методами AIM и нажатием кнопки, но плохое согласие между дневником и другими методами. Что касается продолжительности эпизодов приема пищи на рисунках 4A – C, пределы согласия между AIM и кнопкой были уже по сравнению с пределами согласия между дневником и кнопкой и дневником с AIM.Аналогичный узкий диапазон согласования пределов был обнаружен для фактической продолжительности приема, показанной на Рисунке 4F.

    Рисунок 3 . Продолжительность всех эпизодов приема пищи. (A) Продолжительность переедания. (B) Продолжительность фактического приема.

    Рисунок 4 . Графики Блэнда – Альтмана для количества эпизодов приема пищи. (A) Продолжительность эпизода приема пищи ( D EE ) дневника и кнопки. (B) Продолжительность проглатывания ( D I ) дневника и кнопки. (C) D EE дневника и автоматического монитора приема пищи (AIM). (D) D I дневника и AIM. (E) D EE AIM и кнопки. (F) D I AIM и кнопки. Синие точки обозначают эпизоды приема пищи.

    Малая степень дисперсии в распределении D IB и D IA по сравнению с D EEB и D EEA , соответственно, указывает на то, что D I значительно меньше измеренного D EE от границ (Рисунок 5).

    Рисунок 5 . Коробчатые диаграммы для измеренной продолжительности эпизодов приема пищи [измеряется нажатием кнопки — D EEB и автоматический монитор приема пищи (AIM) — D EEA ] и приема пищи (кнопка — D IB , AIM — D IA ) с различным временным разрешением. (A) Кнопка с разрешением 0,1 с и AIM с разрешением 30 с. (B) Нажимайте кнопку с разрешением 30 с и AIM с разрешением 30 с. Красная линия указывает на медианное значение.Верхние и нижние усы показывают минимальные и максимальные изменения в пределах 25-го и 75-го процентилей соответственно. Нижняя и верхняя горизонтальные синие линии (на прямоугольнике) указывают первый и третий квартили. Точки данных за пределами поля помечены как «выбросы» и показаны красным крестиком.

    Результаты непараметрического теста Фридмана показывают, что по крайней мере два N , вычисленные с разным разрешением метода нажатия кнопки, значительно различались ( p -value <0.05). Post hoc Тест Тьюки – Крамера демонстрирует, что N B не показал существенных различий для высоких разрешений (0,1, 1 и 5 с) и показал различия для низких разрешений (10–30 с; рис. 6A). Результаты также показывают, что низкие разрешения (например, 15 с) не показывают значительных различий для низких разрешений (10–30 с), но значительных различий для высоких разрешений (0,1, 1 и 5 с). На рисунке 6B показаны распределения N B в виде прямоугольной диаграммы при различных разрешениях.Для низких разрешений N B начинает показывать небольшое среднее значение с компактным распределением, указывающим на потерю информации о микроструктуре муки.

    Рисунок 6 . (A) Post hoc Тест Тьюки – Крамера для количества событий приема пищи от нажатия кнопки при различных разрешениях. Среднее значение N B для каждого временного разрешения представлено символом «o». Буква «a» в строке указывает на то, что N B существенно не отличается, тогда как буква «b» указывает на то, что N B существенно отличается. (B) Распространение N B при различных разрешениях. Точки данных за пределами поля помечены как «выбросы» и показаны красным крестиком.

    Обсуждение

    В этом исследовании мы сравнили оценку параметров микроструктуры еды между дневником питания, методом носимых датчиков (AIM) и контрольной кнопкой. Стремясь найти стандартное временное разрешение для определения приема пищи, мы также предоставили анализ временного разрешения, который можно использовать для точной оценки параметров микроструктуры пищи.Основные результаты показали, что по сравнению с кнопкой (эталонный метод) датчик AIM обеспечивает более точную информацию о микроструктуре пищи по сравнению с дневником питания. Кроме того, мы обнаружили, что временное разрешение датчика 5 с было достаточным для оценки параметров микроструктуры муки. Эти результаты означают, что для характеристики микроструктуры пищи предпочтительнее использовать метод оценки питания на основе датчиков AIM, а не традиционный пищевой дневник. Кроме того, в будущих исследованиях следует использовать временное разрешение датчика <5 с, чтобы наилучшим образом охарактеризовать микроструктуру муки с использованием сенсорных технологий.

    Продолжительность приема пищи оказывает значительное влияние на общее количество потребляемой энергии (40), поэтому точная оценка продолжительности приема пищи / эпизода приема пищи и продолжительности фактического приема пищи очень важна для понимания пищевого поведения. Мы заметили, что дневник питания переоценивает продолжительность приема пищи для большинства эпизодов приема пищи по сравнению с AIM и эталонным методом. Одна из возможных причин такой разницы — это внутренняя ошибка записи дневников питания, составленных самими участниками. С другой стороны, AIM не зависит от самоотчета; следовательно, можно было бы ожидать, что AIM будет более точным по сравнению с дневником питания.Анализ Бланда – Альтмана показал, что расчетная продолжительность на основе AIM имела наименьшее относительное смещение и наименьший предел согласия с кнопкой по сравнению с дневником питания. Эти результаты показывают, что AIM может предоставить более точную информацию о продолжительности эпизода приема пищи и фактической продолжительности приема пищи по сравнению с дневником питания. Кроме того, AIM потенциально может предоставить информацию о поведении еды, исследуя ее микроструктуру. Таким образом, результаты показывают, что в отличие от дневника питания, AIM потенциально может обнаруживать процесс приема пищи и измерять параметры микроструктуры, не создавая бремени отчетности для пользователя.AIM потенциально может предложить дополнительную характеристику съеденных пищевых продуктов, анализируя параметр микроструктуры, что невозможно из дневника питания. Наглядным примером является зависимость продолжительности фактического приема пищи от продолжительности эпизода приема пищи. Даже самый лучший современный электронный дневник не способен оценить фактическое время, потраченное на еду, и время, потраченное на другие занятия во время еды. Использование сенсорной технологии позволяет измерять эти параметры микроструктуры и потенциально использовать их в качестве метрики при сравнении потребления пищи разными людьми.

    Наши результаты показывают, что продолжительность фактического приема пищи была значительно меньше, чем продолжительность эпизода приема пищи, поскольку эпизод приема пищи обычно состоял из нескольких приемов пищи и пауз между приемами пищи. Эти паузы могут быть короткими или длинными в зависимости от индивидуальных привычек питания или окружения и могут привести к существенным различиям между продолжительностью эпизода приема пищи и фактической продолжительностью приема пищи. Распределения D IB и D IA были значительно компактными и ниже, чем распределения D EEB и D EEA (рисунок 5).Также очевидно, что не было значительной разницы между средними линиями между соответствующими временными разрешениями, что означало, что AIM могла точно оценить продолжительность приема даже с более длительным разрешением 30 секунд. Чтобы обеспечить сравнение с тем же разрешением, сигналы кнопок были повторно дискретизированы, и были вычислены длительности (рисунок 5B). D EEB при разрешении 30 с продемонстрировал компактные квартильные диапазоны по сравнению с D EEB при 0,1 с. Срединные линии D EEB и D IA на 30 с начали указывать на небольшую разницу со средними линиями D EEA и D IA на 30 с.Потенциальной причиной может быть повторная выборка кнопки до 30 секунд, что уменьшило количество событий приема пищи с каждым эпизодом приема пищи.

    Использование сенсора с диапазоном временного разрешения (1–30 с) было важным, потому что оно представляет собой современный уровень сенсорного обнаружения приема пищи, о котором сообщалось в недавней литературе. Отчасти причина в том, что выбор временного разрешения для данного датчика зависит от фиксируемых физических явлений. Например, короткая продолжительность может лучше отражать микроструктурные свойства приема пищи, но временное разрешение может быть ограничено природой физиологического процесса, используемого для определения приема пищи.При использовании глотания для определения приема пищи проглатывание проявляется в увеличении частоты глотания с примерно 2 глотков в минуту до> 4 глотков в минуту, что ограничивает временное разрешение примерно 30 с (30). Жевание имеет частоту 0,94–2 Гц и, следовательно, может использовать временное разрешение (также известное как окно обнаружения) всего 3 с (35). Звуки жевания происходят в основном в диапазоне 1–2 кГц (41), и поэтому для звуков сообщалось, что окна обнаружения составляют всего 23 мс (23).Исследование Bellisle et al. (42) сообщили, что последовательные укусы разделены на 5–15 секунд для продуктов с разным уровнем вкусовых качеств. Как правило, более длинные окна обнаружения включают больше физиологических событий, представляющих интерес (жевание, глотание и т. Д.), И, следовательно, могут обеспечивать более высокую точность по сравнению с более короткими окнами обнаружения. Таким образом, существует потенциальный компромисс между оптимальным временным разрешением и точностью определения приема пищи, что, в свою очередь, влияет на точность представления микроструктуры пищи.Результаты показывают, что временные разрешения 10–30 с указывают на небольшие N B с компактными распределениями, а разрешения 0,1–5 с указывают на сравнительно разбросанные распределения с большими N B . Таким образом, можно сделать вывод, что временное разрешение 0,1–5 с точно описывает микроструктуру муки.

    В модуле датчика AIM сигналы датчика движения челюсти анализировались посредством обнаружения жевания для отслеживания приема пищи. Сигналы были разделены на неперекрывающиеся отрезки по 30 секунд в связи с историческими причинами развития технологии.Однако анализ N B показал, что желаемое временное разрешение сенсорного обнаружения приема пищи должно составлять ≤5 с, чтобы сохранить микроструктуру еды. Такая длительность окна потенциально поддерживается частотным диапазоном жевания (1,25–2,5 Гц), и в будущем будет изучено использование более коротких окон обнаружения для обнаружения жевания с помощью AIM.

    Основными сильными сторонами этого исследования было сравнение производительности дневника питания и AIM, а также определение потенциального временного разрешения для захвата микроструктуры еды с помощью сенсорных методов.Ограничением этого исследования было использование кнопки в качестве эталонного метода для оценки микроструктуры еды. Существует вероятность того, что использование портативной кнопки может изменить пищевое поведение участников, поскольку одна рука занята кнопкой. Хотя кнопка могла повлечь некоторые изменения в использовании рук, многие продукты потребляются только одной рукой. Это особенно верно в случае быстрого переваривания пищи, например, когда вы берете и съедаете небольшой продукт. Таким образом, мы полагаем, что микроструктура, полученная в этом эксперименте, является репрезентативной для еды в реальном мире.Участники также могут случайно нажать или отпустить кнопку и неверно сообщить о приеме. Хотя такие ошибки возможны, ручная пуговица, возможно, является одним из лучших способов оценки микроструктуры питания в условиях свободной жизни. Как показывает наш опыт, качество видеоаннотации микроструктуры еды сильно ухудшается в условиях, близких к свободному проживанию, из-за трудностей в интерпретации сложного пищевого поведения (например, еды во время разговора). Большая ловкость рук человека (например, продемонстрированная в сложной комбинации нажатия кнопок при работе на компьютере и в играх) в сочетании с самовосприятием («ощущением») процесса глотания позволяет точно представить даже временные события, такие как глотание (37).В качестве потенциальной альтернативы ручной кнопке можно использовать ножную педаль для записи реальных данных, чтобы участник мог использовать обе руки при потреблении пищи. В дальнейших исследованиях потребуется больше участников и большее количество эпизодов приема пищи. В будущей работе следует также изучить более сложные параметры микроструктуры, такие как скорость съедания.

    Заключение

    Точная характеристика микроструктурных свойств еды является ключом к регистрации точных режимов питания с использованием сенсорных методов.Результаты показали, что продолжительность эпизодов приема пищи, оцененная по дневникам питания, значительно отличалась от продолжительности, оцененной с помощью AIM и кнопки, и, кроме того, что AIM более точен, чем дневники питания. Основываясь на этой работе, желаемое временное разрешение сенсорного обнаружения приема пищи должно составлять ≤5 с для адекватного документирования параметров микроструктуры пищи.

    Заявление об этике

    Это исследование было проведено в соответствии с рекомендациями «Внутреннего наблюдательного совета Университета Алабамы» с письменного информированного согласия всех субъектов.Все субъекты дали письменное информированное согласие в соответствии с Хельсинкской декларацией. Протокол был одобрен «Внутренним наблюдательным советом Университета Алабамы».

    Авторские взносы

    AD задумал статистический анализ для характеристики микроструктуры еды, внес свой вклад в анализ и интерпретацию данных и составление рукописи. MF внес свой вклад в дизайн исследования, координацию исследования и разработал алгоритмы сенсорной оценки потребления пищи, а также способствовал редактированию рукописи.XY участвовал в статистическом анализе, интерпретации данных и редактировании рукописи. JP, MM, JH и ES внесли свой вклад в интерпретацию данных и редактирование рукописи. ES задумал исследование и способствовал его дизайну, анализу и интерпретации данных, а также редактированию рукописи. Все авторы читали и одобрили окончательный вариант рукописи.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Финансирование

    Исследование, представленное в этой публикации, было поддержано Национальным институтом диабета, болезней органов пищеварения и почек Национального института здоровья под номером награды R01DK100796. Авторы несут полную ответственность за содержание, которое не обязательно отражает официальную точку зрения Национальных институтов здравоохранения.

    Список литературы

    2. Беллисл Ф., Ле Магнен Дж. Структура приема пищи у людей: модели питания и питья у худых и страдающих ожирением субъектов. Physiol Behav (1981) 27: 649–58. DOI: 10.1016 / 0031-9384 (81)

    -7

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    3. Беллисл Ф., Лукас Ф., Амрани Р., Ле Магнен Дж. Депривация, вкусовые качества и микроструктура еды у людей. Аппетит (1984) 5: 85–94. DOI: 10.1016 / S0195-6663 (84) 80027-6

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    4. Гусс Дж.Л., Киссилефф Х.Р. Микроструктурный анализ пищеварительных паттернов человека: от описания до механистических гипотез. Neurosci Biobehav Rev (2000) 24: 261–8. DOI: 10.1016 / S0149-7634 (99) 00079-2

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    6. Чену О., Вуйлерме Н., Баки М., Диот Б., Каннард Ф., Паян Ю. TexiCare: инновационное встроенное устройство для профилактики пролежней. Предварительные результаты с добровольцем с параличом нижних конечностей. J Жизнеспособность тканей (2013) 22: 83–90. DOI: 10.1016 / j.jtv.2013.05.002

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    7.Janhunen SK, van der Zwaal EM, La Fleur SE, Adan RAH. Обратный агонизм α2A-адренорецепторов усиливает гипофагический эффект сибутрамина у крыс. Ожирение (2011) 19: 1979–86. DOI: 10.1038 / oby.2011.51

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    8. Гласс М.Дж., Грейс М.К., Клири Дж. П., Биллингтон С.Дж., Левин А.С. Влияние налоксона на микроструктуру сахарозы и кукурузного крахмала. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol (2001) 281 (5): R1605–12.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    11. Эльфхаг К., Баркелинг Б., Карлссон А.М., Рёсснер С. Микроструктура пищевого поведения, связанная с характеристиками Роршаха при ожирении. J Pers Assess (2003) 81: 40–50. DOI: 10.1207 / S15327752JPA8101_04

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    12. Альмирон-Роиг Э., Ционсиоура М., Льюис Х. Б., Ву Дж., Солис-Трапала I, Джебб С.А. Большие порции увеличивают размер укуса и скорость приема пищи у женщин с избыточным весом. Physiol Behav (2015) 139: 297–302. DOI: 10.1016 / j.physbeh.2014.11.041

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    13. Редди Н.Л., Пенг С., Каррейра М.К., Хальдер Л., Хаттерсли Дж., Пия М.К. и др. Усиленный термический эффект пищи, постпрандиальное подавление NEFA и повышение уровня адипонектина у тучных женщин, которые едят медленно. Clin Endocrinol (Oxf) (2015) 82: 831–7. DOI: 10.1111 / cen.12652

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    14.Day N, McKeown N, Wong M, Welch A, Bingham S. Эпидемиологическая оценка диеты: сравнение 7-дневного дневника с опросником частоты приема пищи с использованием маркеров азота, калия и натрия в моче. Int J Epidemiol (2001) 30: 309–17. DOI: 10.1093 / ije / 30.2.309

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    15. Muhlheim LS, Allison DB, Heshka S, Heymsfield SB. Неправильно ли люди, сидящие на диете, намеренно занижают количество потребляемой пищи? Int J Eat Disord (1998) 24: 259–66.DOI: 10.1002 / (SICI) 1098-108X (199811) 24: 3 <259: AID-EAT3> 3.0.CO; 2-L

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    16. Thompson FE, Subar AF. Методология оценки питания. В: Coulston AM, Boushey CJ, редакторы. Питание в профилактике и лечении заболеваний . 2-е изд. Сан-Диего, Калифорния: Academic Press (2008).

    Google Scholar

    17. Горис AH, Вестертерп-Плантенга МС, Вестертерп КР. Недоедание и занижение привычного потребления пищи у мужчин с ожирением: выборочное занижение количества потребляемых жиров. Am J Clin Nutr (2000) 71: 130–4.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    18. Петтитт К., Лю Дж., Квасницки Р.М., Ян Джи-Зи, Престон Т., Фрост Г. Пилотное исследование, направленное на определение того, улучшает ли использование легкой носимой микрокамеры точность оценки диеты и предоставляет информацию о макроэлементах и ​​скорости приема пищи. Br J Nutr (2016) 115: 160–7. DOI: 10.1017 / S0007114515004262

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    20.Лопес-Мейер П., Макеев О., Шукерс С., Мелансон Э. Л., Нойман М. Р., Сазонов Э. Обнаружение приема пищи по последовательностям глотания контролируемыми и неконтролируемыми методами. Ann Biomed Eng (2010) 38: 2766–74. DOI: 10.1007 / s10439-010-0019-1

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    21. Стеллар Э., Шрагер Э. Жует и глотает и микроструктура еды. Am J Clin Nutr (1985) 42: 973–82.

    Google Scholar

    23.Пэсслер С, Вольф М, Фишер В-Дж. Мониторинг приема пищи: акустический подход к автоматическому определению активности приема пищи и классификации потребляемой пищи. Physiol Meas (2012) 33: 1073–93. DOI: 10.1088 / 0967-3334 / 33/6/1073

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    24. Yatani K, Truong KN. BodyScope: переносной акустический датчик для распознавания активности. Труды конференции ACM 2012 года по повсеместным вычислениям UbiComp ’12 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ACM (2012).п. 341–50.

    Google Scholar

    25. Бедри А., Верлекар А., Томаз Е., Авва В., Старнер Т. Носимая система для определения активности приема пищи с помощью датчиков приближения во внешнем ухе. Материалы международного симпозиума ACM по носимым компьютерам 2015 г. ISWC ’15 . Нью-Йорк, Нью-Йорк: ACM (2015). п. 91–2.

    Google Scholar

    26. Донг Й., Сциско Дж., Уилсон М., Мут Э, Гувер А. Определение периодов приема пищи во время свободной жизни путем отслеживания движения запястья. IEEE J Biomed Health Inform (2014) 18: 1253–60.DOI: 10.1109 / JBHI.2013.2282471

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    27. Cheng J, Zhou B, Kunze K, Rheinländer CC, Wille S, Wehn ​​N, et al. Распознавание активности и мониторинг питания в повседневных ситуациях с текстильным емкостным шейным ободком. Труды конференции ACM 2013 года по повсеместным и повсеместным вычислениям, дополнение, публикация UbiComp ’13, дополнение . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ACM (2013). п. 155–8.

    Google Scholar

    28.Томаз Э., Эсса И., Абоуд Г.Д. Практический подход к распознаванию моментов приема пищи с помощью инерционного датчика на запястье. Труды Международной совместной конференции ACM 2015 года по повсеместным и повсеместным вычислениям UbiComp ’15 . Нью-Йорк, Нью-Йорк: ACM (2015). п. 1029–40.

    Google Scholar

    29. Рахман Т., Адамс А.Т., Чжан М., Черри Э., Чжоу Б., Пэн Х. и др. BodyBeat: мобильная система для распознавания неречевых звуков тела. Труды 12-й ежегодной международной конференции по мобильным системам, приложениям и услугам MobiSys ’14 .Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ACM (2014). п. 2–13.

    Google Scholar

    30. Сазонов Э., Шукерс САК, Лопес-Мейер П., Макеев О., Мелансон Э.Л., Нойман М.Р. и др. К объективному мониторингу пищевого поведения у свободноживущего населения. Ожирение (2009) 17: 1971–5. DOI: 10.1038 / oby.2009.153

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    31. Сазонов Э., Макеев О., Лопес-Мейер П., Шукерс С., Мелансон Э., Нойман М. Автоматическое обнаружение глотания с помощью акустических средств для приложений мониторинга глотательного поведения. IEEE Trans Biomed Eng (2010) 57: 626–33. DOI: 10.1109 / TBME.2009.2033037

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    32. Сазонов Э., Фонтана Ж.М. Сенсорная система для автоматического определения приема пищи посредством неинвазивного мониторинга жевания. IEEE Sens J (2012) 12: 1340–8. DOI: 10.1109 / JSEN.2011.2172411

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    33. Фонтана Дж. М., Фарук М., Сазонов Е. Автоматический монитор глотания: новое носимое устройство для мониторинга поведения во время еды. IEEE Trans Biomed Eng (2014) 61: 1772–9. DOI: 10.1109 / TBME.2014.2306773

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    34. Фарук М, Фонтана Дж.М., Сазонов Е.С. Новый подход к обнаружению приема пищи с помощью электроглотографии. Physiol Meas (2013) 35 (5): 739–51. DOI: 10,1088 / 0967-3334 / 35/5/739

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    36. Фонтана Ю.М., Сазонов Е.С. Надежная схема классификации для определения приема пищи посредством неинвазивного мониторинга жевания. Ежегодная международная конференция 2012 IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) , Сан-Диего, Калифорния (2012). п. 4891–4.

    Google Scholar

    37. Сазонов Э., Шукерс С., Лопес-Мейер П., Макеев О., Сазонова Н., Мелансон Е.Л. и др. Неинвазивный мониторинг жевания и глотания для объективной количественной оценки пищевого поведения. Physiol Meas (2008) 29: 525–41. DOI: 10.1088 / 0967-3334 / 29/5/001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    38.Ярославский Л. Алгоритмы без граничных эффектов и адаптивные алгоритмы синк-интерполяции дискретных сигналов для передискретизации сигналов и изображений. Appl Opt (2003) 42: 4166–75. DOI: 10.1364 / AO.42.004166

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    40. Плинер П., Белл Р., Хирш Э.С., Кинчла М. Продолжительность приема пищи опосредует эффект «социальной помощи» на прием пищи у людей. Аппетит (2006) 46: 189–98. DOI: 10.1016 / j.appet.2005.12.003

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    41.Брочетти Д., Пенфилд депутат, Берчфилд С.Б. Методы анализа речи: потенциальная модель для изучения звуков жевания. J Texture Stud (1992) 23: 111–38.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *