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    分析你的汗水可能是健康科技的下一個重點

    2022-04-22 06:56:00 編輯:容潔東 來源:
    導讀 機會是,除非是一個超級炎熱的日子,或者你即將在數百名貴賓面前發表演講,否則你對自己的汗水沒有太多考慮。這充其量是一種不便,更糟糕的...

    機會是,除非是一個超級炎熱的日子,或者你即將在數百名貴賓面前發表演講,否則你對自己的汗水沒有太多考慮。這充其量是一種不便,更糟糕的是尷尬。但現在是時候停止對汗水的嗤之以鼻:由于新一代的傳感器技術,汗水有助于解開人類健康和運動表現的秘密。

    科技公司和生物化學研究人員早已意識到出汗的可能性,并一直致力于生產能夠監測和解釋液體的傳感器,包括診斷疾病和幫助運動員提高性能??梢苑治鋈梭w汗液的傳感器 已經存在了十多年,但傳感器設計和技術的最新發展意味著系統正在快速接近商業化。

    除了水,汗水還含有從身體分泌的各種其他物質(包括細菌所產生的廢物產生的體臭)。這些物質可以幫助打開進入身體內部工作的窗口,以及它是健康的還是其他的。

    “在許多體液中,汗液提供了大量關于患者健康狀況的信息,并且易于獲取,使其適用于可穿戴,無創的生物傳感。汗液含有重要的電解質,代謝物,氨基酸,蛋白質和激素,可以監測代謝疾病,生理狀況或人的中毒水平,“斯坦福大學的研究人員在一篇關于汗水傳感器的論文中寫道 ,科學進展。

    Nextflex和GE Electronics一直致力于 通過跟蹤體積和汗水來監測脫水的 傳感器。“如果我們能夠跟蹤我們出汗的速度,并且可能同時跟蹤汗液中的濃度,我們就可以真正開始測量身體的水合狀態,”斯科特說。 Miller,Nextflex的戰略計劃主管。該系統已經與海軍飛行員一起測試,以便在工作時跟蹤他們的水合作用。

    汗液傳感器也可能具有超越身體健康的作用。斯坦福大學的一個團隊已經建立了一種 傳感器,可以測量汗液中的皮質醇,有時也被稱為“壓力荷爾蒙”。雖然這些傳感器可能對將來監測壓力有用,但在短期內,它們更有可能用于追蹤皮質醇水平過高或過低的 疾病,如 艾迪生病或 庫欣 綜合癥。

    汗水傳感的醫學應用已經在研究中。以葡萄糖為例 - 糖尿病患者可能難以加工的一種糖。糖尿病患者通常必須通過刺破他們的手指,擠出一滴血液,然后使用微型監視器測試其含有的糖水平來測量血液中的葡萄糖水平。用背景傳感取代侵入性測試可以減輕糖尿病患者的自我測試負擔; 汗水監測正在探索作為一種選擇。例如,華盛頓州立大學的一個 團隊已經創建了一種3D打印的柔性葡萄糖生物傳感器,可以將其納入可穿戴系統,以監測汗液中的糖含量。

    除了監測某些疾病對治療的反應外,汗液傳感器最終可用于改善病癥的診斷,例如囊性纖維化。囊性纖維化是一種導致預期壽命縮短的遺傳性疾病,已經通過汗液檢查確診 ,但這是一個笨重的手術,需要時間來進行,并且需要數天才能恢復結果。標準汗液測試測量汗液中氯離子濃度作為疾病的證據; 基于傳感器的測試將使用相同的原理,但是更容易管理并且可以提供即時結果。

    分析血液一直是藥物測量人體各種物質水平的默認方式,但血液可以告訴你的是有限的:分析血液可以讓你快速了解身體的運作情況,并且收集時間和痛苦。吸煙感應將允許醫生在更長的時間跨度內收集數據 - 例如,電解質水平如何在一天內發生變化 - 而不是抽血可以提供的一次性信息。由于分析汗液所需的電子設備正在逐漸縮小,因此可以在手腕上實時進行數據分析。

    那么為什么汗液分析在醫學上不受歡迎呢?

    收集汗水進行分析并不容易。過去已經使用了幾種方法,包括全身沖洗(聽起來像是什么),吸收墊和產品,它們粘在皮膚上并將汗液收集到細小的管中。準確性,資源,如何讓人類按需出汗以及從收集系統泄漏汗水(不,真的)的問題意味著新一代傳感器驅動系統的時機已經成熟。

    因為收集和分析汗水傳統上是耗時且笨重的,所以這是一個相對研究不足的領域。由于汗液傳感器及其產生的數據的出現,可能是時候讓藥物仔細觀察液體了。

    “我認為沒有人真正看過,因為它過去一直不太方便從身體中收集精確,純凈的汗液,”材料科學與工程,生物醫學工程和神經外科教授約翰羅杰斯說。在西北大學,他一直致力于可伸縮的汗液傳感器。

    “很多不確定性都在生物學的水平上,這些裝置可以很好地進行這些測量,毫無疑問。我們可以在生理相關的汗液范圍內量化這些濃度。我認為最大的問題是如何汗水化學與血液化學有關,“他說。

    目前尚未就汗液傳感器的理想設置達成共識:一些基于生化分析,另一些基于生物電子分析。前者測量汗液的電導率以計算出電解質水平,而后者直接測量汗液的成分。這些信息可以通過微控制器進行現場分析,也可以使用NFC或藍牙等無線標準傳回外部系統進行分析。其他系統使用智能手機應用程序掃描的傳感器,根據傳感器在暴露于汗液時的顏色變化來測量電解質水平。


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