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分析你的汗水可能是健康科技的下一个重点

2022-04-22 06:56:00 编辑:容洁东 来源:
导读 机会是,除非是一个超级炎热的日子,或者你即将在数百名贵宾面前发表演讲,否则你对自己的汗水没有太多考虑。这充其量是一种不便,更糟糕的...

机会是,除非是一个超级炎热的日子,或者你即将在数百名贵宾面前发表演讲,否则你对自己的汗水没有太多考虑。这充其量是一种不便,更糟糕的是尴尬。但现在是时候停止对汗水的嗤之以鼻:由于新一代的传感器技术,汗水有助于解开人类健康和运动表现的秘密。

科技公司和生物化学研究人员早已意识到出汗的可能性,并一直致力于生产能够监测和解释液体的传感器,包括诊断疾病和帮助运动员提高性能。可以分析人体汗液的传感器 已经存在了十多年,但传感器设计和技术的最新发展意味着系统正在快速接近商业化。

除了水,汗水还含有从身体分泌的各种其他物质(包括细菌所产生的废物产生的体臭)。这些物质可以帮助打开进入身体内部工作的窗口,以及它是健康的还是其他的。

“在许多体液中,汗液提供了大量关于患者健康状况的信息,并且易于获取,使其适用于可穿戴,无创的生物传感。汗液含有重要的电解质,代谢物,氨基酸,蛋白质和激素,可以监测代谢疾病,生理状况或人的中毒水平,“斯坦福大学的研究人员在一篇关于汗水传感器的论文中写道 ,科学进展。

Nextflex和GE Electronics一直致力于 通过跟踪体积和汗水来监测脱水的 传感器。“如果我们能够跟踪我们出汗的速度,并且可能同时跟踪汗液中的浓度,我们就可以真正开始测量身体的水合状态,”斯科特说。 Miller,Nextflex的战略计划主管。该系统已经与海军飞行员一起测试,以便在工作时跟踪他们的水合作用。

汗液传感器也可能具有超越身体健康的作用。斯坦福大学的一个团队已经建立了一种 传感器,可以测量汗液中的皮质醇,有时也被称为“压力荷尔蒙”。虽然这些传感器可能对将来监测压力有用,但在短期内,它们更有可能用于追踪皮质醇水平过高或过低的 疾病,如 艾迪生病或 库欣 综合症。

汗水传感的医学应用已经在研究中。以葡萄糖为例 - 糖尿病患者可能难以加工的一种糖。糖尿病患者通常必须通过刺破他们的手指,挤出一滴血液,然后使用微型监视器测试其含有的糖水平来测量血液中的葡萄糖水平。用背景传感取代侵入性测试可以减轻糖尿病患者的自我测试负担; 汗水监测正在探索作为一种选择。例如,华盛顿州立大学的一个 团队已经创建了一种3D打印的柔性葡萄糖生物传感器,可以将其纳入可穿戴系统,以监测汗液中的糖含量。

除了监测某些疾病对治疗的反应外,汗液传感器最终可用于改善病症的诊断,例如囊性纤维化。囊性纤维化是一种导致预期寿命缩短的遗传性疾病,已经通过汗液检查确诊 ,但这是一个笨重的手术,需要时间来进行,并且需要数天才能恢复结果。标准汗液测试测量汗液中氯离子浓度作为疾病的证据; 基于传感器的测试将使用相同的原理,但是更容易管理并且可以提供即时结果。

分析血液一直是药物测量人体各种物质水平的默认方式,但血液可以告诉你的是有限的:分析血液可以让你快速了解身体的运作情况,并且收集时间和痛苦。吸烟感应将允许医生在更长的时间跨度内收集数据 - 例如,电解质水平如何在一天内发生变化 - 而不是抽血可以提供的一次性信息。由于分析汗液所需的电子设备正在逐渐缩小,因此可以在手腕上实时进行数据分析。

那么为什么汗液分析在医学上不受欢迎呢?

收集汗水进行分析并不容易。过去已经使用了几种方法,包括全身冲洗(听起来像是什么),吸收垫和产品,它们粘在皮肤上并将汗液收集到细小的管中。准确性,资源,如何让人类按需出汗以及从收集系统泄漏汗水(不,真的)的问题意味着新一代传感器驱动系统的时机已经成熟。

因为收集和分析汗水传统上是耗时且笨重的,所以这是一个相对研究不足的领域。由于汗液传感器及其产生的数据的出现,可能是时候让药物仔细观察液体了。

“我认为没有人真正看过,因为它过去一直不太方便从身体中收集精确,纯净的汗液,”材料科学与工程,生物医学工程和神经外科教授约翰罗杰斯说。在西北大学,他一直致力于可伸缩的汗液传感器。

“很多不确定性都在生物学的水平上,这些装置可以很好地进行这些测量,毫无疑问。我们可以在生理相关的汗液范围内量化这些浓度。我认为最大的问题是如何汗水化学与血液化学有关,“他说。

目前尚未就汗液传感器的理想设置达成共识:一些基于生化分析,另一些基于生物电子分析。前者测量汗液的电导率以计算出电解质水平,而后者直接测量汗液的成分。这些信息可以通过微控制器进行现场分析,也可以使用NFC或蓝牙等无线标准传回外部系统进行分析。其他系统使用智能手机应用程序扫描的传感器,根据传感器在暴露于汗液时的颜色变化来测量电解质水平。


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