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- 穿戴式電子液體傳感器可檢測健康生物標(biāo)志物
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/7/29
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的格局以及我們監(jiān)控健康的方式正在發(fā)生變化。在過去的幾十年中，發(fā)生了一場技術(shù)革命，在此過程中，電子設(shè)備幾乎從眨眼間就從大型（非常丑陋）的設(shè)備縮減為令人印象深刻的小型謹(jǐn)慎的微型設(shè)備�，F(xiàn)在，可將電子傳感器小型化為可穿戴健康設(shè)備（WHD），并通過商業(yè)化以通過單擊手表等附件上的按鈕來提供各種健康措施，包括生命體征和睡眠衛(wèi)生。
某些生理?xiàng)l件（例如運(yùn)動(dòng)，疾病或溫度）會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動(dòng)，可以通過傳感器實(shí)時(shí)檢測到這些波動(dòng)，從而使個(gè)人處于健康和保健的中心。 但是，市售的WHD在體內(nèi)發(fā)生的固有變化方面的信息很少。
代謝標(biāo)志物，例如電解質(zhì)和其他通過體液收集的生物分子，提供了體內(nèi)平衡的更直接指標(biāo)。蛋白質(zhì)組學(xué)研究等通常在組學(xué)研究中采用的分析技術(shù)套件的新進(jìn)展，使科學(xué)家們能夠以比以往更高的靈敏度和速度來鑒定細(xì)胞和組織中發(fā)生的小分子變化。但是，這種數(shù)據(jù)收集不是實(shí)時(shí)的，很復(fù)雜，并且通常需要采用侵入性程序來收集樣品
WHD能夠收集和存儲(chǔ)有關(guān)生物，分子變化的實(shí)時(shí)信息的見解適用于人類健康和生活方式的許多領(lǐng)域。例如，在臨床情況下，此信息可以為臨床醫(yī)生提供有關(guān)個(gè)人健康的更全面的視圖。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，數(shù)據(jù)可用于個(gè)性化和定制針對(duì)特定運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練計(jì)劃。
2019年，Technical Networks 采訪了Emanuel Petricoin教授 –蛋白質(zhì)組學(xué)研究的先驅(qū)–有關(guān)該領(lǐng)域的未來。他討論了他的期望，即組學(xué)將“不再涉及檢測方法”，而更多地在于“將檢測方法結(jié)合到我們?cè)谌粘Ｉ钪锌吹降膶?shí)際應(yīng)用中”，例如“可感知環(huán)境的可穿戴設(shè)備”或“植入納米傳感器”。體內(nèi)”。
Petricoin的預(yù)測是正確的。塔夫茨大學(xué)的工程師們分享了他們的研究成果，他們開發(fā)了一種靈活的電子傳感貼片，可以直接從汗液中以可縫在衣服上的束帶形式分析汗液中的各種生物標(biāo)記，包括鈉，銨，pH和乳酸。這項(xiàng)研究今天發(fā)表在npj Flexible Electronics上。
創(chuàng)可貼的獨(dú)特用途
傳感器平臺(tái)被構(gòu)建為貼片，在該貼片上將線放置在商用繃帶的織物紗布上，該紗布能夠?qū)⒑顾畯馁N片上的感應(yīng)區(qū)域傳輸?shù)劫N片的背面以進(jìn)行蒸發(fā)。但是，紗布的邊緣是密封的，以防止汗液從 感應(yīng)區(qū)域蒸發(fā)。
汗液在傳感器表面被芯吸以進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，并且線程連接到無線讀數(shù)電子設(shè)備，該電子設(shè)備允許實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和收集以檢測和感測生物標(biāo)記物。npj Flexible Electronics中的開放獲取論文為理解傳感器平臺(tái)提供了視覺幫助。
尿液和血液是通常用于健康監(jiān)測的體液。您去看醫(yī)生很少，并被要求提供一瓶汗液用于臨床分析，這種情況很少見。那么為什么分析汗水的功能有用呢？
塔夫斯大學(xué)工程學(xué)院博士后，該研究的第一作者Trupti Terse-Thakoor說：“汗水是健康監(jiān)測的有用流體，因?yàn)樗子讷@取并且可以無創(chuàng)地收集�！毙侣劯��！拔覀兛梢栽诤挂褐形盏臉�(biāo)志物也與血漿水平密切相關(guān)，這使其成為一種出色的替代診斷液�！�
Terse-Thakoor和他的同事決定對(duì)人類受試者的貼片進(jìn)行測試，以監(jiān)測他們對(duì)運(yùn)動(dòng)的電解質(zhì)和代謝反應(yīng)。總共有七名參與者，包括健身能力各異且沒有飲食限制的男性和女性。在他們進(jìn)行至少30分鐘的固定自行車或跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)之前，將傳感器應(yīng)用到他們的皮膚上。在整個(gè)鍛煉過程中，傳感器會(huì)在五到30秒的間隔內(nèi)檢測到分析物的波動(dòng)，該時(shí)間段與商用實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)保持一致。
在受試者攝氧量測試中測得的分析物水平隨吸氧量而波動(dòng)，該測試被視為身體健康的“金標(biāo)準(zhǔn)”測試。
更大戰(zhàn)略的一部分
該研究提供了可行性證據(jù)，但目前缺乏嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化測量和經(jīng)統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)。作者在討論稿中對(duì)此表示贊同，并建議這將是傳感器開發(fā)的下一步：“可以在統(tǒng)計(jì)學(xué)上驗(yàn)證傳感器在實(shí)時(shí)連續(xù)連續(xù)測量多重生物標(biāo)志物方面的有效性。代替稀疏的標(biāo)準(zhǔn)化測量的基礎(chǔ)臨床試驗(yàn)�！�
塔夫茨工程學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)教授，該書的相應(yīng)作者薩默爾·桑庫薩萊（Sameer Sonkusale）說，研究人員開發(fā)的傳感器補(bǔ)丁是“更大戰(zhàn)略”的一部分，該戰(zhàn)略將制造“完全靈活的基于線程的電子設(shè)備”。研究。
電子服裝作為健康設(shè)備是否具有未來性，還是比我們想象的要早？其背后的“仍在不斷涌現(xiàn)的”技術(shù)以及諸如Terse-Thakoor及其同事的研究之類的研究項(xiàng)目有許多障礙需要克服，但是正如Dias和Cunha在其《可穿戴健康設(shè)備-生命體征監(jiān)測，系統(tǒng)和技術(shù)》一文中寫道： [WHD]有望“克服挑戰(zhàn)”并“在接下來的幾年中產(chǎn)生更大的影響”進(jìn)入消費(fèi)市場。
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