分析你的汗水可能是健康科技的下一個(gè)重點(diǎn)

機(jī)會(huì)是，除非是一個(gè)超級(jí)炎熱的日子，或者你即將在數(shù)百名貴賓面前發(fā)表演講，否則你對(duì)自己的汗水沒(méi)有太多考慮。這充其量是一種不便，更糟糕的是尷尬。但現(xiàn)在是時(shí)候停止對(duì)汗水的嗤之以鼻：由于新一代的傳感器技術(shù)，汗水有助于解開人類健康和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的秘密。

科技公司和生物化學(xué)研究人員早已意識(shí)到出汗的可能性，并一直致力于生產(chǎn)能夠監(jiān)測(cè)和解釋液體的傳感器，包括診斷疾病和幫助運(yùn)動(dòng)員提高性能?？梢苑治鋈梭w汗液的傳感器 已經(jīng)存在了十多年，但傳感器設(shè)計(jì)和技術(shù)的最新發(fā)展意味著系統(tǒng)正在快速接近商業(yè)化。

除了水，汗水還含有從身體分泌的各種其他物質(zhì)(包括細(xì)菌所產(chǎn)生的廢物產(chǎn)生的體臭)。這些物質(zhì)可以幫助打開進(jìn)入身體內(nèi)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(guān)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(wú)創(chuàng)的生物傳感。汗液含有重要的電解質(zhì)，代謝物，氨基酸，蛋白質(zhì)和激素，可以監(jiān)測(cè)代謝疾病，生理狀況或人的中毒水平，“斯坦福大學(xué)的研究人員在一篇關(guān)于汗水傳感器的論文中寫道 ，科學(xué)進(jìn)展。

Nextflex和GE Electronics一直致力于 通過(guò)跟蹤體積和汗水來(lái)監(jiān)測(cè)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(shí)跟蹤汗液中的濃度，我們就可以真正開始測(cè)量身體的水合狀態(tài)，”斯科特說(shuō)。 Miller，Nextflex的戰(zhàn)略計(jì)劃主管。該系統(tǒng)已經(jīng)與海軍飛行員一起測(cè)試，以便在工作時(shí)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(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)建立了一種 傳感器，可以測(cè)量汗液中的皮質(zhì)醇，有時(shí)也被稱為“壓力荷爾蒙”。雖然這些傳感器可能對(duì)將來(lái)監(jiān)測(cè)壓力有用，但在短期內(nèi)，它們更有可能用于追蹤皮質(zhì)醇水平過(guò)高或過(guò)低的 疾病，如 艾迪生病或 庫(kù)欣 綜合癥。

汗水傳感的醫(yī)學(xué)應(yīng)用已經(jīng)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(guò)刺破他們的手指，擠出一滴血液，然后使用微型監(jiān)視器測(cè)試其含有的糖水平來(lái)測(cè)量血液中的葡萄糖水平。用背景傳感取代侵入性測(cè)試可以減輕糖尿病患者的自我測(cè)試負(fù)擔(dān); 汗水監(jiān)測(cè)正在探索作為一種選擇。例如，華盛頓州立大學(xué)的一個(gè) 團(tuán)隊(duì)已經(jīng)創(chuàng)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(tǒng)，以監(jiān)測(cè)汗液中的糖含量。

除了監(jiān)測(cè)某些疾病對(duì)治療的反應(yīng)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(dǎo)致預(yù)期壽命縮短的遺傳性疾病，已經(jīng)通過(guò)汗液檢查確診 ，但這是一個(gè)笨重的手術(shù)，需要時(shí)間來(lái)進(jìn)行，并且需要數(shù)天才能恢復(fù)結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)汗液測(cè)試測(cè)量汗液中氯離子濃度作為疾病的證據(jù); 基于傳感器的測(cè)試將使用相同的原理，但是更容易管理并且可以提供即時(shí)結(jié)果。

分析血液一直是藥物測(cè)量人體各種物質(zhì)水平的默認(rèn)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(yùn)作情況，并且收集時(shí)間和痛苦。吸煙感應(yīng)將允許醫(yī)生在更長(zhǎng)的時(shí)間跨度內(nèi)收集數(shù)據(jù) - 例如，電解質(zhì)水平如何在一天內(nèi)發(fā)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(shè)備正在逐漸縮小，因此可以在手腕上實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

那么為什么汗液分析在醫(yī)學(xué)上不受歡迎呢?

收集汗水進(jìn)行分析并不容易。過(guò)去已經(jīng)使用了幾種方法，包括全身沖洗(聽起來(lái)像是什么)，吸收墊和產(chǎn)品，它們粘在皮膚上并將汗液收集到細(xì)小的管中。準(zhǔn)確性，資源，如何讓人類按需出汗以及從收集系統(tǒng)泄漏汗水(不，真的)的問(wèn)題意味著新一代傳感器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。

因?yàn)槭占头治龊顾畟鹘y(tǒng)上是耗時(shí)且笨重的，所以這是一個(gè)相對(duì)研究不足的領(lǐng)域。由于汗液傳感器及其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，可能是時(shí)候讓藥物仔細(xì)觀察液體了。

“我認(rèn)為沒(méi)有人真正看過(guò)，因?yàn)樗^(guò)去一直不太方便從身體中收集精確，純凈的汗液，”材料科學(xué)與工程，生物醫(yī)學(xué)工程和神經(jīng)外科教授約翰羅杰斯說(shuō)。在西北大學(xué)，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(xué)的水平上，這些裝置可以很好地進(jìn)行這些測(cè)量，毫無(wú)疑問(wèn)。我們可以在生理相關(guān)的汗液范圍內(nèi)量化這些濃度。我認(rèn)為最大的問(wèn)題是如何汗水化學(xué)與血液化學(xué)有關(guān)，“他說(shuō)。

目前尚未就汗液傳感器的理想設(shè)置達(dá)成共識(shí)：一些基于生化分析，另一些基于生物電子分析。前者測(cè)量汗液的電導(dǎo)率以計(jì)算出電解質(zhì)水平，而后者直接測(cè)量汗液的成分。這些信息可以通過(guò)微控制器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，也可以使用NFC或藍(lán)牙等無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)傳回外部系統(tǒng)進(jìn)行分析。其他系統(tǒng)使用智能手機(jī)應(yīng)用程序掃描的傳感器，根據(jù)傳感器在暴露于汗液時(shí)的顏色變化來(lái)測(cè)量電解質(zhì)水平。