加州大学圣地亚哥分校的工程师开发了一种可穿戴设备,能够继续实时监测多种健康状况,例如葡萄糖、酒精和乳酸水平。
这意味着用户能够丈量血糖水平,知道自己是否喝得太多,并在训练期间跟踪肌肉疲劳程度,而所有这些都能够经过一个佩带在皮肤上的小设备来实现。
这个设备大约有硬币大小。它经过一种类似Velcro的微型针贴在皮肤上,每个微型针大约是人类头发宽度的五分之一。佩带该设备不会感到疼痛;微针几乎不用穿透皮肤表面来感知间质液中的生物分子,间质液是皮肤下细胞周围的液体。该设备能够戴在上臂,并经过无线方法将数据发送到智能手机应用程序上。
加州大学圣地亚哥分校可穿戴传感器中心的研讨人员在本月《自然生物医学工程》论文中描述了他们的设备。
加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授、中心主任JosephWang说:“这就像一个完整的皮肤实验室,它能够一起继续丈量多个生物标志物,可让用户在进行日常活动时监测他们的健康状况。”
大多数商业健康监测仪,如糖尿病患者的血糖监护仪,仅丈量一个信号。研讨人员说,这样做的问题在于,它遗漏了能够帮助糖尿病患者更有效地控制疾病的信息。监测酒精水平很有用,因为喝酒能够降低血糖水平。
了解这两个水平能够帮助糖尿病患者避免喝酒后血糖过低。结合有关乳酸的信息(能够在运动期间作为肌肉疲劳的生物标志物进行监测)也很有用,因为身体活动会影响身体调节葡萄糖的才能。
实验室纳米工程博士生FarshadTehrani说:“经过我们的可穿戴设备,人们能够看到血糖升高或降低与饮食、运动和喝酒之间的相互作用,这也会进步他们的日子质量。”
可穿戴设备由连接在电子设备外壳的微针贴片组成。微针顶级的不同酶与间质液中的葡萄糖、酒精和乳酸发生反应。这些反应产生小电流,这些电流由电子传感器进行剖析,并与研讨人员开发的应用程序进行无线通信。结果将实时显示在智能手机上。
运用微针的一个长处是它们直接对间质液进行采样,研讨标明,在这种液体中丈量的生化水平与血液中的水平有很好的相关性。
微针贴片是一次性的,能够从电子外壳上拆下,方便更换。可重复运用的电子外壳包含电池、电子传感器、无线发射器和其他电子元件。该设备能够在任何用于手机和智能手表的无线充电板上充电。
将所有这些组件集成到一个小型无线可穿戴设备中是该团队面对的最大挑战之一。它还需求一些奇妙的工程设计,将可重复运用的电子设备(有必要坚持干燥)与微针贴片(露出于生物液体中)结合起来。
一起也是加州大学圣地亚哥分校可穿戴传感器中心联合主任的Mercier说:“这是一个完全集成的系统,任何人都能够佩带。”
这种可穿戴设备在五名志愿者身上进行了测试,他们在训练、吃饭和喝酒时都将设备戴在上臂。该设备用于继续监测志愿者的葡萄糖水平,一起监测他们的酒精或乳酸水平。该设备所测得的葡萄糖、酒精和乳酸水平与在实验室进行的商业血糖监测仪、呼气剖析仪和血乳酸丈量结果十分符合。
FarshadTehrani和另一位一起榜首作者HazhirTeymourian一起创立了一家名为AquilX的草创公司,以开发用于商业化的技能。接下来的过程包括测试和改善微针贴片在更换之前能够运用多长时间。该公司还对在设备中增加更多传感器以监测患者药物水平缓其他健康信号的可能性感到振奋。