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新可穿戴设备可持续监测多项身体指标

2022-05-17 10:18:03 来源:科技日报

  该设备可以戴在上臂上,而不影响佩戴者的日常行为。

  图片来源:纳米生物电子学实验室 / 加州大学圣地亚哥分校

  想象一下,既能测量你的血糖水平,也知道你是否过量饮酒,还可以在锻炼过程中监测你的肌肉疲劳程度,所有这些都能在佩戴于皮肤上的小设备中完成。现在,美国加州大学圣地亚哥分校的工程师已经开发出这样一款可穿戴设备,可以同时实时连续监测葡萄糖、酒精和乳酸水平等多个健康数据。

  研究人员在9日发表于《自然·生物医学工程》上的一篇论文中描述了该设备。该设备看起来就像大约六个25美分硬币叠在一起一样,由一个连接到电子产品盒上的类似于魔术贴的微针贴片组成。每根微针的宽度约为人类头发宽度的五分之一。佩戴该设备毫无痛觉,因为微针可以在不穿透皮肤表面的情况下,用其顶端的不同酶与皮肤间质液中葡萄糖、酒精和乳酸发生反应。这些反应产生微小的电流,由电子传感器进行分析,并通过无线方式实时发送到研究人员开发的智能手机应用程序上。

  使用微针贴片的一个优点是,它们可以直接对皮肤间质液进行采样,研究表明,在这种液体中测量的生化水平与血液中的水平有很好的相关性。此外,该设备的优势在于,它是一个完全集成的系统,任何人都可以佩戴,而不需要连接到台式设备上。

  有了新可穿戴设备,人们可以看到血糖峰值的升降与其饮食、锻炼和饮酒之间的联系。

  微针贴片是一次性的,可以从电子盒上拆卸下来,便于更换。电子外壳可重复使用,里面装有电池、电子传感器、无线发射器和其他电子部件。该设备可以在任何用于手机和智能手表的无线充电板上充电。

  研究人员在五名志愿者身上测试了这款可穿戴设备。这些志愿者在锻炼、吃饭和喝葡萄酒时将设备戴在他们的上臂上。该设备持续监测志愿者的血糖水平、酒精或乳酸水平。结果显示,其测量的血糖、酒精和乳酸水平分别与商用血糖监测仪、呼吸测定仪和实验室进行的血乳酸测量结果非常接近。

  研究论文的共同通讯作者、加州大学圣地亚哥分校可穿戴传感器中心主任、纳米工程教授约瑟夫·王说:“它就像是一个完整的皮肤实验室。”它能够同时连续测量多个生物标志物,允许用户在进行日常活动时监控他们的健康状况。

  (实习记者张佳欣)

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