专栏名称: 传感器技术
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不用费力流汗,新型汗液传感器让你更舒适!

传感器技术  · 公众号  ·  · 2017-08-08 06:23

正文

转自:IntelligentThings


导读


最近,美国辛辛那提大学的科研人员发明了一种刺激汗腺分泌汗液的新方法,该汗液传感器能在用户保持凉爽舒适的状态下获取汗液,分析用户的健康状况,甚至是精神压力情况。


关键字


可穿戴技术、传感器、医疗


背景


(图片来源于:Andrew Higley/UC Creative Services)


变化的生物标志物浓度数据。


那么,如何才能测量和分析汗液呢?答案是传感器。笔者认为,汗液传感器应该具备如下重要特征:第一,它要与人体皮肤很好地贴合,这一点就要求它应该是柔性的;第二,考虑到长期持续监测的需要,它的功耗要较低;第三,成本和生产也是非常重要,因为会直接影响到它的大规模应用。


创新

(图片来源于:Lisa Ventre/UC Creative Services)


Heikenfeld 创办了生物传感器公司 Eccrine Systems,为实现这一目标而努力。


技术

(图片来源于:UC)


在该研究中,研究人员在受试者的前臂上,使用了传感器和含有氯化氨甲酰胆碱(carbachol)的凝胶达2.5分钟。他们使用三种方法获取传感器数据:单独使用凝胶传感器,以及与记忆泡沫填充(为皮肤和传感器提供更好的接触)和电离子透入疗法相结合。0.2毫安的电流驱动少量的氯化氨甲酰胆碱进入皮肤上层,局部刺激汗腺,而且不会引起身体的物理感觉或者不适。然后,他们使用传感器记录数据达30分钟,这些传感器可测量受试者的汗液中的电解质浓度。氯化氨甲酰胆碱,在传感器下方,长达5小时有效诱导汗液分泌。Heikenfeld 称,一项后续研究成功地使用这一汗液刺激方法,生成几天的传感器数据。


他们使用对pH值敏感的染料观测结果。橙色染料在与汗液反应时变为蓝色。这代表汗腺在整个传感器区域受到均匀的刺激


价值


对于这项创新的价值,我们引用论文中的一句话来总结:


这项研究代表着汗液感知技术方面的一次重大飞跃。


同时,我们再看看科研人员们自己如何评论的。Heikenfeld 说:


“可以想象,出院后心脏病患者还可以能继续受到监测,或者防止运动员脱水,或者甚至帮助确认身体吸收到了正确浓度的处方药。”


论文的领导作者 alum Sonner 说:


终极目标是生物医学应用方面的便捷性和可靠性。


“最终的目标是将台式测试变为便携式设备,有望用于那些高压职业的人员例如飞行员,分析它们的压力状况。如果你是一个飞行员,你无法在驾驶飞机时进行抽血测试。但是有了这种分析汗液的传感器,我们可以开始分析身体对于压力状况的反应。”



UC开发的传感器能够帮助追踪荷尔蒙中的变化,例如皮质醇,它在人受到压力时释放。Sonner说:


“皮质醇水平能够帮助教练知道应该让一名运动员进行多高难度的训练,而不是让他们承受过高的压力。”


他说,这正是运动员成绩开始下降,而受伤几率显著增加的时刻,所以该传感器对于奥林匹克运动员很有帮助。美国赖特-帕特森空军基地的空军研究实验室,UC的研究伙伴之一,对于测量飞行员在面临精神和生理压力状况下的皮质醇指标,感到非常有兴趣。Heikenfeld 称,随着时间推移,使用无创的传感器监测飞行员的健康和表现方面,会非常有帮助。Sonner 称,同样它也可以用于手术后想要在家监测健康状况的患者。他说:


“对于那些需要进行一些血液测试的随访来说,它特别管用。他们通过佩戴一个一次性的贴片达20分钟,可以取代血液测试。”


有了这项技术,未来我们将再也不用去血液化验室或者医务室,这样不仅节省了时间和金钱,流点汗水也完全值得。通过这项研究,许多消费者就可以在监测自己身体化学物质方面,扮演更加积极的角色,并且可以使用可穿戴技术追踪一些运动和健康计划的进展。