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可穿戴式传感器监测汗水以衡量健康状况
2019年08月27日    阅读量:895    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

这听起来并不吸引人,但加州大学伯克利分校的科学家正在开发可穿戴的皮肤传感器,可以检测出人的汗水。研究人员认为,通过监测排汗,他们可以避免需要更多的侵入性手术,如抽血,并提供有关健康问题(如脱水或疲劳)的实时更新。


该研究最近发表在  Science Advances上,描述了一种新的传感器设计,可以使用卷对卷技术快速制造,该技术基本上将传感器打印在塑料片上中国机械网okmao.com。传感器用于监测汗液中的汗液率,电解质和汗液中的代谢物,以及正在运动的志愿者和其他经历化学诱导排汗的人。


“该项目的目标不仅仅是制造传感器,而是开始进行许多主题研究,看看汗水告诉我们什么 - 我总是说'解码'汗水成分,”电气工程和计算机科学教授Ali Javey说。在加州大学伯克利分校和该论文的资深作者。


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“为此,我们需要可靠,可重复的传感器,并且我们可以按比例制造传感器,以便我们可以将多个传感器放置在身体的不同部位,并将它们放在许多主体上,”Javey补充说,他也是一名教师科学家。在劳伦斯伯克利国家实验室。


这些传感器包含一个螺旋形的微观管,或微流体,可以从皮肤上吸汗。传感器跟踪汗液穿过微流体的速度,以确定人的出汗率。同时,微流体中的化学传感器检测电解质(如钾和钠)和代谢物(如葡萄糖)的浓度。


研究人员将汗液传感器放在志愿者身体的不同位置 - 包括前额,前臂,腋下和上背部 - 并测量他们的汗水率以及他们骑在健身车上时汗水中的钠和钾水平。他们发现,当地的出汗率可能表明身体在运动过程中的整体液体流失。这些信息可用于警告运动员是否过于努力。


传感器还用于比较健康和糖尿病患者的汗液水平和血糖水平,发现单次汗液葡萄糖测量不一定表明人的血糖水平。


“很多人希望非侵入式汗液测试可以取代基于血液的测量来诊断和监测糖尿病,但我们已经证明,汗液和血糖水平之间没有简单的,普遍的相关性,”Mallika说。 Bariya是加州大学伯克利分校材料科学与工程专业的研究生,也是该论文的另一位主要作者。“这对社区来说非常重要,因此我们将继续关注个性化或多参数相关性。”


为了制造这些传感器,Javey和他的团队与芬兰VTT技术研究中心的研究人员合作,采用类似于丝网印刷的卷对卷加工技术生产传感器贴片。


“卷对卷加工能够以低成本大批量生产一次性贴片,”VTT的Jussi Hiltunen表示。“当测试设备的数量不限制研究时,学术团体从卷对卷技术中获得了显着的好处。此外,大规模制造展示了在实际应用中应用汗液感应概念的潜力。”


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