壓力——我們都知道它對我們身體不好。它影響血壓、新陳代謝、免疫反應和記憶力。久而久之,會發展成慢性病。因此科學家和健康專業人士正在努力找出測量它的方法。
檢測壓力的可穿戴設備通常追蹤記錄體溫、心率和出汗程度等標志。但所有這些標志都會受到與壓力無關的因素影響。
表示人處于壓力的一個更好的指標,是人體產生的皮質醇的量變。皮質醇是一種甾類激素,當人處于生理或心理緊張狀態時會升高,可以通過測試血液、唾液或頭發來測量。但這些方法都不能快速提供結果,因此它們對檢測短期壓力源并不是特別有用。
對于這類傳感器的研究者來說,這種提供即時、準確且持續的皮質醇水平測量的可穿戴設備幾乎就是圣杯。
7月,斯坦福大學的一個團隊稱這一成就觸手可及。該團隊由材料科學與工程副教授阿爾伯托?薩利奧(Alberto Salleo)和博士后研究人員奧努爾?帕拉克(Onur Parlak)帶領,他們在《科學進展》(Science Advances)中宣布,他們已經開發出一種可穿戴貼片,通過提取貼片下皮膚的汗液,能夠在幾秒內確定人體產生的皮質醇的量。
該彈性貼片引導汗液穿過孔洞進入一只容器。容器頂上有一層膜,允許鈉和鉀等帶電離子通過。皮質醇不帶電,無法通過該屏障,還會阻礙帶電離子通過。貼片中的電傳感器發送出的信號能顯示這類阻礙,并標明汗液中皮質醇的量。
帕拉克在幾位跑者身上進行了測試。通過可穿戴傳感器原型樣機測出的皮質醇水平,將跑者的汗液樣品通過酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測試取得皮質醇水平,然后將二者進行匹配;不過后者需要幾個小時才產生結果。
該項通告可能是汗液研究前沿的積極消息,但在該技術通過更為嚴格的人體測試之前,它并不代表著真正的突破,杰森?海根菲德(Jason Heikenfeld)這樣指出。他是辛辛那提大學的教授,也是Eccrine Systems公司的聯合創始人,該公司也在開發汗液傳感器。
“汗液傳感比傳統試驗更困難,在傳統試驗中你可以控制pH或鹽度,”海根菲德說道,“鹽度和pH在汗液中變化很大——可導致任何對離子或pH敏感的傳感器的信號都發生改變,這時信號反應的更多是離子或pH的變化,而非皮質醇變化。”他稱,斯坦福團隊需要對更多受試者進行數小時的測試,以評定傳感器的可靠性。
專注研究可穿戴設備的美國西北大學教授約翰?羅杰斯(John Rogers)認同,皮質醇是一個困難的目標,“但對于我們的團隊和其他人來說,它也非常有趣。”他說道,“現在,最大的挑戰是熱穩定性和時間穩定性。(斯坦福團隊的)下一個重要步驟,是在重要時間段和不同熱條件下的實地研究中給出有說服力的結果。”
斯坦福的研究者們現在正在努力研究設備小型化,評估數據、開發用戶界面,并使其適合通過收集能量供電,而不是由電池供電。他們在論文中建議,傳感器還可以用于檢測汗液中的其他非帶電的生物標志物和激素。
-
傳感器
+關注
關注
2548文章
50678瀏覽量
752017 -
可穿戴設備
+關注
關注
55文章
3807瀏覽量
166847
原文標題:新型可穿戴傳感器通過汗液檢測壓力
文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論