賢集網 發表於 2020-05-18 09:09:24
汗液含有多種生化標記，汗液PH值的變化可以告訴我們很多健康信息。日前，新加坡國立大學的一組研究人員設計出了一種可穿戴健康監測產品的附加組件，可以通過汗液來了解用戶的健康狀況。這種新型的汗液pH值監測器可以很容易地集成到現有的健身追蹤器或智能手錶中，而且成本非常低，能夠連續測量和監控用戶汗液的酸鹼度、心率和氧氣濃度。從而讓用戶享受24小時、個性化和非侵入性的健康評估。
目前大多數健身追蹤器和智能手錶都可以測量心率、血氧飽和度、步數甚至睡眠周期等健康指標，但它們無法在分子水平上追蹤健康指標。所以研究團隊創建了pH監測器，因為汗液很容易獲取，它由一系列生物化學標記組成，可用於非侵入性式的監測個體的健康。
汗液的pH值能告訴我們什麼？
pH，即氫離子濃度指數，pH值從0到14表示一種物質的酸鹼性。pH值為7是中性，而pH值小於7是酸性，大於7是鹼性。
汗液pH值的變化可以告訴我們身體是否脫水，並有助於診斷皮膚狀況。健康皮膚的pH值通常為5.5，當身體脫水時，汗液中的鈉含量會增加，從而導致PH值升高。平衡的pH值對皮膚健康也很重要，如果我們的皮膚太酸或太鹼，就會出現皮炎和痤瘡等皮膚問題。
在糖尿病患者中，汗液的pH值可以作為其他危及生命疾病的良好指標，例如，過度出汗和夜間出汗時的高汗液pH值，可能是由長時間的低血糖引起的，需要進行醫療幹預。
pH值手錶的工作原理
新加坡國立大學的研究人員發明的pH值監測器利用了現有的脈搏血氧儀晶片，可集成到現有的健身追蹤器和智能手錶上。
脈搏血氧計由位於皮膚和設備之間的紅色光和紅外光傳感器組成。脈搏血氧計向使用者的皮膚發射可見的紅色光和不可見的紅外光，並通過計算兩種光的波長差來確定血液中的氧含量。在醫院裡，它們通常夾在病人的食指上，用來測量和監測病人的血氧飽和度。
這種汗液傳感器能與脈搏血氧儀很好地配合使用，它由一種特殊材料——聚苯胺聚合物製成，這種材料與不同pH值汗液接觸時會變色。這些顏色的變化是為了配合脈搏血氧計的記錄功能而設計的。通過將這種定製的pH傳感器和pH感應算法集成到已經具有內置脈搏血氧儀的健身追蹤器或智能手錶中，改造後的PH健康監測手錶可以同時實時監測使用者汗液pH值、心率和血液氧飽和度，準確度約為90％。
據悉，聚苯胺聚合物是一種廉價、耐用但非常靈活的材料。它與皮膚非常貼合，可以添加到任何帶有脈搏血氧計功能的智能手錶上，從而實現對汗液pH值的連續測量。在日常使用中，這種傳感器也可以重複使用一年以上。
而且，這種pH值表的工作效率非常高，只需要20KB的隨機存取存儲器（RAM）來處理數據。它也非常省電，pH傳感器是無源的，不需要電源，而pH感知算法使用的電量不到智能手錶總功耗的0.01%。
pH傳感器可以很容易地安裝在任何帶有脈搏血氧計的可穿戴設備上。可以採用任何形式佩戴，如臂帶、胸帶或頭帶。不過，研究團隊已經開發出一種類似手錶的可穿戴設備原型，因為智能手錶在用戶中很受歡迎。
pH值表的潛在用途不僅限於運動員，它可以被任何用戶使用，因為我們會在日常活動中出汗，比如走路或跑步。而且，由於它的非侵入性，它可以作為老年人和兒童的個人健康監測設備。
研究團隊合照
該研究團隊由新加坡國立大學電子與計算機工程專業博士生Ananta Narayanan Balaji先生、新加坡國立大學電子與計算機工程專業博士生陳源女士、新加坡國立大學生物醫學工程專業博士生邵惠林助理教授、新加坡國立大學計算機科學專業王博博士、裴立軒教授組成。
邵惠林助理教授表示：「據我們所知，我們的pH手錶是可重複使用的汗液傳感器的首次展示，該傳感器可通過脈搏血氧儀輕鬆集成到現有的智能手錶中，這為無處不在的生物標誌物傳感鋪平了道路。」
據悉，該團隊目前正在研究汗液中的其他生物標誌物，並探索使用其他現有傳感器來檢測更多汗液生物標誌物。
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