Определенно, именно для гибкой системы датчика может измерить метаболиты и электролиты в поту, калибровать данные, основанные на температуре кожи, и синхронизировать результаты в режиме реального времени к смартфону.В то время как медицинские мониторы взорвались на сцену бытовой электроники за прошлое десятилетие, исследователи говорят это устройство, сообщил в выпуске 28 января журнала Nature, первая полностью интегрированная электронная система, которая может обеспечить непрерывный, неразрушающий контроль многократных биохимикатов в поту.Прогресс открывает двери в носимые устройства, которые предупреждают пользователей о проблемах со здоровьем, таких как усталость, обезвоживание и опасно высокие температуры тела.
«Человеческий пот содержит физиологически богатую информацию, таким образом делая его привлекательной биологической жидкостью для неразрушающих носимых датчиков», сказал научный руководитель исследования Али Джейви, преподаватель УКА Беркли электротехники и информатики. «Однако пот сложен, и необходимо измерить многократные цели извлечь значащую информацию о Вашем состоянии здоровья. В этом отношении мы разработали полностью интегрированную систему, которая одновременно и выборочно измеряет многократные аналиты пота, и с помощью беспроводных технологий передает обработанные данные к смартфону.
Наша работа представляет технологическую платформу для основанных на поте медицинских мониторов».Javey работал с авторами co-лидерства исследования Вэй Гао и Сэмом Эмэминеджэдом, оба из которых являются постдокторантами в его лаборатории. У Эмэминеджэда также есть совместное назначение в Стэнфордской Медицинской школе, и у всех трех есть союзы с Центром Датчика и Привода головок Беркли и Подразделением Материаловедения в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.Химические ключи к разгадке физического состояния человека
Чтобы помочь проектировать систему датчика пота, Javey и его команда консультировались с физиологом осуществления Джорджем Бруксом, преподавателем УКА Беркли интегральной биологии. Брукс сказал, что был впечатлен, когда Javey и его команда сначала обратились к нему о датчике.
«Наличие носимого датчика пота действительно невероятно, потому что метаболиты и электролиты, измеренные устройством Javey, жизненно важны для здоровья и благополучия человека», сказал Брукс, соавтор на исследовании. «Изучая эффекты осуществления на человеческой физиологии, мы, как правило, берем образцы крови. С этой неразрушающей технологией когда-нибудь может быть возможно знать то, что продолжается физиологически без палок иглы или свойственно мало, доступные чашки на Вас».Прототип, развитый Javey и его исследовательской группой, включает пять датчиков на гибкую монтажную плату. Датчики измеряют глюкозу метаболитов и лактат, натрий электролитов и калий и температуру кожи.
«Интегрированная система позволяет нам использовать измеренную температуру кожи, чтобы калибровать и приспособить чтения других датчиков в режиме реального времени», сказал Гао. «Это важно, потому что ответ глюкозы и молочнокислых датчиков может быть значительно под влиянием температуры».Развитие умных браслетов и лентСмежный со множеством датчика беспроводная печатная плата со стандартными кремниевыми компонентами.
Исследователи использовали больше чем 10 жареного картофеля интегральной схемы, ответственного за то, что провел измерения от датчиков, усиливая сигналы, приспосабливаясь для изменений температуры и с помощью беспроводных технологий передавая данные. Исследователи разработали приложение, чтобы синхронизировать данные с датчиков на мобильные телефоны и соответствовали устройству на «умные» браслеты и ленты.Они помещают устройство – и десятки волонтеров – посредством различных внутренних и наружных упражнений.
Предметы исследования, периодически повторенные на велотренажерах или, бежали на открытом воздухе на следах и следах от нескольких минут до больше чем часа.«Мы можем легко сократить это устройство, интегрировав все функциональности схемы в однокристальную схему», сказал Эмэминеджэд. «Количество биохимикатов, для которых мы нацелены, может также быть увеличено так, мы можем измерить много вещей сразу. Это делает крупномасштабные клинические исследования возможными, который поможет нам лучше понять спортивную работу и физиологические ответы на осуществление».Джейви отметил, что долгосрочная цель будет состоять в том, чтобы использовать это устройство для исследований уровня населения для медицинского применения.
Ручьи также отметили потенциал устройством, которое будет использоваться, чтобы измерить больше, чем пот.«В то время как пригодная, неразрушающая технология профессора Джейви работает хорошо над потеющими спортсменами, вероятно, будет много других применений технологии для измерения жизненного метаболита и уровней электролита здоровых людей в повседневной жизни», сказал Брукс. «Это может также быть адаптировано, чтобы контролировать другие биологические жидкости для тех, которые страдают от болезни и травмы».
Центр Датчика и Привода головок Беркли и Национальные Институты Здоровья помогли поддержать эту работу.