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得益于新一代傳感器技術(shù)，汗水正在幫助解開人類健康和運動表現(xiàn)的秘密。
科技公司和生物化學研究人員早就意識到汗水在科研上的可能性，且一直在致力于打造傳感器，以便監(jiān)測和解釋汗液來用于各種用途，如診斷疾病和幫助運動員提高成績。能夠分析人體汗液的傳感器已經(jīng)出現(xiàn)了十多年，但隨著傳感器設(shè)計和技術(shù)近年來的進步，該類傳感系統(tǒng)才迅速走向商業(yè)化。
除了水以外，汗液還含有身體分泌的各種其他物質(zhì)。正是那些物質(zhì)讓人們得以了解身體的內(nèi)部運作，了解身體是否健康。
斯坦福大學的研究人員在論文中寫道，“汗液提供了大量關(guān)于病人健康狀況的信息，而且很容易獲取，因此適合于穿戴式、非侵入性的生物傳感。汗液中含有重要的電解質(zhì)、代謝物、氨基酸、蛋白質(zhì)和激素，可以通過它來監(jiān)測代謝性疾病、生理狀況或人的醉酒程度。”
Nextflex和GE Electronics一直在研發(fā)一種傳感器，來通過追蹤汗液的量和成分來監(jiān)測脫水情況。Nextflex戰(zhàn)略項目主管斯科特·米勒表示，“如果我們能夠追蹤自己出汗的速度，或許還能同時追蹤汗水中的濃度，我們就能真正開始了解身體的水合狀態(tài)。”該系統(tǒng)已經(jīng)在海軍飛行員身上進行了測試，意在跟蹤他們在工作時的水合狀態(tài)。
汗液傳感器的作用可能不僅限于監(jiān)測身體狀況。斯坦福大學的一個團隊已經(jīng)打造了一個可測量汗液中的皮質(zhì)醇(有時被稱為“壓力荷爾蒙”)的傳感器。雖然這種傳感器在未來可能對監(jiān)測壓力很有用，但在短期內(nèi)，它們更有可能用于跟蹤皮質(zhì)醇水平過高或過低的疾病，比如愛迪生氏病或庫欣綜合征。
研究人員已經(jīng)在就汗液傳感的醫(yī)學應用展開研究。以糖尿病患者很難消化的葡萄糖為例。為了監(jiān)測血液中的葡萄糖水平，糖尿病患者通常需要刺破手指，擠出一滴血，然后用一個微型監(jiān)測器來進行檢測。用傳感器檢測取代侵入性檢測，會減輕糖尿病患者的自我檢測負擔;汗液監(jiān)測的可行性正在被探究。
除了監(jiān)測人體對某些疾病的治療的反應以外，汗液傳感器最終可能還會被用于改善囊性纖維化等疾病的診斷。囊性纖維化是一種導致壽命縮短的遺傳疾病，已經(jīng)在采用汗液檢測手段來進行診斷，但檢測結(jié)果要幾天才能出來。標準的汗液測試會測量汗液中氯離子的濃度，以此作為疾病的證據(jù);基于傳感器的測試會使用相同的原理，但操作起來要容易得多，而且可以立即得出結(jié)果。
血液分析一直是醫(yī)學上測量人體各種物質(zhì)水平的默認方式，但血液能告訴你的東西是有限的，而且血液收集也既費時又痛苦。通過汗液感應，醫(yī)療人員可以收集較長時間內(nèi)的數(shù)據(jù)——例如，電解質(zhì)水平在一天中如何變化——而抽血只能提供一次性的信息。隨著分析汗液所需的電子設(shè)備變得越來越小，未來或許可以在手腕上進行實時數(shù)據(jù)分析。
那么，為什么汗液分析在醫(yī)學上不受歡迎呢?
汗液的收集和分析工作一直以來都費時費力，因此這一領(lǐng)域的研究相對較少。
美國西北大學材料科學與工程教授約翰·羅杰斯(John Rogers)一直致力于打造可伸縮的汗水傳感器。他說道，“很多的不確定性來自生物學層面，而這些設(shè)備可以很好地進行測量，這是毫無疑問的。我們可以量化汗液中各種成分的濃度。我認為最大的問題是汗液化學與血液化學之間的相關(guān)性。”
到目前為止，業(yè)界對于汗液傳感器的理想配置還沒有達成共識：有的基于生化分析，有的基于生物電。前者通過測量汗液的電導率來計算電解質(zhì)水平，后者則直接測量汗液的成分。這些信息要么由微控制器就地分析，要么使用NFC或藍牙等無線標準傳回外部系統(tǒng)進行分析。其他的系統(tǒng)則使用智能手機應用掃碼所用的那種傳感器，根據(jù)傳感器在汗液中的顏色變化來測量電解質(zhì)水平。
汗液分析還存在其他問題：汗液的成分因人而異，甚至在同一個人身上，汗液的成分也可能因飲食習慣等因素而變化，因此系統(tǒng)將需要適應個人獨特的汗液形態(tài)。
汗液傳感器還有一些技術(shù)問題需要解決。從長遠來看，汗液傳感系統(tǒng)將需要盡可能地有彈性和可伸縮，這樣才能確保它們適用于任何類型的皮膚。
汗液傳感器背后的電子和材料科學可能還需要進行一些改良，但它確實擁有誘人的前景：在未來，一些醫(yī)學測試將能夠在家里進行，你只需要一個可穿戴的貼片。更重要的是，它有望讓消費者和職業(yè)運動員能夠根據(jù)全新的數(shù)據(jù)來源來提升運動表現(xiàn)。
