汗液PH傳感器能讓健康追蹤可穿戴設備更強大

　　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(jiān)測產(chǎn)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(jiān)測器可以很容易地集成到現(xiàn)有的健身追蹤器或智能手表中，而且成本非常低，能夠連續(xù)測量和監(jiān)控用戶汗液的酸堿度、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(shù)健身追蹤器和智能手表都可以測量心率、血氧飽和度、步數(shù)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(chuàng)建了pH監(jiān)測器，因為汗液很容易獲取，它由一系列生物化學標記組成，可用于非侵入性式的監(jiān)測個體的健康。

　　汗液的pH值能告訴我們什么？

　　pH，即氫離子濃度指數(shù)，pH值從0到14表示一種物質的酸堿性。pH值為7是中性，而pH值小于7是酸性，大于7是堿性。

　　汗液pH值的變化可以告訴我們身體是否脫水，并有助于診斷皮膚狀況。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堿，就會出現(xiàn)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(yī)療干預。

　　pH值手表的工作原理

　　新加坡國立大學的研究人員發(fā)明的pH值監(jiān)測器利用了現(xiàn)有的脈搏血氧儀芯片，可集成到現(xiàn)有的健身追蹤器和智能手表上。

　　脈搏血氧計由位于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(fā)射可見的紅色光和不可見的紅外光，并通過計算兩種光的波長差來確定血液中的氧含量。在醫(yī)院里，它們通常夾在病人的食指上，用來測量和監(jiān)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——聚苯胺聚合物制成，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。通過將這種定制的pH傳感器和pH感應算法集成到已經(jīng)具有內(nèi)置脈搏血氧儀的健身追蹤器或智能手表中，改造后的PH健康監(jiān)測手表可以同時實時監(jiān)測使用者汗液pH值、心率和血液氧飽和度，準確度約為90％。

　　據(jù)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表上，從而實現(xiàn)對汗液pH值的連續(xù)測量。在日常使用中，這種傳感器也可以重復使用一年以上。

　　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(shù)據(jù)。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表總功耗的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?？梢圆捎萌魏涡问脚宕?，如臂帶、胸帶或頭帶。不過，研究團隊已經(jīng)開發(fā)出一種類似手表的可穿戴設備原型，因為智能手表在用戶中很受歡迎。

　　pH值表的潛在用途不僅限于運動員，它可以被任何用戶使用，因為我們會在日?；顒又谐龊?，比如走路或跑步。而且，由于它的非侵入性，它可以作為老年人和兒童的個人健康監(jiān)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(yè)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(yè)博士生陳源女士、新加坡國立大學生物醫(yī)學工程專業(yè)博士生邵惠林助理教授、新加坡國立大學計算機科學專業(yè)王博博士、裴立軒教授組成。

　　邵惠林助理教授表示：“據(jù)我們所知，我們的pH手表是可重復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松集成到現(xiàn)有的智能手表中，這為無處不在的生物標志物傳感鋪平了道路?！?/p>

　　據(jù)悉，該團隊目前正在研究汗液中的其他生物標志物，并探索使用其他現(xiàn)有傳感器來檢測更多汗液生物標志物。