诊断疾病的可穿戴传感器汗
出汗wristband-type可穿戴传感器可以转换为囊性纤维化诊断和药物评价,糖尿病和其他疾病。
传感器收集汗,措施其分子组成,然后电子传输结果进行分析和诊断,根据一项研究由斯坦福大学医学院的研究人员,与大学伯克利分校合作。与老式的汗水收藏家,新设备不需要病人仍然坐很长一段时间,而汗水积累的收藏家。
说:“这是一个巨大的进步,卡洛斯·米拉在斯坦福大学儿科医学博士,副教授。
这项研究在线发表在4月17日在美国国家科学院院刊》上。米拉股票高级作者罗纳德·戴维斯博士在斯坦福大学的生物化学和遗传学教授。前斯坦福大学博士后学者萨姆Emaminejad博士和加州大学伯克利分校的博士后学者魏高合作作者。
它是如何工作的呢?
两部分系统灵活的传感器和微处理器坚持皮肤,刺激汗腺,然后检测存在的不同的分子和离子根据电信号。氯的汗水越多,例如,生成更多的电流电压传感器的表面。汗水团队使用可穿戴传感器检测氯离子在不同的研究水平,高水平的指标囊性纤维化和比较的汗水在血液中葡萄糖水平。糖尿病高血糖水平可以表示。
囊性纤维化诊断的常规方法——一种遗传性疾病,导致粘液建立在肺部,胰腺和其他器官- - -要求病人访问一个专业中心和静坐而电极刺激皮肤汗腺为测试提供了汗水。电极可烦人,特别是孩子,在CF通常是诊断,米拉说。然后,孩子们仍然坐30分钟,而乐器附着在皮肤收集汗水。即便如此,测试还没有结束,他说。家庭等待实验室测量氯离子的汗水来确定孩子有囊性纤维化。
米拉说这70年来繁琐的方法没有改变。相比之下,可穿戴汗水传感器刺激皮肤产生微量的汗水,快速评估的内容和梁数据通过手机向服务器可以分析结果。一次性测试发生在实时,米拉说,使家庭的孩子更容易评估。
便携式和独立的
此外,人们生活在贫困社区或偏僻的村庄在发展中国家,在传统测试不可用时,可以受益于一个可bet188真人移植的,独立的汗水传感器,他说。可穿戴设备是健壮的和可以运行一个智能手机,可以发送测量到云和接收结果回来后在一个专门的中心。CF诊断,以及其他类型的诊断,可以无需熟练临床医生值班的人员和装备精良的实验室。”你可以在世界任何地方,”米拉说。
传感器不仅是诊断和监测。它也可以用来帮助与药物开发和药物个性化。CF是由任何数以百计的不同的CF基因的突变,所以有可能使用传感器来确定哪些药物最适合哪些突变。“CF药物只有一小部分病人,“Emaminejad说,现在是加州大学洛杉矶分校电气工程助理教授。“想象一下,如果你使用可穿戴传感器在临床药物调查与人流汗;我们可以得到一个更好的了解他们的氯离子在反应药物。”
在这项研究中,研究小组还在出汗测量血糖水平,血糖水平相对应,使设备监测糖尿病前期和糖尿病的可能有用。但是技术也可以用来衡量其他分子成分的汗水,如钠离子和钾离子和乳酸。平台可用于测量几乎任何汗水中找到。
“汗非常适合嵌入式应用和丰富的信息来源,”戴维斯说。
这个团队现在正致力于大规模临床研究寻找sweat-sensor读数之间的相关性和健康。“从长远来看,我们希望将其集成到smartwatch格式为广大人口监测、“Emaminejad说。
健康和持续的监控精度
一个可穿戴的汗水传感器允许频繁监测患者如何应对治疗或如果他们遵守治疗,米拉说。“这有点像以前当糖尿病患者不得不进入一间诊所,将他们的血糖监测。真正的革命,是人们开始做自己的手指,和现在你甚至可以做到连续监控。”
个性化医疗的一个重要因素是建立一个基线为每个单独的正常价值和可变性。“我们当时是在测试设备时,我们注意到,人们有不同的汗水。显示我们需要相应的校准,”Emaminejad说。一旦研究人员确定个性化的基线通过长期监测,他们可以开始点健康状况的变化,他说。
戴维斯认为两大挑战,可穿戴传感器汗。一个是再现性,一致的措施是如何在同一人一天比一天或小时小时。“在同一生物条件下即使是同一个人,你得到同样的号码吗?”
第二个是映射的分子成分汗水。简而言之,理所当然被监控的汗水是什么身体提供有用的信息呢?“我们的有限与我们可以测量。我们可以测量氯为例,我们试图找出我们可以使用的,”戴维斯说。
他强调,研究不仅仅是一个设备的发展;这是一个新的理解方式健康——这取决于持续的监控和更好的理解个人卫生措施。这是一个方法,可以帮助防止个人和群体的主要疾病。
戴维斯认为这是一种流行病。“举个例子,如果我能感觉到,我下去与病毒感染,我的闹钟响,说:“你下来病毒感染,我应该回家,而不是决定我推动它。这不是关于我的,关于我的所有同事。“如果每个人都这样做了,他说,疾病不会传播得如此之快。
“如果你能阻止大流行,它甚至可能消失,”他补充说。
斯坦福大学医学工作是一个专注于精密的健康,我们的目标是准确地预测和预防疾病的健康和疾病诊断和治疗疾病。
其他Stanford-affiliated合作者研究协调员佐伊•戴维斯博士和肖恩·雷恩;研究生共同Challa;和前斯坦福大学研究助理Salmonn Talebi。
戴维斯是一名斯坦福Bio-X斯坦福大学癌症研究所和斯坦福大学的儿童健康研究所。米拉也是儿童健康研究所的一员。
伯克利大学的研究人员也合著的论文。
这项工作是由美国国立卫生研究院(批准P01 HG000205),美国国家科学基金会、美国能源部和微电子的罗伯特·n·诺伊斯奖学金。
斯坦福大学的电气工程、生物化学和遗传学也支持这项工作。
参考:
Emaminejad, S。,高,W。吴E。戴维斯,z。、Nyein h . Y。、Challa年代。,。戴维斯,r . w . (2017)。自治汗水提取和分析应用于囊性纤维化和葡萄糖监测使用一个完全集成的可穿戴的平台。美国国家科学院院刊》上,201701740。doi: 10.1073 / pnas.1701740114
