理想的醫療保健系統應該能夠在患者疾病發(fā)作前提供健康狀況監測和治療。當患者出現不正常的健康狀況時(shí)，系統能夠檢測并解決問(wèn)題。目前，患者通常是在出現明顯癥狀以后開(kāi)始就醫，然后接受專(zhuān)科醫生的被動(dòng)治療和監測。因此，迫切需要一種能夠幫助患者在無(wú)需昂貴設備或專(zhuān)業(yè)人員參與的情況下對自己進(jìn)行健康監測的方法，以便及早發(fā)現并及時(shí)管理疾病。

      隨著(zhù)醫療診斷技術(shù)的發(fā)展，可穿戴生物傳感器技術(shù)持續開(kāi)拓，它為當前面臨的醫療問(wèn)題提供了創(chuàng )新的解決方案?？纱┐魃飩鞲衅髂軌蛟谂c被采樣生物流體直接接觸的同時(shí)，通過(guò)對生物流體中生化標志物的動(dòng)態(tài)、無(wú)創(chuàng )測量，提供連續、實(shí)時(shí)的生理信息，而不會(huì )給佩戴者帶來(lái)不適。

      近些年，可穿戴電子設備發(fā)展迅速，它們已經(jīng)可以準確測量心率、體溫和血壓等生命體征，反映并監測用戶(hù)的健康狀況。然而，這些生物物理參數缺乏關(guān)于人體動(dòng)態(tài)生化和代謝過(guò)程的直接信息。生物流體（如汗液、眼淚、唾液或組織液）作為分析物備受關(guān)注，因為它們易于采樣，有潛力通過(guò)了解人體更深層次的生物分子狀態(tài)提供連續、實(shí)時(shí)的生理信息。

      與其它生物流體相比，汗液中含有豐富的分析物，可以傳達人體的生理信息，并與血液水平密切相關(guān)，在可穿戴傳感方面具有巨大優(yōu)勢?？纱┐骱挂罕O測平臺能夠在汗液產(chǎn)生的位置收集并分析汗液，從而實(shí)現自主、連續、實(shí)時(shí)的感知。汗液的原位定量分析，對于監測生理健康狀況和診斷疾病具有十分重要的意義。

      自2013年首次提出用于實(shí)時(shí)分析汗液乳酸的可穿戴汗液傳感器以來(lái)，后續很多研究已經(jīng)實(shí)現了對汗液中電解質(zhì)、代謝產(chǎn)物、藥物、微量元素等信息的監測。熒光傳感和比色法等光學(xué)方法以及電化學(xué)傳感方法，已經(jīng)應用于汗液分析物的檢測。電化學(xué)傳感是一種常見(jiàn)且成熟的汗液分析方法，廣泛應用于可穿戴傳感器，憑借其高性能、便攜性、簡(jiǎn)單性和低成本而主導了臨床診斷應用。

      近來(lái)持續的技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)了可穿戴電化學(xué)汗液傳感器的日益成熟。能夠同時(shí)檢測多種分析物的完全集成的多路傳感系統，提高了汗液傳感器的實(shí)用性，為大規模臨床和生理研究提供了通用的可穿戴平臺。

      離子電滲療法的應用，使得久坐場(chǎng)景下的主動(dòng)排汗成為可能，從而滿(mǎn)足疾病診斷和健康監測的要求。微流控技術(shù)的集成克服了許多影響數據完整性和汗液收集的問(wèn)題，同時(shí)大大改善了樣本傳遞，從而提高了汗液分析物測量的時(shí)間分辨率和準確性。

      在可穿戴供能系統方面，集成能量收集和存儲器件的自供電可穿戴傳感器，有助于高效、可持續自主可穿戴系統的設計和運行。這些傳感器將生成大量的時(shí)序數據，可以通過(guò)大數據技術(shù)進(jìn)行分析，從而推動(dòng)醫療個(gè)性化和智能化時(shí)代的到來(lái)。

      據麥姆斯咨詢(xún)介紹，中國科學(xué)院、中國科學(xué)院大學(xué)和首都醫科大學(xué)的一支聯(lián)合研究團隊近日在Microsystems & Nanoengineering上發(fā)表了一篇題為“Wearable and flexible electrochemical sensors for sweat analysis: a review”的文章，綜述了可穿戴電化學(xué)汗液傳感器的最新進(jìn)展。

      首先，研究人員總結了利用可穿戴傳感器監測汗液的優(yōu)勢，詳細介紹了汗液中反映人體生理信息的各種分析物，并給出了汗液刺激和收集的方法。

微流控汗液傳感器示例

      然后，研究人員展示了可穿戴電化學(xué)汗液傳感器的組件。對于傳感元件，需要考量為不同分析物選擇合適的傳感模式和電化學(xué)檢測方法。對于電子元件，除了實(shí)現信號處理和無(wú)線(xiàn)數據傳輸等功能外，還需要強調供電方法的優(yōu)化。

不同材料制成的可穿戴汗液傳感器示例

自供電傳感器示例

      進(jìn)而，研究人員詳細介紹了一些典型的傳感器件，它們在針對不同分析物的可穿戴電化學(xué)汗液傳感器的發(fā)展史上具有重要意義。

用于檢測代謝物和電解質(zhì)的可穿戴電化學(xué)汗液傳感器發(fā)展史

      最后，研究人員闡明了可穿戴電化學(xué)汗液傳感器在生物醫學(xué)傳感領(lǐng)域具有的巨大優(yōu)勢和潛力，總結了可穿戴汗液傳感器未來(lái)面臨的挑戰和可能的發(fā)展方向。具體來(lái)說(shuō)包括：進(jìn)一步開(kāi)發(fā)綜合、多功能汗液分析；提高汗液樣本的可靠性；開(kāi)發(fā)更高效的能量收集和存儲器件；檢測汗液中的低濃度分析物；改善久坐環(huán)境中的汗液刺激和收集方法。

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出自:MEMS公眾號