汗液感知器或将成为下一个智能可穿戴医疗设备的风口 smt加工

发布时间:2020-12-30 15:01:12   来源:网络
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近日,汗液感知技术成为智能穿戴设备的一个热点细分领域,美国空军和橄榄球大联盟NFL纷纷参与其中。10月8日,汗液传感器开发商Eccrine Systems宣布获得550万美元的A轮融资,其中400万来自美国空军。10月18日,另外一家智能穿戴设备公司GraphWear研发的液水传感器宣布和美国橄榄球大联盟NFL进行合作,对设备进行技术验证和辅助研发。

汗液感知器或将成为下一个智能可穿戴医疗设备的风口

汗液中的科学

智能穿戴设备主要是通过收集人体的生理数据,帮助我们了解和监控我们的身体状况。从简单的计步,到传统的心率、体温,再到现在的汗液分析,智能穿戴设备开始追踪越来越多的人体生理数据。千万不要小瞧汗水,一滴汗水中除了盐分之外,还包含着我们身体中的各种科学密码,包括水化水平、电解质平衡、乳酸指数、血糖水平以及卡路里燃烧值等信息。科研人员认为可以通过测量汗液中的各种电解质、代谢物等成分,并结合用户的体温、心跳等数据,更准确地分析用户的生理情况,判断是否处在疲劳和脱水状态,适时对用户做出提醒,防止运动过量。

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目前,针对汗液进行分析的智能设备大多数还未能实现商业化,检测灵敏度、设备体积、和人体的结合方式、实用性等是需要着力突破的问题。用体液来检测身体情况很常见,医院的化验大多依靠各类体液,但是携带大量生命信息的汗液还没有入选。各大科研机构都想在汗液感知技术上做出进一步突破,实现无创检测。

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今年8月,美国加州大学伯克利分校博士后高伟凭借全柔性汗液传感器登上了《麻省理工科技评论》年度青年英雄榜。高伟和导师阿里·捷维组成的Javey Research实验室在汗液上看到了无创检测未来实现的可能,汗液的化学成分多样,且容易获得。在初阶版本的汗液传感器中,他们的设计设定了5种检测维度:葡萄糖、乳酸、钠离子、钾离子还有体表温度,也在后续不断加入重金属、氯离子等检测对象。这些具体的检测对象可以窥视身体的秘密。高伟介绍说,已经在医学上比较确信的是,血液中的钠离子可以检测身体的脱水情况,氯离子可以用来诊断囊肿型纤维化,再比如人体中的葡萄糖和血液中的葡萄糖相关,可以来检测糖尿病。

除了大学科研机构对汗液的秘密进行解码,也有不少初创企业推出或正准备推出汗液感知的相关设备,并获得了资本的青睐。

Eccrine Systems

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Eccrine Systems是一家私人控股公司,于2013年建立,总部位于俄亥俄州的辛辛那提。该公司致力于通过汗水传感器技术提高人类的健康水平、安全性与工作效率。其商业化技术和知识产权来自辛辛那提大学,并获得CincyTech公司的支持。10月8日,该公司宣布完成550万美元的A轮融资,公司联合创始人兼CEO Robert Beech在新闻发布会上表示:"汗水是采用非侵入式手段获取分子数据与生理学数据的最好来源,在医学界,这些数据此前通常从血液中获得。汗水的应用常常受限于缺乏人体日常生活中,包括工作、睡觉、娱乐等状态下的实时数据。如今,微流控技术、纳米技术、微型电子和能源管理等技术的进步,使得通过传感系统实时监测汗水分子成为了可能。"

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美国空军同样也对汗液的研究非常感兴趣,对Eccrine公司资助了400万美元用于未来开展的一项五年研究计划,即对地面部队士兵和飞行员进行实时地机体监测和功能增强训练。美国空军的研究人员想要利用一种可靠的手段对机体进行分子水平及定量化的研究,但并不是通过血液来开始这项研究。研究人员Joshua Hagen表示,实验室目前已经在美国特种部队中开展了多个原型的检测,而且也是该技术最早的采用者。

当然汗液还可以帮助研究者对飞行员的生理学表现进行研究,比如,美国国防部就从数十亿美元的战斗机中(F-22和F-35战斗机)搜集了大量的数据,而这些数据却为揭示在飞机中处于高度压力的飞行员的机体状况并不能提供过多的有效信息。测定汗液中一种名为皮质醇的组分是目前Eccrine公司的一项重点研究,皮质醇是机体中充当关键压力标志物的一种激素。机体的脱水状况和皮质醇检测是对士飞行员进行汗液监测的的首个重要任务,而这将在未来2-4年内进行。

融资情况

Eccrine公司由美国空军和辛辛那提大学的教授Jacob Heikenfeld建立,公司的董事长是前海军成员,而另一位高管则是前空军飞行员。550万美元的A轮融资其中400万美金来自美国空军研究实验室,以支持监测汗液中特定分子生物标志物的无创传感系统的研发。CincyTech基金以及其他投资者也参与到此轮融资中。

Graphwear

Graphwear来自于美国费城大学城科学中心,由着名的DreamIt Ventures进行孵化,专门研发智能穿戴设备。SweatSmart是其第一款产品,利用汗液进行实时分析,进行脱水监测、葡萄糖检测、肌肉耐力监测。Graphwear在10月份和美国橄榄球大联盟NFL达成合作(NFL还投资了另一家汗液智能设备的公司Kenzen),通过分析运动员的汗水血糖和电解质水平,来提醒运动员进行液体补充。Graphwear的首席执行官Gudibande说到:"职业运动员将帮助我们验证技术,我们也需要收集更多数据提高产品的稳定性。"Graphwear计划明年5月推出针对运动员的测试版产品,2018年上市。该公司未来还将上市一款通过汗液来追踪血糖的新产品,该产品针对糖尿病人群,是一款需要通过FDA认证的2类医疗器械

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SweatSmart采用石墨烯代替硅基传感器,石墨烯具有柔韧性,可以任意弯曲,因此戴在人体上会更加的舒适。而且石墨烯传感器对生物电也非常敏感,可以检测人体的微小体征变化。至于功耗方面,石墨烯电池也会对带来突破性续航体验。虽然石墨烯已经被发现了近十年,但GraphWear在此前仍然要花23个加工步骤才能制作石墨烯传感器,因此规模量产显得不可能,而且它的成本异常的贵,初代产品上市价格估计为6万美元。

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