汗液监测在医疗健康领域的巨大价值,吸引苹果布局相关可穿戴设备

MEMS 2024-07-29 00:01

近年来智能可穿戴设备在医疗健康领域愈加普及、竞争激烈,各大厂商研发各类产品,从手表到手环,功能越来越多,从监测步频、到心率、心电图、体温、睡眠情况,这些设备似乎成为了每个人都可以拥有的低价私人医生。

对于健康监测,可穿戴设备还将有更广阔的前景。比如说苹果十四年前就开始研发无创测血糖的产品,据说再过几年即将问世。而目前已有的华为和戴乐行出品的无创测血糖手表,尽管面临着医疗专业领域的种种质疑,但是较好的销售额也证明了人们对这类产品的偏爱。

不过,在血糖监测之外,苹果偷偷在另一个板块上取得了成果:汗液监测。如果这项技术能够得到深入研究,或许整个可穿戴设备行业将迎来颠覆性改革,甚至许多产品都有要推翻重做的可能。


苹果的可穿戴设备新技术介绍

2024年2月,美国专利商标局公布了一项来自苹果公司的专利申请:具有汗液测量功能的可穿戴设备(US20240050013)。

在专利文件中注明一种汗液传感器,这种传感器由多个电极和计算出汗液指标的处理器组成。整个系统可以计算出用户的估计出汗率,并向用户呈现出液体流失率(以液体盎司/小时等表示)或特定时间段内的液体流失量。

结合运动的相关功能,传感器还可以提供较短时间间隔内测量的“瞬时”出汗率。原有的运动功能还可以利用相关的出汗数据,进一步估计锻炼强度和卡路里的消耗情况,将汗液传感器运用在智能手表上,可以有效提高运动监测准确性。

当然,由于可穿戴设备仅仅能实测一小块皮肤的出汗量,而要测算人体出汗总量,需要更多的技术加以辅助。所以,专利里还提到了,苹果的这项技术可以通过整合环境温湿度和用户体温信息来进一步计算全局估计出汗率。


汗液监测在医疗健康领域的巨大价值

对于可穿戴设备而言,单纯的出汗量监测只是一个楔子。在健康医疗领域,汗液本身就是一个暗含着身体状况的“指向标”。

汗液是由汗腺分泌的液体,由于外界气温升高,或体内产热增加所致的热刺激引起的发汗称知觉发汗,汗液本身无味。它在体温调节、物质代谢、保护皮肤屏障等方面发挥着重要的生理作用。

汗液中水分占绝大部分,在99%以上,其余为固体成分,主要是氯化钠和钾、镁、钙、乳酸、尿素氮等。这些物质含量的变化可以反映着人体情况的变化。研究人员发现,对于患有囊性纤维化(一种会导致腺体分泌异常的遗传性疾病)的患者而言,其汗液中的盐浓度就高于正常水平,所以,通过汗液监测来辅助相关疾病的诊断,自然也得到了普及。

当然,监测汗液能得到的身体状况信息绝不仅限于此。以目前的技术来看,通过监测汗液直接得到某种身体状况的准确信息还需要进一步研究,不过,作为一种辅助的判断方法,汗液监测已得到了广泛运用。

不少研究都指出汗液电解质浓度可用作人们补充电解质液体的参考指标。今年,美国马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员与数字健康公司Epicore Biosystems合作验证了一款新型智能穿戴设备Connected Hydration,其最主要的功能就是对佩戴者进行汗液监测。

这个戴在肱二头肌上的设备主要是为了高强度体力工作的人们而设计。在高温甚至极端高温的环境下,户外工作者正面临着越来越严峻的工作环境。而及时补水这么简单的事情,对很多户外工作者而言也可能存在阻碍。再加上口渴本身就是一种非常主观的感觉,对一些人来说,产生口渴的感觉时人体可能已经处于脱水状态了。如果这时补充的水量不够,也许会让人缓解了口渴的感觉,但并没有完全补足缺失的水分。

Connected Hydration通过监测汗液流失、电解质流失、皮肤温度和运动状态,可以及时提醒佩戴者补充水分。这样可以很好避免户外工作者因缺水而造成的身体伤害。

美国宾夕法尼亚州立大学研究人员在德国《实用新材料》期刊上发表论文说,持续监测汗液可揭示有关人体健康的重要信息,他们此次利用贵金属合金和碳基纳米复合材料,对“激光诱导石墨烯”电极进行改造,成功开发出一种灵敏、稳定的可穿戴传感器,贴在皮肤上后,可连续3周监测汗液中的葡萄糖水平、体温和汗液酸碱值,并且能将收集到的数据实时、无线传输到电脑或移动设备上。

除了对电解质和葡萄糖水平、体温等行测量,汗液中的乳酸盐含量也是一个重要指标。多年来,研究人员发现汗液中的乳酸盐浓度非常接近血液中的乳酸盐浓度,可以用作对应组织活力程度的敏感标记物。

2013年,首个用于实时监测人体汗液中乳酸盐含量的可穿戴电化学汗液传感器问世,经过了十多年的发展,基于乳酸盐监测的汗液传感器也正在被推向市场。PointFit公司开发了一套预测肌肉疲劳(PMF)的算法,通过将传感器贴片贴在不同的位置测量相关位置汗液中的乳酸盐含量,计算得出不同部位的肌肉疲劳情况。

我国著名短跑运动员苏炳添也曾在论文综述《科学训练辅助: 柔性可穿戴传感器运动监测应用》中,提到了汗液监测技术特别是对汗液乳酸盐和葡萄糖等成分的监测技术,这些无不与运动员的运动状态息息相关,现有的实验室技术已经可以实现运动员生理指标的定量分析。身体数据监测手段伴随着运动的发展,正在成为训练过程中不可缺少的科技实力之一。


汗液监测面临的挑战、具有的潜在价值和未来的市场

虽然成果显著,不然就目前而言,可穿戴设备中的汗液检测技术也面临着不少挑战。一方面,对可穿戴设备而言,比起侵入式设备,监测精度毕竟有限,且容易受到外界环境的影响。另一方面,汗液中部分分析物的分泌机制尚未得到充分的探究。

不过,汗液监测非侵入式、可连续监测等优点,利于普及,也正在推动可穿戴设备的发展与对汗液生理机制的深层次研究。对于传统医疗分析中的“金标准”之一血液测试而言,抽血毕竟属于有创操作,有引起疼痛、感染的可能,也无法做到在日常状况下持续采样、实时动态监测,而可穿戴设备则能在一定程度上弥补这些缺点,两者结合或许能让人们更好地了解自身健康状况。

除了上述提到研究相对成熟的成分,汗液本身还有不少待被发现的潜在价值。

一些研究发现,汗液中微量矿物质的显著变化与膳食摄入有关。这一关联性使通过汗液判断饮食健康成为了可能。汗液中的皮质醇含量也被用来研究人们承受压力的程度。血清皮质醇被称为“压力荷尔蒙”,在应付压力中会有明显的调节身体其他指标的作用。在2020年的一项研究中指出,血清皮质醇和汗液皮质醇之间存在相关性,并从人体汗液构建了动态压力反应曲线。因此通过测量汗液皮质醇浓度来表明人体的压力状况也有着良好前景。

关于其它汗液成分监测的设备也层出不穷,甚至有不少已经推向市场。根据全球市场研究公司Brainy Insights的报告,可穿戴汗液传感器市场规模将从2023年的39亿美元增长至10年后的118亿美元。

可穿戴汗液监测设备有着巨大的潜力和应用前景,随着科技的不断进步和对健康监测需求的日益增长,在不远的将来,由于这类传感器成本较低,可方便、准确、持续地分析汗液,在个人和群体健康、个性化医疗、精准营养方面应用潜力巨大。

MEMS 中国首家MEMS咨询服务平台——麦姆斯咨询(MEMS Consulting)
评论 (0)
  •   电磁干扰抑制系统平台深度解析   一、系统概述   北京华盛恒辉电磁干扰抑制系统在电子技术快速发展、电磁环境愈发复杂的背景下,电磁干扰(EMI)严重影响电子设备性能、稳定性与安全性。电磁干扰抑制系统平台作为综合性解决方案,通过整合多元技术手段,实现对电磁干扰的高效抑制,确保电子设备稳定运行。   应用案例   目前,已有多个电磁干扰抑制系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁干扰抑制系统。这些成功案例为电磁干扰抑制系统的推广和应用提供了有力支持。   二
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 15:27 154浏览
  •   复杂电磁环境模拟系统平台解析   一、系统概述   北京华盛恒辉复杂电磁环境模拟系统平台是用于还原真实战场或特定场景电磁环境的综合性技术平台。该平台借助软硬件协同运作,能够产生多源、多频段、多体制的电磁信号,并融合空间、时间、频谱等参数,构建高逼真度的电磁环境,为电子对抗、通信、雷达等系统的研发、测试、训练及评估工作提供重要支持。   应用案例   目前,已有多个复杂电磁环境模拟系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润复杂电磁环境模拟系统。这些成功案例为复杂电
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 10:29 121浏览
  • 故障现象一辆2016款奔驰C200L车,搭载274 920发动机,累计行驶里程约为13万km。该车组合仪表上的防侧滑故障灯、转向助力故障灯、安全气囊故障灯等偶尔异常点亮,且此时将挡位置于R挡,中控显示屏提示“后视摄像头不可用”,无法显示倒车影像。 故障诊断用故障检测仪检测,发现多个控制单元中均存储有通信类故障代码(图1),其中故障代码“U015587 与仪表盘的通信存在故障。信息缺失”出现的频次较高。 图1 存储的故障代码1而组合仪表中存储有故障代码“U006488 与用户界
    虹科Pico汽车示波器 2025-04-23 11:22 55浏览
  • 一、技术背景与市场机遇在智能家居高速发展的今天,用户对家电设备的安全性、智能化及能效表现提出更高要求。传统取暖器因缺乏智能感知功能,存在能源浪费、安全隐患等痛点。WTL580-C01微波雷达感应模块的诞生,为取暖设备智能化升级提供了创新解决方案。该模块凭借微波雷达技术优势,在精准测距、环境适应、能耗控制等方面实现突破,成为智能取暖器领域的核心技术组件。二、核心技术原理本模块采用多普勒效应微波雷达技术,通过24GHz高频微波信号的发射-接收机制,实现毫米级动作识别和精准测距。当人体进入4-5米有效
    广州唯创电子 2025-04-23 08:41 115浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍4月18日7时,2025北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松正式开跑。与普通的半马比赛不同,这次比赛除了有人类选手,还有21支人形机器人队伍参赛,带来了全球首次人类与机器人共同竞技的盛况。参赛队伍中,不乏明星机器人企业及机型,比如北京人形机器人创新中心的天工Ultra、松延动力的N2等。宇树G1、众擎PM01,则是由城市之间科技有限公司购置及调试,并非厂商直接参赛。考虑到机器人的适用场景和续航力各有不同,其赛制也与人类选手做出区别:每支赛队最多可安排3名参赛选手
    华尔街科技眼 2025-04-22 20:10 89浏览
  • 一、行业背景与市场需求高血压作为全球发病率最高的慢性病之一,其早期监测与管理已成为公共卫生领域的重要课题。世界卫生组织数据显示,全球超13亿人受高血压困扰,且患者群体呈现年轻化趋势。传统血压计因功能单一、数据孤立等缺陷,难以满足现代健康管理的需求。在此背景下,集语音播报、蓝牙传输、电量检测于一体的智能血压计应运而生,通过技术创新实现“测量-分析-管理”全流程智能化,成为慢性病管理的核心终端设备。二、技术架构与核心功能智能血压计以电子血压测量技术为基础,融合物联网、AI算法及语音交互技术,构建起多
    广州唯创电子 2025-04-23 09:06 123浏览
  •   电磁频谱数据综合管理平台系统解析   一、系统定义与目标   北京华盛恒辉电磁频谱数据综合管理平台融合无线传感器、软件定义电台等前沿技术,是实现无线电频谱资源全流程管理的复杂系统。其核心目标包括:优化频谱资源配置,满足多元通信需求;运用动态管理与频谱共享技术,提升资源利用效率;强化频谱安全监管,杜绝非法占用与干扰;为电子战提供频谱监测分析支持,辅助作战决策。   应用案例   目前,已有多个电磁频谱数据综合管理平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁频谱数
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 16:27 97浏览
  •   无人机结构仿真与部件拆解分析系统平台解析   北京华盛恒辉无人机结构仿真与部件拆解分析系统无人机技术快速发展的当下,结构仿真与部件拆解分析系统平台成为无人机研发测试的核心工具,在优化设计、提升性能、降低成本等方面发挥关键作用。以下从功能、架构、应用、优势及趋势展开解析。   应用案例   目前,已有多个无人机结构仿真与部件拆解分析系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机结构仿真与部件拆解分析系统。这些成功案例为无人机结构仿真与部件拆解分析系统的推广和应用提
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 15:00 110浏览
  •   陆地边防事件紧急处置系统平台解析   北京华盛恒辉陆地边防事件紧急处置系统平台是整合监测、预警、指挥等功能的智能化综合系统,致力于增强边防安全管控能力,快速响应各类突发事件。以下从系统架构、核心功能、技术支撑、应用场景及发展趋势展开全面解读。   应用案例   目前,已有多个陆地边防事件紧急处置系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润陆地边防事件紧急处置系统。这些成功案例为陆地边防事件紧急处置系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统架构   感知层:部
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 11:22 88浏览
  • 在科技飞速发展的当下,机器人领域的每一次突破都能成为大众瞩目的焦点。这不,全球首届人形机器人半程马拉松比赛刚落下帷幕,赛场上的 “小插曲” 就掀起了一阵网络热潮。4月19日,北京亦庄的赛道上热闹非凡,全球首届人形机器人半程马拉松在这里激情开跑。20支机器人队伍带着各自的“参赛选手”,踏上了这21.0975公里的挑战之路。这场比赛可不简单,它将机器人放置于真实且复杂的动态路况与环境中,对机器人在运动控制、环境感知和能源管理等方面的核心技术能力进行了全方位的检验。不仅要应对长距离带来的续航挑战,还要
    用户1742991715177 2025-04-22 20:42 83浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍在特朗普政府发起的关税战中,全球芯片产业受到巨大冲击,美国芯片企业首当其冲。据报道称,英伟达本周二公布的8-K文件显示,美国政府通知该公司向中国(包括中国香港及澳门)销售尖端芯片(H20)时,需要获得美国政府的许可。文件发布后,英伟达预计会在第一季度中额外增加55亿美元的相关费用计提。随后,英伟达股价单日下跌6.9%,市值一夜蒸发约1890亿美元(约合人民币1.37万亿元)。至截稿时,至截稿时,其股价未见止跌,较前日下跌4.51%。北京时间4月17日,英伟达创始人、
    华尔街科技眼 2025-04-22 20:14 87浏览
  •   后勤实验仿真系统平台深度解析   北京华盛恒辉后勤实验仿真系统平台依托计算机仿真技术,是对后勤保障全流程进行模拟、分析与优化的综合性工具。通过搭建虚拟场景,模拟资源调配、物资运输等环节,为后勤决策提供数据支撑,广泛应用于军事、应急管理等领域。   应用案例   目前,已有多个后勤实验仿真系统平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润后勤实验仿真系统平台。这些成功案例为后勤实验仿真系统平台的推广和应用提供了有力支持。   一、核心功能   (一)后勤资源模拟
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 15:39 80浏览
  • 前言本文主要演示基于TL3576-MiniEVM评估板HDMI OUT、DP 1.4和MIPI的多屏同显、异显方案,适用开发环境如下。Windows开发环境:Windows 7 64bit、Windows 10 64bitLinux开发环境:VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bitU-Boot:U-Boot-2017.09Kernel:Linux-6.1.115LinuxSDK:LinuxSDK-[版本号](基于rk3576_linux6.1_release_v
    Tronlong 2025-04-23 13:59 67浏览
  •   卫星通信效能评估系统平台全面解析   北京华盛恒辉卫星通信效能评估系统平台是衡量卫星通信系统性能、优化资源配置、保障通信服务质量的关键技术工具。随着卫星通信技术的快速发展,特别是低轨卫星星座、高通量卫星和软件定义卫星的广泛应用,效能评估系统平台的重要性日益凸显。以下从技术架构、评估指标、关键技术、应用场景及发展趋势五个维度进行全面解析。   应用案例   目前,已有多个卫星通信效能评估系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润卫星通信效能评估系统。这些成功案例为卫
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 16:34 145浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦