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隨著美國(guó)德克薩斯州又一個(gè)炎熱夏天的到來(lái)，脫水的威脅就如影隨形。盡管脫水的程度輕則給人造成不便，重則危機(jī)生命，但對(duì)其進(jìn)行追蹤卻并非易事。同時(shí)，脫水仍然是一個(gè)常見(jiàn)且常被忽視的問(wèn)題。即使是輕度脫水，也可能損害人體認(rèn)知功能、身體機(jī)能和體溫調(diào)節(jié)，而嚴(yán)重脫水則可能引發(fā)腎結(jié)石、心血管問(wèn)題和中暑等危及生命的疾病。
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校（University of Texas at Austin）的研究人員正在致力于改變這一現(xiàn)狀，他們發(fā)明了一款新型非侵入性、可穿戴傳感器，能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)用戶的水合水平。該可穿戴傳感器可在炎熱的午后幫助足球運(yùn)動(dòng)員“保持”水分，可防止消防員在滅火時(shí)身體過(guò)度缺水，也能提醒辦公室職員及時(shí)補(bǔ)水。
這項(xiàng)研究工作由Nanshu Lu教授領(lǐng)導(dǎo)，相關(guān)研究成果以“Wireless arm-worn bioimpedance sensor for continuous assessment of whole-body hydration”為題發(fā)表在Proceedings of the National Academy of Sciences期刊上。Nanshu Lu表示：“脫水是一種無(wú)聲的威脅，每天影響著數(shù)百萬(wàn)人。我們的可穿戴傳感器提供了一種簡(jiǎn)單有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水合水平的方法，使人們能夠主動(dòng)采取措施保持健康，發(fā)揮最佳狀態(tài)。”
該可穿戴傳感器采用生物阻抗技術(shù)，通過(guò)測(cè)量電信號(hào)在人體內(nèi)的生物阻抗情況來(lái)追蹤水合水平。該傳感器通過(guò)精心放置的電極，向手臂釋放微弱且安全的電流。電流在體內(nèi)的傳導(dǎo)情況取決于人體組織中的水分含量。水是良好的導(dǎo)電體，因此水分充足的組織更易讓電流通過(guò)，而脫水組織則會(huì)阻礙電流傳導(dǎo)。
該可穿戴傳感器收集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)上，用戶可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)自己的水合水平。
研究人員開(kāi)展了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對(duì)該可穿戴傳感器進(jìn)行測(cè)試，包括利尿劑誘導(dǎo)脫水研究和24小時(shí)的自由生活實(shí)驗(yàn)。在脫水研究中，參與者服用利尿藥物以促進(jìn)體液流失，研究人員通過(guò)可穿戴傳感器監(jiān)測(cè)其水合水平，并與尿液樣本檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，手臂生物阻抗的變化與因失水而導(dǎo)致的體重下降之間存在極強(qiáng)的相關(guān)性。
該研究論文的合著者M(jìn)atija Jankovic表示：“我們的實(shí)驗(yàn)表明，手臂生物阻抗不僅對(duì)水合變化敏感，而且與全身水合測(cè)量結(jié)果高度吻合，這意味著即使是在走路、工作或鍛煉等日?；顒?dòng)中，該可穿戴傳感器也能可靠地替代傳統(tǒng)方法來(lái)追蹤人體水合水平?！?nbsp;
傳統(tǒng)的水合作用評(píng)估方法（例如尿檢和血液分析）往往具有侵入性，耗時(shí)久且不適合進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。商用的水合評(píng)估設(shè)備通常需要笨重的儀器和固定的裝置，使其在日常生活中的應(yīng)用受到限制。
Nanshu Lu及其團(tuán)隊(duì)利用類似技術(shù)研發(fā)了用于監(jiān)測(cè)人體健康其它方面參數(shù)的傳感器包括：
? 測(cè)量壓力水平的傳感器，可幫助從事高難度工作的人員保持最佳工作狀態(tài)。
? 一種導(dǎo)電墨水，將其打印在人體頭部即可測(cè)量腦電波信號(hào)。
水合作用對(duì)人體健康至關(guān)重要。它在維持器官功能、調(diào)節(jié)體溫和支持重要生理功能過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。除了在極端環(huán)境中為工作人員提供保護(hù)外，該可穿戴傳感器在醫(yī)療健康領(lǐng)域也有著潛在應(yīng)用。持續(xù)監(jiān)測(cè)水合水平有助于診斷和管理人體腎臟疾病、心血管疾病和慢性脫水等病癥。
目前版本的可穿戴傳感器可跟蹤水合水平的相對(duì)變化，未來(lái)的研究旨在建立絕對(duì)水合水平的參考數(shù)據(jù)。這需要大量收集人群的生物阻抗測(cè)量數(shù)據(jù)，以此作為對(duì)比基準(zhǔn)。
研究人員還計(jì)劃探索新的設(shè)計(jì)，例如透氣電子紋身和吸汗的可穿戴設(shè)備，以提高設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的舒適度和性能。他們希望將測(cè)試范圍擴(kuò)大到更多人群，并探索該可穿戴傳感器在人體前臂或大腿等其它身體部位的應(yīng)用。
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