一款新型可穿戴設(shè)備結(jié)合了微針和超聲傳感器，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)葡萄糖、心血管信號(hào)及其他生物標(biāo)志物，為糖尿病管理提供更全面的支持。

城市中，一位糖尿病女性正準(zhǔn)備進(jìn)行戶(hù)外鍛煉。

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糖尿病是一種長(zhǎng)期代謝性疾病，會(huì)擾亂人體調(diào)節(jié)血糖的能力。如果控制不當(dāng)，可能引發(fā)心血管疾病、腎臟損傷和神經(jīng)功能障礙等并發(fā)癥。

連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備已經(jīng)改進(jìn)了患者追蹤血糖和管理胰島素治療的方式。但僅靠血糖水平并不能反映全部情況。糖尿病會(huì)影響多個(gè)生理系統(tǒng)（代謝系統(tǒng)、血管系統(tǒng)和心臟系統(tǒng)），而這些系統(tǒng)之間存在復(fù)雜的相互作用。

擴(kuò)展可穿戴監(jiān)測(cè)技術(shù)的嘗試一直面臨挑戰(zhàn)。目前大多數(shù)系統(tǒng)僅限于單一參數(shù)監(jiān)測(cè)，或者需要多個(gè)獨(dú)立設(shè)備。有些還涉及侵入性操作，不適合日常使用。

可穿戴傳感器領(lǐng)域的最新創(chuàng)新，包括微創(chuàng)微針和無(wú)創(chuàng)超聲成像技術(shù)，正開(kāi)始克服這些障礙。

靈活的腕戴式系統(tǒng)

在《自然・生物醫(yī)學(xué)工程》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究中，研究人員開(kāi)發(fā)出一種緊湊的腕戴式設(shè)備，它結(jié)合了化學(xué)和物理傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)多種健康指標(biāo)。

該設(shè)備配備了一個(gè)由生物相容性 SU-8 聚合物制成的微針陣列，旨在溫和地采集皮膚下的組織間液。這些微針利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)葡萄糖、乳酸和酒精等生物標(biāo)志物，具有高度的選擇性和穩(wěn)定性。

除了通過(guò)化學(xué)方式感知變化的參數(shù)外，該設(shè)備還集成了超聲換能器，能夠測(cè)量血壓、動(dòng)脈僵硬度和脈搏波速度。這些都是心血管健康的關(guān)鍵指標(biāo)，可通過(guò)皮膚無(wú)創(chuàng)獲取，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)追蹤且無(wú)不適感。

該系統(tǒng)還包括柔性印刷電路板、電源單元和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模塊，能夠與外部設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，以便進(jìn)行分析和顯示。

實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)實(shí)生活中的測(cè)試

研究團(tuán)隊(duì)首先在受控的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)每個(gè)組件進(jìn)行了測(cè)試，確認(rèn)了傳感器的靈敏度和長(zhǎng)期可靠性。隨后，他們利用人類(lèi)志愿者和動(dòng)物模型進(jìn)行了體內(nèi)測(cè)試。

參與者在日�；顒�(dòng)（包括進(jìn)食、鍛煉、飲酒和休息）期間佩戴該設(shè)備。這使研究團(tuán)隊(duì)能夠觀(guān)察傳感器在各種動(dòng)態(tài)條件下的表現(xiàn)。

研究人員將設(shè)備的讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)臨床工具（如血糖儀、血壓計(jì)和呼吸測(cè)醉器）進(jìn)行了比較，以評(píng)估其準(zhǔn)確性。

多系統(tǒng)的豐富數(shù)據(jù)

這款可穿戴系統(tǒng)成功地同時(shí)追蹤了多種生理信號(hào)，與傳統(tǒng)測(cè)量方法高度一致。

例如，在鍛煉過(guò)程中，該設(shè)備記錄到乳酸和血壓均有所上升，這是身體生理壓力增加的標(biāo)志。飲酒后，它檢測(cè)到血液酒精濃度的變化，同時(shí)也監(jiān)測(cè)到動(dòng)脈僵硬度和脈搏波速度的改變，而這兩者都與心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。

這種對(duì)身體反應(yīng)更全面的觀(guān)察揭示了代謝系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)之間的相互影響。這是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閱蝹鞲衅髟O(shè)備很難獲取此類(lèi)數(shù)據(jù)。