智慧手錶的感測器,隨著5G、穿戴概念、還有電化學在生物訊號上的研究,有越來越多的原理驗證(proof of principle)型研究和設計出現。之前生醫人網摘介紹過科學家在汗水中偵測乳酸、鈉、鉀、氯,現在有美國洛杉磯加利福尼亞大學(University of California, Los Angeles)和史丹佛醫學(Stanford Medicine)團隊,共同發表可以用智慧手錶,幾近能即時監測汗水中的乙醯胺酚(Acetaminophen)。

止痛藥成份-乙醯胺酚

乙醯胺酚是什麼呢?它是常見於止痛藥物中的成份,用來治療輕中度的疼痛和退燒。常見的狀況像是用來治療頭痛、肌肉痛、關節炎、背痛、牙痛和感冒發燒。而藥物的注意事項中,會提到說年齡多大可以吃,每天可以吃幾顆(劑量),間隔要多少時間,甚至有寫到成人或小孩體重需要多少才能服用。以上,都在反應藥物代謝動力學(pharmacokinetics)的研究結果,像是藥物如何吸收、分佈、代謝和排出體外的狀況,才能讓藥物變更劑量來適應不同人的需求。然而每個人對藥物的代謝能力不同,量測汗水中的乙醯胺酚,正是一種反應吃藥的人對藥物代謝的方式。

智慧手錶檢測汗水中的成分,有越來越多應用。
智慧手錶檢測汗水中的成分,有越來越多應用。Credit:Ketut [email protected]

汗水中的乙醯胺酚

那麼,智慧手錶如何偵測乙醯胺酚?人體服用含有乙醯胺酚的藥物或者其他藥物之後,身體分泌的汗水中,會含有和藥物有關,有電活性(electroactive)的分子。給予電壓,這些分子會呈現特定的電化學訊號。訊號越大,表示體內藥物濃度越高。然而,汗水中可能不只一種具有電活性的分子,因此,科學家開發的電化學感測器,除了要能分離出乙醯胺酚或者其它藥物的電化學訊號,還要能減少其它非目標分子的干擾。

感測器結合智慧手錶

感測器怎麼做量測呢?這款感測器固定在客製的智慧手錶背面,當給予微量電壓,就能掃描非常少的汗水,來辨別目標藥物的相關分子。然後將量測到的電化學訊號,藉由藍芽傳到智慧手錶,將數據呈現出來。

為了驗證這款智慧手錶感測器量測乙醯胺酚的正確性,科學家測試兩位服用乙醯胺酚藥物的受測者,將這款客製智慧手錶的檢測結果,和唾液檢測的結果比較。發現客制智慧手錶感測器的檢測結果,幾乎與唾液檢測結果相同。

智慧醫療的關鍵之一

這又是一個穿戴式感測器,成功檢測生物訊號的案例。智慧產品隨著科技發展,在醫療上有越來越多的應用,可以說智慧醫療和科技研發是相輔相成。未來可見的5G,在醫療的應用上,感測器的研發就是關鍵的一環。例如說,電化學訊號收集到的同時,是不是也能即時且安全加密的方式傳到雲端呢?

文章參考:Standford MEDICINE
圖片來源:Ketut Subiyanto@Pexels



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BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。