科學家研發出以汗水偵測壓力的穿戴裝置

史丹佛大學所開發的壓力感測穿戴裝置。(圖:Stanford University/Science Advances)

壓力對血壓、代謝、免疫反應及記憶能力等生理狀況具有副作用。長期處於壓力下,甚至可能引致慢性疾病。雖目前有利用測量體溫、心跳作為指標的方法,但這些指標容易受其他外在環境的因素影響。因此,長年來科學家一直在尋找能夠即時、準確地偵測壓力狀況的方法。

而日前,史丹佛大學( Stanford University )的一組研究團隊表示已成功開發出能夠準確、即時偵測個人壓力狀況的穿戴式裝置。

皮質醇

若要精準地測量個人的壓力狀況,皮質醇( Cortisol )賀爾蒙由於不易被其他外在環境因素影響,是一項相當優良的指標。當人體在生理或情緒上感受到壓力時,其濃度便會上升。目前雖然能夠以血液、唾液或頭髮進行濃度分析。但過程相當耗時,無法提供生活或醫學上所需的即時性。

汗水

而史丹佛的團隊所開發的穿戴裝置,能夠透過汗水即時感測皮質醇的濃度。當汗水接觸到此如同貼布般的裝置時,會從裝置下方的孔洞進入接受器中。而接受器具有一層薄膜,只讓鈉( sodium )、鉀( potassium )等帶電離子通過,而皮質醇等不帶電的分子則會阻塞著通道,進而阻擋帶電離子通過。以此方法,便能透過感測帶電離子通過的濃度,分析皮質醇的濃度。

使用汗水測量生理狀況並非一個全新的概念,而美國目前已有一間新創公司正在研發相似的科技。Eccrine Systems 的創辦人,傑森·海肯非爾德( Jason Heikenfeld )表示,分析汗水雖然對使用者來說十分方便,但亦有不少尚未解決的難題:「汗水分析法比起傳統的方法困難許多,因為你無法控制汗水的 pH 值及鹽分的濃度,而這些因素都能影響分析的結果。」

未來發展

史丹佛的團隊也表示目前此裝置仍處於開發階段,還有許多尚未完成的任務。包括微調設備、分析資料、建立使用者介面並試著尋找其他能量作為電量的來源,去除電池的限制。團隊希望,這種分析法未來亦可應用於其他不帶電分子的生物訊號。

 

參考資料:

  1. Perry, T. S. (2018, July 20). New Wearable Sensor Detects Stress Hormone in Sweat. SPECTRUM
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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