汗液感知器或將成為下一個智能可穿戴醫(yī)療設備的風口

　　近日，汗液感知技術成為智能穿戴設備的一個熱點細分領域，美國空軍和橄欖球大聯盟NFL紛紛參與其中。10月8日，汗液傳感器開發(fā)商Eccrine Systems宣布獲得550萬美元的A輪融資，其中400萬來自美國空軍。10月18日，另外一家智能穿戴設備公司GraphWear研發(fā)的液水傳感器宣布和美國橄欖球大聯盟NFL進行合作，對設備進行技術驗證和輔助研發(fā)。

　　汗液中的科學

　　智能穿戴設備主要是通過收集人體的生理數據，幫助我們了解和監(jiān)控我們的身體狀況。從簡單的計步，到傳統的心率、體溫，再到現在的汗液分析，智能穿戴設備開始追蹤越來越多的人體生理數據。千萬不要小瞧汗水，一滴汗水中除了鹽分之外，還包含著我們身體中的各種科學密碼，包括水化水平、電解質平衡、乳酸指數、血糖水平以及卡路里燃燒值等信息?？蒲腥藛T認為可以通過測量汗液中的各種電解質、代謝物等成分，并結合用戶的體溫、心跳等數據，更準確地分析用戶的生理情況，判斷是否處在疲勞和脫水狀態(tài)，適時對用戶做出提醒，防止運動過量。

　　目前，針對汗液進行分析的智能設備大多數還未能實現商業(yè)化，檢測靈敏度、設備體積、和人體的結合方式、實用性等是需要著力突破的問題。用體液來檢測身體情況很常見，醫(yī)院的化驗大多依靠各類體液，但是攜帶大量生命信息的汗液還沒有入選。各大科研機構都想在汗液感知技術上做出進一步突破，實現無創(chuàng)檢測。

　　今年8月，美國加州大學伯克利分校博士后高偉憑借全柔性汗液傳感器登上了《麻省理工科技評論》年度青年英雄榜。高偉和導師阿里·捷維組成的Javey Research實驗室在汗液上看到了無創(chuàng)檢測未來實現的可能，汗液的化學成分多樣，且容易獲得。在初階版本的汗液傳感器中，他們的設計設定了5種檢測維度：葡萄糖、乳酸、鈉離子、鉀離子還有體表溫度，也在后續(xù)不斷加入重金屬、氯離子等檢測對象。這些具體的檢測對象可以窺視身體的秘密。高偉介紹說，已經在醫(yī)學上比較確信的是，血液中的鈉離子可以檢測身體的脫水情況，氯離子可以用來診斷囊腫型纖維化，再比如人體中的葡萄糖和血液中的葡萄糖相關，可以來檢測糖尿病。

　　除了大學科研機構對汗液的秘密進行解碼，也有不少初創(chuàng)企業(yè)推出或正準備推出汗液感知的相關設備，并獲得了資本的青睞。

　　Eccrine Systems

　　Eccrine Systems是一家私人控股公司，于2013年建立，總部位于俄亥俄州的辛辛那提。該公司致力于通過汗水傳感器技術提高人類的健康水平、安全性與工作效率。其商業(yè)化技術和知識產權來自辛辛那提大學，并獲得CincyTech公司的支持。10月8日，該公司宣布完成550萬美元的A輪融資，公司聯合創(chuàng)始人兼CEO Robert Beech在新聞發(fā)布會上表示：“汗水是采用非侵入式手段獲取分子數據與生理學數據的最好來源，在醫(yī)學界，這些數據此前通常從血液中獲得。汗水的應用常常受限于缺乏人體日常生活中，包括工作、睡覺、娛樂等狀態(tài)下的實時數據。如今，微流控技術、納米技術、微型電子和能源管理等技術的進步，使得通過傳感系統實時監(jiān)測汗水分子成為了可能。”

　　美國空軍同樣也對汗液的研究非常感興趣，對Eccrine公司資助了400萬美元用于未來開展的一項五年研究計劃，即對地面部隊士兵和飛行員進行實時地機體監(jiān)測和功能增強訓練。美國空軍的研究人員想要利用一種可靠的手段對機體進行分子水平及定量化的研究，但并不是通過血液來開始這項研究。研究人員Joshua Hagen表示，實驗室目前已經在美國特種部隊中開展了多個原型的檢測，而且也是該技術最早的采用者。

　　當然汗液還可以幫助研究者對飛行員的生理學表現進行研究，比如，美國國防部就從數十億美元的戰(zhàn)斗機中(F-22和F-35戰(zhàn)斗機)搜集了大量的數據，而這些數據卻為揭示在飛機中處于高度壓力的飛行員的機體狀況并不能提供過多的有效信息。測定汗液中一種名為皮質醇的組分是目前Eccrine公司的一項重點研究，皮質醇是機體中充當關鍵壓力標志物的一種激素。機體的脫水狀況和皮質醇檢測是對士飛行員進行汗液監(jiān)測的的首個重要任務，而這將在未來2-4年內進行。

　　融資情況

　　Eccrine公司由美國空軍和辛辛那提大學的教授Jacob Heikenfeld建立，公司的董事長是前海軍成員，而另一位高管則是前空軍飛行員。550萬美元的A輪融資其中400萬美金來自美國空軍研究實驗室，以支持監(jiān)測汗液中特定分子生物標志物的無創(chuàng)傳感系統的研發(fā)。CincyTech基金以及其他投資者也參與到此輪融資中。

　　Graphwear

　　Graphwear來自于美國費城大學城科學中心，由著名的DreamIt Ventures進行孵化，專門研發(fā)智能穿戴設備。SweatSmart是其第一款產品，利用汗液進行實時分析，進行脫水監(jiān)測、葡萄糖檢測、肌肉耐力監(jiān)測。Graphwear在10月份和美國橄欖球大聯盟NFL達成合作(NFL還投資了另一家汗液智能設備的公司Kenzen)，通過分析運動員的汗水血糖和電解質水平，來提醒運動員進行液體補充。Graphwear的首席執(zhí)行官Gudibande說到：“職業(yè)運動員將幫助我們驗證技術，我們也需要收集更多數據提高產品的穩(wěn)定性。”Graphwear計劃明年5月推出針對運動員的測試版產品，2018年上市。該公司未來還將上市一款通過汗液來追蹤血糖的新產品，該產品針對糖尿病人群，是一款需要通過FDA認證的2類醫(yī)療器械

　　SweatSmart采用石墨烯代替硅基傳感器，石墨烯具有柔韌性，可以任意彎曲，因此戴在人體上會更加的舒適。而且石墨烯傳感器對生物電也非常敏感，可以檢測人體的微小體征變化。至于功耗方面，石墨烯電池也會對帶來突破性續(xù)航體驗。雖然石墨烯已經被發(fā)現了近十年，但GraphWear在此前仍然要花23個加工步驟才能制作石墨烯傳感器，因此規(guī)模量產顯得不可能，而且它的成本異常的貴，初代產品上市價格估計為6萬美元。