一款新型可穿戴設備結合了微針和超聲傳感器，能夠同時監(jiān)測葡萄糖、心血管信號及其他生物標志物，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備進行戶外鍛煉。

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糖尿病是一種長期代謝性疾病，會擾亂人體調(diào)節(jié)血糖的能力。如果控制不當，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)測儀等設備已經(jīng)改進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。糖尿病會影響多個生理系統(tǒng)（代謝系統(tǒng)、血管系統(tǒng)和心臟系統(tǒng)），而這些系統(tǒng)之間存在復雜的相互作用。

擴展可穿戴監(jiān)測技術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，或者需要多個獨立設備。有些還涉及侵入性操作，不適合日常使用。

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

靈活的腕戴式系統(tǒng)

在《自然・生物醫(yī)學工程》雜志發(fā)表的一項研究中，研究人員開發(fā)出一種緊湊的腕戴式設備，它結合了化學和物理傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測多種健康指標。

該設備配備了一個由生物相容性 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傳感器檢測葡萄糖、乳酸和酒精等生物標志物，具有高度的選擇性和穩(wěn)定性。

除了通過化學方式感知變化的參數(shù)外，該設備還集成了超聲換能器，能夠測量血壓、動脈僵硬度和脈搏波速度。這些都是心血管健康的關鍵指標，可通過皮膚無創(chuàng)獲取，從而實現(xiàn)連續(xù)追蹤且無不適感。

該系統(tǒng)還包括柔性印刷電路板、電源單元和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，能夠與外部設備進行實時通信，以便進行分析和顯示。

實驗室與現(xiàn)實生活中的測試

研究團隊首先在受控的實驗室環(huán)境中對每個組件進行了測試，確認了傳感器的靈敏度和長期可靠性。隨后，他們利用人類志愿者和動物模型進行了體內(nèi)測試。

參與者在日常活動（包括進食、鍛煉、飲酒和休息）期間佩戴該設備。這使研究團隊能夠觀察傳感器在各種動態(tài)條件下的表現(xiàn)。

研究人員將設備的讀數(shù)與標準臨床工具（如血糖儀、血壓計和呼吸測醉器）進行了比較，以評估其準確性。

多系統(tǒng)的豐富數(shù)據(jù)

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

例如，在鍛煉過程中，該設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志。飲酒后，它檢測到血液酒精濃度的變化，同時也監(jiān)測到動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險相關。

這種對身體反應更全面的觀察揭示了代謝系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)之間的相互影響。這是一個顯著的優(yōu)勢，因為單傳感器設備很難獲取此類數(shù)據(jù)。