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口腔传感器能够测量每一片你所吃下的薯片含

来源: 作者: 2019-03-04 18:13:52

如果你是全美约三千六百万血压偏高(也被称作高血压)的成年人里一员,你的医生可能已经叮嘱过你减少钠的摄入量有多重要。或许你听进去了,或许你已经打算要遵从医嘱了。

但是钠,作为食盐当中的主要成分,在我们现代的饮食中无处不在——在零食中、在餐馆的饭食里、甚至是在饮料里面都有所存在——所以你的小目标也没能坚持太久。

为了解决这个难题,佐治亚理工学院的研究人员已经发明出一种能够植入到牙套中对钠摄入量进行实时监控的柔性电子传感器。根据他们在杂志PNAS上的描述,这种设备可以把信息发送到你的上,即时给出你是否破坏了你的低钠饮食计划的信息。

基于这些数据决定是否要改变你的饮食完全是另外一个问题了。但是首先,你要得到这些数据。

带领了这支研究团队的微纳工程助理教授W. Hong Yeo说道,把传感器直接粘在舌头上或口腔上壁(腭)上,甚至覆在牙齿表面都是非常有可能的。他们在实验中所使用的柔性牙套仅仅是阶段。他说: “对于这个原型装置,我们想通过集成在柔性牙套上来提供简便的操作性和清洁能力。”

Yeo说道,制作整个电子器件的挑战在于要求器件柔软、灵活,同时在口腔中佩戴时要足够舒适。因此,这支团队设计了一块在超薄多孔薄膜上装有可伸展电路的芯片。

它的能量供给来源于一块可重复充电的微型纽扣电池(测量直径为6.8毫米),这就使得它能够在12小时内连续不断地实时监测钠的摄入量。Yeo认为,在实际使用中,电池续航其实足够长了,因为佩戴者可以仅在用餐时佩戴牙套,入夜时进行充电。但是他的团队甚至考虑在一块更加微小设计中移除这块电池,让它会通过电感耦合从外源获取能量

钠传感器本身所用材料并不昂贵,它会对钠离子的存在做出反应。为了测试这个装置,Yeo的团队先让人们小口喝不同浓度的盐水。当结果显示传感器可以很好的测量出钠的含量时,他们开始更加困难的挑战:测量真正的食物和饮料中的钠含量。受试者们饮一大口蔬菜汁,囫囵吞下一大口鸡肉面条浓汤,然后咔哧咔哧地嚼碎薯片。

这个设备在应对蔬果汁和浓汤时表现,但遇到脆片时就略显棘手了。由于脆片对传感器的物理攻击,对钠含量的测量一开始会出现峰值,而读数明显比真实的钠含量小,Yeo认为这个是因为唾液稀释造成的。

他说道,但所有这些问题都可以通过良好的数据处理来解决。如果软件系统能在用户本身的钠含量基准之上加以校准,它就可以避免峰值和异常读数。它还可以连接到已经推出的健康或健身应用软件(比如MyFitnessPal),这些软件中涵盖有数百万种不同的食物中钠的相关信息——包括薯片。

这支团队已经开发出一款安卓应用,而这款传感器可以通过蓝牙将数据发送到智能或平板电脑上。尽管Yeo说他的团队正朝着未来更加小型化的设备而努力,但是他认为这个传感器已经几乎准备好投入实际使用了。他说:“它非常接近商业化了,只是在等待有公司来表示兴趣。”

数据是现成的。医药设备公司决定是否去参与这个项目——或是人们是否选择在此基础上调整饮食——这都完全是另外一个问题了。

作者介绍:

Eliza Strickland

高级副主编Eliza Strickland于2011年三月加入IEEE Spectrum,初负责亚洲板块。在福岛核电站事故发生后,她立即投入工作。Strickland因对该的报道以及她所撰写的文章具体描述了事故初的24小时而获得Neal Award 。

如今她也涉足生物医学工程范畴,并且负责了近Spectrum的特别报道 “黑客入侵人类操作系统(Hacking the Human OS)”。

口腔传感器能够测量每一片你所吃下的薯片含

那篇报道引发了关于新兴人类操作系统(Human OS)的博客的热潮,报道了那些极有可能成就更加和个体化药物的新兴技术。那篇博客中写道,可穿戴生物传感器、大数据处理以及植入设备也许会把我们转变成为半机械人。Strickland现在将精力转向报道神经调节技术,研究人员正在利用这种技术调整人们的动作、情绪以及记忆

Strickland报道科技已经有15年了,为诸如Discover 、Nautilus 、Sierra、 Foreign Policy、和 Wired之类的出版物撰稿。她拥有哥伦比亚大学的学硕士学位。

(翻译:白祎臻 审校:戴晨)

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