世界人口正在不断增长。到2050年，地球上拥有97亿人口，这要归功于先进的医疗方法，改善的营养和更清洁的生活条件，让人类的寿命更长。
但是，这些积极趋势带来了一些新挑战。世界各地的医疗保健系统必须应对越来越多的患者，其中许多人因中风，糖尿病和其他慢性病而需要不断的护理。医生和护士劳累过度，供不应求。解决这种僵局的方法之一是远程监视患者并预先解决他们的健康问题。但是将这些计划变为现实需要找到一种实时跟踪医疗数据的方法。
幸运的是，技术提供了解决方案。穿戴在身上或结合在衣服上的智能电子设备正变得越来越流行，它们可以跟踪心率，血压，压力，血糖水平以及许多其他与健康相关的数据点。这些可穿戴设备使提供个性化医疗服务，减少住院率以及防止可避免的死亡成为可能。这减轻了对医生和医疗保健系统的压力，这就是为什么到2026年全球可穿戴医疗设备市场预计将达到1390亿美元的原因。并且由于企业家和科学家的努力，人们可以从各种形状的可穿戴设备中进行选择和大小。
以下一系列可穿戴传感设备使医生能够远程监控患者数据，并在问题升级之前检测出健康问题。
1、生物传感器和智能鞋垫可帮助被诊断患有糖尿病的人
由华盛顿州立大学的美国研究人员开发的3D打印葡萄糖生物传感器使糖尿病患者能够以非侵入性的方式监测疾病并避免刺破手指。与传统制造的传感器不同，该传感器不含有害化学物质，对检测葡萄糖信号更敏感。而且，它在制造过程中产生的废物更少。
团队的下一步是开发可穿戴平台和电子组件，这些平台和组件可以携带已打印的生物传感器，并将其转变为商业上可行的产品。一旦正式上市，该产品应该很好卖， 3D打印技术可以专门为个别病人定制生物传感器。
除了痛苦的血糖监测程序外，被诊断患有糖尿病的人还必须忍受脚溃疡的发展。这些被称为糖尿病足的伤口有时会导致截肢，从而促使美国科学家转变为企业家Linh Le 开发出一种智能鞋垫。该产品由他在纽约的公司Bonbouton制造和销售，该产品穿着一双普通的鞋子，并使用传感器跟踪压力和皮肤温度的变化。通过分析此数据，鞋垫可以确定是否会发生局部炎症，然后通过智能手机应用程序通知用户。该程序还可以建议最佳的行动方案，并可以向医生或家庭成员提醒所发现的问题。
2、传感器通过汗液测量健康
芝加哥西北大学的科学家开发了无电池可穿戴式传感器。该设备放置在皮肤表面，可捕获有关汗水流失和出汗率以及电解质，葡萄糖和乳酸水平的信息。这些数据表明“生理健康，电解质平衡和水合状态” 。它还可以帮助中风幸存者进行囊性纤维化的诊断和康复追踪。
该传感器由收集室组成，每个收集室测量不同的参数，并由从连接的设备发出的无线电波供电。
斯坦福大学的一组研究人员也正在研究类似的东西。他们发现了一种非侵入性的方法来测量皮质醇的水平，皮质醇是一种激素，当人承受压力时会突然升高，并通过出汗导致心率和血压升高。检测这种激素通常需要花费数小时来分析血液样本，但他们开发了一种汗液感测皮肤传感器，几乎可以立即完成相同的任务。该设备可在几秒钟内检测出皮质醇水平，从而帮助科学家测量一系列状况，例如情绪压力或新陈代谢以及免疫功能。下一步是提高仪器的可靠性。此外，研究小组还计划开发一种可穿戴设备，该设备可承载传感器并在实际条件下使用。
3、Yono Labs开发了入耳式排卵预测器
传感器还可以帮助女性识别自己的生育能力窗口。目前，排卵的检测有几种方法，包括通过血液中的孕激素水平，超声，子宫内膜活检，预测排卵的测试以及通过测量基础体温（BBT）。尽管最后两种方法是最常用的，但它们远非完美。要获得准确的BBT图像非常困难，因为需要每天早晨使用皮肤接触式温度计同时测量温度。然后，用户必须自己分析数据。这就是为什么Vanessa Xi 创立了一家位于硅谷的初创公司 Yono Labs,并发明了世界上第一个耳内排卵预测器。
该产品包括两个部分。Yono是一个小型传感器，被放置在耳朵内部，并在整个晚上获取70至120个温度读数。第二部分是将收集的数据传输到Yono智能手机应用程序的基站，该应用程序使用智能算法监视生育能力，记录月经周期并预测排卵。
此外，该公司还与密歇根大学生物统计学教授Peter Song合作，以提高其预测的准确性。Song 说，他的算法会过滤掉不相关的读数，例如“低于32°C的数据，因为这在生物学上是不可能的” 。
4、先进的传感器可检测多种生化化合物
瑞典KTH皇家技术学院的科学家正在研究用于分析血液和汗液的多功能电化学传感器。这些设备可以编织成衣服，嵌入皮肤补丁或作为微针插入。这项技术的主要好处是它可以测量多种生化化合物，包括钠，氯化物，钙，镁，铵，葡萄糖，尿酸和甘氨酸。该传感器甚至可以检测出锻炼过程中乳酸的增加。
这些功能确保了该传感器可以在家庭或体育活动的医疗环境中使用。它们也可能是医院和诊所的工具。
例如，患有肾脏疾病的患者可以从测量其电解质平衡和水合水平中受益。此外，该传感器还可以检测血液中的钾离子和肌酐水平，甚至可以测量一个人的压力以及他们的注意力。
该设备还可以与加速度计和其他现有传感器集成在一起，为用户提供有关重要身体功能的一系列信息。
5、薄膜可为患者提供了人工喉咙
中国研究人员正在努力在不同类型的可穿戴设备的。他们正在开发一种人造喉咙，即使他们的声带受伤，也可能有助于使人们保持静音。该设备由放在人的喉咙上的聚乙烯醇薄膜薄层组成，然后将其连接到袖带，袖带包含解码器，微型计算机，电路板和功率放大器。
初步测试的结果令人鼓舞。该仪器能够将无声模仿的嗓音动作转换成诸如" OK“和” No"之类的声音。尽管这项技术还不是面向市场的产品，但研究人员希望客户最终能够购买该设备并恢复通话能力。
6、FDA批准的健康监测设备——袖标
世界各地的医疗系统都面临向越来越多的患者提供服务的压力。位于美国的医疗器械公司Current Health的首席执行官克里斯托弗？麦肯（ Christopher McCann）说，在不牺牲服务质量的前提下，做到这一点的一种方法是将更多的医疗保健服务从医院转移到社区之外。
而测量患者健康的能力对于远程社区医疗至关重要。这就是为什么McCann和他的团队开发出一种可跟踪患者活动度，温度，血氧饱和度，呼吸和脉搏的袖标的原因。医用可穿戴设备已获得美国食品和药物管理局（FDA）的许可，可在家庭和医院使用。
Current Health的设备最常用于患有慢性疾病的患者，例如慢性阻塞性肺疾（COPD）和心力衰竭。这些患者的住院率很高，实时监控其健康状况有助于医生采取先发制人的行动并挽救生命。收集的医疗数据被集成到电子健康记录中，并且被Current Health用来完善其算法并检测患者的早期预警信号。尽管该平台促进了家庭医疗服务，但患者和医生仍然可以通过短信和视频通话进行交流。
7、血压监测智能手表
另一个获得FDA许可的可穿戴设备是HeartGuide,这是一款配备了血压计的智能手表。该设备由日本电子公司欧姆龙（Omron）生产，与其他任何智能手表一样，可测量睡眠时间，燃烧的卡路里，行走的步数和覆盖的距离。
但是，它在诸多智能手表竞争中脱颖而出是因为它可测量血压。它起着血压袖带的作用并膨胀以获取读数。然后将数据中继到iPhone或Android应用。用户可以将设备设置为定期进行测量，也可以手动触发。
欧姆龙的HeartGuide为医疗保健专业人士提供了宝贵的帮助。现在，医生不再仅仅依靠在医院就诊时进行的血压测试，而是可以分析在几周或几个月内进行的测量。这有助于他们检测出关键模式并防止患者罹患心脏病，肾脏疾病和其他一系列问题。
全球拥有约11.3亿人与高血压作斗争，因此这是个非常广阔的市场。但目前HeartGuide的价格为500美元，对许多人来说是一笔不小的数目。
8、Myant将传感器嵌入到服装产品中
Myant是另一家提供创新健康监控解决方案的公司。这家纺织公司总部位于加拿大，正在开发嵌入四个传感器的内衣，这些传感器可跟踪穿戴者的睡眠，姿势，运动，呼吸频率，温度和心率。然后，Skiin智能手机应用程序分析数据，为用户提供有关如何改善其健康状况的建议。他们还可以与医生，朋友和家人共享健康信息。客户不太可能感觉到或注意到传感器的存在。
Myant的营销策略师Brian Fung 说：“归根结底，您不会觉得自己正在使用技术。您会觉得自己像穿衣服。”
该公司计划生产的不仅仅是内衣。从胸罩到衬衫再到睡眠口罩，将为客户提供不断增长的各种服装产品。此外，他们还提供诸如心律不齐检测，跌倒检测和驾驶员疲劳监测等服务。工程师们甚至在开发一条怀孕带，可以检测出心率和母婴的其他生命体征。新生儿的婴儿床床单最终可能会变成一个传感器丰富的环境，从而帮助医院提供更好的护理。
9、放置在人的喉咙的凹陷处的强大传感器
西北大学的约翰？罗杰斯（John Rogers）博士领导的科学家正在研究一款雄心勃勃的医疗可穿戴设备——智能贴片。该贴片嵌入到可弯曲的硅胶中，并放置在人的喉咙中。由于采用了先进的技术和非常规的放置方式，该传感器几乎可以跟踪涉及组织和器官机械运动的任何身体功能，包括身体定向，呼吸，睡眠，吞咽，心律，声音振动，打呼和咳嗽。该设备还可以在用餐者每次说话或吞咽时精确定位。
收集健康数据有很多好处。医生可以做出更准确的诊断，而实时呼吸监测可以告诉他们焦虑症患者是否正在发生惊恐发作。语音分析甚至可以提示患者是否正在发展心理健康障碍。好处是无穷的，但是保护敏感的医疗数据仍然是同样重要的任务。
科技公司，保险公司甚至政府可能会出于各种目的利用与健康相关的信息，所以，国家应采用规范该问题的数据隐私法。
结语：
随着卫生系统试图减轻医院的压力，明天的医疗保健将越来越多地进入患者家中。这些努力的关键部分是使用可穿戴设备远程测量患者数据，使医生能够在问题升级之前发现并解决医学问题。
幸运的是，医疗保健专业人员可以从跟踪血压，呼吸，心率，激素和各种其他数据点的一系列复杂医疗设备中进行选择。随着对这些产品需求的增加，科学家和企业家已准备好提出更加先进的技术和传感器。
作者：Richard van Hooijdonk
编译：枭枭
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