需要血糖仪吗？您的手机可能很快就会成为解决方案

从手机指南针到血糖仪

在许多健康状况下，通常需要监测血糖水平等健康指标。这通常需要实验室测试或昂贵的专用医疗设备。

根据美国博尔德国家标准与技术研究所研究人员发表的一篇题​​为“使用智能手机指南针对液体分析物进行定量、高灵敏度测量。=

他们发现了一种将智能手机内置磁罗盘改造成能够测量葡萄糖或 pH 值的医疗设备的方法。

智能手机的这种创新改造依赖于水凝胶，这是一种浸入水中时会膨胀的多孔材料。研究人员 Mark Ferris 和 Gary Zabow 创建了一种定制设计的水凝胶，其中嵌入了微小的磁性颗粒。

这种水凝胶经过精心设计，可以通过收缩或放大来对葡萄糖浓度或 pH（酸度）的变化做出反应。这是通过创建 2 层水凝胶来完成的，每层水凝胶的尺寸都会根据 pH 值或葡萄糖而以不同的速率变化。

这种尺寸的变化使磁性粒子离手机指南针更近或更远，可以通过手机轻松测量。

来源: NIST

葡萄糖和 pH 值都是包括糖尿病在内的多种疾病的重要指标。该方法实现了令人印象深刻的灵敏度，检测到的变化低至百万分之几摩尔（物质中一定数量原子或分子的科学单位），远低于正确诊断所需的精度。

水凝胶可以通过一个简单的塑料夹与智能手机接触，并且可以通过一个简单的应用程序测量磁场变化。塑料夹甚至可以是 3D打印.

来源: 自然

手机血糖仪的主要优点

就其本身而言，这种测量方法并不能提供技术上更准确的葡萄糖或 pH 值测量。但它带来了一些关键优势：

• 成本：随着智能手机的出现，不再需要定制专用医疗设备。
  • 此外，像这里使用的水凝胶价格便宜且易于大规模制造。这将使用于测量葡萄糖的“墨盒”的成本保持在较低水平。研究人员估计用于葡萄糖测量的水凝胶执​​行器的成本为 0.16 美元，用于 pH 值的水凝胶执​​行器的成本为 0.03 美元。
• 它还不需要其他电源，使其成为从家庭到办公室等任何情况下的理想测量工具。
• 由于智能手机已经具备连接功能，因此可以将医疗数据直接传递给医生或健康应用程序，从而无需额外费用即可将数据直接提供给数字医疗系统。
• 该方法的极高灵敏度可以使用非常小的样本，从而使测量方法的侵入性较小。

总而言之，这可以从根本上改变数百万患者的日常生活，同时提高关键健康指标的监测和数字数据质量。

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下一步是什么？

税法法规

这项创新必须转化为一种易于使用的血糖仪测量方法，该方法需要由医疗专业人员进行测试，并由 FDA 等健康安全机构进行验证。

虽然这可能更多地是一个监管问题而不是技术问题，但它可能需要时间和金钱。

还需要开发专用软件和相应的人体工程学应用程序，能够将磁性测量转换为葡萄糖测量，并由医生和监管机构进行同样的验证。

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最后，任何医疗数据的共享都需要以保证这些数据的安全和保密存储的方式进行。与其他健康监测应用程序的任何集成或与医疗保健专业人员的沟通都将面临相同的要求。

更多健康测量

研究人员在这项研究中使用葡萄糖和 pH 值作为概念验证，但许多其他生物指标也可以用同样的方式测量。

例如，极高的灵敏度意味着还可以测量唾液中的葡萄糖，而唾液中的葡萄糖浓度远低于血液中的浓度。再加上智能手机的易用性，这将使测量的侵入性比现有的任何血糖仪都要小得多。

该方法也可用于其他分子。

例如，组胺通常通过复杂的实验室分析来测量，并且需要收集 24 小时的尿液，但可以通过他的新方法在家中测量。

这也可以与包含分析物结合基团的专用水凝胶配方一起使用。这可以使水凝胶与钠、钾、乳酸和酶等相关目标发生反应。

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改进的水凝胶检测器设计

本研究中提出的双层均匀水凝胶板只是设计水凝胶测量工具的选择之一。

研究人员提出了替代方案，例如“将水凝胶固定在两端而不是一端的屈曲运动可能会增强稳定性”。

如果跟踪水凝胶致动器每个 180° 扭转之间场方向切换的次数，扭转水凝胶运动可以允许场方向从负向正切换，使总可能的信号变化加倍，并增加动态范围。

确保系统检测到可能影响测量的干扰和污染物也很重要。

确保水凝胶具有较长的保质期也是最终商业成功的必要条件。

将手机变成化学分析工具

这一发现的另一个应用超出了测量生物参数的范围。例如，pH 值的测量对于血液样本很有用，但对于测量水或土壤的 pH 值也同样有用。

这使得该系统成为用于现场 pH 测试的 pH 测试条的强大替代品，同时以一小部分成本提供了千美元台式仪表的测量精度。

水凝胶还可以设计用于响应其他化学和物理刺激，例如光、离子强度和温度。

预计潜在的应用可用于自来水中化学污染物水平的家庭定量、橙汁、牛奶、咖啡、葡萄酒或汤等其他不透明液体的食品检测，以及环境分析，例如分析可能浑浊的湖水或在偏远地区流水。

基于智能手机的 DNA 读取？

未来，我们甚至可以设想水凝胶利用先进的靶向技术，例如 分子印迹聚合物 和互补核酸序列。这将使水凝胶能够与特定蛋白质和 DNA 序列发生反应。

因此，智能手机可以检测空气或水中的病原体，取代昂贵且产生废物的测试，例如大流行期间使用的新冠病毒测试。

持续监控

这项研究说明了智能手机和整体物联网可能如何彻底改变我们未来处理医疗和化学测量的方式。

我们的口袋里始终携带着复杂的电子设备，该设备已经内置了极其灵敏的分析工具，可以重新用于新的应用。

血糖测量可能是最早的测量之一，但我们可以很容易地想象一个未来，我们只需在智能手机上放一滴唾液或呼吸，它就会为我们提供生化数据、病原体检测、污染警告等。

物联网与健康传感器公司

1. 皇家飞利浦NV

飞利浦是著名的小型电子消费品牌（剃须刀、电动牙刷），在医疗保健领域同样活跃。 它在 1 年欧洲医疗技术专利申请中排名第一。

它活跃于互联医疗产品领域，从可穿戴设备到成像、呼吸器或医疗机器人。 该公司还活跃于半导体（包括磁悬浮技术）和高科技/机器人/自动化领域。

飞利浦的可穿戴设备产品涵盖心脏、呼吸和活动指标。 其传感器可以集成到智能手表、健康监测器、医疗贴片和活动跟踪器中。

就可穿戴设备而言， 飞利浦青睐合作伙伴解决方案，它为第三方开发“他们的”互联 IoT（物联网）医疗设备，与飞利浦的其他解决方案完全兼容。 在此背景下，它为客户提供原型设计、监管咨询、端到端产品开发和工业规模生产。

该公司希望创建一个完全集成的数字医疗环境，其中传感器与设备相匹配，然后使用多种连接解决方​​案集成到飞利浦 HealthSuite 云解决方案中并允许进行深入的数据分析。

资料来源：飞利浦

由于飞利浦一直能够在健康测量领域建立广泛的合作伙伴关系并将数据集成到医疗保健 SaaS 中，因此它在集成基于智能手机的血糖和 pH 数据方面也处于领先地位。

2. 佳明有限公司

Garmin 是户外电子产品领域的领导者，最初提供 GPS 和导航工具（汽车、船舶和飞机），现在扩展到健身和健康监测领域。

健身业务占公司收入的 23% 和营业收入的 10%，主要由智能手表推动。 15 年设备出货量达到 2022 万台。

来源: Garmin公司

Garmin 优惠 为研究人员提供完整的健康数据生态系统，帮助诸如研究等领域 睡觉, 抑郁., 癌症治疗, 女性健康， 甚至 昏昏欲睡的驾驶.

Garmin 也许不是科技巨头，但它专注于户外和健身目标，其一半收入来自导航。 该板块也是公司的主要增长领域，未来该板块最有可能成为主要收入来源。

由于基于水凝胶的测量，注重健康的 Garmin 用户可能会对监测更多健康参数感兴趣。

Garmin 等公司可以通过两种不同的方式将其转化为机遇：

• 使用预先存在的指南针或将磁力计集成到他们的设备中，以便将基于水凝胶的测量集成到他们的设备中。
• 将他们的设备连接到智能手机，以提供一种集成的方式来可视化来自智能手机和 Garmin 设备的健康数据。

Garmin 以其坚固、高品质和实用的户外产品而享有盛誉，这一声誉很好地融入了健身和健康领域。 有趣的是， 它在高端市场处于领先地位尽管苹果通常在智能手机、电脑和平板电脑的高价市场占据主导地位，但在 500 美元以上价格范围内拥有最大的市场份额，击败了苹果。