美科學(xué)家利用iPhone打造數字紋身 監視糖尿病患者血液

發(fā)布時(shí)間:2011-7-28 20:16    發(fā)布者:Liming
關(guān)鍵詞: iPhone , 數字紋身 , 糖尿病
網(wǎng)易探索7月28日報道 據美國《連線(xiàn)》雜志報道,哈雷騎士和叛逆少年都喜歡用紋身彰顯自己的個(gè)性,F在,紋身家族又出現一個(gè)新成員——“數字紋身”,能夠為糖尿病患者帶去福音。幾年后,糖尿病患者便可能紋上數字紋身,這種紋身能夠與iPhone通訊,用于監視他們的血液。


生物工程學(xué)系博士生凱特·巴拉科尼斯使用iPhone閱讀器照射自己的手臂。


血液濃度的讀數以這種形式呈現,不同的顏色代表不同的鈉濃度。


研究人員使用孔板閱讀儀測試iPhone附加裝置,孔板閱讀儀能夠測定納米顆粒對閱讀器的反應。

這種紋身并不像常見(jiàn)的臂帶和漢字紋身那樣使用染料,而是采用納米傳感器,能夠在iPhone 4攝像頭的幫助下讀取佩戴者血液中的鈉、葡萄糖甚至于酒精的水平。

美國東北大學(xué)制藥學(xué)助理教授希瑟·克拉克博士領(lǐng)導了這項皮下傳感器研究?死吮硎,在參加于佛蒙特州舉行的馬拉松比賽時(shí),她意識到可佩戴的實(shí)時(shí)健康監視設備的種種益處。如果具有經(jīng)濟可承受性,這種無(wú)線(xiàn)裝置便可進(jìn)行大規模生產(chǎn)并投放消費市場(chǎng)。在這些可佩戴的裝置幫助下,患者在任何時(shí)候都可了解自己需要服用何種藥物。她在提到此次馬拉松比賽時(shí)說(shuō):“我不知道應該喝多少水,何時(shí)喝水或者是否可以喝給他力(一種運動(dòng)飲料)!

如果采用克拉克研發(fā)的這項技術(shù),刺破手指提取血樣進(jìn)行檢測的痛苦經(jīng)歷將成為過(guò)去。紋上數字紋身后,患者只需借助iPhone便可監視血液。東北大學(xué)生物工程學(xué)系研究生馬特·杜巴赫定制了一部iPhone,可讀取皮下納米傳感器發(fā)出的光線(xiàn),收集和輸出數據。

數字紋身具體是指植入皮膚下的一個(gè)100納米寬的傳感器陣列,就像紋身染料一樣。傳感器封裝在一種油劑中,確保整個(gè)裝置聚集在一起。在這個(gè)植入物內,確定的納米顆粒只與特定的血液成分結合,例如鈉和葡萄糖。在一種添加劑的作用下,納米顆粒并不帶電,目標的存在導致其釋放離子,離子以變化的熒光形式呈現。在《整合生物學(xué)》雜志上,研究人員詳細描述了這一過(guò)程。

杜巴赫設計的iPhone 4附加裝置利用手機攝影頭讀取顏色變化,而后將結果轉換成可以計量的數據。環(huán)繞鏡頭的一個(gè)塑料環(huán)用于阻擋周?chē)饩(xiàn),一個(gè)電池驅動(dòng)的藍色LED燈發(fā)出的光與傳感器發(fā)出的光形成對比。軟件利用iPhone攝像頭的內置RGB過(guò)濾器處理傳感器反射的光線(xiàn)。

之所以選擇藍色LED燈的原因在于:最初進(jìn)行的測試顯示,其他顏色的光線(xiàn)受到iPhone內置光學(xué)過(guò)濾器的阻礙,藍光則可利用iPhone的內置RGB過(guò)濾器準確處理數據。藍色LED燈由手機上的一塊9伏電池驅動(dòng),與傳感器的紅移熒光配合工作,紅光能夠穿過(guò)皮膚。目前,iPhone收集的數據仍需要一臺輔助機器進(jìn)行處理,但杜巴赫表示使用iPhone完成所有工作將在不遠的將來(lái)成為現實(shí),相關(guān)程序也已在研發(fā)之中。

克拉克希望納米顆粒與智能手機相配合,完成一臺臨床用分析儀所能完成的所有工作,這是在個(gè)體化醫療道路上邁出的重要一步。如果成為現實(shí),糖尿病患者和運動(dòng)員無(wú)需借助大型而昂貴的醫療設備便可自行進(jìn)行檢測,獲取相關(guān)統計數據。目前,數字紋身測試仍處在早期階段,尚未進(jìn)行人體測試。老鼠實(shí)驗結果顯示這項技術(shù)擁有發(fā)展前景。值得一提的是,老鼠的皮膚比人類(lèi)薄。

杜巴赫表示,蘋(píng)果的下一代iPhone發(fā)布時(shí),這項研究計劃也將成為受益者。有傳聞?wù)f(shuō),iPhone 5將采用性能更出色的攝像頭傳感器。他說(shuō):“我一直期待著(zhù)iPhone 5的上市。更高的像素意味著(zhù)解析度更高的攝像頭,可提供更多用于分析的數據,F在,生物工程師也在等待史蒂夫·喬布斯的下一步行動(dòng)!

數字紋身技術(shù)需要幾年時(shí)間才能投入使用,克拉克和杜巴赫取得的研究進(jìn)展幫助醫療世界進(jìn)一步走進(jìn)一個(gè)新時(shí)代,即將入侵式診斷的侵入程度降至最低。借助皮下電路和智能手機獲得的實(shí)時(shí)反饋,使用者能夠隨時(shí)了解自己的身體狀況。(編譯:shooter 來(lái)源:連線(xiàn))
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