一种新型可穿戴腕带可以通过持续跟踪葡萄糖以外的化学和心血管信号，显著改善糖尿病管理，这些信号影响疾病进展和整体健康状况。这项技术发表在《自然-生物医学工程》期刊上。
这款柔性腕带包含一个微针阵列，佩戴在手腕上，可无痛采集体内间质液，通过微针中嵌入的三种不同酶，实时测量葡萄糖、乳酸和酒精水平。该微针阵列设计为可更换形式，以适应佩戴时间的调整，从而降低过敏反应或感染风险，并支持长期使用。
同时，腕带还配备超声波传感器阵列用于测量血压和动脉硬度，心电图（ECG）传感器则直接通过手腕脉搏测量心率。这些生理信号是心血管风险的重要指标，在糖尿病患者中通常风险较高，但传统上在临床环境之外很少被连续监测。
“糖尿病的全面和有效管理不仅仅依赖单一的血糖读数，”加州大学圣地亚哥分校 Aiiso Yufeng Li 家族化学与纳米工程系的博士后研究员 An-Yi Chang 表示。饮食、酒精摄入、运动和压力等因素会影响血糖和心脏健康，而传统监测系统无法全面捕捉这些影响。
“通过实时跟踪葡萄糖、乳酸、酒精和心血管信号，这款无痛腕带可以帮助人们更好地了解自身健康状况，并采取早期行动以降低糖尿病风险，” Chang 补充道。他是该研究的共同第一作者，其他共同第一作者包括 Muyang Lin、Lu Yin 和 Maria Reynoso，均来自同一部门。
这款名为 BLUE 的腕带平台在跳绳测试中佩戴于参与者手腕上。来源：《自然-生物医学工程》(2025)。DOI: 10.1038/s41551-025-01439-z
这一可穿戴系统的开发得益于加州大学圣地亚哥分校工程学院 Aiiso Yufeng Li 家族化学与纳米工程系 Joseph Wang 和 Sheng Xu 教授研究团队的合作。Wang 的研究小组专注于开发可同时监测多种体内化学生物标志物的可穿戴设备，而 Xu 的研究小组则专注于开发可监测体内深层心血管信号的可穿戴超声波传感器。通过结合双方的专业知识，研究团队设计出了一款可在单一腕带平台上连续、同步测量生物标志物和心脏信号的设备。
连接到腕带的智能设备可显示传感器的实时数据流，包括血压、心率和动脉硬度，以及葡萄糖、酒精和乳酸的实时读数。这使得佩戴者能够实时看到日常活动（如进餐、饮酒或运动）对身体的影响，从而获得个性化的代谢和心血管反应洞察。
在多种测试中，该腕带表现出与商用设备高度一致的结果。在监测葡萄糖时，结果与血糖仪和连续葡萄糖监测仪的结果高度匹配，同时捕捉到心血管反应。
同样，在跟踪酒精摄入量时，测试结果与呼吸分析仪一致，运动期间乳酸监测结果与血液乳酸仪结果相似。每一步测试中，腕带都提供了连续、同步的额外信号监测，包括实时定量血压、心率和动脉硬度。
这一能力可以为佩戴者提供日常活动中的全面生理快照，也有助于患者和临床医生在问题恶化之前识别危险趋势，甚至可能提醒用户传统血糖监测仪无法发现的心血管风险。
下一步计划包括扩展该可穿戴系统以涵盖更多化学和心血管指标，并设计为由汗水或阳光供电。研究人员还设想集成机器学习算法，以分析该系统收集的大量个人数据。
更多信息： An-Yi Chang 等人，《化学和物理输入的整合用于糖尿病代谢物和心脏信号监测》，《自然-生物医学工程》(2025)。DOI: 10.1038/s41551-025-01439-z
期刊信息：《自然-生物医学工程》
提供单位：加州大学圣地亚哥分校
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