我们生活在信息技术时代。越来越多的人转向科技,特别是可穿戴科技,帮助他们追踪生活方式和健康的方方面面。
事实上,可穿戴技术目前在美国运动医学院(ACSM)排名第三调查以下是2018年20大健康趋势。食品跟踪应用程序(如老虎机最新游戏)和医疗设备(如血糖监测器)帮助人们密切关注他们的营养摄入,而智能手表帮助他们跟踪活动、心率、睡眠等。
现在塔夫茨大学工程学院马萨诸塞州梅德福市最近开发了一种微型食物追踪传感器,可以直接贴在牙齿表面,这将可穿戴技术提升到了一个新的水平。
目前,食品追踪技术仅限于自我报告的消费者应用程序和葡萄糖监测器。但这些选项都不能准确、全方位地反映你所摄入的食物(当然是比喻意义上的)。
这个牙齿传感器的工作原理
它看起来像是科幻电影里的东西,但是微型塔夫茨传感器(它的足迹只有2毫米乘2毫米!)有一个“生物感应”的内层,从食物和液体中吸收营养,和外层一起,形成一个天线。
通过在传感器旁边放置一个小铜线圈,天线然后收集和传输射频波到移动设备。特定的营养物质,如钠和葡萄糖,会改变传感器内层的电学特性。作为回应,内层吸收和传输不同频谱的无线电波,这使得这些营养物质可以被测量。
虽然它目前的迭代只检测盐、糖和酒精,但它是联合创造者(托塔夫茨大学生物医学工程系的一位教授,博士说,有可能对内层进行改造,以瞄准其他营养物质。
虽然这种传感器目前还不能供消费者使用,最初的研究发表在2018年《先进材料》(Advanced Materials)杂志上的文章表明,这项技术正朝着正确的方向发展。这种安装在牙齿上的传感器的未来版本希望为我们提供一种易于使用的方法,实时了解我们的食物摄入量如何影响我们的个人生理机能,包括情绪、能量和体重。
佩戴食物跟踪器的好处
对于高血压、糖尿病、心脏病和其他需要密切监测的健康问题的人来说,拥有一种精确追踪基本营养素的方法尤其有用。
例如,盐的摄入量很难跟踪,如果你使用一个食物跟踪应用程序来记录你的三餐,你永远不会知道你午餐吃的牛排中到底有多少脂肪或盐,因为这很大程度上取决于你无法控制的准备工作。
论文合著者说:“我们试图消除饮食评估中存在的猜测。”彼得曾他是加州大学欧文分校(University of California, Irvine)亨利·塞缪尔利工程学院(Henry Samueli School of engineering)电子工程和计算机科学助理教授。
对于那些试图减肥的人也有积极的影响。与减肥客户合作时,注册营养师目前只能依靠客户自己的报告,而这些报告往往是不准确的。
RDN公司的老板乔纳森·瓦尔迪兹说,随着时间的推移,这些不准确的信息可能会对健康产生负面影响,而不仅仅是体重的减轻或增加,比如高血压和高血糖根基营养和媒体代表纽约州立营养与饮食学院.
他说,这项新技术比自我报告更准确,也比衡量进入你嘴里的每一件东西不那么乏味。
除了提供准确的卡路里计数(这对减肥至关重要)之外,瑞切尔·波杰德尼克西蒙斯学院营养学助理教授、哈佛医学院生活方式医学研究所前研究员、博士说,从理论上讲,未来的牙齿传感器可以为人们提供有关食物的见解,这些食物能让你保持更长时间的饱足,你容易暴饮暴食,一旦你开始减少卡路里摄入,你可能会失去哪些营养。
但并非所有专家都相信这是减肥的最终答案。萨曼莎·海勒,RDN,NYU Langone医疗中心的高级临床营养学家,认为这种牙齿传感器可能对临床问题(例如充血性心力衰竭)非常有用,但对一般的体重减轻没有帮助。
她解释说:“对于那些试图减肥的普通人来说,我们希望他们专注于食物和创造健康的生活习惯,我们可以永远与之生活在一起。”我担心的是,一旦美国公众掌握了它,他们就会专注于单一的营养素,而我们已经在流行饮食中做到了这一点。”
Pojednic和Valdez都认为,食物跟踪牙齿传感器可能会引导人们走下坡路。”这种狂热的跟踪可能导致一些饮食行为紊乱和与食物的不健康关系,”波杰德尼克说。
牙齿传感器的未来
早期的尝试在口腔中,食物追踪传感器需要庞大的线路,或者它们退化得太快,无法提供准确的测量。对此,许多研究人员和工程师只是简单地制造出可溶解的生物传感器,这种传感器可以在任何地方使用一天到一周。但是随着传感器的退化,它的准确度也会下降。
在Tufts的迭代中,类似贴纸的传感器可以很容易地应用到干牙上。(曾说,理想的做法是将贴纸贴在口腔后部的牙齿上,这样吃东西时可以更好地与唾液混合。)
当在人类身上进行测试时,当研究对象将各种液体(自来水、苹果汁、漱口水、酒精和面条汤)在口中冲泡两分钟时,这种传感器持续工作。虽然目前还不清楚如果超过这个时间范围,这种传感器在口腔中能持续多久,但研究人员能够在一周内将传感器浸泡在不同的液体中,从中收集到一致的数据。
据曾说,簇状传感器解决了传感领域的一个基本问题:拥有一个安全、准确、长期的传感器,可以在生物环境中远程工作。
在传感器走出实验室进入商业领域之前,还有一些问题需要解决。首先,收集到的数据非常复杂,需要分析——这项任务超出了普通佩戴者的能力范围。为了缩小这一差距,传感器需要一个类似于应用程序的界面,以便以用户友好的方式收集和显示数据。
无论如何,这可能是第一个能够实际测量食物的传感器,它提供了对未来营养追踪的一瞥。有一天,我们也许能够量化我们的食物是如何影响我们的整体健康的——实时的。