治療五小時，就能檢測出腫瘤大小變化？這款新設備太神奇了

談起智能可穿戴設備，就有種不明覺厲的感覺，但如果談起能實時定位的小天才電話手表，能實時監控心率的蘋果手表，我們才恍然大悟——智能可穿戴設備實在太有用也太普及了！

那除了滿足日常需求，智能可穿戴設備能服務于腫瘤治療嗎？

當然可以！

研究成果截圖

近日，全球頂尖華人材料學家、斯坦福大學鮑哲南教授團隊設計并制造出了一款名為FAST的新型可穿戴設備。這個新型設備帶有可拉伸且靈活的傳感器，可以粘附在人體皮膚上實時測量和記錄患者的腫瘤大小。而且只需按一下按鈕，就可將結果實時無線傳輸到手機APP上進行匯總。

目前，腫瘤小鼠的試驗中FAST已經可在治療開始后的5小時內檢測到藥物治療組和對照組腫瘤體積的差異，而且對腫瘤大小測量的精準度達到微米級別。而實時傳遞的腫瘤數據更是為研究人員跟蹤、了解即時藥效學反應提供了便利。對于廣大腫瘤患者，這可不比每隔一個月、三個月才預約去拍片看腫瘤大小來得高效方便多了嗎？

FAST由外殼、PCB和柔性傳感器組成

智能可穿戴設備FAST是如何做到時實監控腫瘤大小的？

FAST監控腫瘤大小的原理非常新穎，它不同于以往的拍片、抽血，它靠得是用電流“感受”腫瘤的生長。

智能可穿戴設備FAST中最關鍵的組件是傳感器——傳感器內覆蓋著一層50納米可以導電的金層。緊貼皮膚的傳感器在腫瘤的增大時，超薄的金層會受到擠壓而產生“微裂痕”，從而使得電流電阻發生改變；而當腫瘤縮小時，傳感器中金層的微裂紋又會恢復，又使得電阻再次發生改變。而這項設備可以通過記錄電流電阻的變化從而計算推導出腫瘤的變化。

為了避免皮膚移動對測量導致的誤差，設備不僅利用3D打印技術來緊貼皮膚同時也會讓傳感器每隔幾分鐘甚至幾秒鐘就進行一次測量，并通過高頻測量來選取中位數作為相應的結果。

FAST固定在小鼠身上實物圖

目前這項設備運用于“小白鼠”身上已經取得了出色的效果。它至少有以下三大優點：

01 更 精 準

FAST靈敏度大大高于其他傳統檢測方法。對于腫瘤大小的監控可以精確到微米級別。

02 更 及 時

FAST能實現實時監控。在分鐘級別的體積監測后還能生成體積-時間變化的精細曲線，更方便醫護人員了解用藥效果。

03 更 舒 適

FAST檢測腫瘤大小是完全自主且無創的，使用的感受就像是在皮膚上貼創可貼，在連接后可自由移動，不受設備或者電線的限制，體驗感更好。

04 更 高 效

FAST減少了監測腫瘤體積變化的時間與人力成本。因此它不止適用于人，也非常適用于大規模藥物篩選的動物研究——更有研究人員指出，以往用“小白鼠”試藥時，不論是用卡尺還是生物發光測量都需要長達數周的觀察期才能測出腫瘤大小的變化，而這個裝置將大大提升生物試驗的效率及精準度。

唯一美中不足的是，這項設備對于體內原位腫瘤，例如腦癌、肝臟的測量精準度不佳，可能只適用于皮下移植瘤體積變化的監測。雖然這個先進、精準、便捷的測量設備目前還沒有上市，但我們依舊對它的實用性充滿期待。

PS：皮下移植腫瘤是基礎研究和臨床治療過程中經常采用的動物模型。其實驗方法是將腫瘤細胞經裸鼠皮下注入，建立皮下移植瘤模型，并以此研究不同治療方式對腫瘤的效果。

目前有哪些可穿戴智能設備能用于醫療？

從我們耳熟能詳的可以檢測睡眠狀況和心率的電子手環、手表，再到能檢測血壓的石墨烯電子紋身，能模擬真實觸感的人工皮膚，再到能糾正走路姿態的電子腰帶，能在老人摔倒時立即打開安全氣囊的電子背心。智能可穿戴醫療設備不僅屬于未來，也屬于我們當下的生活。

智能可穿戴設備有什么優勢？

智能可穿戴設備最大的優勢就是不用再人為的測量記錄，也能輕松得知各個時間點身體的各項指標。

這一點，意義重大——我們經常有這種體驗：

在某個時刻或是瞬間覺得身體非常的不舒服。但等到了醫院，掛號看上醫生的時候，這些不舒服的感覺就已經過去了，即便配合做一系列細致的檢查也難以查出原因。結果只能草草了事，給身體留下隱患。

但如果有智能可穿戴設備實時記錄身體數據就不一樣了。它能幫助我們記錄身體各個時間段的數據，我們拿著這些“證據”去找醫生就更“有理有據”了。

很多人覺得現在已經普及的，較為平價的智能手環、智能手表等裝置，只能檢查相對基礎的數據，沒法像上面我們所說的FAST設備這樣對疾病進行精準的預判，因此記錄的意義并不大。但其實，即便只是最基礎的身體數據記錄，也能對治療起到很好的輔助作用。

以最常見的體溫測量為例，仔細測量過體溫的人都會發現，我們的體溫并不是完全不變的，一般凌晨2-5時最低，下午5-7時最高。而一些疾病的發熱狀況，也有其獨特的曲線。例如結核，風濕，支氣管炎，滲出性胸膜炎等疾病帶來的熱度往往忽高忽低，呈不規則變化；大葉性肺炎，傷寒病癥等病癥帶來的持續性高熱，可能維持數天至數周，但溫度變化普遍不會超過1℃。另外也有些疾病總會在一天中某個時段導致體溫變化突出。

雖然從每日幾次的體溫測量中我們很難去推測出病因，但如果能通過智能可穿戴設備，高頻率的測量并繪制出連續的異常體溫曲線圖，那肯定能幫助醫生對發熱原因、用藥效果進行更準確的判斷。

而這一點對于腫瘤手術后發燒的患者意義尤為重大——術后最需要人警惕的，由感染導致的膿毒血癥會威脅生命，但膿毒血癥發病前幾乎沒有任何感染證據，因此很難預防或是及時發現。但現在，我們可以根據膿毒血癥獨特的溫度曲線就對患者情況作出預判了。如果能實時監控體溫帶、及時發現異樣就能高效預防術后膿毒血癥的發生了。

日常智能可穿戴設備有了哪些新發展?

除了檢測體溫，現在不少智能可穿戴設備（即便是一些相對平價的電子手環、手表）除了記錄體溫、睡眠質量還能記錄心率、血壓、呼吸的異常、體位的異常變動（例如老人摔倒后難以起身）等等。諸如蘋果手表，就一直致力于研究如何通過“戴手表”的方式，無創測血糖。

而且現在一些設備在檢測出危險狀態時還能發出警報直接提醒親屬或醫院。讓些獨居老人面對身體突發狀況時，更多了一重保障。相信隨著科技的發展，更多便捷、實用的“智能可穿戴電子設備”會成為我的“日用品”。

• 小問題：你希望智能可穿戴設備具備哪些功能？

參考文獻：

[1]ALEX ABRAMSON,CARMEL T. CHAN,YASSER KHAN, et al. A flexible electronic strain sensor for the real-time monitoring of tumor regression, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn6550

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