編譯／韋士塔

炎熱夏季到來，脫水問題不容忽視；美國德州大學奧斯汀分校（The University of Texas at Austin，UT）的研究團隊，致力開發非侵入式的穿戴式感測器，以持續監測使用者體內的水合作用（hydration，身體補水與維持體液平衡的過程），幫助更多人免受脫水傷害。

水合作用對維持器官功能、調節體溫和支持生理機能，至關重要。脫水會對認知功能、體能表現及熱調節產生負面影響，嚴重時更可能導致腎結石、心血管問題和中暑等危及生命的狀況。

德州大學奧斯汀分校（University of Texas at Austin）工程學教授盧南舒（Nanshu Lu，音譯）說：「脫水是種隱形威脅，影響數百萬人。我們開發的感測器能有效監測水合作用，讓人們維持健康。」

盧南舒長年研究貼片型態的穿戴式裝置，過去，她與研究團隊曾發表電子紋身貼片，能貼在使用者胸口，直接獲取心電圖數據；2024年研究團隊也發表可拉伸的電子皮膚，可讓機器人與其他設備擁有與人類皮膚一樣的柔軟度和觸摸靈敏度，執行需要高度精確與控制力的任務。

盧南舒的最新研究成果，已發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）；報告指出，監測水合作用的貼片，應用範圍廣泛，例如：幫助運動選手在炎熱天氣下保持水分、讓消防員避免過度脫水，也能提醒辦公室工作者適時補充水分。

研究人員說明，貼片式感測器採用生物阻抗技術，透過測量電流通過身體的狀況來追蹤水分含量。感測器上的電極會向手臂發送微小且安全的電流。電流流動的方式會因組織中的水分含量而異，在水分充足的組織裡，電流較易通過；反之，脫水的組織會阻礙電流流動。感測器收集數據後，可無線傳輸到智慧型手機或其他裝置，讓使用者輕鬆監控自身的水合作用水平。

研究團隊讓受測者使用這種貼片進行測試，證實感測器的生物阻抗變化，與體重因水分流失而減輕之間存在高度相關性。參與這項研究的揚科維奇（Matija Jankovic）博士說：「實驗證明，生物阻抗對水合作用的變化非常敏感，這表示此感測器可作為追蹤水合作用的可靠工具，即使在日常活動中也能使用，包括走路、工作或鍛鍊。」

傳統的水合作用評估方法，例如尿液檢測與血液分析，通常是侵入性的、耗時的，且不適合持續監測。此外，目前的水合作用評估設備，通常需要笨重的設備和固定的設置，無法在日常生活使用。研究團隊發表的輕巧貼片式感測器，將可大幅提升監測水合作用的便利性。

研究團隊表示，持續監測水合作用，有助於診斷與管理腎臟疾病、心血管問題及慢性脫水等疾病，此設備不僅能保護在極端環境下工作的人員，還具有廣泛的醫療保健應用潛力。他們準備運用類似技術，繼續開發不同的感測器，用於測量人體健康的其他指標。