我们都在某些时候感到压力，无论是在我们的个人生活或职业生活中，还是在应对特殊情况时COVID-19大流行．但到目前为止，还没有办法以客观的方式量化压力水平。
不过，由于EPFL的纳米电子设备实验室(Nanolab)和Xsensio的工程师开发了一种小型可穿戴传感器，这种情况可能很快就会改变。该设备可以直接放在患者的皮肤上，并可以持续测量患者汗液中主要应激生物标志物皮质醇的浓度。
皮质醇:一把双刃剑
皮质醇是一种类固醇激素，由我们的肾上腺从胆固醇中产生。它的分泌受促肾上腺皮质激素(ACTH)的控制，ACTH是由脑垂体产生的。皮质醇在我们的身体中发挥着重要的功能，比如调节新陈代谢、血糖水平和血压;它还会影响免疫系统和心血管功能。
当我们处于有压力的情况下，无论是生命危险还是日常生活，皮质醇是一种荷尔蒙。它指导我们的身体将所需的能量输送到大脑、肌肉和心脏。“皮质醇可以在冲动时分泌;“你感觉很好，但突然发生了一些让你感到压力的事情，你的身体开始产生更多的激素，”纳米实验室负责人阿德里安·伊内斯库说。
虽然皮质醇有助于我们的身体对压力情况做出反应，但它实际上是一把双刃剑。它通常一整天都在分泌昼夜节律，上午六时至八时为高峰，其后逐渐减少至下午及傍晚。
“但对于那些患有与压力相关疾病的人来说，这种昼夜节律完全被打乱了，”伊Ionescu说。“如果身体分泌过多或不足的皮质醇，都会严重损害一个人的健康，可能会导致疾病。肥胖，心血管病，抑郁症,或倦怠．’
捕捉激素来测量
血液测试可以用来快速测量病人的皮质醇水平。然而，唾液、尿液和汗液中也能检测到一定量的皮质醇。Ionescu在纳米实验室的团队决定专注于汗液作为检测流体，并开发了一种带有微型传感器的可穿戴智能贴片。
该贴片包含一个晶体管和一个由石墨烯制成的电极，由于其独特的特性，提供了高灵敏度和非常低的检测限。石墨烯通过适体实现功能化，适体是单链DNA或RNA的短片段，可以与特定化合物结合。EPFL贴片中的适体携带负电荷;当它与皮质醇接触时，它会立即捕获激素，导致束相互折叠，使电荷更接近电极表面。然后，该设备检测电荷，从而能够测量佩戴者汗液中的皮质醇浓度。
到目前为止，还没有开发出其他系统来连续监测整个昼夜周期的皮质醇浓度。“这是我们设备的关键优势和创新特征。因为它可以佩戴，科学家可以收集一些与压力有关的疾病的定量、客观数据。他们可以在人体汗液中皮质醇浓度的整个范围内以一种非侵入性、精确和即时的方式做到这一点，”Ionescu说。
工程改善医疗保健
工程师们在Xsensio专有的Lab-on-SkinTM平台上测试了他们的设备;下一步将是把它交到医疗工作者手中。Xsensio的首席执行官Esmeralda Megally说:“EPFL和Xsensio的联合研发团队在检测皮质醇激素方面达到了一个重要的研发里程碑。我们期待着在医院环境中测试这种新型传感器，并对我们身体的工作原理有新的认识。”
该团队与洛桑大学医院(CHUV)内分泌、糖尿病和代谢科主任Nelly Pitteloud教授建立了一个桥梁项目，让她的员工在人类患者身上试用持续的皮质醇监测系统。这些试验将包括健康的人，以及患有库欣综合征(当身体产生过多的皮质醇时)、艾迪生病(当身体产生不足时)和与压力相关的肥胖的人。工程师们相信他们的传感器可以为研究皮质醇分泌的生理和病理节律做出重大贡献。
那么压力过大导致的心理疾病呢?Ionescu说:“目前，他们只根据患者的感知和心理状态进行评估，这往往是主观的。”“因此，拥有一个可靠的、可穿戴的系统可以帮助医生客观地量化患者是否患有抑郁症或倦怠，以及他们的治疗是否有效。”更重要的是，医生将实时获得这些信息。这将标志着我们在了解这些疾病方面向前迈进了一大步。”
谁知道呢，也许有一天这项技术会被应用到智能手环中。Megally说:“下一阶段将专注于产品开发，将这一令人兴奋的发明变成我们Lab-on-SkinTM传感平台的关键部分，并将压力监测引入下一代可穿戴设备。”
