應(yīng)用氣體傳感器：“聞”排遺臭氣監(jiān)測(cè)人體健康
2018-08-07 09:40:10   來(lái)源：澎湃新聞   評(píng)論：   點(diǎn)擊：

“2014年我參與了以色列的一個(gè)項(xiàng)目，通過(guò)傳感器，去研究人呼出來(lái)的氣體。當(dāng)時(shí)我就覺(jué)得人體里面有很多寶藏，這些氣體能幫助我們管理健康?！?氣知科技創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的CEO張良近日在上海向澎湃新聞表示。

“2014年我參與了以色列的一個(gè)項(xiàng)目，通過(guò)傳感器，去研究人呼出來(lái)的氣體。當(dāng)時(shí)我就覺(jué)得人體里面有很多寶藏，這些氣體能幫助我們管理健康。” 氣知科技創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的CEO張良近日在上海向澎湃新聞表示。

氣知科技有限公司于今年7月入駐拜耳位于上海的孵化器，是一家利用深度學(xué)習(xí)氣體的傳感器打造智能硬件的初創(chuàng)企業(yè)，通過(guò)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)用戶的腸道菌群功能狀況，為用戶提供個(gè)性化的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)方案。

2014年，以色列理工學(xué)院利用NaNose技術(shù)，制造出一種氣體測(cè)量器。只需病人往設(shè)備呼一口氣，就能檢測(cè)出氣體中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的“特征”，從而進(jìn)行初步診斷。研究表明該方法得出的結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)胃癌檢測(cè)法（氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析）的診斷結(jié)果一致。

目前氣體傳感器主要用來(lái)測(cè)工業(yè)氣體和大氣污染。張良在過(guò)去幾年一直從事氣體傳感器方面的工作，他認(rèn)為氣體傳感器應(yīng)當(dāng)有關(guān)鍵性的應(yīng)用。2014年與以色列合作的契機(jī)，讓張良看到了氣體傳感器應(yīng)用在人身上的可能性。

張良介紹，他最初的想法是像以色列一樣通過(guò)代謝氣體做疾病診斷。但疾病診斷的終端設(shè)備和臨床試驗(yàn)較為復(fù)雜，現(xiàn)階段尚不成熟。于是他把目光轉(zhuǎn)向了腸道菌群領(lǐng)域，通過(guò)智能硬件對(duì)用戶的腸道菌群做健康管理。此前科學(xué)研究表明，肥胖的原因60%是由腸道菌群的變化造成，只有不到20%才是基因造成的。

目前針對(duì)消費(fèi)者市場(chǎng)的腸道菌群分析公司，主要通過(guò)把樣品送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基因測(cè)序，得出腸道菌群的組成。但在張良看來(lái)，這樣做首先無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)連續(xù)觀測(cè)，成本相對(duì)較高；其次對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)，知道自己的腸道菌群“有什么用”比知道它們“是什么”更有價(jià)值。

氣知科技監(jiān)測(cè)的氣體，就是腸道菌群代謝出的揮發(fā)性有機(jī)化合物。當(dāng)人們吃下食物之后，大腸菌群會(huì)利用這些食物去發(fā)酵，發(fā)酵后的產(chǎn)物就是這些氣體。只有這些代謝物才能直接反映腸道菌群干了些什么、功能是什么。

用戶每次排遺的時(shí)候，吸附在馬桶上的傳感器就會(huì)開始測(cè)量排遺過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物。隨后傳感器會(huì)把原始數(shù)據(jù)送到氣知科技的服務(wù)器處理，再把數(shù)據(jù)結(jié)果反饋到用戶的應(yīng)用app上，告訴用戶每種代謝物的濃度是多少，跟之前相比發(fā)生了哪些變化；根據(jù)這些數(shù)據(jù)的變化，相應(yīng)的腸道菌群發(fā)生了哪些變化。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，向用戶提供食譜和營(yíng)養(yǎng)品的建議，以改善腸道菌群的狀況。

然而在實(shí)際環(huán)境里，人排遺過(guò)程中產(chǎn)生的代謝氣體濃度非常低，因此要監(jiān)測(cè)到低濃度的多種類氣體，需要改進(jìn)氣體傳感器的靈敏性。張良表示，目前市面上沒(méi)有可以直接可以在人排遺過(guò)程中監(jiān)測(cè)代謝氣體的傳感器。氣知科技團(tuán)隊(duì)通過(guò)深度學(xué)習(xí)的算法，提升現(xiàn)有的傳感器的性能，可以在低到幾個(gè)ppb的濃度下，監(jiān)測(cè)特定的氣體種類。同時(shí)，傳感器還通過(guò)深度學(xué)習(xí)提升可靠性，確保用戶在3-5年內(nèi)無(wú)需進(jìn)行定期校準(zhǔn)。

“深度學(xué)習(xí)的很多算法是開源的，但它目前最大的用途就是在圖像、視頻和語(yǔ)音，傳感器領(lǐng)域里面還沒(méi)有人用深度學(xué)習(xí)去提升這些性能。”張良表示。

同時(shí)氣知科技還將利用區(qū)塊鏈技術(shù)，為用戶永久儲(chǔ)存自己的腸道菌群監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并利用智能合約允許用戶對(duì)自己的健康數(shù)據(jù)進(jìn)行交易變現(xiàn)。

目前，利用代謝氣體做人體健康管理仍是嶄新的領(lǐng)域。張良坦言，消費(fèi)者更習(xí)慣量化的生理指標(biāo)，但代謝氣體的濃度本身并不能反映人的健康與否。

“測(cè)代謝氣體不像人們測(cè)血糖，有一個(gè)精確的范圍，告訴用戶數(shù)值落在這個(gè)范圍內(nèi)是健康的。”張良表示。

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《氣體傳感器技術(shù)和市場(chǎng)》

《有源植入性醫(yī)療器械市場(chǎng)-2017版》

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